p-ISSN : 2442-6032 e-ISSN :  2598-9979
DOI : 10.35311/jmpi.v9i2.283
Optimasi  Depolimerisasi  Kitosan  Menggunakan  Asam  Asetat  dengan Variasi Suhu, Waktu, dan Konsentrasi
Suryani 1* , Nur Aisyah Abdullah 1 , Nur Illiyyin Akib 1 , Ruslin 1 , La Ode Ahmad Nur Ramadhan 2 , Anton 3 , Muhammad Aswan 4
1 Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Halu Oleo
2 Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo 3 Program Studi Bioteknologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo 4 Program Studi Kimia, Universitas Sulawesi Tenggara

## ABSTRAK
Kitosan adalah biopolimer alam yang dihasilkan dari deasetilasi kitin. Parameter utama yang  mengontrol  sifat  fisikokimia  dan  biologi  kitosan  adalah  derajat  deasetilasi  dan berat  molekul  (BM).  Pemanfaatan  kitosan  belum  optimal  karena  rantai  kitosan  yang panjang  dan  mengakibatkan  kelarutan  yang  rendah.  Oleh  karena  itu  dilakukannya depolimerisasi  untuk  memotong ikatan kitosan  menjadi rantai  pendek.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  memperoleh  kondisi  optimum  metode  depolimerisasi  kitosan menggunakan asam asetat (CH 3 COOH) serta untuk mengetahui karakteristik kitosan berat  molekul  rendah  hasil  depolimerisasi.  Optimasi  proses  depolimerisasi menggunakan Design Expert versi 13 dengan metode Box Behnken Design (BBD). Desain eksperimen terdiri dari 17 run dengan 5 center point . Variabel proses dalam penelitian ini, yaitu suhu dengan variasi 60 o C; 70 o C; 80 o C, waktu dengan variasi 30 menit; 45 menit; 60 menit, dan konsentrasi kitosan dengan variasi 1%; 1,5%; 2%. Variabel respon pada penelitian  ini  yaitu  rendemen,  berat  molekul,  dan  kelarutan  kitosan.  Hasil  dari penelitian ini diperoleh kondisi optimum pada suhu 80 o C, waktu pengadukan 34 menit, dan konsentrasi 1% dengan rendemen sebesar 98.0667%, berat molekul 31.662 kDa, dan kelarutan 19.7%, derajat deasetilasi 98.57%, dan indeks kristalinitas sebesar 32.28% .
Kata Kunci: Kitosan, Depolimerisasi, Asam Asetat, Box Behnken Design

## ABSTRACT
Chitosan  is  a  biopolymer  resulting  from  the  deacetylation  of  chitin.  The  main characteristics  that  control  the  properties  of  chitosan  are  deacetylation  degree  and molecular weight (MW). The application of chitosan is still not optimal because of the long chain of chitosan which results in low solubility.  Therefore, depolymerization of chitosan is to cut the chitosan bonds into short chains. This study aimed to obtain the optimum  conditions  of  the  chitosan  depolymerization  using  acetic  acid  (CH 3 COOH) and to determine the characteristics of the low molecular weight chitosan resulting from the depolymerization. Optimization of depolymerization process using Design Expert version  13  using  the  Box  Behnken  Design  method  (BBD).  The  experimental  design consisted  of  17  runs  with  5  center  points.  The  process  variables  in  this  study  were temperature (60 o C; 70 o C; 80 o C), time (30 minutes; 45 minutes; 60 minutes), and chitosan concentration (1%; 1.5%; 2%). Response variables there are the yield, molecular weight, and solubility of chitosan. The results of this study obtained the optimum conditions at a temperature was 80 o C, 34 minutes, and a concentration of chitosan was 1% with a yield was  97.0667%,  a  molecular  weight  was  31.662  kDa,  and  a  solubility  was  19.7%, deacetylation degree was 98.57%, and crystallinity index was 32.28%.
Keywords: Chitosan, Depolymerization, Acetic Acid, Box Behnken Design

## PENDAHULUAN
Kitosan  merupakan  biopolimer  hasil dari  deasetilasi  kitin.  Kitosan  bersifat  non- toksik  dan  dapat  diperoleh  melalui  reaksi kimia  maupun  biokimia.  Parameter  utama yang mengontrol sifat fisikokimia dan biologi
kitosan  adalah  derajat  deasetilasi  (DD)  dan berat  molekul  (BM).  Kitosan  komersial memiliki  DD  antara  70-95%  dan  BM  antara 50.000-2.000.000 Da. Kitosan memiliki banyak manfaat dalam bidang kesehatan, yaitu dalam sistem        penghantaran        obat         berbasis
Sitasi: Suryani, Abdullah, N. A., Akib, N. I., Ruslin, Ramadhan, L. O. A. N., Anton, Aswan, M. (2023). Optimasi Depolimerisasi Kitosan Menggunakan Asam Asetat dengan Variasi Suhu, Waktu, dan Konsentrasi. Jurnal Mandala Pharmacon Indonesia, 9(2), 364-373. https://doi.org/10.35311/jmpi. v9i2.283
Submitted: 10 Maret 2023 Accepted: 13 September 2023 Published: 24 Desember 2023
*Penulis Korespondensi: Suryani Email: suryani@uho.ac.id
Jurnal Mandala Pharmacon Indonesia is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
nanopartikel,  hidrogel,  dan  tablet  lepas lambat  (Imtihani  &  Permatasari,  2020;  R. Pratiwi, 2014; Song et al., 2020).
