Pengaruh Derajat Deasetilasi Kitosan Dari Cangkang Belangkas (Tachypleus Gigas) Yang Diikat Silang Dengan Modifikasi Genipin

PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG
BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN

TESIS
Oleh
Harry Noviary
107006017/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG
BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Oleh
Harry Noviary
107006017/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

Judul Tesis

: PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI
CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG

DIIKAT SILANG DENGAN MODIFIKASI GENIPIN

Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi

: Harry Noviary
: 107006017
: Kimia

Menyetujui
Komisi Pembimbing

Prof.Dr.Harry Agusnar,M.Sc,M.Phill
Ketua

Prof.Dr.Zul Afian,M.Sc
Anggota

Ketua Program Studi

Dekan

(Prof.Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D)

(Dr.Sutarman,MSc)

Tanggal Lulus
Telah diuji pada
Tanggal

: 14 Februari 2013
: 14 Februari 2013

Universitas Sumatera Utara

PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA
: Prof.Dr.Harry Agusnar,M.Sc,M.Phill
Anggota

: 1. Prof.Dr.Zul Alfian,M.Sc
2. Prof. Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D
3.Dr.Hamonangan Nainggolan,MSc
4.Prof.Dr.Thamrin,MSc
PERNYATAAN

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG
BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah
dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka

Medan, Februari 2013
Penulis

HARRY NOVIARY

KATA PENGANTAR

Universitas Sumatera Utara

Puji syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat dari Allah SWT. Salawat dan
salam untuk Rasulullah Muhammad SAW karena jika bukan karena-Nya, saya tidak
akan mampu mengerjakan penelitian serta tesis ini dengan baik.
Tesis berjudul “PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI
CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG
DENGAN MODIFIKASI GENIPIN” ini dibuat sebagai salah satu syarat
mendapatkan gelar Magister Sains pada bidang ilmu Kimia Fakultas Matematika
Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini
penulis ingin memberikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta mengucapkan
terima kasih yang tidak terhingga kepada berbagai pihak yang terlibat secara
langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik moril

maupun materil. Dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat yang mendalam
penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tulus kepada:
Orang tua tercinta, Ayahanda Agus Sulasno, S.Pd dan Ibunda Masamah yang
selalu memberikan limpahan kasih sayang, ketulusan dan keikhlasan dalam mendidik
dan membesarkan penulis. Memberikan semangat terbesar yang tidak ada hentihentinya kepada penulis. Serta tak lupa terima kasih terbingkis untuk adinda Tisna
Harmawan, Try Hariyani, Robby Mahfudz, dan Wahyu Poncowati. Semoga kalian
selalu dalam lindungan

Allah SWT.

Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, MSc, CTM SpA (K) dan Dr.
Sutarman, MSc selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Bapak Prof.Dr.Harry Agusnar, M.Sc, M.Phill, selaku dosen pembimbing I
dan bapak Prof.Dr.Zul Alfian, M.Sc, selaku dosen Pembimbing II yang telah dengan
sabar meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya serta memberikan masukan, saran,
dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan tesis ini.

Universitas Sumatera Utara

Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan
Nainggolan, MSc selaku ketua program studi dan sekretaris Pascasarjana Ilmu
Kimia.
Bapak/Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan
memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
Kak Leli selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia dan bapak Sukirman
teknisi Laboratorium Penelitian FMIPA-USU terima kasih atas bantuannya dalam
penelitian. Teman-teman Pascasarjana Ilmu Kimia USU Stambuk 2010 semester
genap (Ibu Donda, Ibu Mariyani, Ibu Darni, Kak Suci, Kak Feri) dan stambuk 2010
semester ganjil dan juga teman-teman stambuk 2011 semester genap.
Sahabat-sahabat terbaik yang pernah penulis miliki Fatma Suryani Harahap,
Reni Silvia Nasution, Ismail Marzuki, Surya Nugroho, Sri Handayani, Mardiana
Rambe, Dewi Anjarsari Sinaga dan Egyfaldi Biamenta. Seluruh keluarga besar yang
selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis. Semangat dari kalian semua sangat
berharga.
Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan, ketulusan dan keikhlasan
yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap limpahan Rahmat Allah
selalu mengalir untuk kita semua. Terima kasih.
Penulis menyadari bahwa tesis ini tidak terlepas dari kekurangan. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dan

menyempurnakan skripsi ini agar lebih baik lagi.
Akhirnya penulis berharap tesis ini memberikan manfaat bagi setiap pembaca
maupun kemajuan penelitian dan ilmu pengetahuan yang akan datang.

