PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN
TESIS Oleh Harry Noviary 107006017/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh Harry Noviary 107006017/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN MODIFIKASI GENIPIN Nama Mahasiswa : Harry Noviary
Nomor Pokok : 107006017 Program Studi : Kimia
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Harry Agusnar,M.Sc,M.Phill
Ketua Anggota
Prof.Dr.Zul Afian,M.Sc
Ketua Program Studi Dekan
(Prof.Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D) (Dr.Sutarman,MSc) Tanggal Lulus : 14 Februari 2013
Telah diuji pada
PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA : Prof.Dr.Harry Agusnar,M.Sc,M.Phill Anggota : 1. Prof.Dr.Zul Alfian,M.Sc
2. Prof. Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D 3.Dr.Hamonangan Nainggolan,MSc 4.Prof.Dr.Thamrin,MSc
PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka
Medan, Februari 2013 Penulis
HARRY NOVIARY
Puji syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat dari Allah SWT. Salawat dan salam untuk Rasulullah Muhammad SAW karena jika bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu mengerjakan penelitian serta tesis ini dengan baik.
Tesis berjudul “PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN MODIFIKASI GENIPIN” ini dibuat sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Magister Sains pada bidang ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini penulis ingin memberikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta mengucapkan terima kasih yang tidak terhingga kepada berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik moril maupun materil. Dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat yang mendalam penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tulus kepada:
Orang tua tercinta, Ayahanda Agus Sulasno, S.Pd dan Ibunda Masamah yang selalu memberikan limpahan kasih sayang, ketulusan dan keikhlasan dalam mendidik dan membesarkan penulis. Memberikan semangat terbesar yang tidak ada henti-hentinya kepada penulis. Serta tak lupa terima kasih terbingkis untuk adinda Tisna Harmawan, Try Hariyani, Robby Mahfudz, dan Wahyu Poncowati. Semoga kalian selalu dalam lindungan Allah SWT.
Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, MSc, CTM SpA (K) dan Dr. Sutarman, MSc selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan Nainggolan, MSc selaku ketua program studi dan sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia.
Bapak/Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
Kak Leli selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia dan bapak Sukirman teknisi Laboratorium Penelitian FMIPA-USU terima kasih atas bantuannya dalam penelitian. Teman-teman Pascasarjana Ilmu Kimia USU Stambuk 2010 semester genap (Ibu Donda, Ibu Mariyani, Ibu Darni, Kak Suci, Kak Feri) dan stambuk 2010 semester ganjil dan juga teman-teman stambuk 2011 semester genap.
Sahabat-sahabat terbaik yang pernah penulis miliki Fatma Suryani Harahap, Reni Silvia Nasution, Ismail Marzuki, Surya Nugroho, Sri Handayani, Mardiana Rambe, Dewi Anjarsari Sinaga dan Egyfaldi Biamenta. Seluruh keluarga besar yang selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis. Semangat dari kalian semua sangat berharga.
Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan, ketulusan dan keikhlasan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap limpahan Rahmat Allah selalu mengalir untuk kita semua. Terima kasih.
Penulis menyadari bahwa tesis ini tidak terlepas dari kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dan menyempurnakan skripsi ini agar lebih baik lagi.
Akhirnya penulis berharap tesis ini memberikan manfaat bagi setiap pembaca maupun kemajuan penelitian dan ilmu pengetahuan yang akan datang.
PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh derajat deasetilasi kitosan dari cangkang belangkas (tachypleus gigas) yang diikat silang dengan modifikasi genipin. Variasi derajat deasetilasi pada kitosan telah mempengaruhi kemampuan kitosan untuk mengikat silang agen pengikat silang. Jumlah gugus amina yang cukup besar dalam rantai polimer kitosan, selain menaikkan sifat hidrofilitas kitosan dibandingkan khitin, juga menjadikan kitosan berikatan dengan agen pengilat silang genipin. Genipin merupakan reagen silang yang menghubungkan secara alami dan tidak beracun. Ikat silang genipin-kitosan mengikat tripolifosfat dalam air. Semakin tinggi derajat deasetilasi kitosan maka semakin besar kadar ikat silang yang dihasilkan. Dengan kadar ikat silang yang di hasilkan untuk kitosan belangkas I dengan derajat deasetilasi 79,6% adalah 1,305% dan kitosan belangkas II dengan derajat deasetilasi yang maksimum 83,5% diperolehkan dari modifikasi tahapan kerja yang dihasilkan dari kitin belangkas II adalah 1,341%. Kinetika mengikat tripolifosfat tergantung pada pH dan lebih efisien pada pH rendah. Gugus fungsi dari ikat silang genipin-kitosan ditentukan dengan spectra infra merah dan derajat deasetilasi. Diperoleh derajat deasetilasi ikat silang genipin-kitosan sebesar 82,62%; 82,65%; 82,67; dan 82,68% untuk variasi pH 6,0; 7,0; 8,0; dan 9,0. Derajat deasetilasi pada kitosan mengalami pengurangan dengan adanya proses ikat silang dan ikat silang kitosan meningkat dengan penurunan nilai pH, yang menunjukkan bahwa kitosan dapat berikatan silang ion dengan tripoliposfat lebih mudah pada pH rendah, namun berikatan silang kimia dengan genipin pada pH tinggi.
EFFECT OF DEASETILATION DEGREE OF CHITOSAN FROM KING CRAB SHELLS (Tachypleus Gigas) CROSSLINKED GENIPIN MODIFICATION
ABSTRACT
Research of the characterization and modification of chitosan cross linking from king crab shells (tachypleus gigas) with genipin. Genipin a cross-linking reagent natural and non-toxic. Tie genipin-crosslinked chitosan microparticles bind with high molecular weight tripolyphosphate in water. The king crab chitosan I with high molecular weight to the degree of deacetylation 86.2% is collected from modification phases of work resulting from king crab chitin I. Kinetics of pH-dependent binding was found tripolyphosphate and faster and more efficient at low pH. Cross-functional group of genipin-chitosan tissue was determined by infrared spectra and the degree of deacetylation. Obtained the degree of deacetylation of chitosan-genipin cross belt by 82.62%, 82.65%, 82.67, and 82.68% for the variation of pH 6.0; 7.0; 8.0, and 9.0. The degree of deacetylation in chitosan has decreased in the presence of the cross linking and cross linking chitosan increased with a decrease in pH, which indicates that chitosan can be crosslinked with tripoliposfat ions more easily at low pH, but the chemically crosslinked with genipin on high pH.
DAFTAR ISI
2.1.1 Kitin pada Belangkas 6
2.1.2 Pengolahan Kitin dan Kitosan 7
2.1.2.1 Deproteinisasi 8
2.1.2.2 Demineralisasi 9
2.1.2.3 Deasetilasi 10
2.1.3 Sifat-sifat Kimia Kitin dan Kitosan 11
2.1.4 Analisa Karakteristik Kitosan 12
2.1.4.1 Berat Molekul 13
2.5 Penentuan Kadar Pengembangan (Swelling Degree) dan Tingkat
Kelarutan (Dissolution) 19
2.6 Scanning Mikroskop Elektron 21
2.7 Spektroskopi IR dan FTIR 22
3.2 Bahan-bahan 26
3.3 Prosedur Penelitian 27
3.2.1 Pembuatan Larutan Pereaksi 27
3.2.2 Proses Ekstraksi Kitin 27
3.2.3 Proses Deasetilasi Kitin menjadi Kitosan 28
3.3.4 Uji Kelarutan Kitin dan Kitosan 29
3.2.5 Penentuan Kadar Air 29
