0

CHITIN & CHITOSAN

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun oleh:

Nama : Elsa Olivia

NIM : 13.70.0088

Kelompok A5

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2015

1

1. MATERI METODE

1.1. Alat & Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum Chitin dan Chitosan adalah oven,

blender, ayakan, peralatan gelas, sedangkan bahan-bahan yang digunakan yaitu

limbah udang, larutan HCl 0,75 N; 1 N; dan 1,25 N, larutan NaOH 40%, 50%

dan 60%.

1.2. Metode

Dalam pembuatan chitin dan kitosan dari limbah udang dilakukan beberapa

langkah kerja, yaitu :

1.2.1. Demineralisasi

Limbah udang dicuci dengan air mengalir dan dikeringkan, lalu dicuci dengna air

panas 2 kali, dan dikeringkan kembali.

Limbah udang kemudian dihancurkan hingga menjadi serbuk dan diayak dengan

ayakan 40-60 mesh.

HCl ditambahkan dengan perbandingan 10:1. Kelompok A1 dan A2 menggunakan

HCl 0,75N, A3 dan A4 HCl 1N, dan A5 HCl 1,25N

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam.

Lalu dicuci sampai pH netral.

2

1.2.2. Deproteinasi

Kemudian dikeringkan pada suhu 80oC selama 24 jam

Hasil demineralisasi dicampur dengan NaOH dengan perbandingan 6:1

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam.

Kemudian disaring dan didinginkan

Lalu dicuci sampai pH netral.

Kemudian dikeringkan pada suhu 80oC selama 24 jam

3

Hasil deproteinasi setelah dioven (kitin)

1.2.3. Deasetilasi

Chitin yang didapat kemudian ditambahkan NaOH 40% untuk kelompok A1 dan A2,

NaOH 50% untuk kelompok A3 dan A4, dan NaOH 60% untuk kelompok A5

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam

Lalu dicuci sampai pH netral.

Kemudian dikeringkan pada suhu 70oC selama 24 jam-> Kitosan

4

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan praktikum kitin dan kitosan dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengamatan Kitin dan Kitosan

Kelompok Perlakuan Rendemen

Kitin I (%)

Rendemen

Kitin II (%)

Rendemen

Kitosan (%)

A1 HCl 0,75N + NaOH 40% +

NaOH 3,5% 30,00 20,00 10,40

A2 HCl 0,75N + NaOH 40% +

NaOH 3,5% 45,00 26,67 13,07

A3 HCl 1N + NaOH 50% +

NaOH 3,5% 35,00 22,22 12,32

A4 HCl 1N + NaOH 50% +

NaOH 3,5% 20,00 28,57 14,95

A5 HCl 1,25N + NaOH 60% +

NaOH 3,5% 30,00 25,00 12,40

Berdasarkan tabel hasil pengamatan kitin dan kitosan (Tabel 1.), dapat dilihat bahwa

rendemen kitin I terbesar diperoleh dari kelompok A2 dengan penambahan HCl 0,75 N,

NaOH 3,5%, dan NaOH 40% yaitu sebesar 45%. Kelompok A4 memiliki rendemen

kitin I terendah yaitu 20% dengan penambahan HCl 1 N, NaOH 3,5%, dan NaOH 50%.

Rendemen kitin II terbesar diperoleh dari kelompok A4 yaitu 28,57% dengan

penambahan HCl 1 N, NaOH 3,5%, dan NaOH 50%, dan yang terkecil diperoleh dari

kelompok A1 yaitu 20% dengan penambahan HCl 0,75 N, NaOH 3,5%, dan NaOH

40%. Rendemen kitosan paling tinggi diperoleh oleh kelompok A4 dengan penambahan

HCl 1 N, NaOH 3,5%, dan NaOH 50% yaitu sebesar 14,95%. Sedangkan Rendemen

kitosan paling rendah diperoleh oleh kelompok A1 dengan penambahan HCl 0,75 N,

NaOH 3,5%, dan NaOH 40% yaitu sebesar 10,40%.

5

3. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini, bahan yang digunakan yaitu kulit udang. Menurut Berger et al.

(2004) kulit udang adalah bahan yang biasanya dipakai sebagai sumber kitin dan

kitosan. Apabila diukur kadar kitin di dalam udang berkisar antara 60-70% dan ketika

diproses menjadi kitosan dapat mencapai 15-20%. Moeljanto (1992), mengatakan

bahwa kulit udang mengandung protein dan lemak dalam jumlah besar namun jarang

digunakan. Dalam pengolahan hasil laut, crustaceans biasanya dikupas untuk

mendapatkan dagingnya untuk diekspor, dan sisa kulit dan kepala, sekitar 35-45% dari

total berat badan, dianggap limbah (Trang S. T. & Huynh N. D. B., 2015). Manjang

(1993) menambahkan kulit udang tergolong limbah yang perlu dicari cara pengolahan

yang tepat. Oleh karena itu, daripada kulit udang dibuang sia-sia dan justru menjadi

pencemar bagi lingkungan (menimbulkan bau amis dan merusak estetika), lebih baik

kulit udang diolah menjadi kitin dan kitosan. Kitin dan kitosan yang diperoleh dari

limbah kulit udang dapat berfungsi sebagai absorben untuk penyerapan ion kadmium,

tembaga, dan timbal (Marganov, 2003). Tujuan praktikum ini yaitu untuk mengetahui

proses pembuatan kitin dan kitosan dari limbah crustaceans sehingga dihasilkan produk

dengan nilai ekonomis tinggi (value-added by product) dengan menggunakan berbagai

perlakuan konsentrasi larutan asam basa.

