14
KHITOSAN IRADIASI SEBAGAI BAHAN PENGINDUKSI PERTUMBUHAN UNTUK TANAMAN CABE (CacinumApnnum) Gatot Trimulyadi Rekso 1) Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070 Fax : 021 7513270. E-mail : [email protected] Abstrak Khitosan diiradiasi dengan sinar gamma yang berasal dari 60 Co dengan dosis 100 kGy. Khitosan yang digunakan dengan derajat deasetilasi 85,5 %, hasil isolasi dari kulit udang putih yang kemudian dilakukan proses deasetilasi dengan 50 % larutan NaOH. Khitosan yang telah diencerkan dengan air dan dengan kepekatan 50 ppm disiramkan pada tanaman cabe sebanyak 300 mL/tanaman setiap 2 hari sekali. Percobaan pada tanaman cabe dilakukan di desa Lebakmuncang- Ciwedey, Bandung. Pada ketinggian 1100 m dengan pH tanah 6,2. Hasil percobaan menunjukkan bahwa penyiraman tanaman dengan larutan yang mengandung 50 ppm khitosan dapat meningkatkan tinggi tanaman sebesar 80,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan sebesar 92,5 % pada umur 3 bulan. Hasil panen terjadi peningkatan produktivitas sebesar 60 % dibandingkan hanya dengan pemupukan yang lazim digunakan, tampa dengan penyiraman larutan khitosan. Kata kunci : Khitosan, iradiasi, induksi pertumbuhan, tanaman cabe. 1. Pendahuluan Selama ini pemanfaatan limbah udang belum dilakukan secara optimal hanya sebagai bahan dasar tambahan untuk pembuatan makanan tradisional seperti terasi, petis dan sebagai protein tambahan untuk makanan unggas. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa limbah udang mengandung senyawa yang disebut khitin yang dapat diproses 1

Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Gatot Trimulyadi ReksoPusat Aplikasi Teknologi Isotop dan RadiasiJl. Cinere, Ps Jumat, PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070Fax 021-7691607,751327, E-mail ; [email protected] pengujian khitosan iradiasi sebagai bahan penginduksi pertumbuhan pada tanaman cabe, memperlihatkan bahwa penyiraman tanaman dengan air yang mengandung 50 ppm khitosan setiap 2 hari sekali menunjukkan peningkatkan tinggi tanaman sebesar 78,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan 92,5 % pada umur 3 bulan. Panen pertama lebih cepat 20 hari dan produktivitas panen keseluruhan meningkat rata-rata pertanaman 45 %

Citation preview

Page 1: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

KHITOSAN IRADIASI SEBAGAI BAHAN PENGINDUKSI PERTUMBUHAN UNTUK TANAMAN CABE (CacinumApnnum)

Gatot Trimulyadi Rekso

1)Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan RadiasiBadan Tenaga Nuklir Nasional

Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070Fax : 021 7513270. E-mail : [email protected]

Abstrak

Khitosan diiradiasi dengan sinar gamma yang berasal dari 60Co dengan dosis 100 kGy. Khitosan yang digunakan dengan derajat deasetilasi 85,5 %, hasil isolasi dari kulit udang putih yang kemudian dilakukan proses deasetilasi dengan 50 % larutan NaOH. Khitosan yang telah diencerkan dengan air dan dengan kepekatan 50 ppm disiramkan pada tanaman cabe sebanyak 300 mL/tanaman setiap 2 hari sekali. Percobaan pada tanaman cabe dilakukan di desa Lebakmuncang- Ciwedey, Bandung. Pada ketinggian 1100 m dengan pH tanah 6,2. Hasil percobaan menunjukkan bahwa penyiraman tanaman dengan larutan yang mengandung 50 ppm khitosan dapat meningkatkan tinggi tanaman sebesar 80,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan sebesar 92,5 % pada umur 3 bulan. Hasil panen terjadi peningkatan produktivitas sebesar 60 % dibandingkan hanya dengan pemupukan yang lazim digunakan, tampa dengan penyiraman larutan khitosan.

Kata kunci : Khitosan, iradiasi, induksi pertumbuhan, tanaman cabe.

