Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi optimum larutan kitosan dan jenis larutan penggumpal untuk pembuatan benang kitosan dan sifat swellingnya. Kitosan merupakan produk deasetilasi kitin menggunakan 50% NaOH larutan pada suhu 80 0C. Saat ini sedang dikembangkan kegunaan dari kitosan pada bidang kedokteran sebagai benang operasi.

1. KARAKTERSTIK SIFAT SWELLING BENANG KHITOSAN DARI KHITIN IRADIASI
Gatot Trimulyadi Rekso
Pusat AplikasiTeknologi Isotop dan Radiasi
Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070
Fax : 021 7513270. E-mail : gatot2811@yahoo.com
Abstrak
Karakteristik Sifat Swelling Benang Kitosan dari Kitin Iradiasi . Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui konsentrasi optimum larutan kitosan dan jenis larutan penggumpal untuk
pembuatan benang kitosan dan sifat swellingnya. Kitosan merupakan produk deasetilasi kitin
menggunakan 50% NaOH larutan pada suhu 80 0C. Saat ini sedang dikembangkan kegunaan
dari kitosan pada bidang kedokteran sebagai benang operasi. Benang kitosan dibuat dari
larutan kitosan dengan larutan penggumpal yang berbeda-beda kemudian dicuci dengan air
dan dikeringkan. Larutan penggumpal yang digunakan adalah 3% NaOH, 5% Na2CO3, dan
campuran antara 3% (NaOH + Na2CO3, 1:1). Terhadap benang kitosan yang tebentuk
dilakukan karakterisasi pengukuran swelling degree. Dari pengukuran swelling degree
didapatkan 57, 5% untuk pengukuran benang kitosan 7% dari kitin tanpa iradiasi
menggunakan larutan penggumpal 3% (NaOH + Na2CO3, 1:1). Konsentrasi optimum benang
kitosan dari kitin iradiasi adalah 9% menggunakan penggumpal 3% NaOH nilai swelling
degree yang didapatkan adalah 57,7%.
Pendahuluan
Kitin adalah polimer alam, poli- β -(1,4)-2-asetamida-2-deoksi-D-glukosa atau N-
asetil- β -(1,4)-glukosamin. Sedangkan kitosan, poli- β -(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glukosa
yang dihasilkan dengan cara pemanasan pada suasana basa pekat.3 Kitosan merupakan
turunan kitin yang dideasetilasi menggunakan 50% natrium hidroksida karena bahan tersebut
efektif untuk memutuskan ikatan antara gugus karboksil dengan atom nitrogen dari kitin.
Kitosan memiliki sifat tidak larut air tetapi larut dalam asam organik seperti asam
asetat dan asam format. Salah satu pengembangan kitosan dalam bidang kedokteran adalah
dapat digunakan sebagai benang operasi. Keunggulan benang kitosan ini adalah bersifat
biokompatibel dapat diurai, dapat diserap dalam jaringan tubuh dan tidak bersifat toksik.
Berdasarkan penelitian di Vietnam, diketahui bahwa dengan iradiasi dapat diperoleh
derajat deasetilasi optimum dalam waktu yang lebih singkat. Semakin besar derajat deasetlasi

2. kitosan maka akan semakin besar pula kelarutannya dalam asam encer. Pada penelitian ini
digunakan dua jenis kitosan yaitu kitosan dari kitin iradiasi dengan dosis 20 kGy dan kitosan
dari kitin tanpa iradiasi. Fungsi iradiasi pada penelitian ini adalah agar kitin terdegradasi dan
molekul rantai panjangnya lebih pendek.
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan benang kitosan dari kitin iradisai dan tanpa
iradiasi dengan variasi konsentrasi kitosan dan variasi penggumpal. Pada penelitian
terdahulu, benang kitosan setelah dicetak dalam keadaan basah dapat digumpalkan dengan
5% larutan natrium hidroksida.4 Pada penelitian ini konsentrasi larutan kitosan divariasikan
dan digumpalkan dengan tiga jenis penggumpal yaitu 3% natrium hidroksida, 5% natrium
karbonat dan 3% campuran antara natrium hidroksida dan natrium karbonat (1:1).
Bahan dan metode
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: kitin yang berasal dari kulit udang putih,
Natrium hidroksida (NaOH), asam asetat (CH3COOH) dan Natrium karbonat (Na2CO3).
Persiapan Sampel Kitosan
Kitin dari kulit udang dimasukkan dalam beaker glass 500 ml ditambahkan natrium
hidroksida; NaOH 50% sampai terendam seluruhnya dipanaskan dalam penangas air selama
4 jam pada suhu 100 0C. Kemudian disaring dan dicuci dengan air panas sampai bersih dan
tidak licin, terakhir dicuci dengan aquades sampai pH netral. Kitosan dikering anginkan pada
udara terbuka selama 24 jam dan dimasukkan dalam oven vakum dengan suhu 50 0C untuk
menghilangkan sisa-sisa air yang masih ada pada kitosan.
Pembuatan Benang Kitosan
Kitosan dilarutkan dengan 2% asam asetat diaduk hingga larut kemudian didiamkan
agar terbentuk larutan sempurna. Larutan kitosan dimasukkan ke dalam spuit suntikan,
kemudian disuntikan memanjang ke dalam wadah yang masing-masing berisi larutan 3%

