kitin dan kitosan_rainier_13.70.0002_c_unika soegijapranata

CHITIN DAN CHITOSAN

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNOLOGI HASIL LAUT

Disusun Oleh:

Nama : Rainier Ravian Zunggaval

NIM : 13.70.0002

Kelompok C2

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2015

1

1. MATERI METODE

1.1. Materi

1.1.1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah oven, blender, ayakan, dan

peralatan gelas.

1.1.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah limbah udang, HCl 0,75 N ; 1 N ;

dan 1,25 N ; NaOH 3,5% ; 40% ; 50% dan 60%.

1.2. Metode

1.2.1. Demineralisasi

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

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

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

panas 2 kali, dan dikeringkan kembali.

Limbahudangkemudiandihancurkanhinggamenjadiserbukdandiayakdenganayakan 40-

60 mesh.

Limbah udang kemudian dihancurkan hingga menjadi serbuk dan diayak dengan

ayakan 40-60 mesh.

2

1.2.2. Deproteinasi

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam & secara kontinu dilakukan

pengadukan.

Lalu dicuci sampai pH netral.

Kemudian dikeringkan pada suhu 80oC selama 24 jam

Hasil demineralisasi dicampur dengan NaOH dengan perbandingan 6:1

3

1.2.3. Deasetilasi

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam.

Kemudian disaring dan didinginkan



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

4

Rumus Perhitungan :

Kemudian dipanaskan pada suhu 90oC selama 1 jam



5

2. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan kitin dan kitosan dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Kitin dan Kitosan

Kelompok Perlakuan Rendemen

Kitin I (%)

Rendemen

Kitin II (%)

Rendemen

Kitosan (%)

C1 HCl 0,75N + NaOH 40% +

NaOH 3,5% 23,45 30,00 27,43

C2 HCl 0,75N + NaOH 40% +

NaOH 3,5% 37,82 44,00 37,38

C3 HCl 1N + NaOH 50% +

NaOH 3,5% 41,67 54,55 32,16

C4 HCl 1N + NaOH 50% +

NaOH 3,5% 40,00 58,30 24,30

C5 HCl 1,25N + NaOH 60% +

NaOH 3,5% 21,19 40,32 11,25

Dari tabel 1 dapat dilihat hasil pengamatan kitin dan kitosan dengan perlakuan berbeda.

Pada perhitungan rendemen kitin I, hasil paling tinggi didapatkan oleh kelompok C3

dengan 41,67%, sedangkan yang terrendah pada kelompok C5 dengan 21,19%. Pada

perhitungan rendemen kitin II, hasil paling tinggi didapatkan oleh kelompok C4 dengan

58,30%, sedangkan hasil terrendah didapatkan oleh kelompok C1 dengan 30%. Pada

perhitungan rendeman kitosan, hasil paling tinggi didapatkan oleh kelompok C3 dengan

37,38% sedangkan yang paling rendah adalah kelompok C5 dengan 11,25%.

6

3. PEMBAHASAN

Kitin adalah polisakarida alami yang bisa disintesis dari berbagai jenis organisme.

Dalam bentuk alaminya kitin memiliki struktur kristal miofibril yang menjadi

komponen penyusun eksoskeleton pada arthropoda serta dinding sel jamur dan yeast.

Berdasarkan sumbernya tersebut kitin memiliki 3 jenis berbeda yaitu yaitu -kitin yang

merupakan rantai antipararel, -kitin berupa rantaipararel, dan -kitin yang berupa

rantai campuran (Rumegan et al, 2014). Kitin memiliki monomer penyusun yaitu N-

asetil-D-glukosamin yang saling berikatan dengan ikatan glokosidik -1,4. Karakteristik

kitin adalah berwarna putih, keras dan inelastis serta memiliki kandungan nitrogen. Di

dalam industri pangan kitin biasa digunakan untuk memproduksi kitosan. Kitosan dapat

dihasilkan dari proses deasetilasi kitin dengan bantuan enzim tertentu seperti kitin

deasetilase. Kitosan adalah kopolimer dengan monomer penyusun 2-amino-2-deoksi--

D-glukopiranosa. Kitin dan kitosan bersifat biocompatible dan biodegradable di dalam

tubuh manusia sehingga sering digunakan dalam produk farmasi dan kedokteran. Selain

itu, kitin dan kitosan juga memiliki sifat pembentukan lapisan film untuk bahan

pengemas makanan (Younes & Rinaudo, 2014).