Panjangnya rantai kitosan mengakibatkan kelarutan yang  rendah sehingga pengaplikasiannya menjadi terbatas. Kelarutan  kitosan  merupakan  karakteristik yang  penting.  Kelarutan  yang  meningkat akan  menjadikan  pengaplikasian  kitosan yang lebih luas, khususnya pada pengembangan penyalut dan system penghantaran  obat  dalam  industry  farmasi. Salah satu cara untuk meningkatkan kelarutan kitosan adalah dengan menurunkan BM  kitosan  melalui  proses  depolimerisasi yaitu  dengan  memotong  ikatan  kitosan menjadi rantai pendek (Tanasale et al., 2016).
Kitosan berat molekul rendah merupakan biopolimer yang memiliki biokompatibilitas, biodegradabilitas, dan bersifat  non-toksik  dibandingkan  dengan kitosan BM tinggi. Kitosan BM rendah dapat diperoleh melalui depolimerisasi dengan cara pemendekkan rantai molekul kitosan melalui pemutusan  ikatan  glikosidik.  Kitosan  berat molekul  rendah  dilakukan  depolimerisasi dengan  berbagai  kondisi  variasi  baik konsentrasi  kitosan,  suhu  yang  digunakan hingga  waktu  pengadukan.  Kondisi  proses depolimerisasi menggunakan kondisi optimum dari hasil penelitian yang terdahulu (Gonçalves  et  al.,  2021;  Sandria  et  al.,  2017; Tanasale et al., 2016).
Optimasi  dilakukan  untuk  mencari solusi  terbaik  dalam  mengatasi  suatu permasalahan.  Melalui  optimasi,  dapat meminimalkan  biaya  penggunaan  bahan baku  dan  memaksimalkan  hasil  yang diinginkan.  Optimasi  menggunakan Box Bhenken  Design (BBD)  adalah  metode  yang efektif  untuk  optimasi  variabel  proses, metode  ini  digunakan  dalam  menemukan pengaturan yang ideal untuk mencapai hasil yang  optimal.  BBD  mampu  mengatasi keterbatasan  metode trial  and  error dan menjadi metode yang tepat untuk mengoptimalkan  nilai  target.  Optimasi menggunakan BBD telah dimanfaatkan pada degradasi kitosan yang dilakukan oleh Zhang
et al. (2018) menggunakan hidrogen peroksida dengan bantuan gelombang mikro dengan  menggunakan  tiga  faktor  pada  tiga tingkat BBD. Optimasi depolimerisasi kitosan menggunakan  BBD  telah  dilaporkan  juga pada  penelitian  sebelumnya  (Suryani  et  al., 2022). Namun optimasi proses depolimerisasi kitosan  secara  BBD  menggunakan  metode pengadukan  dengan  meninjau  parameter konsentrasi,  suhu,  dan  waktu  pengadukan belum banyak dilaporkan, hal ini perlu dikaji lebih  lanjut  mengingat  semakin  lama  waktu kontak  antara  kitosan  dan  pelarut,  dalam kondisis  suhu  dan  waktu  pengadukan tertentu  mampu  memperkecil rantai  polimer kitosan tersebut (Prihantini et al., 2020). Selain itu interaksi antara faktor yang menggunakan BBD dapat digunakan untuk produksi kitosan berat  molekul  rendah  (Reghioua  et  al.,  2021; Zhang et al., 2018).
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kondisi optimum metode depolimerisasi  kitosan  menggunakan  asam asetat  (CH 3 COOH),  dan  untuk  mengetahui karakteristik  kitosan  berat  molekul  rendah hasil depolimerisasi.

## METODE PENELITIAN Alat
Penelitian  ini  menggunakan  alat meliputi  blender  ( Sharp ®),  cawan  porselin ( Pyrex ®),  erlenmeyer  ( Pyrex ®),  gelas  kimia ( Pyrex ®), gelas ukur ( Pyrex ®), hot plate (Stuart UC  152), magnetic  stirrer ( Cimarec ®),  oven ( Memmer ®),
pipet tetes ( Pyrex ®), spektrofotometer FTIR ( Shimadzu ®), statif dan klem,  timbangan  analitik  ( Bel  Engineering ®), dan viskometer ostwald ( Pyrex ®).