Kitin adalah polisakarida alami yang melimpah kedua setelah selulosa (Mohamed

Abou, 2010). Kitin merupakan homopolimer dari Beta-(1,4)-N-asetil-D-glukosamin

yang memiliki struktur yang hampir mirip dengan selulosa. Berat molekul kitin yaitu

1,03 hingga 2,5 x 106 Dalton. Polimer kitin ini memiliki bentuk miofibril dan diameter

sekitar 3 nm. Polimer ini dapat distabilkan oleh ikatan hidrogen antara gugus karboksil

dan amina (Gooday, 1994). Kitin terdiri dari 3 bentuk, yaitu Alfa (), Beta () dan

Gamma (). Orientasi -kitin antiparalel, -kitin paralel, dan -kitin campuran. Struktur

kitin beta dan gamma lebih reaktif dan fleksibel karena tingkat hidrasi lebih tinggi

(Kurita, 1997). Alfa () kitin banyak terdapat dialam, seperti pada arthropoda,

hydrozoa, moluska, rotifera, dan nematoda. Beta () kitin dapat ditemukan pada cumi

tinta, moluskam dan dinding sel luar serangga (insecta), sedangkan kitin gamma ()

dapat ditemukan pada lambung cumi-cumi (Stivil et al. 1997)

6

Sumber utama kitin adalah limbah crustacean, yang juga merupakan bahan dinding sel

utama pada sebagian besar jamur. Menurut jurnal Ben A. C. (2011), kitin mempunyai

ciri-ciri yaitu berwarna putih, keras, tidak elastis. dan merupakan nitrogenous

polysaccharide yang ditemukan pada cangkang invertebrata. Derajat polimerisasinya

berkisar antara 2000 dan 4000. Derajat deasetilasi kitin yaitu 5 hingga 15%, sedangkan

kitosan 70 hingga 95%. Semakin tinggi derajat deasetilasi kitin, maka kelarutannya

terhadap pelarut semakin rendah. Kristalinitas adalah ikatan hidrogen yang terbentuk

diantara susunan rantai kitin, semakin tinggi kristalinitas maka molekul kitin semakin

stabil. Sifat kitin yaitu hidrofobik atau tidak larut air. Sehingga penggunaan kitin

terbatas (Krissetiana, 2004). Kitin memiliki jumlah unit D yang sedikit, sehingga

menyebabkan polimer tidak dapat larut dalam media asam dan juga dalam aqueous

media (Aranaz et al. 2009). Kitin yang diperoleh dapat diubah menjadi kitosan agar

dapat memiliki nilai guna yang lebih tinggi, karena kitosan memiliki aktivitas biologis

sebagai antimikroba dan antijamur (Zouhour Limam et al., 2011). Di alam, kitin telah

terdeasetilasi sekitar 16%. Umumnya, kitin yang telah terdeasetilasi dinamai kitosan

(Goosen, 1997).

Kitosan adalah kitin yang sudah dihilangkan gugus asetilnya sehingga menyisakan

gugus amina bebas, yaitu -(1,4)-Dglukosamin dan merupakan polisakarida. Kitosan

memiliki berat molekul sekitar 0,1 hingga 0,5 x 106 Dalton (Goosen, 1997). Kitosan

dapat larut dalam media asam karena adanya pembebasan proton dari gugus amino yang

terdapat dalam unit D-glukosamin (Aranaz et al. 2009). Kitosan secara alami hanya

terdapat pada beberapa spesies jamur, namun yang paling banyak kitosan diekstrak dari

kuit luar dan eksoskeleton invertebrate seperti crustaceans, moluska, kepiting dan

udang (Mohamed Abou, 2010). Kitosan memiliki 3 gugus fungsional yang reaktif.

Gugus ini berupa gugus amino pada ikatan karbon (C) ke-2 dan gugus hidroksil pada

ikatan karbon (C) ke-3 dan ke-6, oleh karena itu kitosan bersifat polikationik. Sifat dari

kitosan ini menyebabkan kitosan, yang merupakan produk turunan polimer kitin,

banyak dimanfaatkan secara komersial baik di bidang kesehatan, pangan, permurnian

air, aplikasi biomedis, bioteknologi, pertanian, lingkungan, nutrisi, kosmetik, dan pada

akhir proses serat tekstil (Mohamed Abou, 2010). Menurut Morteza S.V. et al. (2010),

dalam jurnal yang berjudul Chitosan Preparation from Persian Gulf Shrimp Shells and

7

Investigating the Effect of Time on the Degree of Deacetylation. Chitosan ialah

polisakarida amino, yang larut dalam konsentrasi rendah dari asam asetat, yang dapat

dibuat dari cangkang udang dengan beberapa aplikasi dalam industri. Kitosan bagi sel-

sel hidup tidak beracun, biocompatible serta biodegradable. Selain itu, kitosan juga

homeostatis dan memiliki aktivitas antibakteri. Sifatnya yang antibakteri ini

menyebabkan kitosan dapat dibuat dalam bentuk film ataupun hydro-gel yang dapat

digunakan dalam pengobatan luka. Beberapa turunan kitosan memiliki sifat anti-

koagulan, dan digunakan untuk obat anti kanker.

