Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan. Analisa FT-IR dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA-UGM
Yogyakarta.
1.6 Metodologi Penelitain
Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen laboratorium. Dimana kitosan terlebih dahulu direaksikan dengan asetaldehida untuk melindungi gugus amin
dari kitosan menghasilkan aldimin kitosan, dan dianalisa dengan spektrofotometer FT-IR. Dilanjutkan dengan eterifikasi, dimana aldimin kitosan direaksikan dengan
asam monokloroasetat dengan menggunakan KOH dan isopropanol sebagai pelarut dalam kondisi refluks pada suhu 60 ºC, disaring dan dikeringkan pada
suhu 50°C. Hasilnya dianalisa dengan spekrofotometer FT-IR’ Kemudian dilakukan pelepasan gugus pelindung dengan penambahan natrium bikarbonat dan
akuades, dikeringkan pada suhu 55°C. Hasil yang diperoleh dianalisa dengan spektrofotometer FT-IR. Dilanjutkan dengan asilasi dengan lauroil klorida.
Hasilnya yang diperoleh dianalisa FT-IR dan dilakukan uji nilai HLB.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kitin dan Kitosan
Kitin tersebar luas di alam terutama pada hewan dan sejumlah protozoa. Kitin merupakan bahan organikyang melimpah kedua setelah selulosa. Produksi
kitin dan kitosan berkisar 700 metrik ton per tahun, dan pemasarangnya diperkirakan sekitar 5 triliun yen, sekitar 85 kitosan yang diproduksi di jepang
digunakan untuk pengolahan air limbah industri pangan Alasalvar Taylor, 2002. Pada saat ini, hanya sedikit jumlah limbah cangkang yang dimanfaatkan
sebagai pakan ternak dan bahan sumber kitin sehingga pengolahan nya menimbulkan pencemaran lingkungan. Akhir- akhir ini nilai komersial dari kitin
melonjak karna sifat-sifat yang menguntungkan dari turunannya. Salah satu turunan kitin yang paling banyak dikembangkan adalah kitosan. Kumar,2000.
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.
2.1.1 Kitin
Kitin merupakan biopolimer alami yang melimpah pada kulit luar kepiting, udang dan juga pada dinding sel jamur dan serangga. Kitin mempunyai
rumus umum C
8
H
13
O
5 n
dimana, kadar C= 47,29, H=6,45,N=6,89 dan O=39,37 Windholz,1976. Kitin tersebar merata dan yang terbanyak kedua dia
alam setelah selulosa dan terdiri dari rantai β 1-4-2-asetamido-2-deoksi-β-D-
Universitas Sumatera Utara
glukosa N-asetilglukosamin. Struktur kitin mirip dengan struktur selulosa, tetapi memiliki gugus asetamido NHCOOCH
3
pada posisi C-2
O O
O O
O H
O HOH
2
C H
H HO
NH H H
H HOH
2
C NH
HOH
2
C
O H
NH H
H HO
C O
CH
3
OH
H C
O CH
3
H
C O
CH
3
H
C-2 C-2
C-2
n
Gambar 2.1 Struktur Kitin
O O
O O
O H
O HOH
2
C H
H HO
OH H H
H HOH
2
C OH
HOH
2
C
O H
OH H
H HO
OH
H H
H
C-2 C-2
C-2
n
Gambar 2.2 Struktur Selulosa
Struktur kitin berdasarkan susunan rantai polimernya, dari hasil difraksi sinar X dapat dibagi tiga bagian yaitu kitin
α, kitin β, kitin γ. Bentuk α terdapat sebagai susunan anti paralel, bentuk β terdiri atas dua rantai paralel dan fibril
sedangkan bentuk γ yang terdiri dari dua paralel dari tiga rantai dan yang ketiga
antiparalel . Ketiga bentuk struktur kitin tersebut stabil dalam larutan
alkali, na mun kitin yang paling stabil adalah bentuk kitin α Rudal Kenchinton,
1973.
Universitas Sumatera Utara
Kitin merupakan bahan yang mirip dengan selulosa yang sama-sama mempunyai sifat-sifat dalam kelarutannya dan kereaktifitasnya yang rendah. Kitin
berwarna putih, keras, tidak elastis, polisakirida yamg mengandung nitrogen. Kitin dapat larut di dalam HCl, H
2
SO
4
,H
3
PO4
,
dikloroasetat,trikloroasetat, dan asam formiat dan di dalam larutan pekat garam netral yang panas Synowiecki
Al-Kateeb, 2003 Karena keberadaan gugus nitrogen, molekul kitin cenderung bergabung
dengan makro molekul lain dan menyebabkan jenis struktur dan sifat fisiokimia 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 terdisioasi setelah pH
berubah. Kitin dapat dianggap sebagai basa lemah, oleh kerena itu dapat mengalami reaksi netralisasi sebagai senyawa yang bersifat alkali. Keisitimewaan
sifat kitin adalah berasal dari alam, biodegradable,biokompatibel, tidak toksik, struktur molekulnya dapatmudah dimodifikasi. Sifat-sifat yang istimewa inilah
menjadi pendorong untuk digunakan dalam industry yaitu modifikasi sehingga biopolimer yang bernilai ini digunakan sebagai bahan yang multiguna
Taranathan Kittur, 2003. Reaksi modifikasi pada kitin pada umumnya sulit dilakukan karena
kurangnya kelarutan. Reaksi pada kondisi heterogen menimbulkan beberapa permasalahan termasuk tingkat reaksi yang rendah, kesulitan dalam subsitusi
regioselektif, ketidakseragaman struktur produk dan degradasi parsial yang disebabkan konsi reaksinya yang kuat Kaban,2007.