## Bahan
Penelitian  ini  menggunakan  bahan- bahan meliputi kitosan dengan berat molekul 57  kDa  hasil  sintesis  dari  cangkang  kulit udang  vaname  ( Litopenaus  vannamei )  yang diperoleh  dari  PT.  Sultratuna  Samudra Kendari,  asam  asetat  ( Emsure ®),  aluminium foil,  aquades  ( Brataco ®),  etanol  96%,  dan NaOH ( Sumitomo Seika Chemicals ®) .
Optimasi Box-Behnken Design
% Rendemen= Berat kitosan hasil depolimerisasi ( g )
Berat awal kitosan ( g ) x 100 %
Desain  eksperimental Box-Behnken digunakan  untuk  mengoptimalkan  metode depolimerisasi  dan  meminimalkan  jumlah percobaan.  Optimasi  BBD  dilakukan  dengan menggunakan software Stat-Ease Design-Expert versi  13.  Desain  eksperimen  terdiri  dari  17
run.  Dalam  eksperimen  terdapat  3  variabel proses, yaitu suhu  dengan variasi 60°C; 70°C; 80°C,  waktu  pengadukan  dengan  variasi  30 menit;  45  menit;  60  menit,  dan  konsentrasi dengan variasi 1%; 1,5%; 2% yang dirancang menggunakan BBD.
Tabel 1. Variasi Suhu, Waktu dan Konsentrasi Kitosan Menggunkan BBD
No. Std Run Factor A: Suhu ( o C) Factor B: Waktu (Menit) Factor C: Konsentrasi (%) 1 14 1 70 45 1,5 2 1 2 60 30 1,5 3 15 3 70 45 1,5 4 8 4 80 45 2 5 10 5 70 60 1 6 6 6 80 45 1 7 11 7 70 30 2 8 4 8 80 60 1,5 9 17 9 70 45 1,5 10 12 10 70 60 2 11 7 11 60 45 2 12 5 12 60 45 1 13 9 13 70 30 1 14 13 14 70 45 1,5 15 3 15 60 60 1,5 16 16 16 70 45 1,5 17 2 17 80 30 1,5 Karakteristik Kitosan Berat Molekul Rendah 1. Rendemen Penetuan Rendemen kitosan didasarkan pada persentase dari berat kitosan hasil  depolimerisasi  dibandingkan  dengan kitosan sebelum didepolimerisasi.
Prosedurnya  yaitu  menimbang  berat  kitosan awal  yang  digunakan,  lalu  menimbang kitosan  hasil  depolimerisasi.  Setelah  itu, dihitung  persentase  rendemennya  dengan rumus sebagai berikut (Imtihani &
Permatasari, 2020):
2. Penentuan  Berat  Molekul  Berdasarkan Viskositas
Konsentrasi  kitosan  0,2%;  0,4%;  0,6%; 0,8%;  1,0%;  1,2%;  1,4%;  1,6%;  1,8%;  2,0% dilarutkan  dalam  larutan  10  mL  asam  asetat pada 2%. Dipipet  larutan kitosan sebanyak 5
mL  dan  diukur  menggunakan  viskometer Ostwald  yang  ditempatkan  dalam  penangas air  dengan  suhu  30°C.  Waktu  alir  diukur setelah  tiga  kali  pengulangan.  Dilakukan pengukuran  untuk  mengukur  waktu  alir  air suling yang digunakan sebagai pembanding. Viskometer Ostwald digunakan untuk mengukur  viskositas,  dan  rumus  berikut dapat digunakan untuk menghitungnya:
3. Kelarutan
Kitosan (0,5 g) dilarutkan dalam 50 mL air  kemudian  diaduk  20  menit.  Larutan disaring untuk memisahkan fasa cair dari fasa padat,  dikeringkan  pada  suhu  105 ℃ ,  dan ditimbang  hingga  mencapai  berat  konstan. Persentase  kelarutan  dihitung  menggunakan rumus di bawah ini (Setha et al., 2019):
ƞ = 𝑡 𝑡∗ ƞ* ; ƞ sp = ƞ−ƞ∗ ƞ∗ ; ƞ red = ƞ𝑠𝑝 C [ ƞ ] = K. M a
%Ketidaklarutan = 𝑏𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 𝑏𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 x 100%
% Indeks kristalinitas = 𝐹𝑐 𝐹𝑐 + 𝐹𝑎 x 100%
4. Derajat Deasetilasi
Fourier  Transform  Infra  Red (FTIR) digunakan untuk menentukan derajat
deasetilasi  (DD)  kitosan  yaitu  pada  kisaran bilangan gelombang 4000-500 cm -1 . Pengukuran  derajat  deasetilasi  berdasarkan hasil  FTIR  menggunakan  metode  baseline. Derajat  deasetilasi  ditentukan  dan  dihitung dengan rumus berikut (Imtihani & Permatasari, 2020; Setha et al., 2019):
Keterangan: A1655  = Nilai serapan pada ʎ 1655 cm -1 A3450  = Nilai serapan pada ʎ 3450 cm -1 . 1,33     = Rasio A1655/A3450 ketika N- deasetilasi adalah 100%.