Medan, Februari 2013
Hormat Penulis
Harry Noviary

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH DERAJAT DEASETILASI KITOSAN DARI CANGKANG
BELANGKAS (Tachypleus gigas) YANG DIIKAT SILANG DENGAN
MODIFIKASI GENIPIN

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh derajat deasetilasi kitosan dari
cangkang belangkas (tachypleus gigas) yang diikat silang dengan modifikasi genipin.
Variasi derajat deasetilasi pada kitosan telah mempengaruhi kemampuan kitosan
untuk mengikat silang agen pengikat silang. Jumlah gugus amina yang cukup besar

dalam rantai polimer kitosan, selain menaikkan sifat hidrofilitas kitosan
dibandingkan khitin, juga menjadikan kitosan berikatan dengan agen pengilat silang
genipin. Genipin merupakan reagen silang yang menghubungkan secara alami dan
tidak beracun. Ikat silang genipin-kitosan mengikat tripolifosfat dalam air. Semakin
tinggi derajat deasetilasi kitosan maka semakin besar kadar ikat silang yang
dihasilkan. Dengan kadar ikat silang yang di hasilkan untuk kitosan belangkas I
dengan derajat deasetilasi 79,6% adalah 1,305% dan kitosan belangkas II dengan
derajat deasetilasi yang maksimum 83,5% diperolehkan dari modifikasi tahapan
kerja yang dihasilkan dari kitin belangkas II adalah 1,341%. Kinetika mengikat
tripolifosfat tergantung pada pH dan lebih efisien pada pH rendah. Gugus fungsi dari
ikat silang genipin-kitosan ditentukan dengan spectra infra merah dan derajat
deasetilasi. Diperoleh derajat deasetilasi ikat silang genipin-kitosan sebesar 82,62%;
82,65%; 82,67; dan 82,68% untuk variasi pH 6,0; 7,0; 8,0; dan 9,0. Derajat
deasetilasi pada kitosan mengalami pengurangan dengan adanya proses ikat silang
dan ikat silang kitosan meningkat dengan penurunan nilai pH, yang menunjukkan
bahwa kitosan dapat berikatan silang ion dengan tripoliposfat lebih mudah pada pH
rendah, namun berikatan silang kimia dengan genipin pada pH tinggi.

Kata kunci: Kitosan, Belangkas, Derajat deasetilasi, Genipin

Universitas Sumatera Utara

EFFECT OF DEASETILATION DEGREE OF CHITOSAN FROM KING CRAB
SHELLS (Tachypleus Gigas) CROSSLINKED GENIPIN MODIFICATION

ABSTRACT

Research of the characterization and modification of chitosan cross linking from
king crab shells (tachypleus gigas) with genipin. Genipin a cross-linking reagent
natural and non-toxic. Tie genipin-crosslinked chitosan microparticles bind with
high molecular weight tripolyphosphate in water. The king crab chitosan I with high
molecular weight to the degree of deacetylation 86.2% is collected from modification
phases of work resulting from king crab chitin I. Kinetics of pH-dependent binding
was found tripolyphosphate and faster and more efficient at low pH. Crossfunctional group of genipin-chitosan tissue was determined by infrared spectra and
the degree of deacetylation. Obtained the degree of deacetylation of chitosan-genipin
cross belt by 82.62%, 82.65%, 82.67, and 82.68% for the variation of pH 6.0; 7.0;
8.0, and 9.0. The degree of deacetylation in chitosan has decreased in the presence
of the cross linking and cross linking chitosan increased with a decrease in pH,
which indicates that chitosan can be crosslinked with tripoliposfat ions more easily
at low pH, but the chemically crosslinked with genipin on high pH.

Keys word: Chitosan, King crab shells, Deasetilation degree, Genipin

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Kata Pengantar
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Permasalahan
1.3 Pembatasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
1.7 Lokasi Penelitian

i
iii
iv
v
vii
viii
ix
1
1
2
3
3
3
3
4

Bab 2 Tinjauan Pustaka
2.1 Kitin dan Kitosan
2.1.1 Kitin pada Belangkas
2.1.2 Pengolahan Kitin dan Kitosan
2.1.2.1 Deproteinisasi
2.1.2.2 Demineralisasi
2.1.2.3 Deasetilasi
2.1.3 Sifat-sifat Kimia Kitin dan Kitosan
2.1.4 Analisa Karakteristik Kitosan
2.1.4.1 Berat Molekul
2.1.4.2 Derajat Deasetilasi
2.2 Genipin
2.2.1 Isolasi Genipin dari Buah Kacapiring
2.3 Tripolifosfat
2.4 Kadar Ikat Silang
2.5 Penentuan Kadar Pengembangan (Swelling Degree) dan Tingkat
Kelarutan (Dissolution)
2.6 Scanning Mikroskop Elektron
2.7 Spektroskopi IR dan FTIR

5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
16
18
19

Bab 3 Metodologi Penelitian
3.1 Alat-alat

25
25

19
21
22

Universitas Sumatera Utara

3.2 Bahan-bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.2.1 Pembuatan Larutan Pereaksi
3.2.2 Proses Ekstraksi Kitin
3.2.3 Proses Deasetilasi Kitin menjadi Kitosan
3.3.4 Uji Kelarutan Kitin dan Kitosan
3.2.5 Penentuan Kadar Air
3.2.6 Penentuan Kadar Abu
3.2.7 Penentuan Kadar Protein
3.3.8 Analisis Unsur C, H, dan N
3.2.9 Penentuan Berat Molekul
3.2.10 Pembuatan Ikat Silang Kitosan dengan Genipin
3.2.11 Penentuan Kadar Pengembangan (Swelling Degree)
dan Tingkat Kelarutan (Dissolution)
3.2.12 Penentuan Kadar Ikat Silang
3.3 Bagan penelitian
3.3.1 Proses Ekstraksi Kitin
3.3.2 Proses Pembuatan Kitosan
3.3.3 Penentuan Berat Molekul
3.3.4 Pembuatan Ikat Silang Kitosan dengan Genipin

