35

1)Bidang Sumber daya Laut, Pusat Penelitian Oseanografi-Llf'I, Jakarta

dipakai untuk berbagai komoditi penggolahanseperti kerupuk, terasi, petis, pakan ikan sertauntuk komoditas ekspor sehingga banyakmenghasikan limbah kulit udang dalam jumlahyang sangat banyak dan kurang termanfaatkandengan baik. Tidak banya udang kepitingpunjuga merupakan salab satu komoditi ekspor nonmigas yang menghasilkan limbab berbentukcangkang dan dapat dimanfaatkan dalampembuatan kitin dan kitosan. Contohnyakepiting bakau (Scylla spp.) merupakan salahsatukomoditas perikanan yanghidup di perairanpantai, kbususnya di butan bakau (mangrove).Komunitas kepiting bakau cukup besardibanding dengan kepiting rajungan, olebkarenanya Indonesia merupakan negarapengekpor kepiting bakau. Di samping itutingginya protein cakang kepiting bakaudaripada rajungan, akan mempengaruhi jumlahkitin yang diperoleb (Sanjaya &Yuanita, 2007).Menurut Muzarelli dalamTaufan & Zulfahmi

Indonesia merupakan Negara yangterkenal dengan hasillautnya yang melimpah.Namun hingga saat ini pengolaban basil lautdari krustase belum dioptimalkan. Sebagaikomoditas pakan yang bernilai ekonomis,selama inikrustase hanya dimanfaatkan bagiandagingnya sebagai baban campuran pembuatankrupuk, terasi atau makanan ternak denganharga jual lebih rendah dibandingan denganharga bagian cangkangnya yang mengandungkitosan. Kitosan adalab ekstrak kulit binatangberkulit keras seperti udang dan kepiting.

Sumber kitosan sangat melimpah di alamterutama dari hewan golongan krustase sepertiudang dan kepiting. Indonesia merupakannegara bahari yang sangat melimpah akansumber-sumber kitosan seperti udang. Udangcukup ban yak dikonsumsi masyarakat dan

PENDAHULUAN

BENEFITS OF CID') IN AND cmroSAN FOR HUMAN LIFE. Shrimpand crab is oneofthe non-oil export commodities that produce waste-shaped shell and can be used in themanufacture of chitin and chitosan. Chitin is the main component of the exoskeleton ofinvertebrates, crustaceans and insects in which these components function as components ofproponent and protector. While ehitosan is a natural polymer that is very abundant existencein nature so it is a trade materials that have high economic value and can be used for humanlife. Chitin and chitosan has a very wide usefulness in everyday life. for example as adsorbentof heavy metal waste and dyes. preservatives, anti-fungal. cosmetics, pharmaceuticals.flocculants, anti-cancer; and anti-bacterial. This paper attempts to provide an overview andinformation that can be used as a shrimp shell mlSte chitin and chitosan are very beneficialto human life.

ABSTRACT

MANFAAT KITIN DAN KITOSAN BAGI KEHIDUPAN MANUSIA

Oleh

Rianta Pratiwi"

ISSN 0216-1877Oseana, Volume XXXIX, Nomor 1, Tahun 2014: 35 -43

36

Sumber %KitinFUD)ti(iamur) 5-20%Wonns(cacing) 3-20%

Squigs/octopus (gurita) 30%Spiders (leba-leba) 38%

Scorpions (kalaiengking) 38%Cockroaches (kecoa) 35%

Water beetle (kumbang air) 37%Silkworm 44%Hermit crab 69%Kepiting 71%Udang 20-30%

Sumber- sumber Kitin

sebagai suatu senyawa turunan selulosa yanggugus hidroksil pada atom C-2 digantikan olehgugus asetamido (Taufan & Zulfahmi, 2010).Senyawa turunan tersebut diperoleh dengancara deproteinasi dan demineralisasi (Sanjaya& Yuanita, 2007). Melalui proses deasetilasi,kitinakan berubah menjadi kitosan (poli(1,4)-2-amina-2-deoksi-I-D-glukosa atau poli-(/-1,4-glukosamin) (purnawan et 01.,2008).Nama lainsenyawa kitin adalah 2-asetamida-2-deoksi-D­glukopiranosa.

