HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Hasil Karakterisasi Kitin dan Kitosan
Karakterisasi kitin hasil isolasi cangkang rajungan meliputi uji kelarutan dan analisis gugus amida dengan spektrofotometer FT-IR untuk menentukan derajat deasetilasi kitin. Karakterisasi kitosan meliputi uji kelarutan dengan asam asetat 2%, penentuan berat molekul dan analisa gugus fungsi amina untuk menentukan derajat deasetilasi kitosan.
Uji kelarutan dalam asam asetat 2% merupakan uji paling sederhana untuk menentukan terbentuknya kitosan. Kitosan larut dalam asam asetat 2% sedangkan kitin tidak larut (Khor, 2001). Setelah tahap deasetilasi, kitosan yang terbentuk
dilarutkan dengan asam asetat 2% dengan perbandingan 1:100 (Kyoon et al.,
2000) dan hasilnya menunjukkan kitosan dapat larut secara sempurna. Kelarutan kitosan ini disebabkan kitosan mempunyai gugus amina yang dapat membentuk
Gambar 4.2 Kelarutan kitin (a) dan kitosan (b) dalam asam asetat 2% Pengukuran derajat deasetilasi kitin dan kitosan ditentukan menggunakan
Gambar 4.3 Spektrum FT-IR kitin
Perbandingan spektrum FT-IR dari kitin ditunjukkan pada Tabel 4.1 (b)
(a)
FT-IR yang mempunyai sensitifitas daerah serapan 4000 – 300 cm-1. Preparasi
kitin dan kitosan dilakukan dengan pembentukan pellet dengan KBr 1:10 (b/v).
KBr digunakan karena tempat cuplikan sampel harus tembus sinar infra red.
Dari analisis spektrum diatas, pita yang menunjukkan gugus – gugus
Gugus fungsi kitin Bilangan gelombang (cm
-1)
Referensi Penelitian
O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3448,72
C=O ulur 1950-1600 (Mistry, 2009) 1627,92
N-H sekunder 1570-1515 (Mistry, 2009) 1550,77
C-N 1400-1000 (Mistry, 2009) 1072,42
C-O ulur 1300-1000 (Mistry, 2009) 1026,13
Tabel 4.2 Analisis gugus fungsi kitosan
Gugus fungsi kitosan Bilangan gelombang (cm-1)
Referensi Penelitian
O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3448,72
N-H (primer) 1650-1620 (Mistry, 2009) 1658,78
Terbentuknya kitin dari rajungan ditandai dengan munculnya pita serapan Gambar 4.4 Spektrum FT-IR kitosan
3448,72 cm-1, pita serapan gugus (C=O) dengan vibrasi ulur pada bilangan
gelombang 1627,92 cm-1, pita serapan gugus (N-H) sekunder pada bilangan pada
1550,77 cm-1, pita serapan (C-N) pada bilangan gelombang 1072,42 cm-1, dan
gugus (C-O) dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang 1026,13 cm-1.
Terbentuknya kitosan hasil sintesis dari cangkang rajungan ditunjukkan adanya pita serapan gugus fungsi (-OH) suatu polimer dengan vibrasi ulur pada
bilangan gelombang 3448,72 cm-1 , dan gugus (N-H) primer ditandai pita serapan
pada pada bilangan gelombang 1658,78 cm-1 yang tidak dimiliki kitin (Pretsch,
2006).
Hasil FTIR dapat digunakan untuk menentukan derajat deasetilasi dengan
metode baseline (Khan, 2002) yaitu spektrum gugus amida sekitar 1655 cm-1 dan
gugus hidroksil sekitar 3450 cm-1. (Khan et al., 2002). Dari hasil perhitungan
diperoleh derajat desetilasi kitin sebesar 43,54% dan kitosan sebesar 84,42%. Hal ini menunjukkan bahwa kitosan hasil deasetilasi mendekati literatur, yaitu DD
kitosan ≥70% (Khor, 2001).
