ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAH …digilib.unila.ac.id/23180/3/SKRIPSI TANPA BAB...

ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAHEucheuma cottonii DENGAN METODE PENGENDAPAN GARAM ALKALI

Oleh

ARYA RIFANSYAH

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2016

(Skripsi)

ABSTRAK


Oleh

ARYA RIFANSYAH

Telah dilakukan isolasi karaginan dari alga merah Eucheuma cottonii dengan metodepengendapan garam alkali. Garam alkali yang digunakan yaitu NaCl, KCl dan CaCl2.Isolasi ini diawali dengan penentuan konsentrasi optimum larutan alkali dan garamalkali. Konsentrasi optimum larutan alkali dan garam alkali (agen pengikat) adalahmasing-masing sebesar 5 dan 2%. Larutan garam alkali yang dapat digunakan dalamproses presipitasi karaginan dari alga merah Eucheuma cottonii hanyalah larutan KCl,hal ini dikarenakan alga merah Eucheuma cottonii hanya sensitif terhadap ion K+.Sifat kimia dan fisik karaginan yang diperoleh berdasarkan parameter rendemensebesar 28,2%; viskositas sebesar 14,3 cP; kadar air 6,13% dan kadar abu sebesar29,78%. Karakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer IR menunjukkanbahwa senyawa hasil sintesis adalah karaginan jenis kappa. Hal ini ditunjukkandengan adanya serapan pada daerah 925,83 cm-1 dan pada daerah 848,68 cm-1.Analisis termal menggunakan TGA menunjukkan bahwa senyawa karaginan denganKOH 5% terdekomposisi pada suhu 210oC sampai dengan 330oC dan dengan KOH9% terdekomposisi pada suhu 210oC sampai dengan 380oC.

Kata kunci : Isolasi, karaginan, Eucheuma cottonii, garam alkali, spektrofotometerIR, Thermal Gravimetry Analyzer (TGA)

ABSTRACT

ISOLATION AND CHARACTERIZATION CARRAGEENAN FROM REDALGAE Eucheuma cottonii WITH ALKALI SALT PRECIPITATION

METHOD

By

ARYA RIFANSYAH

Carrageenan isolation from the red algae Eucheuma cottonii have been performedusing alkali salt precipitation method. Alkali salt used is NaCl, KCl dan CaCl2.Isolation begins with the determination of the optimum concentration of alkali andalkali salt. The optimum concentration of alkali solution and alkali salt is at 5 and2%, respectively. Alkali salt solution that is useful in the process of precipitationcarrageenan from red algae Eucheuma cottonii only KCl solution, this is due to thered algae Eucheuma cottonii only sensitive towards K+ ions. The chemical andphysical properties of carrageenan obtained based on the parameters yield of 28,2%;viscosity of 14,3 cP; moisture content of 6,13% and ash content of 29.78%.Characterization using IR spectrophotometer showed that the compounds synthesizedare kappa carrageenan types. Indicated by their absorption at 925.83 cm-1 and 848.68cm-1 region. Thermal analysis using TGA showed that carrageenan compound with5% KOH decomposes at temperatures up to 210oC to 330oC and 9% KOHdecomposes at temperatures up to 210oC to 380oC.

Keywords : Isolation, carrageenan, Eucheuma cottonii, alkali salts, IRspectrophotometer, Thermo Gravimetric Analyzer (TGA)


Oleh

Arya Rifansyah

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai GelarSARJANA SAINS

Pada

Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2016

Judul Skripsi

Nama ' :',',. : :

i i:.,,1:.- ..',,,,,-,

Nomor Pokok Mahasiswa

Jurusanrt'" i '., .- I '- : : ,r :: :.

1 r ,' : ;.'. ,ll.

Fakultas

KARAGINAN DARI,IT"C*'

. Eaeh*w*ea eot*tnii DENGAII METODE. . . PIENGENDAPA}{ GABAM ALKALI

l tt : 1..

:Arya$lf4nsyth ' :.,,: tZt:OttOOS . "'

' ,1

': , I .'

:,'Kil11ig,.,,.,,l--:.1,, i, i'' ,: ,.