Kitin berasal dari bahasa yunani kitin,yang berarti kulit kuku. Kitin merupakankomponen utama dari eksoskeleton invertebrata,crustacea dan insekta dimana komponen iniberfungsi sebagai komponen penyokong danpelindung. Senyawa kitin adalah suatu polimergolongan polisakarida yang tersusun at assatuan-satuan beta-(l' !4)2-asetamido-2-deoksi­D-glukosa atau poli-(/-l,4-N-asetilglukosamin),yang secara formalnya dapat dipertimbangkan

KitinKlTIN DAN KlTOSAN

(2010), kandungan kitin dalam cangkangkepiting sekitar 71.4 %.

Belum dimanfaatkannya limbahpengolahan udang dan kepiting sebagai sumberkitosan boleh jadi disebabkan karena belurndikenalnya industri kitosan secara umurn ataukarena tidak ada publikasi yang memuat prosesyang dikerjakan secara sederhana di Indonesia(Kusumawati,2009). Seperti selulosa dan kitin,kitosan merupakan polimer alamiah yang sangatmelimpah keberadaannya di alam. Oleb karenaitu, kitosan dapat digunakan sebagai sumbermaterial alami, sebab kitosan sebagai polimeralami mempunyai karakteristik yang baik,seperti dapatterbiodegradasi, tak beracun, dapatmengadsorpsi, dan lain-lain (Kusumawati,2009).

Kitio merupakan tiga besar daripolisakarida yang paling banyak di temukanselain selulosa dan starch (zat tepung). Kitinmenduduki peringkat kedua setelah selulosasebagai komponen organik paling banyak dialamoSelulosa dan starch merupakan zat pentingbagi tumbuhan untuk membentukmakanannya(zat karbohidrat) dan pembentukan dinding sel.Kitin juga banyak di temukan di dalam rangkaluar marine zoo-plankton termasukjenis coraldan jellyfish. Jenis serangga yaitu kupu-kupu,kumbang mempunyai zat kitin terutama padalapisan kutikula luar. Sedangkan pada dindingsel yeast, mushroom, dan jenis jamur lainnyabanyak juga ditemukan kitin (Taufan&Zulfahmi,2010). Kitin merupakan polimer alamiahyangdapat di temukan di alam berbeda-bedatergantungpada sumbernya. Hal ini dapatdilihatdari Tabell.

Tabel l. Persentase Kitin pada Binatang Muzzarelli (1985) do/am Taufan &Zulfahmi (2010)

37

Kitosan dibasilkan dari kit in danmempunyai struktur kimia yang sama dengankitin, terdiri dari rantai molekul yang paojangdan berat molekul yang tinggi, Perbedaan antarakitin dan kitosan adaJah pada setiap cincinmolekul kitin terdapat gugus asetil (-CH3-CO)pada atom karbon kedua, sedangkan padakitosan terdapat gugus amina (-NH). Kitosandapat dibasilkan dari kitin melalui prosesdeasetilasi yaitu dengan cara direaksikandengan menggunakan alkali konsentrasi tinggidengan waktu yang relatiflama dan suhu tinggi.Kitosan adalah biopolimer yang roempunyaikeunikan yaitu dalam larutan asam, kitosanmemiliki karakteristik kation dan bermuataopositif sedangkan dalam larutao alkali, kitosanakan mengendap. Kitindan kitosan merupakan

KITOSAN SECARA UMUM

Kitin adalah senyawa yang stabilterhadap reaksi kimia, rendahnya rcaktivitaskimia, tidak beracun (non toxic) dan bersifatbiodegradable. Kitin tidak larut dalam air(bersifat hidrofobik), dalam alkohol sertatidak larut dalam asam maupun alkali encer.Kitin dapat larut dengan proses degradasimenggunakan asam-asam mineral pekat padaasam formiat anhidrous, namun tidak jelasapakah semua jenis kitin dapat larut dalarn asanformiat anhidrous, Mudah tidaknya kitin terlarutsangat tergantung pada derajat kristalisasi,karena hanya l3-kitinyang terlarut dalam asamformiat anhidrous. Sifat kelarutan, derajat beratmolekul, kelengkapan gugus asetil berbeda-bedamenurut sumber bahan dan metode yangditerapkan (Taufan &Zulfahmi (2010).