5. Indeks Kristalinitas Kristalinitas
kitosan diukur
menggunakan X-Ray  Diffraction (XRD). Kristalinitas kitosan diukur berdasarkan pola difraksi  yang  dihasilkan  oleh  radiasi  Cu-Kα
yang diatur pada 40 kV dan diukur pada 2 ɵ = 5-50 o , dan indeks kristalinitas dapat dihitung dengan  menggunakan  persamaan  di  bawah ini (Musiam & Aisyah, 2021).
Keterangan: Fc = luas kristalin Fa = luas amorf

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimalisasi dilakukan untuk memudahkan  penyusunan  dan  interpretasi data yang diperoleh. Metode optimasi dengan BBD  memungkinkan  untuk  menentukan pengaruh  yang  dominan  dalam  penentuan proses depolimerisasi kitosan dan digunakan untuk  mencari  daerah  yang  optimal  dari rendamen,  berat  molekul,  dan  kelarutan kitosan  hasil  depolimerisasi.  Respon  yang diperoleh untuk menentukan rentang optimal menggunakan metode BBD ditampilkan pada Tabel 2, dan analisis model ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Respon Rendamen, Berat Molekul, dan Kelarutan Penentu Formula Optimum
Persamaan  model  kuadratik  yang dihasilkan        dari          pengolahan        data
depolimerisasi  kitosan  terhadap  respon rendemen sebagai berikut:
Y = 95.20 +6.69A -2.75B -0.8125C +1.34AB -2.63AC +0.0000BC -5.83A2 -0.7078B2 -0.4902C2
No. Std Run Suhu ( o C) Waktu (Menit) Konsentrasi (%) Rendemen( %) Berat molekul (kDa) Kelarutan (%) 1 14 1 70 45 1,5 96 30 20.2 2 1 2 60 30 1,5 86 38 10.8 3 15 3 70 45 1,5 91.33 37 12 4 8 4 80 45 2 92.5 35 14.8 5 10 5 70 60 1 93 35 14 6 6 6 80 45 1 98 30 19.4 7 11 7 70 30 2 95 33 15.2 8 4 8 80 60 1,5 94 31 18.8 9 17 9 70 45 1,5 99 35 14.4 10 12 10 70 60 2 90 30 20.5 11 7 11 60 45 2 85 40 10 12 5 12 60 45 1 80 40 10.2 13 9 13 70 30 1 98 35 15 14 13 14 70 45 1,5 99 31 20.7 15 3 15 60 60 1,5 77.3 38 11.2 16 16 16 70 45 1,5 90.66 30 21.3 17 2 17 80 30 1,5 97.33 30 19.8 % N - deasetilasi = [100 – ( 𝐴1655 𝐴3450 𝑥 100
1,33 )]
%Kelarutan = 100% - ketidaklarutan

## Tabel 3. Analisis Model Untuk Variabel Respon
No. Respon Model Nilai p model (p<0,05) Nilai p Lack of fit (p<0,05) R 2 1 Rendamen Quadratic 0,0099 0,9532 0,8967 2 Berat molekul Linear 0,0183 0,7221 0,5255 3 Kelarutan Linear 0,0464 0,8407 0,4474 Proses optimasi menggunakan Design Expert menunjukan kondisi optimum
sebagaimana yang ditampilkan pada Tabel 4. Berdasarkan  data  pada  Tebel  4  diketahui bahwa  diperoleh  kondisi  optimum  proses
depolimerisasi  dengan  nilai desirability yang mendekati nilai 1 yaitu ada pada desirability 0,691  pada  suhu  80⁰C,  waktu  34.033  menit, dan konsentrasi kitosan 1 %.