Kitosan memiliki nilai ekonomis tinggi karena dapat dimanfaatkan sebagai pengawet

alami. Kitosan mempunyai polikation bermuatan positif yang dapat menghambat

pertumbuhan dari bakteri dan kapang. Fungsi kitosan sebagai bahan antimikroba

disebabkan karena kandungan enzim lysozim dan gugus aminopolisakarida. (Ratna &

Sugiyani, 2006). Umumnya, kitosan memiliki aktivitas antijamur yang lebih tinggi

daripada kitin. Chitosan dapat berperan sebagai aktivitas antibakteri terhadap

Enterobacter aerogenes, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Escherichia

coli (Zouhour Limam et al., 2011). Selain sebagai pengawet alami, kitin dan kitosan

juga dimanfaatkan dalam industri farmasi, biokimia, bioteknologi, biomedikal, pangan,

gizi, kertas, tekstil, pertanian, kosmetik, membran dan kesehatan, sedangkan turunannya

digunakan sebagai emulsifier (Marganov, 2003).

Aranaz et al (2009) mengatakan bahwa kitin dan kitosan merupakan kelompok

polisakarida linear yang terdiri dari (14) yang berikatan dengan N-asetil-2 amino-2-

deoksi-D-glukosa dan 2-amino-2-deoksi-D glucose. Kitin hanya memliki 2-amino-2-

deoksi-D glucose dalam jumlah sedikit, oleh karena itu, polimer kitin tidak dapat larut

dalam media air asam, sedangkan 2-amino-2-deoksi-D glucose pada kitosan cukup

tinggi sehingga polimer kitosan larut dalam asam. Gugus amina yang terdapat dalam

kitosan, menyebabkan polimer ini dapat larut dalam asetat karena adanya penyerapan

proton pada saat pH larutan dibawah 6 (suasana asam). Kitosan dapat dibuat dengan

pemecahan N-asetil yang merupakan kelompok N-asetil-2 amino-2-deoksi-D-glukosa.

Namun reaksi ini jarang dilakukan hingga selesai, maka biasanya kitosan digambarkan

8

sebagai struktur kopolimer yang terdiri dari D-glukosamin dengan residu N-asetil.

Struktur kitin dan kitosan dapat dilihat pada Gambar 1 (Morteza Shahabi et al., 2010).

Gambar 1. Struktur kitin dan kitosan

Kitin Kitosan

Aplikasi kitin dan kitosan telah banyak digunakan. Dalam industri pangan, kitin dan

kitosan dimanfaatkan sebagai penjernih jus, produksi senyawa perisa, pembentukan

film, serta pengawet anti mikroba (Shahidi et al., 1999). Pada bidang pertanian, kitosan

banyak digunakan sebagai flokulan yang berfungsi untuk menghilangkan logam berat

dan kontaminan lain dari limbah cair. Pada bidang kosmetik, kitosan dimanfaatkan

sebagai campuran untuk produk perawatan kulit dan rambut. Dapat digunakan pula

sebagai lensa kontak karena mempunyai permeabilitas terhadap oksigen yang tinggi.

Selain itu, kitin dan kitosan saat ini juga diaplikasikan untuk pengolahan sampah, baik

sampah kertas, radioaktif, maupun sampah sisa buangan logam berat (Guibal et al.

1997). Pemanfaatan kitin dan kitosan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Pemanfaatan Kitin dan Kitosan (Suhartono, 2006)

Bidang Pemanfaatan

Nutrisi Suplemen nutrisi

Suplemen serat laut

Pangan Nutraseutikal, senyawa penyerap lemak

Penjernih minuman

Perisa

Pembentuk tekstur

Emulsifier

Biomedis Mengobati luka

Lensa kontak

Antitumor

Membran dialisis darah

Lingkungan dan pertanian Penjernih air

Pupuk dan fungisida

Menyimpan benih

Kosmetik Krim pelembab

Produk perawatan rambut

9

Lain-lain Proses akhir pembuatan kertas

Penyerap warna pada produk cat

Bahan tambahan pakan

Kromatografi

Kestabilan kitin dan kitosan sangat tinggi, karena keduanya sangat stabil dalam larutan

alkalin yang terkonsentrasi meskipun pada suhu yang tinggi. Kitin dan kitosan memiliki

gugus amino dan gugus hidroksil sehingga mudah sekali digantikan dengan gugus lain.

kitin dapat diproses dan dibentuk menjadi gel, bubuk, serat, film, membrane, koloid,

sponges, beads, flakes dan cotton. Kitin dan kitosan juga dapat didegradasi

(biodegradable) karena ramag lingkungan dan tidak bersifat toksik dan allergic.

Keduanya memiliki bioaktivitas seperti bakterostatis, antibacterial, antifungal, anti

tumor, dan lain lain (Ben A. C., 2011).

Praktikum kitin dan kitosan yang praktikan lakukan melalui tiga tahapan, yaitu:

1. Demineralisasi

Kulit dari spesies crustaceans mengandung sekitar 30-40% protein, 30-50% kalsium

karbonat, dan 20-30% kitin serta mengandung pigmen seperti karotenoid (astaxanthin,

astathin, canthaxanthin, lutein and beta-karoten), dimana proporsi ini tergantung dari

jenis dan lingkungan (Aranaz et al. 2009). Dimana mineral yang paling utama, yang

terdapat dalam cangkang adalah kalsium karbonat, karena mineral ini dapat berikatan

secara fisik dengan kitin. Oleh karena itu, proses demineralisasi menjadi sangat penting

untuk dilakukan karena proses ini bertujuan untuk menghilangkan mineral pada limbah

kulit udang dengan asam. Metode ini dapat dilakukan dengan pencucian limbah udang

dengan air mengalir dan dikeringkan, kemudian dicuci dua kali dengan air panas dan

kembali dikeringkan. Setelah itu dihancurkan hingga menjadi serbuk dan diayak dengan

ayakan 40-60 mesh (masing-masing kelompok 10 gram). Penggilingan atau

penghancuran bahan menyebabkan permukaan bahan menjadi semakin luas sehingga

rasio luas permukaan terhadap volume bahan semakin tinggi, sehingga sel menjadi

rusak dan kemampuan untuk melepas komponen semakin besar (Saleh et al., 1996).