Sirat J(jmia J(jtin

Gambar 1.Struktur Kitin (Taufan &Zulfahmi, 2010)

Chitin

besar dengao nama kimia Poly N-acetyl-D­glucosamioe (atau beta (1~) 2-acetamido-2-deoxy-Dvglucose). Struktur kitin dapat dilihatpada gambar di bawah ini (Gambar 1):

Sifat Fisik J(jtinSecara umum kit in (C8HI305N)n

mempunyai bentuk fisis berupakristal berwamaputih hingga kuning muda, tidak memiliki rasa,tidak berbau dan memiliki berat molekul yang

38

Suatu molekul dikatakan kitin bilamempunyai derajat deasetilasi (DD) sampai 1()o1odan kandungan nirogennya kurang dari 7%. Dandikatakan kitosan bila nitrogen yang terkandungpada molekulnya lebih besar dari 7% berat(Muzzarelli,1985 dalam Taufan & Zulfahmi,20 10)dan DD lebih dari 70%(Li et al., 1992).

Kitosan kering tidak mempunyai titiklebur. Bila disimpan dalam jangka waktu yangrelatiflama pada suhu sekitar 100°Fmaka sifatkeseluruhannya dan viskositasnya akanberubah. Hila kitosan disimpan lama dalamkeadaan terbuka maka akan terjadi dekomposisiwarna menjadi kekuningan dan viscositasnyaberkurang. Suatu produk dapat dikatakankitosanjika memenuhi beherapa standar sepertitertera pada Tabel 2.

Kitosan dapat diperoleb dengan berbagaimacam bentuk morfologi diantaranya strukturyang tidak teratur, bentuknya kristaline atausemikristaline. Selain itu dapatjuga berbentukpadatan amorfberwarna putih dengan strukturkristal tetap dari bentuk awal kitin murni. Kitinmemiliki sifat biologi dan mekanik yang tinggidiantaranya adalah biorenewable,biodegradable, dan biofungsional. Kitosanmempunyai rantai yang lebih pendek daripadarantai kitin. Kelarutan kitosan dalam larutanasam serta viscositas

larutannya tergantung dari derajatdeasetilasi dan derajat degradasi polimer.Terdapat dua metode untuk memperoleb kitin,kitosan dan oligomernya dengan berbagaiderajat deasetilasi (DD), polimerisasi, dan beratmolekulnya (MW) yaitu dengan kimia danenzimatis (Taufan &Zulfahmi, 2010).

Gambar 2. Struktur Kitosan (Tautan &Zu.1tahmt,2010)

Chitoaaa

Kitosan merupakan kopolimer D­glucosamine dan N-acetyl-D-glucosaminedengan ikatan ~(l64),yang diperoleh dari alkaliatau deacetylasi enzimatik dari polisakarida kitin.Kitosan mempunyai nama kimia Poly d­glucosamine (beta (1-4) 2-amino-2-deoxy-D­glucose) (Taufan& Zulfahmi, 2010). Gambar 2memperlihatkan struktur polimer kitosan.

oleh kitosan. Hal ini yang menyebabkan kitosanlebih banyak manfaatnya dibandingkan dengankitin (Sanjaya &Yuanita, 2007).

Sifat Fisik Kitosan

polimer linier yang bersifat polikationik.Deasetilasi yang terjadi pada kitin hampir tidakpernah selesai sehingga dalam kitosan masihada gugus asetil yang terikat pada beberapagugus N (Kusumawati, 2009).

Keberadaan gugus hidroksil dan aminosepanjang rantai polimer mengalcibatkan kitosansangat efektif mengadsorpsi kation ion logamberatmaupun kation dari zat-zat organik (proteindan lemak) (Lee, et al., 200]). Kitosan juga dapatmembentuk sebuah membran yang berfungsisebagai adsorben pada waktu terjadinyapengikatan zat-zat organik maupun anorganik

39

2. Kation Amino (-NH2+)• Larut dalam larutan dengan pH < 6,5• Memebentuk larutan yang kental• Membentuk gel dengan polyanion• Dapat larut didalam campuran alkohol

dengan air

Larutan kitosan memiliki sifat-sifat yangspesifik dimana terdapat dua jenis gugus asamamino, yaitu:I. Amino bebas (-NH2)

• Larut dalam larutan asam• Tidak larut dalam H2S04• Limited solubility dalam H3P04• Tidak larut dalam sebagian besar

pelarut organik

Asam format/air; asam asetat, air; asam laktatlair; asamutamate/air

Kitosan

Solvent

Tabel3. Solvent yang Digunakan untuk Melarutkan Kitosan Taufan &Zulfahmi (2010)

Senyawa

linier plyamine (poly D-glucosamine), gugusamino yang reaktif gugus hydroksi yang reaktif(Muzzarelli, 1973 do/am Taufan & Zulfahmi,2010).