Tabel 4. Solusi Formula Berdasarkan Nilai Desirability Konfirmasi kondisi optimum dilakukan  dengan  pengujian  ulang  untuk melihat  nilai  konfirmasi  respon  dari  hasil pengujian  dan  perkiraan  oleh  aplikasi. Prediksi  rendemen  99.707%,  berat  molekul 30.75 kDa, dan  kelarutan  18.907%, sedangkan
dari hasil pengujian rendemen 98.067%, berat molekul  31.662  kDa,  dan  kelarutan  19.7%. Nilai hasil pengujian tersebut dapat diterima karena  tidak  melewati  batas  bawah  dan  atas yang  telah  ditentukan  dari  desain,  data konfirmasi dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Konfirmasi Hasil Design Expert ® Pada Kondisi Optimum No. Analisis Nilai Mean Prediksi Nilai Mean Pengujian 95% Predction Index Low High 1 Rendamen 99.7072 % 98.0667% 89.9554% 109.459% 2 Berat Molekul 30.75 kDa 31.662 kDa 25.436 kDa 36.063 kDa 3 Kelarutan 18.907% 19.7% 12.538% 25.275%

## Rendemen
Hasil  penelitian  diperoleh  rendemen kitosan  optimum  yaitu  98.066%,  prediksi rendemen  BBD  yaitu  99.707%  hal  tersebut dapat  diterima  karena  masih  termasuk
kedalam rentang PI high dan PI low (Tabel 5). Nilai  rendemen  kondisi  optimum  diperoleh pada  suhu  80 ℃ dengan  waktu  pengadukan 34 menit, konsentrasi kitosan 1% (Tabel 4).
(a) (b) Gambar  1.  Grafik Contour (a)  dan  Tiga  Dimensi  (b)  Prediksi  Kondisi  Optimum  Rendemen  Kitosan Depolimerisasi
Suhu ( ℃ ) Waktu (menit) Konsentrasi (%) Rendemen( %) BM (kDa) Kelarutan (%) desirability 80.000 34.033 1.000 99.657 30.683 19.032 0.691 selected
Berdasarkan  Gambar  1  analisa  grafik contour dan  3D surface menunjukan  prediksi pada  kondisi  optimum,  rendemen  kitosan depolimerisasi pada suhu sekitar 60 ℃ dengan waktu pengadukan 60 menit rendemen yang dihasilkan  sekitar  80%,  dan  akan  semkain meningkat  seiring  dengan  kenaikan  suhu. Berdasarkan  hasil  prediksi  kondisi  optimum kitosan  1%  akan  menghasilkan  rendemen terbesar  hal  ini  sesuai  Putra  &  Husni  (2013) bahwa jumlah kenaikan rendemen disebabkan  oleh  banyaknya  substitusi  atom H + yang  ada  pada  kitosan  dengan  gugus CH 3 COOH  dari  asam  asetat  semakin meningkat.  Pada  suhu  optimum  80 ℃ menurut Handayani et al. (2013) bahwa efek depolimerisasi akan meningkat seiring meningkatnya  suhu.  Adanya  pemanasan pada  suhu  80 ℃ dapat  mempercepat  reaksi sehingga kelarutan kitosan dalam asam asetat
akan  semakin  baik  serta  waktu  pengadukan 34 menit dianggap cukup untuk menghasilkan rendemen kitosan yang tinggi.

## Viskositas dan Berat Molekul
Pengujian  viskositas  larutan  kitosan dilakukan  menggunakan viscometer  Ostwald dengan menghitung laju alir kitosan kemudian  diamasukkan  kedalam  persamaan Mark-Houwink .  Berat  molekul  kitosan  dapat ditentukan  dengan  viskositas  intrinsik.  Pada penelitian  ini  berat  molekul  kitosan  sebelum didepolimerisasi 57 KDa viskositas 2822.8 cPs menurun  menjadi  31  KDa  viskositas  105.05 cPs  didapatkan  pada  suhu  optimum  80 ℃ dengan waktu pengadukan 34 menit (Gambar 2). Hal ini disebabkan oleh degradasi kitosan yang  disebabkan  oleh  partikel  aktif  radikal hidroksil memutuskan ikatan β-1,4 glikosidik dan menurunkan berat molekul kitosan.
(a)
(b)
Gambar 2.  Grafik Contour (a) dan Tiga Dimensi (b) Prediksi Kondisi Optimum Berat Molekul Kitosan Depolimerisasi
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa kitosan mengalami penurunan berat molekul selama  perlakuan.  Menurut  D.  I.  Pratiwi  & Purwanti (2019) suhu pemanasan yang tinggi akan mendegradasi polimer menjadi polimer yang  memiliki berat  molekul rendah,  sejalan dengan  Tanasale  et  al.  (2016)  penurunan deprotonisasi  dari  NH 3+ dapat  terjadi diakrenakan  suhu  tinggi,  hal  tersebut membantu depolimerisasi dengan mempercepat  pemutusan  rantai  utama kitosan. Proses depolimerisasi pada suhu 80 ℃ cenderung  bersifat  acak    dibantu  oleh protonasi NH 3+ dapat memutuskan ikatan
glikosidik  karena  energi  yang  diberikan kepada sistem.
