Pembuatan Bahan Surfaktan Kosmetika Melalui Modifikasi Kimia Dari Kitosan Menjadi Kitosan Palmitat

(1)

PEMBUATAN BAHAN SURFAKTAN KOSMETIKA

MELALUI MODIFIKASI KIMIA DARI KITOSAN

MENJADI KITOSAN PALMITAT

TESIS

Oleh

NURMARIANA OKTO DELIMA SINAGA 087006021/KM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

(2)

PEMBUATAN BAHAN SURFAKTAN KOSMETIKA MELALUI

MODIFIKASI KIMIA DARI KITOSAN

MENJADI KITOSAN PALMITAT

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk

Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Oleh

NURMARIANA OKTO DELIMA SINAGA 087006021/KM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

(3)

Judul Tesis : PEMBUATAN BAHAN SURFAKTAN KOSMETIKA MELALUI MODIFIKASI KIMIA DARI KITOSAN MENJADI KITOSAN PALMITAT

Nama : Nurmariana Okto Delima Sinaga

Nomor Pokok : 087006021

Program Studi : Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc) (Dr. Mimpin Ginting, MS)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi Dekan

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS.PhD) (Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc)

(4)

Telah diuji pada

Tanggal 10 Mei 2010

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc

Anggota : 1. Dr. Mimpin Ginting, MS

2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D

3. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil

(5)

Abstrak

Senyawa kitosan telah banyak dimanfaatkan dalam kehidupan melalui modifikasi kimia. Dalam penelitian ini kitosan ditransformasi menjadi kitosan palmitat sebagai bahan surfaktan kosmetik.

Metodologi pembuatan kitosan palmitat dilakukan melalui reaksi transesterifikasi antara metil palmitat dengan kitosan asetat menggunakan katalis natrium metoksida. Sedangkan kitosan asetat diperoleh melalui pembentukan aldimin kitosan melalui reaksi antara kitosan dan asetaldehid yang diikuti reaksi asetilasi dengan asam asetat anhidrid. Kitosan palmitat yang terbentuk dianalisa dengan FT-IR dan dilakukan uji HLB.

Hasil analisa FT-IR kitosan palmitat memberikan puncak-puncak serapan

pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3387 dan 3371 yang menunjukkan gugus

-NH dan -OH, 1720 yang menunjukkan gugus C=O ester, 1562 yang menunjukkan gugus fungsi C-O-C serta 717 yang menunjukkan alkil rantai panjang.Hasil uji HLB memberikan nilai 12,3 yang menunjukkan bahwa kitosan palmitat sebagai bahan surfaktan kosmetik merupakan zat pengemulsi O/W.

(6)

Abstract

Kitosan compound what does our life benefit via chemical modification. In this research the kitosan is transformation to kitosan palmitat as material as surfaktan cosmetics.

Kitosan palmitat makings is done with transesterifikasi reaction among palmitat methyl with kitosan acetic in natrium metoksida is catalis. On the contrary kitosan asetic is produced through formation of aldimin kitosan with reaction kitosan and acetaldehyda followed by acetilasi reaction with acetic anhidryda. Kitosan palmitat that molded being analysed by FT-IR and done by HLB quiz.

FT-IR Kitosan Palmitat morphological result give uptake top on wave

number region (cm-1) 3387 and 3371 one points out NH bunches and OH, 1720 one

points out C=O bunches esters, 1562 one point out function bunch C-O-C and 717 one point out elongated chain alkyls. Result tests HLB assigns value 12,3 one point out that kitosan palmitat as material as surfaktan cosmetics constitutes emulsifier substance o/w.

(7)

KATA PENGANTAR

Segala pujian dan rasa syukur yang begitu besar saya naikkan ke hadirat Tuhan yang begitu mengasihi hidup saya, karena berkat-Nya sangat saya rasakan menyertai dan menolong hidup saya sehingga dapat menyelesaikan tesis ini.

Terima kasih yang begitu besar saya sampaikan kepada Bapak Prof. Dr Jamaran Kaban, MSc sebagai komisi pembimbing utama dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS sebagai anggota komisi pembimbing yang sangat banyak menolong dan membimbing saya dalam menyelesaikan tesis ini.

Ucapan terima kasih juga tak lupa saya sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc sebagai Dekan FMIPA USU dan kepada Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD sebagai Ketua Program Pasca Sarjana Kimia USU yang juga sebagai komisi penguji serta Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M. Phil sebagai Sekretaris Program Pasca Sarjana Kimia USU yang juga sebagai komisi penguji, yang telah banyak memberikan dorongan semangat dan masukan-masukan yang sangat menolong saya dalam menyelesaikan tesis ini.

Saya juga berterima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Tonel Barus sebagai komisi penguji yang telah memberikan arahan dan masukan yang begitu bermanfaat bagi saya dalam menyelesaikan tesis ini. Begitu juga kepada Bapak Prof. Dr. Yunazar Manjang sebagai komisi penguji dari luar yang telah memberikan masukan positif bagi saya dalam merampungkan tesis ini. Kepada Bapak Drs. Adil Ginting, MSc sebagai Kepala Laboratorium Kimia Organik, saya ucapkan terima kasih karena telah memberikan penggunaan laboratorium dengan semestinya selama saya melaksanakan penelitian. Terima kasih juga saya sampaikan kepada Bapak Drs. M. Hutapea sebagai kepala sekolah SMA N 1 Sibolga tempat saya bertugas. Juga kepada asisten yang ada di laboratorium kimia organik FMIPA USU yaitu : Robby, Aspriadi, Yemima, Mery, Maria, beserta kawan-kawan yang telah membantu saya selama mengadakan penelitian di laboratorium kimia organik FMIPA USU Medan.

Rasa terima kasih yang tidak terhingga juga buat orangtua saya B. Sinaga (alm) dan N. Sitompul, yang tak ternilai jasa dan pengorbanan mereka kepada saya

(8)

juga kepada mertua saya St. A. Butarbutar (alm) dan R. Situmorang yang selalu mendoakan saya, sehingga saya dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik.

Akhirnya rasa terimaksih saya yang begitu besar dan tidak dapat saya gambarkan saya ucapkan kepada suami tercinta Drs. Rudolf S. Butarbutar, MPd yang selalu memberikan perhatian dan kasih sayang yang sangat besar kepada saya selama perkuliahan sampai dengan penulisan tesis ini, juga kepada anak-anak kami Wilbert Ramonray Butarbutar, Jonhard Ariady Butarbutar, Gideon Apriely Butarbutar dan anak bungsu kami Harry Eligusty Butarbutar yang selalu sabar selama saya mengikuti pendidikan sampai selesainya penyusunan tesis ini.

Medan, Mei 2010

(Nurmariana Okto Delima Sinaga)

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK... i

ABSTRACT... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB 1 : PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Permasalahan ... 3

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

1.6 Lokasi Penelitian ... 4

1.7 Metodologi Penelitian... 4

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Kitosan ... 5

2.1.1Struktur Kitosan... 5

2.1.2Sifat-sifat Fisika dan Kimia Kitosan... 6

2.1.2.1Sifat Fisika ... 6

2.1.2.2Sifat Kimia ... 9

2.1.3Kegunaan Kitosan... 12

2.2 Kosmetik... 13

2.2.1 Bahan Kosmetik... 13

2.2.2 Pemanfaatan Kitosan dalam Bidang Kosmetik 14 2.3 Reaksi Interesterifikasi... 16

2.4 Gugus Pelindung... 17

2.5 Surfaktan dan Pengujian HLB ... 18

(10)

2.5.2 Penentuan Uji HLB

(Hydrophilic Lipophilic Balance)... 19

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 22

3.1 Alat dan Bahan... 22

3.2 Prosedur Penelitian ... 22

3.2.1 Pembuatan Reagen dan Standarisasi ... 22

3.2.1.1 Pembuatan Larutan Indikator pp... 22

3.2.1.2 Pembuatan Larutan H2C2O4 0,1 N... 23

3.2.1.3 Pembuatan Larutan KOH-Alkohol 0,5N 23 3.2.1.4 Pembuatan Larutan KOH 0,1N... 23

3.2.1.5 Pembuatan larutan HCl 0,5 N... 23

3.2.1.6 Pembuatan larutan KOH 0,02N... 23

3.2.1.7 Pembuatan Alkohol Netral... 23

3.2.2 Pembuatan Metil Palmitat... 23

3.2.3 Pembuatan Aldimin Kitosan... 24

3.2.4 Pembuatan Kitosan Asetat... 24

3.2.5 Pembuatan Kitosan Palmitat... 25

3.2.6. Uji HLB dengan Metode Titrasi... 25

3.2.6.1 Analisis Bilangan Penyabunan... 25

3.2.6.2 Analisis Bilangan Asam... 25

3.3 Bagan Penelitian ... 26

3.3.1 Pembuatan Metil Palmitat ... 26

3.3.2 Pembuatan Aldimin Kitosan ... 27

3.3.3 Pembuatan Kitosan Asetat... 28

3.3.4 Pembuatan Kitosan Palmitat... 29

3.3.5 Bagan Analisis... 30

3.3.5.1 Analisis Bilangan Penyabunan... 30

3.3.5.2 Analisis Bilangan Asam ... 30

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31

4.1 Hasil ………. ... 31

(11)

4.1.2 Metil Palmitat ... 32

4.1.3 Kitosan Asetat ... 32

4.1.4 Kitosan Palmitat ... 34

4.1.5 Nilai HLB ... 35

4.2 Pembahasan ... 36

4.2.1 Pembuatan Metil Palmitat... 36

4.2.2 Reaksi Kitosan dengan Asetat Anhidrida 37 4.2.3 Reaksi Kitosan Asetat dengan Metil Metil Palmitat... 40

4.2.4 Pengujian Nilai HLB ... 42

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 45

5.1 Kesimpulan ... 45

5.2 Saran ……. ... 46

(12)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1.1 Struktur Turunan Kitosan... 2

2.1. Struktur Kitosan ... 5

2.2. Struktur Kitin... 6

2.3. Struktur Selulosa... 6

2.4. Penggunaan Beberapa Turunan Kitosan dalam Bidang Kosmetik... 15

2.5 Skala Penunjuk Nilai HLB Surfaktan... 23

4.1 Spektrum FT-IR Kitosan ... 31

4.2 Spektrum FT-IR Metil Palmitat ... 32

4.3 Spektrum FT-IR Aldimin Kitosan ... 33

4.4 Spektrum FT-IR Kitosan asetat ... 34

4.5 Spektrum FT-IR Kitosan Palmitat ... 35

4.6 Mekanisme Reaksi Pembuatan Metil Palmitat... 37

4.7 Mekanisme Reaksi Pembuatan Kitosan Asetat... 39

(13)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Sifat-sifat dan Pemanfaatan Kitosan... 14

2.2 Nilai HLB Beberapa Surfaktan... 23

2.3 Nilai HLB Gugus Fungsi... 24

4.1 Penentuan Bilangan Penyabunan ... 40

(14)

Abstrak

Senyawa kitosan telah banyak dimanfaatkan dalam kehidupan melalui modifikasi kimia. Dalam penelitian ini kitosan ditransformasi menjadi kitosan palmitat sebagai bahan surfaktan kosmetik.

