## SINTESIS KITOSAN DARI LIMBAH CANGKANG KEPITING SEBAGAI PENJERNIH AIR
Tuty Alawiyah 1 , Taufikul Hadi 2
Universitas Nahdlatul Ulama NTB Email: tutyalawiyah@unu-ntb.ac.id ,
Abstrak. Pada  penelitian  ini  yang  akan  dilakukan  adalah  sintesis  kitosan    dari  limbah cangkang  kepiting  selanjutnya  dapat  diaplikasikasi  untuk  penjernihan  air.  Cangkang  kepiting memiliki  senyawa  kitin  sekitar  70%.  Kitin  tersebut  dapat  dideasetilasi  menjadi  senyawa  yang disebut dengan kitosan. Proses untuk memperoleh zat kitin dapat dilakukan dengan tiga tahap yaitu demineralisasi, deproteinasi, dan depigmentasi, sedangkan kitosan diperoleh dari proses deasetilasi kitin  dengan  larutan  basa  konsentrasi  tinggi.  Pada  penelitian  ini  tahap  demineralisasi  dilakukan dengan  menggunakan  HCl  1  N  kemudian  tahap  deproteinasi  dilakukan  dengan  menggunakan larutan basa dengan konsentrasi 3,5% pada suhu 65 °C selama 2 jam. Selanjutnya dilakukan tahap deasetilasi  kitin  menjadi  kitosan  dengan  menggunakan  larutan  basa  konsentrasi  tinggi  yaitu  50% pada  suhu  100  °C  selama  6  jam.  Hasil  yang  diperoleh  dikarakterisasi  dengan  menggunakan Spektrofotometer  Infra  Merah  untuk  mengatahui  derajat  deasetilasi  dengan  panjang  gelombang 4000  cm -1 sampai 450 cm -1
Kata Kunci: Cangkang Kepiting, Kitin, Kitosan
PENDAHULUAN Kepiting tidak hanya dapat
dimanfaatkan  untuk  dikonsumsi  saja,  akan tetapi  limbah  yang  dihasilkan  dari  cangkang kulit kepiting juga dapat dimanfaatkan. Salah satu  manfaat  dari  limbah  cangkang  kulit kepiting  yaitu  dapat  diolah  menjadi  kitosan. Menurut  (Shahidi et  al ,  1999)  kepiting mengandung  persentase  kitin  paling  tinggi sekitar 70%. Zat kitin inilah yang dideasetilasi menjadi  kitosan.  Kitosan  adalah  suatu polisakarida berbentuk linier yang terdiri dari monomer  N-asetilglukosamin  (GlcNAc)  dan D-glukosamin  (GlcN).  Bentukan  derivate deasetilasi  dari  polimer  ini  adalah  kitin. Kitosan  yang  merupakan  biopolymer  yang banyak  digunakan  seperti  sebagai  koagulan dalam  pengolahan  air  limbah,  bahan pelembab,  pelapis  benih  yang  akan  ditanam, adsorben  ion  logam,  anti  kanker/tumor,  anti kolesterol, komponen tambahan pakan ternak, sebagai  lensa  kontak,  pelarut  lemak,  dan pengawet  makanan  (Hargono  dan  Djaeni, 2003).  Salah  satu  manfaat  kitosan  seperti yang  telah  diuraikan  yaitu  dapat  digunakan sebagai  koagulan  penjernihan  air  karena adanya  gugus  amina  dalam  kitosan  yang dapat  meningkatkan  aktifitasnya,  sehingga kitosan  menjadi  suatu  senyawa  polikationik (Mu’minah,  2008).  Berdasarkan  uraian
tersebut  maka  pada  proposal  ini  akan dilakukan  penelitian  pemanfaatan  limbah cangkang  kulit  kepiting  menjadi  kitosan sebagai koagulan untuk penjernihan air.

## Metode penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan selama 3  (tiga)  bulan  yang  akan  dimulai  pada  bulan Januari.  Tempat  percobaan  adalah  di Laboratorium  Kimia  Dasar,  Fakultas  Teknik, Universitas Nahdhlatul Ulama Nusa Tenggara Barat  dan  Laboratorium  Kimia  Analitik Fakultas MIPA Universitas Mataram
Materi Penelitian
1. Alat-alat:  Timbangan  analitik,  kompor listrik, spatula, beker gelas 500 mL, tabung reaksi,  pipet ukur 10  mL,  pipet tetes, labu takar  100  mL,Gelas  ukur,  kertas  saring, Erlenmeyer,  desikator,  ayakan  40  mesh, pH meter, oven.
2. Bahan-bahan:  cangkang  kepiting,  NaOH, HCl, Aquades, Asam asetat, Aseton
Cara Kerja dan Rancangan Percobaan
1. Persiapan sampel Limbah  cangkang  kepiting  dikupas dengan tangan dan dicuci  dan dikeringkan di dalam oven pada suhu 80°C selama 2 jam lalu dihaluskan  untuk  mendapatkan  partikel berukuran  40  mesh  (Cahyaningrum  dan Amaria, 2005)
2. Isolasi kitosan dari cangkang kulit kepiting Prosedur  isolasi  kitosan  dari  kulit kepiting  mengikuti  metode  No et  al (1989) yang  telah  dimodifikasi  .  a.  100  g  cangkang kulit  kepiting  ditambahkan  larutan  NaOH 3,5%  dengan  nisbah  1:10  (w/v)  dan dipanaskan  pada  suhu  65°C  selama  2  jam. Selanjutnya  campuran  didinginkan,  disaring, dan  residu  ditambahkan  larutan  HCl  1,0  N dengan  nisbah  1:15  (w/v)  dan  dibiarkan selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah itu campuran  disaring,  dicuci,  dan  dikeringkan pada  suhu  60°C  selama  4  jam.  Tahap selanjutnya  adalah  depigmentasi,  residu ditambahkan aseton secukupnya dan hasilnya diputihkan  dengan  menggunakan  NaOCl 0.315%  dengan  nisbah  1:10  (w/v),  dibiarkan selama 30 menit pada suhu kamar, dicuci, dan dikeringkan.  Sampai  tahap  depigmentasi  ini, residunya  dianalisis  dengan  menggunakan spektrofotometer  IR.  Selanjutnya  melalui tahap  deasetilasi,  residu  ditambahkan  dengan larutan  NaOH  50%  pada  suhu  100-150  °C selama  6  jam,  didinginkan,  disaring,  dicuci, dikeringkan, dan dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer IR.
Aplikasi kitosan sebagai koagulan 1 gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam  asetat  1%.  Pengadukan  dilakukan dengan menggunakan magnetik stirrer selama 6  jam  untuk  memastikan  kitosan  terlarut sempurna.  Sebanyak  500  mL  air  keruh. Agitasi  dilakukan  pada  100  rpm  selama  1 menit setelah penambahan koagulan, kemudian  dilanjutkan  dengan slow  mixing pada 60 rpm selama 10 menit. Setelah proses flokulasi  6  selesai,  flok  yang  telah  terbentuk dibiarkan  mengendap  selama  30  menit. Setelah  terpisah  dari  flok.  Sampel  segera dianalisis Rancangan Percobaan
 Pengumpulan sampel
 Persiapan Sampel
oven pada suhu 100 °C selama
1 jam
dihaluskan + diayak 50 mesh
 Sintesis Kitosan dari zat kitin 3 gr Cangkang Kepiting halus Ditambahkan 30 mL NaOH 3,5% Dipanaskan pada suhu 65 °C Didinginkan, disaring, dan ditambah 35 mL HCl 1 M dibiarkan 30 menit Disaring, dicuci, dan dikeringkan pada suhu 60°C selama 4 jam Depigmentasi (aseton dan Hipoklorit)
Karakterisasi dengan Spektrofotometer IR

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengambilan Sampel Pengambilan sampel dilakukan
dibeberapa  rumah  makan,  restorran,  lesehan yang  ada  disekitar  mataram.  Sampel  yang diambil  berupa  limbah  cangkang  kepiting yang sudah direbus.

## Preparasi Sampel
Pada  tahap  preparasi  sampel  yang dilakukan  adalah  membersihkan  cangkang kepiting  dari  daging  yang  masih  tersisa. Dilakukan proses pencucian sampai diperoleh cangkang  kulit  kepiting  yang  bersih. Selanjutnya  cangkang  kepiting  dikeringkan pada  suhu  80  °C  selama  2  jam.  Selanjutnya sampel cangkang kepiting dihaluskan
Gambar 1. Preparasi Sampel Limbah Cangkang Kepiting Tahap Penghalusan Cangkang Kepiting Penghalusan cangkang kepiting dilakukan dengan lumpang mortal akan tetapi pada  proses  ini  diperoleh  serbuk  kasar, sehingga  diperlukan  metode  lain  untuk menghaluskan  cangkang  kulit  kepiting  yaitu dengan menggunakan blender. Hasil penghalusan  cangkang  kepiting  diayak dengan  ayakan  40  mesh  sehingga  diperoleh serbuk  cangkang  kepiting  yang  sangat  halus. Hal  ini  ditunjukkan  pada  gambar  2  berikut ini
Gambar 2. Penghalusan Cangkang Kepiting Tahap Deproteinasi Cangkang Kepiting Tahap  deproteinasi  dilakukan  dengan menggunakan  larutan  NaOH  3,5%  dengan perbandingan  1:10  (b/v)  dengan  pemanasan 65  °C  .  Proses  deproteinasi  bertujuan  untuk mengilangkan protein dari  cangkang kepiting dengan  menggunakan  larutan  basa,  semakin kuat  basa  yang  digunakan  dan  suhu pemanasannya  semakin  tinggi  menyebabkan proses  penghilangan  protein  akan  semakin cepat.  Hasil  penelitian  dapat  dilihat  pada gambar berikut ini :

