LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN KARAKTERISASI KITOSAN

26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini dilakukan selama lebih kurang 3 bulan. 3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan Penelitian Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain: 1. Cangkang Bekicot Achatina fulica sebagai bahan pembuatan kitosan. 2. Ikan Kembung Rastrelliger sp dan Ikan Lele Clarias batrachus sebagai bahan yang digunakan dalam pengawetan. 3. Natrium Hidroksida NaOH 4. Asam Klorida HCl 5. Asam Asetat CH 3 COOH 6. Aquadest H 2 O 7. Trichloroacetic Acid TCA 8. Asam Borat H 3 BO 3 9. Kalium Karbonat K 2 CO 3

3.2.2 Peralatan Penelitian

Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain: 1. Stirrer 9. Hot Plate 17. Termometer 2. Erlenmeyer 10. FTIR 3. Beaker Glass 11. Ayakan 50 mesh 4. Gelas Ukur 12. Cawan conway 5. Labu leher tiga 13. Cawan porselen 6. Ball Mill 14. furnace 7. Oven 15. Desikator 8. Neraca Digital 16. pH meter Universitas Sumatera Utara 27 3.3 PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1 Persiapan Sampel Cangkang bekicot dicuci dengan air hingga bersih, kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari. Cangkang yang telah bersih dihaluskan untuk mendapatkan ukuran maksimum dari ayakan 50 mesh [24]. 3.3.2 Pembuatan Kitin 3.3.2.1 Deproteinasi Ke dalam labu alas bulat 250 ml yang berisi serbuk cangkang bekicot ditambahkan larutan NaOH 3,5 dengan perbandingan 10:1 vb, kemudian dipanaskan sambil diaduk dengan pengaduk magnetik selama 2 jam pada temperatur 65 o C. Setelah dingin, disaring dan dinetralkan dengan aquadest. Padatan yang diperoleh dikeringkan dalam oven 60 o C hingga kering [24].

3.3.2.2 Demineralisasi

Serbuk cangkang bekicot hasil deproteinasi ditambah larutan HCl 1 N dengan perbandingan 15:1 vb dalam labu alas bulat 500 ml dan direfluks pada suhu 40 o C selama 30 menit, kemudian didinginkan. Setelah dingin, disaring dan padatan dinetralkan dengan aquadest, kemudian dikeringkan dalam oven 60 o C [24].

3.3.3 Deasetilasi

Menambahkan NaOH 60 dengan perbandingan 20:1 vb dan merefluksnya pada suhu 100 – 140 o C selama 1 jam. Setelah dingin disaring dan padatan yang diperoleh dinetralkan dengan akuades. Padatan kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 80 o C selama 24 jam dan kitosan siap dianalisis. Kitosan yang diperoleh diidentifikasi menggunakan instrumen spektrofotometer inframerah [24]. 3.3.4 Karakterisasi Kitosan 3.3.4.1 Analisa Kadar Air Penentuan kadar air didasarkan pada perbedaan berat contoh sebelum dan sesudah dikeringkan. Mula-mula cawan kosong yang akan digunakan dikeringkan dalam oven selama 15 menit atau sampai didapat berat tetap, kemudian didinginkan Universitas Sumatera Utara 28 selama 30 menit dalam desikator, setelah dingin beratnya ditimbang. Sampel sebanyak 5 gram ditimbang dan dimasukkan kedalam cawan kemudian dikeringkan dalam oven selama 6 jam pada suhu 100 o C sampai 102 o C. Cawan kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit dan setelah dingin ditimbang kembali [5]. Persentase kadar air berat basah dapat dihitung dengan rumus: Kadar air = �1−�2 � x 100 [25] Dimana : B = Berat sampel gram B1 = Berat sampel + cawan sebelum dikeringkan gram B2 = Berat sampel + cawan setelah dikeringkan gram

