1

PENGARUH PENCAMPURAN KAPPA DAN IOTA KARAGENAN TERHADAP KEKUATAN GEL DAN

VISKOSITAS KARAGENAN CAMPURAN

Oleh:

EKO PEBRIANATA C03499030

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005

RINGKASAN

2

EKO PEBRIANATA. C03499030. Pengaruh Pencampuran Kappa dan Iota Karagenan Terhadap Viskositas dan Kekuatan Gel Karagenan Campuran. Dibimbing oleh LINAWATI HARDJITO.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kombinasi pencampuran antara kappa dan iota karagenan dengan berbagai perbandingan terhadap kualitas karagenan campuran terutama viskositas dan kekuatan gel. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahapan yaitu tahap pertama dan tahap kedua.

Tahap pertama untuk menghasilkan kappa dan iota karagenan, kappa karagenan dihasilkan dari rumput laut Kappaphycus alvarezii. Adapun tahapan proses dalam menghasilkan kappa karagenan yaitu ekstraksi dengan alkali, penyaringan I, pengendapan dengan KCl 1 %, penyaringan II dan pengeringan dengan menggunakan drum dryer. Iota karagenan dihasilkan melalui ekstraksi rumput laut Eucheuma spinosum. Tahapan proses untuk menghasilkan iota karagenan yaitu ekstraksi dengan alkali, penyaringan I, pengendapan dengan etanol (alkohol 96 %), penyaringan II dan pengeringan dengan menggunakan drum dryer. Nilai rata-rata rendemen yang dihasilkan dalam tahap pertama ini adalah 35,56 % untuk kappa karagenan dan 25,09 % untuk iota karagenan. Nilai rata-rata viskositas kappa karagenan sebesar 88,50 cps dan iota karagenan sebesar 154 cps, sedangkan nilai rata-rata kekuatan gel kappa karagenan dan iota karagenan berturut-turut adalah 334,40 g/cm2 dan 88,46 g/cm2.

Tahap kedua penelitian ini adalah mengkombinasikan kappa dan iota karagenan dengan berbagai perbandingan (1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 2 : 1, 2 : 3, 3 : 1, 3 : 2, 4 : 1) kemudian dilakukan analisa viskositas dan kekuatan gel karagenan campuran tersebut. Nilai kekuatan gel tertinggi diperoleh pada pencampuran kappa karagenan dan iota karagenan dengan perbandingan 4 : 1 (kappa : iota) dengan nilai 328,7 g/cm2 dan terendah dengan perbandingan 1 : 4 (kappa : iota) dengan nilai 96,28 g/cm2. Nilai viskositas tertinggi karagenan campuran yaitu perbandingan 1 : 3 dan 1 : 4 (kappa:iota) dengan nilai yang sama yaitu 137,5 cps sedangkan nilai viskositas terendah diperoleh dari pencampuran 4 : 1 (kappa : iota) dengan nilai 90,25 cps. Pada umumnya nilai viskositas karagenan campuran masih berada dalam standar yang ditetapkan FAO dan FCC yaitu minimal 5 cps (centipoise).

Nilai kekuatan gel pada pencampuran menurun seiring dengan sedikitnya proporsi kappa karagenan dalam campuran dan sebaliknya, sedangkan nilai viskositas pada pencampuran menurun dengan banyaknya proporsi karagenan dalam campuran dan sebaliknya.

PENGARUH PENCAMPURAN KAPPA DAN IOTA KARAGENAN TERHADAP KEKUATAN GEL DAN

VISKOSITAS KARAGENAN CAMPURAN

3

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

EKO PEBRIANATA C03499030

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya. Doa serta salam senantiasa tercurah

kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. Atas berkat rahmat dan ridho

Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

4

”Pengaruh Pencampuran Kappa dan Iota Karagenan terhadap Kekuatan

Gel dan Viskositas Karagenan Campuran”. Skripsi ini disusun sebagai salah

satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Program Studi

Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut

Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ibu

Dr.Ir. Linawati Hardjito, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan

dana penelitian dan pengarahannya selama penyusunan skripsi ini. Ucapan terima

kasih juga penulis ucapkan kepada bapak Dr.Ir. Joko Santoso, M.Si dan ibu Dra.

Ella Salamah, M.Si sebagai dosen penguji, ucapan terima kasih juga penulis

sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu baik itu secara moril

maupun materiil sehingga penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan. Semoga

kebaikan yang telah diberikan ini mendapat balasan dari Allah SWT. Amin

Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena itu saran dan kritik demi penyempurnaannya, penulis terima dengan tangan

terbuka. Akhir kata, penulis mengharapkan Skripsi ini dapat bermanfaat bagi

penulis khususnya dan pembaca umumnya.

Bogor, Januari 2006

Penulis

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 28 Februari 1982 di Tebing

Tinggi (Sumatera Selatan) yang merupakan anak kedua dari

tiga bersaudara dari pasangan Bapak Amir Hamzah dan Ibu

Mega Wirni. Penulis mengawali pendidikannya pada tahun

1985 di TK Bhayangkari Tebing Tinggi (Sumatera Selatan).

Pada tahun 1997 penulis melanjutkan pendidikannya di SDN

5

02 Lahat dan kemudian melanjutkan ke SLTPN 03 Lahat

pada tahun 1993.

Pada Tahun 1999 penulis lulus dari SMAN 03 Lahat dan pada tahun yang

sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI)

dan terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan pada

Program Studi Teknologi Hasil Perikanan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten dosen mata kuliah

Dasar-dasar Mikrobiologi Akuatik pada tahun ajaran 2002/2003, dan juga aktif

pada organisasi Fisheries Diving Club (FDC) - FPIK, Himpunan Mahasiswa

Islam (HMI) Cabang Bogor, Himpunan Mahasiswa Perikanan Indonesia

(HIMAPIKANI), dan Ikatan Mahasiswa Bumi Sriwijaya (IKAMUSI) IPB. Selain

itu juga aktif mengikuti berbagai seminar dan pelatihan baik itu skala nasional

maupun internasional.

DAFTAR ISI Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ ix

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x

1. PENDAHULUAN.......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian .................................................................................... 3

6

2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 4

2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Eucheuma ...................................................... 4

2.2 Karagenan ............................................................................................. 6

2.3 Komposisi dan Struktur Kimia Karagenan .............................................. 7

2.3.1 Kappa karagenan .......................................................................... 7 2.3.2 Iota karagenan............................................................................... 8

2.4 Sifat-sifat Dasar Karagenan .................................................................... 9

2.4.1 Kelarutan ...................................................................................... 9 2.4.2 Viskositas ..................................................................................... 11 2.4.3 Pembentukan gel........................................................................... 12 2.4.5 Stabilitas ....................................................................................... 13

2.5 Proses Pembuatan Karagenan ................................................................. 14

2.5.1 Penyiapan bahan baku................................................................... 14 2.5.2 Ekstraksi ....................................................................................... 14 2.5.3 Filtrasi .......................................................................................... 15 2.5.4 Pemisahan karagenan.................................................................... 15 2.5.5 Pengeringan dan penepungan ........................................................ 16

2.6 Spesifikasi Mutu Karagenan ................................................................... 16

2.7 Kegunaan Karagenan.............................................................................. 17

3. METODOLOGI .......................................................................................... 19

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 19

3.2 Bahan dan Alat Penelitian....................................................................... 19

3.2.1 Bahan............................................................................................ 19 3.2.2 Alat .............................................................................................. 19

3.3 Metode Penelitian.................................................................................. 20

3.3.1 Tahap pertama ............................................................................ 20 3.3.2 Tahap kedua................................................................................ 20

3.4 Prosedur Analisis................................................................................. 22

3.4.1 Rendemen (FMC Corp. 1977)........................................................ 22 3.4.2 Viskositas (Marine Colloids 1977 dalam Mukti 1977) ................... 22 3.4.3 Kekuatan gel (Marine Colloids 1977 dalam Mukti 1977) .............. 22

4. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 24

4.1 Perbedaan Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum ................... 24

4.2 Penelitian Tahap Pertama ....................................................................... 25

4.2.1 Proses pembuatan karagenan............................................................ 26 4.2.2 Rendemen........................................................................................ 31 4.2.3 Viskositas ........................................................................................ 32

7

4.2.4 Kekuatan gel.................................................................................... 34

4.3 Penelitian Tahap Kedua .......................................................................... 35

4.3.1 Viskositas karagenan campuran...................................................... 36 4.3.2 Kekuatan gel karagenan campuran ................................................. 38

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 43

5.2 Saran ...................................................................................................... 44

6. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 45

LAMPIRAN ...................................................................................................... 52

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Sifat-sifat karagenan...................................................................................... 10

2. Daya kestabilan karagenan dalam berbagai pelarut ........................................ 14

3. Spesifikasi kemurnian karagenan................................................................... 17

4. Perbedaan Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum .......................... 25

5. Aplikasi karagenan di berbagai produk.......................................................... 42

8

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman 1. Morfologi rumput laut Kappaphycus alvarezii

(www.surialink.com/abc_euchuema/1/45.htm) .............................................. 5

2. Morfologi rumput laut Eucheuma spinosum (www.iptek.net.id) .................... 6

3. Struktur molekul kappa karagenan (Tojo dan Prado 2003)............................. 7

4. Struktur molekul iota karagenan (Tojo dan Prado 2003) ................................ 8

5. Mekanisme pembentukan gel (Rees 1969 di dalam Glicksman 1983) ........... 12

6. Diagram alir proses pembuatan kappa dan iota karagenan (Modifikasi dari

Purnama 2003) .............................................................................................. 21

7. Grafik pembacaan kekuatan gel pada Recorder Curd Tension Meter ............. 23

8. Morfologi rumput laut Kappaphycus alvarezii............................................... 24

9. Morfologi rumput laut Eucheuma spinosum .................................................. 25

9

10. Diagram batang nilai rata-rata rendemen kappa dan iota karagenan ............... 31

11. Diagram batang nilai rata-rata viskositas kappa dan iota karagenan ............... 33

12. Diagram batang nilai rata-rata kekuatan gel kappa dan iota karagenan........... 35

13. Diagram batang nilai rata-rata viskositas karagenan campuran ...................... 36

14. Diagram batang nilai rata-rata kekuatan gel karagenan campuran .................. 39

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

1. Hasil analisis penelitian tahap pertama ........................................................... 53

2. Hasil analisis viskositas karagenan campuran ................................................. 54

3. Hasil analisis kekuatan gel karagenan campuran............................................. 55

10

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perairan Indonesia memiliki potensi rumput laut yang sangat besar, baik

itu dilihat dari segi keanekaragaman hayati maupun potensi produksinya. Potensi

rumput laut dapat dikembangkan dan dimanfaatkan untuk kesejahteraan rakyat,

dimana rumput laut sudah lama digunakan sebagai makanan dan obat terutama

oleh masyarakat pesisir di negara-negara Asia-Pasifik. Akan tetapi belum semua

potensi rumput laut yang ada dimanfaatkan secara maksimal. Daerah-daerah

penghasil utama rumput laut di Indonesia adalah laut Bali, Sulawesi Selatan,

Sulawesi Tenggara, Sulawesi Tengah, Maluku, NTB, NTT, Jawa Barat, D.I.

Yogyakarta, Jawa Timur, Bengkulu dan Lampung (Munaf 2000). Produksi

rumput laut kering di Indonesia sekitar 50.000 ton senilai US$ 25 juta per tahun

(Beritasore 2005).

Pembeli terbanyak rumput laut Indonesia adalah Singapura dan Hongkong.

Setelah diolah kemudian negara-negara tersebut mengekspor ke Amerika Serikat,

Perancis dan Denmark. Harga pasaran dunia untuk produk dari Indonesia masih

rendah. Hal ini disebabkan karena kualitas rumput laut yang diolah masih belum

sesuai dengan standar mutu internasional. Kandungan air rumput laut Indonesia

masih tinggi, dan masih tercampur dengan benda pengotor seperti pasir, karang,

dan ranting kecil (Angka dan Suhartono 2000). Nilai jual rumput laut akan lebih

tinggi jika diekspor tidak dalam bentuk bahan mentah rumput laut kering tetapi

dalam bentuk hasil olahan, contohnya karagenan.

Rumput laut dikalangan ilmuwan dikenal dengan nama algae atau alga,

dan berdasarkan ukurannya dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu

mikroalga dan makroalga. Alga dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu

alga hijau (Chlorophyceae), alga hijau biru (Cyanophyceae), alga coklat

(Phaepohyceae) dan alga merah (Rhodophyceae) (Winarno 1990).

Penelitian yang dilakukan oleh Van Bosse (1913 – 1928) melaporkan bahwa

sekitar 555 jenis spesies rumput laut tumbuh di perairan Indonesia (Basmal 2001).

Rumput laut yang telah dimanfaatkan sebagai bahan makanan ada 61 jenis dan 21

jenis diantaranya dapat dimanfaatkan sebagai obat tradisional (Anggadiredja

11

1992). Rumput laut yang mempunyai nilai ekonomis tinggi dan dijadikan sebagai

bahan komoditi ekspor yaitu Eucheuma, Gracilaria, Gelidium, Sargassum dan

Hypnea (LIPI 2000). Salah satu bentuk hasil olahan rumput laut yang paling

potensial dan bernilai ekonomis tinggi yaitu polisakarida alga, dan salah satunya

adalah karagenan (Satari 1996).

Karagenan merupakan salah satu hasil ekstrak rumput laut yang cukup

penting. Karagenan adalah suatu zat yang dihasilkan oleh rumput laut dari kelas

Rhodophyceae dan umumnya berbentuk tepung. Dalam industri, peranan

karagenan tidak kalah pentingnya bila dibandingkan dengan agar-agar maupun

algin, terutama pada industri farmasi. Berdasarkan sifat-sifatnya, karagenan dapat

digunakan sebagai pengemulsi, penstabil, pengental dan bahan pembentuk gel

(Food Chemical Codex 1981). Karagenan dalam industri makanan dan minuman

biasa digunakan sebagai dietic food dalam bentuk jeli. Susu kental manis dan

yoghurt menggunakan karagenan sebagai pensuspensi, sedangkan dalam industri

milk-gel (puding, custard, minuman kaleng) dan antacid-gel berfungsi sebagai

gelling agent, demikian pula dalam water-gel, fish dan meat-geal dan gel

pengharum ruangan berfungsi sebagai pembentuk gel. Pengunaan lain dari

karagenan adalah sebagai binder pada pasta gigi, sebagai bodying agent pada

cream lotion dan saus tomat, dan sebagai penstabil lemak dalam makanan ternak

(Anggadiredja et al. 1993). Penggunaan karagenan akan bertambah makin luas

dan makin banyak di masa yang akan datang, sehingga permintaan terhadap

produksi rumput laut ini akan terus meningkat di masa mendatang.