Kemudian dicampur HCl dengan perbandingan 10 : 1.

Untuk kelompok A1dan A2 ditambahkan HCl 0,75 N, untuk kelompok A3 dan A4

ditambahkan HCl 1 N dan untuk kelompok A5 ditambahkan HCl 1,25 N. Larutan HCl

10

(asam encer) yang ditambahkan pada praktikum ini berfungsi untuk melarutkan

senyawa-senyawa mineral yang ada pada serbuk kulit udang, terutama kalsium karbonat

(Burrows et al, 2007). Chitin dapat diekstraksi dengan menggunakan perlakuan asam

untuk melarutkan kalsium karbonat yang kemudian dapat diikuti dengan ekstraksi

menggunakan alkalin untuk melarutkan protein (Aranaz et al. 2009). Krik dan Othmer

(1953), menambahkan bahwa keuntungan dari penggunaan HCl yaitu konsentrasi HCl

yang dibutuhkan cenderung rendah dan apabila tersisa dalam bahan pangan dapat

dihilangkan dan dinetralkan dengan NaOH yang sifatnya basa sehingga akan

menghasilkan garam yang merupakan flavouring agent. Menurut Austin (1981) reaksi

garam anorganik dengan HCl adalah sebagai berikut.

CaCO3 (s) + 2 HCl (l) CaCl2 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

Ca3(PO4)2 (s) + 4 HCl (l) 2 CaCl2 (s) + Ca(H2PO4)2 (l)

Selanjutnya campuran serbuk dengan HCl diaduk selama 1 jam dan dipanaskan pada

suhu 90oC selama 1 jam dan dicuci hingga pH netral. Pengadukan tersebut dilakukan

supaya kitin yang terkandung dalam kulit udang bereaksi sempurna dengan pelarut

(HCl) sehingga gugus amino dapat terbentuk dan pengadukan membuat larutan menjadi

homogen sehingga pemanasan terjadi secara merata dan efisiensi pemanasan meningkat

(proses ekstraksi semakin cepat). Pemanasan dengan suhu 90oC bertujuan untuk

mengoptimalkan fungsi HCl dalam melarutkan mineral agar ikatan antara kitin dengan

kalsium karbonat serta bahan organik lainnya dapat terlepas. Terjadinya pemisahan

mineral ditandai dengan munculnya gelembung-gelembung gas CO2 ketika larutan HCl

praktikan tambahkan pada sampel (Alamsyah et al., 2007). Sebelum dilakukan

pencucian, kitin harus didinginkan terlebih dahulu untuk mengendapkan kitin sehingga

tidak terbuang ketika dicuci berulang kali (Rogers, 1986). Pencucian hingga pH netral

juga dapat membantu penghilangan mineral pada kulit udang dan untuk mencegah

terjadinya degradasi produk selama pengeringan akibat kandungan beberapa gugus

amino bebas (Suptijah, 2004). Pengukuran pH dilakukan menggunakan kertas lakmus

dengan ditempelkan pada kitin. Setelah pHnya netral, campuran tersebut lalu

dikeringkan pada suhu 80oC selama 24 jam.

11

Berdasarkan hasil pengamatan yang praktikan peroleh, didapatkan bahwa rendemen

kitin I yang terbesar pada kelompok A2 yang menggunakan HCl 0,75 N yaitu 45% dan

rendemen kitin I terkecil didapatkan dari kelompok A4 yaitu 20% yang menggunakan

HCl dengan konsentrasi 1 N. Menurut Suptijah (2004), konsentrasi penambahan asam

yang sesuai dapat melarutkan mineral secara sempurna. Sehingga semakin tinggi

konsentrasi HCl yang ditambahkan seharusnya menghasilkan rendemen kitin I yang

semakin besar. Namun, praktikum yang praktikan lakukan kurang sesuai dengan teori

Suptijah (2004), seharusnya rendemen kitin I terbesar diperoleh dari kelompok A5 yang

menggunakan HCl 1,25 N. Ketidaksesuaian antara praktikum dengan teori yang ada

kemungkinan disebabkan karena kesalahan praktikan karena tidak melakukan

pengadukan yang konstan ketika pemanasan berlangsung padahal pengadukan yang

konstan dapat membuat larutan HCl bereaksi sempurna dengan kulit udang (Kaunas,

1984). Ketidaksesuaian hasil dengan teori dapat juga disebabkan karena terdapat

rendemen kitin yang jatuh ketika dilakukan pencucian dan penyaringan. Selain itu,

menurut Angka & Suhartono (2000), demineralisasi sebaiknya dilakukan setelah

deproteinasi karena jika demineralisasi dilakukan sebelum deproteinasi dapat terjadi

kontaminasi protein terhadap cairan ekstrak mineral.

2. Deproteinasi

Deproteinasi merupakan tahap untuk menghilangkan protein, dimana sumber bahan

yang berbeda maka proses deproteinasi yang dilakukan juga berbeda (Sormin, 2001).

