EXTRACTION AND CHARACTERIZATION OF CHITOSAN FROM WINDU SHRIMP SHELL ( Penaeus monodon ) AND DEPOLYMERIZATION CHITOSAN PROCESS WITH HYDROGEN PEROXIDE BASED ON HEATING TEMPERATURE VARIATIONS
Ekstraksi Dan Karakterisasi Kitosan Dari Kulit Udang Windu ( Penaeus monodon ) Serta Proses Depolimerisasi Kitosan Dengan Hidrogen Peroksida Berdasarkan Variasi Suhu Pemanasan
Matheis F.J.D.P. Tanasale 1, *, Ivonne Telussa 1 , Serly J. Sekewael 1 , Loberth Kakerissa 1
Chemistry Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Pattimura University, Kampus Poka, Jl. Ir. M. Putuhena, Ambon 97134
* E-mail: mtanasale@fmipa.unpatti.ac.id
Received: Dec 2015 Published: Jan 2016

## ABSTRACT
An extraction of chitin from shell of the tiger shrimp ( Penaeus monodon ), a convertion chitin into chitosan and depolymerization  chitosan  into  oligochitosan  using  hydrogen  peroxide  based  on  variations  in  heating temperature  have  been  done.  Chitosan  had  depolymerized  and  it’s  molecular  weight  had  tested  by  end  group analysis method and it’s degree of deacetylation had tested by UV-Vis spectrophotometry method. Oligochitosan had obtained from the conversion of chitin is isolated from the shell of tiger shrimp and from commercial chitin. The  content  of  chitin  obtained  in  tiger  shrimp  shells  was  35.90%  while  the  result  of  the  conversion  of commercial  chitin  into  chitosan  amounted  to  62.33%.    Characterization  of  functional  groups  using  FTIR spectrophotometry  showed  that  the  conversion  of  chitosan  from  chitin  commercial  have  absorption  bands  of 3617.56 (OH), 3050.47 - 3127.63 (-NH stretching), 2894.24 (-CH methylene), 1679.06 (-C = O), 1564.30 (-NH bending),  and  1076.30  cm -1 (-CO-).  The  commercial  chitosan  which  is  characterized  by  FTIR spectrophotometric  method also supports the results of the conversion of chitosan  from  chitin commercial.  In the process of depolymerization of chitosan by hydrogen peroxide was found that the greater heating temperature was used, the smaller the percent yield and molecular weight of oligochitosan were at 40 o C, 50 o C, 60 o C and 70 o C  gained  weight  average  molecular  oligochitosan  were  1030.12  g/mol,  1019,  28  g/mol,  978.12  g/mol,  and 908.82 g/mol, respectively.
Keywords: Chitosan, depolymerization, heating temperature, hydrogen peroxide, oligochitosan
PENDAHULUAN Kitin
merupakan polimer alami (biopolimer)  yang  terbesar  setelah  selulosa, banyak  terkandung  pada  limbah  hasil  laut, khususnya golongan udang, kepiting, ketam, dan kerang (Muzzarelli et al. , 2012).  Selain itu, kitin juga  ada  di  dalam  dinding  sel  cendawan  dan kutikula golongan serangga (Austin et al. , 1981). Kitosan  merupakan  produk  deasetilasi  kitin melalui  reaksi  kimia  ataupun  biokimia  dengan menggunakan  enzim  kitin  deasetilase  yang  telah berhasil  dimurnikan  dan  dikarakterisasi  dari beberapa  cendawan  (Rukayadi,  2002).    Struktur kitin dan kitosan terdiri dari N- acetil glukosamin dan glukosamin (Gambar 1) yang terikat dengan ikatan  β(1,4)  glikosida.    Kitosan  mempunyai
kelarutan  baik  dalam  asam-asamorganik  encer sedangkan  kitin  tidak  larut  dalam  air  dan kebanyakan  pelarut  organik  tetapi  larut  dalam asam  mineral  pekat  seperti  HCl,  HNO 3 ,  H 2 SO 4 , H 3 PO 4 ,  dan  asam  format  anhidrat.    Terkait dengan  kelarutan  tersebut  maka  kitosan  menjadi lebih  menarik  dan  mempunyai  aplikasi  yang lebih luas daripada kitin (Kumar, 2000).
Pemanfaatan  kitosan  masih  kurang  optimal karena panjangnya rantai kitosan yang mengakibatkannya sulit larut dalam air.  Pada hal kelarutan  merupakan  karakteristik  penting  untuk kitosan. Peningkatan kelarutan akan memfasilitasi  kitosan  untuk  dapat  digunakan lebih  luas  pada  bidang  pangan,  pertanian, farmasi,  maupun  aplikasi  teknik  lainnya.    Bobot
molekul  tinggi  mengakibatkan  kelarutan  kitosan rendah dalam air. Hal ini memicuh dikembangkannya beberapa usaha dalam memotong ikatan kitosan menjadi oligomer yang lebih pendek yang disebut oligokitosan.