3.3.4.2 Analisa Kadar Abu

Cawan kosong dipanaskan dalam oven didinginkan dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang beratnya. Sampel ditimbang sebanyak 5 gram, dan diletakkan dalam cawan, kemudian dimasukkan dalam furnace. Pengabuan dilakukan dalam dua tahap yaitu pada suhu 450 o C dan pada suhu 550 o C, pengabuan dilakukan sekitar 2-3 jam. Cawan kemudian didiinginkan dalam desikator, setelah dingin cawan kemudian ditimbang [5]. Persentase kadar abu dapat dihitung dengan rumus: Kadar abu = ����� ��� � ����� ������ � x 100 [25]

3.3.4.3 Analisa Derajat Deasetilasi

Pengukuran derajat deasetilasi berdasarkan kurva yang tergambar oleh spektrofotometer. Puncak tertinggi P0 dan puncak terendah P dicatat dan diukur dengan garis dasar yang dipilih. Nisbah absorbansi dihitung dengan rumus: � = ��� � � � � 100 [26] Keterangan � = Jarak antara garis dasar dengan garis singgung antara dua puncak tertinggi dengan panjang gelombang 1655 cm -1 atau 3450 cm -1 . P = Jarak antara garis dasar dengan lembah terendah dengan panjang gelombang 1655cm -1 atau 3450 cm -1 . Perbandingan absorbansi pada 1655 cm -1 dengan absorbansi 3450 cm -1 digandakan satu per standar N-deasetilasi kitosan 1,33. Dengan mengukur Universitas Sumatera Utara 29 absorbansi pada puncak yang berhubungan, nilai persen N-deasetilasi dapat dihitung dengan rumus: N - deasetilasi = �1 − � 1655 � 1 �3450 � 1,33 � x 100 [26] Keterangan : A 1655 = Absorbansi pada panjang gelombang 1655 cm -1 A 3450 = Absorbansi pada panjang gelombang 3450 cm -1 1,33 = Konstanta untuk derajat deasetilasi yang sempurna.

3.3.5 Pemanfaatan Kitosan Sebagai Pengawet Ikan

Untuk mencari optimalisasi kitosan sebagai bahan pengawet ikan dengan cara melarutkan kitosan wv kedalam asam asetat 1 vv. Sampel ikan masing-masing direndam atau disemprot dalam larutan kitosan dengan konsentrasi yang bervariasi dengan perbandingan 1 kg ikan1 L larutan kitosan, lalu didiamkan pada suhu ruangan [1]. 3.3.6 Analisa Ikan Segar 3.3.6.1 Analisa pH Penentuan pH dapat dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sampel yang telah dirajang kecil-kecil sebanyak 10 g ditimbang dan dihomogenkan diblender dengan 20 mL aquades selama 1 menit. Dituangkan ke dalam beaker glass 100 ml, kemudian diukur pHnya [27].

3.3.6.2 Analisa Total Volatile Bases TVB

Uji TVB-N dilakukan berdasarkan SNI-01-4495-1998. Sampel ikan yang telah dihaluskan ditimbang sebanyak 2 g. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam blender dan ditambah 75 ml larutan TCA 7 dan dihaluskan kembali selama 1 menit. Selanjutnya sampel disaring dan diuji kadar TVB-Nnya. 1 ml H 3 BO 3 1 dimasukkan ke dalam inner chamber cawan conway, kemudian filtrat sampel dimasukkan ke bagian luar cawan conway. Selanjutnya, cawan conway ditutup, lalu ditambahkan 1 ml larutan K 2 CO 3 jenuh pada bagian luar. Bagi blanko, filtrat diganti dengan larutan TCA 5. Inkubasi sampel pada suhu 35 o C selama 2 jam. Setelah diinkubasi bagian dalam cawan conway, baik pada blanko maupun sampel, dititrasi Universitas Sumatera Utara 30 dengan HCl 0,02 N sampai berwarna merah muda seperti pada blanko. Hasil titrasi dicatat dan dimasukkan dengan perhitungan [28]. TVB mgN = V Sampel - V blanko x N HCl x 14,007 x 100 [28] Berat sampel Dimana: V Sampel = titrasi sampel ml V blanko = titrasi blanko ml N HCl = normalitas HCl 14,007 = berat atom nitrogen 3.4 FLOWCHART PENELITIAN 3.4.1 Persiapan Sampel Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Sampel Cangkang Bekicot dicuci bersih dengan air hingga bersih Lalu dijemur di bawah sinar matahari selama 8-12 jam Selesai Mulai Setelah kering, cangkang bekicot dihancurkan dan diayak dengan ayakan 50 mesh Universitas Sumatera Utara 31 3.4.2 Pembuatan Kitin 3.4.2.1 Deproteinasi Gambar 3.2 Flowchart Deproteinasi Mulai Masukkan 50 gram serbuk cangkang bekicot dan NaOH 3,5 dalam labu alas bulat dengan perbandingan 1 : 10 Campuran dipanaskan dan diaduk pada suhu 65 o C selama 2 jam Saring slurry dengan kertas saring Whatman No.1 Endapan yang diperoleh dicuci dengan aquadest hingga pH netral Keringkan endapan dalam oven pada suhu 60 o C hingga kering Selesai Saring slurry dengan kertas saring Whatman No.1 Universitas Sumatera Utara 32