Menurut Sularsih (2013), baik perlakuan  fisik  seperti  penggilingan  dan pemanasan  maupun  proses  pembuatannya berdampak pada tinggi rendahnya viskositas kitosan. Temperatur yang tinggi, sebagaimana  dinyatakan  oleh  Sartika  (2016), dapat mengakibatkan depolimerisasi polimer dan  kerusakan  lebih  lanjut  rantai  molekul primer, sehingga viskositas dan berat molekul kitosan  dapat  mengecil.  Kitosan  yang terdegradasi  akan  mengalami  penurunan
berat  molekul  yang  lebih  rendah  sehingga kelarutannya akan meningkat.

## Kelarutan
Hasil  penelitian  ini  diperoleh  nilai kelaruatan  kitosan  19.7%  pada  kondisi optimum  suhu  80 ℃ dengan  lama  waktu pengadukan  34  menit  (Tabel  5),  nilai kelarutan  kitosan  sebelum  didepolimerisasi adalah  2%.    Peningkatan  kelarutan  kitosan
dalam  air  dipengaruhi  proses  depolimerisasi yaitu  proses  pemendekkan  rantai  polimer kitosan.  Dengan  terputusnya  ikatan  β  1,4 glikosidik  membuat  rantai  polimer  kitosan memendek,  pemendekkan  rantai  polimer  ini menghasilkan bobot molekul kitosan menjadi kecil  dan  meningkatkan  kelarutannya  dalam air.
Gambar 3.  Grafik Contour (a) dan Tiga Dimensi (b) Prediksi Kondisi Optimum Kelarutan Kitosan Depolimerisasi
Gambar  3  analisa  grafik contour dan 3D  surface  pada  kondisi  optimum  yang menunjukkan  peningkatan  kelarutan  akan meningkat  seiring  dengan  kenaikan  suhu. Menurut  Aranaz  et  al.  (2021)  pemanasan dengan  suhu  yang  semakin  ditingkatkan sangat  memengaruhi  proses  depolimerisasi kitosan.  Interaksi  antara  ion  dan  ikatan hidrogen  kitosan  akan  semakin  kuat  karena kitosan  memiliki  gugus  asetil  yang  lebih sedikit.  Akibatnya,  rantai  yang  lebih  pendek akan meningkatkan kelarutan zat (Pari et al., 2022).
Hasil kelarutan kitosan pada penelitian tidak dapat melebihi 100 %. Kitosan tidak larut dalam air, pH lebih besar dari 6,5, dan  dalam  beberapa  pelarut  organic  seperti alcohol,  (CH 3 )2CO  dimetil  sulfoksida,  ,  basa, atau  dimetil  formida  asam  mineral,  namun kitosan dapat larut dalam asam format, asam sitrat,  dan  asam  asetat.  Pada  penelitian  ini diperoleh  ketidaklarutan  sebesar  80,3% termasuk  dalam  kategori  kelarutan  agak sukar larut (Setha et al., 2019).

## Derajat Deasetilasi
Derajat  deasetilasi  diperoleh  melalui perbandingan  jumlah  unit  D-glukosamin yang terasetilasi dan tidak terasetilasi. Derajat deasetilasi  yang  meningkat  menyebabkan reaktivitas kitosan juga meningkat. Penentuan derajat deasetilasi kitosan pada penelitian ini yaitu dengan menggunakan metode base line (Sartika, 2016).
Kitosan  optimum  dihitung  derajat deasetilasinya  menggunakan  FTIR  dengan perbandingan  nilai absorbansi  1655  cm -1 dan 3450 cm -1 . Nilai Panjang gelombang dihasilkan  berdasarkan  transmitan  yang diperoleh  pada  masing-masing  bilangan gelombang. %DD kitosan berkisar antara 56- 99%  (Sofia  et  al.,  2018).  Derajat  deasetilasi yang  diperoleh  pada  penelitian  ini  98.57% memenuhi  persyaratan  penggunaan  pada aplikasi komersil yaitu ≥70%. Menurut Pari et al. (2022) %DD kitosan industrial grade (DD ≥ 70%), food grade (DD ≥85%) dan
pharmaceutical grade (DD ≥90%).
(a)
(b)
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 20 40 60 80 100 Tr an smita n ( %) Bilangan gelombang (cm -1 ) kitosan depolimerisasi as. asetat 3424.02 1655.39 1592.66 2878.56 1429.29 1378.34 1076.19 592 1164.03 NH2 OH CH C=O CN
Ciri  khas  kitosan  yaitu  mengandung gugus  amida  dan  gugus  hidroksil.  Daerah serapan  khas  pita  amida  umumnya  pada kisaran  bilangan  gelombang  1655-1310  cm -1 dan  untuk  pita  hidroksil  pada  kisaran bilangan gelombang
3550-3300 cm -1 . Spektrum  FTIR  kitosan  optimum  pada Gambar  4  menunjukkan  gugus  fungsi  pada pita  serapan  gugus OH dan NH 2 ditunjukkan
oleh  puncak  3424.02  cm -1 ,  pita  serapan  C-H ulur  pada  puncak  2878.56  cm -1 ,  pita  serapan C=O  ulur  pada  puncak  1655.39  cm -1 ,  pita serapan  C-N  di  puncak  1164.03  cm -1 .  Hal tersebut menandakan bahwa pada saat proses depolimerisasi  dengan  kondisi  optimum tidak  mengubah  ataupun  merusak  struktur utama kitosan.
