kitosan larut air

Click here to load reader

Post on 27-Oct-2015

108 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

kitosan larut air

TRANSCRIPT

  • TINJAUAN PUSTAKA

    Udang (Peneus monodon)

    Wilayah perairan Indonesia yang sangat luas merupakan sumber daya

    alam yang tidak ada habisnya. Belum semua potensi kelautan yang ada telah

    dimanfaatkan secara maksimal. Pemanfaatan udang untuk keperluan konsumsi

    menghasilkan limbah dalam jumlah besar yang belum dimanfaatkan secara

    komersial. Cangkang hewan invertebrata laut, terutama Crustacea mengandung

    kitin dalam kadar tinggi, berkisar antara 20-60% tergantung spesies sedangkan

    cangkang kepiting dapat mengandung kitin sampai 70%. Lebih dari 80.000 metrik

    ton kitin diperoleh dari limbah laut dunia per tahun, sedangkan di Indonesia

    limbah kitin yang belum dimanfaatkan sebesar 56.200 metrik ton per tahun

    (Departemen Kelautan dan Perikanan, 2003).

    Udang dapat diklasisifikasikan sebagai berikut:

    Klas : Crustacea (binatang berkulit keras)

    Sub Kelas : Malacrostraca (udang-udangan tingkat tinggi)

    Super Ordo : Eucarida

    Ordo : Decapoda (binatang berkaki sepuluh)

    Sub Ordo : Natantia (kaki digunakan untuk berenang)

    Famili : Palaemonidae, Penaidae

    (Departemen Kelautan dan perikanan Republik Indonesia, 2003).

    Produksi udang tambak meningkat seiring dengan meningkatnya

    permintaan ekspor. Udang yang diekspor diantaranya dalam bentuk beku (block

    frozen) yang terdiri dari produk head on (utuh) ,headless (tanpa kepala) dan

    5

    Universitas Sumatera Utara

  • peeled (tanpa kepala dan kulit).Usaha tersebut menghasilkan limbah udang dalam

    jumlah cukup besar yang terdiri dari bagian kepala, kulit dan ekor. Kepala udang

    merupakan salah satu hasil proses pengolahan produk perikanan yang dapat dibuat

    menjadi silase. Selain menghasilkan produk berupa filtrat, silase kepala udang

    juga menghasilkan limbah berupa ampas silase. yang dapat dimanfaatkan sebagai

    bahan baku kitosan (Zahiruddin, et al., 2008).J).

    Sekitar 35% dari cangkang kering udang mengandung kitin. Dari kitin

    udang dapat dihasilkan sekitar 80% kitosan. Harga kitosan di pasaran dunia

    adalah sekitar US$ 7.5/10g untuk kitosan dengan standar baik. Saat ini, 90%

    pasaran kitosan dunia dikuasai oleh Jepang dengan produksi lebih dari 100 juta

    ton setiap tahunnya. Indonesia dengan potensi laut lebih luas daripada Jepang

    mempunyai peluang untuk mengambil bagian dari pasaran kitosan dunia (No dan

    Meyer, 1997).

    Struktur tubuh udang dapat dilihat pada gambar 1.

    Gambar 1. Struktur tubuh Udang (Murtihapsari, 2003).

    6

    Universitas Sumatera Utara

  • Pendayagunaan Limbah Udang

    Cangkang kepala udang mengandung 20-30% senyawa kitin, 21% protein

    dan 40-50% mineral. Kitin merupakan polisakarida terbesar kedua setelah

    selulosa yang mempunyai rumus kimia poli(2-asetamida-2-dioksi--D-Glukosa)

    dengan ikatan -glikosidik (1,4) yang menghubungkan antar unit ulangnya.

    Struktur kimia kitin mirip dengan selulosa, hanya dibedakan oleh gugus yang

    terikat pada atom C2. Jika pada selulosa gugus yang terikat pada atom C2 adalah

    OH, maka pada kitin yang terikat adalah gugus asetamida. (Muzzarelli, 1985).

    Kepala udang yang menyatu dengan jengger udang sebagai limbah industri

    udang beku baru sebagian kecil yang dimanfaatkan, yaitu dibuat tepung kepala

    udang yang dibuat sebagai pencampur bahan dalam pembuatan pellet untuk pakan

    ternak. Limbah udang yang berupa kulit, kepala dan ekor dengan mudah

    didapatkan mengandung senyawa kimia berupa khitin dan khitosan. Senyawa ini

    dapat diolah dan dimanfaatkan sebagai bahan penyerap logam-logam berat yang

    dihasilkan oleh limbah industri (Mudjiman, 1982).

    Kandungan Kimia Limbah Udang

    Limbah yang dihasilkan dari proses pembekuan udang, pengalengan

    udang, dan pengolahan kerupuk udang berkisar antara 30% - 75% dari berat

    udang. Dengan demikian jumlah bagian yang terbuang dari usaha pengolahan

    udang cukup tinggi. Limbah kulit udang mengandung konstituen utama yang

    terdiri dari protein, kalsium karbonat, kitin, pigmen, abu, dan lain-lain

    (Anonim, 1994).

    7

    Universitas Sumatera Utara

  • Sebagian besar limbah udang berasal dari kulit, kepala, dan ekornya.