3. NaOH, 5% Na2CO3, dan 3% (NaOH + Na2CO3 , 1:1). Didiamkan hingga menggumpal dan
dapat diangkat. Setelah itu dicuci sampai bersih untuk menghilangkan basa yang masih
menempel. Dikering anginkan pada udara terbuka sampai kadar air benar-benar hilang dan
membentuk seperti benang.
Uji Swelling Degree (Derajat Pengembangan)
Sampel dikeringkan dalam oven vakum pada suhu 50 0C selama 24 jam, ditimbang
bobot awal sampel hingga bobot konstan (m). Kemudian direndam dalam 25 ml air pada suhu
25 0C dengan interval waktu 30, 60, 90, 120 menit. Setelah itu disaring hingga air pada
permukaan sampel bersih. Bobot sampel setelah perendaman ditimbang hingga bobot konstan
(M). Nilai Swelling degree dihitung dengan persamaan:
( M − m)
(%) = x 100%
M
Dimana: M = Bobot sampel setelah perendaman (gr)
m = Bobot sampel kering (gr)
Hasil dan Pembahasan
Benang Kitosan
Kitosan tidak larut dalam air tetapi larut dalam asam encer seperti asam asetat.
Adanya gugus karboksil dalam asam asetat akan memudahkan pelarutan kitosan karena
terjadinya interaksi hidrogen antara gugus karboksil dengan gugus amina. Peningkatan
kelarutan berbanding lurus dengan peningkatan derajat deasetilasi. Semakin tinggi derajat
deasetilasi maka kitosan semakin mudah larut.
Sampel kitosan dari kitin iradiasi dan tanpa iradiasi masing-masing dilarutkan dengan
2% asam asetat. Dibuat tiga variasi konsentrasi larutan kitosan dari kitin tanpa iradiasi 3%,
5% dan 7% sedangkan untuk kitosan dari kitin iradiasi dibuat larutan dengan konsentrasi 5%,
7% dan 9%. Larutan dimasukkan ke dalam spuit suntikan dan sebelumnya telah disiapkan

4. tiga wadah yang masing-masing berisi 3% NaOH, 5% Na2CO3 dan 3% (NaOH + Na2CO3,
1:1).
Pada pembuatan benang kitosan terdapat perbedaan konsentrasi antara larutan kitosan
dari kitin tanpa iradiasi dengan kitosan dari kitin iradiasi. Pada kitosan dari iradiasi tidak
menggunakan larutan dengan konsentrasi 3%, karena kelarutan kitosan dari kitin iradiasi
lebih tinggi dibandingkan dengan kitosan dari kitin tanpa iradiasi sehingga ketika dilarutkan
dalam asam asetat akan lebih cepat larut dan dihasilkan larutan yang sangat encer serta
larutan ini sulit untuk digumpalkan dalam basa. Oleh karena itu konsentrasi yang digunakan
untuk kitosan dari kitin iradiasi 5%, 7% dan 9% yang kelarutannya hampir sama dengan
kitosan dari kitin tanpa iradiasi pada konsentrasi 3%, 5% dan 7%.
Swelling Degree ( Derajat Pengembangan)
Swelling menunjukkan kemampuan benang untuk mengembang karena air masuk ke
dalam struktur benang. Aplikasi dari benang ini adalah sebagai benang operasi, maka perlu
diketahui seberapa besar kemampuan dari benang ini untuk mengembang. Untuk itu perlu
dilakukan uji swelling degree dengan cara benang kitosan sepanjang 5 cm direndam
menggunakan air pada temperatur ruang dengan empat variasi waktu mulai dari 30 menit
hingga 120 menit.
Banyaknya air yang masuk ke dalam struktur benang, tergantung dari kerapatan
molekul yang terdapat pada struktur benang. Iradiasi dapat berpengaruh pada bobot molekul
polimer. Kitosan dari kitin iradiasi memiliki bobot molekul yang lebih rendah, dan setelah
dilakukan uji swelling degree nilai yang dihasilkan relatif lebih besar karena tingkat
kerapatan molekul pada struktur benang kitosan dari kitin iradiasi lebih rendah. Sehingga air
lebih mudah masuk ke dalam struktur benang. Kitosan dari kitin tanpa iradiasi memiliki
bobot molekul yang lebih tinggi, setelah dilakukan uji swelling degree nilai yang dihasilkan
relatif lebih kecil karena tingkat kerapatan molekul pada benang kitosan dari kitin tanpa
iradiasi lebih tinggi sehingga air sukar masuk ke dalam struktur benang kitosan. Untuk
aplikasi sebagai operasi dibutuhkan benang dengan nilai swelling degree yang lebih rendah
agar luka lebih cepat rapat dan mengering. Hasil nilai swelling degree benang kitosan
menggunakan air adalah sebagai berikut:
a. Nilai swelling degree benang kitosan dari kitin tanpa iradiasi:

5. 1. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 3%
Tabel 1. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 3% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu 3%
3% 5%
(Menit) (NaOH +
NaOH Na2CO3
Na2CO3, 1:1)
30 79,5 85,5 77,8
60 82,0 86,9 79,5
90 83,7 88,2 80,7
120 83,9 88,3 80,8
Setelah dilakukan perendaman dalam air selama 120 menit didapatkan nilai swelling degree
benang kitosan 3% menggunakan penggumpal NaOH yaitu 83,9%, benang kitosan dengan
penggumpal Na2CO3 adalah 88,3%, dan benang kitosan 3% menggunakan penggumpal
campuran dari NaOH dan Na2CO3 adalah sebesar 80,8%.
2. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 5%
Tabel 2. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 5% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu
3%
3% 5%
(Menit
(NaOH +
) NaOH Na2CO3
Na2CO3, 1:1)
30 71,0 83,9 74,6
60 74,4 84,3 76,6

6. 90 76,6 86,9 77,8
120 76,9 87,2 78,0
Nilai swelling degree benang kitosan 5% menggunakan penggumpal NaOH adalah 76,9%,
benang kitosan 5% menggunakan penggumpal Na2CO3 adalah 87,2%, dan benang kitosan 5%
menggunakan penggumpal campuran dari NaOH dan Na2CO3 adalah 78,0%.
3. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 7%
Tabel 3. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 7% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu 3% 3%
5%
(Menit) NaO (NaOH + Na2CO3,
Na2CO3
H 1:1)
30 53,2 65,6 48,1
60 55,7 66,6 55,2
90 57,0 72,2 57,0
120 57,9 72,9 57,5
Nilai swelling degree benang kitosan 7% menggunakan penggumpal NaOH adalah 57,9%,
benang kitosan 7% menggunakan penggumpal Na2CO3 adalah 72,9% dan benang kitosan 7%
menggunakan penggumpal campuran dari NaOH dan Na2CO3 adalah 57,5%
Berdasarkan data yang diperoleh, benang yang digumpalkan dengan Na2CO3 memiliki
nilai swelling degree yang lebih tinggi. Hal tersebut dapat terjadi karena kemampuan Na2CO3
untuk menggumpalkan larutan kitosan kurang baik sehingga dihasilkan struktur benang yang
memiliki kerapatan molekulnya rendah. Maka ketika dilakukan perendaman, air lebih mudah
masuk ke dalam struktur benang.

7. Benang kitosan yang digumpalkan dengan NaOH dan campuran antara NaOH dan
Na2CO3 dihasilkan nilai swelling degree yang lebih rendah. Hal tersebut dapat terjadi karena
larutan NaOH serta campuran larutan NaOH dan Na2CO3 memiliki kemampuan yang cukup
baik untuk menggumpalkan larutan kitosan sehingga dihasilkan struktur benang yang
memiliki kerapatan molekulnya tinggi. Ketika dilakukan perendaman, air sulit masuk ke
dalam struktur benang maka nilai swelling degree yang dihasilkan rendah.
b. Nilai swelling degree benang kitosan dari kitin iradiasi
1. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 5%
Tabel 4. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 5% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu 3%
3% 5%
(menit) (NaOH + Na2CO3,
NaOH Na2CO3
1:1)
30 76,0 86,7 82,6
60 78,6 89,0 85,4
90 84,2 90,4 88,2
120 84,4 90,5 88,2
Nilai swelling degree benang kitosan 5% menggunakan penggumpal NaOH sebesar 84,4%,
benang kitosan 5% menggunakan penggumpal Na2CO3 nilai swelling degree sebesar 90,5%,
dan benang kitosan 5% menggunakan penggumpal campuran dari NaOH dan Na2CO3 nilai
swelling degree sebesar 88,2%.
2. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 7%

