78 Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)

PENGARUH BAHAN ADITIF CMC (CARBOXYL METHYL CELLULOSE)TERHADAP BEBERAPA PARAMETER PADA LARUTAN SUKROSA

Oleh

Netty Kamal

Abstrak

Produk minuman pada umumnya menggunakan bahan aditif seperti pemanis rasa, zat pewarna dan juga zat pengental untuk meningkatkan kualitas rasa dan minat masyarakat. CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sebagai salah satu bahan aditif dan sudah banyak digunakan dalam berbagai industri (Hercules incorporated pada tahun 1946 ) karena tidak beracun,dan secara umum tidak menimbulkan alergi dan bersifat inert, sehingga relatif sangat aman untuk digunakan atau dikonsumsi. Di Indonesia penggunaan CMC banyak dijumpai pada industri makanan, farmasi, kosmetik, kertas dan industri tekstil. Berdasarkan pengamatan terhadap beberapa produk minuman yang telah beredar di Indonesia, belum ada produk minuman yang mencantumkan CMC sebagai komposisi produk.

Kata kunci : aditif, incorporated, alergi, inert, rasa manis

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada umumnya produk industri, khususnya minuman selalu menggunakan bahan aditif diantaranya rasa, zat pewarna dan juga zat pengental dengan target mampu meningkatkan kualitas rasa dan meningkatkan minat pengguna dalam hal ini masyarakat.

CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sering merupakan bagian komposisi minuman yakni berperan sebagai zat pengental. Dengan kentalnya minuman tersebut, produsen berharap minumannya menjadi salah satu jenis minuma yang banyak diminati masyarakat terlebih lagi jika memiliki rasa manis.

Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruhCMC terhadap beberapa parameter phisik larutan diantaranya viskositas, kadar air,

kadar abu, dan kekeruhan pada larutan yang dikenal dengan sirup sukrosa (gula) dengan kandungan konsentrasi CMC bervariasi.

Sasaran yang ingin dicapai adalah memperoleh inspirasi dan pemahaman yang bermanfaat untuk memajukan industri masyarakat, khususnya di bidang makanan dan minuman

1.2 CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)

1.2.1 Struktur CMC

Struktur CMC Carboxyl Methyl Cellulose)merupakan rantai polimer yang terdiri dari unit molekul sellulosa. Setiap unit anhidroglukosa memiliki tiga gugus hidroksil dan beberapa atom Hidrogen dari gugus hidroksil tersebut disubstitusi oleh carboxymethyl. (Gambar.1)

Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal 79

Gambar 1. Struktur CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)

Gugus hidroksil yang tergantikan dikenal dengan derajad penggantian (degree ofsubstitution) disingkat DS. Jumlah gugus hidroksil yang tergantikan atau nilai DS mempengaruhi sifat kekentalan dan sifatkelarutan CMC dalam air.

CMC yang sering digunakan adalah yang memiliki nilai DS sebesar 0,7 atau sekitar 7 gugus Carboxymethyl per 10 unit anhidroglukosa karena memiliki sifat sebagai zat pengental cukup baik(aqualonCMC.Herculesincorporated). CMCmerupakan molekul polimer berantai panjang dan karakteristiknya bergantung pada panjang rantai atau derajad polimerisasi (DP).

Nilai DS dan nilai DP ditentukan oleh berat molekul polimer, dengan bertambah besar berat molekul CMC maka sifatnya sebagai zat pengental semakin meningkat.

1.2.2 Sifat dan fungsi CMC

Mudah larut dalam air dingin maupun air panas. Dapat membentuk lapisan

1) Bersifat stabil terhadap lemak dan tidak larut dalam pelarut organik

2) Baik sebagai bahan penebal . 3) Sebagai zat inert.4) Bersifat sebagai pengikat

Berdasarkan sifat dan fungsinya maka CMCdapat digunakan sebagai bahan aditif pada produk minuman dan juga aman untuk dikonsumsi. CMC mampu menyerap air yang terkandung dalam udara dimana banyaknya air yang terserap dan laju penyerapannya bergantung pada jumlah kadar air yang terkandung dalam CMC serta kelembaban dan temperatur udara disekitarnya.

Kelembaban CMC yang diijinkan dalam kemasan tidak boleh melebihi 8 % dari total berat produk.