Karagenan dapat dibedakan menjadi kappa, iota dan lambda karagenan.

Kappa dan iota karagenan merupakan fraksi yang mampu membentuk gel dalam

air dan bersifat thermoreversible yaitu meleleh jika dipanaskan dan membentuk

gel kembali jika didinginkan, sedangkan lambda karagenan tidak dapat

membentuk gel. Gel yang terbentuk dari kappa karagenan berwarna agak gelap

dan mempunyai tekstur mudah retak, sedangkan gel yang terbentuk dari jenis iota

berwarna lebih jernih dibandingkan kappa dan mempunyai tekstur empuk dan

elastis (Fardiaz 1989). Adanya perbedaan kandungan 3,6-anhidrogalaktosa dan

ester sulfat pada karagenan menyebabkan terjadinya perbedaan antara lain

kekuatan gel, tekstur, sineresis dan sinergisitas. Kappa memiliki tipe gel yang

12

rigid atau mudah pecah yang dicirikan dengan tingginya sineresis, yaitu adanya

aliran cairan pada permukaan gel, sedangkan iota mempunyai gel yang bersifat

elastis, bebas sineresis dan reversible. Perbedaan ini dapat diatasi melalui seleksi

rumput laut, proses ekstraksi dan proses pencampuran karagenan serta melalui

pencampuran karagenan dengan berbagai gum seperti locust bean gum dan konjac

(http://docencia.izt.uam.mx/epa/quim_alim/tareaz/carragenina.pdf).

Selain itu, sifat rigid yang dihasilkan pada gel kappa karagenan meningkat

sesuai dengan peningkatan konsentrasi ion kalium, sedangkan penambahan ion

kalsium akan membuat gel dari kappa karagenan memiliki sifat rigid namun rapuh

atau mudah pecah. Hal ini dapat dikontrol atau dihilangkan dengan mencampur

bahan yang tidak sineresis seperti iota karagenan. Kombinasi iota karagenan

dengan kappa karagenan dapat meningkatkan elastisitas gel dan mencegah

sineresis (Novianti 2003).

Pada skala industri, pemisahan karagenan dari ekstraknya dapat dilakukan

dengan tiga cara, yaitu presipitasi dengan alkohol, pengeringan dengan “drum”

(drum drying) dan dengan cara pembekuan. Proses yang lazim digunakan adalah

cara pertama dan kedua (Glicksman 1983). Sampai saat ini ekstraksi karagenan

masih menjadi masalah dan memerlukan banyak penelitian untuk dapat

menghasilkan tepung karagenan dengan mutu yang sesuai dengan standar yang

ditentukan. Mutu tepung karagenan yang rendah menyebabkan turunnya harga

jual. Oleh karena itu, untuk merangsang pengembangan industri karagenan di

Indonesia maka perlu dilakukan usaha untuk merancang suatu proses pembuatan

karagenan yang optimal sehingga diperoleh karagenan yang berkualitas dengan

proses produksi yang efisien. Untuk itu dalam penelitian ini dilakukan

pencampuran antara kappa dengan iota yang diekstraksi dari rumput laut

Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum untuk melihat mutu yang

dihasilkan terutama kekuatan gel dan viskositasnya.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pencampuran

antara kappa dan iota karagenan dengan berbagai perbandingan terhadap kekuatan

gel dan viskositas karagenan campuran tersebut.

13

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Eucheuma

Alga merah jenis Eucheuma cottonii telah diubah namanya menjadi

Eucheuma alvarezii (Doty, 1985), karena karagenan yang dihasilkan adalah fraksi

kappa karagenan maka jenis ini secara taksonomi dirubah namanya menjadi

Kappaphycus alvarezii (Doty 1986 dalam Atmadja et al. 1996). Nama daerah

‘cottonii’ umumnya lebih dikenal dalam dunia perdagangan nasional dan

internasional. Alga merah penghasil iota karagenan yang diperoleh dari Eucheuma

spinosum diubah namanya menjadi Eucheuma denticulatum (Doty 1978; Glenn

dan Doty 1990).

Klasifikasi Kappaphycus alvarezii menurut Doty dan Santos (1986) yang

dikutip Atmadja et al. (1996) adalah sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solieriaceae

Spesies : Eucheuma alvarezii Doty

Kappaphycus alvarezii (doty) Doty

Eucheuma spinosum

Ciri fisik dari Eucheuma cottonii atau Kappaphycus alvarezii adalah

mempunyai thallus silindris, permukaan licin, cartilogineus (lunak seperti tulang

rawan), warna hijau, hijau kuning, abu-abu atau merah. Penampakan thalli

bervariasi mulai dari bentuk sederhana sampai kompleks. Duri-duri pada thallus

runcing memanjang, agak jarang dan tidak bersusun melingkari thallus,

percabangan ke berbagai arah dengan batang-batang utama keluar saling

berdekatan ke daerah asal (pangkal). Kappaphycus alvarezii tumbuh melekat ke

substrat dengan alat perekat berupa cakram. Cabang-cabang pertama dan kedua

tumbuh membentuk rumpun yang rimbun dengan ciri-ciri khusus mengarah ke

arah datangnya sinar matahari (Atmadja et al. 1996). Cabang-cabang tersebut

tampak ada yang memanjang atau melengkung seperti tanduk. Menurut Doty

14

(1973) thallus Kappaphycus alvarezii berbentuk bulat, transparan, lunak seperti

tulang rawan, warna hijau, coklat atau ungu kemerah-merahan. Permukaan thallus

licin kadang-kadang terdapat tonjolan yang merupakan setengah lingkaran bola.

Tinggi tanaman dapat mencapai 40 cm, cabang tidak beraturan, tumbuh di bagian

yang muda maupun yang tua. Diameter thallus ke arah ujung kelihatan sedikit

lebih kecil dibandingkan dengan pangkalnya. Thallus mengembung atau

membentuk bulatan jika terdapat bekas luka sebagai regenerasi cabang (Doty

1973).

Eucheuma spinosum memiliki bentuk thallus bulat tegak, dengan ukuran

panjang 5 – 30 cm, transparan, warna coklat kekuningan sampai merah keunguan.

Permukaan thallus tertutup oleh tonjolan yang berbentuk seperti duri-duri runcing

yang tidak beraturan, duri tersebut ada yang memanjang seolah-olah berbentuk

seperti cabang. Percabangan thallus tumbuh pada bagian yang tua ataupun muda

dan tidak beraturan. Morfologi rumput laut Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma

spinosum berturut-turut disajikan pada Gambar 1 dan 2.

M.S. Doty drawings; I.C. Neish photos - Length of bar ca. 10 cm.

Gambar 1 Morfologi rumput laut Kappaphycus alvarezii (www.surialink.com/ abc_eucheuma/1/45.htm).

15

Gambar 2 Morfologi rumput laut Eucheuma spinosum (www.iptek.net.id)

2.2 Karagenan

Karagenan merupakan getah rumput laut yang diperoleh dari hasil ekstraksi

rumpu laut merah dengan menggunakan air atau larutan alkali pada temperatur

tinggi (Glicksman 1983). Istilah carrageenan berasal dari bahasa sehari-hari

Bangsa Irlandia, yaitu Carraign yang berarti “little rock”. Di Irlandia penggunaan

rumput laut untuk ekstraksi gel telah dikenal sejak tahun 1810. Pada masa lalu

biasanya hanya Chondrus crispus yang digunakan sebagai penghasil utama

karagenan, tapi sekarang dari spesies Gymnogongrus, Eucheuma, Ahnfeltia, dan

Gigartina sudah banyak digunakan (Guiry 1995).

Rumput laut Rhodophyceae beberapa diantaranya mengandung karagenan.

Carragenophyte adalah kelompok penghasil karagenan dari kelompok

Rhodophyceae. Kelompok ini antara lain adalah Chondrus, Gigartina dan

Eucheuma. Dalam penggunaannya karagenan dapat berbentuk garam dengan

sodium, kalsium dan potasium (Aslan 1991). Pencampuran karagenan dengan ion

kalium akan menghasilkan dua komponen utama yaitu lambda karagenan sebagai

fraksi terlarut dan kappa karagenan sebagai fraksi tidak terlarut. Fraksi terlarut

tidak akan membentuk gel (Towle 1973). Berdasarkan kandungan sulfatnya, Doty

(1987) membedakan karagenan menjadi dua fraksi yaitu kappa karagenan yang

mengandung sulfat kurang dari 28 % dan iota karagenan dengan kandungan sulfat

lebih dari 30 %. Istini dan Zatnika (1991) membagi karagenan ke dalam tiga jenis

yaitu : lambda-, iota- dan kappa-karagenan. Iota karagenan diekstraksi dari

16

Eucheuma spinosum, lambda karagenan dari Chondrus crispus dan kappa

karagenan diekstraksi dari Kappaphycus alvarezii.

Di Indonesia spesies yang menjadi sumber karagenan adalah Kappaphycus

alvarezii dan Eucheuma spinosum (Mubarak 1991). Karagenan berfungsi sebagai

penstabil, pengental, pengemulsi, tablet kapsul, plester. Karagenan banyak

digunakan pada produk pangan dan non pangan. Kurang lebih 80 % produksi

karagenan digunakan pada industri makanan, farmasi dan kosmetik. Pada produk

pangan, karagenan banyak digunakan untuk membentuk gel dalam selai, sirup,

saus, makanan bayi, produk susu, daging, ikan bumbu dan sebagainya. Senyawa

ini banyak digunakan untuk mengentalkan bahan bukan pangan seperti odol,

shampo, dan hasilnya digunakan juga untuk industri tekstil dan cat (Angka dan

Suhartono 2000).

2.3 Komposisi dan Struktur Kimia Karagenan

2.3.1 Kappa karagenan

Kappa karagenan tersusun dari ikatan 1,3 D-galaktosa-4 sulfat. Rasio

D-galaktosa, 3,6 anhidro-D-galaktosa dan gugus ester sulfat adalah 5 : 6 : 7

(Towle 1973). Secara teoritis kandungan 3,6 anhidro-D-galaktosa pada karagenan

adalah 35 % (Moirano 1977). Kappa karagenan mengandung lebih dari 34 % 3,6-

anhidro-D-galaktosa dan 25 % ester sulfat (Anonim 1977). Struktur molekul

kappa karagenan dapat dilihat pada Gambar 3.

n

Gambar 3 Struktur molekul kappa karagenan (Tojo dan Prado 2003)

Kappa karagenan jika dimasukkan ke dalam air dingin akan membesar

membentuk sebaran kasar yang memerlukan pemanasan sampai 70 oC untuk

melarutkannya. Suhu pembentukan gel dan kualitas gel dipengaruhi oleh

17

konsentrasi, jumlah dan adanya ion-ion logam seperti K+, NH4+, Ca++, Sr++ dan

Ba++. Secara umum karagenan membentuk gel yang keras pada suhu antara 45 oC

dan 65 oC dan meleleh kembali jika suhu dinaikkan sampai 10 – 20 oC dari suhu

yang telah ditetapkan tadi. Gel yang lebih lemah terbentuk jika terdapat ion NH4+,

Ca++, Sr++ dan Ba++. Kappa karagenan mempunyai tipe gel yang rigid atau mudah

pecah dicirikan dengan tingginya sineresis, yaitu adanya aliran cairan pada

permukaan gel. Aliran ini berasal dari pengerutan gel sebagai akibat

meningkatnya gumpalan pada daerah penghubung. Sineresis tergantung pada

konsentrasi kation-kation yang ada dan harus dicegah dalam jumlah yang berlebih

(Anonim 1977). Gel yang terbentuk dari kappa karagenan berwarna agak gelap

dan mempunyai tekstur mudah retak (Fardiaz 1989)

2.3.2 Iota karagenan

Iota karagenan diisolasi dari Eucheuma spinosum mengandung kira-kira

30 % 3,6 anhidro-D-galaktosa dan 32 % ester sulfat. Iota mempunyai gel yang

bersifat elastis, bebas sineresis dan reversible (Anonim 1977). Gel yang terbentuk

berwarna lebih jernih dibandingkan jenis kappa karagenan dan mempunyai tekstur

empuk dan elastis (Fardiaz 1989). Molekul iota karagenan ditandai dengan adanya

4-sulfat ester pada setiap residu D-galaktosa dan gugusan 2-sulfat ester pada

setiap gugusan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Struktur molekul iota karagenan dapat

dilihat pada Gambar 4.

n

Gambar 4 Struktur molekul iota karagenan (Tojo dan Prado 2003).

Iota karagenan mempunyai sifat larut dalam air dingin dan larutan garam

natrium. Di dalam larutan garam kation lain seperti K+ dan Ca2+ tidak dapat larut

dan hanya menunjukkan pengembangan, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor

yaitu jenis dan konsentrasi kation, densitas karagenan, suhu, pH, adanya ion

18

penghambat dan yang lainnya. Larutan iota karagenan stabil pada lingkungan

elektrolit kuat seperti NaCl 20 – 25 % (Angka dan Suhartono 2000).

Iota karagenan dapat bercampur dengan pelarut polar seperti alkohol,

propilen glikol dan gliserin, tetapi tidak dapat bercampur dengan pelarut organik

(non polar). Viskositasnya bergantung pada konsentrasi dan akan menurun dengan

meningkatnya suhu. Perubahan tersebut bersifat reversible, dimana penurunan

suhu dapat meningkatkan viskositas. Viskositas larutan karagenan tidak

dipengaruhi oleh kation monovalen, sedangkan kation divalen cenderung

menurunkan viskositas pada konsentrasi tinggi dan meningkatkan viskositas pada

konsentrasi rendah. Seperti yang tercantum diatas bahwa larutan iota karagenan

bersifat reversible, artinya bila larutan dipanaskan kembali maka gel akan kembali

mencair (Angka dan Suhartono 2000).

2.4 Sifat-sifat Dasar Karagenan.

Sifat-sifat yang dimiliki karagenan antara lain: kelarutan, pH, stabilitas,

viskositas, pembentukan gel dan reaktifitas dengan protein. Sifat-sifat tersebut

sangat dipengaruhi oleh adanya unit bermuatan (ester sulfat) dan penyusun dalam

polimer karagenan. Karagenan biasanya mengandung unsur berupa garam sodium

dan potasium yang juga berfungsi untuk menentukan sifat-sifat karagenan. Detail

sifat-sifat karagenan dicantumkan dalam Tabel 1.