3.2.6 Penentuan Kadar Abu 29
3.2.7 Penentuan Kadar Protein 30
3.3.8 Analisis Unsur C, H, dan N 30
3.2.9 Penentuan Berat Molekul 31
3.2.10 Pembuatan Ikat Silang Kitosan dengan Genipin 31 3.2.11 Penentuan Kadar Pengembangan (Swelling Degree)
dan Tingkat Kelarutan (Dissolution) 32
3.2.12 Penentuan Kadar Ikat Silang 33
3.3 Bagan penelitian 34
3.3.1 Proses Ekstraksi Kitin 34
3.3.2 Proses Pembuatan Kitosan 35
3.3.3 Penentuan Berat Molekul 35
3.3.4 Pembuatan Ikat Silang Kitosan dengan Genipin 36
Bab 4 Hasil dan Pembahasan 37
4.1 Karakterisasi Kitin dan Kitosan dari Cangkang Belangkas 37
4.1.1 Kitin 38
4.1.2 Kitosan 40
4.2 Berat Molekul Kitosan 41
4.3 Pengaruh Derajat Deasetilasi Kitosan Sebagai Pengikat Silang
Genipin 42
4.4 Mekanisme Reaksi dan Produk Silang Kitosan dengan Genipin 45 4.3 Pengenbangan (Swelling Degree) dan Tingkat
Kelarutan (Dissolution) 47
4.6 Hasil Scanning Mikroskop Elektron 49
4.6 Penentuan Derajat Deasetilasi 52
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 55
5.1 Kesimpulan 55
5.2 Saran 56
Daftar Pustaka 57
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kondisi Perlakuan dengan NaOH pada Proses Deproteinisasi 8 Tabel 2. Kondisi Perlakuan dengan HCl pada Proses Demineralisasi 9 Tabel 3. Beberapa daerah penting pada spektrum inframerah dari senyawa kitin
dan kitosan berdasarkan gugus-gugus yang ada diberikan 22
Tabel 4. Karakteristik Kitin Belangkas 38
Tabel 5. Uji Kelarutan Kitin dalam Asam Formiat (CH2O2
Tabel 6. Karakteristik Kitosan Belangkas 40
) 39
Tabel 7. Uji Kelarutan Kitosan dalam Asam Asetat (CH3
Tabel 8. Perbandingan Berat Molekul Kitin, Kitosan, dan Standarnya 42 COOH) 41
Tabel 9. Pengaruh Derajat Deasetilasi Terhadap Kadar Ikat Silang
Kitosan-Genipin 44
DAFTAR GAMBAR
5 Grafik persentase perubahan pengembangan (swelling) dengan variasi pH 47
6 Grafik persentase kelarutan (Dissolution) 48
7 Gambar Scanning Elektron Mikroskop Kitosan Belangkas II 50
8 Gambar Scanning Elektron Mikroskop Kitosan Belangkas II dengan genipin pada pH 9,0 50
9 Spektra FT-IR kitin belangkas I 87
10 Spektra FT-IR kitosan belangkas I 87
11 Spektra FT-IR kitosan belangkas II 88
12 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada pH 6,0 88
13 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada pH 7,0 89
14 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada pH 8,0 89
15 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada pH 9,0 90
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1 Tabel Kitin dan Kitosan yang Dihasilkan dari Cangkang
Belangkas 63
2 Perhitungan Persentase Kadar Air 65
3 Perhitungan Persentase Kadar Abu 67
4 Perhitungan Persentase Kadar Protein 69
5 Tabel Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitin 72 6 Tabel Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitosan 72 7 Perhitungan Berat Molekul Kitosan ( Lee, 1974) 73
8 Perhitungan Derajat Deasetilasi 77
9 Perhitungan Kadar Ikat Silang Kitosan-Genipin 82 10 Perhitungan Pengembangan (Swelling Degree) Ikat
Silang Kitosan dengan Genipin 83
11 Perhitungan Tingkat Kelarutan (Dissolution) Ikat
Silang Kitosan dengan Genipin 85
12 Tabel Pengaruh Massa Penyimpanan Terhadap Viskositas
Larutan Kitosan (Agusnar,H. 1997) 86
13 Gambar Spektra FT-IR kitin belangkas I 87
14 Gambar Spektra FT-IR kitosan belangkas I 87 15 Gambar spektra FT-IR kitosan belangkas II 88 16 Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
pada pH 6,0 88
17 Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
padapH 7,0 89
18 Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
pada pH 8,0 89
19 Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
