Ketika pada tahun 1984 T. Yang dan R. R. Zall melaporkan tentang penggunaan khitin sebagai membrane osmosis balik, bertambah satu lagi kegunaan kornponen kulit udang ini di bidang industri. Kedua peneliti Amerika ini membuktikan bahwa membran khitin yang mereka hasilkan jauh lebih baik disbanding membran selulosa asetat, salah satu membran yang paling sering digunakan. Dikatakan bahwa membran khitin lebih tahan terhadap pH ekstrem dibanding membran selulosa asetat.
Yang menarik dikaji ialah soal teknik mereka memodifikasi khitin yang semula berwujud partikel halus menjadi lembaran tipis atau membrane. Kunci utama modifikasi ini rupanya terletak pada penemuan pelarut yang tepat untuk bahan yang akan dimodifikasi, dalam hal ini asam asetat. Gambar. 1 menunjukkan diagram pembuatan membran khitin, yang dikerjakan oleh Yang dang Zall.
Bahan awal bagi teknik modifikasi mereka, ialah khitosan yang dibuat melalui proses deasetilasi khitin menggunakan larutan NaOH pekat pada suhu lebih dari 100°C. Pelarutan khitosan dalam larutan asam asetat menghasilkan larutan garam khitosan yang menyerupai sirup. Larutan ini dihamparkan pada lempengan kaca membentuk lapisan tipis. Penambahan larutan NaOH pada lapisan tipis ini menghasilkan struktur lembaran tak bermuatan: membran khitosan. Membran ini tahan alkali sampai pH lebih dari 13, namun masih terlarutkan oleh asam. Asetilasi terhadap membran khitosan menggunakan sistem pelarut yang terdiri dari asam asetat, disikloheksalkarbodiimida dan methanol menghasilkan membrane khitin yang stabil terhadap asam.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Diperbaiki di UGM
Teknik Yang dan Zall ini tampak berkepanjangan karena harus melewati pembuatan khitosan dari khitin dan pengubahan membran khitosan menjadi membran khitin. Cara yang lebih ringkas baru-baru ini telah dicoba di Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan Fakultas Teknologi Pertanian UGM menggunakan modifikasi cara Austin dan Rutherford (1978). Kunci utama teknik ini terletak pada penemuan sistem pelarut yang tidak merusak khitin.
Sistem pelarut yang dimaksud ialah sistem yang terdiri dari Lithium klorida dan N,N,-dimetilasetamida (Sistem LiCl/DMAc).Pelarutan khitin dalam sistem ini menghasilkan larutan menyerupai sirup yang dapat dihamparkan pada lempengan kaca membentuk lapisan tipis. Struktur lembaran terjadi bila terhadap lapisan tipis ini ditambahkan alkohol atau aseton. Membran yang tampak tampak pada gambar 2 ini juga bersifat tahan terhadap asam dan basa.
Membran khitin dapat digunakan sebagai membran pada alat osmosis balik. Osmosis ialah aliran cairan secara spontan melalui membran akibat adanya perbedaan konsentrasi antara 2 larutan yang dipisahkan oleh membran. Cairan yang mengalir ialah cairan dari konsentrasi lebih rendah ke cairan berkosentrasi lebih tinggi. Dengan prinsip penyaringan seperti ini alat osmosis balik dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, di antaranya untuk penyarmgan limbah, preparasi air murni bagi kebutuhan laboratorium, pemekatan susu dan pembentukan enzim terimobilisasi.
Khitin dilaporkah juga menunjukkan sifat-sifat optik sehingga berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai lensa kontak. Sementara di Jepang dan Amerika telah lama dilaporkan bahwa larutan khitin dapat “dipilin” membentuk filamen yang dapat digunakan sebagai benang operasi. Ini didukung pula oleh sifat khitin yang menunjukan aktivitas penyembuhan luka.
Abdullah Muzi, alumnus Fakultas Teknologi Pertanian UGM
Sumber: Kompas, 15 November 1990
———–
Patensi Lumbah Udang untuk Makanan
Kulit udang kita kenal merupakan limbah pengolahan udang beku yang potensial dalam mencemarkan lingkungan. Bahan organic yang ada padanya dapat menyebabkan pengotoran sungai, selain dapat menimbulkan bau kurang sedap di sekitar pabrik atau di sekitar daerah pembuangan limbah.