Gambar 4. Spektrum FTIR Kitosan Optimum

## Indeks Kristalinitas
Kitosan optimum hasil depolimerisasi pada  2θ  sekitar  10º  dan  2θ  sekitar  20º menunjukkan  pola  refleksi  yang  kuat. Gambar  5  menunjukkan  pola  difraktogram XRD  yang  menunjukkan  fase  kristal  dengan peak melebar. Identifikasi partikel kristal dan amorf ditentukan dengan metode full width at half maximum (FWHM) menggunakan aplikasi Match®. Puncak kristalin (Fc) didapatkan luas puncak  271.164  dan  puncak  amorf  (Fa) didapatkan  luas   puncak   568.959   sehingga
diperoleh indeks kristalinitas sebesar 32.28%. Kitosan hasil depolimerisasi memiliki struktur amorf jauh lebih besar dibandingkan dengan struktur kristalinnya yang ditunjukkan oleh nilai indeks kristalinitasnya, hasil tersebut masih berupa campuran antara kristal  dan  amorf.  Nilai  indeks  kristalinitas kitosan komersil adalah 89% (Ioelovich, 2014). Kitosan  yang  memiliki  bentuk  amorf bermanfaat  dalam  dunia  kesehatan  karena mudah  diserap  dan  memiliki  bioavailabilitas yang sangat baik. (Musiam & Aisyah, 2021).
Gambar 5. Pola Difraksi XRD Kitosan Optimum

## KESIMPULAN
Kondisi optimum untuk
menghasilkan  kitosan  dengan  BM  rendah hasil  depolimerisasi  diperoleh  pada  suhu 80 ℃ ,  waktu  pengadukan  34.033  menit  dan konsentrasi kitosan 1% dengan nilai desirability  0,691.  Karakteristik  kitosan  berat molekul  rendah  didapatkan  nilai  rendemen sebesar  98.707%,  berat  molekul  31.662  kDa, kelarutan  19.7%,  derajat  deasetilasi  98.57%, dan indeks kristalinitas 32.28%.

## DAFTAR PUSTAKA
Aranaz,  I.,  Alcántara,  A.  R.,  Civera,  M.  C., Arias, C., Elorza, B., Heras Caballero, A., &  Acosta,  N.  (2021).  Chitosan:  An
Overview of Its Properties and Applications. Polymers , 13 (19).
https://doi.org/10.3390/polym13193256
Gonçalves,  C.,  Ferreira,  N.,  &  Lourenço,  L.
(2021).  Production  of  low  molecular weight chitosan and
chitooligosaccharides  (COS):  A  review.
Polymers , 13 (15), 1–23. https://doi.org/10.3390/polym13152466
Handayani, H. P. L., Siwi, P. R., & Rokhati, N.
(2013).  Depolimerisasi  kitosan  dengan hidrolisa enzimatik menggunakan enzim α-amilase.  Jurnal  Teknologi  Kimia  Dan Industri, 2 (4), 55–64.
Imtihani,  H.  N.,  &  Permatasari,  S.  N.  (2020).
Sintesis  dan  Karakterisasi  Kitosan  dari Limbah  Kulit  Udang  Kaki  Putih (Litopenaeus  vannamei). Simbiosa , 9 (2),
129. https://doi.org/10.33373/sim-
bio.v9i2.2699
Ioelovich,  M.  (2014).  Crystallinity  and Hydrophility  of  Chitin  and  Chitosan. Research and Reviews: Journal of Chemistry ,
3 (3), 7–14.
Musiam, S., & Aisyah, N. (2021).
Characterization  of  Chitosan  from  the
Haliling  Snail  (Filopaludina  javanica) Shell  in  South  Kalimantan. CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia , 7 (2), 92. https://doi.org/10.26555/chemica.v7i2.18
Pari, R. F., Mayangsari, D., & Hardiningtyas,
S. D. (2022). Depolimerisasi Kitosan dari Cangkang Udang dengan Enzim Papain dan Iradiasi Sinar Ultraviolet
Depolymerization  of  Chitosan  from Shrimp Shell Using Papain Enzyme and Ultraviolet Light Irradiation. JPHI , 25 (1), 118–131.