Gambar 1. Struktur kimia kitin (Dutta et al., 2004)

Gambar 2. Struktur Kimia Kitosan (Muzzarelli, 1985).

7

Hasil laut adalah salah satu kelebihan yang dimiliki oleh Indonesia. Oleh karena itu,

limbah yang dihasilkan dari hasil laut, seperti limbah crustacea juga cukup tinggi.

Crustacea seperti udang memiliki beberapa kandungan yang masih bisa dimanfaatkan

seperti protein dengan kadar 25-40%, kitin 15-20%, dan kalsium karbonat sebesar 45-

50% (Suhardi, 1992). Oleh karena itu, dalam praktikum ini digunakan limbah kulit

udang sebagai bahan pembuatan kitin dan kitosan. Menurut Muzzarelli (1985), kitin

dalam cangkang udang dan crustacea lainnya akan berikatan dengan protein dan

mineral penyusun cangkang tersebut, sehingga untuk bisa mengekstrak kitin perlu

dilakukan pemisahan ikatan antara kitin dengan protein dan mineral tersebut. Untuk

melakukan pemisahan tersebut dapat digunakan larutan asam dan basa. Selain

penggunaan limbah crustacea, Krishnaveni & Ragunathan (2015) dalam penelitiannya

menggunakan jenis mikroorganisme F. solani untuk menghasilkan kitin dan kitosan.

Hasilnya menunjukkan bahwa dengan ditumbuhkan pada media Sabouraud Sucrose, F.

solani mengandung kitin sebesar 76% sehingga bisa dijadikan sebagai alternatif untuk

produksi kitin dan kitosan.

Dalam praktikum ini proses pembuatan kitin dan kitosan dilakukan dalam beberapa

tahapan yaitu demineralisasi, deproteinasi, dan deasetilasi. Hal ini sama seperti yang

dilakukan oleh Hossain & Iqbal (2014) yang membuat kitosan dari limbah kulit udang

dengan tiga tahapan yaitu demineralisasi, deproteinasi dan deasetilasi.Tahapan pertama

adalah demineralisasi. Sebelum dilakukan demineralisasi, limbah udang dicuci dengan

air mengalir lalu dikeringkan. Kemudian limbah dicuci kembali dengan air panas

sebanyak 2 kali pengulangan dan dikeringkan kembali. Proses pencucian ini dilakukan

untuk memisahkan limbah dari pengotor sehingga proses demineralisasi yang dilakukan

bisa berjalan lebih mudah (Roger, 1986). Limbah yang sudah dikeringkan kemudian

dihancurkan menjadi serbuk lalu diayak pada ayakan dengan ukuran 40-60 mesh. Untuk

pembuatan kitin digunakan 8 gram serbuk limbah kulit udang. Pertama-tama, kulit

udang dicampurkan dengan HCl dengan perbandingan 10 : 1. Konsentrasi yang

digunakan adalah 0,75 N (C1 & C2), 1 N (C3 & C4), dan 1,25 N (C5). Larutan tersebut

dicampur dan kemudian dipanaskan dengan hotplate pada suhu 90oC. Selama

pemanasan, larutan diaduk untuk mencegah meluapnya larutan dan membuat larutan

menjadi homogen dengan HCl yang ditambahkan (Austin, 1981). Penggunaan HCl pada

8

praktikum ini sesuai dengan pendapat Angka & Suhartono (2000) yang menyatakan

bahwa untuk melarutkan mineral dapat digunakan larutan asam seperti asam klorida

(HCl) atau asam sulfat (H2SO4). Austin (1981) menambahkan bahwa penggunaan HCl

sudah tepat karena di dalam limbah udang terkandung mineral kalsium yang lebih

mudah untuk dilarutkan dengan asam klorida. Setelah pemanasan dan pengadukan,

bahan tersebut dicuci dengan air hingga pH netral, lalu dikeringkan pada suhu 80oC

selama 1 hari. Berat rendemen setelah dikeringkan ditimbang. Berikut adalah reaksi

yang terjadi dengan mencampurkan limbah udang dan HCl :