1. Pendahuluan

Selama ini pemanfaatan limbah udang belum dilakukan secara optimal hanya sebagai bahan dasar

tambahan untuk pembuatan makanan tradisional seperti terasi, petis dan sebagai protein tambahan

untuk makanan unggas. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa limbah udang mengandung senyawa

yang disebut khitin yang dapat diproses lebih lanjut menjadi khitosan, yang merupakan bahan

dasar yang sangat bermanfaat dalam bidang industri , kesehatan dan pertanian (1,2.3). Hasil penelitian

Asford, dkk (1977) menyatakan bahwa khitin terkandung dalam limbah udang kering sekitar 14 –

27 % dan pada kepiting kering sekitar 13 – 15 % (4) . Khitosan adalah derivat terdeasetilasi dari

khitin, poli--(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glukosa yang merupakan polimer multifungsional karena

memiliki gugus-gugus fungsional seperti amino, gugus hidroksil primer serta sekunder pada

struktur glukosamin. Khitosan iradiasi oleh negara-negara Asia seperti Jepang, China, Vetnam dan

Korea telah banyak dimanfaatkan sebagai bahan penginduksi pertumbuhan (growth promoters)

untuk tanaman (Kurita et al.1986)

1

Page 2: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Iradiasi pengion seperti sinar gamma dan mesin pemercepat berkas elektron dapat merubah struktur

dan sifat kimia lewat pengikatan silang, degradasi atau polimerisasi. Khitosan termasuk polimer

alam yang mudah terdegradasi bila di iradiasi dan akan terbentuk khitosan dengan massa molekul

relatif rendah sehingga lebih mudah diserap oleh tanaman (Ulanski et al. 1992) Selain itu khitosan

memiliki sifat sebagai pengkelat ion logam sehingga dapat mengurangi logam berat pada media

tanah yang dapat menimbulkan stress tanaman dan juga berfungsi sebagai anti mikroba (Hong et

al. 1989).

Penelitian ini mempelajari pengaruh penambahan khitosan iradiasi bahan penginduksi pertumbuhan

untuk tanaman cabe. Sumber iradiasi yang digunakan adalah sinar gamma yang berasal dari 60Co.

Parameter yang diteliti adalah pengaruh penambahan khitosan iradiasi terhadap derajat peningkatan

tinggi, peningkatan pertumbuhan dan produktivitas tanaman cabe.

2. Percobaan

Bahan penelitian yang digunakan adalah limbah kulit udang putih (Peneaus Merguensis), bahan

kimia : HCl (teknis), NaOH (Teknis, PA) dan Asam asetat (PA) dan benih cabe varietas tombak

super LV .

Isolasi khitin

Proses isolasi khitin terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

a. Demineralisasi

Sebanyak 1000 g kulit udang kering yang telah dibersihkan dimasukkan ke dalam larutan

1 N asam khlorida dengan perbandingan padatan dan larutan 1 : 10, campuran diaduk dan

dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam.

b. Deproteinasi

Hasil dari proses demineralisasi dilanjutkan dengan proses deproteinasi denga 1 N NaOH,

pada suhu 80oC selama 5 jam sambil diaduk perlahan lahan.

Tahap deasetilasi

Khitin yang diperoleh dari hasil isolasi kemudian dilanjutkan ke tahap deasetilasi dengan

larutan 50 % NaOH dengan perbandingan padatan dan cairan 1 : 15 . Campuran dipanaskan

pada suhu 1000- 110 0C selama 3 jam kemudian dipisahkan dan dibilas dengan air dimeneral

2

Page 3: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

dan keringkan dalam oven pada temp 1050C, kemudian ditentukan kadar air, kadar abu dan

derajat deasetilasinya.

Tahap Iradiasi

Khitosan yang dihasilkan dimasukkan dalam kantong-kantong plastik kemudian di iradiasi

dengan sinar gamma dengan dosis 100 kGy mempergunakan laju dosis 5,8 kGy/jam.

Pengujian khitosan sebagai penginduksi pertumbuhan tanaman

Khitosan yang telah di iradiasi dibuat larutan induk dengan konsentrasi 5 g/L, larutan induk

kemudian dituangkan kedalam air siraman dengan perbandingan 1:100 dan air siraman

yang mengandung khitosan (50 ppm) disiramkan pada tanaman cabe sebanyak 300 mL per

tanaman dengan selang penyiraman 2 hari sekali. Setelah 30 hari dihitung peningkatan

tinggi tanaman, yaitu tinggi rata-rata tanaman yang diperlakukan dibandingkan dengan

tanpa perlakuan dan derajat peningkatan pertumbuhan, yaitu berat rata-rata dengan

perlakuan dibandingkan dengan berat rata-rata tanpa perlakuan.

3. Hasil dan pembahasan

Pengaruh iradiasi pada khitosan terhadap masa molekul dan kelarutanya

Massa molekul

Massa molekul khitosan ditentukan berdasarkan metode viskositas. Pemakaian metode ini

mempunyai beberapa keuntungan, antara lain analisisnya lebih mudah dan lebih cepat, alat dan

perhitungannya sederhana (Sabharwal. 2000). Alat yang digunakan adalah viskosimeter

Oswald. Masa molekul khitosan yang tampa iradiasi dan di iradiasi pada dosis 100 kGy

ditunjukkan pada table berikut :

3

Page 4: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Tabel 1. Masa molekul relatif khitosan tampa iradiasi dan yang di iradiasi

Hasil penelitian menunjukkan iradiasi sangat berpengaruh terhadap massa molekul khitosan,

iradiasi pada khitosan dengan dosis 100 kGy terjadi penurunan bobot molekul mendekati 1/3 nya

dibandingkan bobot molekul khitosan tampa iradiasi. Hal ini disebabkan karena iradiasi

mengakibatkan rantai panjang polimer terdegradasi, sehingga massa molekul menjadi relatif lebih

kecil. Menurut Ulanski et,al (1992), iradiasi pada polisakarida seperti pati, khitin dan khitosan

mengakibatkan pemutusan rantai terutama pada ikatan glikosida.

Kelarutan

Kelarutan menunjukkan jumlah zat yang dapat dilarutkan dalam tiap bagian pelarut. Kelarutan

khitosan dilakukan untuk memberikan informasi dalam aplikasi khitosan sebagai bahan

penginduksi pertumbuhan. Pada penelitian ini sifat kelarutan khitosan dilakukan dalam 1 % asam

asetat sampai terbentuk larutan jenuh. Tabel 2 memperlihatkan kelarutan khitosan pada beberapa

variasi dosis iradiasi.

Tabel 2. Hasil analisis kelarutan khitosan dalam asam asetat

Tabel 2 menunjukkan bahwa kelarutan khitosan dalam 1 % asam asetat berkisar antara 0,045

sampai 0,146 g/mL. Di sini terlihat adanya hubungan antara dosis iradiasi dengan kelarutan,

bertambah besar dosis iradiasi yang digunakan, sifat kelarutannya juga makin besar. Hal ini dapat

No Kondisi Massa molekul (104)

1

2

Tampa iradiasi

Iradiasi dengan dosis :100kGy

1,6506

0,05880

No Dosis iradiasi (kGy) Kelarutan (g/mL)

1

2

0

100

0,045

0,146

4

Page 5: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

dijelaskan dengan bertambahnya dosis iradiasi yang digunakan, maka massa molekul khitosan

menurun dan jumlah ikatan hidrogen yang ada menjadi lebih sedikit, sehingga kelarutannya akan

meningkat.

Pengaruh pemberian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe.

Hasil pengujian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe setelah berumur 3 bulan disajikan

pada Tabel 3.

No perlakuan

Tinggi tanaman (cm) Rata-rata

tinggi tanaman

(cm)

Pening-

katan (%)No tanaman

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

2

Kontrol

(air)

Penambahan

khitosan

26 28 28 29 25 26 27 25 28 27

47 45 48 46 49 47 46 48 47 49

26,9 1,12

47,2 0,68

-

78,3

Tabel 3. Pengaruh pemberian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe setelah berumur 3

Setelah tanaman cabe berumur 3 bulan dilakukan pengukuran tinggi tanaman , tinggi tanaman

cabe yang mempergunakan khitosan pada air penyiramannya dibandingkan dengan penyraman

hanya memperunakan air biasa. Hasilnya menunjukkan tanaman cabe yang disiram dengan air

yang mengandung khitosan menunjukkan peningkatan pertumbuhan tinggi tanaman rata-rata

78,3 % dibandingkan dengan tampa penambahan khitosan.

