## PENGARUH VARIASI SUHU DEMINERALISASI TERHADAP NILAI RENDEMEN DAN MOROFOLOGI PERMUKAAN PADA HASIL SINTESIS KITOSAN DARI LIMBAH TULANG CUMI
Iin Lidia Putama Mursal
Prodi Farmasi Fakultas Teknologi dan Ilmu Komputer Universitas Buana Perjuangan Karawang (iin.lidia@ubpkarawang.ac.id)

## Abstrak
Penelitian ini  dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu demineralisasi terhadap hasil sintesis  kitosan  dari  tulang  cumi.  Variasi  suhu  demineralisasi  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah pada suhu ± 27º C dan  60 ºC. hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi  suhu  tersebut  mempengaruhi  nilai  rendemen  dan  morfologi  permukaan  dari sampel    kitosan  yang  dihasilkan.  Nilai  rendemen  kitin  dan  kitosan  yang  dihasilkan berturut-turut  adalah  29,75  %  dan  22,  25  %  untuk  suhu  demineralisasi  =    ±  27º  C, kemudian  42,73  %  dan  29,58  %  untuk  suhu  demineralisasi  =  60º  C.  hasil  SEM menunjukkan bahwa untuk suhu demineralisasi ± 27º C didapat ukuran partikel berkisar 22,78 μm sedangkan untuk suhu demineralisasi 60 ºC ukuran partikelnya berkisar antara 10,44 sampai 22,42 μm Kata kunci:  Kitosan, tulang Cumi, SEM

## Abstract
This research was conducted to determine the effect of demineralization temperature of chitosan from squids bone. This research using variation temperature ± 27º C and 60 ºC. The result showed that variation give different effect on the yield and surface morphology of  chitosan.  The  yields  of  chitin  and  chitosan  which  were  produced  successively  were 29,75 % and  22,25  % for demineralization temperature = ± 27º C. 42,73 % and  29,58 % for demineralization temperature = 60º C. SEM photograph show 22,78 μm, and 10,44 –  24,22    μm  average  particle  sizes  for  chitosan  with  variation  of  demineralization temperature ± 27º C and 60 ºC.
Keywords : chitosan, squids bone, SEM

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  kedua  terbesar  di  dunia  sebagai  penghasil seafood (makanan  laut).  Tingkat  konsumsi  seafood  di  Indonesia  juga  semakin  meningkat  dari
tahun  ke  tahun.  Hal  ini  bisa  terlihat  dengan  banyak  restoran-restoran  seafood  yang tersebar  di  berbagai  wilayah  Indonesia.  Salah  satu  jenis  makanan  laut  yang  banyak dikonsumsi adalah cumi.
Dalam  pengolahan  cumi,  tulang  cumi  merupakan  bagian  yang  dibuang  dan menjadi limbah. Semakin banyaknya pengolahan cumi mengindikasikan semakin banyak pula  limbah  tulang  cumi  yang  terbuang  percuma  tanpa  adanya  pemanfaatan  lebih lanjutKitosan  adalah  jenis  polimer  alami  yang  dihasilkan  dari  proses  deasetilasi  kitin (Dounighi  dkk,  2012).  Contoh  bahan  alam  yang  dapat  menghasilkan  kitosan  adalah cangkang udang, kepiting dan tulang cumi.
Material  kitosan  merupakan  jenis  material  yang  sedang  banyak  dikembangkan beberapa waktu belakangan ini. Hal ini disebabkan karena sifat kitosan yang bioaktifis, biokompatibel, biodegradasi, tidak beracun dan antimikroba (Agnihotri dkk, 2014). Sifat kitosan tersebut dapat diterapkan pada berbagai bidang, terutama dalam bidang farmasi dan kesehatan.
Terdapat  tiga  tahapan  dalam  pemproseasan  bahan  baku  menjadi  kitosan  yaitu demineralisasi, deproteinisasi dan deasetilisasi.  Dilatarbelakangi oleh hal tersebut, maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian mengenai  sintesis dan karakterisasi kitosan dari  limbah  tulang  cumi  dengan  variasi  suhu  demineralisasi.  Diharapkan  dari  hasil penelitian  bisa  menjadi  tambahan  informasi  mengenai  parameter  optimal  dalam pengolahan limbah tulang cumi menjadi kitosan.