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)

Tahap kedua adalah deproteinasi. Deproteinasi adalah tahapan yang dilakukan untuk

menghilangkan kandungan protein yang masih berikatan dengan kitin. Proses ini

dilakukan dengan dengan menambahkan basa kuat NaOH sehingga protein yang

berikatan terdenaturasi dan terpresipitasi karena perubahan pH larutan. Protein tersebut

mengendap karena rantai protein yang memiliki ujung ion negatif akan berikatan

dengan ion positif (Na) pada NaOH. Protein yang terendapkan akan berada dalam

bentuk natrium proteinat (Faigin, 1997). Pada praktikum ini digunakan larutan NaOH

3,5% dengan perbandingan 6 : 1, dari berat rendemen hasil pengeringan sebelumnya.

Kemudian larutan dicampur dan dipanaskan pada suhu 70oC selama 1 jam sambil

diaduk. Selanjutnya, larutan dicuci dengan air hingga pH netral lalu ditimbang dan

dikeringkan dalam oven dengan suhu 90oC selama 1 hari.

Tahapan ketiga adalah proses deasetilasi kitin yang akan menghasilkan kitosan sebagai

produk akhir. Pada tahap 1 dan 2 kitin sudah dipisahkan dari mineral dan protein yang

berikatan. Menurut Muzzarelli (1985) kitin bersifat sulit larut dalam pelarut kimia

karena struktur sel kitin yang tebal dan adanya ikatan hidrogen dalam struktur

intramolekulernya. Dalam praktikum ini proses deasetilasi dilakukan dengan

menambahkan NaOH pada kitin dengan perbandingan 20:1. Konsentrasi NaOH yang

digunakan adalah 40% (C1&C2), 50% (C3&C4), dan 60% (C5). Setelah penambahan

NaOH, larutan dipanaskan selama 1 jam pada suhu 90oC sambil diaduk. Selanjutnya

9

larutan dicuci dengan air hingga pH netral dan dikeringkan dengan oven pada suhu

70oC selama 1 hari. Produk yang dihasilkan dari proses ini adalah kitosan. Penggunaan

NaOH untuk proses deasetilasi dianggap paling efektif karena dapat menghidrolisis

gugus asetil yang ada dalam kitin. Oleh karena itu, konsentrasi NaOH dan suhu yang

digunakan selama pemanasan akan mempengaruhi proses ini (Supitjah, 2004).

Pada pengamatan yang dilakukan pada rendemen kitin I, rendemen kitin II, dan

rendemen kitosan. Rendemen kitin I adalah kitin yang telah melalui proses

demineralisasi, rendemen kitin II adalah kitin yang telah melalui proses deasetilasi, dan

rendemen kitosan adalah produk akhir setelah proses deasetilasi. Dari tabel 1 dapat

dilihat bahwa hasil rendemen II semua kelompok lebih besar dibandingkan dengan

rendemen I. Hal ini disebabkan karena proses demineralisasi yang dilakukan. Proses

demineralisasi akan melepaskan dan menghilangkan mineral yang berikatan dengan

kitin, sehingga persentasi kitin dalam bahan akan lebih tinggi. Selain itu, pada saat

pemanasan digunakan suhu 90oC yang cukup tinggi untuk menghilangkan sebagian

protein. Oleh karena itu, hasil yang didapat setiap kelompok sudah tepat.

