chitosan

1.1 Pengertian Chitosan

Selama ini limbah kulit udang hanya dimanfaatkan untuk pakan ternak atau untuk industri makanan seperti pembuatan kerupuk udang. Limbah kulit udang dapat diolah untuk pembuatan chitin yang dapat diproses lebih lanjut menghasilkan chitosan yang memiliki banyak manfaat dalam bidang industri, antara lain adalah sebagai pengawet makanan yang tidak berbahaya (non toksid) pengganti formalin. Chitosan adalah bahan alami yang direkomendasikan untuk digunakan sebagai pengawet makanan karena tidak beracun dan aman bagi kesehatan.

Secara umum, cangkang kulit udang mengandung protein 34,9 %, mineral CaCO3 27,6 %, chitin 18,1 %, dan komponen lain seperti zat terlarut, lemak dan protein tercerna sebesar 19,4 % (Suhardi, 1992). Chitin  merupakan polisakarida yang bersifat non toxic (tidak beracun) dan biodegradable sehingga chitin banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Lebih lanjut chitin dapat mengalami proses deasetilasi menghasilkan chitosan.

Formalin merupakan bahan kimia  beracun  yang  selama ini banyak digunakan sebagai pengawet pada bahan makanan. Diperlukan suatu pengawet alami yang tidak beracun, tidak berbahaya bagi kesehatan, dan mudah terurai (biodegradable).

1.2 Pekembangan Chitosan di Indonesia

Indonesia merupakan negara maritim dengan dua per tiga wilayahnya terdiri dari perairan. Dengan luas seperti itu, Indonesia sebagai negara maritim sangat berpotensi menghasilkan devisa. Salah satu devisa terbesar negara ini adalah udang dan hingga saat ini devisa terbesar di Indonesia adalah udang. Udang memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Sebagai salah satu contohnya adalah chitosan.

Tujuan yang ingin dicapai dengan adanya penerapan  teknologi  pembuatan chitosan di indonesia adalah melakukan penelitian optimasi   proses deproteinasi  dan demineralisasi untuk memperoleh produk intermediate kitin yang murni, sehingga dihasilkan produk chitosan dengan kuantitas dan  kualitas produk yang memenuhi standart internasional, menyusun prosedur / langkah baku untuk operasi / proses.

Penelitian di indonesia diharapkan dapat membantu pemerintah dalam memberikan alternatif penyelesaian yang riil bagi pemanfaatan kulit / limbah pembuatan udang menjadi produk chitosan, mendorong tumbuhnya industri kecil menengah berbasis pada ekonomi kerakyatan, meningkatkan lapangan kerja bagi masyarakat pesisir di Jawa Tengah, meningkatkan kemitraan yang sinergis antara perguruan tinggi, pemerintah daerah dan masyarakat  di Jawa Tengah

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum pembuatan Chitosan diperoleh pada konsentrasi NaOH 4%,  suhu 700C, dan waktu 100 menit (proses deproteinasi), dan konsentrasi 3,5 N, suhu kamar, dan waktu 30 menit (proses demineralisasi). Hasil larutan chitosan yang diperoleh bagus untuk digunakan pada pengawetan bakso, mie, dan tahu (tahan 3 hari), sedangkan untuk pengawetan ikan kurang baik (tahan 8-9 jam).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Udang merupakan komoditi ekspor yang menarik minat banyak pihak untuk mengolahnya. Adapun hal yang mendorong pembudidayaan udang antara lain harga yang cukup tinggi dan peluang pasar yang cukup baik, terutama diluar negeri. Udang di Indonesia diekspor dalam bentuk bekuan dan telah mengalami proses pemisahan kepala dan kulit.

Proses pemisahan ini akan menimbulkan dampak yang tidak diinginkan yaitu berupa limbah padat yang lama-kelamaan jumlahnya akan semakin besar sehingga akan mengakibatkan pencemaran lingkungan berupa bau yang tidak sedap dan merusak estetika lingkungan. Pada perkembangan lebih lanjut kulit dan kepala udang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan kitin dan kitosan (chitosan).

Kata ”kitin” berasal dari bahasa Yunani, yaitu ”chiton”, yang berarti baju rantai besi. Kata ini menggambarkan fungsi dari material kitin sebagai jaket pelindung pada invertebrata. Kitin pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan ”fugine”. Pada tahun 1823, Odier mengisolasi suatu zat dari kutikula serangga jenis elytra dan mengusulkan nama ”Chitin”. Pada umumnya kitin dialam tidak berada dalam keadaan bebas, akan tetapi berikatan dengan protein, mineral, dan berbagai macam pigmen.