Tujuan dari proses deproteinasi yaitu untuk memisahkan atau melepaskan ikatan-ikatan

antara protein dan kitin, dengan prinsip yaitu memberikan kondisi basa dan diikuti

dengan pemanasan. Protein ialah salah satu penyusun cangkang udang yang berikatan

secara kovalen dengan kitin dan akan terlepas serta membentuk Natrium proteinat yang

dapat larut. Deproteinasi dilakukan dengan pencampuran tepung sebagai hasil dari

proses demineralisasi dengan NaOH 3,5% (6 : 1) lalu diaduk selama 1 jam dengan

pemanasan pada suhu 90oC. Penambahan NaOH pada tahap deproteinasi bertujuan

untuk melarutkan protein yang terdapat pada kitin hasil demineralisasi (Reece et al,

2003). NaOH banyak dipilih karena efektif, relatif murah dan mudah untuk didapatkan,

dimana basa (NaOH) ini dapat mendenaturasi protein menjadi bentuk primernya yang

akan mengendap sehingga selanjutnya diperlukan tahap penyaringan. Penyaringan

12

dilakukan untuk memisahkan endapan dengan supernatannya. Pengadukan yang

praktikan lakukan ketika pemanasan berlangsung berguna untuk meratakan pemanasan

supaya derajat deproteinasi meningkat namun tidak terjadi kegosongan (Rogers,1986).

Penambahan NaOH dengan perbandingan 6:1 dan pengadukan yang bertujuan

mempercepat proses deproteinasi sudah sesuai dengan teori Abun et al (2006).

Setelah ditambahkan NaOH, campuran tersebut kemudian didinginkan dan dicuci

dengan air mengalir sambil disaring hingga pHnya netral. Tujuan dari pendinginan

tersebut yaitu agar bubuk kitin yang dihasilkan pada larutan mengendap di bawah

sehingga tidak terbuang ketika dicuci berulang kali. Pencucian berulang kali disertai

penyaringan bertujuan untuk membuat pH menjadi netral. Pencucian hingga pH netral

berfungsi untuk menetralkan kitin yang bersifat basa, juga berperan dalam dapat

mencegah terjadinya degradasi produk selama pengeringan akibat kandungan beberapa

gugus amino bebas. Penyaringan bertujuan untuk memisahkan endapan dengan

supernatannya. Setelah pH netral, praktikan mengeringkan kitin yang diperoleh pada

suhu 80oC selama 24 jam dengan tujuan untuk menguapkan air yang masih tersisa

setelah penyaringan sehingga produk kitin akhir berbentuk kering (Rogers, 1986;

Suptijah, 2004).

Dari proses deproteinasi, diperoleh hasil yaitu rendemen kitin II, dimana hasil rendemen

kitin II terbesar diperoleh dari kelompok A4 yaitu 28,57% dan yang terkecil diperoleh

dari kelompok A1 yaitu 20%. Data yang praktikan peroleh ini kurang sesuai dengan

teori. Seharusnya dengan deproteinasi (penghilangan protein dengan larutan basa) dan

pencucian rendemen kitin II yang diperoleh seharusnya semakin rendah. Namun pada

kelompok A4, hasil rendemen kitin II yang diperoleh lebih besar dari rendemen I.

Ketidaksesuaian ini dapat dipengaruhi akibat tahapan yang praktikan lakukan berbeda

dengan teori Angka & Suhartono (2000) yaitu demineralisasi sebaiknya dilakukan

setelah deproteinasi karena jika demineralisasi dilakukan sebelum deproteinasi dapat

terjadi kontaminasi protein terhadap cairan ekstrak mineral. Selain itu dapat juga

disebabkan karena pengadukan yang tidak konstan akibat dilakukan secara manual

sehingga larutan NaOH tidak bereaksi sempurna dengan kitin (Kaunas, 1984).

13

3. Deasetilasi

Untuk mengubah kitin menjadi kitosan, gugus asetil harus dipisahkan dari gugus amina

oleh proses hidrolisis. Proses hidrolisis ini dapat berlangsung dengan baik apabila

menggunakan lautan seperti sodium hydroxide (NaOH). Sodium atau potassium

hidroksida yang ditambahkan biasanya berkisar pada konsentrasi 30% hingga 50% pada

suhu yang tinggi, yaitu 100oC (Aranaz et al. 2009). Deasetilasi kitin adalah proses untuk

menghilangkan gugus asetil dari kitin dengan permberian larutan natrium hidroksida

dengan konsentrasi dan suhu yang tinggi sehingga menghasilkan produk yang

seluruhnya terdeasetilasi (Reece et al, 2003). Deasetilasi bertujuan untuk memperoleh

kitosan dari kitin dengan pelepasan gugus asetil dari atom nitrogen sehingga berubah

menjadi gugus amina. Namun, proses deasetilasi kitin dan kitosan dengan cara kimiawi

kurang mengguntungkan, karena tidak ramah lingkungan, proses tidak mudah

dikendalikan, dan kitosan yang dihasilkan memiliki berat molekul dan derajat

deasetilasi yang tidak seragam (Kaunas, 1984).

Kitin hasil deproteinasi ditambahkan NaOH (20:1) dengan konsentrasi 40% untuk

kelompok A1 dan A2, NaOH 50% untuk kelompok A3 dan A4, dan NaOH dengan

konsentrasi 60% untuk kelompok A5. Kemudian diaduk selama 1 jam dengan

pemanasan pada suhu 90oC. Penambahan NaOH dan pemanasan dengan suhu 90

oC

akan menyebabkan gugus asetil (CH3CHO-) terlepas dari molekul kitin (Reece et al,

2003). Setelah itu, campuran tersebut didinginkan agar bubuk kitosan mengendap di

bawah sehingga tidak terbuang ketika dicuci berulang kali. Kemudian kitosan dicuci

berulang kali dengan air mengalir sambil disaring hingga pH menjadi netral. Pencucian

hingga pH netral berfungsi untuk menetralkan kitosan yang bersifat basa, juga berperan

untuk mencegah terjadinya degradasi produk selama pengeringan akibat pembentukan

asetilasi yang tidak sempurna. Tahap selanjutnya yaitu dioven pada suhu 70oC selama