2.4.1 Kelarutan

Air merupakan pelarut utama bagi karagenan. Kelarutan karagenan di dalam

air dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, ada tidaknya ion, tipe ion yang

berhubungan dengan polimer, ada tidaknya senyawa organik yang larut dalam air

dan garam (Towle 1973).

Kelarutan karagenan dikaitkan dengan struktur molekulnya, kelarutan

karagenan terutama dikendalikan oleh derajat hidrofiliknya, yaitu gugus ester

sulfat dan unit galaktopiranosa yang berlawanan dengan unit 3,6 anhidro-D-

galaktosa yang bersifat hidrofobik (“takut” air) (Towle 1973).

Lambda karagenan tidak mempunyai gugus 3,6 anhidro-D-galaktosa dan

mengandung ester-sulfat dalam jumlah tinggi sehingga dapat larut dalam air

dingin. Kappa dan iota karagenan memiliki gugus hidrofilik ester-sulfat dalam

19

jumlah yang lebih rendah dan mengandung anhidrogalaktosa yang bersifat

hidrofobik dalam jumlah yang lebih tinggi sehingga tidak larut dalam air dingin

kecuali dalam bentuk garam natrium (Towle 1973). Disamping larut dalam air,

karagenan juga mempunyai sifat larut dalam media cair lainnya, misalnya dalam

susu panas, sukrosa panas, dan larutan garam. Kappa dan iota karagenan dapat

larut dalam susu dingin bila digunakan secara bersama-sama dengan suatu

senyawa fosfat seperti tetrasodium pirofosfat (TSPP). Sifat inilah yang digunakan

dalam pembuatan puding susu karagenan (Glicksman 1983). Diantara semua

karagenan, jenis lambda larut sangat baik di dalam cairan susu dingin. Di dalam

susu panas semua karagenan dilaporkan larut (Angka dan Suhartono 2000). Daya

larut karagenan dalam berbagai pelarut dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Sifat-sifat karagenan. Karakteristik Kappa Iota

ester sulfat 25 – 30 % 28 – 35 % 3,6-anhidro-galaktosa 28 – 35 % -

air panas larut pada >70 oC larut pada >70 oC air dingin larut Na+ larut Na+ susu panas larut larut

susu dingin + Tetrasodium

Pyrophosphate (TSPP)

kental kental

larutan gula larut (panas) susah larut larutan garam tidak larut tidak larut

Kelarutan

pelarut organik tidak larut tidak larut pengaruh kation membentuk gel kuat

dengan K+ membentuk gel kuat

dengan Ca2+ Gel

tipe gel kuat dan rapuh dengan sineresis

elastis dan kohesif tanpa sineresis

pH netral dan basa stabil stabil Stabilitas asam (pH 3,5) terhidrolisis terhambat dengan panas

sinergitas dengan locust bean gum tinggi tinggi stabilitas thawing tidak stabil stabil

Sumber : Glicksman (1983).

Bahan terlarut lain seperti gula dan garam menurunkan kelarutan karagenan

dalam air. Kappa dan lambda-karagenan larut dalam larutan panas sukrosa pekat

(sampai dengan 60 %), sedangkan iota hanya sedikit larut. Dalam larutan garam

sampai 25 % lambda dan iota larut, sedangkan kappa mengendap. Pada

konsentrasi garam di atas 25 % ketiga jenis karagenan tersebut mengendap

20

(Guiseley et al. 1980). Salah satu jenis garam untuk mengendapkan kappa-

karagenan adalah KCl (Rees 1969).

Untuk melarutkan karagenan secara sempurna tanpa terjadi gumpalan, harus

dilakukan pengadukan yang efektif. Kurang efektifnya pengadukan akan

meningkatkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kelarutan yang sempurna,

tetapi dengan pemanasan kelarutan karagenan lebih cepat dan sempurna (Anonim

1985).

2.4.2 Viskositas

Viskositas adalah daya aliran molekul dalam sistem larutan. Suspensi koloid

dalam larutan dapat meningkat dengan cara mengentalkan cairan sehingga terjadi

absorbsi dan pengembangan koloid. Pada prinsipnya pengukuran viskositas

adalah mengukur ketahanan gesekan lapisan molekul cairan yang berdekatan.

Viskositas yang tinggi dari suatu materi disebabkan karena gesekan internal yang

besar sehingga cairannya mengalir (Glicksman 1969 dalam Marlinah 1992).

Viskositas hidrokoloid dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : konsentrasi,

temperatur, tingkat dispersi, kandungan sulfat, teknik perlakuan, keberadaan

hidrofilik koloid dan keberadaan elektrolit dan nonelektrolit. Selain itu berat

molekul karagenan juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi

viskositas suatu cairan, dimana semakin tinggi BM, viskositas akan semakin

tinggi. Begitu sebaliknya, semakin rendah BM karagenan maka akan semakin

rendah viskositasnya (Marine Colloids FMC Corp. 1977).

Viskositas meningkat secara eksponensial dengan konsentrasi. Sifat ini

berlaku pada polimer linear yang mempunyai beberapa gugus dan sebagai akibat

meningkatnya konsentrasi interaksi antara rantai-rantai polimer (Anonim 1985;

Stanley 1987).

Viskositas larutan karagenan akan turun oleh peningkatan suhu. Perubahan

tersebut berbentuk eksponensial dan bersifat reversible jika pemanasan dilakukan

pada pH sekitar 9 dan tidak berlangsung dalam waktu yang lama sehingga terjadi

degradasi secara thermal (Towle 1973; Guiseley et al. 1980). Pendinginan iota

dan kappa karagenan akan meningkatkan viskositas, khususnya jika mendekati

suhu pembentukan gel (gelling point) dan adanya kation K+ dan Ca2+ karena mulai

21

terjadi interaksi antar rantai-rantai polimer. Oleh karena itu, biasanya pengukuran

viskositas dilakukan pada suhu tinggi (misalnya 75 oC) untuk mencegah

terjadinya pembentukan gel (Guiseley et al. 1980).

Karagenan dapat membentuk larutan yang sangat kental dengan struktur

makromolekulnya yang linear atau tidak bercabang dan bersifat polielektrolit.

Adanya gaya tolak-menolak dari grup-grup ester sulfat yang bermuatan sama,

yaitu negatif, disepanjang rantai polimer, menyebabkan molekul ini kaku dan

tertarik kencang. Karena sifat hidrofilik tersebut polimer dikelilingi oleh lapisan

molekul-molekul air yang diam. Hal inilah yang menentukan nilai viskositas

karagenan. Menurut Moirano (1977) semakin kecil kandungan sulfat maka nilai

viskositasnya juga semakin kecil, tetapi konsistensi gelnya meningkat.

2.4.3 Pembentukan gel

Menurut Fardiaz (1989), pembentukan gel adalah suatu fenomena atau

pengikatan silang rantai-rantai polimer sehingga membentuk suatu jala tiga

dimensi bersambungan. Selanjutnya jala ini dapat menangkap atau

mengimobilisasikan air di dalamnya dan membentuk struktur yang kuat dan kaku.

Sifat pembentukan gel ini beragam dari satu jenis hidrokoloid ke jenis lain,

tergantung pada jenisnya. Gel mungkin mengandung sampai 99,9 % air. Gel

mempunyai sifat seperti padatan, khususnya sifat elastis dan kekakuan.

Pembentukan kerangka tiga dimensi oleh ‘double helix’ akan mempengaruhi

pembentukan gel. Proses pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu

pembentukan gel mengakibatkan polimer karagenan menjadi ‘random coil

(acak)’. Tetapi bila suhu diturunkan, maka larutan polimer akan membentuk

struktur tiga dimensi (Rees 1969 dalam Glicksman 1983). Mekanisme

pembentukan gel disajikan dalam Gambar 5.

Gambar 5 Mekanisme pembentukan gel (Rees, 1969 di dalam Glicksman, 1983).

22

Kemampuan pembentukan gel pada kappa dan iota karagenan terjadi pada

saat larutan panas yang dibiarkan menjadi dingin, karena mengandung gugus

3,6-anhidro-D-galaktosa. Proses ini bersifat reversible, artinya gel akan mencair

bila dipanaskan dan apabila didinginkan akan membentuk gel kembali. Adanya

perbedaan jumlah, tipe dan posisi sulfat serta adanya ion-ion akan mempengaruhi

proses pembentukan gel. Ion monovalen yaitu K+, NH4+, Rb+ dan Cs+ membantu

pembentukan gel. Kappa karagenan membentuk gel yang keras dan elastis. Dari

semua karagenan, kappa karagenan memberikan gel yang paling kuat. Iota

karagenan merupakan pembentuk gel air yang lemah, iota membentuk gel yang

kuat dan stabil bila ada ion Ca2+ (Anonim 1985). Ion Na+ dilaporkan menghambat

pembentukan gel karagenan jenis kappa dan lambda (Angka dan Suhartono 2000).

Karakteristik gel beberapa karagenan dapat dilihat pada Tabel 1.

2.4.5 Stabilitas

Karagenan akan stabil pada pH 7 atau lebih, tetapi pada pH yang rendah

stabilitasnya akan menurun bila terjadi peningkatan suhu (Glicksman 1983).

Karagenan kering dapat disimpan dengan baik selama 1,5 tahun pada suhu kamar

dengan pH 5 – 6,9, karena selama penyimpanan pada pH tersebut tidak terjadi

penurunan kekuatan gel.

Kappa karagenan dan iota karagenan dapat digunakan sebagai pembentuk

gel pada pH rendah. Penurunan pH menyebabkan terjadinya hidrolisis dari ikatan

glikosidik yang mengakibatkan kehilangan viskositas dan potensi untuk

membentuk gel. Hidrolisis dipercepat oleh panas pada pH rendah (Moirano 1977).

Karagenan akan mengalami depolimerisasi secara perlahan-lahan selama

penyimpanan. Dua sifat penting karagenan yaitu kekuatan gel dan reaktivitas

dengan protein dipengaruhi oleh proses polimerisasi ini. Meskipun demikian,

tetap tidak terdeteksi adanya penurunan kekuatan gel selama lebih dari satu tahun

penyimpanan (A/S Kobenhavns Pektinfabrik 1978). Stabilitas karagenan pada

berbagai tingkat keasaman dapat dilihat pada Tabel 2

23

Tabel 2 Daya kestabilan karagenan dalam berbagai pelarut.

Stabilitas Kappa Iota Lambda Pada keadaan pH netral dan alkali.

Stabil. Stabil. Stabil.

Pada pH asam. Terhidrolisis pada larutan jika dipanaskan. Stabil

dalam bentuk gel.

Terhidrolisis dalam larutan. Stabil dalam

bentuk gel.

Terhidrolisis.

Sumber : A/S Kobenhavns Pektinfabrik (1978).

2.5. Proses Pembuatan Karagenan

Pembuatan tepung karagenan dari alga laut secara umum terdiri dari

penyiapan bahan baku, proses ekstraksi, penyaringan, pengendapan dan

pengeringan produk.

2.5.1 Penyiapan bahan baku

Rumput laut yang baru dipanen, dibersihkan dari kotoran dan karang yang

melekat dengan menggunakan air laut kemudian dijemur selama lebih kurang

2 - 3 hari, atau setelah dijemur satu hari dibilas kembali menggunakan air laut

kemudian dijemur lagi sehingga kering. Selama penjemuran diusahakan agar tidak

terkena hujan atau embun karena akan menurunkan mutu karagenan yang

dihasilkan (Fardiaz 1989).

2.5.2 Ekstraksi

Sebelum dilakukan ekstraksi rumput laut kering dicuci dengan air tawar.

Proses pencucian ini dilakukan tidak terlalu lama, hanya sampai kotoran yang

melekat terlepas dari rumput laut. Jika pencucian terlalu lama maka akan

mengakibatkan terjadinya lisis pada dinding sel, sehingga karagenan keluar dari

rumput laut. Selanjutnya dilakukan pemotongan bahan kemudian dilakukan

ekstraksi menggunakan larutan alkali panas (Fardiaz 1989).

Ekstraksi karagenan biasanya dilakukan dengan air panas pada suhu

90 – 100 oC dan pH alkalis (di atas pH 7). Air ditambahkan antara 7 hingga 40

kali berat rumput laut kering. Jenis basa yang digunakan adalah NaOH atau

Ca(OH)2 (Angka dan Suhartono 2000).

Dawes et al. (1977) dalam Harun (1993) melakukan ekstraksi karagenan

dengan NaOH 0,06 % hingga pH ekstraksi sekitar 8,0 – 8,5. Ekstraksi dilakukan

24

selama 1 - 14 jam pada suhu 85 oC. Kondisi optimum dicapai pada ekstraksi

selama 3 jam yang ditunjukkan oleh rendemen, kekuatan gel, dan viskositas

optimumnya. Menurut Angka dan Suhartono (2000) jenis iota karagenan dapat

terekstrak dalam waktu 3 jam pada suhu 85 oC.

2.5.3 Filtrasi

Filtrasi dilakukan untuk memisahkan residu (serat dan kotoran lain) dari

ekstrak. Pada saat ekstraksi, larutan karagenan harus benar-benar dalam keadaan

panas, untuk menghindari terjadinya pembentukan gel (Chapman 1980).

Filtrasi biasanya dilakukan dengan “filter press” dengan bantuan “filter aid”

seperti diatomae, perlite, celite 545 dan sejenisnya (McCandless dan Richer 1972;

Dawes et al. 1977; Mukti 1987).

2.5.4 Pemisahan karagenan

Karagenan dapat dipisahkan dari filtratnya dengan cara presipitasi dengan

alkohol, pengeringan “drum” (drum drying) dan dengan cara pembekuan (Food

Chemical Codex 1981).

Filtrat karagenan merupakan campuran antara air, karagenan dan benda-

benda asing lainnya yang berukuran sangat kecil. Menurut Overbeek dan Jong

(1949) dalam Luthfy (1988), karagenan dapat dipisahkan dari air dan zat-zat

lainnya dengan menambahkan zat tertentu misalnya alkohol, garam-garam dan

aseton. Zat-zat tersebut berfungsi untuk memisahkan karagenan dengan cara

pembentukan polimer sehingga terjadi agregasi yang menyebabkan

penggumpalan/pengendapan. Pemisahan karagenan juga dapat dilakukan dengan

menggunakan metoda gel-press, KCl press, pembekuan menggunakan KCl atau

presipitasi oleh alkohol (Ceamsa 2001).

