EKSTRAKSI ALGINAT

Oleh:

Nama : Suminar Sundari Maharani HapsariNIM : B1J009013Kelompok : 2Rombongan : IAsisten : Siti Novianti Eka Putri

LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO

2013

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Berkembangnya industri diberbagai negara, berkembang pula produksi

berbagai produk yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan maasyarakat

modern, baik untuk kebutuhan pangan, obat-obatan, bahan kosmetik, tekstil dan

sebagainya. Salah satu bahan yang sangat diperlukan adalah produk pikoloid yang

umumnya dihasilkan dari rumput laut. Salah satu bahan pikoid yang sangat

diperlukan diberbagai industri adalah senyawa alginat. Kebutuhan senyawa

alginat untuk industri tekstil dikawasan Asia Pasifik dewasa ini mencapai 8.000-

10.000 kg, sedangkan kebutuhan senyawa alginat di Negara maju sekitar 15.000

kg yang sebagian besar diimport. Algin adalah suatu bahan yang dikandung

Phaeophyceae.

Pemanfaatan algin pada umumnya berbentuk asam alginat dan alginat.

Algin merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk

rantai linier panjang. Bentuk alginat yang paling dijumpai adalah natrium alginat

yaitu suatu garam alginat yang larut dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam

air ialah kalium dan ammonium alginat, alginat yang tidak larut dalam air ialah

kalsium alginate.

Algin dapat diekstrak dari Alginophyt, yaitu keluarga Phaeophyceae yang

menghasilkan algin antara lain dari Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessinia, dan

Sargassum. Algin di dapat dalam bentuk alginik yaitu turunan dari selulosa dan

asam pektik. Algin berfungsi dalam industri sebagai pengental, pengatur

keseimbangan, pengemulsi dan pembentuk lapisan tipis yang tahan terhadap

minyak. Selain itu algin digunakan dalam industri makanan, farmasi, kosmetik,

tekstil, keramik, fotografi, dan lain-lain.

Metode ekstraksi yang dikembangkan oleh instalasi Penelitian Perikanan

Laut Slipi meliputi beberapa tahap yaitu demineralisasi, pencucian, ekstraksi,

penarikan asam alginate menggunakan HCl, pencucian, pertukaran ion H+ dengan

ion Na+ dari larutan NaOH kemudian penarikan natrium alginate menggunakan

alkohol dan pengeringan.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum ekstraksi alginat ini adalah untuk mengetahui

proses ekstraksi alginat dan perubahan-perubahan yang terjadi dari setiap tahapan

dalam ekstraksi.

C. Tinjauan Pustaka

Alga coklat termasuk salah satu sumberdaya hayati laut yang banyak

ditemukan tumbuh di perairan pantai Indonesia. Salah satu jenis alga coklat

tersebut adalah Sargassum echinocarphum. Seperti alga coklat lainnya,

Sargassum echinocarphum juga dapat ditemukan tumbuh melimpah pada bulan

Agustus – Oktober (Rasyid, 2009). Menurut Atmaja et al. (1996), alga coklat

lainnya yang ditemukan di perairan pantai Indonesia adalah Turbinaria sp.,

Hormophysa sp. dan Padina sp.

Alginat adalah salah salah satu jenis polisakarida yang terdapat dalam

dinding sel alga coklat dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan

memegang peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan sel alga (An

Ullman’s 1998). Jenis alga coklat sebagai sumber bahan baku alginate berbeda-

beda di setiap negara produsen. Misalnya, di Amerika Serikat alginate diekstraksi

dari Macrocystis pyrifera yang tumbuh di sepanjang pantai barat kepulauan

Amerika Utara, yaitu dari Meksiko sampai California. Di Kanada, alginate

diekstraksi dari Ascophylum nodosum yang tumbuh sepanjang pantai bagian

selatan Nova Scotia.

Beberapa negara produsen alginat di Eropa seperti Inggris, Norwegia dan

Perancis menggunakan Ascophylum nodosum, Laminaria hyperborea dan

Laminaria digitata sebagai bahan baku alginate, sedangkan negara di Asia yang

juga merupakan produsen alginat yang signifikan yaitu Jepang dan Korea,

menggunakan Eclonia cava dan beberapa jenis lainnya (Kirk And Othmer, 1994).

Industri makanan merupakan salah satu pengguna terbesar alginate disamping

industri lainnya yaitu farmasi, kosmetik, karet, tekstil, keramik, minuman dan cat.

Algin merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam

bentuk rantai linier yang panjang (Winarno, 1990). Bentuk alginat yang paling

banyak dijumpai adalah natrium alginat yaitu suatu garam alginat yang larut

dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam air adalah kalium atau ammonium

alginat, sedangkan alginat yang tidak larut dalam air adalah kalsium alginat

(Zailanie et al., 2001).