Kitosan tidak larut dalam air namun larutdalam asam, memilki viscositas cukup tinggiketika dilarutkan, sebagian besar reaksikarakteristik kitosan merupakan reaksikarakteristik kitin. Adapun berbagai solventyang digunakan umumnya tidak beracun untukaplikasi dalam bidang makanan seperti terterapada Tabe13.

Sifat Kimia Kitosan

Kitosan banyak digunakan padaberbagai aplikasi, hal tersebut dikarenakanadanya gugus amino pada posisi C2 dan jugakarena gugus hidroksil primer dan sekunderpada psosisi C3 dan C6. Kitosan adalab turunanyang paling sederbana dari kitin. Tidak sepertipolisakarida kehadiran gugus amino bermuatanpositifyang terdapat sepanjang ikatan pilernyamenyebabkan molckul dapat mengikat muatannegatif permukaan melalui ikatan ionik atauhydrogen, sehingga kitosan memiliki sifat kimia

Deasctilas i ~ 70 % jenis teknisdan> 95 % ienis pharmasikal

Kadarabu Umwnnya< 1 %Kadar air 2-10%Kelarutan Hanya pada pH < 6Kadar nitrogen 7 - 8,4 %Wama Putih sampai kuning pucarUkuran partikel 5 ASTMMeshViscositas 309 cpsE. coli NegatifSalmonella Negatif .

Tabel2. Standard Kitosan Muzzarelli (1985) do/am Taufan& Zulfahmi (2010)

40

dimungkinkan terjadinya perubahan sifat danparameter baik fisika maupun kimia sehinggamenyebabkan perbedaan sifat antara kitin dankitosan.

Perbedaan sifat dan parameter tersebutdapat meliputi perbedaan kelarutan, sifathigroskopis, titik kritis dan dekomposisi, beratmolekul rata-rata dan dekomposisi polimer(Chebotok et al., 2006 dalamPurnawan et al.,

Kitin dan kitosan bersifat non toksik,dapat mengalami biodegradasi dan bersifatbiokompatibel. Kitin diperoleh melalui beberapatahapan proses yaitu deproteinasi,demineralisasi, dan depigmentasi dati cangkangudang. Kitin kemudian dideasetilasi melaluiproses hidrolisis basa menggunakan basa kuatdan pekat sehingga diperoleh kitosan. Selamaproses pembentukan kitosan sangat

Gambar 3. Reaksi Pembentukan Kitosan dari Kitin (Taufan&Zulfahmi, 2010)

,- __ -,I I Deasetilasi

Chitin

adisi, dirnana gugus -OH- min masuk ke dalamgugus NHCOCH3 kemudian terjadi eliminasigugus CH3COO- sehingga dihasilkan suatuamida yaitu kitosan (Taufan&Zulfahmi, 2010).Secara sederhana reaksi pembentukan kitosandari kitin dapat dilihat pada Gambar 3.

Mekanisme Reaksi Pembentukan Kitosan dariKitin

Reaksi pembentukan kitosan dari kitinmerupakan reaksi hidrolisa suatu amida olehsuatau basa. Kitin bertindak sebagai amida danNaOH sebagai basanya. Mula-mula terjadi reaksi

41

Sebagai informasi tambabao menurutPrayitna, 2009 bahwa kitosan dalam bidangmakaoan dapat juga sebagai baban peningkatdaya awet bagi berbagai produk pangan sepertibakso, sosis, nuget, jus buahlsayur, tabu, ikanasin, mi basab, produk olahan ikan, buah­buahan, mayonise, dodol dan lain sebagainya,karena memiIiki aktifitas antimikroba danantioksidan. Penggunaan kitosan pada produkpangan dapat menghindarkan konsumen darikemungkinan terjangkitnya penyakit typhus.Sedaogkan kitosan pada bidang kesehatan jugadapat digunakan sebagai; pengbambatperbanyakao sel kanker lambung manusia danmeningkatkan daya taban tubuh.

Kitosan dapat mengikat lemak danmenghambat penyerapan lemak oleh tubuh danmengurangi LDtyang dikenal oleh masyarakatsebagai kolesterol jabat sebingga dapatmenurunkan kadar kolesterol darab secara efektifdan aman, tanpa efek samping. Kenapademikian? Karena Kitosao dapat menjerat lemak(fat absorber) dan mengeluarkannya bersarnakotoran, hal ini disebabkan kitosan sebagai serattidak dapat dicerna oleh tubuh, sehinggapenggunaao kitosan akan mengurangi resikoterkena kolesterol tinggi.

Kitosan juga dapat mengurangi bebankerja lever (hati) dan mengurangi tekanan kerjaorgan tubuh lain akibat adanya lemak yangberlebihan. Dapat juga membantu mengontroltingkat asam urat, sehiogga terhiodar daripenyakit encok dan batu ginjal, Kitosan dapatdigunakan untuk mempercepat penyembubanluka dan kerusakan tulang.

Kitosan dapatmenghindarkan konsumendari kernungkinan terjangkit penyakit typhus,karena kitosan dapat menghambat pertumbuhaoberbagai mikroba patogen penyebab penyakittyphus seperti Salmonella enterica, S. entericavar. Paratyphi-A dan S. enterica var. Paratypbi­B (prayitna, 2009). Kitosan pada bidangkosmetika dapat dimanfaatkan sebagaipelembab, aotioksidan, tabir surya pada produkkosmetik.

Kitin dan kitosan memiliki kegunaanyang sangat luas dalam kehidupan sehari-harimisalnya sebagai adsorben limbah logam beratdan zat warna, pengawet, anti jarnur, kosmetik,farmasi, flokulan, anti kanker, dan anti bakteri(Prashantb &Tbaranatban, 2007; Stephen. 1995;Lee, et 01., 1999; Liu, et 01" 2006). Selain itukitosan sendiri memiliki beberapa manfaat bagimanusia, seh ingga merupakan bahanperdagangan yangmemiliki nilai ekonomi yangtinggi. Manfaat kitosan an tara lain adalab: (I)dalam bidang pertanian, kitosan menawarkanalternatif alami dalam penggunaan baban kimiayang terkadang berbahaya bagi lingkungan danmanusia. Kitosan membuat mekanismepertabaoan pada tumbuhan (seperti vaksin bagimanusia), menstimulasi pertumbuhan danmerangsang enzim tertentu (sintesa fitoaleksinkitinase, pectinnase, glucanase dan lignin):Pengontrol organik baru ini menawarkanpendekatan sebagai alat biokontrol; (2) dalambidang pengolahan air, kitosan dapatdimanfaatkan sebagai baban baku pembuatan~emlran ultrafiltrasi; (3) dalam bidang makanan,kitosan sudab ban yak digunakan dalamkomposisi makanan di Jepang, Bropa danAmerika Serikat, sebagai peraogkap lemak yangmerupakan terobosan dalam bidang diet; dan(5) dalam bidang kesebatan, kitosan digunakanuntuk bakteriostatik, immunologi, anti tumor,cicatrizant, homeostatic dan anti koagulan, obatsalep untuk luka, ilmu pengobatan mala, ortopedidan penyembuban jahitan akibat pembedahan(Kusumawati,2009).

2008; Liu et 01., 2006; Rege et 01.,1999 do/amPurnawan et 01.,2008;Stephen, 1995;Tolaimateet 01.,2003). Beberapa perbedaan sifat danparameter antara kitin dan kitosan dapatdianalisis secara termal menggunakan ThermoGravimetric Analysis dan Differential ThermalAnalysis (TGA-DTA) (Pumawan et 01.,2008).

MANFAAT KITIN DAN KITOSAN BAGIMANUSIA

42

Stephen, A. M., 1995.FoodPolysaccharides andTheir Application, University of CapeTown, Rondebosch, Marcel Dekker, Inc,p.442-450.

Purnawan, C., N. A. Hidayat, I. Kartini, E.Suguharto, 2008. Kajiao Analisis TermalKitin-Kitosan Cangkaug UdangMenggunakan ThermogravimetricAnalysis Dan Differential ThermalAnalysis (TGA-DTA). Sains danTerapan Kimia, 2 (2 ): 44 - 52.