(a) (b)
Gambar 1.   Struktur unit ulang (a) kitin dan (b) kitosan
Oligokitosan  dapat  dihasilkan  dari  proses depolimerisasi  kitosan  secara  biokimia  dengan menggunakan  enzim  (Qin et  al. ,  2006)  atau secara  kimia  dengan  menggunakan  asam  seperti HCl,  H 2 SO 4 ,  dan  CH 3 COOH  (Kabal`nova et  al. ,
2001;  Varum et  al. ,  1991;  No et  al. ,  2003). Selain  itu,  proses  depolimerisasi  kitosan  juga dapat  menggunakan  oksidator  seperti  O 3 , NaNO 2 , dan H 2 O 2 (Allan & Peyron, 1995; Chang et  al. ,  2001;  Tanioka et  al. ,  1996;  Qin et  al. , 2002;  Tian et  al. ,  2004;  Mao et  al. ,  2004; Srijanto et  al. ,  2006).    Bahkan  pada  akhir-akhir ini  telah  digunakan  natrium  hipoklorit  (NaClO) untuk  menghasilkan  kitosan  dengan  bobot molekul  yang  lebih  rendah  atau  oligokitosan (Zheng et  al. ,  2015).    Akan  tetapi,  hidrogen peroksida lebih banyak digunakan karena mudah ditangani,  mudah  didapat,  dan  lebih  ramah lingkungan  (Qin et  al. ,  2002).    Bahkan  untuk mendapatkan  oligoktosan  yang  lebih  efektif  dan efisien, beberapa peneliti telah mengkombinasikan  hidrogen  peroksida  dengan menggunakan  iradiasi  microwave  (Shao et  al. , 2003),  radiasi  sinar  gamma  (Kang et  al. ,  2007), cahaya  ultraviolet  (Wang et  al. ,  2005), ultraviolet-teradiasi  oksigen  (Yue et  al. ,  2009), dan asam heteropoli (Huang et al. , 2007; Huang et al. , 2008).
Depolimerisasi kitosan menggunakan hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) telah banyak dipelajari sesuai dengan kemudahan penggunaan dan  ketersediannya  serta  ramah  lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Laju depolimerisasi kitosan
menggunakan H 2 O 2 lebih kecil karena kestabilan H 2 O 2 .    Depolimerisasi  kitosan  menggunakan H 2 O 2 menyebabkan  pembentukan  gugus-gugus karboksil dan mempercepat deaminasi (Qin  dkk.,  2002).    Bobot  molekul  yang dihasilkan  dalam  proses  depolimerisasi  kitosan sangat  dipengaruhi  oleh  suhu,  waktu  dan konsentrasi  H 2 O 2 .    Pada  penelitian  ini  kitosan yang diekstrak dari kulit udang windu divariasikan suhu pemanasan proses depolimerisasi  kitosan  menggunakan  hidrogen perokisda  sehingga  menghasilkan  oligokitosan dengan berbagai bobot molekul.

## METODOLOGI Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel limbah udang windu ( Penaeus  monodon ),  kitin,  kitosan,  HCl,  NaOH, aseton, NaOCl,
CH 3 COOH, H 2 O 2 , D-glukosamina hidroklorida, kalium ferrisianida, natrium karbonat, kertas saring whatman No. 40, dan aquades.

## Alat
Peralatan dan instrumen yang akan digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  :  neraca analitik,  centrifuge,  oven,  spektrofotometer  UV- visible, spektrofotometer FTIR, pengaduk magnetik, dan peralatan-peralatan gelas.
Prosedur Kerja
Ekstraksi kitin dari limbah udang berdasarkan metode No et al. (1989).
Sebanyak 200 g limbah udang windu kering dimasukkan  dalam  erlenmeyer  ditambahkan NaOH  3,5%  dengan  perbandingan  1  :  10  (b/v) dan dipanaskan dengan hotplate pada suhu 65°C selama 2 jam kemudian didinginkan dan disaring dengan  kertas  saring  Whatman.    Residu  yang dihasilkan  dicuci  sampai  pH  netral  kemudian dikeringkan  di  dalam  oven  pada  60°C  selama  4 jam.    Selanjutnya  residu  ditambahkan  HCl  1N dengan  perbandingan  1  :  15  (b/v)  pada  suhu kamar  dan  dibiarkan  selama  30  menit,  disaring, dicuci  sampai  pH  netral,  dan  dikeringkan  pada 60°C  selama  4  jam.    Kemudian  residu  tersebut ditambahkan dengan aseton secukupnya, disaring,  ditambahkan  dengan  NaOCl  0,315% dengan  perbandingan  1  :  10  (b/v)  pada  suhu kamar  selama  30  menit,  disaring,  dicuci  sampai
O CH 2 OH OH NHCOCH 2 O O CH 2 OH OH O NH 2
Matheis F.J.D.P. Tanasale , dkk / Ind. J. Chem. Res. , 2016, 3(2), 308-316
pH netral, dan dikeringkan.  Residu berupa kitin dianalisis dengan spektrofotometer FTIR.
Konversi  kitin  menjadi  kitosan  berdasarkan metode No dan Meyer (1997).
Sebanyak 30 g serbuk kitin dicampurkan dengan 300  mL  larutan  NaOH  50%,  kemudian dipanaskan pada 100 o C selama 6 jam. Selanjutnya  campuran  disaring  dengan  kertas saring Whatman 40.  Residu kitosan dikeringkan dalam  oven  sampai  bobotnya  konstan.    Residu kitosan dikarakterisasi dengan metode spektrofotometri  FTIR  dan  ditentukan  bobot molekul  dengan  metode  viskometri.    Untuk membandingkan hasil deasetilasi digunakan kitin komersil yang memiliki kemurnian yang tinggi.
Preparasi oligokitosan dengan proses depolimerisasi kitosan dengan H 2 O 2 .
Kitosan  hasil  deasetilasi  kitin  dari  isolasi limbah  kulit  udang  windu  sebanyak  2,0  g dimasukkan  ke  dalam  erlemeyer,  kemudian ditambahkan  50  mL  H 2 O 2 10%.    Setelah  itu dibiarkan  selama  10  menit  dan  dipanaskan dengan variasi suhu pada 40 o C, 50 o C, 60 o C dan 70 o C yang masing-masing  selama 4 jam.  Hasil reaksi  kemudian  didinginkan  pada  suhu  kamar kemudian  disaring.    Residu  yang  dihasilkan dicuci  dengan  aquades  sampai  pH  netral  dan dikeringkan  pada  suhu  60 o C.    Proses  ini dilakukan  secara  duplo.  Hasil  depolimerisasi kitosan  yang  diperoleh  selanjutnya  diuji  gugus fungsinya  menggunakan  spektrofotometer  FTIR dan  ditentukan  bobot  molekul  dengan  metode analisis gugus ujung.

