MODIFIKASI SELULOSA BAKTERI MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM UNTUK ADSORPSI BSA

Abstract

Selulosa bakteri (BC) dapat dimodifikasi melalui proses kimia dan fisik untuk meningkatkan nilai kegunaannya dalam aplikasi yang lebih luas. Metode hidrolisis asam sulfat dipilih dalam penelitian ini, dikarenakan hasil dari proses tersebut akan memiliki kestabilan dalam suspensi yang lebih tinggi, metodenya lebih sederhana, dan lebih baik dalam menghilangkan bagian amorf. Muatan negatif pada selulosa bakteri termodifikasi akan membuat suspensi bersifat lebih stabil dan merupakan salah satu faktor terpenting dalam interaksi protein terkait dengan sifat adsorpsi. Proses adsorpsi sangat bergantung pada kondisi larutan seperti pH dan kekuatan ionik. Proses adsorpsi BSA dengan selulosa bakteri melalui modifikasi fosforilasi diperoleh data optimum adsorpsi pada pH 3,8-4,8. Modifikasi menggunakan asam sulfat pada selulosa bakteri perlu dilakukan optimasi untuk pH dan kekuatan ionik. Hal ini dikarenakan kedua faktor tersebut berpengaruh dalam proses adsorpsi BSA. Modifikasi selulosa bakteri menggunakan asam sulfat diharapkan akan memberikan nilai adsorpsi terhadap BSA lebih baik karena adanya penambahan gugus ester-sulfat yang bermuatan negatif. Modifikasi selulosa bakteri dilakukan dengan metode hidrolisis asam. Proses hidrolisis asam dilakukan menggunakan larutan asam sulfat 50% selama 90 menit. Metode hidrolisis asam akan memutus bagian amorf pada ikatan glikosidik rantai selulosa. Modifikasi selulosa bakteri secara fisik menggunakan ultrasonikasi dengan output 3 dan duty cycle 30% pada tegangan 100 V selama 5 menit. Selulosa bakteri (BC) dan selulosa bakteri termodifikasi (BC-m) dikarakterisasi menggunakan FTIR dan XRD untuk menentukan perbedaan gugus fungsi dan derajat kristalinitas. BC-m ditentukan jumlah gugus muatan negatif menggunakan metode titrasi konduktometri. Kemampuan BC dan BC-m dalam mengadsorp BSA diukur mengggunakan metode spektrofotometri untuk mendapatkan nilai adsorpsi BSA dengan variasi pH 3, 4, 5, dan 6, serta konsentrasi NaCl 0,02; 0,04; 0,06; dan 0,08 M. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, modifikasi selulosa bakteri menggunakan asam sulfat menghasilkan perbedaan spektrum serapan pada IR dan XRD. Analisis FTIR pada BC-m menunjukkan perbedaan dengan menghilangnya puncak serapan pada bilangan gelombang 896,93 cm-1 yaitu serapan CH, C-O-C ikatan glikosidik dan munculnya puncak serapan baru pada bilangan gelombang 796,63 cm-1 yang merupakan serapan dari gugus tiosulfat. Hasil analisis XRD juga menunjukkan perbedaan derajat kristalinitas pada kedua sampel, masingmasing adalah 77,71% (BC) dan 84,04% (BC-m). Jumlah gugus muatan tiosulfat yang dihasilkan untuk BC-m adalah 15,66 mmol.Kg-1. Adsorpsi pada BC dan BCm untuk variasi pH sama-sama menunjukkan nilai optimum pada pH 3. Akan tetapi nilai adsorpsi BC-m lebih tinggi yaitu 150,35 mg/g jika dibandingkan dengan BC yaitu 99,160 mg/g. Variasi kekutaan ionik juga menunjukkan nilai optimum yang sama pada konsentrasi NaCl 0,02M. Nilai adsorpsi untuk BC-m sebesar 169,48 mg/g sedangkan untuk BC sebesar 145,82 mg/g. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada konsentrasi garam 0,02 M protein memiliki kelarutan yang tinggi, serta BC-m memiliki gugus muatan negatif untuk interaksi secara elektrostatik dengan BSA. Modifikasi selulosa bakteri menggunakan asam sulfat mampu meningkatkan nilai adsorpsi pada variasi pH dan kekuatan ionik masingmasing sebesar 27,44% dan 13,96%.