Penambahan garam sampai 25 % dalam larutan panas akan menyebabkan

lambda- dan iota-karagenan larut, sedangkan kappa karagenan dapat mengendap

(Guiseley et al. 1980 dalam Luthfy 1988). Menurut Dea (1979) pada konsentrasi

garam yang rendah, inti kapiler elektrik dapat mengecil, sedangkan pada

konsentrasi garam yang lebih tinggi koloid akan melepaskan air sehingga terjadi

pengendapan. Menurut cP Kelco ApS (2000) pengunaan KCl untuk pemisahan

karagenan cukup baik dilakukan pada konsentrasi 1,5 - 2,0 %.

25

Pemisahan karagenan dengan alkohol merupakan cara yang paling banyak

dilakukan (Stoloff 1962 dalam Luthfy 1988; Towle 1973; Dawes et al. 1977;

Mhsigeni dan Semesi 1977; Pamungkas, 1987; Mukti 1987). Alkohol yang

digunakan dibatasi oleh Food Chemical Codex (1981) berupa metanol, etanol atau

isopropanol. Alkohol yang digunakan sekitar 1,5 - 4,0 kali volume filtrat (Towle

1973), dengan demikian alkohol yang digunakan sekitar 80 - 200 kali bobot bahan

baku. Oleh karenanya, cara ini relatif mahal dan untuk menghemat pengunaan

alkohol diperlukan unit destilasi alkohol. Karagenan yang dipisahkan dengan cara

ini memiliki mutu yang paling baik karena relatif murni (Glicksman 1983).

2.5.5 Pengeringan dan penepungan.

Karagenan basah hasil presipitasi alkohol atau hasil pengendapan dengan

garam-garam kemudian dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan dengan oven

atau penjemuran (Glicksman 1983). Karagenan kering tersebut kemudian

ditepungkan, diayak, distandarisasi dan dicampur, kemudian dikemas dalam

wadah yang tertutup rapat (Guiseley et al. 1980).

Tepung karagenan berwarna putih sampai coklat kemerah-merahan

(Food Chemical Codex 1981). Melalui pembesaran (mikroskop), tepung

karagenan berupa serat-serat pendek (hasil presipitasi oleh alkohol) atau berupa

remahan halus (hasil “ drum drying”) dengan bobot jenis rata -rata 1,7 g/cm3

(Guiseley et al. 1980).

2.6 Spesifikasi mutu karagenan

Di Indonesia belum ada standar mutu karagenan tetapi secara internasional

telah dikeluarkan spesifikasi mutu karagenan sebagai persyaratan minimum yang

diperlukan bagi suatu industri pengolahan baik dari segi teknologi maupun dari

segi ekonomi yang meliputi kualitas dan kuantitas hasil ekstraksi rumput laut

(Doty 1986). Secara internasional spesifikasi kemurnian karagenan dikeluarkan

oleh Food Agriculture Organization (FAO), Food Chemical Codex (FCC) dan

European Economic Community (EEC) seperti tercantum pada Tabel 3.

26

Tabel 3 Spesifikasi kemurnian karagenan.

Spesifikasi FAO FCC EEC Zat volatile (%) maks 12 maks 12 maks 12 Sulfat (%) 15 – 40 18 – 40 15 – 40 Viskositas pada larutan 1,5 % min 5 cps min 5 cps min 5 cps Abu (%) 15 – 40 maks 35 15 – 40 Abu tidak larut asam (%) - maks 1 maks 2 Logam berat: Pb (ppm) As (ppm) Cu + Zn (ppm) Zn (ppm)

maks 10 maks 3

- -

maks 10 maks 3

- -

maks 10 maks 3

maks 50 maks 25

Kehilangan karena pengeringan (%) - maks 12 - Sumber: A/S Kobenhvsn Pektifabrik (1978).

2.7 Kegunaan karagenan

Berdasarkan sifat-sifatnya karagenan digunakan sebagai pengemulsi,

penstabil, pengental dan bahan pembentuk gel (Food Chemical Codex 1981).

Pengelmulsi adalah bahan yang berfungsi untuk memperoleh pendispersian yang

merata dari dua atau lebih bahan yang saling tak dapat larut, misalnya bahan yang

dapat mendispersikan krim susu dalam susu skim. Penstabil adalah bahan yang

mempertahankan sistem emulsi, sedangkan pengental adalah bahan yang dapat

meningkatkan viskositas suatu sistem dan bahan pembentuk gel berfungsi untuk

memberikan tekstur gel (Bjerre-Petersen 1973). Kemampuan karagenan tersebut

disebabkan oleh sifat-sifat karagenan antara lain kemampuan membentuk gel,

viskositas dan reaktivitas terhadap protein seperti telah diuraikan pada bagian

terdahulu.

Dengan penambahan garam potasium kekuatan gel akan terus meningkat.

Hasil ekstraksi yang halus digunakan dalam berbagai pengolahan, diantaranya

hand lotion, mineral emulsion, susu coklat, cream stabilizer, pasta gigi, sirup obat

batuk, bubuk untuk puding penstabil es krim dan sebagainya. Ekstrak karagenan

dan garam potasium digunakan untuk sirup es krim dan pelapis tablet dalam

farmasi (Chapman 1970).

Karagenan dalam industri makanan dan minuman biasa digunakan sebagai

dietetic food dalam bentuk jelly. Susu kental manis dan yoghurt menggunakan

karagenan sebagai pensuspensi, sedangkan dalam industri milk-gel (puding,

custard, minuman kaleng) dan antacid-gel berfungsi sebagai gelling agent,

27

demikian pula dalam water-gel, fish dan meat-gel dan gel pengharum ruangan

berfungsi sebagai pembentuk gel. Penggunaan lain dari karagenan adalah sebagai

binder pada pasta gigi, sebagai bodying agent pada cream lotion dan saus tomat,

dan sebagai penstabil lemak dalam makanan ternak (Anggadiredja et al. 1993).

28

3. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Mikrobiologi Departemen

Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut

Pertanian Bogor untuk proses ekstraksi karagenan, sedangkan analisis mutu

karagenan dilakukan di Laboratorium Agricultural Products Processing Pilot plan

Project (AP4) dan Laboratorium Pilot Plant Pusat Antar Universitas Pangan dan

Gizi, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua macam, yaitu

bahan utama dan bahan kimia. Bahan utama yang digunakan adalah rumput laut

Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum yang telah dikeringkan, berasal

dari perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu dengan umur panen sekitar 45 hari.

Bahan kimia untuk proses ekstraksi adalah NaOH 0,5 %, kalium klorida (KCl),

etanol (alkohol 96 %), dan aquades.

3.2.2 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat yang digunakan

selama proses pembuatan karagenan yaitu hot plate yang menggunakan magnetic

stirrer dan dilengkapi dengan pengatur suhu, timbangan analitik, pisau, kertas pH,

kertas aluminium foil, labu erlenmeyer, gelas ukur, pemanas air, saringan dari

kain blacu, saringan dengan ukuran 60 mesh, stirrer, spatula, cawan petri, drum

dryer, stop watch, dan baskom.

Alat-alat yang digunakan untuk analisis yaitu spatula, pisau, gelas ukur,

timbangan analitik, botol kaca, cetakan, lemari pendingin (lemari es), water bath,

kantong plastik, viscosimeter brookfield untuk mengukur viskositas, curd tension

meter model M-301 AR untuk mengukur kekuatan gel.

29

3.3 Metode Penelitian

Penelitian dibagi menjadi dua tahapan. Tahap pertama dilakukan untuk

menghasilkan kappa karagenan dan iota karagenan. Penelitian tahap kedua adalah

mengkombinasikan kappa dan iota karagenan dengan berbagai perbandingan

(1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 2 : 1, 2 : 3, 3 : 1, 3 : 2, 4 : 1) untuk selanjutnya dianalisis

viskositas dan kekuatan gelnya.

3.3.1 Tahap pertama

Rumput laut yang telah dikeringkan, ditimbang sebanyak 50 g, kemudian

dicuci bersih dan dipotong sampai diperoleh ukuran bahan lebih kurang 25 mm.

Setelah itu dilakukan ekstraksi menggunakan aquades sebanyak 40 kali dari berat

rumput laut kering yang telah dibersihkan dan ditambahkan basa (NaOH 1,0 %)

sampai diperoleh pH 8 – 9, dengan waktu ekstraksi selama 3 jam pada suhu 90 oC.

Hasil ekstraksi yang diperoleh disaring dengan menggunakan kain blacu dua lapis.

Filtrat hasil penyaringan diendapkan dengan larutan KCl 1 % yang telah

dihomogenkan sebelumnya, sebanyak satu kali volume pelarut selama 30 menit

untuk karagenan jenis kappa, untuk karagenan jenis iota pengendapan dilakukan

dengan etanol (alkohol 96 %) selama 15 menit, kemudian disaring kembali

menggunakan kain saring ukuran 200 mesh. Karagenan berupa ampas yang

diperoleh dari hasil penyaringan, dikeringkan dengan menggunakan drum dryer

(dengan suhu sekitar 80 oC). Diagram alir proses pembuatan karagenan disajikan

pada Gambar 5.

3.3.2 Tahap kedua

Penelitian selanjutnya yaitu mengkombinasikan antara kappa dan iota

karagenan dengan berbagai perbandingan (1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 2 : 1, 2 : 3, 3 : 1,

3 : 2, 4 : 1). Karagenan ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik

dengan berat sesuai dengan perbandingan tersebut. Selanjutnya kappa dan iota

karagenan dihomogenkan kemudian dianalisis viskositas dan kekuatan gelnya.

30

Pemisahan Kappa Karagenan KCl 1 %

sebanyak 1 x volume pelarut

Pemisahan Iota Karagenan Etanol

sebanyak 2 x volume pelarut

Penyaringan II (Saringan 300 mesh)

Penyaringan II (Saringan 300 mesh)

Pengeringan (Drum Dryer)

Pengeringan (Drum Dryer)

Pencucian

Pemotongan

Ekstraksi Suhu: 90 oC

Waktu: 3 jam Jumlah air: 40 x rumput laut kering

Jenis Basa: NaOH 1 % (pH 8,0 - 9,0)

Penyaringan I (Kain blacu 2 lapis

Rumput Laut (50 g kering dan bersih)

Ampas

Air dan molekul Air dan molekul dengan BM kecil dengan BM kecil

Tepung karagenan Tepung karagenan

Gambar 6 Diagram alir proses pembuatan kappa dan iota karagenan (Modifikasi dari Purnama 2003).

31

100% x keringlaut rumput Berat

keringkaragenan Berat

3.4 Prosedur Analisis

3.4.1 Rendemen (Marine Colloids FMC. Corp. 1977)

Rendemen karagenan sebagai hasil ekstraksi dihitung berdasarkan rasio

antara berat karagenan yang dihasilkan dengan berat rumput laut kering.

Rendemen =

3.4.2 Viskositas (Marine Colloids FMC. Corp 1977 dalam Mukti 1987)

Larutan karagenan dengan konsentrasi 1,5 % dipanaskan dalam bak air

(water bath) sambil diaduk secara teratur sampai mencapai suhu lebih kurang

75 oC. Spindel terlebih dahulu dipanaskan pada suhu 75 oC kemudian dipasangkan

ke alat ukur viscosimeter brookfield. Posisi spindel dalam larutan panas diatur

sampai tepat, viscosimeter dihidupkan dan suhu larutan diukur. Ketika suhu

larutan mencapai 75 oC, termometer dikeluarkan dan nilai viskositas diketahui

dengan pembacaan viscosimeter pada skala 1 sampai 100. Pembacaan dilakukan

setelah satu menit putaran penuh. Hasil bacaan digandakan sesuai dengan spindel

yang digunakan dengan kecepatan 60 rpm. Hal ini berfungsi untuk menyatakan

viskositas mutlak dalam satuan centipoises (cps).

3.4.3 Kekuatan gel (Gel Strength) (Marine Colloids 1977 dalam Mukti 1977)

Larutan karagenan 1,5 % dipanaskan dalam bak air (water bath) dengan

pengadukan secara teratur sampai suhu 75 oC. Larutan panas dimasukkan ke

dalam cetakan berdiameter kira-kira 4 cm dan dibiarkan pada suhu 10 oC selama 2

jam. Gel dalam cetakan ditempatkan ke dalam alat ukur kekuatan gel (curd

tension meter), kemudian alat diaktifkan sampai dengan batang penekan plunger

menembus permukaan gel. Pembacaan dilakukan melalui grafik recorder seperti

disajikan pada Gambar 7.

Kekuatan gel dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Kekuatan Gel = SF

x 980 dyne/cm2

Keterangan : F = tinggi kurva

S = luas permukaan plunger

32

Derajat invasi Garis normal Grafik Waktu (detik)

Pada penelitian ini satuan kekuatan gel dyne/cm2 dikonversikan menjadi g/cm2

X dyne/cm2 = 8.9

10. 2−X g/cm2

(1 g = 980,78 dyne)

Gambar 7 Grafik pembacaan kekuatan gel pada Recorder Curd Tension Meter.

33

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perbedaan Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum

Kappaphycus alvarezii termasuk dalam kelas Rhodopyceae (alga merah).

Nama daerah cottoniii umumnya lebih dikenal dalam dunia perdagangan nasional

dan internasional, sedangkan Eucheuma spinosum dikenal dengan nama ilmiah

Eucheuma denticulatum dan Eucheuma muricatum atau disebut juga agar-agar

patah tulang yang merupakan nama daerah.

Pengamatan di laboratorium meliputi pengamatan visual terhadap warna dan

keadaan thallus rumput laut dalam keadaan basah. Adapun perbedaan antara

kedua jenis tersebut disajikan dalam Tabel 4. Secara anatomi tanaman rumput laut

Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum tidak mempunyai akar dan daun.

Struktur tanaman secara keseluruhan terdiri dari batang utama, cabang-cabang dan

ranting-ranting. Tiap cabang mempunyai banyak ranting dan membentuk suatu

rumpun tanaman yang disebut thallus. Morfologi rumput laut Kappaphycus

alvarezii dan Eucheuma spinosum penelitian ini berturut-turut disajikan dalam

Gambar 8 dan Gambar 9.

Gambar 8 Morfologi rumput laut Kappaphycus alvarezii.

34

Gambar 9 Morfologi rumput laut Eucheuma spinosum.

Tabel. 4 Perbedaan Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma spinosum

Kappaphycus alvarezii Eucheuma spinosum Thallus

ϖ Penampang batang bulat dan permukaan thallus licin.

ϖ Thallus kenyal dan sedikit transparan.

