PENGARUH SUHU PEMANASAN dan KONSENTRASI GAS CO 2 PADA PEMBUATAN KITOSAN KULIT UDANG LARUT AIR

PENGARUH SUHU PEMANASAN dan KONSENTRASI GAS CO 2 PADA PEMBUATAN KITOSAN KULIT UDANG LARUT AIR SKRIPSI OLEH : BOYDO R. PARDEDE 050305038 / TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011

PENGARUH SUHU PEMANASAN dan KONSENTRASI GAS CO 2 PADA PEMBUATAN KITOSAN KULIT UDANG LARUT AIR SKRIPSI OLEH : BOYDO R. PARDEDE 050305038 / TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN Usulan Penelitian Sebagai Salah Satu Syarat untuk Dapat Melakukan Penelitian di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Disetujui Oleh Komisi Pembimbing : Ir. Terip Karo-Karo, MS. Ketua Ir. Setyohadi, MSc. Anggota DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011

Boydo R. Pardede: PENGARUH SUHU PEMANASAN DAN KONSENTRASI GAS CO 2 PADA PEMBUATAN KITOSAN KULIT UDANG LARUT AIR Dibimbing oleh: Terip Karo-Karo Setyohadi ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengatahui pengaruh suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 pada pembuatan kitosan kulit udang larut air. Penelitian ini menggunakan metode rancangan acak lengkap (RAL) dengan dua faktor yaitu suhu pemanasan (S 1 = 50 o C, S 2 = 60 o C, S 3 =70 o C, S 4 =80 o C) dan konsentrasi gas CO 2 (K 1 =5%, K 2 =10%, K 3 =15%, K 4 =20%). Parameter yang dianalisa yaitu uji organoleptik warna dan aroma, total mikroba, kejernihan larutan, viskositas, stabilitas relatif dan konsentrasi larutan jenuh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu pemanasan memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap organoleptik warna, viskositas dan kestabilan relatif larutan kitosan larut air; berbeda tidak nyata terhadap organoleptik aroma, total mikroba, kejernihan larutan dan konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air. Konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh berbeda sangat nyata terhadap total mikroba, kejernihan larutan, viskositas, kestabilan relatif dan konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air; berbeda tidak nyata terhadap organoleptik warna dan aroma. Interaksi antara suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh berbeda nyata terhadap uji organoleptik warna tetapi berbeda tidak nyata terhadap uji organoleptik aroma, total mikroba, kejernihan larutan, viskositas, kestabilan relatif dan konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air. Suhu pemanasan 80 o C dan konsentrasi gas CO 2 20 % menghasilkan kitosan larut air yang paling baik. Kata Kunci : Suhu pemanasan, Konsentrasi gas CO 2 dan Kitosan larut air Boydo R. Pardede: EFFECT OF HEATING TEMPERATURE AND CO 2 GAS CONCENTRATION ON MAKING THE SKIN SHRIMP WATER SOLUBLE CHITOSAN Supervised by: Terip Karo-Karo Setyohadi ABSTRACT This aim of the research was to know the effect of heating temperature and the concentration of CO 2 gas in the manufacture of water solubl shrimp shell chitosan. This study was conducted using completely randomized design (CRD) with two factors: heating temperature (S 1 = 50 o C, S 2 = 60 o C, S 3 = 70 C, S 4 = 80 C) and CO 2 gas concentrations (K 1 = 5%, K 2 = 10%, K 3 = 15%, K 4 = 20%). Parameters analyzed were organoleptic value of colour and flavour, total microbe, solution clarity, viscosity, relative stability and the saturated concentration of solution. The results showed that heating temperatures had highly significant effect on the organoleptic value of colour, viscosity and relative stability of water-soluble chitosan solution; had no significant effect on organoleptic value of flavour, total microbial, clarity of solution and saturated concentration of water-soluble chitosan solution. Concentration of CO 2 gas had highly significant effect on total microbial, clarity of solution, viscosity, relative stability and saturated concentration of the water-soluble chitosan solution; had no significant effect on organoleptic value of colour and flavour. The interaction of heating temperature and the concentration of CO 2 gas had significant effect on organoleptic value of colour but had no significant effect on organoleptic value of flavour, total microbial, clarity of solution, viscosity, relative stability and saturated

concentration of water-soluble chitosan solution. Heating temperature of 80 C and 20% concentration of CO 2 gas produces the best water soluble chitosan. Keywords: heating temperature, concentration of CO 2 gas and water soluble Chitosan

RINGKASAN BOYDO R PARDEDE, Pengaruh Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 pada Pembuatan Kitosan Kulit Udang Larut Air dibimbing oleh Ir. Terip Karo Karo, MS dan Ir. Setyohadi, MSc sebagai ketua dan anggota komisi pembimbing. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 pada pembuatan kitosan kulit udang larut air. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 2 faktor yaitu:1. Suhu pemanasan terdiri dari 4 taraf yaitu S 1 = 50 o C; S 2 = 60 o C; S 3 = 70 o C dan S 4 = 80 o C dan factor 2. Konsentrasi gas CO 2 terdiri dari 4 taraf yaitu K 1 = 5%; K 2 = 10%; K 3 = 15% dan K 4 = 20%. 1. Rendemen Kitosan Rendemen kitosan yang dihasilkan adalah 1,3 g untuk semua perlakuan. 2. Uji Organoleptik Warna Suhu pemanasan memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap organoleptik warna. Nilai Organolepti warna (numerik) larutan kitosan larut air tertinggi diperoleh pada perlakuan S 1 (suhu pemanasan 50 o C) dan S 2 (suhu pemanasan 60 o C) yaitu sebesar 2,288 dan terendah diperoleh pada S 4 (suhu pemanasan 80 o C) yaitu sebesar 1,763. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap organoleptik warna.

Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda nyata (P<0,05) terhadap organoleptik warna larutan kitosan larut air. nilai organoleptik warna (numerik) tertinggi terdapat pada perlakuan S 2 K 1 yaitu sebesar 2,600 dan terendah pada perlakuan S 4 K 1 sebesar 1,500. 3. Uji Organoleptik Aroma Suhu pemanasan memberikan pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap organoleptik aroma larutan kitosan larut air. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap organoleptik aroma larutan kitosan larut air. suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0.05) terhadap organoleptik aroma kitosan larut air. 4. Total Mikroba Suhu pemanasan memberikan pengaruh berbeda tidak nyata (p>0.05) terhadap total mikroba larutan kitosan larut air. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap total mikroba larutan kitosan larut air. Total mikroba tertinggi diperoleh pada perlakuan K 1 (konsentrasi gas CO 2 5%) sebesar 27,916 kol/ml dan terendah pada perlakuan K 4 (konsentrasi gas CO 2 20 %) sebesar 14,167 kol/ml. Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap total mikroba larutan kitosan larut air. 5. Kejernihan Larutan Suhu pemanasan memberikan pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap kejernihan larutan kitosan larut air.

Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap kejernihan larutan kitosan larut air. Kejernihan larutan tertinggi diperoleh pada perlakuan K 1 (konsentrasi gas CO 2 5%) sebesar 75,113 %T dan terendah pada perlakuan K 4 (konsentrasi gas CO 2 20 % T) sebesar 63,239 % T. Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap kejernihan larutan kitosan larut air. 6. Viskositas Suhu pemanasan memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap viskositas larutan kitosan larut air. Viskositas tertinggi terdapat pada perlakuan S 4 (suhu pemanasan 80 o C) yaitu sebesar 1,772 cpoise dan terendah pada perlakuan S 1 (suhu pemanasan 50 o C) yaitu sebesar 1,485 cpoise. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap viskositas larutan kitosan larut air. Nilai viskositas larutan kitosan larut air tertinggi terdapat pada perlakuan K 4 (konsentrasi gas CO 2 20%) sebesar 2,013 cpoise dan terendah pada perlakuan K 1 (konsentrasi gas CO 2 5%) sebesar 1,132 cpoise. Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0.05) terhadap viskositas kitosan larut air. 7. Kestabilan Relatif Suhu pemanasan memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap kestabilan relatif larutan kitosan larut air. Nilai kestabilan relatif larutan kitosan larut air tertinggi terdapat pada perlakuan S 4 (suhu pemanasan 80 o C)

selama10.125 jam dan terendah terdapat pada perlakuan S 1 (suhu pemanasan 50 o C) selama 8.125 jam. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap kestabilan relatif larutan kitosan larut air. Nilai kestabilan relatif larutan kitosan larut air tertinggi terdapat pada perlakuan K 4 (konsentrasi gas CO 2 20%) selama 16,375 jam dan terendah terdapat pada perlakuan K 1 (konsentrasi gas CO 2 5%) selama 3,875 jam. Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0.05) terhadap kestabilan relatif larutan kitosan larut air kitosan larut air. 8. Konsentrasi Larutan Jenuh Kitosan Larut Air Suhu pemanasan memberikan pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0,05) terhadap konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air. Konsentrasi gas CO 2 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air. Nilai konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air tertinggi terdapat pada perlakuan K 4 (konsentrasi gas CO 2 20%) sebesar 1.268 g dan terendah terdapat pada perlakuan K 1 (konsentrasi gas CO 2 5%) sebesar 0.273 g. Suhu pemanasan dan konsentrasi gas CO 2 memberi pengaruh yang berbeda tidak nyata (p>0.05) terhadap konsentrasi larutan jenuh kitosan larut air

RIWAYAT HIDUP BOYDO R PARDEDE dilahirkan di Sibolga pada tanggal 08 November 1986. Anak pertama dari bapak Bongsu Pardede dan ibu Ramla Hutapea. Penulis merupakan anak pertama dari satu bersaudara. Tahun 1994 penulis lulus dari TK Maria Mutiara Sibolga, tahun 1999 lulus dari SD Sw. RK 4 Sibolga, tahun 2002 lulus dari SMP Sw. Fatima Sibolga dan pada tahun 2005 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Sibolga. Pada tahun 2005 lulus seleksi masuk USU melalui jalur SPMB di Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian. Penulis telah mengikuti Praktek Kerja Lapangan di PKS Wilmar Asahan, Sumatera Utara Juli 2008. Selama mengikuti perkuliahan juga aktif berorganisasi di Gerakan Mahasiswa Nasional Indonesia (GMNI) periode 2008-2009, anggota Majelis Musyawarah Fakultas (MMF) di pemerintahan mahasiswa Fakultas pertanian periode 2009 2010, wakil ketua Kumpulan Aspirasi Mahasiswa Bersatu (KAM Bersatu) periode 2008 2009, anggota Ikatan Mahasiswa Teknologi Hasil Pertanian (IMTHP) periode 2008 2009.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur terlebih dahulu penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-nya sehingga skripsi ini dapat selesai. Skripsi ini berjudul Pengaruh Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 Pada Pembuatan Kitosan Kulit Udang Larut Air. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Terip Karo-Karo, MS selaku ketua komisi pembimbing, serta Bapak Ir. Setyohadi MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan serta saran-saran dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua, terutama ibu tercinta Ramla Hutapea yang telah banyak memberikan dukungan dan doa dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh keluarga yang memberikan dukungan kepada penulis selama melaksanakan tugas akhir yang penulis lakukan. Terima kasih yang sebesar besarnya penulis ucapkan kepada ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin atas motivasi yang diberikan kepada penulis. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh staf Pengajar di Program Studi Teknologi Hasil Pertanian atas bimbingan dan motivasinya serta seluruh pegawai tata usaha yang selalu bersedia membantu penulis dalam menyelesaikan segala administrasi. Dan tak lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada teman teman seperjuangan THP 2005 terutama Nehemia F. Simanjuntak, Janner

P. Situmorang, STP, Asman S. Daulay, STP dan teman teman dari departemen lain yang telah membantu dan menberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi yang membutuhkan. Medan, Agustus 2011 Penulis

DAFTAR ISI ABSTRAK... i Hal ABSTRACT... i RINGKASAN... ii RIWAYAT HIDUP... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi PENDAHULUAN Latar Belakang...... 1 Tujuan Penelitian...... 4 Kegunaan Penelitian...... 4 Hipotesa Penelitian...... 4 TINJAUAN PUSTAKA Udang (Peneus monodon)... 5 Pendayagunaan Limbah Udang... 6 Kandungan Kimia Limbah Udang.... 7 Kitin dan Kitosan... 8 Kitin... 8 Kitosan... 10 Kitosan Larut Air... 11 Sifat-sifat Kimia Kitin dan Kitosan... 14 Sifat Kimia Kitin... 14 Sifat Kimia Kitosan... 15 Ekstraksi Kitin dan Kitosan... 17 Ekstraksi Kitin... 17

Deproteinasi... 17 Demineralisasi... 18 Ekstraksi Kitosan... 19 Deasetilasi... 19 Pemanfaatan Kitosan... 20 Medis... 20 Industri Tekstil... 21 Bidang Pangan... 21 Anti Bakteri... 22 Industri Kosmetika... 23 Penelitian Sebelumnya... 24 BAHAN DAN METODA PENELITIAN Bahan Penelitian...... 26 Waktu dan Tempat Penelitian...... 26 Reagensia... 26 Alat Penelitian... 26 Metoda Penelitian...... 27 Model Rancangan...... 28 Pelaksanaan Penelitian...... 28 Pembuatan Tepung Kulit Udang... 28 Ekstrasi Kitin dari Tepung Kulit Udang... 29 Ektraksi Kitosan dari Kitin... 29 Pembuatan Kitosan Larut Air... 30 Pengamatan dan Pengukuran Data... 30 Penentuan Rendemen Kitosan Larut Air... 31 Uji Organoleptik Warna Kitosan Larut Air... 31 Uji Organoleptik Aroma Kitosan Larut Air... 31 Uji Total Mikroba Metode Agar Cawan Petri... 32 Uji Kejernihan Larutan Kitosan Larut Air... 32 Penentuan Viskositas...... 33 Uji Kestabilan Relatif Larutan Kitosan Larut Air... 33 Penentuan Konsentrasi Larutan Jenuh Kitosan Larut Air... 34 SKEMA PENELITIAN Skema Pembuatan Tepung Kulit Udang... 35 Skema Ekstrasi Kitin dari Tepung Kulit Udang... 36 Skema Ekstraksin Kitosan dari Kitin... 37 Skema Pembuatan Kitosan Larut Air... 38 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Parameter... 39 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 Terhadap Parameter... 40 Organoleptik Warna Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Organoleptik Warna... 41 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Organoleptik Warna... 43 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Organoleptik Warna...... 43

Organoleptik Aroma Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Organoleptik Aroma... 45 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Organoleptik Aroma... 45 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Organoleptik Aroma... 45 Total Mikroba Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Total Mikroba... 45 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Total Mikroba... 45 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Total Mikroba... 48 Kejernihan Larutan Pengaruh Suhu Pemanasan dengan terhadap Kejernihan Larutan.. 48 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kejernihan Larutan... 49 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kejernihan Larutan...... 51 Viskositas Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Viskositas... 51 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Viskositas... 53 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Viskositas...... 55 Kestabilan Relatif Larutan Kitosan Larut Air Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap kestabilan relatif larutan... 55 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap kestabilan relatif larutan 57 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap kestabilan relatif larutan... 59 Konsentrasi Larutan Jenuh Kitosan Larut Air Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap konsentrasi larutan jenuh... 59 Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap konsentrasi larutan jenuh 59 Pengaruh Interaksi Antara Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap konsentrasi larutan jenuh... 61 Rendemen Kitosan Kasar...... 61 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan..... 62 Saran..... 62 DAFTAR PUSTAKA...... 63 LAMPIRAN

DAFTAR TABEL No. JUDUL Hal 1. Komposisi Kimia Limbah Udang dan Kulit Udang.. 8 2. Kandungan Kitin dan Protein Berdasarkan Berat Kering Pada Limbah Crustaceae......... 9 3. Spesifikasi Kitosan Niaga... 16 4. Variasi Deasetilasi.... 20 5. Skala Uji Hedonik Warna...... 31 6. Skala Uji Hedonik Aroma...... 32 7. Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Parameter yang Diamati 39. 8. Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Parameter yang Diamati... 40 9. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Suhu Pelarutan Kitosan terhadap Organoleptik Warna...... 41 10. Uji LSR Pengaruh Interaksi Suhu Pemanasan dan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Organoleptik Warna Kitosan Larut Air............ 44 11. Uji LSR Efek Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Total Mikroba... 46 12. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kejernihan Larutan... 49 13. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Viskositas... 51 14. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Viskositas...... 53

15. Uji LSR Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Kestabilan Relatif Larutan Kitosan Larut Air... 55 16. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kestabilan Relatif Larutan Kitosan Larut Air. 57 17. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Konsentrasi Larutan Jenuh Kitosan Larut Air... 60

DAFTAR GAMBAR No. JUDUL Hal 1. Struktur tubuh Udang......... 6 2. Struktur kitin.............................. 8 3. Struktur kitosan.......................................... 11 4. Proses Pembuatan Tepung Kulit Udang... 35 5. Proses Ekstraksi Kitin dari Tepung Kulit Udang... 36 6. Proses Ekstraksi Kitosan Dari Kitin... 37 7. Proses Pembuatan Kitosan Larut Air...... 38 8. Grafik Hubungan Suhu Pemanasan terhadap Organoleptik Warna Larutan Kitosan Larut Air... 42 9. Grafik Hubungan Interaksi Suhu Pemanasan dan Konsentrasi CO 2 terhadap Organoleptik Warna Larutan Kitosan Larut Air... 45 10. Grafik Hubungan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Total Mikroba Larutan Kitosan Larut Air...... 47 11. Grafik Hubungan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kejernihan Larutan Kitosan Larut Air... 50 12. Grafik Hubungan Suhu Pemanasan terhadap Viskositas Larutan Kitosan Larut Air... 52 13. Grafik Hubungan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Viskositas Larutan Kitosan Larut Air... 54 14. Grafik Hubungan Suhu Pemanasan terhadap Kestabilan Relatif

Larutan Kitosan Larut Air... 56 15. Grafik Hubungan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Kestabilan Relatif Larutan Kitosan Larut Air... 58 16. Grafik Hubungan Konsentrasi Gas CO 2 terhadap Konsentrasi Larutan Jenuh Kitosan Larut Air... 60