## Penentuan bobot molekul kitosan.
Dilarutkan  0,1  g  kitosan  hasil  isolasi  dalam 100  mL  HCl  0,01  M  dan  selanjutnya  dibuat larutan  viskositas  masing-masing  0,1%;  0,2%; 0,3%;  0,4%;  dan  0,5%.  Setelah  itu  ukur  waktu alirnya dengan menggunakan viskometer Ostwald.    Viskositas  larutan  digunakan  unutuk menentukan  bobot  molekul  polimer  kitosan dengan  bantuan  persamaan  viskositas  spesifik, viskositas intrinsik (Persamaan 1) dan persamaan empirik Mark- Houwink (Persamaan 2).
  c sp C   0 lim   ….. (1)
  a kM   ….. (2)
dengan η sp adalah  viskositas  spesifik, c adalah konsentrasi  polimer  (dalam  g/100  mL), a dan k adalah konstanta untuk pelarut polimer, M adalah massa  molekul,  serta  [ η ]  adalah  viskositas intrinsik.
Penentuan bobot molekul oligokitosan dengan metode  analisis  gugus  ujung  (Shao, et  al. , 2003).
Pereaksi warna disiapkan dengan melarutkan  0,5  g  kalium  ferrisianida  dalam  1  L natrium  karbonat  0,5  M  dan  disimpan  dalam botol pereaksi berwarna coklat.   Larutan  standar D-glukosamin  hidroklorida  (GAH)  disiapkan dengan  melarutkan  1,00  g  GAH  dalam  100  mL akuades.    Pembuatan  kurva  standar  dilakukan dengan mencampurkan beberapa volume berbeda  larutan  standar  GAH  dengan  2  mL pereaksi warna dalam tabung tertutup, kemudian tepatkan  volumenya  menjadi  5  mL  dengan akuades.    Tabung  ditutup,  dipanaskan  pada  air mendidih selama 15 menit, dan didinginkan pada suhu  ruang.    Selanjutnya  diukur  absorbansinya dengan  spektrofotometer  UV-Vis  pada  panjang gelombang  420  nm.    Untuk  sampel  oligokitosan dilakukan  dengan  menimbang  sejumlah  massa sampel oligokitosan, kemudian dilarutkan dengan  akuades,  ditambahkan  2  mL  pereaksi warna,  ditepatkan  volumenya  menjadi  5  mL, dipanaskan  pada  air  mendidih  selama  15  menit, didinginkan,  dan  diukur  absorbansinya  dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang  420  nm.    Bobot  molekul  rata-rata jumlah  ( n M )  dihitung  berdasarkan  Persamaan (3).
5 , 215 2 1 x W W M n  ….. (3)
dengan W 1 adalah  bobot  oligoglukosamina  (g) dan W 2 adalah  jumlah  GAH  yang  setara  dengan absorbansi  oligoglukosamina  yang  berasal  dari kurva standar.
Penentuan derajat deasetilasi oligokitosan dengan  metode  spektrofotometri  UV-Vis (Liu, et al. (2006)).
Sebanyak  3  mg  kitosan  yang  dihasilkan dilarutkan  ke  dalam  50  mL  HCl  0,1  M,  diukur absorbansinya  dengan  spektrofotometer  UV-Vis pada  panjang  gelombang  201  nm.    Derajat deasetilasinya dihitung berdasarkan Persamaan 4 dan 5:
AV M M AV DA 1 , 42 3615 , 3 0128 , 0 1 , 161
   ….. (4)
% 100 ) 1 ( DA DD   ….. (5)
dengan A adalah  absorbans, V adalah  volume larutan  dan M adalah  bobot  kitosan.    Cara  yang sama juga dilakukan terhadap kitosan komersil.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Ekstraksi kitin dari limbah udang
Kulit  udang  windu  banyak  mengandung kitin  tetapi  juga  masih  mengandung  protein, mineral,  dan  zat  warna.    Setelah  dipisahkan  dari daging,  kulit  udang  memerlukan  tiga  tahap proses  kimia  agar  diperoleh  kitin.    Ketiga  tahap tersebut  adalah  tahap  deproteinisasi,  tahap demineralisasi,  dan  tahap  depigmentasi.    Setiap tahap-tahap tersebut memerlukan kondisi-kondisi optium  yang  tergantung  dari  bahan  dasar  dan jenis  bahan  dasar.    Dari  studi  literatur  yang dilakukan,  metode  ekstrasi  kitin  dari  limbah udang  yang  dilaporkan  oleh  No et  al. (1989) adalah  yang  terbaik.    Hasil  penelitian  tentang massa  dan  komposisi  zat  kimia  dalam  kulit udang windu dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1.  Bobot dan komposisi zat kimia dalam
kulit udang windu Zat Bobot (g) Kadar (%) Protein 4.16 4.16 Mineral 60,00 60,00 Zat warna 1,10 1,10 Kitin 34,71 34,71
Protein  akan  larut  dalam  suasana  basa sehingga  selisih  antara  bobot  sampel  dengan bobot  setelah  tahap  deproteinasi  merupakan kadar  protein  yang  ada  dalam  kulit    udang windu.  Demikian juga pada selisih bobot antara sebelum  dan  setelah  tahap  demineralisasi merupakan  bobot  mineral.    Mineral  utama  yang ada  pada  kulit  udang  windu  adalah  CaCO 3 dan sedikit Ca 3 (PO 4 ) 2 yang larut dalam suasana asam klorida menurut reaksi :
CaCO 3 (s) + 2HCl(aq)  CaCl 2 (aq) + H 2 O(g) + CO 2 (g) Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 4HCl(aq)  2CaCl 2 (aq) + Ca(H 2 PO 4 ) 2 (aq)
Proses  demineralisasi  ditandai  dengan terbentuknya  gas  CO 2 ,  sedangkan  kadar  zat
warna  diperoleh  setelah  tahap  depigmentasi karena  zat  warna  pada  kulit  udang  windu  larut dalam  aseton.    Proses  depigmentasi  tidak memberikan  hasil  yang  memuaskan  karena warna  residu  yang  dihasilkan  masih  putih kecoklatan.