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan alat
Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain tulang rawan cumi, HCl, NaOH. AgNO 3 , aquades, alcohol, magnetic stirer, neraca analitik, ayakan mesh 80, oven, dan untuk karakterisasi digunakan Scanning Electron Microscopy (SEM)

## Prosedur Penelitian
Tulang rawan cumi yang telah kering yang dihaluskn kemuadian diayak dengan menggunakan ayakan 80 Mesh. Bahan berupa serbuk yang telah lolos ayakan siap untuk disintesis lebih lanjut menjadi kitosan. Proses sintesis bahan menjadi kitosan dilakukan melalui tiga tahap yaitu tahap penghilangan mineral (demineralisasi), tahap penghilangan protein  (deproteinisasi)  dan  tahap  produksi  kitosan  (deasetilasi).  Bahan  didirendam
dengan  HCl  1  M  dengan  perbandingan  antara  tulang  rawan  cumi  dan  HCl  1:10  (b/v) selama  72  Jam.  Kemudian  dilakukan  proses  deminaralisasi  dengan  cara  mengaduk campuran menggunakan magnetik stirer selama 3 jam dengan variasi suhu (suhu kamar dan  suhu  60  °C).  setelah  proses  pengadukan  selesai  campuran  disaring.  Residu  hasil penyaringan  dicuci  dengan  menggunakan  aquades  dan  disaring  kembali.  Bahan selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan suhu 70 °C hingga kering.
Tahapan  selanjutnya  adalah  tahap  penghilangan  protein  (deproteinisasi)  bahan yang telah kering dicampur dengan NaOH 1 M dengan perbandingan 1 : 10 (b/v) antara bahan dengan NaOH. Campuran di stirrer dengan menggunakan magnetik stirrer selama 1 jam dengan suhu 60 °C. selanjutnya campuran disaring. Residu hasil penyaringan dicuci dengan aquades hingga pH bahan netral. Bahan yang sudah netral dikeringkan di dalam oven  pada  suhu  70  °C.  Tahap  akhir  sintesis  kitosan  dari  tulang  rawan  cumi  adalah deasetilisasi.  Bahan  yang  telah  kering  dicampur  dengan  NaOH  50  %  dengan perbandingan bahan dengan NaOH 1:10 (b/v). campuran distirer dengan menggunakan magnetik stirer selama 2 jam pada suhu 90 °C. kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring lalu dinetralisasi dengan mencuci residu dengan aquades hingga pH netral. Bahan  selanjutnya  dikeringkan  pada  suhu  70  °C.  Kitosan  yang  sudah  terbentuk selanjutnya dikarakterisasi dengan menggunakan SEM.