ϖ Penampang batang bulat dengan permukaan thallus licin dan agak berlendir

ϖ Permukannya tertutup oleh tonjolan-tonjolan yang berbentuk seperti duri.

ϖ Thallus lunak/lembek, rapuh dan transparan.

Percabangan Tidak teratur, ada yang memanjang atau melengkung seperti tanduk dan tampak meruncing. Percabangan ke berbagai arah.

Melingkar atau pada interval yang dapat diperkirakan. Berselang-seling dan timbul teratur pada deretan duri antar ruas serta merupakan perpanjangan dari duri tersebut.

Duri pada thallus

Runcing memanjang, agak jarang dan tidak bersusun melingkari thallus

Tumbuh berderet melingkari thallus dengan interval yang bervariasi sehingga membentuk ruas-ruas thallus diantara duri.

Warna thallus

Kuning, coklat kekuningan, coklat tua.

Coklat, ungu kemerah-merahan

4.2 Penelitian Tahap Pertama

Penelitian tahap pertama bertujuan untuk menghasilkan kappa karagenan

dan iota karagenan. Proses pembuatannya terbagi menjadi beberapa tahap yaitu

penyiapan bahan baku, ekstraksi dengan alkali, penyaringan I, pengendapan,

penyaringan II dan pengeringan.

35

4.2.1 Proses pembuatan karagenan

Pembuatan karagenan dimulai dengan penimbangan rumput laut kering yang

sudah dibersihkan sebanyak 50 g, setelah itu rumput laut dicuci dengan air tawar.

Proses pembersihan dan pencucian dilakukan dengan air mengalir untuk

menghilangkan benda asing seperti garam, karang, kayu ranting serta pasir yang

masih menempel pada rumput laut. Menurut Dewan Standar Nasional (SNI 01-

2690-1998), benda asing adalah semua benda yang tidak termasuk dalam rumput

laut antara lain garam, pasir, karang, kayu ranting dan rumput laut lainnya. Proses

pencucian ini dilakukan tidak terlalu lama, hanya sampai kotoran yang masih

tersisa seperti garam dan pasir terlepas dari rumput laut. Hal ini dimaksudkan

untuk menghindari keluarnya karagenan dari rumput laut yang disebabkan karena

terjadinya lisis pada dinding sel. Selanjutnya dilakukan pemotongan bahan dan

diiris kecil-kecil, hal ini dimaksudkan agar partikel bahan baku berukuran sekecil

mungkin sehingga permukannya luas dan senyawa yang akan diekstrak dapat

lebih mudah ditarik keluar dari bahan. Selain itu penghancuran akan memecah

sel-sel yang terdapat dalam jaringan sehingga komponen yang akan diekstrak

dapat dengan cepat keluar dari bahan.

Setelah pembersihan dan pencucian dilakukan proses ekstraksi. Ekstraksi

merupakan salah satu cara pemisahan satu atau lebih komponen dari suatu bahan

yang merupakan sumber komponen tersebut. Ekstraksi karagenan dilakukan

dengan air panas (40 kali berat rumput laut kering) pada suhu 85 – 100 oC dan pH

alkalis (di atas pH 7). Jenis basa yang ditambahkan adalah NaOH. Ekstraksi

dilakukan selama 3 jam. Proses ini dilakukan untuk menghasilkan kappa dan iota

karagenan. Menurut Angka dan Suhartono (2000) iota karagenan dapat terekstrak

dalam waktu 3 jam pada suhu 85 oC dan menurut Dawes et al. (1977) dalam

Harun (1993) iota karagenan dapat diekstraksi menggunakan NaOH hingga pH

ekstraksi 8,0 – 8,5 selama 1 – 14 jam pada suhu 85 oC. Kondisi optimum dicapai

pada ekstraksi selama 3 jam yang ditunjukkan diantaranya oleh kekuatan gel dan

viskositas optimumnya. Towle (1973) menyatakan bahwa larutan alkali

mempunyai dua fungsi yaitu untuk membantu ekstraksi polisakarida dari alga laut

dan membantu untuk mengkatalisa hilangnya gugus 6-sulfat dari unit

monomernya dengan membentuk 3,6 anhidro-D-galaktosa, sehingga menaikkan

36

kekuatan gelnya. Disamping itu kondisi alkalis juga berfungsi untuk mencegah

terjadinya hidrolisis karagenan (Guiseley et al. 1980).

Arifin (1994) menyatakan bahwa karagenan merupakan senyawa kompleks

polisakarida yang dibangun oleh sejumlah unit galaktosa dan 3,6-

anhidrogalaktosa, baik yang mengandung sulfat maupun yang tidak mengandung

sulfat, dengan ikatan á-1,3-D galaktosa dan â-1,4-3,6 anhidrogalaktosa secara

bergantian. Fraksi kappa karagenan tersusun dari á (1,3) D-galaktosa 4-sulfat dan

â (1,4) 3,6 anhidro-D-galaktosa. Karagenan juga ada yang mengandung

D-galaktosa 6-sulfat ester dan 3,6 anhidro-D-galaktosa 2-sulfat ester. Adanya

gugusan 6 sulfat, dapat menurunkan daya gelasi dari karagenan, tetapi dengan

pemberian alkali mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6 sulfat,

yang menghasilkan terbentuknya 3,6 anhidro-D-galaktosa. Dengan demikian

derajat keseragaman molekul meningkat dan daya gelasinya juga bertambah

(Winarno 1990).

Setelah diekstraksi, larutan karagenan langsung disaring dalam keadaan

panas. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari pembentukan gel. Untuk

memperoleh filtrat yang banyak selama penyaringan dilakukan pemerasan atau

pengepresan (Chapman 1970). Pada penyaringan ini yang akan digunakan untuk

proses selanjutnya adalah filtratnya. Penyaringan bertujuan untuk menjernihkan

campuran larutan dengan cara membuang sejumlah partikel padat atau untuk

memisahkan cairan dari bagian padat bahan pangan dengan cara menggunakan

saringan (Fellows 1992). Penyaringan adalah suatu unit proses dimana komponen

padatan tidak larut dalam suspensi padat-cair dipisahkan dari komponen cairannya

dengan melewatkan suspensi tersebut melalui suatu membran yang dapat

menahan padatan di permukaannya atau dalam struktur di dalamnya atau

keduanya. Suspensi padat-cair dikenal sebagai bubur, sedangkan cairan yang

melewati membran saringan disebut filtrat. Solid yang sudah dipisahkan dari

komponen tersebut disebut ampas (Wirakartakusumah et al. 1992).

Dalam penelitian ini saringan yang digunakan berupa kain blacu dua lapis

yang diperkirakan berukuran lebih kurang 200 mesh (terdapat 200 lubang dalam

1 cm2) (Purnama 2003). Menurut Hasran et al. (1989) dalam Muldani (1997),

larutan disaring untuk memperoleh hasil ekstraksi yang berkualitas tinggi yaitu

37

ekstrak yang terbebas dari padatan. Pada umumnya penyaringan menggunakan

saringan halus (kain berdiameter lubang 1 mm). Tanikawa (1985) mengatakan

bahwa di Jepang penyaringan dilakukan dengan menggunakan kain yang berpori-

pori 1,25 mm x 1,25 mm. Dengan pori-pori kain yang sedemikian kecil hasil

penyaringan akan lebih murni dan bersih. Akan tetapi, penyaringan dengan

menggunakan pori-pori kecil tidak berarti akan meningkatkan mutu karagenan,

sebab dapat mengakibatkan karagenan yang lolos melalui pori-pori saringan

tersebut terbatas, sehingga hasil penyaringan hanya sedikit mengandung

karagenan murni.

Langkah selanjutnya setelah penyaringan I adalah pengendapan.

Pengendapan karagenan dari rumput laut Kappaphycus alvarezii (fraksi kappa

karagenan) dilakukan dengan menambahkan larutan KCl 1 % sebanyak 1 kali

volume pelarut, sedangkan untuk rumput laut Eucheuma spinosum (fraksi iota

karagenan) digunakan etanol sebanyak 2 kali volume pelarut.

Kappa karagenan sensitif terhadap ion kalium dan akan membentuk gel yang

kuat dengan adanya garam kalium (Glicksman 1983). Pada penelitian ini

pengendapan iota karagenan dilakukan dengan etanol (alkohol 99 %), karena

penggunaan ion kalium sebanyak 0 – 1,5 % pada iota karagenan akan

memperlihatkan efek yang negatif terhadap gelnya (Anonim 1985). Ekstraksi

dengan menggunakan pelarut alkohol baik untuk semua karagenan (Harborne

1987). Untuk mendapatkan proses ekstraksi yang sempurna perlu adanya pelarut

yang sesuai dengan bahan yang diekstrak, karena suatu zat memiliki kemampuan

melarut yang berbeda dalam pelarut yang berbeda. Senyawa polar akan terpisah

dengan baik bila digunakan pelarut yang polar dan senyawa non polar akan

terpisah dengan baik bila menggunakan pelarut non polar (Nur dan Adijuwana

1989).

Fraksi iota karagenan berbeda dengan kappa karagenan karena iota

karagenan mempunyai unit 3,6-anhidro-D-galaktosa-2-sulfat. Gugus sulfat dari

iota sebanyak 25 – 50 %, maka sensitivitas kalium menurun yang ditandai

menurunnya kemampuan membentuk gel, sifat ini menjadi ciri khas iota

karagenan (Moirano 1977).

38

Menurut Glicksman (1982) pengendapan karagenan hasil ekstraksi yang

telah mengalami filtrasi dapat dilakukan dengan alkohol. Alkohol yang dapat

digunakan adalah metanol, etanol dan isopropanol (Anonim 1991). Alkohol yang

digunakan sekitar 1,5 – 4,0 kali volume filtrat (Towle 1973). Penambahan

alkohol atau KCl ke dalam filtrat dapat mengendapkan karagenan dalam bentuk

serat (Moirano 1977). Garam-garam yang larut dengan alkohol atau KCl dapat

dipisahkan dari endapan karagenan. Proses pemisahan karagenan dilakukan

dengan cara disaring dan diperas (Mhsigeni dan Semesi 1977).

Purnama (2003) memisahkan karagenan dari filtrat dengan cara

pengendapan menggunakan KCl dengan konsentrasi 1,5 %, 2,0 % dan 2,5 %

sebanyak satu kali volume pelarut. Pada penelitian tersebut penurunan kekuatan

gel seiring dengan semakin meningkatnya jumlah KCl yang digunakan. Hal

tersebut menunjukkan bila anion telah jenuh berikatan karena penambahan KCl

yang semakin banyak, maka akan semakin banyak pula ion kalium yang tidak

berikatan dengan polimer karagenan. Ion yang berlebih menjadi residu dan

menyebabkan kemurnian karagenan semakin berkurang. Residu pada produk

dapat menghambat pembentukan double helix yang bertanggung jawab terhadap

pembentukan gel yang kuat.

Dalam proses pengendapan karagenan dengan KCl, KCl terlebih dahulu

dilarutkan dalam air panas dengan suhu 100 oC, dimana semakin panas air maka

KCl akan semakin mudah larut sehingga penyebaran KCl dalam karagenan

merata. Pada iota karagenan pengendapan karagenan dilakukan dengan etanol

sebanyak dua kali volume filtratnya sambil diaduk-aduk, sehingga terbentuk serat

karagenan.

Hasil pengendapan iota karagenan dan kappa karagenan disaring kembali

dengan menggunakan kain blacu dua lapis. Ampas yang tidak lolos melewati pori-

pori saringan inilah yang dikeringkan pada proses selanjutnya. Penyaringan kedua

ini bertujuan mendapatkan larutan karagenan yang lebih murni lagi dan

mengurangi jumlah air dan komponen lain selain karagenan yang lolos melewati

pori-pori saringan I dan tidak dapat mengendap pada proses pemisahan seperti air,

residu K+ dari larutan garam KCl yang tidak berikatan dengan polimer karagenan

serta residu-residu lain yang berukuran yang tidak diharapkan keberadaannya.

39

Pengepresan atau pemerasan tetap dilakukan pada penyaringan II ini agar

komponen-komponen yang tidak dapat mengendap benar-benar lolos dari

saringan.

Selanjutnya, setelah penyaringan II dilakukan pengeringan. Pada penelitian

ini pengeringan menggunakan drum dryer. Menurut Moeljanto (1982)

pengeringan adalah suatu cara untuk mengurangi kadar air bahan melalui

penguapan dengan bantuan energi panas sehingga diperoleh hasil yang lebih

kering. Pengeringan pangan berarti pemindahan air dengan sengaja dari bahan

pangan, dimana pengeringan merupakan metode tertua pada pengawetan bahan

pangan.

Pengeringan dengan menggunakan drum dryer dilakukan dengan cara

melewatkan karagenan di atas rol panas sehingga menghasilkan lembaran-

lembaran tipis karagenan. Karagenan yang kontak langsung dengan rol panas

menyebabkan air dapat lebih mudah untuk menguap, sehingga kandungan air pada

karagenan lebih sedikit.

Pengeringan karagenan sebenarnya tidak hanya dilakukan dengan

menggunakan drum dryer. Karagenan basah hasil presipitasi oleh alkohol atau

hasil pelelehan dapat dikeringkan dengan menggunakan oven atau penjemuran

(Glicksman 1983). Karagenan kering tersebut kemudian ditepungkan, diayak,

distandarisasi dan dicampur, kemudian dikemas dalam wadah yang tertutup rapat

(Guiseley et al. 1980). Tepung karagenan berwarna putih sampai dengan coklat

kemerah-merahan (Food Chemical Codex 1981).

Karagenan memerlukan waktu yang cukup singkat untuk kontak dengan

panas jika pengeringan dilakukan dengan menggunakan drum dryer, dimana

semakin lama karagenan kontak dengan panas, maka rantai-rantai polimer yang

sudah terbentuk akan terdepolimerisasi menjadi lebih pendek dan apabila

depolimerisasi terus berlanjut maka rantai polimer akan semakin pendek dan

sebagian akan terdegradasi, dan selanjutnya akan mengakibatkan struktur heliks

menjadi berkurang dan kemampuan untuk membentuk gel yang kuat juga akan

berkurang.

40

35,56

25,09

05

10152025303540

K a p p a Io ta

Ren

dem

en (

%)

4.2.2 Rendemen

Rendemen merupakan indikator efisiensi dari proses ekstraksi rumput laut.