Walaupun kitin tersebar di alam, tetapi sumber utama yang digunakan untuk pengembangan lebih lanjut adalah jenis udang-udangan (Crustaceae) yang dipanen secara komersial. Limbah udang sebenarnya bukan merupakan sumber yang kaya akan kitin, namun limbah ini mudah didapat dan tersedia dalam jumlah besar sebagai limbah hasil dari pembuatan udang.

Kitin adalah biopolimer polisakarida dengan rantai lurus, tersusun dari 2000-3000 monomer (2-asetamida-2-deoksi-D-glukosa) yang terangkai dengan ikatan 1,4-b-gliksida. Kitin memiliki rumus molekul [C8H13NO5]n dengan berat molekul 1,2×10-6 Dalton ini tersedia berlebihan di alam dan banyak ditemukan pada hewan tingkat rendah, jamur, insekta dan golongan Crustaceae seperti udang, kepiting dan kerang. Kitin berbentuk serpihan dengan warna putih kekuningan, memiliki sifat tidak beracun dan mudah terurai secara hayati (biodegradable).

Gambar 2.1 Struktur Kitin

Sebagai material pendukung Crustaceae, kitin terdapat sebagai mukopolisakarida yang berdisosiasi dengan CaCO3 dan berikatan secara kovalen dengan protein. Pemisahan CaCO3 dari protein lebih mudah dilakukan karena garam anorganik ini terikat secara fisik. Menurut Knorr (1984), HCl dengan konsentrasi lebih dari 10 % dapat secara efektif melarutkan mineral Ca dan menghasilkan CaCl2.

Chitosan adalah produk deasetilasi kitin yang merupakan polimer rantai panjang glukosamin (2-amino-2-deoksi-D-Glukosa), memiliki rumus molekul [C6H11NO4]n dengan bobot molekul 2,5×10-5 Dalton. Chitosan berbentuk serpihan putih kekuningan, tidak berbau dan tidak berasa. Kadar chitin dalam berat udang, berkisar antara 60-70 persen dan bila diproses menjadi chitosan menghasilkan yield 15-20 persen.

Chitosan, mempunyai bentuk mirip dengan selulosa, dan bedanya terletak pada gugus rantai C-2. Proses utama dalam pembuatan chitosan, katanya, meliputi penghilangan protein dan kendungan mineral melalui proses kimiawi yang disebut deproteinasi dan demineralisasi yang masing-masing dilakukan dengan menggunakan larutan basa dan asam. Selanjutnya, chitosan diperoleh melalui proses deasetilasi dengan cara memanaskan dalam larutan basa. Karakteristik fisiko-kimia chitosan berwarna putih dan berbentuk kristal, dapat larut dalam larutan asam organik, tetapi tidak larut dalam pelarut organik lainnya. Pelarut chitosan yang baik adalah asam asetat.

Gambar 2.2 Struktur Chitosan

Adanya gugus fungsi hidroksil primer dan sekunder mengakibatkan chitosan mempunyai kereaktifan kimia yang tinggi. Gugus fungsi yang terdapat pada chitosan memungkinkan juga untuk modifikasi kimia yang beraneka ragam termasuk reaksi-reaksi dengan zat perantara ikatan silang, kelebihan ini dapat memungkinkannya chitosan digunakan sebagai bahan campuran bioplastik, yaitu plastik yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan.

Jika sebagian besar gugus asetil pada kitin disubsitusikan oleh hidrogen menjadi gugus amino dengan penambahan basa konsentrasi tinggi, maka hasilnya dinamakan chitosan atau kitin terdeasetilasi. Chitosan sendiri bukan merupakan senyawa tunggal, tetapi merupakan kelompok yang terdeasetilasi sebagian dengan derajat deasetilasi beragam. Kitin adalah N-asetil glukosamin yang terdeasetilasi sedikit, sedangkan chitosan adalah kitin yang terdeasetilasi sebanyak mungkin, tetapi tidak cukup untuk dinamakan poliglukosamin. Chitosan relatif lebih banyak digunakan pada berbagai bidang industri kesehatan dan terapan karena chitosan dapat dengan mudah berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein.