26
27
27
27
28
29
29
29
30
30
31
31
32
33
34
34
35
35
36

Bab 4 Hasil dan Pembahasan
4.1 Karakterisasi Kitin dan Kitosan dari Cangkang Belangkas
4.1.1 Kitin
4.1.2 Kitosan
4.2 Berat Molekul Kitosan
4.3 Pengaruh Derajat Deasetilasi Kitosan Sebagai Pengikat Silang
Genipin
4.4 Mekanisme Reaksi dan Produk Silang Kitosan dengan Genipin
4.3 Pengenbangan (Swelling Degree) dan Tingkat
Kelarutan (Dissolution)
4.6 Hasil Scanning Mikroskop Elektron
4.6 Penentuan Derajat Deasetilasi

37
37
38
40
41

47
49
52

Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

55
55
56

Daftar Pustaka
Lampiran

57
62

42
45

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kondisi Perlakuan dengan NaOH pada Proses Deproteinisasi
8
Tabel 2. Kondisi Perlakuan dengan HCl pada Proses Demineralisasi
9
Tabel 3. Beberapa daerah penting pada spektrum inframerah dari senyawa kitin
dan kitosan berdasarkan gugus-gugus yang ada diberikan
22
Tabel 4. Karakteristik Kitin Belangkas
38
Tabel 5. Uji Kelarutan Kitin dalam Asam Formiat (CH 2 O 2 )
39
Tabel 6. Karakteristik Kitosan Belangkas
40
41
Tabel 7. Uji Kelarutan Kitosan dalam Asam Asetat (CH 3 COOH)
Tabel 8. Perbandingan Berat Molekul Kitin, Kitosan, dan Standarnya
42
Tabel 9. Pengaruh Derajat Deasetilasi Terhadap Kadar Ikat Silang
Kitosan-Genipin
44
Tabel 10. Perbandingan spektra FT-IR kitin dan kitosan dengan standarnya
53
Tabel 10. Kitin dan Kitosan yang dihasilkan dari Cangkang Belangkas
63
Tabel 11. Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitin
72
Tabel 12. Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitosan
72
Tabel 13. Pengaruh Massa Penyimpanan Terhadap Viskositas Larutan Kitosan 86

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Halaman
1 Struktur kitin, kitosan, dan selulosa
5
2 Struktur genipin
14
3
Rumus struktur tripolifosfat
16
4 Reaksi genipin dengan kitosan
45
5 Grafik persentase perubahan pengembangan (swelling) dengan
variasi pH
47
6 Grafik persentase kelarutan (Dissolution)
48
7 Gambar Scanning Elektron Mikroskop Kitosan Belangkas II
50
8 Gambar Scanning Elektron Mikroskop Kitosan Belangkas II dengan genipin
pada pH 9,0
50
9 Spektra FT-IR kitin belangkas I
87
10
Spektra FT-IR kitosan belangkas I
87
11
Spektra FT-IR kitosan belangkas II
88
12 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada
pH 6,0
88
13 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada
pH 7,0
89
14 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada
pH 8,0
89
15 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas II dengan genipin pada
pH 9,0
90
16 Spektra FT-IR ikat silang kitosan belangkas I dengan genipin pada
pH
9,0
90

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

Halaman
Tabel Kitin dan Kitosan yang Dihasilkan dari Cangkang
Belangkas
Perhitungan Persentase Kadar Air
Perhitungan Persentase Kadar Abu
Perhitungan Persentase Kadar Protein
Tabel Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitin
Tabel Analisis Unsur C, H, dan N pada Kitosan
Perhitungan Berat Molekul Kitosan ( Lee, 1974)
Perhitungan Derajat Deasetilasi
Perhitungan Kadar Ikat Silang Kitosan-Genipin
Perhitungan Pengembangan (Swelling Degree) Ikat
Silang Kitosan dengan Genipin
Perhitungan Tingkat Kelarutan (Dissolution) Ikat
Silang Kitosan dengan Genipin
Tabel Pengaruh Massa Penyimpanan Terhadap Viskositas
Larutan Kitosan (Agusnar,H. 1997)
Gambar Spektra FT-IR kitin belangkas I
Gambar Spektra FT-IR kitosan belangkas I
Gambar spektra FT-IR kitosan belangkas II
Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
pada pH 6,0
Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
padapH 7,0
Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
pada pH 8,0
Gambar spektra FT-IR ikat silang kitosan dengan genipin
pada pH 9,0

63
65
67
69
72
72
73
77
82
83
85
86
87
87
88
88
89
89
90

Universitas Sumatera Utara