24 jam untuk menguapkan air yang masih tersisa setelah penyaringan (Rogers, 1986;

Suptijah, 2004). Hasil dari proses deasetilasi akan dihasilkan kitosan. Sesuai dengan

teori Czechowska-Biskup et al (2012), kitosan merupakan biopolimer yang dapat

diperoleh dengan cara deasetilasi dari kitin menggunakan larutan alkali (dalam

praktikum ini yaitu NaOH). Aranaz et al. (2009) mengatakan bahwa faktor yang

14

mempengaruhi lamanya proses deasetilasi antara lain yaitu konsentrasi alkali yang

digunakan, perlakuan sebelumnya, ukuran partikel dan juga densitas dari kitin.

Berdasarkan hasil praktikum yang praktikan lakukan, setelah dilakukan deasetilasi,

Rendemen kitosan paling tinggi diperoleh oleh kelompok A4 dengan penambahan HCl

1 N, NaOH 3,5%, dan NaOH 50% yaitu sebesar 14,95%. Sedangkan Rendemen kitosan

paling rendah diperoleh oleh kelompok A1 dengan penambahan HCl 0,75 N, NaOH

3,5%, dan NaOH 40% yaitu sebesar 10,40%. Hasil yang praktikan dapatkan tidak

sesuai dengan teori Suptijah (2004) dan Prasetyo (2006), yang mengatakan bahwa

semakin besar konsentrasi NaOH yang ditambahkan akan menghasilkan rendemen

kitosan yang semakin besar karena proses ekstraksi kitosan semakin sempurna.

Seharusnya rendemen kitosan terbesar didapatkan dari kelompok A5 yang

menggunakan NaOH dengan konsentrasi 60%. Ketidaksesuaian antara hasil praktikum

dengan teori kemungkinan disebabkan karena praktikan tidak melakukan pengadukan

yang konstan ketika pemanasan berlangsung atau akibat suhu pemanasan yang

digunakan belum sesuai metode (90oC) (Kaunas, 1984). Beberapa parameter yang

mempengaruhi karakteristik kitosan yang terbentuk yaitu berat molekulnya dan derajat

deasetilasi yang mempengaruhi proses deasetilasi. Derajat deasetilasi dari kitosan dapat

diturunkan dengan reacetylation, sedangkan berat molekul dapat diturunkan dengan

depolymerisation (Berger et al, 2004).

Pada hasil akhir, warna kitin dan kitosan yang diperoleh bervariasi orange agak putih.

Warna orange disebabkan karena eksoskeleton atau kulit udang mengandung pigmen

seperti karatenoid, seperti astaxanthin, astathin, canthaxanthin, lutein and beta-karoten

(Aranaz et al. 2009). Berdasarkan teori Amaya (1997) karoten mempunyai ciri warna

kuning, orange, dan merah pada buah, akar, bunga, ikan, dan burung. Astaxantin adalah

salah satu pigmen alami yang biasa ditemukan pada berbagai jenis eksoskeleton

crustaceans (memiliki cangkang), seperti udang, lobster, dan kepiting, dimana pigmen

ini memiliki sifat thermostabil (McCoy, 1999). Pada saat proses ekstraksi kitin dan

kitosan, terdapat proses yang menggunakan suhu tinggi untuk menguapkan air yang

masih tersisa. Pada saat proses inilah, pigmen astaxantin muncul dan memberikan

warna orange pada hasil akhir kitin dan kitosan karena pigmen ini relatif stabil terhadap

15

suhu tinggi. Sehingga terdapat pula tahap depigmentasi atau tahap dekolorisasi. Tahap

ini merupakan tahap untuk menghilangan lemak dan zat-zat warna. Aseton dapat

digunakan untuk menghilangkan warna orange dari kitin. Proses pemutihan atau

bleaching dapat juga dilakukan menggunakan agen pemutih seperti natrium hipoklorit

atau peroksida. Tahap ini dapat dilewati karena sangat dipengaruhi oleh jenis udang,

apabila produk yang dihasilkan pada tahap demineralisasi telah mengalami

penghilangan warna akibat dari proses pemisahan mineral oleh larutan HCl.

Penghilangan warna ditunjukkan dengan adanya perubahan warna dari merah oranye

menjadi warna yang mendekati putih. Kitin dan kitosan yang memiliki warna agak

putih, disebabkan karena warna telah mulai hilang saat proses pencucian yang dilakukan

setelah proses demineralisasi dan deproteinasi (Gooday, 1994).

Konsentrasi larutan yang ditambahkan berbeda antar kelompok disebabkan karena

untuk mengetahui serta membedakan pengaruh penambahan konsentrasi yang diberikan

terhadap hasil rendemen kitin dan kitosan yang diperoleh serta derajat deasetilasi.