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, 1996).

II. MATERI DAN METODE

A. Materi

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ekstraksi alginate yaitu

rumput laut jenis Sargassum sp., KOH 2%, NaOH 0,5, Na2CO3 7%, HCl 5%,

H2O2 6%, NaOH 10%, alkohol 95%, dan akuades. Alat-alat yang digunakan yaitu

timbangan analitik, kertas pH, pipet, pipet ukur, pengaduk dan alat penjepit

cawan, pompa vacum, cawan, blender, kompor, gelas ukur (50, 100, 500 ml),

Erlenmeyer, thermometer, oven dan kain kassa ukuran 100 mesh.

B. Metode

1. Rumput laut kering (Sargasssum sp.) ditimbang sebanyak 60 gram.

2. Rumput laut direndam dalam larutan KOH 2% dengan perbandingan rasio 1:1,

lalu dibilas dengan air bersih.

3. Rumput laut direndam dalam larutan NaOH 0,5% selama 30 menit dengan

perbandingan 10:1.

4. Rumput laut direndam dalam larutan HCl 0,5% selama 30 menit dengan

perbandingan 10:1

5. Ekstraksi dilakukan dengan menambahkan larutan Natrium karbonat (Na2CO3)

7% ke dalam larutan dengan perbandingan 10:1 dan dipanaskan pada suhu 50o

C dengan lama ekstraksi 3 jam. Hasil yang didapat kemudian disaring dengan

kain kassa ukuran 100 mesh.

6. Larutan hasil penyaringan kemudian diasamkan dengan menambahkan HCl

5% hingga mencapai pH 2,8-3,2 selama 5 jam.

7. Kemudian dilakukan pemucatan dengan menambahkan H2O2 6% dengan

perbandingan 1:1 ke dalam larutan selama 1 jam.

8. NaOH 10% ditambahkan ke dalam larutan sedikit demi sedikit hingga dicapai

pH larutan berkisar antara 8,5-9,0, perlakuan ini dilakukan selama 5 jam.

9. Garam alginat yang terdapat pada larutan dimurnikan dengan menambahkan

alkohol 95% dengan perbandingan 1:1 selama 15 menit. Gumpalan yang

terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 400C.

10. Garam alginat yang didapat kemudian dihitung rendemen. Adapun kandungan

rendemen alginat dapat dihitung dengan rumus:

Rendemen (%) = Produk akhir (gram) x 100%

Bahan baku (gram)

Diagram Alir Pembuatan Alginat

Sargassum polycistum 60 gram

Rumput laut direndam dalam larutan KOH 2%

Dicuci Air Mengalir

Perendaman NaOH 0,5% selama 30 Menit(rasio 10:1 v/w)

Perendaman HCl 0,5% selama 30 menit(rasio 10:1, v/w)

Ektraksi Na2CO3 7%(rasio 10:1, suhu 50o C selama 2 jam)

Penyaringan

Pengasaman HCl 5% (pH 2,8-3,2) 5 jam

Pemucatan H2O2 (1:1, v/w)

Pengendapan NaOH 10% (ph 8,5-9,0) 5 jam

Pemurnian, alkohol 95% (rasio 1:1, v/w)

Pengeringan pada Oven 60o C selama 2-3 hari

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Rendemen Alginat

= Bobot Akhir x 100 % Bobot Awal

= 0,5 x 100% 60

= 0,8 %

B. Pembahasan

Rumput laut coklat yang potensial untuk digunakan sebagai sumber

penghasil alginat diantaranya adalah jenis Makrocystis, Turbinaria, Padina dan

Sargassum sp. Kandungan alginat pada rumput laut coklat tergantung musim,

tempat tumbuh, umur panen dan jenis rumput laut. Rumput laut coklat memiliki

pigmen santotif yang memberikan warna coklat dan dapat menghasilkan algin

atau alginat, laminarin, selulosa, fikoidin dan manitol yang komposisinya sangat

tergantung pada jenis (spesies), masa perkembangan dan kondisi tempat

tumbuhnya. Asam alginat diproduksi dengan cara ekstraksi alga coklat

(Phaeophyceae) dan banyak digunakan sebagai bahan pembentuk gel dan

pengental yang bersifat thermoreversibel dalam berbagai bidang industri, juga

dipakai sebagai suspending emulsifying, dan stabilizing agent. Senyawa Alginat

yang umum dikenal adalah Natrium Alginat

( Maharani et al, 2010)