Hasil analisa FT-IR kitosan palmitat memberikan puncak-puncak serapan

pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3387 dan 3371 yang menunjukkan gugus

(15)

Abstract

Kitosan compound what does our life benefit via chemical modification. In this research the kitosan is transformation to kitosan palmitat as material as surfaktan cosmetics.

FT-IR Kitosan Palmitat morphological result give uptake top on wave

number region (cm-1) 3387 and 3371 one points out NH bunches and OH, 1720 one

(16)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu terobosan yang dapat dilakukan dalam kimia dan teknologi adalah pengembangan modifikasi kimianya. Dalam hal ini kitosan telah banyak menarik perhatian peneliti dalam penelitian dasar maupun penelitian aplikasi yang meliputi bidang biologi, biokimia, kimia organik, polimer, farmakologi dan obat-obatan (Kaban, 2009).

Kitosan adalah polisakarida alam yang diperoleh dari deasetilasi kitin, dengan derajat deasetilasi antara 80-90% (Uragami, 2006). Kitosan mempunyai rumus umum (C6H9NO3)n atau disebut poli (β(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-Glukopiranosa). Sifat kimia dari kitosan antara lain merupakan poliamin linear, mempunyai gugus amina dan gugus hidroksil yang reaktif, dapat membentuk kelat dengan ion logam transisi. Sedangkan sifat biologisnya, kitosan mudah mengalami biodegradasi, tidak beracun, dan bersifat biokompatibel. Adanya gugus amina (-NH2) dan gugus hidroksil (-OH) menyebabkan kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan mudah dimodifikasi secara kimia (Skjak-Braek, et al., 1989).

Kitosan merupakan turunan kitin yang sangat bermanfaat. Hal ini karena kitosan memiliki berat molekul yang tinggi, sifat polielektrolit, keberadaan gugus fungsional, kemampuan untuk membentuk gel, dan kemampuan mengadsorbsi. Kitosan dapat dimodifikasi secara kimia dan enzimatik dan bersifat biodegradable dan biokompatibel dengan sel dan jaringan manusia. (Synowiecki and Al-Kateeb, 2003).

(17)

Berdasarkan sifat fisika maupun kimianya, kitosan dan turunannya dapat digunakan dalam berbagai aplikasi misalnya dalam pembuatan produk kosmetik. Kitosan dan turunannya dapat digunakan sebagai bahan kosmetik seperti krim badan, perawatan rambut dan cat kuku (Dutta, 2006).

Salah satu turunan kitosan yang digunakan sebagai bahan kosmetik untuk kuku adalah ester dari kitosan yang memiliki struktur berikut:

O H

O H O H2C

H O

H N H2

O H H

1 ⁄⁄

CH2-O-C(CH2)n-CH3

Gambar 1.1 Struktur Turunan Kitosan (Skajak-Break, et al., 1989).

Penelitian yang berhubungan dengan struktur tersebut telah dilakukan terhadap kitosan laurat secara transesterifikasi (Sanni, 2008).

Asam palmitat adalah asam lemak jenuh yang tersusun dari 16 atom karbon dengan rumus CH3(CH2)14COOH. Pada suhu kamar asam palmitat berwujud padat berwarna putih dan memiliki titik lebur 640C. (Poedjiadi, A., Supriyati, T. 2007).

Minyak kelapa sawit kaya akan kandungan asam palmitat (14-47%) dan asam oleat (37-40%), sedangkan minyak inti sawit relatif kaya dengan kandungan asam laurat (40-55%) dan asam miristat (14-18%) yang mendekati komposisi asam lemak yang dikandung minyak kelapa (Bhat, 1990).

Komposisi kandungan asam lemak yang berbeda antara berbagai minyak dan lemak alami menyebabkan penggunaan asam lemak berbeda dalam industri kimia oleo. Kimia oleo dihasilkan melalui pemecahan dan reaksi lanjutan dari minyak dan lemak, asam lemak dan amina, misalnya turunan asam lemak dan metil esternya (Ang , 1989).

Asam palmitat(C15H 31COOH), asam stearat (C17H35COOH), dan asam oleat (C17H33COOH), bila dibandingkan dengan asam laurat (C11H23COOH), dan asam

(18)

miristat (C13H27COOH), memiliki kedudukan sebagai bahan detergen pemantap, maupun penggunaannya sebagai bahan kosmetika (Shoog and Leary, 1992).

Peneliti sebelumnya telah mensintesis ester kitosan dengan mereaksikan klorokitosan dengan natrium oleat (Kemit, 1995), dan kitosan laurat melalui transesterifikasi metil laurat dengan kitosan asetat (Sanni, 2008).

Dari hal di atas, peneliti tertarik untuk membuat kitosan palmitat yang dapat digunakan sebagai bahan formulasi kosmetik (Skjak-Break, et al., 1989). Kitosan palmitat dapat dibuat melalui tahap reaksi pembentukan metil palmitat dan pembentukan kitosan asetat, dimana kitosan direaksikan lebih dahulu dengan asetaldehida untuk melindungi gugus amina dalam kitosan. Setelah itu akan dilakukan reaksi transesterifikasi antara kitosan asetat dan metil palmitat yang menghasilkan kitosan palmitat. Kitosan palmitat yang diperoleh akan dianalisis dengan spektroskopi infra merah.

1.2 Permasalahan

Apakah kitosan palmitat sebagai bahan surfaktan kosmetik dapat dibuat melalui reaksi taransesterifikasi antara kitosan asetat dengan metil palmitat?

1.3 Pembatasan Masalah

Penelitian ini hanya dibatasi pada pembuatan kitosan palmitat melalui reaksi transesterifikasi antara metil palmitat dengan kitosan asetat.

(19)

Untuk membuat bahan surfaktan kosmetik dari kitosan menjadi kitosan palmitat melalui reaksi transesterifikasi antara metil palmitat dengan kitosan asetat, dimana kitosan terlebih dahulu direaksikan dengan asetaldehida membentuk aldimin dan kemudian diasetilasi dengan asetat anhidrida.

1.5 Manfaat Penelitian

Pengembangan kimia organik sintesa pada pembuatan senyawa kitosan palmitat yang diharapkan dapat digunakan sebagai bahan surfaktan untuk formulasi kosmetik.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan dan analisa FT-IR dilakukan di laboratorium KIMIA Organik FMIPA-UGM Yogyakarta.

1.7 Metodologi Penelitian

Kitosan palmitat diperoleh dari reaksi transesterifiksi antara metil palmitat dan kitosan asetat. Pembuatan metil palmitat dilakukan dengan cara mereaksikan asam palmitat dengan metanol dalam pelarut benzena dengan bantuan katalis asam sulfat dalam kondisi refluks. Selanjutnya dilakukan pembuatan kitosan asetat dengan cara mereaksikan aldimin kitosan dengan asetat anhidrida dalam pelarut diklorometan. Sebelum diasetilasi, kitosan direaksikan terlebih dahulu dengan asetaldehida untuk melindungi gugus amina dalam kitosan.

(20)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kitosan

2.1.1 Struktur Kitosan

Kitosan adalah polisakarida alam yang diperoleh dari deasetilasi kitin. Jika sebagian besar gugus asetil pada kitin disubstitusikan oleh atom hidrogen menjadi gugus amino dengan penambahan larutan basa kuat berkonsentrasi tinggi, hasilnya dinamakan kitosan atau kitin terdeasetilasi (Bastaman, 1989).

Kitosan mempunyai rumus umum (C6H9NO3)n atau disebut sebagai poli (β -(1,4)-2-amino-2-Deoksi-D-Glukopiranosa). Kitosan bukan merupakan senyawa tunggal, tetapi merupakan kelompok yang terdeasetilasi sebagian dengan derajat polimerisasi yang berbeda. Kitin dan kitosan adalah nama untuk dua kelompok senyawa yang dibatasi dengan stoikiometri, kitin adalah poli N-asetilglukosamin yang terdeasetilasi sedikit. Derajat deasetilasi biasanya bervariasi diantara 8-15%, tetapi tergantung pada sumber yang digunakan untuk memperoleh kitin, dan metode yang digunakan untuk isolasi dan pemurnian. Sedangkan kitosan adalah kitin yang terdeasetilasi sebanyak mungkin dengan derajat deasetilasi antara 80-90% (Uragami, 2006). Struktur kitosan yang terlihat pada gambar 2.1 tidak mengandung gugus asetat bukan berarti merupakan kitin yang terdeasetilasi 100%.

₅

(21)

Struktur kimia dari kitin mirip dengan struktur kimia dari selulosa. Residu monosakarida pada selulosa adalah β-D-glukosa sedangkan pada kitin adalah N-asetil-β-D-glukosa dimana gugus hidroksil (-OH) pada posisi C-2 digantikan oleh gugus asetamido (-NHCOCH3), dimana monosakaridanya dihubungkan melalui ikatan β(1,4) (Kumar, 2000;Taranathan & Kittur, 2003).

Gambar 2.2 Struktur Kitin

Gambar 2.3 Struktur Selulosa

2.1.2 Sifat-sifat Fisika dan Kimia Kitosan

2.1.2.1 Sifat Fisika

Pada umumnya polisakarida alami seperti selulosa, dekstrin, pektin, alginat, agar-agar, karagenan bersifat netral atau sedikit asam, sedangkan kitin dan kitosan bersifat basa (Kumar, 2000).

Kitosan merupakan padatan amorf putih yang tidak larut dalam alkali dan asam mineral kecuali pada keadaan tertentu. Kitosan merupakan molekul polimer yang mempunyai berat molekul tinggi. Kitosan dengan berat molekul tinggi didapati mempunyai viskositas yang baik dalam suasana asam (Onsoyen and Skaugrud, 1990).

(22)

Kitin merupakan bahan organik kedua yang melimpah sesudah selulosa. Produksi kitin dan kitosan berkisar 700 metrik ton per tahun, dan pemasarannya diperkirakan sekitar 5 triliun yen. Sekitar 85% kitosan yang diproduksi di Jepang digunakan untuk pengolahan air limbah industri pangan (Alasalvar and Taylor, 2002).

Kitin sebagai prekursor kitosan pertama sekali ditemukan oleh Henri Braconnot yang diisolasi dari jamur, dan 10 tahun kemudian ditemukan kitin dari kulit serangga. Pada umumnya keberadaan kitin di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, akan tetapi berikatan dengan protein, mineral, dan berbagai macam pigmen.

Walaupun kitin tersebar secara luas di alam, sumber utama yang dapat digunakan memproduksi kitin dalam skala besar dan dijadikan untuk pengembangan lebih lanjut adalah kitin yang terdapat pada Crustaceae yang dipanen secara komersil seperti kepiting, udang dan lobster. Kitin dari jenis Crustaceae ini banyak tersedia dalam jumlah besar sebagai limbah industri pangan (Kaban, 2009).