Menurut A. Patria (2013), kualitas kitosan ditentukan oleh derajat deasetilasi, dimana

derajat deasetilasi (DD) adalah parameter mutu kitosan yang menunjukkan presentase

gugus asetil yang dapat dihilangkan dari rendemen kitosan. Laju reaksi deasetilasi ini

dipengaruhi oleh konsentrasi basa, suhu, waktu reaksi, perbandingan kitin dan larutan

alkali, serta ukuran partikel. Menurut Angka dan Suhartono (2000), pada konsentrasi

NaOH yang tinggi maka semakin banyak gugus asetil yang terlepas dari kitin sehingga

derajat deasetilasi kitin meningkat. Semakin kuat basa serta suhu yang digunakan maka

akan semakin efektif proses pemisahannya. Semakin tinggi konsentrasi larutan natrium

hidroksida (diatas 40%) maka ikatan antar gugus karboksil dan atom nitrogen dari kitin

akan putus. Sehingga akan semakin banyak gugus asetil yang dapat dihilangkan dari

rendemen kitosan. Dengan hilangnya gugus asetil dari kitosan maka kitosan menjadi

bermuatan positif dan mampu mengikat senyawa bermuatan negatif, seperti protein.

Selain itu, dengan pemanasan menggunakan suhu lebih dari 150oC menyebabkan

penurunan berat molekul kitosan, namun apabila suhu terlalu rendah maka pemutusan

tersebut akan lebih lama. Oleh karena itu, semakin tinggi konsentrasi yang ditambahkan

pada proses, baik demineralisasi maupun deasetilasi, maka mineral, protein, dan gugus

asetil yang hilang akan semakin banyak.

16

4. KESIMPULAN

Kitin dan kitosan berasal dari cangkang crustacean.

Kitin tidak larut air dan asam, sedangkan kitosan larut dalam air dan asam.

Dalam industri pangan, kitin dan kitosan dimanfaatkan sebagai penjernih jus,

produksi senyawa perisa, pembentukan film, serta pengawet anti mikroba.

Selain itu kitin dan kitosan juga diaplikasikan di bidang kesehatan, permurnian air,

aplikasi biomedis, bioteknologi, pertanian, lingkungan, nutrisi, dan kosmetik.

Proses pembuatan kitin dan kitosan adalah demineralisasi, deproteinasi, dan

deasetilasi.

Tujuan demineralisasi yaitu untuk menghilangkan mineral pada limbah kulit udang.

Larutan HCl berfungsi untuk melarutkan mineral pada kulit udang, terutama

kalsium karbonat.

Deproteinasi bertujuan untuk melepaskan ikatan-ikatan antara protein dan kitin.

Penambahan NaOH pada tahap deproteinasi bertujuan untuk melarutkan protein

kitin.

Deasetilasi bertujuan untuk memperoleh kitosan dari kitin dengan pelepasan gugus

asetil.

Penambahan NaOH dan pemanasan pada deasetilasi menyebabkan gugus asetil

terlepas dari kitin.

Pemanasan bertujuan untuk mengoptimalkan fungsi HCl dalam melarutkan mineral.

Pengadukan bertujuan untuk membuat larutan homogen supaya kitin bereaksi

sempurna dengan HCl sehingga gugus amino terbentuk dan efisiensi pemanasan

meningkat.

Pencucian berfungsi untuk menghilangkan mineral pada kulit udang dan mencegah

terjadinya degradasi produk selama pengeringan akibat kandungan beberapa gugus

amino bebas.

Tujuan pengeringan yaitu untuk menguapkan air yang tersisa setelah penyaringan.

Semakin besar konsentrasi HCl atau NaOH yang ditambahkan akan menghasilkan

rendemen kitin dan kitosan yang semakin besar.

Warna kitin dan kitosan yang memudar disebabkan karena proses, seperti

pencucian, demineralisasi, dan deproteinasi.

17

Warna kitin dan kitosan yang oranye disebabkan karena cangkang udang

mengandung pigmen astaxanthin yang berwarna orange dan relatif stabil terhadap

suhu.

Perbedaan penambahan konsentrasi larutan supaya mengetahui perbedaan hasil

rendemen kitin dan kitosan yang diperoleh serta derajat deasetilasi.

Semakin tingginya konsentrasi yang ditambahkan, maka mineral, protein, dan gugus

asetil yang hilang akan semakin banyak karena pemisahan semakin efektif.

Semarang, 21 September 2015 Asisten Dosen,

- Tjan, Ivana Chandra

Elsa Olivia

13.70.0088

18

5. DAFTAR PUSTAKA

Abun, Tjitjah Aisjah, dan Deny Saefulhadjar. (2006). Pemanfaatan Limbah Cair

Ekstraksi Kitin dari Kulit Udang Produk Proses Kimiawi dan Biologis Sebagai

Imbuhan Pakan dan Implikasinya terhadap Pertumbuhan Ayam Broiler.

http://pustaka.unpad.ac.id/wpcontent/uploads/2009/10/pemanfaatan_limbah_cair_

ekstraksi_kitin1.pdf. Diakses 20 September 2015.

Alamsyah, Rizal, et al. (2007). Pengolahan Khitosan Larut dalam Air dari Kulit Udang

sebagai Bahan Baku Industri, http://www.bbia.go.id/ringkasan.pdf. Diakses 20

September 2015.

Amaya, R. (1997). Carotenoids and Food Preparation : The Retention of Provitamin A

Carotenoids in Prepared, Processed, and Stored Foods. Universidade Estadual de

Campinas.

Angka, S. L. dan M. T. Suhartono. (2000). Bioteknologi Hasil Laut. Pusat Kajian

Sumberdaya Pesisir dan Lautan. Bogor.

Aranaz, Inmaculada; Marian Megibar; Ruth Harris; Ines Panos; Beatriz Miralles; Niuris

Acosta. (2009). Functional Characterization of Kitin and Kitosan. Current

Chemical Biology, 2009. Bentham Science Publishers Ltd.

A. Patria (2013). Production and characterization of Chitosan from shrimp shells waste.

Aquaculture, Aquarium, Conservation & Legislation International Journal of the

Bioflux Society

Austin, P.R., Brine, C.J., Castle, J.E. & Zikakis, J.P. (1981). Chitin: New facets of

research. Science, 212(4496), 749753.

