Judul: Development of Hydrogel from Hydrolyzed Collagen from the Solid Waste of Leather Tanning Industry and Its Application as a Coating for Slow Release Urea Fertilizers
Abstrak: Kuli trimming yang merupakan limbah di industri penyamakan kulit memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan sebagai penghasil hidrolisat kolagen (hkolagen). Pemanfaatan ini dapat meningkatkan produktivitas di industri penyamakan kulit dan sekaligus mengurangi dampak lingkungan yang dihasilkan. H-kolagen dapat dimanfaatkan untuk berbagai hal seperti pembuatan hidrogel superabsorbent. Hidrogel superabsorbent dapat digunakan dalam menghasilkan pupuk lambat urai yang memberikan manfaatan yang lebih disbanding dengan penggunaan pupuk konvensional seperti: meningkatkan retensi dan efisiensi pupuk, mengurangi laju kehilangan pupuk akibat tercuci air hujan atau irigasi, sehingga mengurangi pencemaran lingkungan, menyediakan pasokan nutrisi yang berkelanjutan untuk waktu yang lama, mengurangi frekuensi aplikasi pupuk, meningkatkan pertumbuhan tanaman dan mengurangi kematian tanaman akibat overdosis pupuk, dan mengurangi konsumsi air dan frekuensi irigasi terutama di daerah rawan kering sehingga dianggap ekonomis. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan material hidrogel yang berasal dari h-kolagen limbah padat kulit samak dan aplikasinya sebagai pelapis pada pupuk urea lambat urai (slow urea fertilizer SRUF). Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan. Tahap pertama adalah pengembangan metode baru dalam ekstraksi h-kolagen dari kulit trimming. Penelitian terkait pengembangan metode ekstraksi h-kolagen dari kulit sapi terutama dari kulit trimming masih terbatas. Penelitian terdahulu lebih berfokus pada ekstraksi kolagen atau gelatin. Metode baru yang dikembangkan terdiri atas empat tahap, yaitu pertama adalah penghilangan garam, bulu, lemak dan pengotor. Kedua adalah pretreatment dengan 0,75 M NaOH selama 24 jam untuk menghilangkan protein non kolagen dan menganggu struktur triple-helix kolagen. Ketiga adalah ekstraksi panas bertingkat pada suhu 60, 65, dan 70°C masingmasing selama 3 jam untuk menghasilkan gelatin dan keempat adalah hidrolisis enzimatik dengan 0,8% tripsin untuk menghasilkan h-kolagen. Metode ekstraksi ini mampu menghasilkan h-kolagen dengan rendemen sebesar 20,35%. Analisis bobot molekul, FTIR dan komposisi asam amino mengkonfirmasi bahwa produk yang dihasilkan merupakan h-kolagen dengan ukuran bobot molekul sebesar 16-23 kDA. H-kolagen ini memiliki aktivitas antioksidan yang lebih baik dibanding dengan hkolagen komersial dengan nilai IC50 sebesar 238,5 ppm. H-kolagen yang dihasilkan dari penelitian tahap pertama selanjutnya digunakan untuk menghasilkan hidrogel superabsorbent pada penelitian tahap kedua. Pembuatan hidrogel superabsorbent dari polimer alam saat ini lebih difokuskan karena bersifat non-toksik, memiliki biokompatibilitas yang baik dan dapat terdegradasi secara alami. H-kolagen yang merupakan polimer alam dapat dikembangkan menjadi hidrogel superabsrobent melalui modifikasi dengan monomomer sintentik asam akrilat menggunakan teknik kopolimerisasi cangkok (graft copolymerization). Kondisi reaksi optimum untuk memperoleh daya serap air maksimum (156 g/g) ditemukan pada: MBA 0,14 g dan AA 4,7 g. Pengukuran pembengkakan hidrogel dalam larutan garam yang berbeda menunjukkan kapasitas pembengkakan paling besar dalam larutan KCl. Hidrogel superabsorbent menunjukkan sensitivitas yang cukup baik terhadap pH, sehingga beberapa perubahan pembengkakan hidrogel diamati sebagai fungsi dari variasi pH dalam rentang yang luas (1-13). Analisis instrumen FTIR mengkonfirmasi bahwa telah terjadi pencangkokan monomer AA pada backbone h-kolagen. Sedangkan SEM mengkonfirmasi bahwa hidrogel yang dihasilkan memiliki struktur yang berpori. Pada tahap terakhir penelitian ini dilakukan pelapisan pupuk urea dengan hidrogel superabsorbent h-collagen-g-poly(acrylic acid) yang dihasilkan pada penelitian tahap kedua untuk menghasilkan pupuk urea lambat urai. Pelapisan pupuk dengan hidrogel dilakukan dengan menambahkan pupuk urea murni pada campuran reaksi sehingga terjadi polimerisasi in situ, yang mana pupuk akan terperangkap di dalam matriks gel.
Keyword: limbah padat penyamakan kulit, hidrolisat kolagen, superabsorbent, pupuk urea lambat urai