## Pengaruh Variasi Konsentrasi NaOH Terhadap Nilai Derajat Deasetilasi Kitosan dari Limbah Cangkang Kerang Hijau

## ( Perna viridis L)
[The Effect of NaOH Concentration on The Value of The Deacetylation Degree of Chitosan from Green Mussels Shell Waste ( Perna viridis L)]
Winda Trisna Wulandari * , Nurzaman, Anindita Tri Kusuma Pratita, Keni Idacahyati
Program Studi S1 Farmasi, Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Bakti Tunas Husada Tasikmalaya, Jalan Cilolohan No 36, Jawa Barat, Indonesia.
* Corresponding author : windatrisna@stikes-bth.ac.id
ABSTRACT. Chitin which is the result of processing from green conch shell waste can be transformed into chitosan through a deacetylation process using variations in the concentration of NaOH. This study aims to determine the optimum conditions of variations in base concentration to the value of the degree of deacetylation of chitosan. The types of bases used are NaOH with the concentration variations of 50%, 55%, and 60%. Chitosan obtained was calculated  the  yield  and  characterized  using  FTIR.  The  results  showed  the  optimum  condition  of  the  value  of chitosan deacetylation degree was achieved by using 60% NaOH which produced the highest deacetylation degree value of 76.5%.
Keywords: Green mussels shell, chitin, chitosan, deacetylation
ABSTRAK. Kitin  hasil  pengolahan  dari  limbah  cangkag  kerang  hijau  dapat  ditranformasikan  menjadi  kitosan melalui  proses  deasetilasi  menggunakan  variasi  konsentrasi  NaOH.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui kondisi optimum dari variasi konsentrasi basa terhadap nilai derajat deasetilasi kitosan. Jenis basa yang digunakan adalah NaOH dengan variasi konsentrasi yaitu 50%, 55% dan 60%. Kitosan yang diperoleh dihitung rendemenya dan  dikarakterisasi  menggunakan  FTIR.  Hasil  penelitian  menunjukan  kondisi  optimum  nilai  derajat  deasetilasi kitosan  dicapai  dengan  menggunakan  NaOH  60%  yang  menghasilkan  nilai  derajat  deasetilasi  tertinggi  yaitu sebesar 76,5%.
Kata kunci: Cangkang kerang hijau, kitin, kitosan, deasetilasi
Riwayat artikel: Diterima 8 September 2020, Disetujui 2 November 2020 Cara sitasi: Wulandari, W T., Nurzaman., Pratita A T K., & Idacahyati, K. (2020). Pengaruh Variasi Konsentrasi NaOH Terhadap Nilai Derajat Deasetilasi Kitosan Dari Limbah Cangkang Kerang Hijau ( Perna viridis L). KOVALEN: Jurnal Riset Kimia , 6(3): 171- 176.
DOI: https://doi.org/10.22487/kovalen.2020.v6.i3.15277

## LATAR BELAKANG
Kerang  hijau  merupakan  salah  satu  jenis kerang yang sering dikonsumsi oleh masyarakat,  Kerang  jenis  ini  bukan  hanya
disajikan  di  tempat  makan seafood tapi  akhir- akhir ini kerang hijau juga sering dijual dengan menggunakan  roda  dipinggir  jalan.  Hal  ini menunjukkan bahwa tingkat konsumsi
masyarakat  terhadap  kerang  hijau  semakin meningkat.  Akan  tetapi  limbah  cangkang kerang  hijau  belum  dimanfaatkan  secara optimal  di  masyarakat  dan  hanya  menjadi limbah.  Padahal  cangkang  kerang  hijau  ini memiliki  kandungan  kitin  yang  dapat  diolah menjadi kitosan yang sangat bermanfaat pada berbagai  bidang  baik  bidang  kesehatan, pangan,  lingkungan,  tekstil,  kosmetik,  dll (Wulandari et al. , 2020).
Kitosan  merupakan  polisakarida  yang terdiri  dari  D-glukosamin  dan  N-asetil-D- glukosamin  yang  terhubung  melalui  ikatan  β- (1,4).  Kitosan  memiliki  sifat  biologis  yang sangat baik diantaranya adalah biokompatibel, biodegradable ,  non-toksik,  antioksidan,  dll (Huang et al. , 2020).
Kitosan  berasal  dari  senyawa  kitin  yang dihasilkan dari proses deasetilasi. Transformasi kitin menjadi kitosan disebut tahap deasetilasi, yaitu dengan penambahan basa pada konsentrasi  tinggi.  Reaksi  deasetilasi  dengan menggunakan  alkali  pada  suhu  tinggi  akan menyebabkan  terlepasnya  gugus  asetil  (- COCH 3 )  dari  molekul  kitin  dan  membentuk gugus  amina  bebas  ( –NH 2 ) yang  merupakan ciri  bahwa  molekul  kitosan  sudah  terbentuk (Victor et al. , 2016).
Hasil  penelitian  Moura et  al .  (2011) menunjukkan  bahwa  derajat  deasetilasi  dari kitosan mempengaruhi biofilm yang dihasilkan. Kitosan dengan  derajat deasetilasi lebih  tinggi memiliki water  vapor  permeability,  tensile strength dan  elongasi  yang  lebih  baik dibandingkan  dengan  kitosan  yang  memiliki derajat  deasetilasi  yang  rendah  (Moura et  al. , 2011). Oleh karena itu, dibutuhkan bahan dasar kitosan  dengan  nilai  derajat  deasetilasi  yang tinggi  agar  dapat  diaplikasikan  pada  berbagai bidang.
Terdapat  beberapa  faktor  yang  dapat mempengaruhi  nilai  derajat  deasetilasi  dari kitosan salah satunya adalah konsentrasi basa kuat  yang  digunakan.  Hal  ini  sesuai  dengan penelitian  dari  Azhar et  al .  (2010)  yang menunjukkan  bahwa  kitosan  dari  limbah  kulit udang memiliki nilai derajat deasetilasi sebesar 57,318%  dan  65,636%  berturut-turut  untuk penambahan  NaOH  40  dan  50%.  Hal  yang sama  juga  diperoleh  pada  nilai  derajat deasetilasi  kitosan  dari  cangkang  kerang kampak  yang  menunjukkan  nilai  derajat deasetilasi  tertinggi  pada  penambahan  NaOH 60%  dibandingkan  dengan  50  dan  55%  yaitu sebesar  72,42±1,23  pada  suhu  100⁰C (Citrowati et al. , 2019).
Sampai  saat  ini  pengaruh  konsentrasi NaOH terhadap nilai derajat deasetilasi kitosan dari limbah cangkang kerang hijau masih belum dilakukan,  oleh  karena  itu  penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi  NaOH  terhadap  nilai  derajat deasetilasi  kitosan  dari  limbah  cangkang kerang hijau ( Perna virdis L). Variasi konsentrasi  NaOH  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah 50, 55, dan 60%.

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan Peralatan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah limbah cangkang kerang hijau ( perna viridis L), Natrium Hidroksida (NaOH),
(Bratachem®), Asam Klorida (HCl) (Bratachem®),  Asam  Asetat  (CH 3 COOH)
(Bratachem®), Aqua DM.
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  ayakan  mesh  60,  alat  gelas  (pyrex®), kertas  saring,  magnetik  stirrer  (MS20®),  oven (Memmert®),  neraca  analitik  (Mettler  Toledo; AL-204  Analitycal  Balance®),  pH  indikator
universal,  spektrofotometer Fourier  Transform Infrared (FTIR) Simadzu, hot plate.

## Prosedur Penelitian
Preparasi limbah cangkang kerang hijau Cangkang  kerang  hijau  ( Perna  viridis L) dibersihkan dengan air mengalir sampai bersih dan  dikeringkan  dibawah  sinar  matahari. Cangkang yang telah kering kemudian dihaluskan untuk mendapatkan serbuk cangkang  kerang  hijau  dengan  ukuran  60 mesh.

## Deproteinasi
Sampel
yang telah dihaluskan dimasukkan  kedalam  gelas  kimia  500  mL, kemudian  ditambahkan  larutan  NaOH  3% dengan  perbandingan  3:1  (mL  NaOH/g cangkang) dan dilakukan pengadukan dengan magnetic  stirrer selama  1  jam.  Setelah  itu dilakukan  pemanasan  dengan hot  plate pada suhu  80 0 C  selama  30  menit.  Larutan  disaring dan  dinetralkan  hingga  pH  7  dengan  cara pencucian  menggunakan  aqua  dm.  Hasil rendemen  proses  deproteinasi  kemudian dikeringkan  dalam  oven  pada  suhu  60 0 C sampai kering (Wulandari et al. , 2020).

## Demineralisasi
Serbuk  cangkang  kerang  hijau  ( Perna viridis L)  hasil  deproteinasi  ditambahkan  HCl 1,25  N  dengan  perbandingan  3:1  (mL  HCl/g cangkang).  Kemudian  dilakukan  pemanasan dengan  menggunakan hot  plate pada  suhu 75 0 C  selama  1  jam.  Setelah  dilakukan pemanasan,  larutan  disaring  dan  dinetralkan dengan cara pencucian menggunakan aquadm hingga pH larutan 7. Residu yang sudah netral tersebut  kemudian  dikeringkan  dalam  oven pada  suhu  60 0 C  sampai  kering (Wulandari  et al. , 2020).

## Deasetilasi
Pembuatan  kitosan  dilakukan  melalui proses  deasetilasi  kitin  dengan  metode  Knorr yaitu  dengan  larutan  NaOH  (50%,  55%,  60%) perbandingan yang digunakan adalah 20:1 (mL basa/g  kitin)  kemudian  campuran  dipanaskan pada  suhu  95 0 C  sambil  diaduk  selama  60 menit.  Setelah  dingin,  disaring  dan  padatan yang  diperoleh  dinetralkan  dengan  cara pencucian  dengan  aqua  dm  hingga  pH  7. Padatan  kemudian  dikeringkan  dalam  oven pada suhu 60 0 C sampai kering.
Karakterisasi FTIR
Karakterisasi FTIR digunakan untuk menganalisis  gugus  fungsi  dan  penentuan derajat deasetilasi dari kitosan yang diperoleh. Sebanyak 1 mg kitosan dicampur dengan KBr 1%  (b/b),  campuran  ini  kemudian  ditekan sehingga  berbentuk  pelet.  Pelet  KBr  yang diperoleh  dimasukkan ke  tempat  cuplikan  dan direkam  spektrum  serapan  infra  merahnya pada bilangan gelombang 4000-400cm.

## Anaisis data
Kitosan  yang  telah  dihasilkan  dari  proses deasetilasi  kemudian  ditimbang  dan  dicatat beratnya. Rendemen menggunakan persamaan sebagai berikut :
Rendemen kitosan (%) = 𝐴 𝐵 𝑥100% .......(1) Keterangan: A : massa kitosan kering (g) B
: massa kitin yang diperoleh (g)
Niai  derajat  deasetilai  kitosan  dapat  dhitung dengan rumus (Wulandari et al ., 2020) sebagai berikut:
DD = (1 − 𝐴1655 𝐴3450 𝑋 1 1,33 ) 𝑋100% ..............(2) Keterangan: DD : Derajat deasetilasi. A1655 : Absorbansi pada bilangan gelombang 1655. Bilangan
gelombang ini menunjukkan
kandungan ikatan amina untuk perhitungan kandungan gugus N-asetil. A3450 : Absorbansi pada bilangan gelombang 3450. Bilangan gelombang ini menunjukkan ikatan hidroksil sebagai faktor koreksi. Faktor 1,33
: Nilai dari A1655/ A3450 untuk kitosan yang terdeasetilasi sempurna

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pembentukan Kitin dan Kitosan
Kitin dihasilkan melalui tahapan demineralisasi  dan  deproteinasi  yang  ditandai dengan serbuk berwarna putih agak kecoklatan.  Kitin  yang  diperoleh  dari  limbah cangkang  kerang  hijau  adalah  sebanyak 48,06%.
Gambar 1. Kitosan  dari  limbah  cangkang kerang hijau Kitosan dihasilkan melalui reaksi
deasetilasi kitin menggunakan NaOH. Rendemen  kitosan  yang  diperoleh  adalah 44,8%; 15,9%; dan 31,24% berturut-turut untuk konsentrasi  NaOH  50,  55,  dan  60%.  Kitosan yang dihasilkan berupa serbuk berwarna putih seperti yang terlihat pada Gambar 1. Spektrum FTIR  untuk  kitin  dan  kitosan  masing-masing ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.
Pada spektrum FTIR kitin maupun kitosan dapat  dilihat  bahwa  terjadi  vibrasi  pada bilangan  gelombang  sekitar  3400  cm -1 yang menunjukkan  adanya  gugus –OH  yang overlapping dengan gugus –NH. Pada spektra IR  gugus  fungsi  C=O  bilangan  gelombang 1784,15 cm -1 (kitin) memiliki pita serapan kuat, yang  menandakan  adanya  gugus  amida,  dan pada  kitosanpun  masih  terdapat  gugus  C=O pada bilangan gelombang 1788,90 cm -1 , hal ini disebabkan  oleh  tidak  sempurnanya  proses deasetilasi. Bilangan gelombang 700-800 cm -1 pada spektrum kitosan mengindikasikan adanya  vibrasi  tekuk  N-H  dari  amina  (-NH 2 ). Bilangan gelombang 1083,08 cm -1
menunjukkan  vibrasi  ulur  dari  gugus –C-O (Cakasana et al. , 2014).
Gambar 3. Spektrum FTIR kitosan

## Nilai Derajat Deasetilasi (DD)
Derajat  deasetilasi  kitosan  dari  cangkang kerang  hijau  ( Perna  viridis L)  dilakukan merupakan  suatu  parameter  yang  menujukan presentase gugus asetil yang dapat dihilangkan.  Nilai  derajat  deasetilasi  Kitosan cangkang  kerang  hijau  ( Perna  viridis L) ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai derajat deasetilasi Konsentrasi (NaOH) Nilai (DD) 50% 51% 55% 59% 60% 76,5%
Nilai derajat deasetilasi kitosan dari limbah cangkang kerang hijau pada konsentrasi NaOH 60%  telah  memenuhi  standar  mutu  kitosan dengan nilai derajat deasetilasi ≥ 70% (Victor et al .,  2016)  bahkan  lebih  tinggi  apabila dibandingkan dengan kitosan  dari sumber lain pada  penggunaan  konsentrasi  NaOH  yang sama  diantaranya  cangkang  kerang  kampak yang memiliki nilai Derajat Deasetilasi 72,42±1,23  pada  suhu  100⁰C  dan  73,15±0,24 pada  suhu  130⁰C  (Citrowati et  al. ,  2019),
Cangkang Rajungan sebesar 74,85% (Tobing,
Basid,  &  Prasetya,  2011).  Akan  tetapi  lebih rendah  apabila  dibandingkan  dengan  kitosan dari  limbah  kulit  udang  yaitu  sebesar  83,25% (Dompeipen et al., 2016) dan 84,85% (Agustina et  al. ,  2015).  Hal  ini  karena  limbah  cangkang kerang  lebih  tebal  apabila  dibandingkan dengan  cangkang  atau  kulit  udang  sehingga akan  lebih  sulit  ditembus  sehingga  reaksi deasetilasi pun akan lebih sulit.
Nilai derajat deasetilasi kitosan cangkang kerang  hijau  yang  paling  besar  adalah  pada konsentrasi  NaOH  60%  yaitu  sebesar  76,5%. Hasil  penelitian  dari  Tobing., et  al. (2011) mengenai  peningkatan  derajat deasetilasi  dari cangkang rajungan dengan variasi konsentrasi NaOH 40, 50, 60 dan 70% menunjukkan bahwa konsentrasi NaOH terbesar yaitu 70% menghasilkan  nilai  derajat  deasetilasi  tertinggi dengan nilai sebesar 77% (Tobing et al., 2011). Hasil yang sama juga ditunjukkan pada kitosan dari  cangkang  udang  putih  dengan  variasi konsentrasi  NaOH  dari  30-70%  menunjukkan nilai derajat deasetilasi tertinggi sebesar 87,5% pada  konsentrasi  NaOH  70%  (Wibowo et  al. , 2019).
Hal ini juga menunjukkan bahwa semakin tinggi  konsentrasi  basa  maka  semakin  tinggi
Keterangan
NaOH 50%     : NaOH 55%     : NaOH 60% :
pula  nilai  derajat  deasetilasi  dari  kitosan. Konsentrasi  NaOH  yang  semakin  tinggi mengakibatkan  semakin  banyaknya  gugus hidroksil  yang  dapat  menyebabkan  terjadinya reaksi adisi pada gugus karbonil kitin sehingga pembentukan  amina  semakin  banyak  dan derajat  deasetilasi  meningkat  (Bahri et  al. , 2015;  Mursida et  al. ,  2018).  Selain  itu, penggunaan  NaOH  dengan  konsentrasi  yang tinggi  dapat  merubah  konformasi  kitin  yang tebal  dan  rapat  sehingga  proses  deasetilasi akan  semakin  mudah  terjadi  (Tobing et  al ., 2011).

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian,  semakin tinggi  konsentrasi  NaOH  maka  nilai  DD semakin  tinggi,  pada  penelitian  ini  nilai  DD tertinggi dari cangkang kerang hijau ditunjukan oleh konsentrasi NaOH 60%, yaitu 76,5%.

## DAFTAR PUSTAKA
Agustina, S., Swantara, I., & Suartha, I. (2015).
Isolasi  Kitin,  Karakterisasi,  dan  Sintesis Kitosan  dari  Kulit  Udang. Jurnal  Kimia , 9 (2): 271 –278.
Azhar,  M.,  Efendi,  J.,  Syofyeni,  E.,  Lesi,  RM., Novalina, S. (2010). Pengaruh Konsentrasi  NaOH  Dan  KOH  Terhadap Derajat Deasetilasi Kitin Dari Limbah Kulit Udang. EKSAKTA, 1: 1-8.
Bahri,  S.,  Rahim,  E.  A.,  Syarifuddin.  (2015).
Derajat Deasetilasi Kitosan dari Cangkang Kerang Darah Dengan Penambahan  Naoh  Secara  Bertahap.
KOVALEN:  Jurnal  Riset  Kimia, 1(1):  36 – 42.
Cakasana,  N.,  Suprijanto,  J.,  &  Sabdono,  A. (2014).  Aktivitas  Antioksidan  Kitosan yang  Diproduksi  dari  Cangkang  Kerang Simping ( Amusium sp ) dan Kerang Darah ( Anadara sp ). Journal of Marine
Research. 3 (4).
Citrowati,  A.  N.,  Satyantini, W.  H.,  &  Mahasri,
G.  (2019).  Pengaruh  Kombinasi  Naoh
Dan  Suhu  Berbeda  Terhadap  Nilai
Derajat Deasetilasi Kitosan Dari Cangkang Kerang Kampak ( Atrina
pectinata ). Journal  of  Aquaculture  and Fish Health , 6 (2): 48. https://doi.org/10.20473/jafh.v6i2.11279
Dompeipen, E. J., Kaimudin, M., Dewa, R.  P.,
Riset,  B.,  Ambon,  I.,  Cengkeh,  J.  K.,  & Ambon,  B.  M.  (2016).  Isolasi  kitin  dan kitosan  dari  limbah  kulit  udang, Majalah BIAM , 12(1).
Huang, L., Bi, S., Pang, J., Sun, M., Feng, C., & Chen,  X.  (2020).  Preparation  and characterization  of  chitosan  from  crab shell ( Portunus trituberculatu s) by NaOH/urea solution freeze-thaw pretreatment procedure. International
Journal  of  Biological  Macromolecules , 147 : 931 –936.
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.10 .059
Moura,  C.  M.  de,  Moura, J.  M. de,  Soares,  N. M., & Pinto, L. A. de A. (2011). Evaluation of molar weight and deacetylation degree of  chitosan  during  chitin  deacetylation reaction:  Used  to  produce  biofilm. Chemical  Engineering  and  Processing: Process  Intensification , 50 (4):  351 –355. https://doi.org/10.1016/j.cep.2011.03.003
Mursida. T., Tasir., Sahriawati. (2018). Efektifitas  Larutan  Alkali  Pada  Proses Deasetilasi  dari  Berbagai  Bahan  Baku Kitosan. JPHPI, 21(2): 356 –366.
Tobing,  M.  T.  L.,  Basid,  N.,  &  Prasetya,  A. (2011).  Peningkatan  Derajat  Deasetilasi Kitosan  dari  Cangkang  Rajungan. Jurnal Kimia Sains Dan Aplikasi , 14 (3): 83 –88.
Victor M, S., Andhika, B., & Syauqiah, I. (2016).
Pemanfaatan Kitosan Dari Limbah Cangkang  Bekicot  (Achatina). Jurnal
Konversi , 5 (1): 22 –26.
Wibowo, P., Bayu, R., Wijoyo, T., & Rezeki, S.
(2019).  Pengaruh  Konsentrasi  NaOH pada  Deasetilasi  Kitin  dari  Cangkang Udang Putih ( Litopenaeus vannamei ) dan Aktivitasnya pada Air Gambut, 07 (1): 37 – 43.
Wulandari, W. T., Puspitasari, R., & Aprilia, A.
Y. (2020). Antioxidant Activity of Chitosan from  the  Waste  of  Green  Mussels  Shell ( Perna viridis L), 26 : 33 –35. https://doi.org/10.2991/ahsr.k.200523.01 0