Rendemen karagenan yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah berat

karagenan yang terkandung dalam rumput laut kering dibagi dengan berat bahan

baku rumput laut kering dan dinyatakan dalam persen. Semakin tinggi rendemen

semakin besar output yang dihasilkan. Rumput laut kering yang akan diekstraksi

sebanyak 50 g dengan volume air 2 liter. Rendemen dipengaruhi oleh spesies,

iklim, metode ekstraksi, waktu pemanenan dan lokasi budidaya (Chapman dan

Chapman 1980). Rendemen karagenan dalam penelitian ini disajikan dalam

Gambar 10.

Gambar 10 Diagram batang nilai rata-rata rendemen kappa dan iota karagenan.

Pada Gambar 10 dapat diketahui bahwa kappa karagenan mempunyai nilai

rendemen lebih tinggi dibandingkan iota karagenan. Hal ini kemungkinan

disebabkan adanya perbedaan proses pemisahan dan jenis rumput laut yang

digunakan. Habitat rumput laut jenis Kappaphycus alvarezii dan Eucheuma

spinosum berbeda, dimana habitat Kappaphycus alvarezii banyak hidup di zona

pasang surut yang berdasar karang hingga ke zona subtidal, sering membentuk

koloni yang luas, hidup baik di perairan yang tenang maupun yang agak

bergelombang (semi terlindung) (www.iptek.net.id), sedangkan Eucheuma

spinosum habitatnya di daerah bersubstrat batu, air jernih, ada arus atau terkena

gerakan air lainnya, kadar garam antara 28 - 36% dan cukup sinar matahari

(www.iptek.net.id).

41

Selain itu proses pemisahan juga mempengaruhi rendemen karagenan.

Proses pemisahan kappa karagenan menggunakan larutan KCl 1 % sebanyak satu

kali volume pelarut. Proses pemisahan dengan menggunakan KCl menyebabkan

ketidakmurnian karagenan yang dihasilkan. Hal ini diduga terjadi karena kation

K+ dari larutan KCl akan bersenyawa dengan rangkaian polimer karagenan

sehingga akan memberikan tambahan berat pada rendemen karagenan yang

dihasilkan. Rendahnya rendemen iota karagenan yang dihasilkan diduga karena

sifat etanol yang tidak dapat mengendapkan senyawa lain selain karagenan seperti

kotoran-kotoran yang berukuran kecil dan mineral yang terdapat dalam molekul

karagenan, sehingga diperoleh karagenan yang lebih murni.

Dari hasil penelitian yang telah diperoleh dapat ditarik kesimpulan bahwa

penggunaan etanol mempunyai kecenderungan dapat menurunkan rendemen

karagenan, meskipun karagenan dari hasil pemisahan etanol mempunyai

rendemen yang lebih rendah, tidak berarti bahwa kandungan karagenannya juga

lebih rendah. Terjadinya penurunan rendemen kemungkinan disebabkan oleh sifat

etanol yang mampu melepaskan kotoran-kotoran dan mineral yang terdapat dalam

molekul karagenan. Peningkatan rendemen karagenan pada selang tertentu

disebabkan oleh adanya proses pelepasan polisakarida dari alga laut yang semakin

sempurna sehingga rendemen yang dihasilkan juga semakin tinggi. Pada

penelitian ini lama, suhu, pH ekstraksi dan penyaring antara kedua ekstraksi

adalah sama, tetapi perlakuan pemisahan berbeda. Jadi, adanya perbedaan

rendemen karagenan pada penelitian ini disebabkan oleh perbedaan perlakuan

pemisahan karagenan.

4.2.3 Viskositas

Viskositas (kekentalan) adalah suatu larutan yang kondisinya dapat

digambarkan sebagai larutan yang sulit dialirkan. Maksud dari pengukuran ini

adalah untuk menentukan nilai kekentalan suatu larutan yang dinyatakan dalam

centipoise (cps). Makin tinggi nilai viskositas suatu larutan maka makin tinggi

pula tingkat kekentalannya. Menurut Guiseley et al. (1980) kekentalan pada

karagenan disebabkan adanya daya tolak-menolak antar grup sulfat yang

bermuatan negatif, yang terdapat disepanjang rantai polimernya sehingga

42

154

88,5

0

50

100

150

200

K a p p a Io ta

Vis

ko

sita

s (c

ps)

menyebabkan rantai polimer tersebut kaku dan tertarik kencang. Selain itu adanya

sifat hidrofilik menyebabkan molekul tersebut dikelilingi oleh air yang tidak

bergerak. Hal tersebut akan menentukan nilai kekentalan karagenan.

Nilai rata-rata viskositas yang diperoleh pada penelitian ini yaitu 88,50 cps

untuk kappa dan 154 cps untuk iota. Menurut Guiseley (1980) dalam Luthfy

(1988) viskositas larutan karagenan berkisar antara 5 – 800 cps yang diukur pada

konsentrasi 1,5 % dan suhu 75 oC dengan menggunakan viscometer brookfield.

Hasil pengukuran viskositas pada penelitian disajikan dalam Gambar 11.

Gambar 11 Diagram batang nilai rata-rata viskositas kappa dan iota karagenan.

Viskositas iota karagenan yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan

viskositas kappa karagenan, hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh sulfat karena

sulfat dapat menyebabkan larutan menjadi kental. Adanya sulfat akan

menyebabkan terjadinya gaya tolak-menolak antar kelompok ester yang

bermuatan sama dengan molekul air yang terikat dalam karagenan. Kandungan

sulfat yang ada pada kappa lebih rendah dibandingkan iota. Kappa karagenan

mengandung sulfat 28 % atau kurang dan iota karagenan 30 % atau lebih

(Glicksman 1983), sehingga menyebabkan viskositas pada iota karagenan lebih

tinggi.

Selain kandungan sulfat peningkatan viskositas dipengaruhi juga oleh

proses pemisahan karagenan. Peningkatan viskositas kemungkinan disebabkan

oleh berkurangnya faktor penstabil pada koloid karagenan akibat adanya

penambahan alkohol. Peningkatan viskositas karagenan dengan adanya alkohol

43

juga disebabkan oleh kemampuan alkohol untuk membentuk mono dan diester

dengan sulfat (Pine et al. 1988), sehingga kandungan sulfat dalam polimer

karagenan meningkat. Jumlah sulfat yang tinggi dalam polimer karagenan akan

menyebabkan peningkatan nilai viskositas.

Viskositas karagenan akan menurun dengan adanya penambahan garam

karena kation K+ dari larutan KCl dalam karagenan akan menurunkan muatan

rantai polimer sehingga gaya elektrostatik diantara gugus sulfat berkurang.

Apabila gaya tolak-menolak antar muatan negatif dari gugus sulfat tinggi, maka

akan menyebabkan rantai molekul menegang sehingga daya tarik-menarik antar

polimer menurun dan molekul karagenan bersifat hidrofilik, selanjutnya molekul

air akan mengelilingi molekul hidrofilik tersebut dan akhirnya mengakibatkan

viskositasnya meningkat. KCl mengakibatkan gugus sulfat lepas dari rantai

polimer dan membentuk kalium sulfat dan asam sulfat.

4.2.4 Kekuatan gel

Kekuatan gel karagenan dinyatakan sebagai breaking force yang

didefinisikan sebagai beban maksimum yang dibutuhkan untuk memecahkan

matrik polimer pada daerah yang dibebani (Whyte 1980 dikutip oleh Suheti 2000).

Gel polisakarida merupakan struktur tiga dimensi yang terbentuk dari larutan

polimer. Proses pembentukan gel terjadi karena adanya ikatan antar rantai polimer

sehingga membentuk struktur tiga dimensi yang mengandung pelarut pada celah-

celahnya. Gel mempunyai sifat seperti padatan, khususnya sifat elastis dan

kekakuan. Viskositas larutan karagenan dipengaruhi oleh jumlah sulfat,

sedangkan kekuatan gel selain dipengaruhi oleh jumlah sulfat, juga dipengaruhi

oleh posisi sulfat dalam struktur molekul karagenan (Stanciof dan Stanley 1969

dalam Mukti 1987). Moirano (1977) menyatakan bahwa pembentukan gel

karagenan merupakan proses pengendapan yang melibatkan ikatan ionik antara

kation logam dengan muatan negatif dari gugus ester sulfat. Apabila grup ester

sulfat lebih banyak maka sulfat tersebut akan berikatan dengan air. Oleh karena

itu, jika kandungan sulfat pada karagenan tinggi, maka struktur tiga dimensi yang

terbentuk akan banyak menyerap air. Sebaliknya, apabila kandungan 3,6 anhidro-

D-galaktosa besar maka kekuatan gelnya akan menjadi lebih tinggi.

44

334,4

88,46

050

100150200250300350400

Kappa Iota

Kek

uata

n G

el (g

/cm

2 )

Kappa karagenan mempunyai kekuatan gel yang lebih tinggi dibanding

iota karagenan dikarenakan kandungan sulfat yang ada pada iota lebih tinggi,

dimana tingginya kadar sulfat menyebabkan putusnya ikatan 3,6 anhidro-D-

galaktosa sehingga kekuatan gelnya menurun. Tingginya kadar sulfat

menyebabkan viskositas karagenan meningkat dan konsistensi gelnya menurun.

Nilai rata-rata kekuatan gel dalam penelitian ini adalah 334,40 g/cm2 untuk kappa

dan 88,46 g/cm2 untuk iota. Data disajikan dalam Gambar 12.

Gambar 12 Diagram batang nilai rata-rata kekuatan gel kappa dan iota karagenan.

Kation yang biasa digunakan untuk mengimbas pembentukan gel antara

lain adalah K+, Rb+, Cs+ dan NH+ (Towle 1973). Kation K+ dapat berfungsi

sebagai bahan pengikat antar rantai polimer karagenan dengan memperkuat

struktur tiga dimensi sehingga polimer tersebut akan mempertahankan bentuknya

jika dikenai tekanan, sedangkan larutan alkohol dapat mengikat sulfat untuk

membentuk mono dan diester sulfat, sehingga kandungan sulfat dalam polimer

karagenan meningkat dan menyebabkan turunnya kekuatan gel karagenan.

4.3 Penelitian Tahap Kedua

Penelitian tahap kedua adalah mengkombinasikan kappa karagenan

dengan iota karagenan dengan berbagai perbandingan dan selanjutnya dilakukan

analisis mutu karagenan yaitu viskositas dan kekuatan gel.

45

4.3.1 Viskositas karagenan campuran

Viskositas adalah daya aliran molekul dalam sistem larutan. Pada

prinsipnya pengukuran viskositas adalah mengukur ketahanan gesekan cairan dua

lapisan molekul yang berdekatan. Viskositas yang tinggi dari suatu materi

disebabkan karena gesekan internal yang besar sehingga cairannya mengalir

(Glicksman 1969 dalam Marlinah 1992). Viskositas hidrokoloid dipengaruhi oleh

beberapa faktor yaitu : konsentrasi, temperatur, tingkat dispersi, kandungan sulfat,

teknik perlakuan, keberadaan hidrofilik koloid, tipe dan berat molekul karagenan

serta keberadaan elektrolit dan non elektrolit (Marine Colloids FMC Corp. 1977).

Nilai viskositas hasil dari penelitian ini disajikan pada Gambar 13.

Gambar 13 Diagram batang nilai rata-rata viskositas karagenan campuran.

Hasil pengukuran viskositas dengan menggunakan viscosimeter brookfield

menunjukkan bahwa viskositas iota karagenan dari rumput laut jenis Eucheuma

spinosum lebih tinggi dibandingkan dengan kappa karagenan dari rumput laut

jenis Kappaphycus alvarezii. Perbedaan ini disebabkan karena adanya perbedaaan

3,6-anhidro-D-galaktosa 2-sulfat. Kandungan 3,6-anhidro-D-galaktosa karagenan

bersifat hidrofobik, akibatnya karagenan yang lebih banyak mengandung 3,6-

anhidro-D-galaktosa lebih sukar larut dan viskositasnya lebih kecil. Viskositas

larutan karagenan terutama disebabkan oleh sifat karagenan sebagai polielektrolit.

129

112 118 119

136,5 137,5 137,5127,5

90,25

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1:1 1:2 1:3 1:4 2:1 2:3 3:1 3:2 4:1

Perbandingan (kappa : iota)

Vis

kosi

tas (

cps)

46

Gaya tolakan antar muatan negatif di sepanjang rantai polimer, yaitu gugus sulfat,

mengakibatkan rantai molekul menegang. Karena sifat hidrofiliknya, polimer

tersebut diselimuti molekul air yang terimobilisasi, hal tersebut menyebabkan

larutan bersifat kental yang juga berarti viskositas larutan tinggi. Semakin tinggi

kandungan sulfat dalam karagenan, maka viskositasnya semakin tinggi pula

(Moirano 1977). Dari komponen penyusunnya dimana kandungan sulfat iota

karagenan lebih tinggi daripada kappa karagenan maka viskositas iota lebih tinggi

daripada kappa karagenan (Doty 1987). Sesuai dengan pernyataan Percival and

Mc Dowel (1967) dalam Suryaningrum et al. (1991) semakin kecil kandungan

sulfatnya semakin kecil pula nilai viskositasnya tetapi konsistensi gelnya semakin

meningkat. Hal ini disebabkan karena keberadaan sulfat akan menyebabkan gaya

tolak menolak antara grup sulfat yang bermuatan negatif sehingga rantai polimer

akan tertarik kencang. Jadi, semakin kecil kandungan sulfatnya maka gaya tolak

menolaknya juga semakin kecil. Pada kappa karagenan gugusan 6-sulfat ester

dapat dihilangkan dengan pemberian alkali, sehingga terjadi transeliminasi

gugusan 6-sulfat yang menghasilkan terbentuknya 3,6-anhidro-D-galaktosa.

Gugusan 2-sulfat ester pada iota karagenan tidak dapat dihilangkan dengan

perlakuan tersebut. Iota karagenan sering memiliki gugusan 6-sulfat ester yang

menyebabkan kurangnya keseragaman molekul yang dapat dihilangkan dengan

pemberian alkali (Moirano 1977 dalam Winarno 1990). Selain itu dilihat dari

kandungan 3,6-anhidro-D-galaktosa karagenan, dimana kappa karagenan

memiliki 3,6-anhidro-D-galaktosa yang bersifat hidrofobik, akibatnya karagenan

yang lebih banyak mengandung 3,6-anhidro-D-galaktosa lebih sukar larut dan

viskositasnya lebih kecil.

Proses pembuatan kappa karagenan menggunakan KCl, dimana KCl

merupakan salah satu garam yang dapat larut dalam karagenan. Adanya garam-

garam yang terlarut dalam karagenan akan menurunkan muatan rantai polimer.

