ISOLASI KHITIN DARI LIMBAH KULIT UDANG (Dendrobranciata sp) DAN

## TRANFORMASINYA MENJADI KHITOSAN SEBAGAI
BAHAN PENYERAP LOGAM TIMBAL (Pb )
Intan Lestari* )
* ) Program Studi Pendidikan Kimia, FKIP Universitas Jambi, Kampus Mendalo Darat Km 15, Jambi 36361

## ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian isolasi khitin dari limbah kulit udang dan mentrasformasikannya menjadi  khitosan  yang  digunakan  sebagai  bahan  penyerap  logam  berat  timbal  (Pb  ).  Khitin dan khitosan yang terbentuk diidentifikasi dengan menggunakan UV dan IR, dan pengukuran logam  timbal  dilakukan  dengan  Spektrofotometri  Serapan  Atom  (SSA).  Hasil  isolasi  khitin dari  limbah  kulit  udang  didapatkan  sebanyak  32%  dan  hasil  transformasi  (khitosan) didapatkan  sebanyak  85%.  Berdasarkan  data  spectrum  UV  dan  IR  berhasil  diidentifikasi adanya  gugus  amina,  karbonil  dan  asetil,  yang  menandakan  adanya  khitin  dan  khitosan setelah dibandingkan dengan spektrum standar khitin dan khitosan. Khitosan yang terbentuk digunakan  untuk  uji  penyerapan  terhadap  logam  berat  timbal  (Pb)  dengan  kondisi  optimal yaitu pada massa khitosan 1,5 gr  dan  waktu kontak 60 menit dengan  efesiensi penyerapan sebesar 98,9%.
Kata kunci : Khitin, khitosan, kulit udang (Dendrobranciata sp) , logam timbal (Pb).

## ABSTRACT
Chitin was isolated from shrimp shell then transformed into chitosan which used as adsorbent agent  of  heavy  metal  such  as  lead(Pb).  Then  Chitin  and  Chitosan  were  identified  based  on Ultraviolet(UV)  and  infrared(IR)  spectrum.  The  amount  of  lead  was  measured  by  atomic absorption spectroscopy(AAS). The yield of chitin which isolated from shrimp shell was 32% and  chitosan  found  out  85%.  By  comparing  the  UV  and  IR  spectrum  of  isolated  chitin  and chitosan with authentic compound showed similar pattern which characterized by present of amine, carbonyl and acetyl groups. Chitosan was used to absorption test for lead with optimal condition  at  1.5g  of  chitosan  mass  and  the  contact  timing  on  60  min.  The  absorption efficiency was 98.9%.
Keyword: Chitin, Chitosan, shrimp shell( Dendrobranciata sp ), lead(Pb)