Chitosan dapat diperoleh dengan mengkonversi kitin, sedangkan kitin sendiri dapat diperoleh dari kulit udang. Produksi kitin biasanya dilakukan dalam tiga tahap yaitu: tahap demineralisasi, penghilangan mineral; tahap deproteinasi, penghilangan protein; dan tahap depigmentasi, pemutihan. Sedangkan chitosan diperoleh dengan deasetilasi kitin yang didapat dengan larutan basa konsentrasi tinggi. Purwatiningsih (1992) melaporkan bahwa NaOH 50% dapat digunakan untuk deasetilasi kitin dari limbah kulit udang.

Deproteinasi menggunakan natriun hidroksida lebih sering digunakan, karena lebih mudah dan efektif. Pada pemisahan protein menggunakan natrium hidroksida, protein diekstraksi sebagai natrium proteinat yang larut.

Secara umum larutan NaOH 3-4% dengan suhu 63-65oC selama waktu ekstraksi 3-4 jam dapat mengurangi kadar protein dalam kulit udang secara efektif. Sekalipun demikian proses deproteinasi umum yang optimum tidak ada untuk setiap jenis Crustaceae.

Mineral kalsium karbonat pada kulit udang lebih mudah dipisahkan dibandingkan protein, karena garam anorganik ini hanya terikat secara fisika. Menurut Knorr (1984) asam klorida dengan konsentrasi lebih dari 10% dapat secara efektif melarutkan kalsium sebagai kalsium klorida. Proses demineralisasi dengan menggunakan asam klorida sampai CO2 yang terbentuk hilang kemudian didiamkan 24 jam pada suhu kamar.

Dalam beberapa metode, proses depigmentasi sesungguhnya telah berlangsung saat pencucian residu sesuai proses deproteinasi atau demineralisasi yang dilakukan. Menurut Purwatiningsih (1992) aseton dapat mereduksi astaksantin dari kitin limbah udang windu (Penaeus monodon).

Pembuatan chitosan dilakukan dengan cara penghilangan gugus asetil      (-COCH3) pada gugusan asetil amino kitin menjadi gugus amino bebas chitosan dengan menggunakan larutan basa. Kitin mempunyai struktur kristal yang panjang dengan ikatan kuat antara ion nitrogen dan gugus karboksil, sehingga pada proses deasetilasi digunakan larutan natrium hidroksida konsentrasi 40-50% dan suhu yang tinggi (100-150oC) untuk mendapatkan chitosan dari kitin.

Dalam uji-riset yang dilakukan, chitosan pada berbagai konsentrasi dilarutkan dalam asam asetat, kemudian ikan asin yang akan diawetkan dicelupkan beberapa saat dan ditiriskan.

Beberapa indikator parameter daya awet hasil pengujian antara lain pertama, pada ekeefktifan dalam mengurangi jumlah lalat yang hinggap, dimana pada konsentrasi chitosan 1,5 persen, dapat mengurangi jumlah lalat secara signifikan. Kedua, pada keunggulan dalam uji muu hedonik penampakan dan rasa, dimana hasil riset menunjukkan penampakan ikan asin dengan coating chitosan lebih baik bila dibandingkan dengan ikan asin kontrol (tanpa formalin dan chitosan) dan ikan asin dengan formalin.

Sedangkan indikator terakhir, yakni pada kadar air, di mana perlakuan dengan pelapisan chitosan sampai delapan minggu menunjukkan kemampuan chitosan dalam mengikat air, karena sifat hidrofobik, sehingga dengan sifat ini akan menjadi daya tarik para pengolah ikan asin dalam aspek ekonomis. Ia juga menjelaskan bahwa para pengolah ikan asin tertarik dengan perlakuan formalin karena dengan penambahan bahan ini, maka susut berat dalam pengeringan hanya kecil yakni sekitar 20 persen, sedangkan dengan penggaraman biasa susut berat setelah pengeringan cukup besar, yaitu 40-50 persen, sehingga hal itulah yang tidak menjadi daya tarik oleh para pengolah ikan.

BAB III

PROSES PEMBUATAN CHITOSAN

Chitosan berasal dari limbah udang atau cangkang udang yang biasanya digunakan sebagai pakan ternak.  Dahulu bahkan hingga saat ini masih ada yang memanfaatkan limbah udang ini menjadi pakan ternak. Karena limbah ini jika dibuang begitu saja dapat menimbulkan bau yang amat sangat tidak enak. Oleh karena itu, biasanya limbah udang diolah menjadi pakan.