Pada saat ini, hanya sedikit jumlah limbah cangkang yang dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan bahan sumber kitin, sehingga pengolahan cangkang menimbulkan pencemaran lingkungan. Akhir-akhir ini, nilai komersial dari kitin meningkat karena sifat-sifat yang menguntungkan dari turunannya yang sangat sulit larut dalam air sehingga cocok digunakan dalam industri kimia, bioteknologi, bidang pertanian, pengolahan pangan, kosmetik, peternakan, kedokteran, proteksi lingkungan, industri pembuatan kertas dan tekstil (Kumar, 2000).

Di negara-negara maju seperti Jepang dan Amerika Serikat, produk kitin, kitosan dan turunannya telah diproduksi secara komersil, maka pemanfaatan limbah cangkang akan mengatasi pencemaran lingkungan (Kaban, 2009).

(23)

Kitin mempunyai sifat utama sangat sulit larut dalam air dan beberapa pelarut organik sehingga kelarutan dan reaktifitas kimianya rendah. Kitin berwarna putih, keras, tidak elastis, polisakarida yang mengandung nitrogen. Kitin dapat larut di dalam HCl, H2SO4, H3PO4, dikloroasetat, trikloroasetat, dan asam formiat. Kitin juga larut di dalam larutan pekat garam netral yang panas (Synowiecki and Al-Kateeb, 2003).

Molekul kitin cenderung bergabung dengan makro molekul lain karena adanya gugus nitrogen dan menyebabkan jenis struktur dan sifat fisikokimia baru. Misalnya ikatan kovalen antara kitin dan protein yang terbentuk antara N-asetil dari kitin bereaksi dengan α-asam amino (terutama tirosin), dan protein kutikular akan membentuk kompleks stabil namun mudah terdisosiasi setelah pH berubah. Kitin dapat dianggap sebagai basa lemah, oleh karena itu dapat mengalami reaksi netralisasi sebagai senyawa yang bersifat alkali (Taranathan and Kittur, 2003).

Kitin mempunyai sifat-sifat yaitu : (1) berasal dari alam (renewable), (2) biodegradable dan tidak mencemari lingkungan, (3) biokompatibel tidak hanya pada hewan juga dengan jaringan tanaman, (4) tidak bersifat toksis, (5) struktur molekulnya dapat dan mudah dimodifikasi. Sifat-sifat inilah yang menjadi pendorong untuk digunakan dalam industri yaitu modifikasi metode sehingga biopolimer yang bernilai ini digunakan sebagai bahan yang multiguna (Taranathan and Kittur, 2003). Pemanfaatan kitin dan turunannya di bidang industri adalah untuk pangan yang berserat, kosmetik, alat pembalut dan untuk toilet.

Kitosan hasil deasetilasi kitin larut dalam asam encer seperti asam asetat dan asam formiat. Kitosan dapat membentuk gel dalam N-metilmorpholin N-Oksida yang dapat digunakan dalam formulasi pelepasan obat terkendali. Kandungan nitrogen dalam kitin berkisar 5-8% tergantung pada tingkat deasetilasi sedangkan nitrogen pada kitosan kebanyakan dalam bentuk gugus amino. Maka kitosan bereaksi melalui gugus amino dalam pembentukan N-asilasi dan reaksi basa schiff, merupakan reaksi yang penting (Kumar, 2000).

(24)

Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu mudah dibentuk menjadi spons, larutan, gel, pasta, membran dan serat yang sangat berperan dalam aplikasinya (Kaban, 2009).

2.1.2.2 Sifat Kimia

Sifat kimia kitosan antara lain adalah polimer poliamin berbentuk linear, mempunyai gugus amino dan hidroksil yang aktif dan mempunyai kemampuan mengkelat beberapa jenis logam.

Adanya gugus amino dan hidroksil dari kitosan juga menyebabkan kitosan mudah dimodifikasi secara kimia antara lain dalam reaksi pembentukan:

a. N-Asil

Metode yang paling sederhana adalah dengan mereaksikan asam karboksilat dengan kitosan, pemanasan larutan kitosan dalam asam formiat 100% pada suhu 90-o

C dengan penambahan piridin sedikit demi sedikit untuk menghasilkan N-formilkitosan, serta N-Asetil dalam asam asetat 20%.

b. O-Asilasi

Gugus amino kitosan lebih reaktif daripada gugus hidroksilnya. Karenanya gugus amino perlu di proteksi selama proses asilasi untuk menghasilkan O-Asilkitosan. Metode proteksi yang dilakukan antara lain melalui pembuatan basa schiff disusul O-Asetilasi menggunakan larutan asetat anhidrida-piridin untuk mencegah hidrolisis asam dari basa schiff.

(25)

Pembuatan O-Asetil kitosan dapat juga dilakukan dengan melarutkan kitosan terasetilasi dalam asam formiat 90% yang mengandung asetat anhidrida dan HClO4, dengan asumsi protonasi gugus amino akan mencegah terjadinya N-Asetilasi.

c. Basa Schiff

Basa schiff turunan kitosan belum dibahas seluas N-Asil kitosan atau eter kitosan karena rendahnya kestabilan basa schiff yang menyebabkan basa schiff mudah mengalami hidrolisis asam dan telah digunakan sebagai proteksi terhadap gugus amina.

Turunan basa schiff dapat diperoleh dari reaksi film kitosan dengan aldehid alifatik, bukan saja yang linier-asetaldehid ke dekanal juga yang bercabang dan aldehid aromatrik.

d. N- dan O-Asilasi

N- dan O-Asilasi kitosan juga dapat diperoleh bersamaan dengan menggunakan asil klorida. Caranya dengan merefluks kitosan dalam campuran dodekanoil klorida berlebih-piridin-kloroform dan ditambah asam klorida sesudah direfluks 5 jam. Produk yang diperoleh sesudah 9 jam larut dalam kloroform, benzen, dietil eter dan piridin.

e. Eter Kitosan

Pembuatan derivat Alkil kitosan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu O-alkilasi kitin disusul pengurangan N-Asetilasi dan O-O-alkilasi derivat kitosan, dimana gugus amino diproteksi selama reaksi alkilasi.

Karboksimetil kitosan yang diperoleh melalui prosedur pertama menghasilkan garam natrium dengan gugus amin bebas dalam bentuk basa maupun

(26)

garam hidroklorida dari amino dengan gugus karboksimetil dalam bentuk asam. Sensitifitas terhadap penambahan elektrolit meningkat dengan bertambahnya karboksimetilasi. Perlakuan alkali kitin dengan epiklorohidrin pada 0-15oC disusul deasetilasi menghasilkan O-hidroksialkil kitosan (Kaban, 2007).

f. N-Alkil

Metode yang paling mudah untuk N-alkilasi kitosan adalah reaksi antara kitosan dan alkil halida yaitu metode yang menyelidiki reaksi kitosan dengan metil-etil iodida dalam keberadaan beberapa amina tersier, piridin, dimmetil-etilpiridin, trimmetil-etil piridin dan trietilamin.

g. Kitosan nitrat

Penyelidikan kitosan nitrat dilakukandengan dua cara yaitu, petama melarutkan kitosan dalam HNO3 absolut, kemudian yang kedua kitosan ditambahkan dalam campuran 1:1:1 dari asam asetat glasial; asetat anhidrid; asam nitrit absolut selama 5,5 jam pada suhu <5oC.

h. Kitosan pospat

Tehnik penyiapan kitosan pospat yang dikembangkan ada dua cara yaitu, pertama berdasarkan pada metode penyiapan selulosa pospat, dimana mula-mula seluruh campuran asam posporat dan urea dipanaskan kemudian diubah dengan menggunakan cairan inert sebagai perantara reaksi. Metode yang kedua adalah reaksi poaporus pentoksida dengan kitosan yang dilarutkan dalam asam metanasulponat.

i. Kitosan sulpat

Kitosan sulpat diperoleh dengan menggunakan ClSO3H-piridin yang dicampur selama 1 jam pada suhu 100oC. Hasil yang diberikan mengandung dua

(27)

gugus sulpat setiap satu D-glukosamin anhidra. Perlakuan lain adalah menggantikan piridin dengan DMF, karena komleks SO3-DMF melebihi DMF maka reaksi dibuat pada suhu kamar. Hasil yang diberikan mengandung satu gugus N-sulfat dan satu gugus O-sulfat setiap D-glukosamin anhidra (March, 1984).

2.1.3 Kegunaan Kitosan

Kitosan merupakan turunan kitin yang paling bermanfaat. Ini disebabkan karena berat molekul yang tinggi, sifat polielektrolit, keberadaan gugus fungsional, kemampuan untuk membentuk gel, dan kemampuan mengadsorbsi. Selanjutnya kitosan dapat dimodifikasi secara kimia dan enzimatik dan bersifat biodegradable dan biokompatibel dengan sel dan jaringan manusia. Untuk pemanfaatannya, berat molekul dan tingkat deasetilasi sangat berperan, karena kedua parameter ini mempengaruhi kelarutan, sifat-sifat fisikokimia, dan sifat biokompatibilitas serta aktivitas immunitas. Kapasitas mengadsorbsi kitin dan kitosan meningkat dengan bertambahnya kandungan gugus amino yang bebas (Syanowiecki and Al-Kateeb, 2003).

Kitosan banyak digunakan dalam berbagai industri antara lain industri farmasi, kesehatan, biokimia, bioteknologi, pangan, pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, industri tekstil, industri perkayuan, dan industri kertas (Kaban, 2009). Sifat-sifat dan pemanfaatan kitosan antara lain dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.1 Sifat-sifat dan Pemanfaatan Kitosan

Sifat-sifat Pemanfaatan

Kationik : Polielektrolit linier bermuatan tinggi

Mengkelat ion logam beracun

Pemurnian air Flokulan yang baik

Kimiawi : Berat Molekul tinggi Gugus amino dan hidroksil

Viskositas tinggi, film Modifikasi kimia

(28)

Bioaktivitas Antimikroba, antitumor

Farmasi : Biokompatible, biodegradable Penyembuh luka, pelepasan obat, kulit sintesis, kontak lensa

Sifat-sifat Pemanfaatan

Umum-kosmetik :

Pelembab, pakan, penyalut, pelindung

Produk perawatan kulit, perawatan/pemeliharaan rambut

Makanan dan Pertanian: Pengikat ion (asam empedu atau asam lemak)

Fungistatik Bakteriologis: Penjerat dan Adsorben

Penurun kolesterol, antikanker, serat pangan, anti luka

Meningkatkan produksi, bahan penjerat

Sumber : Taranathan and Kittur (2003).