Penurunan muatan ini menyebabkan gaya tolakan antar gugus sulfat berkurang,

sehingga sifat hidrofilik polimer semakin lemah dan menyebabkan viskositas

larutan menurun. Proses pembuatan iota karagenan menggunakan etanol, dimana

viskositasnya lebih tinggi dari kappa karagenan. Pembuatan karagenan dengan

menggunakan etanol menghasilkan karagenan yang lebih murni dan akan

47

menyebabkan konsentrasi karagenan lebih tinggi, tetapi hubungannya tidak selalu

linier. Menurut Fardiaz (1989), antara viskositas dan konsentrasi selalu tergantung

satu sama lainnya. Umumnya pada konsentrasi rendah, viskositas suatu

hidrokoloid akan menurun, sedangkan pada konsentrasi tinggi viskositasnya akan

meningkat.

Menurut Guiseley et al. (1980) dalam Luthfy (1988) garam-garam

anorganik dapat menurunkan viskositas karagenan dengan cara menurunkan

tolakan elektrostatik diantara gugus sulfat. Penurunan tolakan elektrostatik

diantara gugus sulfat disebabkan oleh kation-kation dari garam anorganik

menurunkan muatan rantai polimer (Black et al. 1965 dalam Luthfy 1988).

Viskositas karagenan dari kombinasi kappa karagenan dan iota karagenan dengan

berbagai perbandingan berada di atas standar viskositas yang ditetapkan oleh FAO

dan EU (E 407) yaitu minimal 5 cps, dimana karagenan dinyatakan aman dengan

mutu food grade, jika mempunyai viskositas tidak kurang dari 5 cps pada

konsentrasi 1,5 % dan 75 oC (US Food and Nutrition Board 1981 dalam Stanley

1987).

4.3.2 Kekuatan gel karagenan campuran

Kekuatan gel karagenan dinyatakan sebagai breaking force yang

didefiniskan sebagai beban maksimum yang dibutuhkan untuk memecahkan

matrik polimer pada daerah yang dibebani (Whyte 1980 dikutip oleh Suheti 2000).

Kemampuan membentuk gel adalah sifat penting kappa dan iota karagenan.

Konsistensi gel dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain jenis dan tipe

karagenan, konsentrasi dan adanya ion-ion serta pelarut yang menghambat

pembentukan hidrokoloid. Hal-hal lain yang dapat mempengaruhi gel karagenan

yaitu letak gugus sulfat pada struktur molekulnya (Towle 1973). Semakin berat

beban yang diperlukan maka kekuatan gel yang dihasilkan akan semakin tinggi.

Kemampuan membentuk gel merupakan salah satu sifat karagenan yang menjadi

dasar penggunaannya pada berbagai industri. Menurut Fardiaz (1989),

pembentukan gel adalah suatu fenomena atau pengikatan silang rantai-rantai

polimer sehingga membentuk suatu jala tiga dimensi bersambungan. Selanjutnya

jala ini dapat menangkap atau mengimobilisasikan air di dalamnya dan

48

membentuk struktur yang kuat dan kaku. Sifat pembentukan gel ini beragam dari

satu jenis hidrokoloid ke jenis lain, tergantung pada jenisnya. Gel memiliki sifat

seperti padatan, khususnya sifat elastis dan kekakuan.

Menurut Chapman dan Chapman (1980) dan Glicksman (1983),

Kemampuan pembentukan gel pada kappa dan iota karagenan terjadi pada saat

larutan panas dibiarkan menjadi dingin, karena mengandung gugus 3,6-anhidro-

D-galaktosa. Proses ini bersifat reversible, artinya gel akan mencair bila

dipanaskan dan apabila didinginkan maka akan membentuk gel kembali

(Glicksman 1983). Kappa karagenan sensitif terhadap ion kalium dan akan

membentuk gel yang kuat dengan adanya garam kalium (Glicksman 1983).

Pada penelitian ini diperoleh data hasil analisis kekuatan gel menggunakan

alat ukur curd tension meter yang disajikan dalam Gambar 14.

Gambar 14 Diagram batang nilai rata-rata kekuatan gel karagenan

campuran.

Pada Gambar 14 terlihat bahwa peningkatan penambahan kappa karagenan

akan meningkatkan kekuatan gel karagenan campuran. Hal ini disebabkan karena

kappa karagenan mempunyai kekuatan gel yang lebih tinggi dibandingkan iota

karagenan. Perbedaan ini disebabkan karena adanya gugus 3,6-anhidrogalaktosa-

2-sulfat pada Eucheuma spinosum yang menyebabkan gel bersifat elastis

(Chapman and Capman 1980). Gel yang bersifat elastis ini apabila dikenai

tekanan akan sulit untuk mempertahankan bentuknya, sehingga nilai kekuatan

gelnya akan rendah.

171,9

104,33 112,3796,28

226,61

144,55

207,29 204,08

328,77

0

50

100

150

200

250

300

350

1:1 1:2 1:3 1:4 2:1 2:3 3:1 3:2 4:1

Perbandingan (kappa : iota)

Kek

uata

n ge

l (g/

cm2 )

49

Kappa karagenan membentuk gel yang keras dan elastis serta berwarna

agak gelap. Dari semua karagenan, kappa karagenan memberikan gel yang paling

kuat. Jenis iota membentuk gel yang kuat dan stabil bila ada ion Ca2+ (Angka dan

Suhartono 2000). Adanya kekakuan dalam rantai seperti jumlah, tipe dan posisi

sulfat mempunyai pengaruh yang penting pada pembentukan gel. Kekakuan

dalam rantai mempunyai pengaruh menghambat pembentukan dan pengumpulan

double helix yang selanjutnya menurunkan kekuatan gel (Glicksman 1983).

Adanya perbedaaan struktur molekul ini menyebabkan perbedaaan kekuatan gel

yang terkandung, dimana kappa karagenan mengandung gugusan 6-sulfat, dapat

menurunkan daya gelasi dari karagenan, tetapi dengan pemberian alkali mampu

menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6-sulfat yang menghasilkan

terbentuknya 3,6-anhidro-D-galaktosa. Dengan demikian derajat keseragaman

molekul meningkat dan daya gelasinya juga bertambah (Winarno 1990). Pada iota

karagenan ditandai dengan adanya 4-sulfat ester pada setiap residu D-glukosa dan

gugusan 2-sulfat ester pada setiap gugusan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Gugusan 2-

sulfat ester tidak dapat dihilangkan oleh proses pemberian alkali seperti halnya

kappa karagenan (Winarno 1990).

Diagram batang rata-rata analisis kekuatan gel kombinasi kappa karagenan

dengan iota karagenan ditampilkan pada Gambar 14. Hasil analisis kekuatan gel

menunjukkan bahwa kombinasi yang memiliki kekuatan gel tertinggi adalah 4 : 1

(kappa : iota), akan tetapi nilai kekuatan gel kombinasi ini tetap berada di bawah

nilai kekuatan gel kappa karagenan yang dianalisis. Perubahan nilai kekuatan gel

kappa karagenan terhadap nilai kekuatan gel karagenan campuran, juga

mengakibatkan perubahan penampakan gel karagenan, dimana gel karagenan

campuran warnanya sedikit jernih dan sedikit elastis jika dibandingkan dengan

penampakan gel kappa karagenan yang keras atau rigid.

Adanya penurunan kekuatan gel ini disebabkan karena bercampurnya

kappa karagenan dengan iota karagenan, dimana seperti yang telah dijelaskan

sebelumnya bahwa iota karagenan mempunyai gel yang elastis. Gel yang elastis

ini apabila dikenai tekanan akan sulit untuk mempertahankan bentuknya, sehingga

nilai kekuatan gelnya akan rendah. Selain itu, gugusan ester sulfat pada iota

karagenan lebih tinggi dibandingkan pada kappa karagenan dapat mempengaruhi

50

kekuatan gel pada kombinasi ini. Letak gugus sulfat pada struktur molekul

karagenan sangat berpengaruh terhadap kemampuan karagenan untuk membentuk

gel, sehingga makin sedikit kappa karagenan yang dicampur maka akan

mengakibatkan penurunan kekuatan gel. Jika dilihat dari viskositasnya, viskositas

yang tinggi akan meningkatkan elastisitas gel. Kombinasi dari iota karagenan dan

kappa karagenan yang memiliki viskositas terendah dan kekuatan gel yang

tertinggi adalah 4 : 1 (kappa : iota). Pada penelitian ini viskositas tidak selalu

berbanding terbalik terhadap kekuatan gel, ini diduga karena adanya pengaruh

pencampuran iota karagenan dengan kappa karagenan, dimana keduanya memiliki

sifat gel yang berbeda. Kappa karagenan memiliki tipe gel yang rigid atau mudah

pecah dicirikan dengan tingginya sineresis, yaitu adanya aliran cairan pada

permukaan gel, sedangkan iota mempunyai gel yang bersifat elastis, bebas

sineresis dan reversible, serta pembentuk gel air yang lemah (Anonim 1977).

Karagenan campuran ini menghasilkan gel dari yang rigid atau mudah pecah

sampai gel yang elastis dan sedikit elastis. Berdasarkan dari hasil penelitian ini,

maka karagenan campuran ini kemungkinan dapat di aplikasikan ke berbagai

produk, adapun aplikasi kappa, iota dan karagenan campuran di dalam produk

disajikan dalam Tabel 5.

51

Tabel 5 Aplikasi karagenan di berbagai produk.

Manfaat Kappa karagenan

Iota karagenan

Karagenan Campuran

Beer clarification Bumbu salad Susu kedelai Water gel Yoghurt Selai Puding Minuman buah-buahan Sirup Restructured product Processed meat Pasta Pizza Imitation milk Air-freshener gel Saus barbeque Dessert gel Filled and skim milk Thickening agent Whipping cream Dulce de Leche (susu campuran) Kue tar buah Coklat susu Es krim Mousse Pasta gigi Ice milk Kornet sapi Bir dan anggur Jeli Gel rendah kalori Krim aerosol Susu coklat Keju Jeli rendah gula Gel ikan Tomato aspics

Sumber : ¬ htpp://www.gelymar.com ¬ http://www.FMC Biopolymer.com ¬ http://docencia.izt.uam.mx/epa/quim_alim/tareas/carragenina.pdf.

52

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Perbedaan penampakan antara rumput laut Kappaphycus alvarezii dan

Eucheuma spinosum adalah adanya duri yang tumbuh melingkari thallus dengan

interval yang bervariasi sehingga membentuk ruas-ruas thallus diantara duri pada

Eucheuma spinosum, sedangkan pada Kappaphycus alvarezii durinya memanjang,

agak jarang dan tidak bersusun melingkari thallus. Selain itu, percabangan pada

Kappaphycus alvarezii tidak teratur, ada yang memanjang atau melengkung

seperti tanduk dan meruncing, percabangan pada Eucheuma spinosum melingkar.

Kappaphycus alvarezii digunakan untuk menghasilkan kappa karagenan dan

Eucheuma spinosum digunakan untuk menghasilkan iota karagenan.

Dari hasil penelitian diperoleh kappa karagenan dengan rendemen 35,56 %

dan iota karagenan 25.09 %. Nilai rata-rata viskositas kappa karagenan adalah

88,50 cps dan iota karagenan 154 cps, sedangkan kekuatan gel rata-rata kappa

karagenan adalah 334,40 g/cm2 dan iota karagenan adalah 88,46 g/cm2.

Pencampuran antara kappa karagenan dengan iota karagenan, dilihat dari

segi proses sudah cukup optimal, dimana nilai viskositas masih berada dalam

standar yang ditetapkan FAO dan FCC, sedangkan nilai kekuatan gel yang

diperoleh cukup tinggi. Akan tetapi, nilai kekuatan gel pada pencampuran ini

menurun dibandingkan dengan nilai kekuatan gel kappa, semakin sedikit

konsentrasi iota karagenan yang dicampurkan pada kappa karagenan maka akan

semakin meningkatkan kekuatan gelnya dan sebaliknya. Begitu juga dengan

viskositasnya, semakin banyak konsentrasi iota karagenan yang dicampurkan

pada kappa karagenan maka akan semakin meningkat viskositasnya dan

sebaliknya.

Nilai kekuatan gel tertinggi diperoleh pada pencampuran antara kappa

karagenan dengan iota karagenan dengan perbandingan 4 : 1 (kappa : iota) dan

yang terendah adalah dengan perbandingan 1 : 4 (kappa : iota) dengan nilai

berturut-turut 328,77 g/cm2 dan 96,28 g/cm2. Nilai viskositas karagenan campuran

yang tertinggi adalah dengan perbandingan 1 : 3 dan 1 : 4 dengan nilai yang sama

yaitu 137,5 cps dan viskositas karagenan campuran yang terendah adalah

53

perbandingan 4 : 1 dengan nilai 90,25 cps. Viskositas semua perbandingan masih

berada dalam standar yang ditetapkan FAO dan FCC yaitu nilai standar viskositas

karagenan adalah minimal 5 cps (centipoise).

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian di atas, maka disarankan untuk melakukan

pengukuran karakteristik mutu karagenan campuran dengan metode ekstraksi

yang sama. Adapun karakteristik mutu karagenan tersebut antara lain kadar abu,

kadar abu tidak larut asam, kadar logam, kandungan zat volatil. Selain itu, perlu

juga dilakukan ekstraksi iota karagenan dengan menggunakan larutan pemisah

yang mengandung kation Ca2+. Perlu juga dilakukan penelitian aplikasi karagenan

campuran terhadap water gel, minuman buah-buahan, restructured product, pizza,

imitation milk, air-freshener gel, dessert gel, filled and skim milk, thickening

agent, dulce de leche (susu campuran), kue tar, mousse, pasta gigi, jeli, gel rendah

kalori, jeli rendah gula, gel ikan dan tomato aspics.

54

DAFTAR PUSTAKA Aslan LA. 1991. Budidaya Rumput Laut. Jakarta: Penerbit Kanisius. Anggadiredja TJ. 1992. Etnobotany and Etnopharmacology Study of Indonesian

Marine Macro Algae. Jakarta: Study Report BPP Technology. Anggadiredja J, Zatnika A, Sujatmiko W, Imail S, Moor Z. 1993. Teknologi

Produk Perikanan dalam Industri Farmasi; Potensi dan Pemanfaatan Makro Alga Laut. Makalah Stadium General Teknologi dan Alternatif Produk Perikanan dalam Industri Farmasi. Bogor: Fakultas Perikanan. Institut Pertanian Bogor.