3.4.2.2 Demineralisasi

Gambar 3.3 Flowchart Demineralisasi Endapan yang diperoleh dicuci dengan aquadest hingga pH netral Keringkan dalam oven pada suhu 60 o C hingga kering Selesai Mulai Serbuk cangkang bekicot hasil deproteinasi dan HCl 1 N dalam labu alas bulat dengan perbandingan 1 : 15 Campuran dipanaskan dan diaduk pada suhu 40 o C selama 30 menit Saring slurry dengan kertas saring Whatman No.1 Diperoleh kitin Universitas Sumatera Utara 33

3.4.3 Deasetilasi

Gambar 3.4 Flowchart Deasetilasi Mulai Masukkan 10 gram kitin dan NaOH 60 ke dalam labu alas bulat dengan perbandingan 1 : 20 Campuran dipanaskan dan diaduk pada suhu 140 o C selama 1 jam Endapan yang diperoleh dicuci dengan aquadest hingga pH netral Kitosan dikeringkan di dalam oven pada suhu 80 o C hingga kering Apakah berat sudah konstan? Ya Tidak Selesai Saring slurry dengan kertas saring Whatman No.1 Diperoleh kitosan Universitas Sumatera Utara 34 3.4.4 Karakterisasi Kitosan 3.4.4.1 Analisa Kadar Air Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Air

3.4.4.2 Analisa Kadar Abu

Gambar 3.6 Flowchart Analisa Kadar Abu Mulai Sampel ditimbang sebanyak 5 gram Sampel diletakkan di cawan porselin Dikeringkan dengan oven pada suhu 100-102 o C selama 6 jam. Didinginkan dalam desikator selama 30 menit Diulangi hingga berat konstan Selesai Mulai Sampel ditimbang sebanyak 5 gram Sampel dimasukkan ke dalam cawan porselin Sampel dipanaskan dalam furnace hingga suhu 450-550 o C selama 2-3 jam Selesai Universitas Sumatera Utara 35

3.4.5 Proses Pengawetan Ikan

Gambar 3.7 Flowchart Proses Pengawetan Ikan 3.4.6 Analisa Ikan Segar 3.4.6.1 Analisa pH Gambar 3.8 Flowchart Analisa pH pada Ikan Segar Mulai Kitosan wv dilarutkan kedalam asam asetat 1 vv Sampel ikan kemudian ditimbang Sampel ikan direndam atau disemprot dalam larutan kitosan 0,5, 1,5 dan 2,5 dengan perbandingan 1:1 lalu didiamkan selama beberapa 5 jam, 10 jam dan 15 jam pada suhu ruangan Selesai Mulai Sampel ikan dirajang kecil-kecil lalu ditimbang sebanyak 10gram Lalu diblender dengan menambahkan 20 ml aquades selama 1 menit Dituang kedalam beaker glass dan hitung pH dengan pH meter Selesai Universitas Sumatera Utara 36