Khorrami et al (2012) menyatakan bahwa dalam pembuatan kitin dan kitosan

konvensional digunakan terlalu banyak bahan kimia yang ditambahkan. Oleh karena itu

untuk mengurangi penggunaan bahan kimia dapat dilakukan dengan melakukan

penambahan mikroorganisme seperti Lactobacillus plantarum yang diketahui memiliki

kemampuan untuk melakukan demineralisasi dan deproteinasi sehingga dapat

mengurangi penggunaan bahan kimia. Hasilnya menunjukkan bahwa penggunaan

mikroorgnisme juga memberikan hasil yang baik untuk produksi kitin dan kitosan.

Pada hasil rendemen I yang didapat antar kelompok mendapat hasil yang berbeda-beda.

Menurut Martin (2006) seharusnya semakin tinggi konsentrasi HCl yang digunakan

maka semakin banyak mineral yang dapat larut sehingga rendemen yang didapat akan

semakin tinggi. Tetapi pada hasil pengamatan didapat pada kelompok C5 dengan

konsentrasi HCl 1,25 N memiliki rendemen yang paling rendah. Pada pengamatan

dengan rendemen II, hasil yang didapat adalah kelompok C4 paling tinggi, kemudian

C3, C2, C5, dan C1. Seharusnya kelompok C5 memiliki rendemen yang paling tinggi.

10

Hal yang tidak sesuai dengan teori ini dapat disebabkan oleh proses pengadukan yang

dilakukan kurang optimal sehingga mineral dan HCl tidak bercampur secara merata.

Selain itu, suhu pemanasan dengan hotplate juga tidak stabil sehingga dapat merusak

kandungan kitin yang ada.

Pada pengamatan rendemen kitosan didapatkan hasil yaitu hasil paling tinggi

didapatkan oleh kelompok C3 dengan 37,38% kemudian C2, C3, C1 dan yang paling

rendah adalah kelompok C5 dengan 11,25%. Hasil yang didapat ini sesuai dengan teori

yang dinyatakan oleh Hong et al (1989) yaitu bahwa dengan semakin besarnya

konsentrasi NaOH yang digunakan maka berat molekul kitosan yang dihasilkan akan

berkurang akibat adanya proses depolimerisasi pada larutan sebelum dikeringkan. Hasil

yang tidak sesuai didapatkan oleh kelompok C1 yang menggunakan NaOH 40%,

seharusnya mendapat hasil yang lebih tinggi. Hal ini dapat terjadi karena kandungan

kitosan yang hilang atau rusak akibat pencucian dan suhu pemanasan yang tidak stabil.

Pada produk akhir kitin & kitosan yang dihasilkan pada praktikum memiliki warna yang

kekuningan. Hal ini tidak sesuai dengan teori yaitu warna kitin dan kitosan yang

seharusnya adalah putih.

11

4. KESIMPULAN

Limbah crustacea dapat dijadikan sebagai sumber produksi kitin dan kitosan.

Kitin dan kitosan biasa digunakan dalam produk farmasi, industri pangan, dan bahan

untuk membuat kemasan.

Tahapan pembuatan kitin & kitosan adalah demineralisasi, deproteinasi, dan

deasetilasi.

Demineralisasi adalah proses pemisahan mineral dengan penambahan larutan asam

(HCl).

Deproteinasi adalah proses pemisahan protein dengan penambahan basa (NaOH).

Deasetilasi adalah proses pembuatan kitosan yang berasal dari kitin.

HCl digunakan untuk melarutkan mineral dan NaOH digunakan untuk melarutkan

protein.

Proses deasetilasi dipengaruhi oleh konsentrasi NaOH dan suhu pemanasan yang

digunakan.

Pemanasan yang dilakukan bertujuan untuk menghomogenkan larutan agar

pencampuran larutan lebih merata.

Pengadukan dilakukan untuk mencegah larutan meluap keluar dan agar

pencampuran larutan lebih optimal.

Hasil rendemen II kitin lebih besar dibandingkan rendemen I karena adanya

pemisahan mineral dari kitin.