    Fungsi kulit udang tersebut pada hewan udang (hewan golongan invertebrata)

    yaitu sebagai pelindung (Neely dan Wiliam, 1969).

    Kulit udang mengandung protein sebanyak (25 % - 40%), kalsium

    karbonat (CaCO3) (45% - 50%) dan kitin (15% - 20%), tetapi besarnya kandungan

    komponen tersebut tergantung pada jenis udangnya. (Focher et al., 1992).

    Komposisi Kimia Udang dapat dilihat pada tabel 1.

    Tabel 1. Komposisi Kimia Limbah Udang dan Kulit Udang.

    Komposisi Limbah Udang Kulit Udang

    Protein kasar (%) 35,8 16,9 Lemak (%) 9,9 0,6 Serat Kasar (%) 13,20 0

    Abu (%) 38,1 63,6 Ca (%) 12,3 24,8 Astaxanthin (ppm) 78 108

    Sumber: No et al, 1989.

    Kitin dan Kitosan Kitin

    Kitin sebagai prekusor kitosan pertama sekali ditemukan pada tahun 1811

    oleh Henri Braconnot yang diisolasi dari jamur, dan 10 tahun kemudian

    ditemukan kitin dari kulit serangga. Kitin merupakan polimer kedua terbesar

    dibumi setelah selulosa dan merupakan konstituen utama dari kulit luar binatang

    air crustacea (Kaban, 2009).

    8

    Universitas Sumatera Utara

  • Struktur kitin dapat dilihat pada Gambar 2.

    Gambar 2. Kitin (poli-N-asetil-glukosamin) (Kaban , 2009).

    Kitin memiliki rumus molekul (C8H13NO5)n dengan komposisi

    perbandingan massa atom C : 47,29%, H : 6,45%, N : 6,89%, O : 39,37%.

    Keberadaan kitin di alam umumnya terikat dengan protein, mineral dan berbagai

    macam pigmen (Hirano, 1986).

    Dalam cangkang udang, kitin terdapat sebagai mukopoli sakarida yang

    berikatan dengan garam-garam anorganik, terutama kalsium karbonat (CaCO3),

    protein dan lipida termasuk pigmen-pigmen. Oleh karena itu untuk memperoleh

    kitin dari cangkang udang melibatkan proses-proses pemisahan protein

    (deproteinasi) danpemisahan mineral (demineralisasi). Sedangkan untuk

    mendapatkan kitosan dilanjutkan dengan proses deasetilasi

    (Wardaniati dan Setyaningsih, 1999).

    Kandungan kitin dan protein pada limbah Crustaceae dapat dilihat pada

    tabel 2.

    9

    Universitas Sumatera Utara

  • Tabel 2. Kandungan Kitin dan Protein Berdasarkan Berat Kering Pada Limbah Crustaceae

    Sumber Kitin Protein (%) Kitin (%)

    Kepiting Collnectes sapidus 21,5 13,5 Chinocetes opillo 29,2 26,6 Udang Pandanus borealis 41,9 17,0 Crangon crangon 40,6 17,8 Penaeus monodon 47,4 40,4 Udang karang Prtocamborus clarkii 29,8 13,2 Krill Euphausia superba 41,0 24,0 Udang biasa 61,6 33,0 Sumber: Synowiecky dan Al-Khateeb (2003)

    Sifat kitin adalah berbentuk hablur, berwarna putih, tidak larut dalam air,

    asam, basa alkohol dan pelarut organik tetapi larut dalam asam fosfat, asam sulfat

    pekat, asam klorida pekat dan asam format anhidrat. Campuran dimetil asetamida

    yang mengandung 5 % litium klorida merupakan sistem pelarut yang efektif

    melarutkan kitin (Gupta dan Kumar, 2000 ; Suhartono dan Lestari, 2000).

    Kitosan

    Kitosan ditemukan pertama sekali oleh C. Rouget pada tahun 1859 dengan

    cara merefluks kitin dengan kalium hidroksida pekat. Dalam tahun 1934, dua

    paten didapatkan oleh Rigby yaitu penemuan mengenai pengubahan kitin menjadi

    kitosan dan pembuatan film dari serat kitosan. Perkembangan penggunaan kitin

    dan kitosan meningkat pada tahun 1940-an, dan semakin berkembang pada tahun

    1970-an seiring dengan diperlukannya bahan alami dalam berbagai bidang

    industri (Kaban, 2009).

    Kitosan adalah produk terdeasetilasi dari kitin yang merupakan biopolimer

    alami kedua terbanyak di alam setelah selulosa, yang banyak terdapat pada

    serangga, krustasea, dan fungi. Diperkirakan lebih dari 109-1010 ton kitosan

    diproduksi di alam tiap tahun. Sebagai negara maritim, Indonesia sangat

    10

    Universitas Sumatera Utara

  • berpotensi menghasilkan kitin dan produk turunannya. Limbah cangkang rajungan

    di Cirebon saja berkisar 10 ton perhari yang berasal dari sekurangnya 20 industri

    kecil. Kitosan tersebut masih menjadi limbah yang dibuang dan menimbulkan

    masalah lingkungan. Data statistik menunjukkan negara yang me