Chitosan merupakan turunan dari chitin yang dideasetilasi dapat larut dalam larutan asam seperti asam asetat atau asam format. Isolasi secara tradisional chitin dari limbah udang melewati tiga tahapan yaitu demineralisasi, deproteinase dan dekolorisasi. Tiga tahapan tersebut merupakan standard prosedur oada pembuatan chitosan. Aplikasi chitosansudah dilakukan di berbagai bidang, mulai dari manajemen limbah, pembuatan makanan, obat-obatan dan bioteknologi. Dan chitosan juga dapat diaplikasikan pada industri farmasi dan kosmetika karena sifat biodegradabilitas dan biocompabilitas serta kemampuan toksik atau racun rendah

Proses pembuatan chitosan biasanya melalui beberapa tahapan yakni pengeringan bahan baku mentah chitosan (ranjungan), pengilingan, penyaringan, deproteinasi, pencucian dan penyaringan, deminarisasi (penghilangan mineral Ca), pencucian, deasilitilisasi, pengeringan dan akhirnya terbentuklah produk akhir berupa chitosan.

Pada tahap persiapan, limbah kulit udang dicuci dengan air lalu dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 65oC selama 4 jam. Setelah kering, kulit udang dihancurkan di dalam grinder dan diayak untuk mendapatkan bubuk dengan ukuran mesh 50. Kulit udang yang ukurannya melebihi mesh 50 akan dimasukkan kembali ke dalam grinder.

Tahap Demineralisasi. Serbuk hasil gilingan kulit udang bersih yang diperoleh diperlakukan dengan HCl 1 N; 1: 5 (w/v), lalu diaduk selama 3-4 jam pada suhu 65oC untuk menghilangkan mineral-mineral. Kemudian dilakukan penyaringan dan pencucian sampai netral lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 65oC.

Tahapan Deproteinasi. Selanjutnya dilakukan deproteinasi dengan 3,5 % NaOH; 1 : 10 (w/v) selama 4 – 5 jam pada suhu 65oC sambil diaduk. Lalu disaring dan dicuci dengan air sampai netral.

Tahapan Depigmentasi. Residu yang diperoleh diekstraksi dengan menggunakan aseton untuk  menghilangkan zat warna (pigmen). Kemudian dicuci kembali dengan air sampai netral. Residu yang berupa kitin dikeringkan dalam oven pada suhu 65-70oC.

Tahapan Deasetilasi. Kitin yang diperoleh dari hasil isolasi tersebut direfluks (deasetilasi) dengan 50 % NaOH; 1 : 10 (w/v) sambil diaduk pada suhu 100oC selama 4 jam. Lalu didinginkan dan dicuci dengan air sampai netral. Residu adalah kitin yang terdeasetilasi sebagian atau seluruhnya. Lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 65-70oC.

Gambar 3.1 Blok Diagram Proses Produksi Kitosan

BAB IV

KESIMPULAN

Dengan memperhatikan proses pembuatan dari chitosan maka dapat disimpulkan beberapa hal tentang bioetanol sebagai berikut :

1. Chitosan adalah bahan alami yang direkomendasikan untuk digunakan sebagai pengawet makanan karena tidak beracun dan aman bagi kesehatan. Chitosan berasal dari limbah udang atau cangkang udang yang biasanya digunakan sebagai pakan ternak.

2. Proses pembuatan chitosan biasanya melalui beberapa tahapan yakni pengeringan bahan baku mentah chitosan (ranjungan), pengilingan, penyaringan, deproteinasi, pencucian dan penyaringan, deminarisasi (penghilangan mineral Ca), pencucian, deasilitilisasi, pengeringan dan akhirnya terbentuklah produk akhir berupa chitosan.

3. Penelitian di indonesia diharapkan dapat membantu pemerintah dalam memberikan alternatif penyelesaian yang riil bagi pemanfaatan kulit / limbah pembuatan udang menjadi produk chitosan, mendorong tumbuhnya industri kecil menengah berbasis pada ekonomi kerakyatan, meningkatkan lapangan kerja bagi masyarakat pesisir di Jawa Tengah, meningkatkan kemitraan yang sinergis antara perguruan tinggi, pemerintah daerah dan masyarakat  di Jawa Tengah

4 Comments »

  1. raya_simpLy Said:

    Let`s get thE neW soMethin9…
    For neXt bettEr LifE……..n_n

  2. annisa nisrina dyah palupi Said:

    bagaimana cara penggunaan chitosan yang bnar?

  3. aggagita Said:

    tampilkan juga don Blok Diagram Proses Produksi Kitosan


{ RSS feed for comments on this post} · { TrackBack URI }

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: