SKRIPSI. Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan. Oleh : : MEILISSA TAMUJAYA :

Transkripsi

1 Optimasi Ekstraksi Kitosan dari Cangkang Udang Putih (Penaeus merguiensis de Man), Rajungan (Portunus pelagicus), Dan Kepiting (Scylla serrata) dengan Penggunaan Dua Jenis Asam di dalam Proses Demineralisasi Optimation of Chitosan Extraction from White Shrimp (Penaeus merguiensis de Man), Sea Crab (Portunus pelagicus), And Mud Crab (Scylla serrata) Shells using Two Types of Acid in Demineralization Process SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan NAMA NIM Oleh : : MEILISSA TAMUJAYA : PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG

2 Optimasi Ekstraksi Kitosan dari Cangkang Udang Putih (Penaeus merguiensis de Man), Rajungan (Portunus pelagicus), Dan Kepiting (Scylla serrata) dengan Penggunaan Dua Jenis Asam di dalam Proses Demineralisasi Optimation of Chitosan Extraction from White Shrimp (Penaeus merguiensis de Man), Sea Crab (Portunus pelagicus), And Mud Crab (Scylla serrata) Shells using Two Types of Acid in Demineralization Process NAMA NIM PROGRAM STUDI OLEH : : MEILISSA TAMUJAYA : : TEKNOLOGI PANGAN Laporan ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 25 Januari 2007 Semarang, Maret 2007 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing Skripsi I Dekan Ita Sulistyawati, STP. MSc. V. Kristina Ananingsih, ST. MSc. Pembimbing Skripsi II Ir. B. Soedarini, MP. i

3 RINGKASAN Kitosan adalah salah satu polimer alami yang banyak ditemukan pada avertebrata, seperti udang, kepiting, dan rajungan. Kitosan sebagai derivat kitin banyak dimanfaatkan di dalam pelapisan biji dan dietary supplement. Proses ekstraksi kitin dan kitosan terdiri atas proses deproteinasi, demineralisasi dan deasetilasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan ekstraksi kitosan dari segi karakteristik kimia dan fisiko-kimia serta prosentase rendemen kitosan yang dihasilkan dari tiga sumber kitin dan kitosan, yaitu cangkang udang putih (Penaeus merguiensis de Man), kepiting (Scylla serrata) dan rajungan (Portunus pelagicus), dengan menggunakan dua jenis asam (asam klorida dan asam sulfat) di dalam proses demineralisasi. Kitin diperoleh dari proses deproteinasi kimiawi menggunakan 2% sodium hidroksida (NaOH), yang dilanjutkan dengan dua perlakuan proses demineralisasi dengan menggunakan asam klorida (HCl) 2 N dan yang lain menggunakan asam sulfat (H 2 SO 4 ) 2 N. Kitosan diperoleh dengan cara mendeasetilasi kitin di dalam larutan NaOH 60%. Kitosan yang dihasilkan dihitung tingkat rendemennya dan dianalisa karakteristik kimia dan fisikokimianya. Dari hasil penelitian diketahui bahwa rendemen tepung cangkang udang putih paling tinggi, yaitu 63,634% berbeda nyata dengan rendemen tepung cangkang kepiting dan rajungan. Penelitian menunjukkan bahwa penggunaan asam klorida lebih efektif untuk demineralisasi terlihat pada kadar abu yang lebih rendah secara nyata (p<0,05) dibandingkan dengan asam sulfat. Kitosan dari cangkang udang hasil perlakuan menggunakan asam klorida dalam demineralisasi memiliki derajat deasetilasi yang paling tinggi, yaitu 90,543%, sedangkan kitosan cangkang kepiting dengan cara ekstraksi yang sama menunjukkan rendemen yang paling tinggi, yaitu 26,825%. Derajat deasetilasi kitosan memiliki hubungan yang sangat nyata (p<0,05) dengan aktivitas antimikrobia kitosan tersebut. Peningkatan derajat deasetilasi akan meningkatkan aktivitas antimikrobia kitosan, begitu juga sebaliknya, yang ditunjukkan dengan luas zona bening yang terbentuk di sekeliling lubang uji. ii

4 SUMMARY Chitosan is one of the most abundant natural polymers in invertebrate organisms such as shrimp, mud crab, and sea crab. Chitosan as chitin derivate has widely been used in seed coating and dietary supplement. Extraction process of chitin and chitosan are divided into deproteinization, demineralization, and deacetylation. The purpose of this study were to optimize chitosan extraction and comparing its chemical and physicchemical characteristics, also percentage of rendement chitosan obtained from white shrimp (Penaeus merguiensis de Man), mud crab (Scylla serrata), and sea crab (Portunus pelagicus) shells using two different acids (chloride acid, HCl and sulfuric acid, H 2 SO 4 ) in demineralization process. Chitin obtained by chemical deproteinization using 2% sodium hydroxide, then demineralization using HCl 2 N and H 2 SO 4 2 N. To get chitosan, chitin then was deacetylated using base solution (NaOH 60%). Chitosan was analyzed its rendement, chemical and physic-chemical characteristics. This study showed that rendement of powder white shrimp shells is highest, that is 63,634%. This study showed that the use of chloride acid was the most effective for demineralization process. In overall, most optimal extraction chitosan using chloride acid from is chitosan from white shrimp shells with highest degree of deacetylation, which is 90,543%. Other that, chitosan from mud crab shells with chloride acid in demineralization showed highest rendement, that is 26,825%. This study also showed that degree of deacetylation significantly related (p<0,05) with antimicrobial activity of chitosan. Increment on degree of deacetylation will increase antimicrobial activity of chitosan, that is shown with transparent zone formed around the tested area. iii

5 KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan hanya kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala anugerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan skripsi ini. Skripsi merupakan karya ilimiah tertulis yag disusun oleh mahasiswa berdasarkan hasil penelitian dan merupakan tugas akhir bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian. Penelitian skripsi hingga penyusunan laporan skripsi ini bukanlah hal yang mudah. Tetapi dengan semangat dan bantuan dari berbagai pihak, serta hikmat dan pertolongan dari my Lord, semuanya dapat terlaksana dan terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu V. Kristina Ananingsih, ST. MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian dan juga selaku Dosen Wali bagi penulis yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi. 2. Ibu Ita Sulistyawati, STP. MSc. dan Ibu Ir. B. Soedarini, MP., selaku pembimbing skripsi I dan II. Terima kasih atas kesabarannya di dalam membimbing, atas saran dan kritikan, selama penulis menyelesaikan penelitian hingga penyusunan laporan skripsi ini. 3. Mas Soleh di laboratorium Ilmu Pangan. Terima kasih atas bimbingannya selama penulis melakukan kegiatan penelitian dan banyak memberikan masukan dan saran. 4. Mbak Endah di laboratorium Mikrobiologi. Terima kasih banyak atas bantuan dan saran-saran selama penulis melakukan penelitian. 5. Mas Pri di laboratorium Rekayasa Pangan. Makasih banyak, sudah mau mendengarkan uneg-uneg penulis dan memberikan banyak masukan dan saran. 6. Papa dan Mama yang senantiasa mendukung penulis dalam penelitian hingga penyusunan laporan skripsi ini, baik di dalam doa maupun dana. Thank you very very much Adik-adikku tersayang David dan Daniel yang selalu mendukung dan memberikan semangat kepada penulis. iv

6 8. Temen-temen FTP angkatan 2003, khususnya Elita, Siska, Komang, Yunita, Bakpao, Pitik, dan Yulex. Terima kasih banyak mau mendengarkan keluh kesah penulis ketika ada ketidak beresan dalam penelitian dan juga dalam penulisan laporan. Terima kasih juga atas semangat yang kalian berikan. 9. Temen-temenku di Tanggung Rejo, terutama Siska. Terima kasih atas doanya supaya skripsiku cepat selesai. 10. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak mendukung penulis di dalam penelitian dan penyusunan laporan skripsi ini. Kiranya hanya Tuhan Yesus sajalah yang dapat membalas semua budi baik kalian. Akhir kata, penulis mengharapkan agar laporan skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembacanya, dan pengetahuan yang penulis dapatkan selama penelitian ini akan dapat dikembangkan bagi kemajuan Fakultas Teknologi Pertanian Jurusan Teknologi Pangan. Semarang, Maret 2007 Meilissa Tamujaya v

7 DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN....i RINGKASAN...ii SUMMARY...iii KATA PENGANTAR......iv DAFTAR ISI....vi DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR..... ix DAFTAR LAMPIRAN.....x 1. PENDAHULUAN MATERI DAN METODA Waktu dan Tempat Penelitian Materi Metode Penelitian Pendahuluan Penelitian Utama Tahap Pengujian Karakteristik Kimia dan Aktivitas Antimikrobia Prosedur Analisa Analisa Kadar Air Metode Oven Analisa Kadar Abu Analisa Kadar Protein Metode Kjedhal Analisa Kadar Lemak Metode Soxhlet Perhitungan Carbohydrate by Difference Analisa Derajat Deasetilasi Pengujian Bentuk Partikel Analisa Warna Larutan Pengujian Viskositas Analisa Aktivitas Antimikrobia Analisa Data HASIL PENELITIAN Tahap Pembuatan Tepung Cangkang Tahap Ekstraksi Kitosan Tahap Pengujian Karakteristik Kitosan Tahap Pengujian Aktivitas Antimikrobia Kitosan vi

8 4. PEMBAHASAN Tepung Cangkang Kitosan Karakteristik Kitosan Aktivitas Antimikrobia Kitosan KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN...37 vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 1. Aplikasi Kitin di Bidang Pertanian dan Pangan... 3 Tabel 2. Standar Mutu Kitosan... 5 Tabel 3. Perbedaan Rendemen Tepung Cangkang yang Dihasilkan Tabel 4. Karakteristik Kimia Tepung Cangkang Tabel 5. Perbedaan Rendemen Kitosan Tabel 6. Karakteristik Fisik Kitosan Tabel 7. Karakteristik Kimia Kitosan Tabel 8. Aktivitas Antimikrobia Kitosan Tabel 9. Korelasi Antara Derajat Deasetilasi dan Luas Zona Bening viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Cangkang Sumber Kitin... 1 Gambar 2. Rumus Bangun Kitosan... 4 Gambar 3. Tepung Cangkang Gambar 4. Diagram Alir Pembuatan Kitin dan Ekstraksi Kitosan dari Gambar 5. Zona jernih menandakan adanya aktivitas antibakteri Gambar 6. Kitosan hasil demineralisasi dengan menggunakan asam sulfat Gambar 7. Kitosan hasil demineralisasi dengan menggunakan asam klorida Gambar 8. Pengujian Warna Larutan Sampel Kitosan Gambar 9. Zona Bening yang Terbentuk di Sekeliling Sampel Gambar 10. Grafik Hubungan Luas Zona Bening dan Derajat Deasetilasi Kitosan ix

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Perbedaan Rendemen Kitin Lampiran 2. Oneway ANOVA Perbedaan Rendemen Tepung Cangkang Lampiran 3. Oneway ANOVA Perbedaan Karakteristik Kimia Tepung Cangkang Lampiran 4. Oneway ANOVA Perbedaan Rendemen Kitosan Lampiran 5. Oneway ANOVA Perbedaan Karakteristik Kimia Kitosan Lampiran 6. Oneway ANOVA Pengujian Aktivitas Antimikrobia Kitosan Lampiran 7.Bivariate Correlation Antara Luas Zona Bening dan Derajat Deasetilasi Kitosan x