Preparasi Kitin
Download as DOCX, PDF0 likes1,266 views
Penelitian ini bertujuan untuk mempersiapkan kitosan dengan derajat deasetilasi tinggi serta mengidentifikasi sifat kimia dan fisikanya. Metode yang digunakan meliputi isolasi kitin dari kulit udang, persiapan kitosan melalui deasetilasi bertahap, dan analisis gugus fungsional menggunakan spektroskopi IR. Hasil menunjukkan bahwa derajat deasetilasi meningkat seiring dengan proses bertahap dan berat molekul kitosan yang relatif serupa.
Preparasi Kitin
- 1. Chitosan Preparation With Multistage Deacetylation of Chitin and Investitigation of Its Psychochemical Properties PENDAHULUAN A. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah membuat kitosan dengan derajat deasetilasi yang tinggi. Selain itu juga dilakukan identifikasi sifat-sifat kimia dan fisika dari kitosan yang dihasilkan. B. Metode Penelitian 1. Bahan Udang putih (Litophenaeus wannamei) dari Lampung NaOH (Merck) HCl (Merck) NaHOCl (Brataco lab.) Akuades KBr CH3COOH (Merck) NaCl (Merck) Aseton teknis (Asia Lab.) 2. Alat Blender (Philip) Ayakan ukuran 100 mesh (Retsch) Serangkaian alat refluks Timbangan analitik (Mettler AE 160) Cawan porselin Spektrofotometer inframerah (Simadze FTIR-8201 PC) Stopwatch Viskometer (Schott) Oven (Fischer Scientific 1
- 2. 3. Prosedur Kerja Isolasi kitin dari serbuk kulit udang Kulit udang Blender, ayak Serbuk kulit udang ≤ 100mesh NaOH 4% (1:10 b/v) Deproteinasi Refluks 1 jam 80°C Saring, cuci dengan akuades Serbuk hasil deproteinasi +HCl 1M (1:15 b/v), Demineralisasi pada suhu kamar selama 3 jam Saring, cuci dengan akuades Serbuk hasil demineralisasi +NaHOCl 4% (1:10 depigmentasi b/v), pada suhu kamar selama 1 jam Saring, cuci dengan akuades Serbuk hasil depigmentasi 2
- 3. Preparasi kitosan Kitin hasil isolasi NaOH 60% (1:15 b/v) Refluks, T=120°C 1x3 jam (A) 2x1.5 jam (B) 3x1 jam (C) Disaring, disusi hingga netral Analisis gugus fungsional dan penentuan derajat deasetilasi kitin dan kitosan Pendekatan yang digunakan untuk analisis gugus fungsional adalah spektroskopi IR. Serbuk kitin dianalisis dalam bentuk pelet dengan KBr (1:100 b/b). Pelet tersebut dianalisis dalam rentang 1000-400 cm-1. Adapun untuk menentukan derajat deasetilasi kitin dan kitosan ditentukan berdasarkan persamaan Baxter yang disusul oleh Khan et al. Absorpsi pada gugus amida dan gugus hidroksil yang digunakan sebagai dasar perhitungan derajat deasetilasi direpresentasikan dengan persamaan matematika Sabis dan Block yang diusulkan oleh Khan et al. 3
- 4. Penentuan berat molekul kitosan Berat molekul kitosan ditentukan dengan metode viskometri. Kitosan A dilarutkan dalam larutan 0,1M CH3COOH dan 0,2M NaCl sehingga diperoleh larutan kitosan A dengan konsentrasi bervariasi yaitu 0; 0,025; 0,050; 0,075; 0.100; 0,150; dab 0,200%. Masing-masing larutan kitosan A dimasukkan ke dalam viskometer dan diukur laju alirnya. Data laju alir diolah untuk menentukan viskositas intrinsik ( berdasarkan persamaan Huggins Kitosan B dan C pada konsentrasi 0,15% ditentukan laju alirnya untuk dikonversi menjadi viskositas intrinsik [ menggunakan persamaan Huggins dengan harga konstanta Huggins k’ yang telah diperoleh dari kitosan A. Viskositas intrinsik yang diperoleh digunakan untuk menentukan berat molekul masing-masing kitosan tersebut berdasarkan persamaan Mark-Houwink : , dengMark-Houwink K dan ini masing-masing dan 0,93 C. Hasil Penelitian Gugus fungsional Kitin dan Kitosan 4