3.4.6.2 Analisa Total Volatile Bases TVB

Gambar 3.9 Flowchart Analisa TVBN pada Ikan Segar Mulai. Sebanyak 2 gram ikan yang halus dan TCA 7 dimasukkan ke dalam beaker glass dan dihaluskan kembali selama 1 menit Selanjutnya sampel disaring dan hitung TVB nya Siapkan cawan conway yang telah dimasukkan 1 ml asam borat untuk bagian dalam dan filtrat sampel untuk bagian luar. Kemudian tutup cawan dan tambahkan 1 ml larutan K 2 CO 3 pada bagian luar dan diinkubasi Lakukan prosedur blanko Dititrasi dengan HCl 0,02 N sampai berwarna merah muda Hasil titrasi dicatat dan dimasukkan dengan perhitungan Selesai Universitas Sumatera Utara 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 KARAKTERISASI KITOSAN

Pada kitosan dengan menggunakan limbah cangkang bekicot memiliki beberapa perbandingan parameter standar mutu kitosan dengan hasil penelitian yang dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Perbandingan Parameter Standar Mutu Kitosan dengan Hasil Penelitian Parameter Standar Mutu Kitosan Hasil Penelitian Ukuran partikel Serpihan sampai serbuk Serbuk Kadar air ≤ 10 5,07 Kadar abu ≤ 2 1,8 Warna Larutan Jernih Jernih Derajat deasetilasi ≥ 70 75,13 Pada tabel 4.1 terlihat bahwa bentuk partikel telah memenuhi standar mutu kitosan yakni serbuk. Bentuk kitosan sangat dipengaruhi oleh bahan baku kitosan yang digunakan. Bentuk partikel akan mempengaruhi kelarutan kitosan dimana bentuk serbuk akan mudah larut dalam pelarut [34]. Kadar air merupakan parameter mutu yang dipengaruhi oleh pengeringan kitosan setelah proses ekstraksi. Kadar air kitosan 5,07 yang dihasilkan telah memenuhi standar kitosan komersil ≤ 10 , sedangkan kadar air yang diperoleh oleh Kusumaningsih [24] adalah 3,265. Kitosan bersifat higroskopis dan diketahui mempunyai kemampuan untuk menyerap air lebih besar dibanding kitin sehingga proses pengemasan dan penyimpanan perlu diperhatikan agar produk kitosan terjamin [34]. Kadar abu merupakan parameter untuk menentukan efektivitas proses demineralisasi karena abu merupakan sisa tertinggal setelah proses pembakar sampai bebas karbon. Sisa yang tertinggal ini merupakan unsur-unsur mineral yang terdapat dalam bahan [34]. Kadar abu menunjukkan banyaknya mineral yang masih tersisa dalam suatu bahan. Kadar abu kitosan yang rendah akan menyebabkan tingkat Universitas Sumatera Utara 39 kemurnian kitosan semakin tinggi, kadar abu yang rendah juga menunjukkan bahwa proses demineralisasi telah berjalan baik [47]. Tabel 4.1 menunjukkan nilai kadar abu 1,8 yang telah memenuhi standar mutu ≤ 2. Derajat deasetilasi merupakan parameter untuk menentukan tingkat kemurnian kitosan, semakin tinggi derajat deasetilasi maka semakin murni kitosan yang berarti proses deasetilasi telah berjalan dengan baik. Semakin besar derajat deasetilasi kitosan maka semakin sedikit gugus asetilnya, dan berakibat semakin kecil berat molekulnya [34]. Tabel 4.1 menunjukkan derajat deasetilasi kitosan sebesar 75,13 dan telah memenuhi standar mutu kitosan ≥ 70 sedangkan derajat deasetilasi DD yang diperoleh oleh Kusumaningsih [24] adalah 74,78-77,99. Berdasarkan hasil analisis karakteristik kitosan yang diperoleh pada tabel 4.1 menunjukkan bahwa kitosan yang dihasilkan telah memenuhi standar mutu kitosan sehingga dapat digunakan pada proses selanjutnya.

4.2 KARAKTERISASI IKAN HASIL PENGAWETAN