Optimalisasi dan karakterisasi Kitosan kapang sebagai antibakteri Uropathogenic Escherichia Coli menggunakan Substrat kulit singkong sebagai sumber karbon

ABSTRAK

Kitosan merupakan hasil deasetilasi kitin yang lebih fleksibel dan reaktif karena sebagian besar gugus asetilnya diubah menjadi gugus amina. Pembentukan dinding sel pada kapang penghasil kitosan dipengaruhi oleh sumber nutrisi, terutama karbon. Kulit singkong (Manihot esculenta Crantz.) mengandung karbohidrat tinggi sehingga berpotensi sebagai sumber karbon yang ekonomis untuk pertumbuhan kapang. Kitosan memiliki aktivitas antibakteri yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen melalui interaksi elektrostatis dengan dinding sel bakteri. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh substrat kulit singkong terhadap produksi biomassa miselium dan kitosan kapang, derajat deasetilasi, serta aktivitas antibakterinya. Media tumbuh dibuat dari limbah kulit singkong dengan konsentrasi 60%, 80%, dan 100%, dan kitosan diekstraksi secara kimiawi. Derajat deasetilasi dianalisis menggunakan FTIR, dan uji antibakteri dilakukan terhadap urophatogenic Escherichia coli menggunakan larutan kitosan berkonsentrasi 0,5%, 1%, 1,5%, dan 2%. Hasil menunjukkan bahwa kulit singkong dapat digunakan sebagai media pertumbuhan kapang, dengan hasil optimal pada konsentrasi 80%. Biomassa miselium tertinggi dicapai oleh A. awamori 57,45 g/L, P. pinophilum 54,64 g/L, dan R. arrhizus 66,31 g/L. Biomassa kitosan mencapai 0,321 g/L, 0,306 g/L, dan 0,351 g/L. Derajat deasetilasi tertinggi adalah 88,7% pada R. arrhizus. Zona hambat berkisar 2,37–7,94 mm dengan penghambatan terbaik pada konsentrasi kitosan 2%.

ABSTRACT

Chitosan derived from the deacetylation of chitin, is more flexible and reactive due to the conversion of acetyl groups into amine groups. The formation of cell walls in chitosan-producing molds is influenced by nutrient sources, particularly carbon. Cassava peels (Manihot esculenta Crantz.), which are rich in carbohydrates, offer an economical carbon source for mold cultivation. Chitosan exhibits antibacterial activity by interacting electrostatically with bacterial cell walls, inhibiting the growth of pathogenic bacteria. This study aimed to examine the effect of cassava peel substrate on the production of mold mycelium biomass and chitosan, the degree of deacetylation, and chitosan’s antibacterial activity. Mold mycelium was grown on media made from cassava peel waste at concentrations of 60%, 80%, and 100%. Chitosan was extracted chemically, and its degree of deacetylation was analyzed using FTIR. Antibacterial tests were conducted on Escherichia coli using chitosan solutions at concentrations of 0.5%, 1%, 1.5%, and 2%. The results showed that cassava peels are suitable for mold growth, with the optimal outcome at 80% concentration. At this level, mycelium biomass for A. awamori, P. pinophilum, and R. arrhizus reached 57.45 g/L, 54.64 g/L, and 66.31 g/L, respectively. Chitosan biomass were 0.321 g/L, 0.306 g/L, and 0.351 g/L. The degree of deacetylation reached 85.7%, 74.5%, and 88.7%, respectively. Chitosan’s antibacterial activity ranged from 2.37 to 7.94 mm in inhibition zones, with the best performance at 2% concentration.

مستخلص البحث

الشيتوزان هو منتج أكثر مرونة وتفاعلا لإزالة الأسيتيل الكيتين لأن معظم مجموعات الأسيتيل الخاصة به يتم تحويلها إلى مجموعات أمين. يتأثر تكوين جدران الخلايا في القوالب المنتجة للكيتوزان بمصادر المغذيات ، وخاصة الكربون. يحتوي قشر الكسافا (Manihot esculenta Crantz.) على نسبة عالية من الكربوهيدرات ، لذا فمن المحتمل أن يكون مصدرا اقتصاديا للكربون لنمو العفن. يحتوي الشيتوزان على نشاط مضاد للبكتيريا قادر على تثبيط نمو البكتيريا المسببة للأمراض من خلال التفاعل الكهروستاتيكي مع جدار الخلية البكتيرية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثير ركيزة قشر الكسافا على إنتاج الفطريات والكتلة الحيوية للكيتوزان ، ودرجة نزع الأسيتيل ، ونشاطها المضاد للبكتيريا. يتكون وسط النمو من نفايات قشر الكسافا بتركيز 60٪ و 80٪ و 100٪ ويتم استخراج الشيتوزان كيميائيا. تم تحليل درجة نزع الأسيتيل باستخدام FTIR ، وتم إجراء اختبارات مضادة للبكتيريا على الإشريكية القولونية المعالج بالبول باستخدام محاليل الشيتوزان بتركيزات 0.5٪ و 1٪ و 1.5٪ و 2٪. أظهرت النتائج أنه يمكن استخدام قشر الكسافا كوسيط لنمو العفن ، مع نتائج مثالية بتركيز 80٪. تم تحقيق أعلى كتلة حيوية للفطريات بواسطة A. awamori 57.45 جم / لتر ، P. pinophilum 54.64 جم / لتر ، و R. arrhizus 66.31 جم / لتر. وصلت الكتلة الحيوية للشيتوزان إلى 0.321 جم / لتر و 0.306 جم / لتر و 0.351 جم / لتر. كانت أعلى درجة من إزالة الأسيتيلاسیون 88.7٪ في R. arrhizus. تتراوح منطقة التثبيط من 2.37 إلى 7.94 ملم مع أفضل تثبيط بتركيز شيتوزان بنسبة 2٪.