Jika dibandingkan dengan hasil-hasil penelitian  yang  lainnya  (khususnya  dari  jenis krustasea), hasil penelitian ini memiliki perbedaan yang cukup signifikan.  Perbandingan hasil-hasil  tersebut  dapat  dilihat  pada  Tabel  2. Perbedaan ini dapat disebabkan karena berbedanya  jenis  hewan  dan  habitat  hidup. Udang  windu  pada  penelitian  ini  merupakan hasil  budi  daya  di  pertambakan  udang  Desa Arara  (Maluku  Tengah)  sedangkan  penelitian yang lain berasal dari pasar lokal yang tidak jelas habitat hidupnya.
Tabel 2. Perbandingan  kandungan zat  kimia
pada kulit hewan krustasea Zat Komposisi zat kimia (%) Udang Windu a Kepiting Rajungan b Penelitian ini Protein 25,10 43,38 4,16 Mineral 26,45 2,71 60,00 Zat warna 14,84 3,70 1,10 Kitin 33,61 50,21 35,80 Sumber: a. Tanasale dkk (2006); b. Tanasale dkk (2012)
Untuk  membuktikan  adanya  kitin  dalam sampel  kulit  udang  windu  maka  dilakukan pengujian dengan menggunakan spektrofotometer FTIR sehingga terlihat pita-pita yang  khas  dari  senyawa  kitin  seperti  yang diperlihatkan  pada  Gambar  2.    Spektrum  FTIR kitin hasil isolasi memiliki pita-pita serapan yang khas  yaitu  pita  yang  muncul  pada  3566,44  cm -1 (lebar)  adalah  pita  serapan  –OH,  1653,02  cm -1 adalah  pita  serapan  vibrasi  ulur  ( stretching ) C=O,  dan  1558,51  cm -1 adalah  pita  serapan vibrasi  tekuk  ( bending )  –N-H  yang  merupakan ciri  khas  dari  kitin  yaitu  gugus  fungsi  –N-H dalam  –NH-CO-  (gugus  amin  yang  terasetilasi). Jika  dibandingkan  dengan  spektra  FTIR  untuk kitin  komersil  (Gambar  2),  maka  dapat disimpulkan  bahwa  hasil  isolasi  yang  diperoleh merupakan  senyawa  kitin.    Hasil  ini  juga didukung  penelitian  sebelumnya,  seperti  yang telah dilaporkan oleh Tanasale dkk (2006).

## Konversi kitin menjadi kitosan
Kitosan  merupakan  produk  deasetilasi  dari kitin dengan NaOH pekat panas.  No dan Meyers (1997)  menyatakan  bahwa  konsentrasi  NaOH yang digunakan untuk deasetilasi antara 40–50% pada  suhu  80–150 0 C.    Kondisi  ini  digunakan karena  struktur  sel-sel  kitin  tebal  dan  kuatnya ikatan  hidrogen  intramolekul  antara  atom hidrogen  pada  gugus  amin  dan  atom  oksigen pada gugus karbonil.
Gambar 2. Spektrum FTIR kitin hasil isolasi
Gambar 3. Spektrum FTIR kitin komersil
Proses  deasetilasi  dalam  basa  kuat  panas menyebabkan  hilangnya  gugus  asetil  pada  kitin melalui  pemutusan  ikatan  antara  karbon  pada gugus asetil dengan nitrogen pada gugus amin.
Hasil  konversi  kitin  komersil  menjadi kitosan adalah sebesar sekitar 62,33%.  Hasil ini jauh  melebihi  kitosan  yang  diperoleh  dari  kitin hasil  isolasi  dari  kulit  jenis  krustasea  yang masing-masing  hanya  19,07%  (udang  windu (Tanasale  dkk  (2006))  dan  22,06%  (kepiting rajungan  (Tanasale  dkk  (2012)).    Perbedaan  ini disebabkan  karena  kitin  komersil  memiliki kemurnian  yang  tinggi  sehingga  kandungan kitosan  juga  tinggi.    Ini  juga  menunjukkan bahwa  hasil  isolasi  yang  dilakukan  masih
mengandung  zat-zat  yang  akan  larut  dalam larutan basa kuat panas.
Selanjutnya kitosan hasil konversi dikarakterisasi  dengan  menggunakan  metode spektrofotometri  FTIR  yang  hasil  spektrumnya dapat  dilihat  pada  Gambar  4.    Spektrum  kitosan hasil  konversi  dari  kitin  komersil  memiliki  pita- pita  serapan  khas  yaitu  3617,56  (-OH),  3050,47 –  3127,63  (-N-H  ulur),  2894,24  (-C-H  metilen), 1679,06  (  -C=O),  1564,30  (-N-H  tekuk),  dan 1076,30 cm -1 (-C-O-).  Walaupun terlihat adanya noise yang  mungkin  disebabkan  karena  masih adanya  NaOH  akibat  proses  pencucian  yang kurang  sempurna,  hasil  ini  memiliki  kemiripan dengan  spektrum  FTIR  kitosan  komersil  yang diperlihatkan pada Gambar 5.  Spektrum kitosan komersil  memiliki  pita-pita  serapan  khas  yaitu 3629,13 (-OH), 2888,45 (-C-H metilen), 1653,99 (  -C=O),  1559,47  (-N-H bending ),  dan  1068,58 cm -1 (-C-O-).
Gambar 4. Spektrum FTIR kitosan hasil konversi dari kitin komersil.

## Gambar 5.  Spektrum FTIR kitosan komersil

## Derajat deasetilasi dan bobot molekul kitosan
Derajat  deasetilasi  adalah  suatu  parameter mutu  kitosan  yang  menunjukkan  persentasi gugus  asetil  yang  dapat  dihilangkan  dari rendamen kitin maupun kitosan.  Semakin tinggi
derajat  deasetilasi  kitosan,  maka  gugus  asetil kitosan  semakin  rendah  sehingga  interaksi  antar ion  dan  ikatan  hidrogennya  akan  semakin  kuat (Knoor, 1982).
Pengukuran
derajat deasetilasi menggunakan metode UV-Vis pada Persamaan 4 dan  5.  Penentuan  derajat  deasetilasi  dengan metode  UV-Vis  lebih  efektif  dan  memiliki tingkat  ketelitian  yang  tinggi  sehingga  hasilnya lebih  akurat  karena  menggunakan  instrumen yang  memiliki  tingkat  ketelitian  yang  tinggi. Derajat  deasetilasi  dihitung  untuk  mengetahui besarnya  gugus  asetil  yang  hilang  dari  kitin sehingga  berubah  menjadi  kitosan.  Derajat deasetilasi  yang  diperoleh  sebesar  93,71%. Berdasarkan  standar  protein  biopolimer  (1994) maka  produk  kitosan  tersebut  telah  memenuhi kriteria  standar  mutu  (≥  70  %).    Menurut Aumelia dkk (2005), suhu dan waktu pemanasan dalam NaOH menentukan derajat deasetilasi dan semakin tinggi suhu dan waktu pemanasan maka derajat deasetilasi semakin tinggi.
Penentuan bobot molekul ditentukan dengan menggunakan viskositas Ostwald untuk mengukur  viskositas  larutan  polimer.  Adapun beberapa  parameter  viskositas  larutan  polimer terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Parameter  viskositas  untuk  penentuan berat molekul kitosan c
(%) t (detik)
t / t 0 η sp
η sp / c 0 80,35 1
0 ∞ 0,01 82,33 1,02464219 0,02464219 2,464219042 0,02 85,86 1,068574984 0,068574984 3,428749222 0,03 90,80 1,130056005 0.130056005 4,335200166 0,04 95,13 1,18394524 0,18394524 4,598630989 0,05 101,69 1,265588052 0,26558805 5,311761045
Dari  Tabel  3  dapat  dibuat  kurva  yang menggambarkan  hubungan  antara  viskositas reduksi terhadap konsentrasi seperti terlihat pada Gambar  6.  Penentuan  bobot  molekul  kitosan ditentukan berdasarkan viskositas intrinsik menurut Persamaan 1 dan 2.  Viskositas intrinsik menunjukkan kemampuan polimer untuk meningkatkan  viskositas  larutan.    Viskositas intrinsik  diperoleh  dari  kurva η s p /c  yang diekstrapolasi  hingga c mendekati  0,  agar  dapat meniadakan  pengaruh  konsentrasi.    Dari  hasil perhitungan  diperoleh  bobot  molekul  kitosan sebesar  8,67  x  10 4 g/mol.    Jika  dibandingkan
dengan  hasil  penelitian  yang  dilakukan  oleh Kilikily  (2009)  dengan  sampel  yang  sama  yaitu udang windu, bobot molekul untuk  kitosan  hasil isolasi  selama  2  jam  lama  pemanasan  pada proses  deasetilasi,  diperoleh  bobot  molekul sebesar  9  x  10 6 g/mol  dengan  derajat  deasetilasi 76%.    Perbedaan  ini  dikarenakan  kecilnya  nilai derajat deasetilasi yang berpengaruh pada makin bertambahnya bobot molekul kitosan.
Gambar 6. Kurva hubungan antara η sp /C vs C
Depolimerisasi kitosan menghasilkan oligokitosan
Kitosan  dapat  didegradasi  atau  diputuskan melalui hidrolisis, degradasi oksidatif (depolimerisasi) dan pirolisis.  Pemutusan ikatan glikosidik  adalah  tahap  utama  dalam  proses depolimerisasi.    Pada  umumnya,  degradasi didasarkan  pada  konsentrasi  reaktan  dan  suhu, tingkat  kemurnian,  derajat  deasetilasi  dan  bobot molekul kitosan (Makuuchi, 2008).
Pada penelitian ini, kitosan didepolimerisasi menggunakan  H 2 O 2 10  %  pada  variasi  suhu 40 o C, 50 o C, 60 o C dan 70 o C secara duplo. Kitosan dilarutkan  sempurna  dalam  H 2 O 2 selama  10 menit  sebelum  dimasukkan  ke  dalam  oven supaya  terjadinya  pembentukan  gugus-gugus karboksil dan mempercepat deaminasi. Perlakuan dengan H 2 O 2 dapat mengubah struktur zat  penyebab  warna.    Hal  ini  terlihat  dari  residu yang  diperoleh  berupa  kristal  padatan  yang berwarna  putih.  Bobot  oligokitosan  rata-rata hasil  depolimerisasi  kitosan  dengan  variasi  suhu terlihat pada Tabel 4.
Dari  hasil  yang  diperoleh,  terlihat  bahwa suhu proses depolimerisasi  kitosan  berpengaruh terhadap  bobot  oligokitosan  yang  diperoleh yakni  kenaikan  suhu  akan  menurunkan  bobot oligokitosan  yang dihasilkan.   Tian et al. (2004) telah  menjelaskan  mekanisme  depolimerisasi kitosan  dengan  H 2 O 2 yang  diawali  dengan  suatu
y = 68.65x + 1.9682 R² = 0.9672 0 2 4 6 0 0.02 0.04 0.06 ηs p/ c c (%)
sistem  kesetimbangan  pada  Persamaaa  (4)  dan (5) serta reaksi total seperti Persamaan (6).
Tabel 4.   Bobot oligokitosan rata-rata hasil depolimerisasi kitosan dengan H 2 O 2 pada variasi suhu 40 o C, 50 o C, 60 o C dan 70 o C
Oligokitosan W o (g) W (g) Persen (%) OK A 2,00055 1,611 80,52 OK B 2,00055 1,595 79,73 OK C 2,00055 1,521 76,03 OK D 2,00055 1,265 63,23 Ket: OK =   Oligokitosan hasil depolimerisasi kitosan dengan H 2 O 2 pada variasi suhu (A= 40 0 C, B= 50 0 C, C= 60 0 C dan D= 70 0 C) W o
=  Bobot kitosan sebelum depolimerisasi W =  Bobot oligokitosan yang dihasilkan
R-NH 2 +  H + =   R-NH 3 + .... (4) H 2 O 2 =   H + + HOO - .... (5) R-NH 2 +  H 2 O 2 +  H + =   R-NH 3 + +  HOO - +  H + .... (6)
Anion  HOO - sangat  tidak  stabil  dan  sangat mudah  terdekomposisi  menjadi  radikal  hidroksil yang sangat reaktif (Persamaan 7 dan 8).
HOO - →   OH - +  O•
.... (7)
H 2 O 2 + HOO - →   HO•  +  O 2 - +  H 2 O .... (8)
Radikal  hidroksil  adalah  oksidator  kuat.    Aksi kimia  utama  HO•  dengan  suatu  polisakarida adalah  sangat  cepat  seperti  diperlihat  pada Persamaan  (9)  dan  (10).    Radikal  HO•menarik satu  atom  H  dan  membentuk  air  sehingga  akan membentuk  produk  oksidasi  larut  air  dengan bobot molekul rendah.
(GlcN) – (GlcN)  +  HO•   →   (GlcN) m – (GlcN) n +  H 2 O  … (9) (GlcN) m – (GlcN) n +  H 2 O   →  (GLcN) n +  (GlcN) m .... (10)

## Pengaruh suhu depolimerisasi terhadap bobot molekul oligokitosan
Bobot  molekul  oligokitosan  dilakukan dengan metode UV-Vis dengan kalium ferisianida  sebagai  reagen  warna.    Hal  ini disebabkan  karena  D-glukosamin  hidroklorida dan  oligokitosan  memiliki  hemiasetal  hidroksil dalam  molekulnya  sehingga  keduanya  akan berwarna  bila  ditambahkan  kalium  ferisianida. Hemiasetal  hidroksil  pada  gula  reduksi  dapat berwarna  bila  direaksikan  dengan  kalium ferisianida.    Bobot  molekul  oligokitosan  tidak dapat  ditentukan  dengan  metode  viskometri seperti pada bobot molekul kitosan karena dalam
metode  viskometri,  hasil  yang  akurat  hanya  bila bobot molekulnya 10 4 g/mol sedangkan oligokitosan  sendiri  memiliki  bobot  molekul sekitar 2x10 3 g/mol.
Dari  hasil  penelitian  diperoleh  bobot molekul  oligokitosan  berdasarkan  variasi  suhu pemanasan dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5  menjelaskan  bahwa  kenaikan  suhu  akan menurunkan bobot molekul oligokitosan.
Menurut  Makuuchi  (2008)  bobot  molekul menurun  dipengaruhi  oleh  suhu,  waktu,  dan konsentrasi  H 2 O 2 yang  meningkat.    Suhu  yang meningkat akan mempercepat proses depolimerisasi  rantai  utama  kitosan  sehingga bobot  molekul  oligokitosan  yang  dihasilkan menurun.    Jika  dibandingkan  dengan  hasil penelitian  yang  dilakukan  oleh  Srijanto  dkk (2006)  dengan  variasi  suhu  60 o C,  70 o C,  80 o C dan 90 o C, dan variasi waktu 10 menit, 15 menit dan  20  menit,  bobot  molekul  oligokitosan  yang diperoleh  sebesar  5000  g/mol  -  12000  g/mol dengan bobot molekul kitosan sebesar 1,14 x 10 6 g/mol  -  1,79  x  10 6 g/mol.    Perbedaam  ini disebabkan  karena  pereaksi  yang  digunakan berbeda  yaitu  HNO 2 dan  HNO 2 merupakan oksidator yang lebih lemah dibandingkan dengan H 2 O 2 .  Laju depolimerisasi kitosan menggunakan H 2 O 2 lebih kecil, ini disebabkan kestabilan H 2 O 2 .
Tabel 5.  Bobot molekul (BM) oligokitosan rata- rata hasil depolimerisasi kitosan dengan beberapa perlakuan suhu
Oligokitosan Absorbansi rata-rata W 1 (g) W 2 (g) BM (g/mol) OK A 0,399 0,02 0,004184 1030,13 OK B 0,403 0,02 0,0042285 1019,29 OK C 0,422 0,02 0,0044065 978,12 OK D 0,455 0,02 0,0047425 908,82 Ket: OK
=  Oligokitosan hasil depolimerisasi kitosan dengan H 2 O 2 pada variasi suhu (A= 40 0 C, B= 50 0 C, C= 60 0 C dan D= 70 0 C) W 1 =  Bobot oligokitosan yang ditimbang untuk pembuatan larutan untuk pengukuran UV-Vis
W 2 =  Bobot oligokitosan berdasarkan hasil regresi larutan standar. BM =  Bobot molekul oligokitosan
Pada  suhu  40 o C,  50 o C,  60 o C,  dan  70 o C terlihat  bahwa  penurunan  bobot  molekul  sangat signifikan.    Hal  ini  dimungkinkan  pada  suhu tinggi  terjadi  penurunan  deprotonisasi  dari –NH 3 + , yang membantu mempercepat pemutusan rantai  utama  kitosan  secara  depolimerisasi. Karena  pada  proses  depolimerisasi  ini  bersifat
acak  maka  pada  suhu  tinggi  yaitu  pada  suhu 70 o C  dan  adanya  proton  NH 3 + ,  energi  yang diberikan  kepada  sistem  cenderung  dapat memutuskan  ikatan  glikosidik  dari  rantai-rantai pendek kitosan dibandingkan rantai-rantai utama yang  panjang  membentuk  kitosan  dengan  bobot molekul kecil yang terlarut dalam cairan.
Bobot molekul oligokitosan yang dihasilkan,  jauh  lebih  kecil  dari  bobot  molekul kitosan  yang  sebesar  8,67  x  10 4 g/mol. Pemutusan  ikatan  β-glikosidik  pada  proses depolimerisasi  diperoleh  ukuran  molekul  yang lebih kecil sehingga bobot molekul pun semakin kecil.    Bobot  molekul  monomer  kitosan  adalah 161  g/mol.    Dalam  penelitian  ini,  monomer kitosan  pada  oligokitosan  terdiri  dari  5-6  unit monomer,  dan  jika  dibandingkan  dengan monomer  kitosan  dalam  kitosan  isolasi  adalah 538 unit monomer kitosan.  Berdasarkan  jumlah monomer  yang  diperoleh,  diperkirakan  bahwa kitosan  tersebut  telah  mengalami  depolimerisasi sehingga  membentuk  oligokitosan.    Hal  ini diperkuat dengan data yang diperoleh dari bobot oligokitosan rata-rata pada proses depolimerisasi kitosan  disertai  penurunan  bobot  molekul  dan ukuran molekul yang kecil.  Jadi, semakin tinggi suhu pemanasan maka bobot molekul oligokitosan yang dihasilkan akan semakin kecil.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan,  maka  dapat  disimpulkan  bahwa kandungan  kimia  dalam  kulit  udang  windu adalah protein 4,16%, mineral 60,00%, zat warna 1,10%,  dan  kitin  35,90%.    Konversi  kitin komersil  menjadi  kitosan  komersil  mencapai 62,33%.    Kitosan  hasil  konversi  dari  kitin komersil  memiliki  pita-pita  serapan  khas  yaitu 3617,56  (-OH),  3050,47  –  3127,63  (-N-H stretching ),  2894,24  (-C-H  metilen),  1679,06 (-C=O),  1564,30  (-N-H bending ),  dan  1076,30 cm -1 (-C-O-).  Makin besar suhu pemanasan yang digunakan  dalam  proses  depolimerisasi  kitosan dengan  hidrogen  peroksida  maka  makin  kecil persen  hasil  dan  bobot  molekul  oligokitosan yang dihasilkan yakni pada 40 o C, 50 o C, 60 o C, dan  70 o C  diperoleh  bobot  molekul  rata-rata oligokitosan  berturut-turut  sebesar  1030,12 g/mol, 1019, 28 g/mol, 978,12 g/mol, dan 908,82 g/mol.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada  Lembaga Penelitian  Universitas  Pattimura  Ambon  dan Direktorat  Riset  dan  Pengabdian  Masyarakat Kementerian  Riset,  Teknologi,  dan  Pendidikan Tinggi  atas  disetujui  dan  didanainya  penelitian ini  sesuai  dengan  surat  perjanjian  pelaksanaan pekerjaan  penelitian  Hibah  Bersaing  tahun anggaran  2015,  nomor  :  30/UN13.2/SPK-PJ/LP- HB/2015 tanggal 28 Agustus 2015.

## DAFTAR PUSTAKA
Aulia,  F,  Khusnul,  A.,  Andrew,  S,  dan  Nurinci, D,  2013, Makalah  Ikan  Kakap  Merah .
Fakultan  Pertanian  Universitas  Gadjah Mada, Yogyakarta.
Allan,  G.G.  &  Peyron,  M.    1995.    Molecular weight  manipulation  of  chitosan  I:  kinetics of  depolymerization by nitrous acid.
Carbohydrate Research , 277, 257–272.
Aumelia,  W.,  Basmal,  J.,  dan  Suryaningrum., 2005, Pengaruh konsentrasi asam monokloro asetat  dan  jenis  pelarut  sebagai  bahan pengendap  terhadap  produksi  karboksimetil kitin, Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia , 11(4): 89–100.
Austin, P.R., Brine, C.J., Castle, J.E., & Zikakis, J.P.    1981.    Chitin:  new  facets  of  research. Science , 212, 749–753.
Chang,  K.L.B.,  Tai,  M.C.,  &  Xiao,  L.    2001. Kinetics  and  products  of  degradation  of chitosan  by  hydrogen  peroxide. J.  Agric. Food Chem. , 49, 4845–4851.
Huang,  Q.Z.,  Wang,  S.M.,  Huang,  J.F.,  Zhou, L.H.,  &  Guo  Y.C.    2007.    Study  on  the heterogeneous  degradation  of  chitosan  with hydrogen  peroxide  under  the  catalysis  of phosphotungstic. Carbohydrate  Polymers ,
68, 761–765.
Huang,  Q.Z.,  Zhuo,  L.H.,  &  Guo,  Y.C.    2008. Heterogeneous degradation with H 2 O 2 catalysed by phosphotungstate.
Carbohydrate Polymers , 72, 500–505.