Hasil praktikum menunjukkan bahwa rendemen Alginat yang diperoleh

dari praktikum adalah sekitar 0,8 %, sedangkan menurut standar mutu rendemen

garam alginat adalah >18% (Yunizal,2004). Rendahnya rendemen yang dihasilkan

disebabkan oleh kerusakan yang terjadi pada garam alginat karena proses

pemucatan dengan menggunakan H2O2. Proses pemucatan akan menyebabkan

pigmen yang terkandung dalam rumput laut teroksidasi dan terdegradasi, sehingga

semakin tinggi konsentrasi H2O2 yang digunakan, maka retensi pigmen dalam

produk semakin rendah dan rendemen yang dihasilkan rendah pula (Luhur 2006).

Rasyid (2010) menyatakan bahwa kandungan asam alginat dari batang alga jenis

Laminaria pada tanaman yang lebih tua relatif lebih stabil dibandingkan dengan

yang masih muda. Kemungkinan perbedaan usia panen (waktu pengambilan) juga

berpengaruh terhadap kadar natrium alginat Sargassum polycystum. Faktor

lainnya adalah perbedaan kondisi perairan pada waktu pengambilan sampel

dilakukan.

Sargassum sp. adalah salah satu jenis alga laut dari kelompok alga coklat

(Phaeophyceae). Alga coklat ini biasanya dicirikan oleh 3 sifat yaitu: (1) adanya

pigmen coklat, yaitu fukosantin yang menutupi warna hijau dari pigmen klorofil a

dan c, (2) hasil fotosintesis terhimpun dalam bentuk laminarin dan (3) adanya

flagel. Sargassum sp. memiliki bentuk thallus silindris atau gepeng, banyak

percabangan yang menyerupai pepohonan di darat, bangun daun melebar, lonjong

seperti pedang, memiliki gelembung udara yang umumnya soliter, batang utama

bulat agak kasar, dan holdfast (bagian yang digunakan untuk melekat) berbentuk

cakram. Pinggir daun bergerigi jarang, berombak, dan ujung melengkung atau

meruncing. Sargassum sp tersebar luas di perairan Indonesia, dapat tumbuh di

perairan terlindung maupun berombak besar pada habitat berkarang. Rumput laut

jenis Sargassum umumnya merupakan tanaman perairan yang mempunyai warna

cokelat, berukuran relatif besar, tumbuh dan berkembang pada substrat dasar yang

kuat. Bagian atas menyerupai semak yang berbentuk simetris bilateral atau radial

serta dilengkapi bagian sisi pertumbuhan (Anggadiredja et al., 2008)

Sargassum polycistum membutuhkan intensitas cahaya matahari berkisar

6500 – 7500 lux. Algae Sargassum tumbuh berumpun dengan untaian

cabangcabang. Panjang thalli utama mencapai 1–3 m dan tiap-tiap percabangan

terdapat gelembung udara berbentuk bulat yang disebut “Bladder,” berguna untuk

menopang cabang-cabang thalli terapung ke arah permukaan air untuk

mendapatkan intensitas

cahaya matahari (Kadi, 2006).

Klasifikasi menurut Bandungense (2011) :

Divisio : Phaeophyta

Class : Phaeophyceae

Subclass : Cyclophyceae

Ordo : Fucales

Famili : Fucaceae

Genus : Sargassum

Species : Sargassum polycistum

Menurut Vauchel et al.,(2008) dengan reactive extrution lebih efesien

dibandingankan dengan proses bacth untuk ekstraksi alkali alginate.

Keuntungandari menggunakan reactive extrution yaitu waktu lebih cepat satu jam

dari yang tadinya hanya beberapa menit, hasil ekstrasi 15% lebih tinggi, dan

semua sifat reologi produksi meningkat.

Tiap-tiap tahapan dalam ekstraksi alginat terjadi perubahan-perubahan

sebagai berikut :

1. Tahap perendaman dengan NaOH 0,5% selama 30 menit bertujuan untuk

melunakkan dinding sel dan menghilangkan kotoran, larutan berubah warna

menjadi keruh karena kotoran terserap NaOH. Tahap perendaman dengan

HCl 0,5% selama 30 menit, warna larutan tetap, tetapi rumput laut lebih lunak

dan larutan berwarna coklat.

2. Tahap ekstraksi dengan Na2CO3 5% bertujuan untuk mengeluarkan

alginate dari dinding sel dan selulosa, larutan agak kental, berwarna coklat

kehitaman. Na2CO3 berfungsi untuk mengekstrak kandungan alginat yang

terdapat didalam talus rumput laut coklat. Kecepatan ekstraksi alginat dalam

talus sangat tergantung pada konsentrasi Na2CO3, suhu dan lama waktu

ekstraksi yang diberikan (Basmal et al., 1998).