2.2 Kosmetik

2.2.3 Bahan Kosmetik

Kosmetik berasal dari kata Yunani ”Kosmetikos” yang berarti keterampilan menghias (Trenggono, 2007). Sedangkan menurut Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia, kosmetik adalah setiap bahan atau sediaan yang dimaksudkan untuk digunakan pada seluruh bagian luar tubuh manusia (epidermis, rambut, kuku, bibir dan organ genital bagian luar) atau gigi dan membran mukosa disekitar mulut terutama untuk membersihkan, mewangikan, mengubah penampilan dan atau memperbaiki bau badan dan atau melindungi serta memelihara tubuh pada kondisi baik.

Bahan kosmetik merupakan bahan-bahan yang termasuk di dalam kosmetik tertentu, misalnya cat kuku secara garis besar memiliki bahan-bahan pembentuk lapisan film yang tidak tembus air dan udara seperti selulosa asetat, selulosa aseto butirat, etil selulosa, nitroselulosa, bahan plasticizer supaya cat kuku tidak mudah terkelupas seperti ester-ester dibutil ptalat, trietil sitrat, butil stearat, bahan resin

(29)

supaya cat kuku lebih rekat dan lebih tebal seperti sulfonamida-formaldehid dan bahan pelarut serta bahan pewarna (Trenggono, 2007).

Bahan kosmetik lain seperti kosmetik lotion dibuat dari bahan yang menggunakan turunan karboksil kitosan, asam hialuronik, etanol, gliserin, metil paraben, sodium adetat dan air. Kosmetik tersebut menunjukkan pengaruh pelembaban kulit yang sangat baik (Tabloid Nova, 2008).

2.2.4 Pemanfaatan Kitosan dalam Bidang Kosmetik

Pada tahun 1976, Gross, Konrad dan Mager telah menemukan bahwa beberapa garam-garam kitosan sangat efektif digunakan dalam bahan perawatan rambut, kulit dan mulut. Garam-garam kitosan tidak larut dalam larutan netral dan basa serta dalam bahan yang mengandung deterjen yang bermuatan negatif. Sifat ini menjadikan adanya batasan penggunaan kitosan dalam bidang kosmetik, namun beberapa penelitian tentang sintesis kitosan telah menghasilkan turunan kitosan yang sesuai dengan deterjen yang bermuatan negatif sehingga dapat digunakan untuk semua jenis kosmetik(Skjak-Braek, et al., 1989).

Kitosan dapat mempengaruhi kelembaban kulit serta memberi perlindungan terhadap kerusakan mekanik serta efek anti elektrostatik pada rambut, tergantung pada berat molekul dan derajat deasetilasinya. Kitosan dengan berat molekul tinggi akan meningkatkan resistansi air terhadap emulsi, sehingga memberi perlindungan terhadap irradiasi dan meningkatkan kemampuan membentuk film. Krim kosmetik yang ditambahkan 1,0% kitosan akan meningkatkan bioaktivasi unsur-unsur lipofilik seperti vitamin, sehingga dapat meresap lebih baik pada permukaan kulit. Kapasitas pembentukan film dan sifat antiseptik kitosan melindungi dari kemungkinan infeksi mikroba (Synowiecki and Al-Kateeb, 2003).

1. Reaksi antara kitosan dengan senyawa epoksida, yaitu reaksi kitosan dengan etilena oksida, butilena oksida dan glisidol menghasilkan turunan kitosan yang larut dalam air dan sesuai dengan deterjen yang bermuatan negatif.

(30)

Turunan kitosan ini dapat dibuat membran dan digunakan dalam produk-produk kosmetik seperti sampo, pelembab dan sabun.

2. Reaksi antara kitosan dan gabungan senyawa epoksida yang bermuatan positif dan negatif, yaitu reaksi antara glisidiltrimetilamonium klorida dan etilena oksida, propilena oksida dan glisidol dengan kitosan yang bermuatan menghasilkan polimer yang dapat digunakan pada hampir seluruh produk kosmetik. Hasil reaksi ini terbukti dapat digunakan dalam perawatan kulit dan rambut.

3. Reaksi dengan senyawa epoksida dan alkilhalogenida, yaitu reaksi N-Hidroksilpropil kitosan dengan senyawa alkilhalogenida (misalnya etil bromida dan etil klorida). Hasil reaksi ini larut dalam dalam berbagai pelarut organik. Apabila kitosan dimodifikasi dengan senyawa yang sesuai dapat digunakan sebagai resin pada hair spray.

4. Asil kitin, yaitu telah dibuktikannya oleh peneliti terdahulu bahwa senyawa asil kitin tidak dapat digunakan untuk hair spray tetapi asil kitin dan kitosan ini dapat digunakan dalam pembentuk membran atau senyawa resin dalam

nail polish.

5. Sulfoalkil Kitosan, yaitu reaksi antara kitin atau kitosan yang bersifat basa dengan 1,3 propana sulfonat akan menghasilkan ampholitik dimana gugus sulfopropil akan mesubstitusi atom yang tidak bernuatan, yang dapat digunakan dalam kosmetik kulit. (Skjak-Braek, et al., 1989).

(31)

Gambar 2.4 Penggunaan beberapa turunan kitosan dalam bidang kosmetik

2.3 Reaksi Interesterifikasi

Interesterifikasi adalah reaksi perubahan dari statu ester menjadi ester yang lain, dimana terjadi pertukaran antara gugus asil ester yang satu dengan gugus alkoksi dari ester yang lain, demikian juga sebaliknya gugus asil dari ester menerima gugus alkoksi dari ester yang lainnya sehingga terbentuk dua senyawa ester yang baru.

Reaksi interesterifikasi terbagi atas 3, yaitu : transesterifikasi, alkoholisis dan asidolisis (Moran, 1994).

Transesterifikasi adalah istilah umum yang digunakan untuk menjabarkan reaksi organik dimana ester yang ditransformasi menjadi bahan lain melalui

(32)

interchange alkoxy. Reaksi transesterifikasi adalah reaksi setimbang dan transformasi yang terjadi oleh adanya pencampuran reaktan (Hendartomo, 2004).

Reaksinya sebagai berikut:

R─COOR1 + R2─COOR3 R─COOR3 + R2─COOR1 Ester 1 Ester 2 Ester baru 1 Ester baru 2

Alkoholisis adalah : reaksi suatu asam karboksilat dengan alkohol untuk membentuk suatu ester, reaksi ini merupakan reaksi bolak balik yang pada suhu kamar akan berlangsung sangat lambat namun dapat dipercepat dengan bantuan suatu katalis yang biasa dipergunakan seperti HCl dan H2SO4 demikian juga penggunaan alkohol yang berlebih (Hendartomo,2004).

Reaksinya sebagai berikut:

R – C – OOR’ + R” – OH R – C –OOR” + R’OH Asam karboksilat Alkohol Ester

Asidolisis adalah : reaksi pembentukan suatu ester antara asam lemak dengan ester yang lain. Disini terjadi pertukaran gugus alkil pada ester dengan atom hidrogen dari asam yang digunakan.

Reaksinya sebagai berikut :

R–COOR’ + R”–COOH R”–COOR’ + R−COOH

ester 1 asam ester 2 asam

2.4 Gugus Pelindung

Reaksi kimia yang memiliki gugus fungsi lebih dari satu memerlukan reaksi selektif untuk menghindarkan terjadinya reaksi terhadap seluruh gugus fungsi yang ada akibat pengaruh dari pereaksi yang berlebihan.

(33)

Dalam mendapatkan reaksi yang selektif terhadap gugus fungsi yang menjadi sasaran perubahan reaksi, maka gugus fungsi lain yang memiliki potensi untuk terserang diberi perlindungan. Perlindungan terhadap gugus fungsi yang diharapkan tidak mengalami perubahan tersebut dilakukan dengan cara melindungi gugus fungsi itu terlebih dahulu secara selektif agar tidak terserang oleh pereaksi yang diberikan. Semua gugus fungsi memiliki cara tertentu melalui penggunaan pereaksi untuk melindunginya, baik gugus karbonil, hidroksil, amino, ikatan rangkap dan gugus lainnya (Greene, 1991).

Gugus amino mempunyai pereaksi tertentu untuk melindunginya misalnya dengan AcOC6H4-p-NO2, pH 11. Perlindungan gugus amina dengan AcOC6H4-p -NO2 akan membentuk –NHAc. Sebagai contoh :

CO2H O2N OAc CO2H

│ NH2 │ NHAc H2N pH 11 H2N

Pereaksi lain yang digunakan untuk melindungi gugus amino adalah asetaldehida, ionCu(II), dan asam perklorat. Pereaksi yang menggunakan R2NCOCH2Cl dengan contoh reaksi sebagai berikut:

H2N R2N

R2NCOCH2Cl + LiOH, H2O NH

H2N 100oC, 1jam O NH2

Deproteksi terhadap gugus amino dapat dilakukan antara lain dengan menggunakan asetat anhidrida, K2CO3, Hog kidney asilasi dan bromokatekolboran.

2.5

Surfaktan dan Pengujian HLB 2.5.1 Surfaktan

(34)

Molekul-molekul atau ion-ion yang teradsorbsi pada perbatasan (interfasa) disebut dengan bahan aktif permukaan (surface active agents) atau surfaktan. Surfaktan mempunyai peran penting untuk menurunkan tegangan permukaan bahan yang dikenai. Penggunaan surfaktan terbagi atas tiga golongan, yaitu sebagai bahan pembasah (wetting agents), bahan pengemulsi (emulsifying agents), dan sebagai bahan penglarut (solubilizing agents). Aktifitas kerja suatu surfaktan karena sifat ganda dari molekul tersebut (Pavia, 1976).

Secara umum gugus hidrofob memiliki lebih banyak variasi dibandingkan gugus hidrofil. Selain gugus hidrokarbon berantai panjang, di bawah ini merupakan variasi struktur gugus hidrofob lainnya, yaitu:

1. Gugus alkil rantai panjang lurus (n = C8-C22 dengan substitusi dari kulit kepala) CH3(CH2)n-S.

2. Gugus alkil rantai panjang bercabang (n=C8-C22, substitusi internal) CH3(CH2)nC(CH3)H(CH2)mCH2-S.

3. Rantai alkena tidak jenuh, contohnya turunan dari minyak nabati

CH3(CH2)nCH=CH(CH2)m-S.

4. Alkil benzena (C8-C15C6H4 dengan bentuk substitusi yang berbeda-beda) C9H19(C6H4)-S.

5. Alkil naftalena (alkil R biasanya C3 atau lebih besar) Rn-C10H(7-n)-S.

6. Gugus Fluroalkil (n>4, sebagian atau seluruhnya terfluoronasi) CF3(CF2)2-S. 7. Polidimetilsiloksan, CH3-(Osi[CH3]2O)n-S.

8. Turunan polioksipropilena glikol CH3CH(OH)-CH2-O(-CH(CH3)CH2O)n-S. 9. Biosurfaktan.

10.Turunan polimer alami dan sintetik.

Dengan banyaknya variasi struktur senyawa yang dapat digunakan sebagai surfaktan maka akan memberikan banyak aplikasi surfaktan yang dihasilkan tergantung kepada kegunannya (Myers, 2006).

