EKSTRAKSI ALGINAT

Oleh:

Nama : Atika Tri HandayaniNIM : B1J011051Kelompok : 14Rombongan : IVAsisten : Ardianti Maya Ningrum

LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO

2014

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Makroalga tercatat sebagai salah satu biota laut yang memiliki tingkat

keanekaragaman yang tinggi. Beberapa penelitian dilakukan untuk menghasilkan

produk-produk yang dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia.

Salah satu caranya adalah dengan mengisolasi makroalga. Produk dari makroalga

berupa polisakarida yang memilii nilai ekonomis berupa alginat.

Rumput laut (seaweed) termasuk salah satu anggota alga yang merupakan

tumbuhan berklorofil. Rumput laut terdiri dari satu atau banyak sel, berbentuk

koloni, hidupnya bersifat bentik di daerah perairan yang dangkal, berpasir,

berlumpur atau berpasir dan berlumpur, daerah pesut, jernih dan biasanya

menempel pada karang mati, potongan karang dan substrat kasar lainnya, baik

terbentuk secara alamiah atau buatan (artifisial). Rumput laut merupakan salah satu

komoditas ekspor penghasil devisa.

Di Indonesia terdapat 555 jenis rumput laut dan empat jenis dikenal sebagai

komoditas ekspor yaitu: Eucheuma sp., Gracillaria sp., Gelidium sp.

dan Sargassum sp. S.   polycystum merupakan alginofit (penghasil alginat) yang

termasuk dalam kelas Phaeophyceae, famili Sargassaceae. Rumput laut coklat di

Indonesia tercatat sedikitnya terdapat 8 genus yaitu Cystoseira, Dictyopteris,

Dictyota, Hormophysa, Hidroclathrus, Padina, Sargassum dan Turbinaria.

Alginofit adalah jenis rumput laut coklat penghasil alginat, yaitu Sargassum  sp.,

Turbinaria  sp., yang banyak dijumpai di daerah laut Indonesia. Rumput laut

Sargassum  sp. merupakan jenis rumput laut coklat (Phaeophyceae) yang banyak

menghasilkan alginat dibandingkan dengan jenis rumput laut coklat yang lain.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini yaitu mengetahui kadar air dan proses ekstraksi kandungan kimia rumput lau seperti alginat.

C. Tinjauan Pustaka

Alginat adalah salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding

sel algae coklat, dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan memegang

peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan algae. Alginat disintesa

pertama kali oleh Stanford pada tahun 1880 (Chapman & Chapman, 1980). Pada

awalnya alginat dianggap sebagai suatu asam polimannuronat, namun sejak tahun

1964 asam alginat lebih dikenal sebagai kopolimer dari asam L-guluronat dan asam

D-mannuronat. Pada prinsipnya alginate terdiri dari 3 macam struktur, yaitu

homopolisakarida α-1,4-L-guluronat, β -1,4-D-mannuronat, dan heteropolisakarida

yang merupakan bentuk selang-seling asam α -1,4-L-guluronat dan asam β -1,4-D-

mannuronat (Anullmans, 1998).

Pada dasarnya, semua jenis algae coklat mengandung alginat, namun

demikian kebanyakan alginat yang diproduksi secara komersial, diekstraksi hanya

dari sejumlah kecil spesies. Misalnya di Amerika, alginat diekstraksi hanya dari

Macrocystis  pyrifera  yang tumbuh di sepanjang pantai Barat kepulauan Amerika

Utara yaitu dari Mexico sampai California. Sedangkan di Canada, alginat diekstraksi

dari Ascophyllum nodosum  yang tumbuh sepanjang pantai bagian Selatan Nova

Scotia. Sementara itu industri-industri alginat di Eropa terutama di Inggris,

Norwegia, dan Perancis melakukan ekstraksi alginat dari Ascophyllum nodosum, 

Laminaria hyperborea dan Laminaria digitata.

 Algae coklat penting lainnya yang digunakan untuk ekstraksi alginat adalah

Ecklonia  maxima  dan Lessonia  nigrescans  (Kirk, 1994). Ecklonia  maxima  banyak

ditemukan di perairan Afrika Selatan, sedangkan Lessonia   nigrescans  banyak

ditemukan di perairan Amerika Selatan (Chapman & Chapman, 1980). Adapun

spesies algae coklat asal perairan pantai Indonesia yang memiliki potensi untuk

diolah menjadi alginat adalah Sargassum sp., Turbinaria  sp., Hormophysa  sp., dan

Padina  sp. Keempat spesies alginofit (algae penghasil alginat) tersebut masih

diperoleh dari sediaan alami. Negara yang memiliki industri alginat cukup besar

adalah Jepang dan Korea.

Kandungan alginat dari rumput laut cokelat sangat bervariasi tergantung dari

tingkat kesuburan perairan, musim, bagian dari tanaman yang diekstrak dan jenis

rumput laut. Upaya memproduksi alginat di Indonesia masih belum optimal, oleh

karena itu perlu dilakukan penelitian-penelitian guna meningkatkan kandungan

alginat, diantarnya melalui optimasi ekstraksi alginat (King, 1983).

Optimalisasi proses ekstraksi sangat penting. Terutama proses hidrolisa asam

karena apabila ekstraksi dilakukan pada suasana asam dan suhu terlalu tinggi

menyebabkan alginate akan mudah terhidrolisis sehingga akan menurunkan

rendemen dan mutu tepung alginat yang didapat. Apabila alginat dapat diekstrak

dengan baik maka dapat menghasilkan nilai tambah pada rumput laut penghasil

alginat tersebut (Winarno, 1990).

Algin adalah sejenis bahan yang dikandung oleh Phaeophyceae dikenal dalam

dunia industri dan perdagangan karena banyak manfaatnya. Dalam dunia industri

algin berbentuk asam alginik atau alginat. Asam alginik adalah suatu getah selaput,

sedangkan alginat adalah bentuk garam dari asam alginik. Garam alginat ada yang

larut dalam air yaitu sodium alginat, potasium alginat dan amonium alginat,

sedangkan yang tidak larut dalam air adalh kalsium alginat (Aslan, 2006).

II. MATERI DAN METODE

A. Materi

Alat-alat yang digunakan yaitu saringan, panci, kompor, pengaduk, baki.Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu Sargassum 

duplicatum, KOH 2%, KOH 10%, NaOH 0,5%, Na2CO3 5%, HCL 0,5%, HCL 5%, H2O2 6%.

B. Metode

Proses ekstraksi alginat yaitu:

Alginofit 20 gram

Perendaman dengan KOH 2%, selama 30 menit

Ekstraksi Na2CO3 5% selama 5 menit

Perendaman HCL 0,5% 200 ml selama 30 menit

Perendaman NaOH 0,5% 200 ml selama 30 menit

Dicuci dengan air mengalir

Penyaringan

Pengasaman dengan HCL 5% sebanyak 20 ml, 5 menit

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemucatan dengan H2O2 6% 10 menit

Pengendapan dengan KOH 10% selama 10 menit

Pengeringan, pencetakan alginat

A. Hasil

Gambar 1. Alginat sebelum dijemur

Gambar 2. Alginat sesudah dijemur

Rendemen alginat (%) = Produk akhir x 100%

Bobot awal

= 0,7 gram x 100%

20 gram

= 3,5 gram

B. Pembahasan

Menurut Winarno (1990), alginat merupakan komponen utama dari getah

ganggang coklat (Phaeophyceae), dan merupakan senyawa penting dalam dinding

sel spesies ganggang yang tergolong dalam kelas Phaeophyceae. Alginat merupakan

salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding sel alga coklat,

dengan kadar mencapai 40 % dari total berat kering dan memegang peranan

penting dalam mempertahankan struktur jaringan alga. Alginat disintesa pertama

kali oleh Stanford pada tahun 1880.

Rumput laut S. duplicatum dikenal sebagai penghasil alginat. Alginat berperan

sebagai komponen penguat dinding sel dengan kandungan yang melimpah dan

dapat mencapai 40% dari berat kering rumput laut coklat. Alginat juga merupakan

salah satu bahan pikokoloid yang mempunyai fungsi sebagai bahan pengental,

pengatur keseimbangan, pengemulsi, serta pembentuk suatu lapisan tipis terhadap

minyak. Alginat merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam

rantai linier yang panjang, monomer penyusun alginat ada dua jenis struktur dasar

yaitu β-D-Asam Manuronat dan α-L-Asam Gluronat (Anwar et al., 2013).

Menurut Salisu et al.,  (2013) alginat adalah salah satu polisakarida alami

paling melimpah yang berasal dari laut. Cadangan kopolimer polisakarida ini

diaplikasikan dalam berbagai bidang termasuk farmasi, biomedis, pertanian, dan

lingkungan. Kemungkinan modifikasi alginat memberikan peluang yang lebih besar

untuk mendapatkan hibrida bahan untuk aplikasi tertentu. Polimer dengan aplikasi

menjanjikan di bidang biomedis sebagai pengiriman sistem agen terapeutik,

perangkat bioseparasi telah menarik banyak perhatian, karena sifat alginat tidak

beracun. Polimer biodegradable telah menarik banyak perhatian saat ini, karena

untuk meningkatkan kepedulian terhadap pencemaran lingkungan yang diciptakan

oleh sampah plastik. Oleh karena itu, pencangkokan sintetis polimer ke polimer

alam akan menyebabkan degradasi plastik sintetis yang dilakukan oleh mikroba.

Rumput laut yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah Sargassum 

duplicatum. Sargassum duplicatum memiliki ciri-ciri yaitu, bentuk thalus umumnya

silindris atau gepeng, cabangnya rimbun menyerupai pohon di darat, bentuk daun

melebar, lonjong, atau pedang, mempunyai gelembung udara (bladder) yang

umumnya soliter, panjangnya mencapai 7 meter. Zat yang diestraksi dari alga ini

berupa alginat yaitu suatu garam asam alginik yang mengandung ion sodium,

kalsium, dan barium (Aslan, 2006).

Menurut Rasyid (2010), klasifikasi Sargassum  duplicatum adalah sebagai

berikut :

Division : Phaeophyta

Class : Phaeophyceae

Ordo : Fucales

Family : Sargasaceae

Genus : Sargasum

Species : Sargasum duplicatum

Alginat berfungsi sebagai pemelihara bentuk jaringan pada makanan yang

dibekukan, counteract penggetahan dan dan pengerasan dalam industri roti berlapis

gula, pensuspensi dalam sirop, pengemulsi dalam salad dressing, serta penambah

busa pada industri bir. Di bidang bioteknologi, alginat digunakan sebagai algin-

immobilisasi sel dari yeast pada produksi alkohol. Di bidang farmasi dan kosmetik,

alginat dimanfaatkan dalam bentuk asam alginat atau garam sodium alginat dan

kalsium aginat (Anggadiredja et al., 1993)

Garam–garam yang dapat larut dalam air, khususnya garam-garam natrium

dari asam alginate digunakan dalam industri tekstil sebab dapat menghaluskan dan

membuat bahan menjadi lebih baik. Garam-garam alkali dapat juga digunakan

sebagai pengental bahan untuk pewarnaan di industri percetakan, sebagai penguat

dan perekat benang-benang yang digunakan untuk tenun, dan juga sebagai bahan

perekat di industri briket khususnya yang terbuat dari batubara atau liginit. Pada

industri briket 2,5 % larutan digunakan sebagai medium pengikat. Penggunaan lain

dari garam alginat tergantung pada kemampuan sebagai pengemulsi, misalnya cat

emulsi kasein. Sifat pengemulsi ini digunakan untuk bahan-bahan yang tidak larut

dalam air, misalnya produk-produk lemak, bensin, minyak, dan disinfektan.

Menurut Maass dalam  (Chapman & Chapman, 1980), sifat suspensi dari natrium

alginat digunakan pada obat-obatan (misalnya penisilin), semir untuk mobil, cat,

kosmetik, dan insektisida.

Konversi garam-garam yang semula dapat larut dalam air menjadi tidak dapat

larut digunakan untuk memproduksi kain yang tahan terhadap air misalnya tenda

dan penutup wagon. Penggunaan lainnya adalah pada pembuatan plastik,

vulcanitefibre, linoleum, kulit imitasi, serta penjernihan larutan gula dan air mineral.

Cu-alginat dan Hg-alginat telah menjadi komponen yang bernilai dalam pembuatan

cat yang digunakan dibawah laut. Namun demikian, hal ini masih memerlukan

penelitian lebih lanjut (Chapman & Chapman, 1980).

Salah satu pemanfaatan alginat yang penting khususnya di Amerika Serikat

adalah sebagai penstabil yang dapat memberikan kelembutan pada kulit dan tekstur

es krim serta mencegah terbentuknya kristal yang kasar. Menurut Steiner &

Mcneely dalam  (Chapman & Chapman, 1980), pemanfaatan alginat sebagai

penstabil harus dalam larutan alkali sebab jika dalam larutan asam akan terbentuk

gel. Pemanfaatan alginat dalam industri makanan didasarkan pada beberapa faktor

antara lain :

1. Kemampuan untuk membentuk larutan yang viskos.

2. Stabil pada temperatur dan pH tinggi.

3. Reaktivitas terhadap ion Ca2+ yang dapat membentuk gel.

4. Stabilitas panas dari gel (Anullmans, 1998).

Selama berlangsungnya proses ekstraksi alginat terjadi perubahan-

perubahan pada rendemen alginat. Tahap awal dilakukan penimbangan alginat

sebanyak 20 gram, kemudian Sargassum duplicatum direndam dengan KOH 2%

selama 30 menit, proses selanjutnya dicuci dengan air mengalir, agar memudahkan

pelunakkan dan proses ekstraksi, juga untuk menghilangkan kotoran, kemudian

direndam NaOH 0,5% selama 30 menit lalu cuci dan ditiriskan. Proses tersebut

diulangi lagi dengan menggunakan perendaman HCl 0,5% selama 30 menit. Pada

proses ini Sargassum yang sebelumnya kering berwarna coklat menjadi lunak dan

berwarna coklat keruh. Semakin tinggi konsentrasi bahan oksidator yang diberikan,

maka proses pemucatan akan berjalan semakin sempurna dan semakin lama waktu

perendaman akan memungkinkan sejumlah pigmen xantofil serta klorofil a dan c

terlarut (Handayani, 2006).

Tahap selanjutnya, dilakukan proses ekstraksi dengan Na2CO3 5% selama 5

menit, kemudian dilakukan penyaringan. Ekstraksi akan lebih mudah jika talus pada

rumput laut direndam dan dipanaskan karena talus menjadi lebih lunak. Handayani

(2006) menyatakan, optimalisasi proses ekstraksi sangat penting karena apabila

ekstraksi dilakukan pda suasana asam dan suhu terlalu tinggi menyebabkan alginat

mudah terhidrolisis, sehingga akan menurunkan rendemen dan mutu tepung alginat

yang didapatkan. Proses ini dilakukan terus-menerus diaduk agar rumput laut

mudah hancur, setelah itu untuk memisahkan alginat dari selulosanya, larutan

tersebut disaring dengan menggunakan kain blacu. Proses ini menghasilkan alginat

yang berbentuk cairan kental dan warna coklat kehitaman.

Asam alginat diperoleh dari pengasaman HCL 5% selama 10 menit. Fungsi

dari perendaman HCl ini adalah untuk memecah dinding sel rumput laut. Hal ini

didukung dengan pernyataan Winarno (1990), bahwa penggunaan HCl pada alginat

akan memecah dinding sel, sehingga memudahkan ekstraksi, karena HCl merupakan

asam kuat dan akan terionisasi sempurna. Proses selanjutnya yaitu pemucatan

dengan H2O2 6% 10 menit. Proses ini berguna untuk mendegradasi warna menjadi

lebih cerah. Proses selanjutnya adalah pengendapan dengan KOH 10% selama 10

menit untuk memisahkan natrium alginat dengan asam alginat dan juga agar

membentuk alginat yang stabil. Tahap akhir dari ekstraksi alginat adalah

pengeringan pada suhu 25-30oC untuk mendapatkan alginat berbentuk tepung

(Winarno, 1990).

Rendemen hasil praktikum adalah 3,5 %. Hal ini mengkin disebabkan karena

viskositas alginat kecil dan lamanya waktu ekstraksi. Hal ini sesuai dengan Taylor

(1979), semakin lama ekstraksi, semakin tinggi pula rendemen yang didapat. Hal ini

menunjukkan bahwa semakin lama waktu perendaman talus dengan HCl, nilai

rendemen alginat dari ekstraksi alginat meningkat, karena HCl akan memecah

dinding sel rumput laut. Kandungan alginat dari rumput laut coklat tergantung dari

umur, spesies dan habitat.