Penentuan berat molekul rata-rata kitosan dilakukan dengan viskometer Oswald. Kemudian dibuat variasi konsentrasi larutan kitosan dalam pelarutnya yaitu asam asetat 2% dan diukur waktu alirnya sehingga diperoleh hubungan antara konsentrasi dan viskositas reduksi. Dari nilai intersep dapat dihitung berat
molekul rata – rata kitosan dengan menggunakan persamaan Mark Houwik –
Sakurada dan diperoleh berat molekul rata-rata 553.495,22 g/mol. Hal ini sesuai
(b)
Selulosa diasetat dibuat dari batang pisang kepok. Preparasi sampel serat batang pisang kepok dilakukan dengan mencuci batang pisang kepok untuk membersihkan serat dari kotoran yang menempel dan pemotongan dengan ukuran ± 2 cm dan dikeringkan di bawah sinar matahari agar kadar air berkurang.
Pembuatan selulosa diasetat melalui beberapa tahap yaitu: pembuatan pulp,
bleaching pulp dan sintesis selulosa diasetat.
Tahap pembuatan pulp dari batang pisang yang telah dipreparasi,
direndam dengan Ca(OH)2 2,5% selama 1 minggu agar serat–serat dalam batang
pisang terpisah dari daging batang pisang dan lunak. Campuran dicuci dengan akuades sampai bebas basa (diuji dengan kertas lakmus merah hingga warna lakmus tetap merah) dan serat yang diperoleh dimasukkan ke dalam labu alas bulat yang telah diisi dengan larutan NaOH 17,5 % (b/v) untuk menghilangkan lignin dan dipanaskan dengan refluks selama 4 jam pada suhu tinggi agar lignin dan hemiselulosa ikut terlarut. Hal ini diketahui dari perubahan warna dalam labu
alas bulat dari bening menjadi coklat tua. Untuk menghindari bumping, dilakukan
pengadukan dengan magnetic stirrer. Hasil refluks ditunjukkan pada Gambar 4.5
(a)
Dari massa awal batang pisang kepok 360 gram diperoleh 80,75 gram. Pengurangan berat pada tahap ini adalah sebesar 77,57% disebabkan lignin dan
hemiselulosa yang terkandung dalam batang pisang kepok cukup besar dan pulp
hilang pada proses penetralan dan penyaringan.
Tahap selanjutnya adalah bleaching dengan tujuan untuk menghilangkan
sisa lignin dengan larutan NaOCl sebagai bleaching agent. Perendaman pulp
dengan NaOH dilakukan agar proses bleaching lebih maksimal. Pada tahapan ini
diperoleh pulp dengan warna cerah dengan berat 29,35 gram dengan penghilangan
pulp sebesar 76,03% pada penetralan dan pengeringan pulp. Hasil bleaching
ditunjukkan pada Gambar 4.6
(a) (b)
Gambar 4.6 Pulp sebelum diputihkan (a) dan pulp setelah diputihkan (b)
Pada tahapan sintesis selulosa diasetat, selulosa yang telah diputihkan,
direaksikan dengan asam asetat glasial. Hal ini ditujukan untuk mereaktifkan selulosa karena selulosa sangat kristalin (Kalia, 2011). Penambahan asam asetat glasial dilakukan bertahap agar proses kereaktifannya berjalan secara maksimal
dan penambahan H2SO4 sebagai katalis. Serat tersebut selanjutnya ditambahkan
berwarna coklat tua.
Tahap selanjutnya yaitu tahap hidrolisis dimana selulosa triasetat yang terbentuk ditambahkan dengan asam asetat 67% yang berfungsi sebagai
penghidrolisis sehingga gugus asetil (-OCCH3) digantikan oleh gugus (-OH)
dengan waktu hidrolisis 15 jam. Pada tahap asetilasi diperoleh massa selulosa diasetat 32,16 gram dan warna selulosa diasetat coklat cerah dengan rendemen 109,57%. Selulosa diasetat ditunjukkan pada Gambar 4.7
Gambar 4.7 Selulosa diasetat hasil sintesis
Selulosa diasetat yang terbentuk dikarakterisasi meliputi uji kelarutan, analisis gugus fungsi menggunakan spektrofotometer FT-IR, dan penentuan berat molekul.