(35)

Griffin merancang suatu skala sembarang dari berbagai angka untuk dipakai sebagai suatu ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB) dari zat-zat aktif permukaan (surfaktan). Dengan bantuan angka ini, adalah mungkin untuk membentuk suatu jarak HLB untuk efisiensi optimum atau terbaik dari masing-masing golongan surfaktan seperti terlihat pada gambar 2.5. HLB dari sejumlah senyawa dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

HLB = 20 (1-S/A), dimana S adalah bilangan penyabunan senyawa dan A adalah bilangan asam senyawa.

Gambar 2.5 Skala Penunjuk Nilai HLB Surfaktan

Nilai HLB beberapa surfaktan dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut :

Tabel 2.2 Nilai HLB Beberapa Surfaktan *)

Zat HLB

Asam oleat

Gliseril Monostearat

1 3,8

(36)

Sorbitan mono-oleat Sorbitan monolaurat Trietanolamin oleat

Poliositilena sorbitan mono-oleat Poliositilena sorbitan monolaurat Natrium oleat

Natrium lauril sulfat

4,3 8,6 12 15 16,7 18 40 *) ( Martin, 1993).

Davies telah menghitung nilai HLB untuk zat aktif permukaan dengan memecah berbagai molekul surfaktan ke dalam gugus-gugus penyusunnya, yang masing-masing diberi suatu angka gugus. Penjumlahan dari angka-angka gugus untuk suatu surfaktan tertentu memungkinkan perhitungan nilai HLB nya menurut persamaan berikut :

HLB = ∑(angka-angka gugus hidrofilik) - ∑ (angka-angka gugus lipofilik) + 7 Harga HLB beberapa gugus fungsi dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut :

Tabel 2.3 Harga HLB Gugus Fungsi *)

Gugusan senyawa Angka gugus

Grup hidrofilik -SO4-Na+ -COO-Na+

38,7 19,1

(37)

Ester (cincin sorbitan) Ester (bebas)

Hidroksil (bebas)

Hidroksil (cincin sorbital) Grup lipofilik

H - C - -CH2 -CH3 -=CH-

6,8 2,4 1,9 0,5

0,475

0,475 0,475 0,475

(38)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Laba leher dua (Pyrex), termometer 2100C ( Fisons), kondensor bola (Pyrex), rotarievaporator (Heidolph), hotplate strirrer (Fisons), oven, Botol akuades, magnetik bar, corong pisah (Pyrex), tabung CaCl2 (Pyrex), spektrofotometer IR (Shimadzu), alat vakum (Fisons), kertas saring (Whatman), neraca analitis (Mettler PM 480), gelas ukur (Pyrex), gelas Beaker (Pyrex), gelas Erlenmeyer (Pyrex), statif dan klem, dan buret (Pyrex).

Sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan powder, metanol (p.a. E. Merck), benzena (p.a. E. Merck), n-heksana (p.a. E. Merck), asam sulfat 98% (p.a. E. Merck), akuades (p.a. E. Merck), asam asetat anhidrida (p.a. E. Merck), asam palmitat padat (p.a. E. Merck), asam asetat glatsial (p.a. E. Merck), kalsium klorida anhidrous (p.a. E. Merck), asam sitrat padat (p.a. E. Merck), natrium metoksida padat (p.a. E. Merck), natrium bikarbonat padat (p.a. E. Merck), asetaldehida (p.a. E. Merck), diklorometana (p.a. E. Merck), natrium sulfat anhidrous (p.a. E. Merck), kalium hidroksida padat (p.a. E. Merck), alkohol 96% (teknis), fenolftalein (p.a. E. Merck), asam oksalat padat (p.a. E. Merck), asam klorida 37% (p.a. E. Merck), dan brom timol biru (p.a. E. Merck).

3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1 Pembuatan reagen dan standarisasi

3.2.1.1 Pembuatan larutan indikator penolftalen

Sebanyak 1 gram fenolftalein dilarutkan dengan alkohol dalam labu takar 100 ml.

(39)

3.2.1.2 Pembuatan larutan H2C2O4 0.1 N

Sebanyak 1,575 gram H2C2O4.2H2O dilarutkan dalam labu takar 250 ml dan kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis batas.

3.2.1.3 Pembuatan larutan KOH-Alkohol 0,5 N

Sebanyak 7,0125 gram KOH dilarutkan dengan alkohol dalam labu takar 250 ml sampai garis batas dan distandarisasi dengan larutan H2C2O4 0,1 N dan indikator fenolftalein.

3.2.1.4 Pembuatan larutan KOH 0,1 N

Sebanyak 1,4 gram KOH dilarutkan dengan akuades dalam labu takar 250 ml sampai garis batas dan distandarisasi dengan larutan H2C2O4 0,1 N dan indikator fenolftaalein.

3.2.1.5 Pembuatan larutan HCl 0,5 N

Sebanyak 11,92 ml HCl 37% diencerkan dengan akuades dalam labu takar 250 ml sampai garis batas dan distandarisasi dengan larutan KOH 0,1 N dan indikator Brom Timol Blue.

3.2.1.6Pembuatan larutan KOH 0,02N

Sebanyak 50 ml larutan KOH 0,1 N diencerkan dalam labu takar 250 ml dengan akuades dan distandarisasi dengan larutan H2C2O4 0,1 N dan indikator fenolftalein.

3.2.1.7Pembuatan alkohol netral

Sebanyak 200 ml alkohol 96% ditambahkan 4 tetes indikator fenolftalein dan ditetesi dengan larutan KOH 0,1 N hingga menjadi merah muda.

3.2.2 Pembuatan Metil Palmitat

Sebanyak 12,8 gram (0,05 mol) asam palmitat dimasukkan ke dalam labu leher dua berisi magnet stirer yang dilengkapi dengan kondensor yang dialiri air dan ujungnya dihubungkan dengan tabung yang berisi CaCl2 anhidrous dalam kapas. Selanjutnya ditambahkan 50 ml metanol dan 100 ml benzena. Melalui corong penetes sambil diaduk dalam keadaan dingin diteteskan sebanyak 2 ml H2 SO4 (p). Campuran direfluks selama 5 jam. Hasil reaksi yang diperoleh diuapkan untuk menghilangkan pelarut benzena serta kelebihan metanol yang digunakan. Residu

(40)

dimasukkan ke dalam corong pisah dan diekstraksi dengan 200 ml n-Heksana. Lapisan atas dicuci dengan akuades sebanyak dua kali masing-masing sebanyak 25 ml, ditambahkan Na2SO4 anhidrous secukupnya dan didiamkan selama 30 menit, kemudian disaring. Filtrat hasil saringan diuapkan dan residu yang diperoleh adalah metil palmitat, kemudian dianalisis dengan spektroskopi infra merah.

3.2.3 Pembuatan senyawa aldimin kitosan

Sebanyak 1 gram (~0,000001 mol) kitosan dilarutkan dalam 100 ml asam asetat 1% dimasukkan dalam labu leher dua yang dihubungkan dengan kendensor yang dialiri air. Melalui corong penetes ditetaskan 3 ml asam asetat glasial sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Setelah 1 jam, ditambahkan 2 ml asetaldehida lalu diaduk pada suhu kamar selama 6 jam. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi infra merah.

3.2.4 Pembuatan Kitosan Asetat

Sebanyak 2 gram (~0,000001 mol) aldimin kitosan dimasukkan kedalam labu leher dua, ditambahkan pelarut diklorometana 100 ml. kemudian, dihubungkan dengan kendensor yang ujungnya dihubungkan dengan tabung yang berisi CaCl2 anhidrous dalam kapas. Melalui corong penetes, kemudian ditetesi asetat anhidrida sebanyak 2 ml sambil diaduk dengan pengaduk magnet, setelah itu direfluks pada suhu 60o selama 6 jam. Hasil yang diperoleh, dimasukkan dalam corong pisah. Lapisan bawah ditampung dari dicuci dengan akuades sebanyak dua kali, lalu disaring. Residu yang diperoleh dikeringkan, kemudian dianalisis dengan spektroskopi infra merah.

(41)

3.2.5 Pembuatan Kitosan Palmitat

Sebanyak 2 gram (~0,000001 mol) kitosan asetat dan 2,16 gram (0,01 mol) metil palmitat dimasukkan kedalam labu leher dua, ditambahkan 0,5 gram natrium metoksida sebagai katalis. Campuran direfluks selama 6 jam pada suhu 130-1400C. Hasil yang diperoleh, dimasukkan ke dalam corong pisah. Lapisan bawah ditampung dan dicuci dengan larutan asam sitrat 20%, kemudian disaring dan kelebihan asam sitrat dicuci dengan akuades sebanyak dua kali lalu disaring. Residu yang diperoleh ditambahkan natrium bikarbonat yang diikuti pencucian dengan akuades lalu dikeringkan. Kitosan palmitat yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi infra merah.

3.2.6 Uji HLB dengan Metode Titrasi

3.2.6.1Analisis Bilangan Penyabunan

Ditimbang ± 0,1 gram kitosan palmitat dan dimasukkan ke dalam gelas Erlenmeyer. Kemudian ditambahkan 25 ml larutan KOH-Alkohol 0,5 N dan dipanaskan hingga mendidih. Didinginkan dan ditambah 3 tetes indikator fenolftalein kemudian dititrasi dengan larutan HCl 0,5 N hingga warna merah muda hilang. Volume HCl yang terpakai dicatat dan dihitung bilangan penyabunan dengan rumus :

Bilangan Penyabunan =

(

)

sampel Massa

56,1 x NHCl x V V_blanko− _titrasi

3.2.6.2Analisis Bilangan Asam

Ditimbang ± 0,1 gram kitosan palmitat dimasukkan ke dalam gelas Erlenmeyer. Kemudian ditambah 10 ml larutan alkohol netral. Erlenmeyer tersebut ditutup dengan plastik dan dipanaskan selama 30 menit. Larutan teersebut didinginkan dan ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein lalu dititrasi dengan

(42)

larutan KOH 0,02 N sampai terbentuk larutan warna merah muda. Volume KOH yang dipakai dicatat dan dihitung bilangan asam dengan menggunakan rumus :

Bilangan Asam =

Sampel Massa

56,1 x N x

V_KOH _KOH

3.3 Bagan Penelitian

3.3.1 Pembuatan Metil Palmitat

12,8 gram asam palmitat (dalam labu leher dua)

Campuran

Å Ditambah 50 ml metanol

Residu Pelarut

Lapisan bawah Lapisan atas

Filtrat

Residu Å Ditambah 100 ml benzena

Å Diaduk dan diteteskan 2 ml H2SO4 (p)

Å Direfluks pada suhu 800C selama 5 jam Å Dirotarievaporasi

Å Diekstraksi dengan 200 ml n-Heksana Å Dicuci dengan akuades

Å Ditambah Na2SO4 anhidrous dan didiamkan selama 30 menit

Å Disaring

(43)

Metil Palmitat

Pelarut Analisis FT-IR

3.3.2 Pembuatan aldimin kitosan

1 gram kitosan (dalam labu leher dua)

Å Ditambah 100 ml CH3 COOH 1 % Campuran

Å Diteteskan 2 ml asetal dehida Å Distirrer pada suhu kamar selama 6

jam

Aldimin kitosan

(44)

3.3.3 Pembuatan Kitosan Asetat

2 gram Aldimin kitosan (dalam labu leher dua)

Campuran

Å Ditambah 100 ml diklorometana Å Diaduk dan ditetesi 2,16 g asetat anhidrida

Lapisan bawah Lapisan atas

Filtrat Residu

Kitosan asetat

Analisis FT-IR

Å Direfluks pada suhu 600C selama 6 Jam

Å Dimasukkan dalam corong pisah

Å Dicuci dengan akuades Å Disaring

(45)

3.3.4 Pembuatan Kitosan Palmitat

2 gram kitosan asetat (dalam labu leher dua)

Campuran

Lapisan bawah Lapisan atas

Filtrat Residu

Kitosan palmitat

Å Dicuci dengan larutan asam sitrat 20% Å Disaring

Å Ditambahkan natrium bikarbonat dan akuades Å Disaring

Å Dikeringkan

Å Dicuci dengan akuades

ÅDirefluks pada suhu 130-1400C selama 6 jam

Å Dimasukkan kedalam corong pisah.