Larutan-larutan yang digunakan pada praktikum ini masing-masing memiliki

fungsi yang menunjang produk dari ekstraksi alginat ini. Larutan NaOH 0,5%

berfungsi untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel di rumput laut,

KOH 2% berfungsi untuk pelunakan dinding sel rumput laut. Larutan Na2CO3 5%

diberikan untuk memperoleh filtrat dan pemisahkan dari selulosa, mengekstraksi

kandungan alginat. Larutan HCl 0,5 % dan 5% untuk mengurangi garam-garam

mineral dan sebagai agen demineralisasi dan hidrolisis, larutan H2O2 6% untuk

larutan KOH 2% dan 10% untuk melunakan dinding sel dan mengendapkan kalium

alginat (Rasyid, 2010).

Standar mutu alginat yang baik menurut Ilalqisny & Widyartini (2001) adalah

sebagai berikut :

Spesifikasi Standar mutu

Kadar air

Kadar abu

Kadar karbohidrat sbg galakton

Logam berbahaya, Arsen

Zat warna tambahan

15-21%

Maksimal 4%

Minimal 30%

Negatif

Yang diinginkan untuk makanan dan

minuman

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pembahasan dan praktikum, maka dapat diambil

kesimpulan bahwa :

1. Rendemen alginat yang diperoleh dari rumput laut kering Sargassum duplcatum 

adalah 3,5 %.

2. Tahapan ekstraksi agar adalah pencucian dan pembersihan, pengerinngan,

perendaman dan pemucatan, pelembutan, penghancuran, pemasakan,

pengepresan, pendinginan dan pengeringan.

B. Saran

Sebaiknya lama ekstraksi atau konsentrasi larutan tertentu diperbesar lagi,

sehingga nilai rendemen bisa lebih tinggi.

DAFTAR REFERENSI

Anggadireja, J., Zatnika, A., Sujatmiko, W., Istiani, dan Noor, Z. 1993. Teknologi Produk Perikanan Dalam Industri Farmasi. Stadium General Teknologi dan Alternatif Produk Perikanan Dalam Industri Farmasi. IPB, Bogor.

An Ullmans. 1998. Industrial Organic Chemicals. Vol. 7. Wiley-VCH, New York. 3993-4002.

Anwar F., A. Djunaedi, G. W. Santosa. 2013. Pengaruh konsentrasi KOH yang berbeda terhadap kualitas alginat rumput laut coklat Sargassum duplicatum J. G. Agardh. Journal of Marine Research. 2 (1) : 7-14.

Aslan, L.M. 2006. Budidaya Rumput Laut. Kanisius, Yogyakarta.

Chapman, V.J. and D.J. Chapman. 1980. Seaweed and Teir Uses Third Edition. Chapman and Hall.

Handayani, T. 2006. Protein pada Rumput Laut. Oseania, Bidang Sumberdaya Laut, Pusat Penelitian Oseanografi-LIPI, Jakarta.

Ilalqisny, A.I. dan D.S. Widyartini. 2001. Makroalga. Fakultas Biologi UNSOED, Purwokerto.

King, H.K. 1983. Brown Seaweed Extract (Alginates). In Glicksman M (ed). Food Hydrocolloids.CRC Press Inc, Bocaraton Florida.

Kirk and Othmer. 1994. Encyclopedia of Chemical Technology Fourt Edition. Volume 12. John Wiley dan Sons, New York. 1091 pp.

Kleinübing S. J., F. Gaia, C. Bertagnolli, M. Gurgel C. da Silva. 2013. Extraction of Alginate Biopolymer Present in Marine Alga Sargassum filipendula and Bioadsorption of Metallic Ions. Materials Research. 16 (2): 481-488.

Salisu, A, A. A. Naim, and M.M. Sanagi. 2013. Chemical modification of marine polysaccharide (alginate) by free-radical graft copolymerization ― a short review. Journal of Applied Chemistry. 4 (3) : 39-44.

Taylor WR. 1979. Marine Alga of the Eastern Tropical and Subtropical coast of the Americas. The university of Michigan.

Winarno, F.G. 1990. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.