8. Tabel 5. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 7% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu 3%
3% 5%
(menit) (NaOH
NaOH Na2CO3
+Na2CO3, 1:1)
30 74,1 85,9 73,4
60 76,1 86,9 75,5
90 78,4 88,0 79,0
120 78,6 88,0 79,0
Nilai swelling degree benang kitosan 7% menggunakan penggumpal NaOH adalah 82,8%,
benang kitosan 7% menggunakan penggumpal Na2CO3 adalah 88,0%, dan benang kitosan 7%
menggunakan penggumpal campuran dari NaOH dan Na2CO3 adalah 79,0%
3. Nilai Swelling degree pada benang kitosan 9%
Tabel 6. Hubungan nilai swelling degree benang kitosan 9% dengan waktu perendaman
dalam air
Nilai Swelling degree (%)
Waktu 3%
3% 5%
(menit) (NaOH
NaOH Na2CO3
+Na2CO3, 1:1)
30 52,0 65,0 52,7
60 54,7 68,5 55,5
90 56,7 72,1 58,0

9. 120
57,7 74,6 58,3
Nilai swelling degree benang kitosan 9% menggunakan penggumpal NaOH sebesar 57,7%,
benang kitosan 9% menggunakan penggumpal Na2CO3 adalah 74,6%, dan benang kitosan 9%
menggunakan penggumpal campuran dari NaOH dan Na2CO3 adalah 58,3%.
Pada benang kitosan 9% nilai swelling degree tertinggi pada benang kitosan
menggunakan penggumpal Na2CO3 dan nilai swelling degree terendah pada benang kitosan
menggunakan penggumpal NaOH.
Berdasarkan data di atas, dapat dikatakan bahwa semakin lama waktu perendaman,
volume air yang masuk ke dalam struktur benang semakin sedikit dan nilai menjadi stabil
karena kemampuan benang untuk membengkak telah mencapai titik yang maksimum.
Ketika air masuk ke dalam struktur benang dalam keadaan kering, molekul air
pertama kali terikat pada gugus polar, gugus hidrofilik, dan gugus dengan ikatan hidrogen.
Setelah semua gugus terikat dengan molekul air, kemudian air bebas mengisi pori-pori pada
benang. Pembengkakan selanjutnya terjadi karena persaingan osmotik sampai proses
pembengkakan seimbang. Banyaknya volume air yang dapat masuk ke dalam struktur benang
tergantung dari banyaknya pori dan ukuran pori dimana banyaknya pori dan ukuran pori
dipengaruhi oleh komposisi polimer.
.
Kesimpulan
• Berdasarkan uji swelling degree yang telah dilakukan pada benang kitosan dari kitin
iradiasi dan tanpa iradiasi dengan variasi konsentrasi larutan dan penggumpal,
didapatkan nilai swelling degree terendah benang kitosan dari kitin tanpa iradiasi pada
benang kitosan 7% menggunakan penggumpal campuran antara NaOH dan Na2CO3
berkisar 57,5%. Sedangkan benang kitosan dari kitin iradiasi nilai swelling degree
terendah dihasilkan pada benang kitosan 9% menggunakan penggumpal NaOH
dengan nilai swelling degree berkisar 57,7%.

10. • Konsentrasi kitosan yang semakin besar akan meningkatkan derajat pengikatan silang
yang mengakibatkan semakin rapat atau ukuran pori semakin kecil. Sehingga volume
air yang masuk semakin sedikit, dengan kata lain swelling degree semakin rendah
Daftar Pustaka
1. Lee, Kee Chang; Seong Gil yoon., et al. Swelling Behavior of Chitosan Hidrogel in
Ionic Liquit-Water Binary System. Materials Research Society, symposium,
Prociding. Vol 915. Seuol: Hanyang University. Korea. 2006.
2. Kolodzjieska, I. A; Wojtasz-Pajak, G. Ogonoskwa dan Z.E. Sikorski.
Deacetylation of chitin in two-stage chemical and enzymatic process, Bul. Sea.
Fisheries Inst. 2000. p 15-24.
3. Dwityono, Basmal, J dan Mulyasari. Pengaruh Suhu dan Esterifikasi Terhadap
Karakteristik Karboksimetil Kitosan (CMCts). J. Panel. Perik. Indonesia. Edisi Pasca
panen. 2004. 10(3): 67-73
4. Meddieton, J. C; Tipton, A. J; Synthetic Biodegradable Polymer as Medical Divices,
Medical Plastics and Biomaterials Magazine. 1998.
5. Utari, Sri Maya; Yuli Darni dan Herti Utami. Pemanfaatan Agar-Agar Gracilarna
Coronapifolia dan Kitosan Untuk Pembuatan Plastik Biodegradabel Dengan Gliserol
Sebagai Plasticizer, dalam Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II
Universitas Lampung, 17-18 November. Lampung. 2008.