Å ditambah 0.5 gram natrium metoksida Å Diaduk dan diteteskan 19 gram metil

(46)

3.3.5 Bagan Analisis

3.3.5.1 Analisis Bilangan Penyabunan

Sampel (±0,1 gram)

Sampel (±0,1 gram) 3.3.5.2 Analisis Bilangan Asam

Å Dimasukkan ke dalam gelas Erlenmeyer Å Ditambah 25 ml KOH – Alkohol 0,5 N Å Dipanaskan sampai mendidih

Å Didinginkan

Å Ditambah 3 tetes indikator fenolftalein Larutan merah muda

Å Dititrasi dengan HCl 0,5 N Larutan Bening

Hasil

Å Dicatat volume HCl 0,5 N

Å Dimasukkan ke dalam gelas Erlenmeyer Å Ditambah 10 ml Alkohol netral

Å Dipanaskan salama 30 menit Å Didinginkan

(47)

Å Dititrasi dengan KOH 0,02 N Larutan Merah muda

Hasil

Å Dicatat volume KOH 0,02 N Larutan Bening

(48)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Kitosan

Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan Fluka yang diperoleh dari kulit udang dengan derajat deasetilasi 87,4%. Spektrum FT-IR kitosan yang digunakan memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3425,58; 2870,08; 2337,72; 2137,13; 1597,06; 1419,61; 1381,03; 1327,03; 1080,14; 894,97 (gambar 4.1).

O H

O H O H2C

H O

H N H2

O H H

(49)

4.1.2 Metil Palmitat

Metil palmitat diperoleh dari hasil reaksi esterifikasi antara asam palmitat dengan metanol. Asam palmitat yang digunakan memiliki derajar kemurnian 95%. Metil palmitat yang diperoleh dari reaksi esterifikasi 12,8 g (0,05 mol) asam palmitat dengan 50 ml metanol diperoleh metil palmitat 10,24 g, spektrum FT-IR metil palmitat memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm -1

) 2917,33; 2849,31; 1741,96; 1435,64; 1174,62; 730,03 (gambar 4.2).

CH3-O-C-C15H31 O

Gambar 4.2 Spektrum FT-IR Metil Palmitat

4.1.3 Kitosan Asetat

Kitosan asetat merupakan hasil reaksi antara kitosan dengan asetat anhidrida. Dimana gugus NH2 pada kitosan terlebih dahulu diproteksi dengan cara mereaksikan kitosan dengan asetaldehida membentuk aldimin. Kemudian aldimin kitosan ini direaksikan dengan asetat anhidrida dalam pelarut diklorometana, direfluks selama 6

(50)

jam pada suhu 60oC. Hasil refluks kemudian dipisahkan antara residu dan pelarut. Residu dicuci dua kali dengan akuades. Residu yang diperoleh merupakan kitosan asetat dikeringkan dan diperoleh 1,55 g yang kemudian dianalisis secara spektroskopi FT-IR. Dari data spektroskopi FT-IR, spektrum aldimin kitosan memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3446,72; 2075,41; 1635,64; 1087,85 (gambar 4.3).

O H

O H O H2C

H O

H N

O H H

C H C H3

Gambar 4.3 Spektrum FT-IR Aldimin Kitosan

Sedangkan spektrum dari FT-IR kitosan asetat memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3441,01; 2885,51; 1635,64; 1558,48; 1373,32; 1311,59; 1157,29; 1072,42; 894,97 (gambar 4.4).

(51)

O H

O H2C

H N

O H H

CH CH3 O C

O CH3

Gambar 4.4 Spektrum FT-IR Kitosan Asetat

4.1.4 Kitosan Palmitat

Senyawa kitosan palmitat merupakan senyawa ester yang dibuat dengan mereaksikan kitosan asetat dan metil palmitat dengan bantuan katalis natrium metoksida, direfluks selama 6 jam pada suhu 130-140oC. Residu yang diperoleh dicuci dengan natrium sitrat 20% dan diikuti penambahan natrium bikarbonat dan akuades lalu disaring dan dikeringkan. Residu yang diperoleh berupa kitosan palmitat sebesar 1,45 g yang selanjutnya dianalisis secara spektroskopi FT-IR. Hasil analisis secara spektroskopi FT-IR memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3387,0; 2916,37; 2850,79; 1720,50; 1627,92; 1562,34; 1377,17; 1068,56; 717,52; 609,51 (gambar 4.5).

(52)

O H

O H2C

H NH2

O H H

O C O

C15H31

4.1.5 Nilai HLB

Nilai HLB Kitosan Palmitat diperoleh dari analisis bilangan penyabunan dan analisis bilangan asam dengan cara titrasi. Hasil yang diperoleh dari analisis bilangan penyabunan dan hasil analisis bilangan asam digunakan dalam penentuan bilangan penyabunan dan penentuan bilangan asam yang dapat dilihat pada tabel 4.1 dan 4.2 berikut :

Tabel 4.1 Penentuan Bilangan Penyabunan

Massa sampel (gram) Volume titrasi (ml) Sampel

M1 M2 M3 M V1 V2 V3 V

Blanko _ _ _ _ 32,27 32,26 32,27 32,27

Kirosan Palmitat 0,101 0,102 0,101 0,101 32,18 32,19 32,19 32,19 Gambar 4.5 Spektrum FT-IR Kitosan Palmitat

(53)

Tabel 4.1 Penentuan Bilangan Penyabunan

Massa sampel (gram) Volume titrasi (ml) Sampel

M1 M2 M3 M V1 V2 V3 V

Blanko _ _ _ _ 32,27 32,26 32,27 32,27

Kirosan Palmitat 0,101 0,102 0,101 0,101 32,18 32,19 32,19 32,19

Tabel 4.2 Penentuan Bilangan Asam

Massa sampel (gram) Volume titrasi (ml) Sampel

M1 M2 M3 M V1 V2 V3 V

Kirosan Palmitat 0,101 0,101 0,102 0,101 5,24 5,25 5,25 32,19

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pembuatan Metil Palmitat

Reaksi asam palmitat dengan metanol menghasilkan metil palmitat merupakan reaksi esterifikasi. Reaksinya adalah :

+ CH3OH + H2O Asam Palmitat Metanol Metil Palmitat

C15H31C-OH O

C15H31C-OCH3 O H2SO4

Reaksi esterifikasi asam palmitat dan metanol terjadi dengan adanya katalis asam sulfat. Adisi nukleofil oleh metanol terhadap asam palmitat akan membentuk ikatan ester. Kesetimbangan berlangsung dalam suasana asam dimana protonasi terjadi terhadap salah satu gugus hidroksil yng mengakibatkan lepasnya air. Pada akhir reaksi ester yang berproton melepaskan protonnya (Hart, 1990). Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

(54)

O O−H -HSO4 OH

║ ║ ║

C15H31C─OH + H-HSO4 C15H31C─OH + CH3−OH C15H31C─OH metanol │

asam palmitat CH3O−H

O−H -HSO4 O

║ +

C15H31C─O−H C15H31C=O−H + H2O C15H31C─OCH3 + H2SO4 │ H │ metil palmitat

CH3O CH3O

Gambar 4.6 Mekanisme Reaksi Pembuatan Metil Palmitat

Spektrum hasil analisis spektroskopi FT-IR, spektrum metil palmitat (gambar 4.2) memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 2917,3cm-1; 2849,31 cm-1 yang menunjukkan gugus C-H sp3, dan serapan pada daerah bilangan gelombang 1741,96 cm-1 menunjukkan gugus karbonil C=O dari ester yang didukung oleh puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 1111,0 cm-1 menunjukkan gugus C-O-C serta serapan pada daerah bilangan gelombang 1220,37 cm-1; 1197,98 cm-1; 1174,6 cm-1 yang menunjukkan gugus C-O, juga dengan adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 730,03 cm-1 menunjukkan gugus alkil rantai panjang atau (CH2)n. Asam palmitat yang digunakan untuk pembuatan metil palmitat memiliki gugus hidroksil sebagai karboksilat (-COOH) yang pada pemeriksaan secara analisis spektroskopi gugus –OH akan memberikan vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3500-3300 cm-1 dan tidak dijumpainya vibrasi pada daerah tersebut menunjukkan bahwa asam palmitat telah sempurna membentuk metil palmitat.