## PENDAHULUAN
Udang  merupakan  salah  satu    komoditi andalan yang bersifat  non migas di Provinsi Jambi.  Udang  dapat  diekspor  dalam  bentuk beku  yaitu  udang  yang  telah  dipisahkan kepala  dan  bagian  kulitnya  dan  selanjutnya didinginkan  atau  disebut  ”  cold  storage”. Proses  tersebut  menghasilkan  produk
sampingan  berupa  kepala,  kulit  dan  kaki udang  yang  semakin  lama  akan  semakin melimpah  apabila  kepala  serta  kulit  udang ini  tidak  dikelola  dengan  baik,  maka  akan dapat  menyebabkan  penumpukan  dan  juga dapat  menimbulkan  pencemaran  karena tidak  seimbangnya  ekosistim  lingkungan (Alawiyah,  2005).  Untuk  itu  diperlukan
teknologi tepat guna yang dapat mengurangi limbah  kulit  udang  tersebut.  Dalam  kulit udang  tersebut  diketahui  mengandung beberapa  komponen  pokok  yaitu  protein (25-40%),  khitin  (15-20%)  dan  kalsium karbonat (45-50%). Kandungan khitin dalam kulit  udang  lebih  sedikit  dibandingkan dalam  cangkang  kepiting  (50-60%).,  cumi- cumi  dan  kerang-kerangan  sekitar  40% (Adriana, 2002).
Khitin  yang  terdapat  pada  kulit  udang merupakan salah satu senyawa yang banyak sekali  manfaatnya.  Di  Amerika  dan  Jepang khitin  dan  turunannya  telah  diproduksi secara  komersial  sebagai  water  treatmen, penggunaan  dalam  bioteknolgi,,  dalam industri  kertas  dan  dalam  industri  tekstil. Khitin  merupakan  suatu  senyawa  golongan polisakarida  yang  merupakan  polimer  linier dan anhidro N-asetil
D-glukosamin.
Mempunyai  massa  molekul  besar  dengan rumus (C 8 H 13 O 5 )n yang mengandung jumlah atom C= 47,29%, H = 6,45%, N= 6,89% dan O  =  39,9%.  Struktur  khitin  mirip  dengan selulosa  dimana  monomer-monomernya terangkai  dengan  ikatan β (1-4)  glikosida.. perbedaannya  dengan  selulosa  yaitu  pada atom  C 2 ,  pada  selulosa  terikat  gugus hidroksil  sedangkan  pada  khitin  terikat gugus  asetamida  (NHCOCH 3 )  (Latisma  Dj, 2003).
Isolasi khitin dari kulit udang dilakukan secara bertahap. Tahap awal dimulai dengan
pemisahan  protein  dengan  larutan  basa, demineralisasi,  pemutihan  dengan  aseton dan  natrium  hipoklorit.  Sedangkan  untuk transformasi khitin menjadi khitosan dilakukan  tahap  deastilasi  dengan  basa berkonsentrasi tinggi, pencucian, pengeringan dan penepungan hingga menjadi  kitosan  bubuk.  Khitin  merupakan zat padat yang tidak berbentuk (amorphous), tidak larut dalam air, asam anorganik encer, alkali  encer  dan  pekat,  alcohol  dan  pelarut organic lainnya., serta bersifat polikationik.
Khitosan  merupakan  modifiksi  dari senyawa  polimer  karbohidrat  yang  berasal dari  khitin  melalui  proses  deasetilasi sebanyak  mungkin.  Perbedaannya  terletak pada  atom  C 2 ,  pada  khitin  terikat  gugus asetamida  sedangkan  pada  khitosan  terikat gugus  amina.  Khitosan  disebut  juga  dengan β (1,4,  2-amino,  2-deoksi-Dglukosa)  yang merupakan  polimer  multi  fungsi  karena mengandung  tiga  jenis  gugus  fungsi  yaitu asam  amino,  gugus  hidroksi  primer  dan sekunder.  Adanya  gugus  ini  memyebabkan khitosan  mempunyai  kreatifitas  kimia  yang tinggi,  salah  satunya  dapat  digunakan sebagai  bahan  penyerap  logam-logam  berat (Marganof,  2005).  Khitosan  tidak  beracun,, mudah mengalami biodegradasi dan bersifat polielektrolitik.  Disamping  itu  khitosan dapat  dengan  mudah  berinteraksi  dengan zat-zat organik lainnya seperti protein. Oleh karena  itu  khitosan  relativ  lebih  banyak
digunakan  pada  bidang  industri  terapan  dan industri kesehatan (Zakaria, 2000).
Khitosan  sebagai  salah  satu  alternative bahan penyerap telah ditransformasikan dari khitin  yang  diekstrak  dari  kulit  udang  dan digunakan  oleh  (Adriana  dkk,  2002)  untuk penyerapan    logam  kromium  (VI),  dengan efesiensi  penyerapan  98%,  hasil  isolasi khitin  sebesar  18%  dan  hasil  tranformasi menjadi khitosan sebesar 80%.
Selain  itu  juga  telah  dilakukan  isolasi
khitin dari limbah rajungan dan mentransformasikannya  menjadi  khitosan untuk  digunakan  sebagai  bahan  penurunan kadar  besi  (III)  pada  air  rawa  gambut, dengan  efesiensi  serapan  sebesar  70-80%. Sedangkan isolasi khitin dari kulit udang dan tranformasinya  menjadi  khitosan  untuk digunakan  sebagai  bahan  penyerap  logam timbal belum ada dilakukan. Oleh karena itu di  lakukan  penelitian  “Apakah  hasil  isolasi khitin dari kulit udang (dendrobranciata sp) dan  tranformasinya  menjadi  khitosan  dapat digunakan  sebagai  bahan  penyerap  logam timbal  (Pb)”.  Dalam  penelitian  ini  dibatasi bahwa khitosan merupakan hasil tranformasi khitin  yang  diekstrak  dari  kulit  udang  laut ( dendrobranciata  sp ),  dan  pengukuran logam timbal (Pb) menggunakan alat SSA.