Penggunaan CMC pada berbagai industrisebagaimana tertera pada Tabel 1

80 Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)

Tabel 1 Penggunaan CMC pada Berbagai Industri

Jenis Industri Aplikasi Jenis CMC

Kosmetik

Pasta gigi

Shampoo: produk berbusa

Krim: body lotion

Pengentalstabilizer,pengikatPengental, Stabilizer, Pengikat AirEmulsion stabilizer, Pembentuk Lapisan

Makanan

Makanan beku

Makanan hewanMakanan berprotein

Saos

Pengendali pertumbuhan kristal es, Penguat rasaPengikat air, PengentalMenahan kadar air dalam makanan, Penguat rasaPengental

Farmasi

Salep

Jelly

Obat Pencuci PerutSirup

Stabilizer, Pengental, Pembentuk LapisanPengental, Pembentuk LapisanZat inert, Pengikat airPengental

Kertas

Internal addition

Pelapisan Pigment

Pengikat, mempercepat kering pada kertas Pengikat

Tekstil

Kain dan Laundry

Bahan Pewarna

Pembentukan Lapisan

Pengikat(binder), Pengikat Air

Lithography Tinta Air Pengikat Warna

TobaccoRokok Pembentukan lapisan pada kertas

rokok

Menurut Ferimanoi (Badan Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik) bahwa jumlah CMC yang diijinkan untuk bercampur dengan bahan lain adalah berkisar dari 0,5 sampai 3,0%, untuk mendapatkan hasil optimum.

2. METODOLOGI

2.1 Prosedure Ekperimental

Sebagai studi eksperimental di laboratorium yang dilanjutkan dengan analisis-analisis dan pengujian,. bahan aditif yang digunakanadalah CMC berbentuk powder (bubuk) berwarna putih dengan berat jenis 1,59 dan pH 7 – 10, tidak berbau dan tidak memiliki

rasa, mempunyai ketahanan pada temperatur > 300 0C.

Dalam pengujian yang dilakukan meliputi pengukuran viskositas, kekeruhan, kadar air,kadar abu dari pencampuran CMC dalam larutan sukrosa dengan konsentrasi CMC bervariasi dari 0,5%, 1% dan 1,5%.Berdasarkan nilai ratio larutan sukrosa/ CMCmaka dalam penelitian ini dibuat tiga jeniscampuran disebut sebagai campuran 1, campuran 2 dan campuran 3. Ketiga jenis campuran beserta komposisinya ditunjukkan dalam Tabel 2., 3 dan Tabel 4

Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal 81

Tabel 2 Jenis Campuran 1

No Air (liter) Sukrosa(kg) Konsentrasi CMC (%)

1 3,0 1,0 0,52 3,0 1,0 1,03 3,0 1,0 1,5

Tabel 3 Jenis Campuran 2

No Air (liter) Sukrosa(kg)Konsentrasi CMC (%)

1 3,0 1,5 0,,52 3,0 1,5 1,03 3,0 1,5 1,5

Tabel 4. Jenis Campuran 3No Air (liter) Sukrosa(kg) Konsentrasi

CMC (%)1 3,0 2,0 0,52 3,0 2,0 1,03 3,0 2,0 1,5

2.2 Pengujian

Sebelum dilakukan pengukuran, campuran 1, 2 dan 3 masing-masing disimpan selama 30 hari. Selama waktu penyimpanan selang dua hari dilakukan pengukuran viskositas terhadap masing-masing campuran menggunakan viskometer Brookfield.

Pengukuran kadar air dan kadar abu menggunakan metoda gravimetri dan

dilakukan setelah larutan sampel tersimpan selama 30 hari.

Untuk uji kekeruhan menggunakan metoda Turbidimetri/ Nephelometri dengan menggunakan alat Spektrofotometer.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Pengaruh konsentrasi CMC terhadap viskositas

Pengaruh konsentrasi CMC terhadap viskositas larutan (Gambar. 2 ) menunjukkan peningkatan viskositas larutan. Keberadaan CMC dalam larutan cenderung membentuk ikatan silang dalam molekul polimer yang menyebabkan molekul pelarut akan terjebak didalamnya sehingga terjadi immobilisasai molekul pelarut yang dapat membentuk struktur molekul yang kaku dan tahan terhadap tekanan.

Makin tinggi kadar CMC, pembentukan ikatan silang makin besar dan immobilisasi molekul pelarut juga makin tinggi sehingga menyebabkan kecenderungan viskositas meningkat.