(55)

Reaksi antara kitosan dan asetat anhidrida menghasilkan senyawa ester yang merupakan kitosan asetat. Dalam hal ini kitosan terlebih dahulu direaksikan dengan asetaldehida membentuk aldimin. Reaksinya adalah :

+ CH3COOH

Aldimin kitosan yang dihasilkan direaksikan dengan asetat anhidrida dengan pelarut diklorometana pada kondisi refluks. Senyawa asetat anhidrida termasuk ke dalam elektron sink yang baik dan bersifat reaktif apabila adanya serangan suatu nukleofil yang menyebabkan pecahnya ikatan pada C-O-C anhidrida. Dari reaksi aldimin kitosan dan asetat anhidrida, pasangan elektron bebas dari oksigen pada gugus alkohol posisi C-6 yang bersifat nukleofil dari aldimin kitosan akan bereaksi dengan gugus asil pada senyawa asetat anhidrida dalam pelarut diklorometana akan menghasilkan senyawa kitosan O-asetat. Mekanisme reaksinya adalah :

O O─H

║ ║

CH3─C─H CH3COO─H CH3─C─H +

CH3COO- CH3COO−H

CH3-C-O-C-CH3

O O

H O H2C

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 kitosan Kitosan asetat aldimin kitosan O H O H O

H N H2

O H

H H O H2C

n O H O H O H N O H H n C H C H3 CH3CHO

O H

O H O H2C

H O

H N H2

O H H

N─H H

O H

O H O H2C

H O H

O H

O H O H2C

H O H N H2

O H

H H

NH─H CH─OH CH3

O N H2 H

CH─OH CH3

(56)

CH3COO -O

H O H O H2C

H O H

CH3CO−

+ H2O + CH3COOH

O O ║ ║ + CH3−C−O−C−CH3

+ CH3COOH

CH3COO-

Gambar 4.7 Mekanisme Reaksi Pembuatan Kitosan Asetat

Terbentuknya aldimin kitosan dan kitosan asetat diidentifikasi dengan spetroskopi FT-IR. Dari hasil analisis spektroskopi FT-IR, spektrum aldimin kitosan (gambar 4.3) memberikan puncak-ouncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3448,72 cm-1 menunjukkan gugus O-H, serapan pada daerah bilangan gelombang 1404,16 cm-1 menunjukkan gugus C-H, dan serapan pada daerah bilangan gelombang 1087,85 cm-1 menunjukkan gugus C-O-C, selanjutnya serapan pada

N H2

O H

O H O H2C

H O H H

CH─OH2 CH3

+ N H2

O H

N─H CH CH3 n O H O H O H2C

H O H

N H2

O H N ║ CH │

CH3 n

O H

O H O H2C

H O

H N H2

O H H n N ║ CH │ CH3 O H O H O H2C

H O

H N H2

O H H

H O- O │ │ ║ CH2O─C─O─C─CH3

+ │ CH3 n N ║ CH │ CH3 O H O H O H2C

H O

H N H2

O H H n N ║ CH │ CH3 H O │ ║ CH2O─C

+ │

CH3 H _O

O H O H2C

H O H

N H2

O H

O CH2─O─C─CH3

N ║ CH │ CH3 n

(57)

daerah bilangan gelombang 1635,64 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C=N yang menggambarkan bahwa telah terbentuk aldimin kitosan (Silverstein, 1981). Sedangkan apektrum FT-IR (gambar 4.4) memberikan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3271 cm-1 yang menunjukkan gugus O-H, serapan pada daerah bilangan gelombang 2885,51 yang menunjukkan gugus C-H sp3 dan serapan pada daerah bilangan gelombang 1157,28 cm-1 yang masih menunjukkan gugus C-O-C, serta daerah bilangan gelombang 1635,64 dan 1558 cm-1 menunjukkan adanya gugus C=N dan C=O dari ester asetat.

Adanya puncak serapan pada daerah bilangan gelombang yang menunjukkan gugus-gugus fungsi tersebut dapat mengidentifikasikan terbentuknya kitosan asetat.

4.2.3 Reaksi Kitosan Asetat dengan Metil Palmitat

Reaksi antara kitosan asetat dan metil palmitat menghasilkan kitosan palmitat. Reaksinya adalah :

CH3ONa

+ C15H31COOCH3

Kitosan asetat Kitosan palmitat metil palmitat O H O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C CH3

O H

O H2C

H NH2

O H H n O C O

C15H31

refluks

O H

O H2C

H NH2

O H H

O C C15H31

N ║ CH │ CH3 NaHCO3

(58)

Senyawa kitosan palmitat yang diperoleh merupakan hasil dari reaksi transesterifikasi antara kitosan asetat dan metil palmitat dengan bantuan katalis natrium metoksida dalam kondisi refluks.

Reaksi transesterifikasi yang terjadi didukung oleh teori HSAB yang memperlihatkan C15H31C+O dari metil palmitat merupakan elektrofilik yang hard acid, akan tetapi lebih lunak daripada CH3C+O kitosan asetat. Begitu pula dengan CH3O- dari metil palmitat merupakan nukleofilik yang hard base akan tetapi lebih keras bila dibandingkan dengan RCH2O- dari kitosan asetat. Sehingga gugus asil C15H31C+O dari metil palmitat akan bereaksi dengan RCH2O- dari kitosan asetat membentuk kitosan palmitat dan CH3C+O dari kitosan asetat akan bereaksi dengan CH3O- dari metil palmitat membentuk metil asetat (Brahmana, 1994). Mekasnisme reaksinya adalah :

CH2

-OCH3 H

- OCH3 O O O ║ + C15H31─C─OCH3

-OCH3

H O

H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CHCH32 \ H

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 - + O H O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 - CH2 O H O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 O- │ CH2─C─C15H31 │

OCH3

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3

O O ║ ║

C─CH2─C-C15H31 + H O H O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 O - O │ ║ CH2─O─C─CH2─C-C15H31 │

OCH3

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3

O O ║ ║ C─CH2─C-C15H31 │

OCH3

CH2 ─ O-

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 O - │ CH2 ─O─ C─C15H31 │ CH2─C=O

OCH3

H2C O C O

CH3 O ║

CH2 ─O─ C─C15H31 H2C H O C O CH3 O ║ CH2 ─O─ C─C15H31 O

H O

H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C CH3

(59)

+H –_OCH 3

O ║

+ CH3─C─CH3 + -OCH3

O +H-OH

║

O H

O H2C

+ Na─O─C─O─H

(Smith, 1994).

Gambar 4.8 Mekanisme Reaksi Pembuatan Kitosan Palmitat

Dari hasil analisis spektroskopi FT-IR, spektrum kitosan palmitat (gambar 4.5), memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3380,0 cm-1; 3371,57 cm-1 menunjukkan gugus O-H dan gugus N-H yang saling tumpang tindih dari kitosan dan munculnya serapan pada daerah bilangan gelombang 1720,50 cm-1 menunjukkan adanya gugus karbonil C=O yang didukung oleh serapan pada daerah bilangan gelombang 1068,56 cm-1 yang menunjukkan gugus C-O-C, serta adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 1562,34 cm-1 menunjukkan tetap adanya gugus C-N dan tidak ditemukannya lagi serapan pada daerah bilangan gelombang 1635,64 cm-1 yang menunjukkan gugus C=N hal ini disebabkan oleh

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 O ║ CH2 ─O─ C─C15H31 HO H N O H H O C O CH3 O ║ CH2 ─O─ C─C15H31 n CH CH3 │ CH─CH3 │ O─C─OH ║ O O H O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 CH2 ─O

O ║ ─ C─C15H31

O H

O H2C

HO H N O H H n CH CH3 O C O CH3 O ║ O H O H2C CH2 ─O─ C─C15H31

NH │ CH─CH3 ║ O NH │ CH─CH3

│ OH O─C─OH │ O - O ║ H─O─C─O─H HO H N O H H O C O CH3 O ║ CH2 ─O─ C─C15H31 n CH CH3 Kitosan palmitat

O O ║ ║ + CH3 ─C─H + Na─O─C─O─H

NH2

(60)

dibukanya selubung yang telah memberikan proteksi terhadap gugus amina (-NH2), serta adanya gugus alkil rantai panjang (CH2)n dari rantai karbon palmitat yang ditunjukkan oleh serapan pada daerah bilangan gelombang 717,52 cm-1 sehingga dapat diidentifikasikan telah terbentuknya kitosan palmitat.

4.2.4 Pengujian Nilai HLB

Dari data penentuan bilangan penyabunan Kitosan Palmitat dapat dihitung nilai bilangan pernyabunan Kitosan Palmitat dengan menggunakan persamaan:

Bilangan Penyabunan =

) ( 1 , 56 . ) ( gram sampel Massa N V

Vblanko − titrasi HCl

= 101 , 0 1 , 56 . 501 , 0 ) 19 , 32 27 , 32 (

= 22,26

Dari data penentuan bilangan asam Kitosan Palmitat dapat dihitung nilai

bilangan asam Kitosan Palmitat dengan menggunakan persamaan:

) ( 1 , 56 . gram l MassaSampe N V Asam

Bilangan = KOH KOH

73 ,

57

101 ,

0

1 ,

56 .

0198

,

0 .

25 ,

5 =

(61)

3 ,

12 )

73 ,

57

26 ,

22

1 (

20 :

)

1 (

20 =

−

=

−

=

HLB

Maka

asam

bilangan

A

penyabunan

bilangan

S

dengan

A

S

HLB

Dari hasil uji HLB dengan cara titrasi telah diperoleh data penentuan bilangan penyabunan dan penentuan data bilangan asam dari kitosan palmitat. Dimana nilai bilangan penyabunan sebesar 22,26 dan nilai bilangan asam sebesar 57,73 yang memberi nilai HLB kitosan palmitat sebesar 12,3.

Nilai HLB kitosan palmitat sebesar 12,3 jika dilihat pada skala penunjuk nilai HLB surfaktan berada pada posisi nilai 8-16 yang menunjukkan bahwa kitosan palmitat sebagai surfaktan merupakan O/W zat pengemulsi.

(62)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melihat hasil penelitian, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Analisis spektroskopi FT-IR menunjukkan bahwa pembuatan bahan kosmetik kitosan menjadi kitosan palmitat dapat dilakukan melalui reaksi transesterifikasi antara kitosan asetat dan metil palmitat dengan bantuan katalis natrium metoksida dalam kondisi refluks, dimana kitosan terlebih dahulu direaksikan dengan asetaldehid membentuk aldimin dan kemudian diasetilasi dengan asetat anhidrid.

2. Hasil analisa FT-IR kitosan palmitat memberikan puncak-puncak serapan dan menunjukkan perubahan yang dapat kita lihat yaitu munculnya gugus alkil rantai panjang dan gugus ester yang berasal dari metil palmitat yang menandakan bahwa reaksi kitosan asetat dan metil palmitat telah menghasilkan kitosan palmitat.

3. Hasil uji HLB menunjukkan bahwa kitosan palmitat dapat digunakan sebagai pengemulsi dalam bahan formulasi kosmetik. Hasil pengujian HLB menunjukkan nilai 12,3 yang pada skala penunjuk nilai HLB surfaktan berada pada posisi nilai 8-16. Nilai HLB ini menunjukkan bahwa kitosan palmitat sebagai bahan surfaktan kosmetik merupakan zat pengemulsi O/W. Pengujian HLB dilakukan dengan metode titrasi dengan melakukan penentuan bilangan asam dan penentuan bilangan penyabunan.

(63)

5.2 Saran

Kepada peneliti selanjutnya disarankan agar :

1. Dapat meneliti kitosan palmitat dalam aplikasinya terhadap bahan formulasi kosmetik. Karena penelitian ini hanya meneliti sampai kepada pembuatan kitosan palmitat saja.

2. Melakukan karakterisasi lain pada kitosan palmitat dengan menggunakan NMR.

(64)

DAFTAR PUSTAKA

Agusnar, H. 2006. Penggunaan Kotosan dan Turunannya sebagai Penyalut Silika Gel dan Filter Fiber Glass Untuk Menyerap Logam Ni dan Cr Dalam Sistem

Aquatik dengan Ekstraksi Fasa Padat. Disertasi, Medan : Universitas

Sumatera Utara.

Ang, A.S.H, 1989. “Oleochemicals From Palm Oil and Palm Karnel Oil”. Dalam ELAESIS.