Sanjaya, I. & L.Yuanita, 2007. Adsorpsi Pb (Il)oleh Kitosan Hasil Isolasi KitinCangkaog Kepiting Bakau (Scylla sp.)Jumal Ilmu Dasar. 8 (1): 30-36.

Subardi, 1993.Khitin dan Khitosan. Pusat AntarUniversitas Pangan dan Gizi. Yogyakarta:UGM.

Kusumawati, N, 2009. Pemanfaatan LimbahKulit Udang Sebagai Bahan BakuPembuatan Membran Ultrafiltrasi. Inotek.13(2): 113-120.

Lee,S.,Cho, I.S., and Cho,G, 1999.Antimicrobialand Blood repellent Finishes for Cottonand Nonwoven Fabrics Based onKitosan and Fluoropolymers, Text. Res.J. 69 (2): 104- 112.

Liu, N., Chen, X.G, Park, HI., Liu,C.G,Liu, C.S.,Meng, X.H., and Yu,L.J., 2006. Effect ofMW and Concentration of Kitosan onAntibacterial Activity ofEscherichia Coli,Carbobydr. Polym. 64: 60 - 65.

Prayitna, G 2009. Apa-itu-kitosan-dan-apa­manfaatnya. http://gunawanpravitna.wordpress.coml20091l21l81 apa-itu­kitosan-dan-apa-manfaatnval (diakses21Nov, 2013)

DAFfAR PUSfAKA

Banyaknya limbah padat hasil perikananseperti pembuangan kepaLa udang dancangkang kepiting yang dahulu belumtermanfaatkan, kini telah dapat dimanfaatkandengan baik. Pengolahan kitin dan kitosankegunaannya sangat luas dalam keperluansehari hari. Kitin dan kitosan diolah sebagaibahanpengawet atau anti jamur di bidang kuliner(makanan), di bidang kosmetik, farmasi, bidangkesehatan sebagai anti kanker, anti bakteri danbidang pertanian.

Kitin dan kitosan merupakan polimeralamiah yang sangat melimpah keberadaannyadi alam dan merupakan senyawa golongankarbohidrat yang dapat dihasilkan dari limbahhasillaut, kbususnya golongan udang, kepiting,ketam, dan kerang. Kitin diperoleh denganmelalui proses deproteinasi dan demineralisasi.Kitosan merupakan produk dari prosesdeasetilasi kitin, yang memiliki sifat unik, karenapolimer ini memiliki gugus aminyang bermuatanpositif, sedangkan polisakarida lain umumnyabersifat netral atau bermuatan negatif. Olehkarena itu, kitosan dapat digunakan sebagaisumber material alami, sebab kitosan sebagaipolimer alami mempunyai karakteristik yangbaik, seperti dapat terbiodegradasi, tak beracundan dapat mengadsorpsi.

PENUIUP

Kea manan Penggunaan Produk KitosanKitosan telah mendapatkan persetujuan

dari BPOM No. HK.00.05.52.6581 untukdigunakan dalam produk pangan. Di Amerikakitosan telah mendapat pengesahan sebagaiproduk GRAS (Generally Recognised As Safe)oleh FDA. Selain aman kitosan yang diproduksioleh PT. Araminta Sidhakarya juga telahmendapatkan sertifi.kat halal dari LPPOM-MUINo. 00170043490307 (sebagai pengawet) dan00170043510307 (sebagai pelapis).

43

of Kitin and Kitosans with ControlledPhysico-Chemical Properties, Polimer,Science Direct, Elsevier; 44: 7939 - 7952.

Prashanth, K.V.H., and Tharanathan, RN., 2007,Kitin/Kitosan Modifications and TheirUnlimited Application Potentia I-AnOverview, FoodSci. Tech. 18:117-131.Tolaimate, A., Desbrieres, 1.,Rhazi, M., Alagui,

A., 2003, Contribution to the Preparation

Taufan, M. R S.&Zulfahmi, 2010. PemanfaatanLimbah Kulit Udang sebagai BahanAnti Rayap (Bio-termitisida) padaBangunan Berbahan Kayu, Skripsi.Universitas Diponegoro, Semarang, 44hal.