Gambar 2 . Meningkatnya Viskositas pada Berbagai konsentrasi CMC

3.2 Pengaruh CMC terhadap berku-rangnya Kadar Air.

Pengaruh CMC terhadap berkurangnya kadar air dalam campuran 1, 2 dan 3 disebabkan CMC memiliki sifat dapat menyerap air.

Banyaknya air yang diserap bergantung pada kadar CMC dalam sampel. Makin besar kadar CMC, jumlah air yang terserap makin banyak sehingga kecenderungan kadar air dalam larutan semakin rendah. (Gambar.3 dan Tabel 5)

82 Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)

Gambar 3 Menunjukkan penurunan kadar air setelah penambahan CMC untuk berbagai konsentrasi

3.3 Pengaruh CMC terhadap Kadar Abu.

Penambahan CMC dalam campuran 1, 2 dan 3 tidak menyebabkan terbentuknya endapan ataupun agregat dan hasil uji kadar abu

menunjukkan perubahan yang terjadi sangat kecil, ini membuktikan bahwa CMC bersifat inert (Gambar.4 dan Tabel 5).

Gambar 4. Pengaruh CMC Terhadap Kadar Abu

3.4 Pengaruh CMC terhadap Kekeruhan.

Pengaruh CMC terhadap ke dalam campuran 1, 2 dan 3 menghasilkan perubahan

fasa pada larutan yaitu timbulnya kekeruhan.Makin besar kadar CMC yang digunakan, kekeruhan cenderung akan semakin meningkat. (Gambar 5 dan Tabel 5)

Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal 83

Tabel 5. Hasil-hasil percobaan

JenisCampuran

Konsentrasi CMC (%)

Viskositas (mPa.s)

Kekeruhan(NTU)

Kadar Air(%)

Kadar Abu(%)

1

0,5 1,0 1,5

100216,8324,5

82,09869,97

102,177

43,2630,9622,7

0,01 0,014 0,019

2

0,5 1,0 1,5

234423

1079,5

110,45116,51

174,4

37,5625,07

19,1

0,0280,0340,039

3

0,5 1,0 1,5

369,5657,5

949

131,95149,59184,87

29,218,7418,25

0,0410,0480,052

Gambar.5 : Grafik Pengaruh CMC Terhadap Kekeruhan

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan.

Dari hasil penelitian disimpulkan beberapa hal berikut :

1) Secara visual terjadi endapan dalam larutan yang mengandung 2 kg gula

2) Pengaruh konsentrasi CMC terhadap kesatabilan sirup pada saat awal (hari ke 3) dan seterusnya mengalami kenaikan kekentalan tetapi pada akhirnya (hari ke

11 hingga hari ke 23) sampel mengalami penurunan nilai kekentalan.

3) Semakin besar konsentrasi CMC dalam sampel larutan/sirup menunjukkan peningkatan kekentalan, kadar abu dan kekeruhan sedangkan kadar air semakin menurun /sedikit

4.2 Saran

Untuk memperlambat turunnya nilai kekentalan maka larutan dimasukkan ke dalam kulkas atau ditambahkan stabilizer.

84 Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)

PUSTAKA

1) AqualonCMC. Hercules incorporated2) Akzo Nobel Chemical, Deventer, NL3) Chara, Lambous G and George Linglet,

1981, the quality of foods and beverage. Chemisty and Technologi, Volume 1. Academic Press, New York.

4) Coultate, TP, 1989, Food. The Chemistry of it’s Component. Second Edition.

5) Eriawan Rismana dan Imam Paryanto, Peneliti di Pusat P-2 Teknologi Farmasi dan Medika-BPPT. Jakarta.

6) Feri Manoi, 2006, Pengaruh Konsentrasi Karboksil Metil Selulosa (CMC) Terhadap Mutu Sirup Jambu Mete. Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik.

7) Lemieux, RU; Huber, G (1953). “A chemical synthesis of sucrose”. J. Amer. Chem. Soc.

8) Yudkin, J.; Edelman, J., Hough, L. (1973). Sugar – Chemical, Biological and Nutritional Aspect of Sucrose. The Butterworth Group.

9) Wikipedia. The free ancyclopedia.

PENULIS

Dra. Netty Kamal. M.Sc. Staf Pengajar Teknik Kimia - ITENAS, Bandung.

Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal 85