Alsalvar, C, and Taylor, T, 2002. Seafoods Quality, Rechnology and Nutraceuticals

Applications. Berlin : Springer.

Bastaman, S. 1989. Studies on Degradation and Extracktion of Chitin and Chitosan

From Prawn Shells. England : The Queen’s University of Belfast.

Bhat, S.G. 1990. Oleic Acid-A Value Added Produck From Plam Oil. Proc. Of 1989,

Int. P.O Dev. Conference Chemistry, Tecnologt and Marketing, Porin, Kuala

Lumpur. Malaysia. 130.

Dyke, S.F, Floyd A.J, Sainsbury M. and R.S Theobald. 1978. Organic Spectroscopy

AN Introduction. London : Longman.

Dutta, P.K, 2006. Chitin & Chitosan : The Spectacular Worldof

Bio-Macromolecules. India : Departement of Chemistry Motilal Nehru National

Institute of Technology Allahabad.

Genaro, R. A. 1990. Remington’s Pharmaceutical Science. 18th ed. Macle Printing Company, Easton-Pennsilva, USA.

Ginting, H.D, 1999. Proses Transesterifikasi Mentega Coklat dengan Minyak

Kelapa dalam Pembentukan Bahan Penyalur Coklat. Skripsi. Medan.

Greene, Theodora W. 1991. Protective Groups in Organic Synthesis. Jhon Wiley and Sons. New York

Hart, H. 1990. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.

Hendartomo, T. 2004. Pemanfaatan Minyak dari Tumbuhan untuk Pembuatan Biodiesel. Yogyakarta : UI-Press.

(65)

Kaban, J. 2007. Studi Karakteristik dan Aplikasi Film Pelapis Kelat Logam Alkali

Tanah Alginat-Kitosan. Disertasi. SPs USU Medan.

Kaban, J. 2009. Modifikasi Kimia dari Kitosan dan Aplikasi Produk yang

Dihasilkan. Pidato Pengukuhan Guru Besar. Kimia FMIPA USU Medan.

Kemit, R. 1995. Sintesa Ester Kitosan Oleat dari Hasil Reaksi Esterifiasi

Klorokitosan dengan Natrium Oleat. Skripsi. Medan.

Kumar, M.N.V.R. 2000. A Review of Chitin and Chitosan Application. Reactive &

Functional Polymers 46 (1) : hal 27.

Manalu, S. 2008. Sintesis Kitosan Laurat melalui Reaksi Transesterifikasi Metil Laurat dengan Kitosan Asetat. Skripsi. Medan.

March. J. 1984. Advanced Organic Chemistry. International Student Edition. Singapura : Mc. Graw Hill. International Book Co.

Martin, A.,Swarbick, J. and Cammarata, A. 1993. Farmasi Fisik. Jilid 2. Edisi ketiga. Jakarta. UI Press.

Moran. D. P. J. 1994. Fats in Food Products. Oxford. The Alden Press.

Myers, D. 2006. Surfactans Science and Technologi. New York : John Wiley and Sons.

Onsoyen, E. and. And Skaugrud, O. 1990. Metal Recovery Using Chitosan. J. Chem.

Technol. Biotechnol. Vol 49.pp.395-404.

Pavia, D. 1976. Introduction for Organik Laboratory techniques. Philadelphia : Saunders Company.

Poedjiadi, A. Supriyanti ; T.2007. Dasar-Dasar Biokimia, Bandung : UI-Press.

Rudall, K.M. and W. Kenchington. 1973. The Chitin System Biology. Review 49 ; 497.

Richtler, H.J. and Knault, J. 1984. Challenges To A Nature Industry, Marketing Economics of Oleochemicals in Western Europe. J.am.oil.chem.soc.vol.61.

(66)

Shoog, D.A. and J.J. Leary. 1992. Principles of Instrumental analysis. Fourth Edition London : Saunders college Publishing.

Silverstein, R.M, Bassler, G.C. and Terence C.M. 1981. Spectrometric Identification

of Organic Compounds. Fourth Edition. New York : Jhon Wiley & Sons.

Skjak – Braek G. Anthonsen, T. and Sandfood, P. 1989. Chitin and Chitosan : Sources, Chemistry, Biochemistry, Physical Properties and Aplications, Eiseivier App. Sc, London. Critical Reviews in Food ; Proquest Medical Library.

Smith, B. M. 1994. Organic Synthesis Volume II, International Edition. Mc Graw Hill.

Synowiecki, J. and. N.A.Al-khakeb. 2003. Production, Properties and Some New

Aplication of Chitin and its Derivatives. Crisical Review in Food Science and

Nutrition 43 (2) ; 145 – 171.

Tabloid Nova, 2008. Kitosan Pelembab Yang Baik untuk Kosmetik.

Tharanathan, R. N. and F.S. Kittur. 2003. Chitin – The Undisputed Biomokcule of

Great Potential. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 43,1 ;

Proquest.

Trenggono, I. R. 2007. Ilmu Pengetahuan Kosmetik. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

Urugami, S. and S.Tokura, 2006. Material Science of Chitin and Chitosan. Kodansha Ltd., Tokyo.

(1)

3 ,

12 )

73 ,

57

26 ,

22

1 (

20 :

)

1 (

20 =

−

=

−

=

HLB

Maka

asam

bilangan

A

penyabunan

bilangan

S

dengan

A

S

HLB

(2)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melihat hasil penelitian, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

(3)

5.2 Saran

Kepada peneliti selanjutnya disarankan agar :

1. Dapat meneliti kitosan palmitat dalam aplikasinya terhadap bahan formulasi kosmetik. Karena penelitian ini hanya meneliti sampai kepada pembuatan kitosan palmitat saja.

2. Melakukan karakterisasi lain pada kitosan palmitat dengan menggunakan NMR.

(4)

DAFTAR PUSTAKA

Agusnar, H. 2006. Penggunaan Kotosan dan Turunannya sebagai Penyalut Silika Gel dan Filter Fiber Glass Untuk Menyerap Logam Ni dan Cr Dalam Sistem

Aquatik dengan Ekstraksi Fasa Padat. Disertasi, Medan : Universitas

Sumatera Utara.

Ang, A.S.H, 1989. “Oleochemicals From Palm Oil and Palm Karnel Oil”. Dalam ELAESIS.

Alsalvar, C, and Taylor, T, 2002. Seafoods Quality, Rechnology and Nutraceuticals Applications. Berlin : Springer.

Bastaman, S. 1989. Studies on Degradation and Extracktion of Chitin and Chitosan

From Prawn Shells. England : The Queen’s University of Belfast.

Bhat, S.G. 1990. Oleic Acid-A Value Added Produck From Plam Oil. Proc. Of 1989,

Int. P.O Dev. Conference Chemistry, Tecnologt and Marketing, Porin, Kuala

Lumpur. Malaysia. 130.

Dyke, S.F, Floyd A.J, Sainsbury M. and R.S Theobald. 1978. Organic Spectroscopy

AN Introduction. London : Longman.

Dutta, P.K, 2006. Chitin & Chitosan : The Spectacular Worldof

Bio-Macromolecules. India : Departement of Chemistry Motilal Nehru National

Institute of Technology Allahabad.

Genaro, R. A. 1990. Remington’s Pharmaceutical Science. 18th ed. Macle Printing Company, Easton-Pennsilva, USA.

Ginting, H.D, 1999. Proses Transesterifikasi Mentega Coklat dengan Minyak

Kelapa dalam Pembentukan Bahan Penyalur Coklat. Skripsi. Medan.

Greene, Theodora W. 1991. Protective Groups in Organic Synthesis. Jhon Wiley and Sons. New York

Hart, H. 1990. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.

Hendartomo, T. 2004. Pemanfaatan Minyak dari Tumbuhan untuk Pembuatan Biodiesel. Yogyakarta : UI-Press.

(5)

Kaban, J. 2007. Studi Karakteristik dan Aplikasi Film Pelapis Kelat Logam Alkali

Tanah Alginat-Kitosan. Disertasi. SPs USU Medan.

Kaban, J. 2009. Modifikasi Kimia dari Kitosan dan Aplikasi Produk yang

Dihasilkan. Pidato Pengukuhan Guru Besar. Kimia FMIPA USU Medan.

Kemit, R. 1995. Sintesa Ester Kitosan Oleat dari Hasil Reaksi Esterifiasi

Klorokitosan dengan Natrium Oleat. Skripsi. Medan.

Kumar, M.N.V.R. 2000. A Review of Chitin and Chitosan Application. Reactive & Functional Polymers 46 (1) : hal 27.

Manalu, S. 2008. Sintesis Kitosan Laurat melalui Reaksi Transesterifikasi Metil Laurat dengan Kitosan Asetat. Skripsi. Medan.

March. J. 1984. Advanced Organic Chemistry. International Student Edition. Singapura : Mc. Graw Hill. International Book Co.

Martin, A.,Swarbick, J. and Cammarata, A. 1993. Farmasi Fisik. Jilid 2. Edisi ketiga. Jakarta. UI Press.

Moran. D. P. J. 1994. Fats in Food Products. Oxford. The Alden Press.

Myers, D. 2006. Surfactans Science and Technologi. New York : John Wiley and Sons.

Onsoyen, E. and. And Skaugrud, O. 1990. Metal Recovery Using Chitosan. J. Chem.

Technol. Biotechnol. Vol 49.pp.395-404.

Pavia, D. 1976. Introduction for Organik Laboratory techniques. Philadelphia : Saunders Company.

Poedjiadi, A. Supriyanti ; T.2007. Dasar-Dasar Biokimia, Bandung : UI-Press.

Rudall, K.M. and W. Kenchington. 1973. The Chitin System Biology. Review 49 ; 497.

Richtler, H.J. and Knault, J. 1984. Challenges To A Nature Industry, Marketing Economics of Oleochemicals in Western Europe. J.am.oil.chem.soc.vol.61.

(6)

Shoog, D.A. and J.J. Leary. 1992. Principles of Instrumental analysis. Fourth Edition London : Saunders college Publishing.

Silverstein, R.M, Bassler, G.C. and Terence C.M. 1981. Spectrometric Identification

of Organic Compounds. Fourth Edition. New York : Jhon Wiley & Sons.

Smith, B. M. 1994. Organic Synthesis Volume II, International Edition. Mc Graw Hill.

Synowiecki, J. and. N.A.Al-khakeb. 2003. Production, Properties and Some New

Aplication of Chitin and its Derivatives. Crisical Review in Food Science and

Nutrition 43 (2) ; 145 – 171.

Tabloid Nova, 2008. Kitosan Pelembab Yang Baik untuk Kosmetik.

Tharanathan, R. N. and F.S. Kittur. 2003. Chitin – The Undisputed Biomokcule of

Great Potential. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 43,1 ;

Proquest.

Trenggono, I. R. 2007. Ilmu Pengetahuan Kosmetik. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

Urugami, S. and S.Tokura, 2006. Material Science of Chitin and Chitosan. Kodansha Ltd., Tokyo.