Sesungguhnya kulit udang dapat dipandang sebagai bukan limbah. Ini karena menurut penelitian sejumlah ilmuwan di Amerika, Eropa dan Jepang kulit udang dapat diolah menjadi bahan bermanfaat. Secara sederhana, bila tepung kulit udang direaksikan dengan natrium hidroksida, maka protein yang ada padanya akan larut. Dengan pengaturan derajat keasaman protein terlarut itu dapat digumpalkan, dikeringkan untuk kemudian digunakan sebagai suplemen pada makanan ternak.
Protein Sel Tunggal
Sekarang, kalau residu hasil reaksi tadi direaksikan lagi dengan asam klorida maka mineral kalsium akan lepas. Tinggallah bahan organik yang semula membentuk matriks dengan protein, yakni khitin. Produk terakhir ini dilaporkan mempunyai banyak sekali manfaat baik dalam bidang kedokteran farmasi teknologi polimer bahkan juga pangan. Di Jepang khitin ini telah diproduksi dalam skala industri.
Dua peneliti Amerika yaitu Paul A Carroad dan RA Tom melaporkan bahwa khitin berperan pula di bidang bioteknologi. Hasil penelitian mereka menunjukkan potensi khitin untuk diubah secara biologis menjadi protein sel tunggal (PST). Konsep pengubahan tersebut tersaji pada skema berikut.
Skema konsep biokonversi khitin menjadi sel tunggal
Kerja awal konversi kulit udang menjadi PST adalah isolasi khitin melalui cara seperti yang telah terungkap di atas. Sebagian kecil khitin yang dihasilkan digunakan sebagaj medium pertumbuhan bakteri Serratia marcesssens QMB 1466 untuk menghasilkan enzim khitinase. Penerapan rekayasa genetika oleh JD Reid dan DM Ogrydziak terhadap bakteri ini telah menghasilkan strain mutan yang memproduksi khitinase dalam jumlah besar dengan aktivitas yang tinggi. Bakteri mutan ini tentu lebih menguntungkan ketimbang bakteri alami.
Enzim khitinase akan memecah rantai panjang khitin menjadi satuan-satuan yang dinamakan N-asetilglukosamin. Pemecahan rantai secara kimia, misalnya menggunakan asam klorida dapat ditempuh, tapi tidak untuk produksi PST. Ini karena pemecahan secara kimia menyebabkan lepasnya gugus asetil sehingga yang dihasilkan bukan N-asetilglukosamin, melainkan glukosamin.
Hidrolisat khitin berupa N-asetilglukosamin itulah yang merupakan makanan yang baik bagi yeast Pichia kudriavzevii, terutama pada suhu dan keasaman tinggi untuk menghasilkan PST. Menurut Ignacio G Cosio dkk yang telah mengerjakan analisis ekonomi secara cermat terhadap biokonversi ini, setiap kg berat kering kulit udang dapat diubah menjadi 11.2 kg berat kering PST. Merujuk data dari PT Central Java Marine Product Semarang yang menghasilkan kulit udang basah 1,4-2 ton per hari dan dengan estimasi kadar air kulit udang 80%, maka diperkirakan sebanyak 3,5 ton PST dapat diproduksi setiap hari. Ini baru dari satu industri pengolahan udang beku.
Akibat pesatnya pertumbuhan penduduk dan menyempitnya lahan produksi, timbul prediksi bahwa di masa mendatang akan terjadi krisis kecukupan gizi. Dalam keadaan yang demikian, PST yang produksinya hemat lahan akan menjadi sumber protein alternatif yang penting, bahkan untuk kebutuhan manusia. Dewasa ini akibat adanya keterbatasan berupa tingginya kadar nukleat (yang dapat mengancam kesehatan manusia) dan ketercernaannya yang rendah, PST lebih diproyeksikan sebagai makanan ternak. Dan jumlah 3-5 ton/hari tentulah sangat cukup.
Kalau khitin kulit udang tidak dimanfaatkan sebagai bahan untuk PST, melainkan direaksikan dengan natrium hidroksida pekat pada suhu lebih dari 100 derajat C, maka akan diperoleh turunan khitin yang disebut khitosan.
Seperti halnya khitin, khitosan juga mempunyai kemanfaatan yang luas. Ia dilaporkan mampu mengikat padatan tersuspensi dari berbagai limbah pengolahan, diantaranya limbah keju dan daging. Padatan tersuspensi dalam limbah ini manyimpan cukup banyak protein. Bila khitosan ditambahkan ke dalamnya, maka protein akan terkoagulasi dan dapat dipisahkan. Protein ini dapat pula digunakan untuk makanan ternak.
Abdulah Muzi, Mantan Ketua I Kelompok Studi Hasil Pertanian, Fak Teknologi Pertanian UGM, Yogyakarta
Sumber: Suara Merdeka, 23 Juni 1990