## METODE PENELITIAN
Isolasi  khitin  dari  limbah  kulit  udang dilakukan  secara  bertahap.  Tahap  awal
dimulai dengan pemisahan protein (deproteinase) dengan larutan basa, demineralisasi, pemutihan (bleaching) dengan  aseton  dan  natrium  hipoklorit. Sedangkan untuk transformasi khitin menjadi khitosan dilakukan tahap deasetilasi dengan basa berkonsentrasi tinggi, pencucian,  pengeringan  dan  penepungan hingga  menjadi  khitosan  bubuk.  Proses pembuatan khitosan dari limbah kulit udang disajikan dalam Gambar 1 .
Prinsip  yang  digunakan  untuk  penyerapan logam  berat  timbale  (Pb)  dilakukan  dengan cara  bath  (pengadukan).  Sebanyak  2  gr khitosan  dimasukkan  kedalam  gelas  piala dan  ditambahkan  100  ml  larutan  Pb 2+ 10 ppm.  Larutan  diaduk  selama  15  menit dengan  menggunakan  shaker,    kemudian disaring  untuk  memisahkan  filtrate  dan residunya.  Filtrat  yang  diperoleh  dianalisis dengan  Spektrofotometer  Serapan  Atom (SSA).  Kemudian  dicobakan  untuk  variasi massa  khitosan  dan  waktu  kontak.  dan ditentukan  berapa  efesiensi  penyerapan logam timbal (Pb).
Gbr  1 .      Skema  isolasi  khitin  dan  khitosan  dari limbah udang (Marganof, 2002).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Isolasi khitin dari kulit udang
Pada  tahap  pertama  isolasi  kitin  yaitu penghilangan  protein  dengan  menggunakan
NaOH 3%. Dengan menggunakan NaOH ini diharapkan  protein  yang  terdapat  pada bagian  luar  kulit  udang  akan  terputus/larut sehingga  nanti  dapat  dipisahkan  antara padatan dengan filtratnya yang mengandung protein.  Untuk  uji  adanya  protein  pada bagian  residu  dilakukan  dengan  uji  Biuret sampai didapatkan padatan yang benar bebas dari protein. Tahap kedua yaitu
penghilangan  garam-garam  mineral  yang terdapat  pada  kulit  udang  tersebut.  Hal  ini dilakukan  dengan  menggunakan  larutan asam  mineral  HCl  1,25  N  sehingga  garam- garam  yang  ada  pada  bagian  kulit  udang tersebut  dapat  larut  dan  dihasilkan  padatan yang  bebas  garam-garam  mineral.  Garam- mineral  dihilangkan  pada  bagian  kulit karena  garam  ini  dapat  mengganngu  dalam analisa  penyerapan  logam..  Hasil  isolasi khitin  yang  diperoleh  adalah  sebesar  32%. Dari  spectrum  infra  merah  (IR)  khitin  yang diperoleh dan dibandingkan dengan spectrum IR khitin standar diperoleh daerah sidik  jari  yang  sama,  dan  ditemukan  gugus fungsi  OH,  NH  dan  C=O  pada  angaka gelombang yang hampir berdekatan sehingga  dapat  dinyatakan  bahwa  hasil isolasi adalah khitin.

## 2. Transformasi  khitin menjadi khitosan
Struktur  khitin  mirip  dengan  selulosa dimana monomer-monomer terangkai dengan ikatan β (1-4)glikosida. Kulit udang Pencucian dan pengeringan Penghalusan Deproteinase Penyaringan Pencucian sampai pH netral dan Pengeringan (60 o C, 4 jam Demineralisasi Pencucian sampai pH netral dan pengeringan (60oC, 4 jam) Penghilangan warna Pencucian dan pengeringan Pemutihan Kitin Kitosan
Perbedaannya  dengan  selulosa  yaitu  pada atom  C 2 ,  pada  selulosa  terikat  gugus hidroksil,  sedangkan  pada  khitin  terikat gugus asetamida (NHCOCH 3 ). Jika sebagian gugus  asetil  disubsitusikan  oleh  hydrogen menjadi  NH 2 dengan  menggunakan  basa kuat  dengan  konsentrasi  tinggi  maka hasilnya  dinamakan  khitosan.  Penggunaan larutan NaOH 50% pada proses transformasi dimaksudkan  untuk  memutus  ikatan  antara gugus asetil dengan atom nitrogen sehingga akan  berubah  menjadi  gugus  amino. Digunakan  larutan  basa  konsentrasi  tinggi karena  khitin  tahan  terhadap  deasetilasi,  hal ini  disebabkan  karena  unit  sel  khitin berstruktur kristalin dan juga karena adanya ikatan  hydrogen  intermolekul  dalam  NH dengan gugus karbonil.
Proses  transformasi  khitin  menjadi khitosan didapatkan sebesar 77,6% khitosan. Pada  spectrum  IR  khitosan  sample  setelah dibandingkan  dengan  spectrum  IR  khitosan standar    ditemukan  daerah  sidik  jari  yang mirip dan angka gelombang dari vibrasi NH 2 yang sama dengan standar yaitu pada angka gelombang  3441,01  cm-1  untuk  khitosan hasil  transformasi  dan  3450  cm -1 untuk khitosan standar.

## 3. Pengujian daya serap khitosan
terhadap logam timbal (Pb)
Hasil pengujian  daya serap khitosan terhadap logam timbale (Pb) dapat dilihat pada Tabel 1 berikut :
Tabel 1 . Persen Pb yang teradsorbsi pada   berbagai
waktu kontak dan massa adsorben Waktu (menit) Persen penurunan Pb (ppm) [ %] Massa adsorben (gr) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 15  65,5  67,8  95,5  95,0  92,5  90,6  90,3 30  67,3  69,2  96,2  95,0  94,2  92,2  90,2 45  68,9  71,2  98,2  96,4  95,3  95,4  90,0 60  70,2  72,5 98,9 95,5  90,3  90,6  90,2 75  71,3  72,0  98,2  95,5  89,5  90,0  90,1
90  72,5  72,0  98,0  95,3  89,1  90,5  89,5
Berdasarkan  hasil Tabel  1 terlihat  bahwa banyaknya  adsorben  dan  lamanya  waktu kontak berpengaruh terhadap konsentrasi  Pb yang  tertinggal  dalam  larutan  setelah terjadinya adsorbsi. Dari table terlihat bahwa semakin lama waktu kontak adsorbsi dengan jumlah  adsorben  yang  selalu  tetap  maka konsentrasi Pb yang tertinggal dalam laruatn semakin  sedikit  hingga  suatu  saat  dicapai keadaan  yang  konstan.  Penurunan  kadar  Pb ini akan tercapai keadaan konstan pada saat kesetimbangan  telah  tercapai.  Kecepatan berkurangnya  konsentrasi  Pb  dalam  larutan paling  besar  adalah  pada  waktu  kontak  60 menit  dan  pada  massa  adsorben  sebesar  1,5 gr. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada awal adsorbsi  massa  khitosan  belum  terisi  oleh ion-ion logam sehingga konsentrasi Pb yang tinggal  dalam  larutan  masih  besar, sedangkan pada saat mencapai kesetimbangan, jumlah masaa khitosan telah diisi oleh ion logam Pb, sehingga mencapai keadaan  jenuh  pada  kesetimbangan.  Dan setelah  lewat  kesetimbangan,  khitosan  tidak
mampu  lagi  untuk  menyerap  ion  logam  Pb, hal  ini  ditandai  dengan  konsentrasi  ion logam  yang  terserap  tidak  bertambah  lagi tapi mencapai keadaan yang konstan. Dari Tabel  1 dapat  dilihat  bahwa  massa adsorben  dan  waktu  kontak    yang  efektif untuk  menurunkan  konsentrasi  Pb  dalam jumlah  yang  banyak  adalah  pada  massa adsorben  1,5  gr  dengan  waktu  kontak  60 menit  dengan  efesiensi  penyerapan  adalah sebesar 98,9% (untuk konsentrasi awal Pb +2
=  10  ppm  dengan  volume  larutan  100  ml). Penyerapan  yang  dihasilkan  terhadap  ion logam  Pb  sangat  baik  dan  efektif,  sehingga selanjutnya  nanti  akan  diaplikasikan  untuk penyerapan ion logam Pb dalam perairan.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  khitin dapat  diisolasi  dari  limbah  kulit  udang hingga  diperoleh  32%  khitin,  dan  khitin yang  diperoleh  ditransformasikan  menjadi khitosan  dengan  hasil  transformasi  77,6% khitosan. Khitosan yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk proses adsorbsi ion  logam  timbal  (Pb).  Ion  logam  Pb  dapat diadsorbsi  secara  efektif  dalam  waktu
kontak  60  menit  dan  pada  massa  adsorben (khitosan)  1,5  gr,  dengan  efesiensi penyerapan sebesar 98,9%.

## DAFTAR PUSTAKA
1.Adriana AA, 2002 .,   Adsorbsi  Cr(VI) dengan     adsorben   khitosan. Jurnal Kimia Lingkungan, Vol 3. No.1. Unika Widya Mandala. Surabaya.
2.Bastaman.S., 1989 ,   studies on Degradation &   Extraction  of chitin and chitosan from Prawn Shell, The Queen’s University of Belfast England.
3. BRKP. 2004 . Limbah udang dan kepiting yang multimanfaat. Google. Com
4. Knorr,D., 1982 . Functional properties of Chitin Chitosan, Journal of Food Science .
5. Latisma. Dj. 2003 .   Khitin   sebagai alternative   solid  support  pada   sintesis Peptida .  J.Saintek . Vol VI, No 1.
6. Marganov. 2008 . Potensi limbah udang sebagai penyerapan logam cadmium dan tembaga di perairan.
7.http:/rudyct.topcities.com/pps70271034/ht ml.Potensi khitosan dari sisa udang sebagai koagulan logam berat limbah cair industri tekstil.