Semakin tinggi konsetnrasi NaOH yang digunakan maka semakin rendah rendemen

kitosan yang dihasilkan.

Semarang, 20 Oktober 2015

Praktikan, Asisten Dosen

Tjan, Ivana Chandra

Rainier Ravian Zunggaval

13.70.0002

12

5. DAFTAR PUSTAKA

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

Sumberdaya Pesisir dan Lautan. Bogor.

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

research. Science, 212(4496), 749753.

Dutta, Pradip Kumar; Joydeep Dutta; dan V. S. Tripathi. (2004). Chitin and Chitosan:

Chemistry, properties, and applications. Journal of Scientific and Industrial

Research Vol. 63 January 2004. pp 20-31.

Faigin, C.O. (1997). Protein Stability and Stabilization of Protein Function. Landes

Bioscience. Texas.

Hong H, No K, Meyers SP, Lee KS. (1989). Isolation and Characterization of Chitin

from crawfish shell waste. J Agric Food. Chem 33:375-579.

Hossain, M & Iqbal. (2014). Production and characterization of chitosan from shrimp

waste. J. Bangladesh Agril. Univ. 12(1): 153160, 2014.

Khorrami, M, Najafpour, Younesi, & Hosseinpour. (2012). Production of Chitin

andChitosan from Shrimp Shell in Batch Culture of Lactobacillus plantarum.

Chem. Biochem. Eng. Q. 26 (3) 217223.

Krishnaveni, B & Ragunathan. (2015). Extraction and Characterization of Chitin and

Chitosan from F.solani CBNR BKRR, Synthesis of their Bionanocomposites and

Study of their Productive Application. Pharm. Sci. & Res. Vol. 7(4), 2015, 197-

205.

Martin, X.K.A. (2006). Standardization of Optimum Conditions for the Production of

Glucosamine Hydrochloride from Chitin. Thesis Indian Council of Agricultural

Research, Chocin University of Science and Technology. Indian.

Muzzarelli, R.A.A. (1985). Chitin in the Polysaccharides Vol. 3. Academic Press Inc.

Orlando. San Diego.

Roger, E.P. (1986). Fundamental of Chemistry. California Science Publishing Ltd.

England.

13

Rumegan, I, Suryanto, Modaso, Wullur, Tallei, & Limbong. (2014). Structural

Characteristics of Chitin and Chitosan Isolated from the Biomass of Cultivated

Rotifer, Brachionus rotundiformis. International Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 3(1): 12-18, 2014.

Suhardi, 1992, Buku monograf khitin dan khitosan, PAU UGM, Yogyakarta.

Supitjah, Pipit. (2004). Tingkatan Kualitas Kitosan Hasil Modifikasi Proses

Produksi.Buletin Teknologi Hasil Perikanan 56 Vol VII Nomor 1.

Younes, I & Marguerite Rinaudo. (2015). Chitin and Chitosan Preparation from Marine

Sources. Structure, Properties and Applications. Mar. Drugs 2015, 13, 1133-1174.

14

6. LAMPIRAN

6.1. Perhitungan

Rumus :

Rendemen Chitin I =

Rendemen Chitin II =

Rendemen Chitosan =

Kelompok C1

Rendemen Chitin I =

= 23,45 %


= 30,00 %

Rendemen Chitosan =

= 27,43 %

Kelompok C2

Rendemen Chitin I =

= 37,82 %


= 44 %

Rendemen Chitosan =

= 27,38 %

Kelompok C3

Rendemen Chitin I =

= 41,67 %


= 54,55 %

Rendemen Chitosan =

= 32,16 %

15

Kelompok C4

Rendemen Chitin I =

=40,00 %


= 58,3 %

Rendemen Chitosan =

= 24,30 %

Kelompok C5

Rendemen Chitin I =

= 21,19 %


= 40,32 %

Rendemen Chitosan =

= 11,25 %

6.2. Laporan Sementara

6.3. Diagram Alir

6.4. Abstrak Jurnal

kitin dan kitosan_rainier_13.70.0002_c_unika soegijapranata

Documents