## PEMBAHASAN
Hasil  pengayakan  dari  serbuk  tulang  cumi  kering  dibagi  menjadi  2  sampel. Sampel pertama di sintesis dengan suhu demineralisasi pada suhu ruang yaitu ± 27 °C dan sampel kedua pada suhu demineralisasi 60 °C. Pada tahap demineralisasi ini terjadi proses penghilangan kadar mineral dari bahan baku tulang rawan cumi.
Gambar 1. Sampel 1 dan Sampel 2
Setelah distirer dengan variasi suhu demineralisasi selama 3 jam, dilakukan proses pencucian dengan mennggunakan aquades  hingga ion klorida yang terkandung hilang. Sisa  penyaringan  ditetesi  dengan  AgNO 3 untuk  menguji  apakah  pada  bahan  masih terdapat sisa ion klorida. Ketika sisa penyaringan pada proses penyaringan yang pertama ditetesi  larutan  AgNO 3 cairan  sisa  penyaringan  yang  pada  awalnya  berwarna  bening berubah warna menjadi putih susu. Perubahan warna ini dikarenakan ion Ag + dari laruan AgNO 3 bereaksi dengan Cl - dari HCl.
Hal ini mengindikasikan bahwa masih terdapat kandungan HCl didalam sampel. Oleh sebab itu dilakukan kembali pencucian dengan menggunakan aquades bebrapa kali. Hingga pada pencucian kelima  sudah tidak mengalami perubahan warna. Tidak adanya perubahan  warna  pada  cairan  sisa  penyaringan  mengindikasin  bahwa  bahan  hasil penyaringan sudah tidak mengandung ion klorida.
Tahap berikutnya adalah deproteinisasi dengan menggunakan NaOH 1 M. Sampel distirer  selama  1  Jam  dengan  suhu  60°C  Pada  tahap  deproteinisasi  ini  terjadi  proses pelepasan ikatan antara protein dan kitin yang terkandung di dalam tulang rawan cumi.
Proses ini akan melepaskan protein  dengan membentuk Na-proteinat yang dapat larut. Setelah proses deproteinisasi selesai selanjutnya sampel dinetralkan dari kandungan NaOH dengan mencuci sampel menggunakan aquades. Sisa penyaringan diuji dengan pH Universal. Pada hasil pencucian pertama kali terlihat bahwa kadar pH = 14 (basa), kadar tersebut  berarti  bahwa  sampel  masih  mengandung  NaOH  yang  merupakan  basa  kuat. Dilakukan  pencucian  berulang  hingga  pada  pencucian  ke-6  hasil  pada  pH  universal menunjukkan kadar pH = 7. Hal ini mengindikasikan bahwa sampel telah netral dan bebas dari kandungan NaOH.
(a) (b)
Gambar 2. (a) Hasil pengujian pH pada pencucian pertama (b) hasil pengujian pada pencucian ke-6
Tahap terakhir dari sintesis kitosan adalah deasetilisasi menggunakan  NaOH 50 % pada suhu 90 °C. Deasetilasi adalah proses penghilangan asetil yang terdapat dalam kitin limbah tulang rawan cumi. Proses deasetilasi dipengaruhi oleh tiga faktor antara lain konsentrasi NaOH, temperatur reaksi dan waktu reaksi (Tolaimatea dkk,2003).
Nilai rendemen yang dihitung pada penelitian ini adalah adalah nilai rendemen kitin yang dihasilkan dari tulang rawan cumi dan nilai rendemen kitosan yang dihasilkan dari kitin yang diperoleh. Data nilai rendemen dapat dilihat pada tabel 1 berikut :
Tabel 1. Persentase Rendemen Kitosan Sampel_ Suhu demineralisasi Rendemen (%) Keterangan 1 T = ± 27 °C 29, 75 Rendemen Kitin 2 T = 60 °C 42,73 Rendemen Kitin 1 T = ± 27 °C 22,25 Rendemen Kitosan 2 T = 60 °C 29,58 Rendemen Kitosan
Dari data pada tabel 1 dapat dilihat bahwa % hasil rendemen kitosan berbeda pada kedua sampel. Sampel 2 yang dimeneralisasi dengan HCl pada suhu 60 °C menghasilkan rendemen kitosan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sampel 1 yang dimeneralisasi pada suhu ruang ( ± 27 °C).
Perbedaan  hasil  rendemen  memperlihatkan  bahwa  variasi  suhu  demineralisasi dengan  HCl  mempengaruhui  nilai  rendemen  dari  kitosan.  Menurut  Rachmania  (2011) Mineral  memiliki  sifat  larut  asam.  Perendaman  tulang  rawan  cumi  di  dalam  HCl  1  M menyebabkan  matrik  cangkang  udang  mengembang.  Pengembangan  ini  menyebabkan pelarut mudah masuk ke dalam matrik. Suhu demineralisasi yang berbeda menyebabkan reaksi  yang  berbeda  pada  HCl  dan  bahan  baku.  Semakin  tinggi  suhu  maka  laju  reaksi akan semakin meningkat. Peningkatan reaksi HCl akan mempengaruhi penurunan kadar mineral pada proses pembuatan kitin. Selain itu suhu yang leih tinggi akan membuat pori- pori  serbuk  tulang  rawan  cumi  terbuka  lebih  maksimal  sehingga  ruang-ruang  yang terbentuk memudahkan untuk dicapai oleh pengekstrak (HCL). Oleh sebab itu Semakin tinggi suhu maka semakin banyak rendemen kitin yang terbentuk sehingga kitosan yang terbentuk pun akan lebih banyak.
(a)
(b)
Gambar 3. Hasil SEM perbesaran 5000 kali dari kitosan dengan variasi suhu deminaralisasi (a) suhu ruang (b) suhu 60 ºC
Gambar 3 merupakan hasil karakterisasi SEM dari kitosan dengan  variasi suhu demineralisasi untuk pembesaran 5000 kali. SEM digunakan untuk mengetahui struktur morfologi permukaan sampel kitosan. Prinsip kerja alat SEM ini adalah interaksi antara berkas elektron yang dikenakan pada sampel atau atom-atom sampel. Hasil SEM pada gambar  3.a  merupakan  morfologi  permukaan  dari  sampel  kitosan  dengan  suhu demineralisasi pada suhu ruang ( ± 27 °C) dengan ukuran grain ± 22, 78 μm. Kemudian untuk  suhu  demineralisasi 60 °C  ukuran  grain  sampel  kitosan  berkisar    10,44  sampai 24,22 μm. Dari data tersebut dapat diketahui sampel kitosan dengan suhu demineralisasi yang lebih tinggi menghasilkan ukuran partikel yang secara rata-rata lebih kecil. Semakin kecil ukuran partikel tersebut maka luas permukaan partikel semakin besar. Semakin luas permukaan  partikel  maka  atom-atomnya  akan  semakin  reaktif  dan  hal  akan mengoptimalisasi penggunaan sampel tersebut.