- 5. ) Gugus fungsional 3441,0 Vibrasi ulur –OH 2924,1 Vibrasi ulur -CH2- simetri 1651,1 Vibrasi ulur -C=O 1157,3 Vibrasi ulur -C-O 3271,3 Vibrasi tekuk N-H mengindikasikan 3109,2 adanya N-asetil terkonjugasi 1627,9 1558,5 Vibrasi ulur –NH dan vibrasi tekuk –CN 1311,6 dari gugus N-asetil 1028,1 Vibrasi ulur simetris C-O-C 1072,4 Vibrasi ulur asimetris cincin glukosamin Penurunan pita pada 2924,1 cm-1 yang mengindikasikan berkurangnya sebagian senyawa pengotor ang mengandung gugus metilen akibat perlakuan depigmentasi. Senyawa yang lepas tersebut kemungkinan merupakan senyawa karotenoid yang memebrikan warna seperti asthaxantin. Hal ini didukung dengan terjadinya perubahan warna kitin menjadi lebih putih secara signifikan. (gambar 2). Spektra IR kitosan (gambar 3) menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan pita serapan yang signifikan pada ketiga jenis kitosan A,B, dan C. Hal ini menunjukkan bahwa regenerasi larutan NaOH pada proses 5
- 6. deasetilasi tidak mempengaruhhi gugus fungsional kitosan yang dihasilkan. Spektra IR kitosan jika dibandingkan dengan spektra IR kitin depigmentasi (gambar 4) teramati adanya beberapa perbedaan, yaitu: hilangnya pita serapan pada 3263 cm-1, 3109,2 cm-1, 1558,6 cm-1 dan 1627,9 cm-1 serta hilangnya serapan pada 1311,6 cm-1 mengindikasikan hilangnya gugus asetil dan munculnya pita serapanpada 1597,1 cm-1 yang merupakan akibat adanya vibrasi tekuk N-H dan R-NH2 yang mengindikasikan meningkatnya derajat deasetilasi. 6
- 7. Derajat Deasetilasi dan Berat Molekul Kitin dan Kitosan Sampel DD (%) MW (Da) Kitin tanpa 40,17 - depigmentasi Kitin depigmentasi 40,36 - Kitosan A 76,48 365,154 Kitosan B 79,60 318,738 Kitosan C 84,16 340,078 Seperti yag terlihat pada tabel, derajat deasetilasi kitosan A<kitosan B<kitosan C. Hal ini menunjukkan bahwa regenerasi NaOH sgnifikan meningkatkan efektivitas proses deasetilasi. Berdasarkan data tabel 1, harga berat molekul kitosa A, kitosan B dan kitosan C yang diperoleh relatif hampir sama. 7
- 8. PEMBAHASAN Kitinadalahsenyawapolisakaridaterbesarkedua di bumisetelahselulosadanmenjadibahanutamapembentukcangkanghewans epertikulitudang, kepiting, rajungan, kalajengking, cumi-cumi, serangga, laba-laba, ulatsutera, dangurita. Kitinmerupakanpolimer yang layakmenjadi material fungsionalsebabmemilikikeunggulandalamhalbiokompabilitas, biodegradabilitas, nontoksikdansifatadsorpsinya. Akan tetapi, biofungsionalkitindibatasioleh proses kelarutannya. Keterbatasankelarutaninidapatdiatasidenganmengkonversinyamenjadiki tosandanturunannyasehinggapotensiaplikasi biomaterial inimenjaditerbukalebar. KarakteristikKitosan yang digunakansebagaiparameter aplikasiadalahderajatdeasetilasidanberatmolekulnya. Keduanyasangatditentukanoleh proses kitosantersebut. Kitosandenganderajatdeasetilasi yang bervariasitetapiberatmolekulrelatifsamadibuatdenganmeminimalisaside gradasirantaipolimerpadasaat N- deasetilasidenganmemberiperlakuanmengunakan nitrogen, penambahan EDTA atau NaBH4. A. JenisPolimer a. Kitinadalahpolisakaridastruktural yang digunakanuntukmenyusuneksoskeletondariartropoda (serangga, laba- laba, krustase, danhewan-hewan lain sejenis). Kitintergolonghomopolisakarida linear yang tersusunatasresiduN- asetilglukosaminpadarantai beta danmemiliki monomer berupamolekulglukosadengancabang yang mengandungnitrogen.Kitinmempunyainama lain ß-1(1-4)-2- asetamida-2-dioksi-D-glukosa(N-asetil-D-Glukosamin). 8