3. Tahap pengasaman dengan HCl 5% timbul adanya busa, kemudian terjadi

pengumpulan di permukaan. HCl berfungsi dalam demineralisasi dan sebagai

pembentuk endapan asam alginat (Renm, 1986).

4. Tahap pemucatan dengan H2O2 6% bertujuan untuk memutihkan alginat

dari alginat yang berwarna cokelat, warna menjadi coklat keputihan.

5. Tahap pengendapan dengan NaOH 10% sebanyak 5 tetes bertujuan untuk

memisahkan natrium alginat dengan asam alginat. Larutan berwarna coklat

jernih atau jernih dan tidak terdapat endapan. Jika pH 10 maka ditambahkan

HCl 0,5% sebanyak 95 ml sampai pH turun menjadi basa. Jika pH asam

ditambahkan 1ml NaOH 0,5% sehingga didapatkan pH 9 untuk pertukaran ion

Na dan H+. Basmal et al., (1998), menyatakan NaOH merupakan salah satu

golongan senyawa alkali dalam proses ekstraksi rumput laut berfungsi

membentuk natrium alginat dari asam alginat.

6. Tahap pemurnian menambahkan alkohol 95% dengan perbandingan 1:1

bertujuan untuk pemurnian alginat yang diperoleh, diamkan selama 5 menit

sampai terjadi penggumpalan kemudian disaring, pada praktikum kali ini

terdapat endapan algin dan residu pada bagian dasar.

Alginat dapat mengurangi kerusakan staling selama penyimpanan, selain itu,

sebanyak 0,25 % - 0,5 %. Alginat dapat meningkatkan dan menstabilkan

konsistensi isi dari produk-produk makanan yang diolah dengan cara di panggang

seperti kue dan pie. Pengujian dilakukan secara langsung dalam produk makanan

serta untuk menganalisis sifat fisik kimia sehingga penggunaan optimal dapat

dideteksi dalam makanan. Karena Sargassum dan spesies Turbinaria di temukan

di pantai berbatu Wilayah Yogyakarta yang belum banyak diketahui tentang

penggunaannya, meskipun telah berhasil diekstrak dan komposisi kimianya

dikenal, pemanfaatan optimal dapat digunakan dalam pembuatan makanan

(Mushollaeni et al, 2012).

Ada dua jenis monomer penyusun alginat, yaitu β-D-Mannopyranosil

Uronat dan α-L-Asam Gulopyranosyl Uronat. Garam natrium dari asam alginat

berwarna putih samai kekuningan, berbentuk tepung atau serat, hampir tidak

berbau dan berasa, larut dalam air dan mengental (larutan koloid), tidak larut

dalam larutan hidrokoloid dengan kandungan alkohol lebih dari 20%, dan tidak

larut dalam kloroform, eter, dan asam dengan pH kurang dari 3. Standar mutu

internasional untuk asam alginat dan garam alginat sesuai dengan Food Chemical

Codex (1981) diacu dalam Yunizal (2004), dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 1. Standar mutu asam alginat dan garam alginat

Karakteristik Asam

alginat

Garam

alginat

Kemurnian (% berat kering) 91-104% 90.8-106%

Rendemen >20% >18%

Kadar CO2 <23% <21%

Kadar As <3 ppm <3 ppm

Kadar Pb <0.004% <0.004%

Kadar Abu <4% 18-27%

Susut pengeringan <15% <15%

Sumber : Indriani dan Sumiarsih (1994).

Alginat dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti industri makanan,

minuman, obat, kosmetik, tekstil, industri cat dan penggunaan lainnya.

Pemanfaatan alginat sebagai emulsifying agent, disintegrating agent, moisturizing

agent, pemanfaatan ini didasarkan pada sifat fisika dan kimia alginat (Rachmat,

2004).

Alginat telah terbukti memperkuat mucus, perlindungan alamiah dari dinding

usus, dapat memperlambat pencernaan, dan pelepasan gizi di dalam tubuh. Lebih

lanjut, alginat mengandung serat yang tinggi, mengandung mineral penting,

mudah dicerna, enak dan aman. Selama ini alginat telah banyak digunakan

sebagai bahan jelly, perekat makanan bertepung, bahan pengental pada pembuatan

minuman semacam bir, es krim, cream pada yoghurt dan Iain-lain. Alginat juga

banyak digunakan pada industri kosmetik untuk membuat sabun, cream, lotion,

shampo, dan pencelup rambut. Industri farmasi memerlukannya untuk pembuatan

suspense, emulsifier, stabilizer, tablet, salep, kapsul, plester, dan filter. Dalam

industri makanan atau bahan makanan alginate banyak dijadikan sayur, saus, dan

mentega. Dalam beberapa proses industri, alginat juga diperlukan sebagai bahan

additive antara lain pada industri tekstil, kertas, keramik, fotografi, insektisida,

pestisida, pelindung kayu, dan pencegah api (Susanto 2009).