## PENUTUP
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dan  hasil  yang  telah  diolah  dapat disimpulkan  bahwa  nilai  persentase  rendemen  kitosan  optimal  didapat  pada  sampel dengan  variasi  suhu  demineralisasi  60  °C.  Semakin  tinggi  suhu  semakin  banyak rendemen kitosan yang dihasilkan karena suhu meningkatkan laju reaksi dari pengekstrak HCl  dan  membantu  terbukanya  pori-pori  serbuk  tulang  rawan  cumi  sehingga  mudah dicapai oleh HCl dan mineral mudah terekstrak. Selain itu suhu yang lebih tinggi juga menghasilkan ukuran partikel sampel kitosan dengan rata-rata luas permukaan yang lebih luas.

## DAFTAR PUSTAKA
Agnihotri SA, Mallikarjuna NN, Aminabhavi TM. 2014. Recent advances on chitosan based  micro-  and  nanoparticles  in  drug  delivery .  J  Control  Release. 2004;100(1):528.
Dounighi  ,Eskandari  R,  Avadi  MR,  Zolfagharian  H.  2012.  The  Journal  of  Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases volume Preparation and in vitro characterization of chitosan nanoparticles containing Mesobuthus eupeus scorpion venom as an antigen delivery system . 18  issue 1  pages 44-52
KhanTA, Kok K, Hung S. 2002. Reporting degree of deacetylation values of chitosan: the influence of analytical methods . JPharm Pharmaceut Sci5:205-212
Bhumkar  DR.  dan  Pokharkar  VB.  2006 .  Studies  on  effect  of  pH  on  Cross-linking  of Chitosan with Sodium Tripolyphosphate : A Technical Note. AAPS PharmSciTech, 7(2):E1-E6
Kafshgari MH, Khorram M, Khodadoost M, Khavari S, 2011. Reinforcement of Chitosan Nanoparticles  Obtained  by  an  Ionic  Cross-linking  Process .  Iran.  Polymer  J., 20(5):445:456
Lόpez-Leόn T., Carvalho ELS., Seijo B., Ortega-Vinuesa JL., Bastos-Gozáles D., 2005. Physicochemical  characterization  of  chitosan  nanoparticles:  elestrokinetic  and stability behavior, J. Colloid and Interface Sci., 283:344-35
Suwarda R, Maarif MS. 2012. Pengembangan inovasi teknologi nanopartikel berbasis pati  untuk  menciptakan  produk  yang  berdaya  saing .  Jurnal  Teknik  Industri 13(2):105-122
Tolaimatea, A.; Desbrieresb, J.; Rhazia, M., dan Alaguic, A., 2003, Contribution to the preparation  of  chitins  and  chitosans  with  controlled  physico-chemical  properties, Polym. J., 44, 7939–7952