Derajat peningkatan pertumbuhan (%)

Derajat peningkatan pertumbuhan dihitung dari berat rata-rata tanaman dengan perlakuan

dikurangi berat rata-rata tanpa perlakuan (kontrol) kemudian dibagi dengan berat rata-rata tampa

perlakuan (kontrol) dikalikan dengan 100 %. Perhitungan setelah masa tanam 3 bulan ditunjukkan

pada Tabel 4.

5

Page 6: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Tabel 4. Pengaruh dosis iradiasi terhadap derajat peningkatan pertumbuhan

No Dosis iradiasi

(kGy)

Berat kering rata-rata 10 pohon tanaman

cabe (g)

Derajat peningkatan

pertumbuhan (%)

1

2

Tampa perlakuan

(kontrol)

Dengan

penambahan

khitosan

8,2

15,8

-

92,5

Hasilnya menunjukkan bahwa dengan penambahan khitosan pada airsiraman tanaman

meningkatkan persentasi derajat pertumbuhan tanaman cabe sampai dengan 92,5 %. Hal ini

dikarenakan dengan penambahan khitosan pada air siraman akan meningkatkan jumlah akar pada

tanaman. Dengan jumlah akar yang banyak dan sehat, tanaman akan besar dan tumbuh lebih baik

dibandingkan dengan jumlah akar yang sedikit.

Pengaruh penambahan khitosan pada air penyiraman terhadap banyaknya akar tanaman cabe

ditunjukkan pada Gambar 1.

6

Page 7: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Tampa penambahan khitosan (kontrol)

Penambahan khitosan 50 ppm pada air siraman tanaman

Gambar 1. Pengaruh penambahan khitosan dengan banyaknya akar pada tanaman cabe

Hasil panen cabe

Penambahan khitosan pada air siraman tanaman cabe peningkatan hasil panen rata-rata 45 %

untuk setiap pohon dan panen pertama lebih cepat rata-rata 20 hari untuk setiap pohon

7

Page 8: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

dibandingkan dengan tampa penambahan khitosan. Hasil panen pertama padatanaman cabe

ditunjukkan pada Gambar 2 di bawah ini.

Tampa Khitosan Dengan penambahan khitosan

Dengan penambahan khitosan

8

Page 9: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Tampa Khitosan

Gambar 2. Pengaruh penambahan khitosan terhadap buah cabe yang dihasilkan

4. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa dosis iradiasi menurunkan massa molekul relative

khitosan dan meningkatkan kelarutan khitosan. Pada dosis iradiasi 100 kGy didapatkan massa

molekul khitosan 5,88 102 Dalton dan kelarutannya pada 1 % asam asetat 0,146 g/mL.

Hasil pengujian khitosan iradiasi sebagai bahan penginduksi pertumbuhan pada tanaman cabe,

memperlihatkan bahwa penyiraman tanaman dengan air yang mengandung 50 ppm khitosan setiap

2 hari sekali menunjukkan peningkatkan tinggi tanaman sebesar 78,2 % dengan derajat

peningkatan pertumbuhan 92,5 % pada umur 3 bulan. Panen pertama lebih cepat 20 hari dan

produktivitas panen keseluruhan meningkat rata-rata pertanaman 45 %

5. Daftar Pustaka

9

Page 10: Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso

Goosen, M.F.A. (1997). Application of Chitin and Chitosan, Technomic Publishing Company, Inc,

Lancaster, Pennsylvania, USA.

Sabharwal S. (2000). Radiation effect on polymers, Risalah Proceeding Meeting Radiation

Processing of Polysacchararides, Vietnam Atomic Energy Commission, Vietnam.

Kurita, K., Koyama,Y., Taniguchi, A., (1986). Studies on chitin IX, Journal of Applied Polymer

Science. , 31, 1169 – 1176.

Ulanski., Rosiak,J, (1992). Preliminary studies on Radiation –Induced Change in Chitosan,

Radiat. Phys. Chem, Vol 39, No 1, Pergamon Press, Great Britain.

Hong, K.N.O ., Mayers, S.P., Lee, K.S., (1989). Isolation and characterization of chitin from crow

fish shell waste, Journal of Agricultural and Food Chemistry., 37, (3) , 575 – 579.

10