Kabal`nova,  N.N.,  Murinov,  K.Y.,  Mullagaliev, I.R.,  Krasnogorskaya,  N.N.,  Shereshovets, V.V., Monakov, V.B., & Zaikov, G.E.  2001. Oxidative  destruction  of  chitosan  under  the effect  of  ozone  and  hydrogen  peroxide. J. Appl. Polym. Sci. , 81, 875–881. Kang,  B.,  Dai,  Y.D.,  Zhang,  H.Q.,  &  Chen,  D. 2007.    Synergetic  degradation  of  chitosan
with gamma radiation and hydrogen peroxide. Polym.  Degrad.  Stab. ,  92,  359– 362.
Kilikily,  K.,  2009,  Variasi  waktu  pemanasan pada proses deasetilasi kitin, Skripsi Sarjana , Jurusan  Kimia  Fakultas  Matematika  dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pattimura, Ambon.
Knoor,  D.,  1982,  Function  properties  of  chitin and chitosan, J.Food.Sci , 47: 36.
Kumar, M.N.V.R.  2000.  A review of chitin and chitosan applications. Reactive &
Functional Polymers , 46, 1–27.
Liu, D., Wei, Y., Yao, P., Y. & Jiang, L.  2006b Determination of the degree of acetylation of chitosan  by  UV  spectrophotometry  using dual  standards. Carbohydrate  Research , 341, 782–785.
Makuuchi,  K.,  2008,  Comparative  analysis  of hydrogel  and  Oligo-Chitosan,  EB  System Comporation, Japan, 1–6.
Mao, S., Shui, X., Unger, F., Simon, M., Bi, D., &  Kissel,  T.    2004.    The  polymerization  of chitosan:  effects  on  physicochemical  and biological  properties. Inter.  J.  Pharm. ,  281, 45–54.
Muzzarelli,  R.A.A.,  Boudrant,  J.,  Meyer,  D.,
Manno, N., DeMarchis, M., & Paoletti. M.G.
2012. Current views on fungal chitin/chitosan,  human  chitinases,  food preservation,  glucans,  pectins  and  inulin:  a tribute  to  Henri  Braconnot,  precursor  of  the carbohydrate polymers science, on the chitin bicentennial. Carbohydrate  Polymers ,  87,
995–1012.
No,  H.K.,  Nah,  J.W.,  &  Meyers,  S.P.    2003. Effect of time/temperature treatment parameters  on  depolymerization  of  chitosan.
J. Appl. Polym. Sci. , 87, 1890–1894. No, H.K.  &  Meyers,  S.P.    1997.   Preparation  of chitin  and  chitosan. Dalam R.A.A. Muzzarelli dan M.G. Peter, Chitin
Handbook ,  European  Chitin  Society,  475– 489.
No, H. K., Meyer, S. P., & Lee., 1989, Isolation and  characteristisation  of  chitin  from crawfish  shell waste, J. Agricul Food Chem , 37 : 575–579.
Qin, C., Li, H., Xiao, Q., Liu, Y., Zhu, J., & Du, Y.    2006.    Water-solubility  of  chitosan  and its  antimicrobial  activity. Carbohydrate Polymers , 63, 367–374.
Qin,  C.Q.,  Du,  Y.M.,  &  Xiao,  L.    2002.    Effect of  hydrogen  peroxide  treatment  on  the molecular  weight  and  structure  of  chitosan. Polym. Degrad. Stab. , 76, 211–218.
Rukayadi,  Y.    2002.    Kitin  deasetilase  dan pemanfaatannya. Hayati, 9, 130–134.
Shao, J., Yang, Y., & Zhong, Q.  2003.  Studies on  preparation  of  oligoglucosamine  by oxidative  degradation  under  microwave irradiation. Polym.  Degrad.  Stab. ,  82,  395– 398.
Srijanto, B., Paryanto, I., Masduki, & Purwatiningsih.    2006.    Pengaruh  derajat deasetilasi  bahan  baku  pada  depolimerisasi kitosan. Akta Kimindo , 1, 67–72.
Tanasale,  M.F.J.D.P.,  Killay,  A.  &  Saily,  M.
2006.    Kitosan  dari  limbah  udang  windu ( Penaeus  monodon )  sebagai  adsorben  fenol. J. Alchemy 5: 23–30.
Tanasale,  M.F.J.D.P.,  Killay,  A.  &  Laratmase, M.S.    2012.    Kitosan  dari  limbah  kulit kepiting  rajungan  ( Portunus  sanginolentus L.)  sebagai  adsorben  zat  warna  biru metilena. J. Natur Indo. , 14: 165–171.
Tanioka,  S.,  Matsui,  Y.,  Irie,  T.,  Tanigawa,  T., Tanaka,  Y.,  Shibata,  H.,  Sawa,  Y,  &  Kono, Y.    1996.    Oxidative  depolymerization  of chitosan  by  hydroxyl  radical. Biosci. Biotech. Biochem. , 60, 2001–2004.
Tian,  F.,  Liu,  Y.,  Hu,  K.,  &  Zhao,  B.    2004.
Study  of  depolymerization  behavoir  of chitosan by hydrogen peroxide.
Carbohydrate Polymers , 57, 31–37.
Varum,  K.M.,  Anthonsen,  M.W.,  Grasdalen,  H.,
& Smidsrod, O.  1991. 13 C-NMR studies of the  acetylation  sequences  in  partially N- deacetylated chitins
(chitosans).
Carbohydrate Research , 217, 19–27.
Wang, S.M., Huang, Q.Z., & Wang, Q.S.  2005.
Study  on  the  synergetic  degradation  of chitosan  with  ultraviolet  light  and  hydrogen peroxyde. Carbohydrate  Research ,  340,
1143–1147.
Yue, W., Yao, P., & Wei, Y. 2009.  Influence of ultraviolet-irradiated oxygen on depolymerization  of  chitosan. Polym. Degrad. Stab. , 94, 851–858. Zheng, X., Yin, Y., Jiang, W., Xing, L., & Pu, J. 2015.  Synthesis and characterization of low molecular  weight  chitosan. BioResources , 10, 2338–2348.