Pratiwi,  D.  I.,  &  Purwanti,  A.  (2019). Pembuatan  Kitosan  Dari  Limbah  Sisik Ikan. Jurnal Inovasi Proses , 4 (1), 23–28.
Pratiwi,  R.  (2014).  Manfaat  kitin  dan  kitosan bagi  kehidupan  manusia. Oseana , 39 (1), 35–43.
Prihantini,  M.,  Zulfa,  E.,  Prastiwi,  L.,  & Yulianti,  I.  (2020).  Pengaruh  Waktu Ultrasonikasi  Terhadap  Karakteristik Fisika  Nanopartikel  Kitosan  Ekstrak Etanol Daun Suji (Pleomele angustifolia) Dan  Uji  Stabilitas  Fisika  Menggunakan Metode Cycling Test. Jurnal Ilmu Farmasi Dan Farmasi Klinik , 16 , 125. https://doi.org/10.31942/jiffk.v16i02.3237
Putra, M. M. P., & Husni, P. P. dan A. (2013).
Pengaruh  suhu  eterifikasi  pada  proses pembuatan  karboksil  metil  kitosan terhadap  sifat  kelarutannya. Seminar Nasional  Masyarakat  Pengolahan  Hasil Perikanan Indonesia V , 1–9.
Reghioua,  A.,  Barkat,  D.,  Jawad,  A.  H.,
Abdulhameed, A. S., Al-Kahtani, A. A., & Alothman,  Z.  A.  (2021).  Parametric optimization by Box-Behnken design for synthesis of magnetic chitosan- benzil/ZnO/Fe3O4nanocomposite and textile dye removal. Journal of Environmental  Chemical Engineering , 9 (3),
105166. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105166
Sandria, N., Uju, U., & Suptijah, P. (2017). The
Depolymerization of Kappa
Carrageenan Using Peracetic Acid. Jurnal
Pengolahan  Hasil  Perikanan  Indonesia , 20 (3), 524. https://doi.org/10.17844/jphpi.v20i3.1980
Sartika, I. D. (2016). Isolasi dan Karakterisasi
Kitosan dari Cangkang Rajungan (Portunus  pelagicus). Jurnal  Biosains Pascasarjana , 18 (2), 98. https://doi.org/10.20473/jbp.v18i2.2016.9 8-111 Setha,  B.,  Rumata,  F.,  &  Br.,  S.  B.  (2019).
Karakteristik  Kitosan  Dari  Kulit  Udang Vaname  Dengan  Menggunakan  Suhu dan  Waktu  Yang  Berbeda  dalam  Proses Deasetilasi. Jurnal  Pengolahan  Hasil Perikanan Indonesia , 22 (3), 498–507.
Sofia,  I.,  Pirman,  P.,  &  Haris,  Z.  (2018). Karakterisasi  fisiokimia  dan  fungsional kitosan  yang  diperoleh  dari  limbah cangkang  udang  windu. Jurnal  Teknik Kimia Indonesia , 9 (1), 11. https://doi.org/10.5614/jtki.2010.9.1.2
Song, X., Chen, Y., Zhao, G., Sun, H., Che, H.,
&  Leng,  X.  (2020).  Effect  of  molecular weight of chitosan
and its
oligosaccharides on antitumor  activities of chitosan-selenium nanoparticles.
Carbohydrate  Polymers , 231 ,  115689. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115 689
Sularsih. (2013).  Pengaruh  viskositas  kitosan
gel  terhadap  penggunaannya  di  proses penyembuhan  luka. Jurnal  Material Kediokteran Gigi , 2 (1), 60–67.
Suryani,  S.,  Chaerunisaa,  A.  Y.,  Joni,  I.  M., Ruslin,  R.,  Ramadhan,  L.  O.  A.  N., Wardhana,  Y.  W.,  &  Sabarwati,  S.  H.
(2022).  Production  of  Low  Molecular Weight Chitosan Using a Combination of Weak Acid and Ultrasonication Methods. Polymers , 14 (16). https://doi.org/10.3390/polym14163417
Tanasale, M. F. J. D. P., Telussa, I., Sekewael, S.  J.,  &  Kakerissa,  L.  (2016).  Extraction And Characterization Of Chitosan From Windu Shrimp Shell (Penaeus monodon) And Depolymerization Chitosan Process With  Hydrogen  Peroxide  Based  On Heating Temperature Variations. J. Chem.
Res , 3 (2), 308–316.
Zhang, Y., Zhang, H., Chen, S., Fu, H., & Zhao,
Y. (2018).
Microwave-assisted
degradation  of  chitosan  with  hydrogen peroxide  treatment  using  Box-Behnken design for enhanced antibacterial activity. International  Journal  of  Food Science  and  Technology , 53 (1),  156–165. https://doi.org/10.1111/ijfs.13569