Kitin dan Kitosan
Kitin adalah polisakarida struktural yang banyak ditemukan di alam, senyawa ini pertama kali diisolasi tahun 1811 oleh Brocannot dari jamur, kemudian pada tahun 1823, Odier menemukan bahwa senyawa ini merupakan bahan utuma penyusun rangka luar dari serangga dan diberi nama kitosan (Winterowd dan Sandford, 1995). Senyawa ini banyak ditemukan pada fungi dan yeast, serangga dam crustacea namun hanya yang berasal dari crustacea yang menjadi sumber utama (Rinaudo et al., 2005). Cangkang crustacea sebagai salah satu sumber utama kitin mengandung 20-30% khitin dan dan biasanya berikatan dengan bahan lain dari cangkang (Agullo et al., 2003).
2.8.1. Struktur dan sifat kitin, kitosan
Kitin merupakan polimer dengan berat molekul besar, yaitu gugusan dari 2-acetamido-2deoxy-D-glucopiranosil dengan ikatan β-(1→4) (BeMiller, 1965). Kitin memiliki struktur yang hampir sama dengan selulosa, perbedaanya terletak pada atom C2 yang berikatan dengan amin, sedangkan selulosa berikatan dengan gugus hidroksil (Bonderias et al., 2005).
Kitin secara alami ditemukan dalam tiga bentuk yaitu α, β, γ, parameter ini diuji dengan sinar X. Bentuk α dan γ kitin adalah unit yang antiparalel, serta paling banyak ditemukan di alam dan β kitin adalah struktur yang paralel (Hudson dan Jenkins, 2002). Kitin punya dua gugus hidroksil pada atom C3 dan C6 pada polimer N-asetil-g-glukosamine. Gugus OH pada C6 lebih reaktif dari C3, senyawa ini tidak larut dalam asam organik (Hirano, 2005).
Kitosan memiliki struktur linear yang terdiri dari 2-amino-2 deoxy-β-dglucopyranan (β–d-glukosaminan) yang dihubungkan dengan rantai (1→4) (Hirano, 2004). Kitosan merupakan kitin yang terdeasetilasi minimal 50 % sehingga 50% amin terbebas (Rinaudo et al., 2005). Sifat dari kitosan sangat tergantung pada derajad deasetilasi dan berat molekul. Kitosan larut dalam larutan asam organik dan membentuk kation. Gugus amin dari kitosan mempunyai pKa 6,5 sehingga membutuhkan pH di bawah 6 untuk melarutkan kitosan (Hudson dan Jenkins, 2002). Struktur kitin, kitosan ditampilkan pada Gambar 2.
2.8.2. Proses ekstraksi kitin dan kitosan
Kitin dan kitosan umunya diekstrak dari karapas udang dengan cara penghilangan protein dan mineral dengan menggunakan asam dan basa kuat, cara ini merupakan cara yang efektif dan umumnya digunakan pada dunia industri, namun metoda ini memiliki kelemahan yaitu tidak sesuai dan mampu merusak produk akhir, terutama pada peningkatan suhu saat pemanasan. Pada tahap awal perlakuan dengan basa akan memungkinkan terjadinya kondensasi aldol, sedangkan ketika perlakuan dengan asam menyebabkan pemecahan ikatan dari kitosan akibat terhidrolisisnya ikatan β-glikosidik pada rantai kitin. Sehingga cara ekstraksi kitin dan kitosan dengan pre-conditioned sangat cocok untuk mengekstraksi kitin dan kitosan (Toan et al., 2005).
Gambar 2. Struktur kimia (a) kitin, (b) kitosan (Hirano, 2005)
Tahapan ekstraksi kitin dapat dibagi ke dalam tahap pre-treatmen, demineralisasi, deproteinasi, dilanjutkan dengan tahap deasetilasi kitin untuk memperoleh kitosan
1. Pre-treatment
Pada metoda reguler (umum) tidak menggunakan tahap pre-treatmen, dimana udang langsung dilakukan tahap proteinasi atau demineralisasi dengan metode pre-conditioned karapas udang diberi perlakuan pre-treatmen dengan merendam karapas menggunakan asam benzoat 0,016 mlL-1 selama 8 jam suhu 30oC (Toan et al., 2006).
2. Demineralisasi
Jika menggunakan metode pre-conditioned tahap demineralisasi dilakukan dengan cara merendam udang yamg telah di pre-treatmen dengan menggunakan larutan HCl 0,68 molL-1 dengan perbandingan (1:5 w/v) pada suhu ruang selama 6 jam. Sedangkan jika menggunakan cara yang umum digunakan HCl dengan konsentrasi 1,1 molL-1 dan waktu perendaman 12 jam (Toan et al., 2006).
3. Deproteinasi
Pada metode pre-conditioned tahap deproteinasi dilakukan dengan cara merendam karapas udang yang telah didemineralisasi dengan menggunakan NaOH 0,62 mlL-1 pada suhu ruang selama 16 jam, sedangkan jika menggunakan metoda yang umum biasanya menggunakan NaOH 1 molL-1 selama 24 jam (Toan et al., 2006).
4. Deasetilasi
Deasetilasi kitin dilakuakn untuk memperoleh kitosan dilakukan dengan cara memanaskan kitin dalam larutan NaOH 12,5 molL-1 selama 20 jam dengan menggunakan suhu 65oC (Toan et al., 2006). Diagram alir pembuatan kitin dan kitosan ditampilkan pada Gambar 3.
2.8.3. Kegunaan kitin dan kitosan
Kitin berguna sebagai bahan utama prekusor dari kitosan, sifat unik yang dimiliki oleh kitin dan kitosan membuat aplikasi kitin dan kitosan sangat luas (Hudson dan Jelins, 2001). Aqullo et al (2003), melaporkan penggunaan kitosan dalam industri edible film, imobilitas enzim, bahan antimikroba, sebagai zat tambahan makanan (meliputi stabilitator warna, emulsifier, antioksidan, pembentuk gel), serat makanan (sebagai penyerap lemak, dialisis glukosa), sebagai astrigensi (pengendap protein air liur). Beberapa aplikasi kitin dan kitosan yang lain lebih lengkap tampilkan pada Tabel 4.
Gambar 3. Diagram alir ekstraksi kitin dan kitosan (Toan et al., 2006)
Tabel 4. Aplikasi kitin, kitosan dan turunanya
Bidang Kitin dan Kitosan Turunan
Pangan Antimikrobia
Edible film Bahan pengental
Pharmaceutical Pencegahan terhadap bakteri
Antitumor
Imune potensiator
Perban luka Pencegahan infeksi bakteri
Antitumor
Imunpotensiator
Medis Mempercepat pengeringan luka
Kulit buatan
Absorbabls sutues
Nutrisi Serat
Hypokolestremik agen Hypokolestremik agen
Penyerap kalsium
Bioteknologi Imobiliasasi sel
Poros beads bioreaktor
Resin kromotografi
Membran
Pertanian Coating bibit
Aktifator sel tanaman Aktifator sel tanaman
Lain-lain Koagulan
Penghilang logam berat
Penggabung protein
Kosmetik
Sumber : Jeon et al (1999) dalam Oshima (2002)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar