Optimasi dan karakterisasi derajat deasetilasi kitosan jamur Rhizopus oryzae dengan penambahan limbah kulit pisang sebagai substrat sumber karbon

ABSTRAK:

Kitosan merupakan biopolimer alami berbentuk kitin yang telah mengalami proses
deasetilasi. Kitosan terdiri dari poli-β-[1,4]-N-asetil D-glukosamin. Secara komersial
kitosan diperoleh dari limbah krustase. Permasalahan muncul seperti keterbatasan
pasokan bahan baku kitosan dari limbah krustase, serta dapat mencemari lingkungan, oleh
karena itu diperlukan pencarian alternatif untuk sumber bahan baku kitosan. Pemanfaatan
kitosan dari limbah hasil alam yang ramah lingkungan semakin berkembang. Salah
satunya menggunakan dinding sel jamur. Produksi kitosan dari jamur memiliki banyak
keunggulan dibandingkan sumber krustase. Kitosan jamur memiliki komposisi yang
konstan, tersedia sepanjang tahun, hemat biaya, dan sedikit penggunaan bahan kimia.
Produksi kitosan dari jamur Rhizopus oryzae dilakukan dengan menggunakan hidrolisat
kulit pisang sebagai media yang efektif untuk karakterisasi. Kandungan gula yang
terfermentasi dalam kulit pisang memenuhi syarat sebagai substrat yang layak untuk
meningkatkan produksi kitosan dari jamur. Produksi kitosan dari Rhizopus oryzae
menggunakan limbah kulit pisang ambon sebagai sumber karbon dengan variasi
konsentrasi kontrol, 60%, 80%, dan 100%. Pada penelitian ini difokuskan pada
penambahan kulit pisang sebagai substrat dengan metode fermentasi cair (submerged
fermentation) untuk memperoleh berat akhir jamur yang siap diekstraksi. Parameter
karakterisasi kitosan menggunakan metode Fourier Transform Infta-Red Spectroscopy
(FTIR) untuk mengetahui nilai derajat deasetilasi (DD) kitosan. Penelitian ini merupakan
studi eksperimental yang menerapkan desain faktorial untuk mengevaluasi pengaruh
kondisi fermentasi terhadap produksi kitosan, dengan melibatkan 4 perlakuan dan 3
ulangan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan uji statistik parametrik One-Way
ANOVA melalui software SPSS versi 25. Kitosan dari jamur Rhizopus oryzae
menunjukkan peningkatan biomassa kering seiring dengan peningkatan konsentrasi dari
19,53 mg/ml (0%) menjadi 44,27 mg/ml (100%). Derajat deasetilasi yang dihasilkan
mencapai 91,41%, menandakan kualitas kitosan yang baik.

ABSTRACT:

Chitosan is a natural biopolymer in the form of chitin that has undergone a deacetylation
process. It consists of poly-β-[1,4]-N-acetyl-D-glucosamine. Commercially, chitosan is
obtained from crustacean waste. However, issues such as limited supply of chitosan raw
materials from crustacean waste and potential environmental pollution necessitate the
search for alternative raw material sources. The utilization of environmentally friendly
natural waste for chitosan production is increasingly being developed, including the use
of fungal cell walls. Chitosan production from fungi offers several advantages compared
to crustacean sources. Fungal chitosan has consistent composition, is available yearround, cost-effective, and requires minimal use of chemicals. In this study, chitosan was
produced from Rhizopus oryzae using banana peel hydrolysate as an effective medium
for characterization. The fermentable sugar content in banana peel meets the criteria as a
suitable substrate to enhance fungal chitosan synthesis. The chitosan production from
Rhizopus oryzae used banana peel waste (of the Ambon variety) as a carbon source with
concentration variations of control, 60%, 80%, and 100%. This study focused on the
addition of banana peels as a substrate using submerged fermentation to obtain the final
fungal biomass ready for extraction. Chitosan characterization was conducted using
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to determine the degree of deacetylation
(DD) of chitosan. This experimental study applied a factorial design to evaluate the
effects of fermentation conditions on chitosan production, involving 4 treatments and 3
replications. The data obtained were analyzed using the parametric statistical One-Way
ANOVA test via SPSS version 25. Chitosan derived from Rhizopus oryzae showed an
increase in dry biomass along with increasing concentrations, from 19.53 mg/mL (0%) to
44.27 mg/mL (100%). The resulting degree of deacetylation reached 91.41%, indicating
good chitosan quality.

مستخلص البحث:

الشيتوزان هو بوليمر حيوي طبيعي على شكل كيتين خضع لعملية إزالة الأسيتيل. يتكون الشيتوزان من
يتم الحصول على الشيتوزان تجاريا من نفايات . β - [1،4] -N-acetyl D-glucosamineبولي
القشريات. تنشأ مشاكل مثل محدودية المعروض من المواد الخام الشيتوزان من نفايات القشريات ، ويمكن
أن تلوث البيئة ، لذلك من الضروري إيجاد مصادر بديلة للمواد الخام الشيتوزان. يتزايد استخدام الشيتوزان
من النفايات الطبيعية الصديقة للبيئة. واحد منهم يستخدم جدار الخلية الفطرية. إنتاج الشيتوزان من الفطريات
له العديد من المزايا مقارنة بمصادر القشريات. يحتوي شيتوزان الفطر على تركيبة ثابتة ، ومتوفر على
مدار السنة ، وفعال من حيث التكلفة ، ويستخدم القليل من المواد الكيميائية. يتم إنتاج الشيتوزان من فطر
باستخدام قشر الموز المتحلل كوسيلة فعالة للتوصيف. محتوى السكر المخمر في Rhizopus oryzae
قشور الموز مؤهل كركيزة قابلة للحياة لزيادة إنتاج الشيتوزان من الفطريات. يستخدم إنتاج الشيتوزان من
نفايات قشر الموز أمبون كمصدر للكربون مع اختلافات في تركيز التحكم بنسبة Rhizopus oryzae
٪60و ٪80و .٪100في هذه الدراسة ، ينصب التركيز على إضافة قشر الموز كركيزة بطريقة التخمير
السائل (التخمير المغمور) للحصول على الوزن النهائي للفطر الجاهز للاستخراج. استخدمت معلمات
لتحديد قيمة درجة إزالة الأسيتيل ) (FTIRتوصيف الشيتوزان طريقة التحليل الطيفي لتحويل فورييه
للشيتوزان. هذه الدراسة هي دراسة تجريبية تطبق التصميم العاملي لتقييم تأثير ظروف التخمير على )(DD
إنتاج الشيتوزان ، بما في ذلك 4علاجات و 3مكررات. تم تحليل البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام
الإصدار .25أظهر SPSSمن خلال برنامج ANOVAالاختبار الإحصائي البارامتري أحادي الاتجاه
زيادة في الكتلة الحيوية الجافة إلى جانب زيادة في التركيز من Rhizopus oryzaeالشيتوزان من فطر
19.53مجم / مل ( )٪0إلى 44.27مجم / مل ( .)٪100وصلت درجة نزع الأسيتيل الناتجة إلى ٪91.41
الكلمات المفتاحية: التخمير ، التوصيف ، الشيتوزان ، فضلات قشر .، مما يشير إلى جودة جيدة للشيتوزان
، الموزRhizopus oryzae