2.1.2 Kitosan
Kitosan adalah polisakarida alam yang diperoleh dari deasetilasi kitin. Jika sebagian besar gugus asetil pada kitin disubsitusikan oleh atom hidrogen menjadi
gugus amino dengan penambahan larutan basa kuat berkonsentrasi tinggi, jhasilnya dinamakan kitosan atau kitin terdeastilasi. Kitosan mempunyai rumus
Universitas Sumatera Utara
umum C
6
H
9
NO
3 n
atau disebut sebagai poli β1-4-2-amino-2-deoksi-D- glukopiranosa. Kitin bukan merupakan senyawa tunggal tetapui merupakan
kelompok yang terdeasetilasi sebagian dengan derajat polimerisasi yang berbeda. Kitin dan kitosan adalah nama untuk dua kelompok senyawa yang dibatasi dengan
stokiometri. 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 deastilasi antara 50-70
Bastman,1989.
Gambar 2.3 Struktur Kitosan
Pada umumnya polisakarida alami seperti selulosa, dekstran, pektin, alginat agar-agar, keragenan bersifat netral atau sedikit asam, sedangkan kitin dan
kitosan bersifat basa Kumar,2000. Kitosan adalah 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 yang tinggi didapati mempunyai viskositas yang baik dalam
suasana asam Onsoyen Skaugruad, 1990. Kitosan larut pada kebanyakan larutan asam organik seperti asam asetat,
asam formiat dan asam piruvat pada pH sekitar 4 tetapi tidak larut dalam pelarut air, aseton dan alkohol. Dalam asam mineral pekat seperti HCl dan HNO
3
kitosan larut pada konsentrasi 0,15-1,1 tetapi tidak larut pada konsentrasi 10. Kitosan
tidak larut dalam H
2
SO
4
pada berbagai konsentrasi, sedangkan di dalam H
3
PO
4
tidak larut pada konsentrasi 1 sementara pada konsentrasi 0,1 sedikit larut. Kelarutan kitosan dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi dan rotasi
Universitas Sumatera Utara
spesfiknya yang b eragam bergantung pada sumber dan metode isolasi serta transformasinya Sugita dkk, 2009.
Kitosan dapat membentuk gel dalam N-metilmorpholin N-oksidan yang 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 amin, maka kitosan dapat bereaksi
melalui gugus amin dalam pembentukkan N-asilasi dan reaksi Shiff, merupakan reaksi yang penting Kumar, 2000.
Kitosan sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan antimikroba, karena mengandung enzim lysosim dan gugus amino polisakarida yang dapat
menghambat pertumbuhan mikroba dan efisiensi daya hambat kitosan terhadap mikroba hal ini tergantung pada kosentrasi kelarutan kitosan dalam air.
Kemampuan dalam menekan pertumbuhan bakteri disebabkan kitosan merupakan senyawa polikationik yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri dan
kapang. Selain itu gugus -NH
2
pada kitosan memiliki pasangan electron bebas sehingga dapat menarik mineral Ca
2+
yang terdapat pada dinding sel bakteri dengan membentuk ikatan kovalen koordinasi. Interaksi inilah yang menyebabkan
perubahan permeabilitas dinding sel dari bakteri sehingga terjadi ketidakseimbangan tekanan internal sel dan menyebabkan kebocoran elektrolit
intraseluler. N-piridinmetil kitosan merupakan salah satu turunan kitosan yang memiliki aktivitas bakterisida kuartener yang disintesis dengan mereaksikan
kitosan dengan 1-metil-2-pirolidon NMP pada suhu kamar Sajomang, dkk, 2010.
2.1.3 Kegunaan Kitin dan Kitosan
Dewasa ini, aplikasi kitin dan kitosan sangat banyak diaplikasikan diberbagai bidang diantaranya :
a. Bidang industri
Kitin dan kitosan berperan sebagai koagulasi polielektrolit pengolahan limbah cair, pengikat dan penjerap ion logam, mikrorganisme,
Universitas Sumatera Utara
mikroalga,pewarna, residu, peptisida, lemak, tannin, PCB poliklorinasi bifenil, mineral dan asam organik, media kromatrografi afinitas, gel dan pertukaran ion,
penyalut berbagai serat alami dan sintetik, pembentuk film dan membrane mudah
terurai , meningkatkan kualitas kertas dan pulp dan produk tekstil. b. Bidang pertanian dan pangan
Kitin dan kitosan dapat digunakan sebagai bahan pencampur ransum pakan ternak, antimikroba, antijamur, serta bahan pangan, penstabil, pembentuk
gel, pembentuk tekstur, pengental dan pengemulsi produk olahan pangan, pembawa zat adiktif makanan, pemberi rasa, zat gizi,peptisida, herbisida, virusida
tanaman dan penjernih sari buah.
c. Bidang kedokteran
Biopolimer ini juga berguna sebagai antikoagulan, antitumor, antivirus, pembuluh darah-kulit dan ginjal sintetik, bahan pembuat lensa kontak, aditif
kosmetik, membran dialysis, bahan shampo dan kondisioner rambut, zat hemostatik, penstabil liposom, bahan ortopdik, pembalut luka dan benang yang
mudah diserap, serta mempertinggi daya kekebalan sugita dkk, 2009.
2.2 Modifikasi Kitosan