## Gambar 3. Tahap Deproteinasi Tahap Deminarisasi
Tahap  demineralisasi  bertujuan  untuk menghilangkan  mineral  yang  terdapat  pada sampel cangkang kepiting  setelah mengalami deproteinasi. Terdapat gelembung udara yang cukup  banyak  pada  saat  penambahan  HCl sehingga prosesnya dilakukan secara bertahap agar tidak meluap.

## Gambar 4. Tahap Demineralisasi Tahap Deasetilasi
Tahap  deasetilasi  dilakukan  dengan larutan  basa  konsentrasi  tinggi,  tujuannya untuk  memutuskan  ikatan  antara  gugus  asetil dengan  atom  nitrogen  sehingga  berubah menjadi  gugus  amina.  Hasil  penelitian  dapat ditunjukkan pada gambar 5 berikut
Gambar 5. Tahap Deasetilasi Karakterisasi  Kitin  hasil  isolasi  dari cangkang kepiting dengan Spektrofotometer IR Kitin  yang  diperoleh  dari  hasil  isolasi cangkang
kepiting
dianalisis dengan
spektrofotometer  FTIR  untuk  mengetahui gugus  fungsi  utama  yang  ada  pada cangkang kepiting  dan  dibandingkan  dengan  spektra kitin  literarut.  Hasil  karakterisasi  kitin  dari cangkang kepiting ditunjukkan pada gambar 6 berikut :
Gambar  6.  Spektra  Infra  Merah  Kitin Hasil Isolasi dari Cangkang Kepiting
pada  spektra  infra  merah  kitin  hasil isolasi dari cangkang kulit kepiting memperlihatkan  pola  serapan  yang  muncul pada  bilangan  gelombang  3415,41  cm -1 menunjukkan  vibrasi  OH  intermolekuler. Vibrasi  ulur  N-H  tidak  terlihat  pada  spektra IR.  Terdapat  serapan  pada  2926,6  yang menunjukkan  uluran  C-H  alifatik.  Vibrasi ulur  C=O  pada  1658,89  cm-1.  Tidak  terlihat vibrasi  N-H  Tekuk.  Serapan  CH 3 pada 1436,29 cm-1. Terdapat serapan pada 1072,3 menunjukkan  adanya  vibrasi  C-O-C.  Vibrasi ikatan N-H pada 715,9 cm-1  pada cangkang kepiting.
Tabel 1 . Hasil analisis gugus fungsi kitin cangkang kepiting Gugus Fungsi Kitin literatur Kitin Cangkang kepiting OH 3448 3415 N-H Ulur 3300-3250 C-H ulur 2891,1 2926,6 C=O ulur 1680-1660 1658,89 N-H bengkokan 1560-1530 1561 CH3 1419,5 1436,29 C-O-C 1072,3 1072,3 N-H Kibasan  750-650 715,9

## Spektra  Infra  Merah Kitosan  Hasil  Isolasi dari Cangkang Kepiting
Pada  spektra  Infra  merah  kitosan  yang telah  dibuat  dari  kitin  menunjukkan  adanya serapan pada panjang gelombang 3426,41 cm - 1 merupakan  vibrasi  N-H  Primer.  Tidak terbentuk vibrasi ulur  N-H pada hasil sintesis kitosan. Terdapat serapan pada 2923,59 cm-1 menunjukkan munculnya vibrasi C-H alkana. Pada bilangan gelombang 2346,04 merupakan rentangan  N-H  dari  amina  Vibrasi  dari  NH mida  primer  muncul  pada  serapan  1650,53 cm -1.
Vibrasi N-H amina sekunder
memberikan serapan pada bilangan
gelombang 1561, 75  cm-C-O-C pada serapan 1069,7,  serta  N-H  kibasan  muncul  pada serapan 687,77 cm -1 . Dilihat dari gugus yang diidentifikasi  yaitu  adanya  gugus  amina primer maka dapat disimpulkan bahwa bubuk serbuk yang diperoleh terdapat kitosan.
Dari  hasil  penelitian  ini  menunjukkan proses  isolasi  kitin dan sintesis  kitin menjadi kitosan belum sempurna, oleh karena itu perlu dilakukan  pengulangan  satu  kali  untuk memperoleh  hasil  yang  lebih  baik.  Tahap aplikasi  kitosan  belum  dilakukan,  sehingga persentase  penelitian  mencapai  50%  dari target yang dicapai.
Aplikasi Kitosan sebagai bahan penjernih air
Untuk  mengetahui  efektivitas  kitosan sebagai bahan penjernih air dilakukan dengan mengaplikasikan  kitosan  ke  dalam  air  yang memiliki kualitas rendah yaitu air limbah pH 5. Indikator untuk mengetahui efektivitas dari kitosan  sebagai  bahan  penjernih  air  dilihat dari  perubahan  pH  air  yang  diukur  setelah terjadinya proses koagulasi-flokulasi. Adapaun proses yang dilakukan adalah 1gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 1%. Pengadukan dilakukan dengan menggunakan  magnetik  stirrer  selama  6  jam untuk  memastikan  kitosan  terlarut  sempurna. Sebanyak  500  mL  air  keruh.  Agitasi dilakukan  pada  100  rpm  selama  1  menit setelah  penambahan  koagulan,  kemudian dilanjutkan dengan slow  mixing pada 60 rpm selama  10  menit.  Setelah  proses  flokulasi  6 selesai,  flok  yang  telah  terbentuk  dibiarkan mengendap selama 30 menit. Setelah terpisah dari flok.