Ben Amar Cheba. (2011). Chitin and Chitosan: Marine Biopolymers with Unique

Properties and Versatile Applications. Journal of Biotechnology & Biochemistry 6

(3): 149-153, 2011.

Berger, J; M. Reista; J. M. Mayer; O. Felt; N. A. Peppas; R. Gurny. (2004). Structure

and Interactions in Covalently and Ionically Crosslinked Kitosan Hydrogels for

Biomedical Applications. European Journal Of Pharmaceutics And

Biopharmaceutics 57 (2004) 1934.

Burrows, Felicity; Clifford Louime; Michael Abazinge; dan Oghenekome Onokpise.

(2007). Extraction and Evaluation of Kitosan from Crab Exoskeleton as a Seed

19

Fungicide and Plant Growth Enhancer. American-Eurasian J. Agric. & Environ.

Sci., 2 (2): 103-111, 2007.

Czechowska-Biskup, Renata; Diana Jarosinska; Bozena Rokita; Piotr Ulanski; Janusz

M. Rosiak. (2012). Determination of Degree of Deacetylation of Kitosan -

Comparision of Methods. Progress On Chemistry And Application Of Kitin And

Its ..., Volume XVII, 2012.

Goosen MFA 1997. Applications of Chitin and Chitosan. Technomic Pub, p.7.

Kaunas. (1984). Meat, Poultry, and Seafood Technology. Neyes Data Coorporation,

USA.

Krissetiana, Henny, Mei. (2004). Khitin dan Khitosan dari Limbah Udang.

Kurita K. 1997. -Chitin and reactivity characteristics. Di dalam M.F.A. Goosen (ed). Applications of Chitin and Chitosan. Technomic Pulb Co Inc., Basel.

Manjang, Y. (1993). Analisa Ekstrak Berbagai Jenis Kulit Udang Terhadap Mutu

Kitosan, Jurnal Penelitian Andalas. 12 (V) : 138 143.

Marganov. (2003). Potensi Limbah Udang sebagai Penyerap Logam Berat (Timbal,

Kadmium dan Tembaga) di Perairan. Makalah Pengantar Falsafah Sains

(PPS702), Program Pasca Sarjana / S3, Institut Pertanian Bogor.

McCoy, M. (1999). Astaxanthin market a hard one to crack. Chem & Eng. News, 77 :15

17.

Moeljanto. (1992). Pengawetan dan Pengolahan Hasil Perikanan. Penebar Swadaya.

Jakarta.

Mohamed Abou-Shoer. (2010). A Simple Colorimetric Method for the Evaluation of

Chitosan. American Journal of Analytical Chemistry, 2010, 2, 91-94.

Morteza Shahabi Viarsagh, Mohsen Janmaleki, Hamid Reza Falahatpisheh, Jafar

Masoumi. (2010). Chitosan Preparation from Persian Gulf Shrimp Shells and

Investigating the Effect of Time on the Degree of Deacetylation. Journal of

Paramedical Sciences (JPS). Spring2010 Vol.1, No.2 ISSN 2008-496X.

Prasetyo. (2006). Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

20

Ratna, A.W. & Sugiyani S. (2006).Pembuatan Chitosan Dari Kulit Udang dan

Aplikasinya Untuk Pengawetan Bakso.

http://eprints.undip.ac.id/1718/1/makalah_penelitian_fix.pdf. Diakses 20 September

2015.

Reece, C., dan Mitchell. (2003). Biologi, Edisi kelima-jilid 2, Penerbit Erlangga,

Jakarta.

Rogers, E.P. (1986). Fundamental of Chemistry. Books/Cole Publishing Company.

California.Science Published Ltd., England.

Shahidi F, Arachchi JKV, and Jeon YJ. 1999. Food applications of chitin and chitosans.

Trends Food Sci Technol. 10:37-51.

Suhartono, M.T. 2006. Pemanfaatan Kitin, Kitosan, Kitooligosakarida. Foodreview 1

(6): 30-33.

Trang Si Trung and Huynh Nguyen Duy Bao. (2015). Physicochemical Properties and

Antioxidant Activity of Chitin and Chitosan Prepared from Pacific White Shrimp

Waste. International Journal of Carbohydrate Chemistry. Volume 2015, Article ID

706259, 6 pages.

Zouhour Limam et al., (2011). Extraction and characterization of chitin and chitosan

from crustacean by-products: Biological and physicochemical properties. African

Journal of Biotechnology Vol. 10 (4), pp. 640-647, 24 January, 2011.

21

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Rumus:

Kelompok A1

Rendemen Chitin I =

= 30,00 %

Rendemen Chitin II =

= 20,00 %

Rendemen Chitosan =

= 10,40 %

Kelompok A2

Rendemen Chitin I =

= 45,00 %

Rendemen Chitin II =

= 26,67 %

Rendemen Chitosan =

= 13,07 %

22

Kelompok A3

Rendemen Chitin I =

= 35,00 %

Rendemen Chitin II =

= 22,22 %

Rendemen Chitosan =

= 12,32 %

Kelompok A4

Rendemen Chitin I =

=20,00 %

Rendemen Chitin II =

= 28,57 %

Rendemen Chitosan =

= 14,95 %

Kelompok A5

Rendemen Chitin I =

= 30,00 %

Rendemen Chitin II =

= 25,00 %

Rendemen Chitosan =

= 12,40 %

6.2. Viper

6.3. Diagram Alir

5.4. Laporan Sementara