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut:

1. Faktor yang mempengaruhi rendemen dan kualitas alginat dalam Sargassum

sp. seperti intensitas cahaya, kandungan mineral dalam perairan, dan arus

gelombang.

2. Hasil rendeman dari alginate adalah 0,8 %

3. Proses ekstraksi terdiri dari beberapa tahap yaitu perendaman, ekstraksi,

penyaringan, pengasaman, pemucatan, pengendapan, pemurnian, dan

pengeringan.

DAFTAR REFERENSI

Atmadja, W. S. , A. Kadi, Sulistijo, dan Rachmaniar. 1996. Pengenalan Jenis-jenis Rumput Laut Indonesia. Puslitbang Oseanologi, LIPI, Jakarta.

Bandungense H. 2011. Klasifikasi Tumbuhan. http://www.sith.itb.ac.id/

Basmal, J., Yunizal dan Tazwir. 1998. Pengaruh Perlakuan Pembuatan Semi Refined Alginat dari Rumput Laut Cokelat (Turbinaria ornata) Segar Terhadap Kualitas Sodium Alginat. Makalah disajikan Dalam Forum Komunikasi I. Ikatan Fikologi Indonesia, p 97-110.

FOOD CHEMICAL CODEX 1981. Food chemical codex. 3rd edition, National Academic of Science, Washington D.C. : 135-195.

Indriani, H dan E. Sumiarsih. 1994. Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran Rumput Laut. Penebar Swadaya, Jakarta.

Kadi, A. 2006. Beberapa Catatan Kehadiran Marga Sargassum di Perairan Indonesia. Jurnal Oseana, 4: 19-29.

KIRK and OTHMER. 1994. Encyclopedia of chemical technology. Fourth Edition. Volume 12. John Wiley & Sons, New York : 844 – 847.

Luhur DA. 2006. Pemanfaatan khitosan absorben dalam pembuatan alginate (Sargassum sp). [skripsi]. Bogor : Departemen Teknologi Hasil perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.

Maharani, M.A, Widyayanti, R. 2010. Pembuatan Alginat Rumput Laut Untuk Menghasilkan Produk Dengan Rendemen Dan Vikositas Tinggi. Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058

Mushollaeni, W, Rusdiana, E. 2012. Optimizing the Use of Alginate from Sargassum and Padina as Natural Emulsifier and Stabilizer in Cake. ISSN 2090 – 424X Journal of Agriculture and Food Technology. Department of Agricultural Industry Technology, University of Tribhuwana Tunggadewi, Indonesia

Rachmad. 2005. Beberapa catatan tentang alginate. Buletin Ilmiah.vol XXX: 9-14.

RASYID, A. 2009. Perbandingan kualitas natrium alginat beberapa jenis algae coklat. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, 35 (1) : 57-64.

Rasyid, A. 2010. Ekstrasi Natrium Alginat dari Alga Coklat Sargassum echinocarphum. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia (2010) 36(3): 393- 400

Renm, D. W. 1986. Uses of Marine Algae In Biotechnology dan Industry. Lokakarya Bioteknologi Rumput Laut. 11-13. Sekretariat Dewan Riset Nasional Kantor Menristek, Jakarta.

Susanto A.B. 2009. Alginat. [Artikel Indonesia]. http://rumputlaut.org/algin/

Vauchel, P, Kaas, R, Arhaliass, A, Baron Regis, Legrand, J. 2008. A New Process for Extracting Alginates from Laminaria digitata : Reactive Extrusion. Food and bioprocess Technology Volume 1 Number 3: pages 297-300

Winarno F.G., 1990, “Teknologi Pengolahan Rumput Laut”, Edisi I, Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.

Winarno, F. G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia, Jakarta.

Yunizal. 2004. Teknik Pengolahan Alginat. Jakarta : Pusat Riset Pengolahan Produk dan Sosial Ekonomi Kelautan dan Perikanan.

Zailanie, K., T. Susanto dan B.W. Simon. 2001. Ekstraksi dan Pemurnian Alginat dari Sargassum filipendula Kajian dari Bagian Tanaman, Lama Ekstraksi dan Konsentrasi Isopropanol. Jurnal Teknologi Pertanian 2: 10-2.