- 9. Rumusmolekulnya (C8H13NO5)n.Gambarstrukturkitinadalahsebagaiberikut : Gambar 1.Strukturkitin Jenis : berdasarkanstrukturnya : homopolimer berdasarkanjenismonomernya: polimeralam b. Kitosan (bahasaInggris: Chitosan), pertama kali ditemukanolehRougetpada 1859, adalah 9 iopolymerpolisakaridapentingdansangatmelimpah. Kitosanmerupakansuatusenyawapoli (N-amino-2 deoksi β- Dglukopiranosa) yang banyakterdapat di alam. Polimerkitosandapatterbentukdariberbagaitingkatdeasetilasi.Kitosans ecaraalamiditemukanpaadadindingsel fungi kelasZygomycetesdanpadakutikulaserangga.Informasimengenaipera nbiologiskitosandidapatdaripenelitianmenggunakan model khamirSaccharomyces cerevisiae. Kitosandenganrumusmolekul (C6H11NO2)nadalahhasilhidrolisiskimiawimaupunenzimatikdarisenya waKitin. Kitosanmerupakankitin yang telahdihilangkangugusasetilnyamelalui proses deasetilasi. Namalainnyaadalah 2-amino-2-deoksi-D- glukosa.Gambarstrukturkitosanditunjukkanolehgambarberikut : 9
- 10. Gambar 2.Strukturkitosan Jenis : berdasarkanjenismonomernya :homopolimer berdasarkanasalnya : polimermodifikasi B. Zataditifpadapolimerdanfungsinya Preparasikitosandilakukandalambeberapatahapdenganmenggunakanbebe rapabahankimia, tahap-tahapnyaadalahsebagaiberikut : 1. Demineralisasi Mineral dalamkulitudangdapatmencapai 40-50% beratbahankeringnya.Mineral initerutamaberupa CaCO3 yang berikatansecarafisikdengankitin.Kalsiumkarbonatdapatdihilangkande nganperlakuandalamasamkloridaencerpadasuhukamar.Persamaanrea ksinyaadalahsebagaiberikut : CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2 (s) + H2O (l) + CO2(g) Ca3(PO4)2(s) + 4 HCl(l) 2 CaCl2 (s) + Ca(H2PO4)2 (l) 2. Deproteinasi Padaprinsipnyadeproteinasiadalahmemisahkanantara protein dankitin.UmumnyadilakukandenganmenggunakanlarutanNaOH 2- 3% suhu 63-650C dalamwaktu 1-2 jam. 3. Deasetilasi Deasetilasimerupakan proses pengubahangugusasetilpadakitinmenjadigugusaminadenganpenamba hanNaOHpekat, ataularutanbasakuatberkonsentrasitinggi. Mekanismereaksinya : 10
- 12. PENUTUP A. Kesimpulan a. Derajat deasetilasi kitosan A (deasetilasi 1x3 jam)<derajat deasetilasi kitosan B(deasetilasi 2x1,5 jam)<derajat deasetilasi kitosan C (3x1 jam) b. Berat molekul kitosan A, kitosan B dan kitosan Crelatif tidak berbeda. c. Deasetilasi bertahap efektif meningkatkan derajat deasetilasi kitosan yang diperoleh dibandingkan deasetilasi kitin secara kontinyu dengan total waktu yang sama. B. RekomendasiKelanjutan Preparasikitosansecarabertahaptelahdilakukan.Selanjutnyadapatdilak ukanpenelitianuntukmempelajaripengaruh proses deasetilasikitinsecarabertahapterhadapderajatdeasetilasidanmassamolek ulkitosan. Kitosandikarakterisasiuntukmengetahuigugusfungsidanderajatdeasetilas isecaraspektroskopiFourierTransform Infrared (FTIR) danNuclear Magnetic Resonance (NMR 1H), massamolekuldengankromatografipermeasi gel (GPC). C. Komentar Penelitianmengenaipreparasikitosanmelaluidestilasikitinsecarabertah apinimasihterbilangcukupsederhanadandapatditindaklanjutiuntukmelak ukanpenelitianlebihlanjutmengenaisenyawakitindankitosan.Penelitian yang 12
- 13. lebihlanjutdapatmengungkapmanfaatdanfungsidarikitosanbagikehidupa nmanusia. Sebagaipolimeralam yang tersediadalamjumlahmelimpah di alamsudahseyogyanyakitinmendapatkanperhatianlebihuntukditingkatka naplikasinyadalamkehidupan. DAFTAR PUSTAKA Junaidi, Ahmad Budi dkk.(2009). PreparasiKitosanMelaluiDeasetilasiKitinSecaraBertahapdanSifatFisiko kimianya.Indo.J.Chem, 9, 369-372 13