## Gambar 8. Proses Koagulasi dan Flokulasi kitosan sebagai penjernih air
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa pada saat proses koagulasi-flokulasi terbentuk flok-flok yang berwarna putih melayang pada air  yang  mengindikasikan  bahwa  kitosan menyerap  zat-zat  yang  dapat  menyebabkan terjadinya  kekeruhan.  Proses  ini  berlangsung selama 30 menit setelah itu  didiamkan untuk mengendapan  flok  yang  terbentuk.  pH  air setelah dilakukan proses flokulasi menjadi pH 6  dari  pH  5.    Dilihat  dari  kasat  mata  terjadi perubahan dari keruh menjadi sedikit bening. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  untuk mengetahui  rasio  perbandingan  antara  air sampel dengan kitosan agar proses penjernihan menjadi lebih efektif
KESIMPULAN Hasil  penelitian  dapat  disimpulkan beberapa hal : 1. Limbah cangkang kepiting dapat disintesis  menjadi  kitosan  terlihat  dari spektra infra merah yang diperoleh adanya gugus N-H pada panjang gelombang 1560 cm -1
2. Efektivitas  kitosan  sebagai  koagulan penjernih  air  dapat  dilihat  dari  terjadi
perubahan pH dari 5 menjadi 6 dan dilihat dari  kasat  mata  terjadi  perubahan  dari keruh pekat menjadi agak jernih

## DAFTAR PUSTAKA
Agustina  Sry,  Kurniasih  Yeti.  2013. Pembuatan  Kitosan  dari  Cangkang Udang dan  Aplikasinya  Sebagai  Adsorben
Untuk Menurunkan Kadar Logam Cu . Seminar Nasional FMIPA UNDIKSHA III.
Hargono  dan  M.Djaeni.2010. Pemanfaatan Kitosan  dari  Kulit  Udang  sebagai Pelarut  Lemak,  Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia. Khan,T.A.,  Peh,  K.K  &  Ching,  H.S.  2002. Reporting  degree  of  deacetylation values  of  chitosan  :  the  influence  of analytical methods . J Pharm
Pharmaceut Sci 5 : 205-212. Mu’minah.2008. Aplikasi  Kitosan  Sebagai Koagulan  Untuk  Penjernihan  Air Keruh  (Skripsi).  Bandung: Program Studi  Kimia  Institut  Tekhnologi Bandung.  Sinardi.,  Soewando  P  dan Notodarmojo  S.  2013.  Pembuatan,
Karakterisasi  dan  Aplikasi  Kitosan dari Cangkang Kerang Hijau (MYTULUS  VIRDIS  LINNEUS) sebagai  Koagulan  Penjernih  Air. Konferensi  Nasional  Teknik Sipil . Universitas Sebelas Maret. Suptijah Pipih., Zahiruddin W dan Firdaus D. 2008. Pemurnian  Air  Sumur  dengan Kitosan  Melalui  Tahapan  Koagulasi dan Filtrasi. Buletin Tekhnologi Hasil Perikanan Vol XI .
Tanasale.,  Killay  Amos  dan  Laratmase Marsela S. 2012. Kitosan dari Limbah Kulit  Kepiting  Rajungan  (Portunus sanginolentus  L.)  sebagai  Adsorben Zat  Warna  Biru  Metilena. J  Natur Indonesia 14 (2) :165-171. Trisnawati  E.,  Andesti D dan Saleh A. 2013. Pembuatan  Kitosan  dari  Limbah Cangkang  Kepiting  Sebagai  Bahan Pengawet  Buah  Duku  dengan  Variasi Lama  Pengawetan. J  Teknik  Kimia No 2, Vol 19 t7