Anggraini R. 2004. Perencanaan produksi karagenan skala pilot plant [skripsi].

Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. [BBD] Bank Bumi Daya. 1991. Rumput Laut di Indonesia. Seaweed In Indonesia.

Jakarta. Arifin M. 1994. Penggunaan kappa karagenan sebagai penstabil (stabilizer) pada

pembuatan fish meat loaf dari ikan tongkol (Euhthynnus sp) [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Angka SL, Suhartono MT. 2000. Bioteknologi Hasil Laut. Pusat Kajian

Sumberdaya Pesisir dan Lautan. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Atmadja WS, Kadi A Sulistijo, Rahmaniar. 1996. Pengenalan Jenis Algae Merah

(Rhodophyta). Dalam Pengenalan Jenis-jenis Rumput Laut Indonesia. Jakarta: Puslitbang Oseanologi, LIPI.

[Anonim]. 1977. Carrageenan. USA: Marine Colloids Division, FMC.

Corporation. 1-35 P. [Anonim]. 1985. Carrageenan. Denmark: The Copenhagen Pectin Factory Ltd.

1-44 P. [Anonim]. 1991. Prosiding Temu Karya Ilmiah Teknologi Pasca Panen Rumput

Laut. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 172p.

A/S Kobenhavns Pektinfabrik. 1978. Carrageenan. Denmark: Lille Skensved. Basmal J. 2000. Perkembangan Teknologi Riset Penanganan Pascapanen dan

Industri Rumput Laut dalam Laporan Forum Rumput Laut. Pusat Riset Pengolahan Produk dan Sosial Ekonomi Kelautan dan Perikanan. Jakarta: Departemen Kelautan dan Perikanan. Hal 14-21.

55

Bjerre-Petersen E, Crishtensen J, dan Hemmingsen P. 1973. Furcellaran. Di dalam Whistler R.L. (ed). Industrial Gums. New York: Academic Press.

Chapman VJ. 1970. Seaweed and Their Uses. Second Edition. London: Meutheun

and Co. Ltd. Chapman VJ, Chapman DJ. 1980. Seaweeds and Their Uses. Third Edition.

London: Methuen and Co. Ltd. Copenhagen Pectin A/S. 1999. Product Specification for GENU Carrageenan.

Denmark: A Division of Hercules Incorporated. Dk-4623 Lille Skensved.

Ceamsa. 2001. Gelation In Carrageenan: Technical Information. Spanyol:

http://Ceamsa.com. cP Kelco ApS. 2000. Gelling Mechanism of Carrageenan. Denmark:

http://cPKelco.com ------------. 2000. Molecular Structure of Carrageenan. Denmark.

http://cPKelco.com Dawes CJ, Stanley NF, Stancioff DJ. 1977. Seasonal and reproductive aspect of

plant chemistry, and I-carrageenan from floridean Eucheuma (Rhodophyta, Gigartinales). Bot. Mar. 20: 137.

Dawson EY. 1966. Marine Botany : An Introduction. New York: Holt : Rinehart

and Winston. Dea ICM. 1979. Interaction of Polysaccarides in Food. London: Butterworths

Publishing Co. Hal 229-246. [DSN]. 1998. Standar Nasional Indonesia Rumput Laut (SNI 01-2690-1998).

Jakarta. Doty MS. 1973. Eucheuma Farming for Carrageenan-Sea Grant Advisory

Report. UNIHI Seagrant A.273-02. Doty MS, Santos GA. 1978. Carrageenan from tetrasporic and cystocarpic

Eucheuma species. Aquatic Botany. 4: 143-149. -----------1985. Eucheuma alvareezii sp (Gigartinales, Rhodophyta) from

Malaysia. Dalam : Abbot IA, Noris JN. Eds. Taxonomy of Economic Seaweeds. California: Sea Grant College Program: 37v-45.

-------------. 1986. Biotechnological and Economic Approaches to Industrial

Development Based on Marine Algae in Indonesia. Summ. Rep. Workshop on Marine Algae Biotechnology.

56

-------------. 1987. The Production and Uses of Eucheuma Dalam : Studies of Seven Commercial Seaweeds Resources. Ed. By : M.S. Doty, J.F. Caddy and B. Santelices. FAO Fish. Tech. Paper No. 281 Rome. Pp 123-161.

Fardiaz D. 1989. Hidrokoloid. Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan. Bogor:

Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Food Chemical Codex. 1981. Carrageenan. Washington: National Academic

Press. Hal 74-75. Fellows P. 1992. Food Processing Technology Principle and Practice. Oxford

England: Eilis Hordwoad. Glicksman M. 1982. Functional properties of hydrocolloids. Di dalam Glicksman

M (ed). Food Hydrocolloids. Boca Raton Florida: Vol I. CRC Press Inc. ------------. 1983. Seaweed extracts. Di dalam Glicksman M (ed). Food

Hydrocolloids Vol II. CRC Press, Boca Raton, Florida. Glenn, EP, Doty MS. 1990. Growth of the seaweeds Kappaphycus alvarezii, K.

striatum and Eucheuma denticulatum as affected by environment in Hawaii. Aquaculture. 84:245-255.

Guiseley KB, Stanley NF, Whitchouse PA. 1980. Carrageenan. Di Dalam

Whistler RL (ed). Handbook of Water Soluble Gums and Resins. New York: McGraw Hill Book Co.

Guiry MD. 1995. http://seaweed.ucg.ie/Seawed Uses General /Carrageenan.html.

©1995-7 Michael D. Guiry/revired 1 September 1997. Printed on Nov. 11th. 2000.

----------------. 1995. http://seaweed.ucg.ie/Seawed Uses General

/Carrageenan.html. Referensi: J.R. Stein and C.A. Pjorden (1984). Causative and Beneficial Algae in Human Disease Conditions : a review. Physocologia 23 : 485-501. © 1995-7 Michael, D. Guiry/Revised 1 September 1997. Printed. On Nov, 11th. 2000.

Harun RR. 1993. Pengaruh konsentrasi KOH dan lama perendaman terhadap

rendemen dan mutu karagenan dari Eucheuma cottonii [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Harborne JB. 1984. Phytochemical Methods : A Guide to Modern Techniques of

Plants Analysis. Second Edition New York : Chapman and Hall. Hidayat H. 2004. Rumput Laut: Meracik Rezeki Dari Tepung Karaginan.

http://www.forek.or.id/detail.php?rubrik=peluang&beritaID=2161.

57

Http:// www.bi.go.id/sipuk/lm/ind/rumput_Laut/pemasaran.htm Http://www.gelymar.com/presentacion.htm Http://www. FMCbiopolymer.com Http://www.beritasore.com/ekuin4.06.05.05.html Http://www.surialink.com/ abc_eucheuma/1/45.htm Http:// www.iptek.net.id Istini S, Zatnika A. 1991. Gum Semirefine Carrageenan dari Rumput Laut Jenis

Eucheuma cottonii. Prosiding Temu Karya Ilmiah Teknologi Pasca Panen Rumput Laut.

LIPI. 2000. Rumput Laut. http://www.warintek.net/rumputlaut.htm. Luthfy S. 1988. Mempelajari ekstraksi karagenan dengan metoda semi refined

dari Eucheuma cottonii [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Marlinah A. 1992. Studi berbagai perlakuan pemisahan karagenan pada ekstraksi

alga laut (Eucheuma cottonii) [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor.

Marine Colloids FMC. Corp. 1977. Carrageenan. Marine Colloid Monograph

Number One. Marine Colloid Division FMC Coorporation. USA: Springfield, New Jersey.

McCandless EL, Richer S. 1972. 14C Studies of Carrageenan Synthesis. Sapporo:

Proc. Seaweed. Int. Symp VII. Moirano AL. 1977. Sulfated Polysaccharides. Di Dalam Graham HD (ed). Food

Colloid. Westport, Connecticut : The AVI Publishing Company Inc. Hal 347-381.

Moeljanto R. 1992. Pengawetan dan Pengolahan Hasil Perikanan. Jakarta:

Penebar Swadaya. Mubarak H, Soegiarto A, Sulistijo, Atmaja WS. 1978. Rumput Laut (Algae):

Manfaat, Potensi dan Usaha Budidaya. Jakarta: LON-LIPI. Hal: 161. Mubarak H, Wahyuni IS. 1981. Percobaan budidaya rumput laut Eucheuma

spinosum di perairan Pacitan dan kemungkinan pengembangannya. Bull. Penelitian Perikanan Vol. 1 No. 2. 93p

58

Mubarak H, Ilyas S, Ismail W, Wahyuni IS, Hartati ST, Pratiwi E, Djangkaru Z dan Arifudin R. 1990. Petunjuk Teknis Budidaya Rumput Laut. Badan Litbang Pertanian, Puslitbangkan, IDRC-INFIS.

Mubarak H. 1991. Potensi Produksi Karaginofit Indonesia. Jakarta: Temu Karya

Ilmiah Teknologi Pascapanen Rumput Laut Balai Penelitian Perikanan Laut Slipi.

Mukti EDW. 1987. Ekstraksi dan analisa sifat fisika kimia karagenan dari rumput

laut jenis Eucheuma cottonii [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Muldani M. 1997. Penanganan bahan baku dan pengolahan agar-agar kertas di

desa Mancahagar Kecamatan Pameungpeuk Kabupaten Garut. Jawa Barat. Laporan Praktek Lapangan. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Munaf DR. 2000. Rumput Laut. http://www.ristek.go.id. 16 Februari 2003. Mhsigeni KE, Semesi AK. 1977. Studies on carrageenan from economic red algae

genus Eucheuma in Tanzania. Bot. Mar. 20: 239-242. Nur MA, Adijuwana H. 1989. Teknik Pemisahan dalam Analisis Biologis. Bogor:

Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Novianti L. 2003. Pemanfaatan kombinasi tipe kappa dan iota karaginan setengah

jadi (semi refined carrageenan) sebagai pengental dan stabilisator pada formula krim kulit [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan, Universitas Indonesia.

Overbeek JTG, de Jong HG. 1949. Sols of macromolecular colloids with

electrolytic nature. Dalam Colloid Science. New York: Elsevier Publishing Co, Inc.

Pamungkas KT. 1987. Mempelajari hubungan antara umur panen dengan

kandungan karagenan dan kimianya [masalah khusus]. Bogor: Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor.

Pine SH, Hendrikson JB, Cran DJ, Hammond GS. 1988. Organic Chemistry.

Diterjemahkan oleh Rochyati J, Sasanti W Purbo-Hadiwidjoyo. Terbitan Keempat. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Hal: 617.

Purnama RC. 2003. Optimasi proses pembuatan karagenan dari rumput laut

Eucheuma cottonii [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

59

Rees D. 1969. Structure Confirmation, and Mechanism in the Formation of Polysaccharide Gels and Network. In Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. New York: Academic Press. 24: 267-331.

Stanley N. 1987. Production, Properties and Uses of Carrageenan, pp. 116-146.

In FAO, 1987. Satari R. 1996. Potensi Pemanfaatan rumput laut. Dalam Pengenalan Jenis-jenis

Rumput Laut Indonesia. Jakarta: Puslitbang Oseanologi, LIPI. Sembiring SI. 2002. Pemanfaatan rumput laut (Eucheuma cottonii) sebagai bahan

baku dalam pembuatan permen jelly [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Suheti E. 2000. Pengaruh penambahan KCl (kalium klorida) terhadap mutu dodol

rumput laut. [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Sukmadinata T. 2001. Peluang Pemasaran Rumput Laut dan Produk Olahannya

di Pasar Lokal dan Ekspor dalam Laporan Forum Rumput Laut. Pusat Riset Pengolahan Produk dan Sosial Ekonomi Kelautan dan Perikanan. Jakarta: Departemen Kelautan dan Perikanan. Hal 37-56.

Stoloff I. 1962. Algal Classification-an Aid to Improved Industrial Utilization. Suryaningrum TD, Suwarno T, Soekarto, Putro S. 1991. Kajian sifat-sifat mutu

komoditi rumput laut budidaya jenis Eucheuma cottonii dan Eucheuma spinosum. Jurnal Penelitian Pasca Panen. 68: 13-24.

Snapshot Solutions. 1996. An Introduction to Carrageenan. http://phile and

port.org/amer. Tanikawa E. 1985. Marine Product in Japan. Japan: Koseisha Koseikaku Co. Ltd. Towle GA.1973. Carrageenan. Dalam Whistler RL (ed). Industrial Gums. New

York: Academic Press. Tojo E, Prado J. 2003. Chemical composition of carrageenan blends determined

by IR spectroscopy combined with a PLS multivariate calibration method. Carbohydrate Research 338: 1309-1312

Winarno FG. 1990. Teknologi Pengolahan Rumput Laut. Jakarta: PT. Gramedia

Pustaka Utama. Wirakartakusumah A, Subarna M, Anwar, Dahrul S, Isyana BS. 1992. Petunjuk

Laboratorium Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.

60

61

Lampiran 1 Hasil analisis penelitian tahap pertama.

Analisa Ulangan Kappa Rata-rata Iota Rata-rata Rendemen (%) 1

2 37,96 33,16

35,56 24,70 25,48

25,09

Viskositas (cps) 1 2

87,00 90,00

88,50 158,00 150 ,00

154,00

Kekuatan Gel (g/cm2)

1 2

339,23 329,58

334,40

78,59 104,33

88,46

62

Lampiran 2 Hasil analisis viskositas karagenan campuran.

Perbandingan (kappa : iota)

Ulangan Viskositas (cps)

Rata-rata (cps)

1 : 1 1 130 129,00 2 128

1 : 2 1 143 136,50 2 130

1 : 3 1 145 137,50 2 130

1 : 4 1 140 137,50 2 135

2 : 1 1 110 112,00 2 114

2 : 3 1 125 127,50 2 130

3 : 1 1 118 118,00 2 118

3 : 2 1 120 119,00 2 118

4 : 1 1 90 90,25 2 90,5

63

Lampiran 3 Hasil analisis kekuatan gel karagenan campuran.

Perbandingan (kappa : iota) Ulangan Kekuatan gel (g/cm2) Nilai rata-rata (g/cm2)

1 : 1 1 168,69 171,90 2 175,12

1 : 2 1 72,15 104,33 2 136,51

1 : 3 1 88,24 112,37 2 136,51

1 : 4 1 72,15 96,28 2 120,42

2 : 1 1 233,04 226,61 2 220,17

2 : 3 1 152,59 144,55 2 136,51

3 : 1 1 207,29 207,29 2 207,29

3 : 2 1 200,86 204,08 2 207,29

4 : 1 1 329,58 328,77 2 327,97