: Mateffiadkd,i*aa IImu Pengetahuan AIam '

ME\\'F]TT:JUI

1. Komisi Pembimbing

Andi Setiawan, Ph.I)NIP 1 9580922198811 1 00i

Prof,,I)l\iIP ig

ihn Hendri, M.S.1021198703 1001

2. Ketua Jurusan Kimia

-%"J-Dr. Eng srrip66-*vi yuw.ono ,M.T n/

N[' 197407052()000] i001 {rL

:i' .r. .t

i-i',r

${ENGESAIIKAN

Tanggal Lulus Ujian Skripsi 24 Juni 2016

e

Bukan Pembi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di desa Pengayunan Kabupaten Pesawaran,

pada tanggal 1 Juli 1994, sebagai anak sulung dari tiga bersaudara

yang merupakan buah hati dari pasangan Bapak Helmi Syahroni

dan Ibu Misyatun.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN 4 Pagelaran pada tahun

2006, dan Sekolah Menengah Pertama di SMPN 1 Pagelaran pada tahun 2009.

Penulis Kemudian menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMAN 1

Pagelaran pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis diterima sebagai mahasiswa

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Lampung melalui Jalur Penerimaan Mahasiswa Perluasan Akses Pendidikan

(PMPAP).

Selama menjadi mahasiswa, penulis memiliki pengalaman sebagai asisten

praktikum Sains Dasar untuk Jurusan Ilmu Komputer FMIPA pada tahun 2014 dan

asisten praktikum Kimia Dasar untuk Jurusan Kimia FMIPA pada tahun 2015.

Penulis pernah memperoleh bantuan biaya pendidikan peningkatan prestasi

akademik (BBP-PPA) pada tahun 2013, 2014 dan 2015 serta bantuan Beastudi

Lampung Peduli (BLP) pada tahun 2014/2015. Penulis juga aktif di Lembaga

Kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Kimia (HIMAKI) FMIPA Unila sebagai

Anggota Bidang Sains dan Penalaran Ilmu Kimia (SPIK) periode 2013/2014 dan

2014/2015.

Renungan……

Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baikbagi kamu. Dan boleh jadi kamu mencintai sesuatu,padahal ia amat buruk bagi kamu. Allah Maha mengetahuisedangkan kamu tidak mengetahui (Al-Baqarah : 216).

Allah akan meninggikan derajat orang-orang yangberiman diantara kamu dan orang-orang yang

memiliki ilmu pengetahuan (Al-Mujadillah : 11).

Jika pikiran saya bias membayangkannya, hatisaya bias menyakininya, saya tahu saya akanmampu menggapainya (Jesse Jackson)

Jika memiliki seribu ide dan hanya satu yangbagus, saya puas (Alfred Bernhard)

Jikalau Engkau tertimpa musibah bersedihlah seperlunya dan jikaEngkau mendapat keberuntungan berbahagialah secukupnya sertabersyukurlah (Arya Rifansyah)

PERSEMBAHAN

Dengan mengucapkan Alhamdulillah, tiada sanjungan dan pujian yang berhak diucapkan,

selain hanyya kepada Allah SWT.,

Dzat yang maha luas ilmunya;

Sholawat serta salam kepada Rosulullah Muhammad SAW., seorang insan yang sangat

luar biasa yang patut dijadikan tauladan

oleh seluruh umat manusia;

dan dengan segala kerendahan hati, kupersembahkan karya kecilku ini

kepada :

Ibuku tercinta (Orang paling berjasa, penyemangat yang luar biasa,

yang selalu berdo’a untuk kesuksesanku)

sebagai wujud baktiku

Adik-adikku tersayang Agung Ardiansyah dan Anggi Marsya

yang selalu memberikan keceriaan dan semangat untukku

Seluruh keluarga besarku yang selalu memberikan bantuan, dukungan dan motivasi

Almamater tercinta Kimia FMIPA Unila

SANWACANA

Bismillahirrohmaanirrohiim

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu wata’ala karena atas rahmat

dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Isolasi dan Karakterisasi Karaginan dari Alga Merah Eucheuma cottonii

dengan Metode Pengendapan Garam Alkali”.

Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapat masukan, bantuan,

bimbingan, dorongan, saran, dan kritik dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini,

dengan segenap kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terimakasih setulus-

tulusnya kepada:

1. Andi Setiawan, Ph.D. selaku pembimbing utama yang telah memberikan banyak

waktunya untuk membimbing penulis dengan sabar, memberikan banyak ilmu

pengetahuan, saran, arahan, dukungan moral serta motivasi kepada penulis selama

penyusunan skripsi ini.

2. Prof. Dr. John Hendri, M.S. selaku pembimbing kedua, atas kesediaan waktu,

memberikan petunjuk, bimbingan, saran, serta nasihat dalam menyelesaikan

skripsi ini

3. Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku pembahas yang telah banyak

memberikan ilmu pengetahuan, saran dan kritik yang membangun demi

terselesainya skripsi ini.

4. Dr. Zipora Sembiring, M.Si. selaku pembimbing akademik atas bantuan dan

bimbingannya selama ini kepada penulis.

5. Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku ketua jurusan Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

6. Prof. Warsito, S.Si., DEA., Ph.D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

7. Seluruh dosen dan staf administrasi di jurusan Kimia Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

8. Ibu Misyatun atas doa, kasih sayang, ketulusannya, segala usaha, kerja keras serta

tetesan air mata yang selalu tercurah. Terimakasih untuk semuanya, Semoga Allah

memberikan memberikan keselamatan dan kesehatan.

9. Adik-adikku tersayang Agung dan Anggi atas do’a, perhatian dan dukungan

selama ini yang tidak pernah berhenti. Semoga Allah memberikan segala yang

kalian inginkan.

10. Keluarga Besar : Ende, Uwok, Pakde, Bude, Om, Bibi, Sepupu-sepupuku,

keponakanku, terimakasih atas do’a yang diberikan.

11. Fenti Visiamah, sahabatku sejak SMA sampai sekarang. Terimakasih atas

bantuannya hingga saya dapat kuliah di Universitas Lampung. Sukamto dan Arif

Nur Hidayat, sahabatku yang selalu membantu, mendukung, dan peduli terhadap

penulis. Terimakasih atas kebersamaan dan persaudaraan yang terjalin selama ini.

12. Sofian Sumilat R., Edi Suryadi dan Suwarda D.I. Dela sahabat dan rekan

penelitian yang luar biasa, atas kerjasama, bantuan, kepedulian dan

kebersamaanya. Kak Raffel, Kak Ramos, Kak Ivan dan Kak Jeje yang luar biasa

membimbing dan membantu serta selalu mengingatkan penulis untuk

menyelesaikan penelitian.

13. Siti Nur Halimah, R. Rio S., Ana M., Eka H., atas persahabatan dan

kebersamaannya. Terimasih atas rangkaian bunganya yang sangat indah.

14. Teman-teman PMPAP Arif N.H., Murni Fitria, Indry Yani Saney, atas bantuan

kepedulian dan kebersamaannya. Erlita A., Jean P., dan Radius U.A., atas

persaudaraannya.

15. Bujang Kafein Kimia (2012) : Adi S., Adityan Sulung S., Agus A., Arif N.H.,

Derry V., Edi S., Feby Rinaldo P.K., Ferdinand H.S., Kh. Anwar, M. Rijal R.,

Radius U.A., Riandra P.U., Rifki H.K., R. Rio S., Sofian S.R., Sukamto, Tiand

R., Tri M., dan Zubaidi, atas persahabatan, kebersamaan dan kekeluargaan yang

terjalin selama ini.

16. Wanita Glukosa Kimia (2012) : Ajeng W., Ana M.K., A. Welda, Atma I.N., A.

Imani, A. Setianingrum, Deborah J., Dewi A.F., Diani I.M., Dwi A., Eka H., Elsa

Z., Erlita A., Febita G., Fenti V., Fifi A., Indah W.P., Indry Y.S., Intan M., Ismi

K., Jean P., M. Ulfa, Meta F.B., Murni F., Nila A.N., P. Ramadhona, R.

Putriyana, Ruliana J.A., Ruwaidah M., S. Aisyah, S. N. Halimah, Susy I.H.,

Suwarda D.I. Dela, Syathira A., Tazkia N., Tiara D.A., Tiurma Debora S.,

Ulfatun N., Wiwin E.S., Yepi T., dan Yunsi’U N., atas persahabatan,

kebersamaan dan kekeluargaan yang terjalin selama ini.

17. Tri, Dewi dan Intan, yang telah berbagi dosen pembimbing.

18. Riya Acin dan Dela, terimakasih atas kerjasama, persahabatan, dan

kebersamaannya. Semoga kita semua berhasil setelah ini.

19. Keluarga Lampung Peduli : Pak Panji, Mbak Rini, Kak Umar, terimakasih atas

bantuan dan ilmu yang diberikan kepada penulis yang bermanfaat. Kak Anwar,

Abiezar, Yuli, Ali, Yusuf, Sodri, Angga, Lejar, Penja, Minatun, Arif G. dan

Romadhon, atas persahabatan, kebersamaan, dan kekeluargaan yang terjalin

selama ini.

20. Teman-teman KKN : Andi, Dewi, Dwi, Mbak Elsa, Lita, dan Tutut, atas

kebersamaan dan kekeluargaannya selama 2 bulan di Tiyuh Pagar Dewa Tulang

Bawang Barat.

21. Keluarga besar HIMAKI FMIPA, Kimia 2010, 2011, 2012, 2013 atas

kebersamaan dan kekeluargaanya selama ini.

22. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang secara tulus

memberikan bantuan moril dan materil kepada penulis.

Bandar Lampung, 20 Juni 2016

Penulis

Arya Rifansyah

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ............................................................................................................ i

DAFTAR TABEL ...................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................iv

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................................................1B. Tujuan Penelitian ........................................................................................4C. Manfaat Penelitian .....................................................................................4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Rumput Laut ………………………………………………………… .. . ...5B. Rumput Laut Merah (Eucheuma cottonii) ..................................................6C. Karaginan ...................................................................................................7

1. Pengertian Karaginan ..............................................................................72. Jenis – Jenis Karaginan ...........................................................................83. Sifat – Sifat Karaginan ............................................................................104. Kegunaan Karaginan ...............................................................................145. Ekstraksi Karaginan ................................................................................16

D. Karakterisasi ...............................................................................................18Fourier Transformed Infrared Spesctroscopy (FT-IR) ...............................18TG/DTA (Thermogravimetric-Differential Thermal Analysis) ..................21

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat .....................................................................................23B. Alat dan Bahan ...........................................................................................23C. Metode Penelitian .......................................................................................24

1. Preparasi Sampel .................................................................................242. Penentuan Konsentrasi Larutan Alkali dan Garam Alkali....................24

ii

3. Isolasi Karaginan Menggunakan Garam NaCl dan CaCl2 ...................264. Analisa Sifat Fisik Karaginan ..............................................................27

a. Rendemen .........................................................................................27b. Viskositas .........................................................................................27c. Kadar Air...........................................................................................28d. Kadar Abu ........................................................................................28

5. Karakterisasi Isolat Karaginan ............................................................29a. Karakterisasi Isolat Karaginan dengan Spektrofotometer IR ...........29b. Karakterisasi Isolat Karaginan dengan TG/DTA .............................29

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Preparasi Sampel .....................................................................................30B. Penentuan Kosentrasi Larutan Alkali dan Garam Alkali ........................30

1. Penentuan Konsentrasi Garam Alkali Optimum dengan KCl ..........312. Penentuan Konsentrasi Alkali Optimum dengan KOH ....................33

C. Isolasi Karaginan Menggunakan Garam NaCl dan CaCl2 ......................35D. Analisa Karaginan ...................................................................................37

1. Rendemen ..........................................................................................372. Viskositas ..........................................................................................383. Kadar Air ...........................................................................................394. Kadar Abu .........................................................................................40

E. Karakterisasi Isolat Karaginan ................................................................411. Karakterisasi Menggunakan Spektrofotometer IR ............................412. Karakterisasi Menggunakan TGA .....................................................44

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan .............................................................................................47B. Saran ........................................................................................................48

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................49

LAMPIRAN .............................................................................................................53

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Daya Kelarutan Karagenan Pada Berbagai Media Pelarut ...................................11

2. Stabilitas Karaginan dalam Berbagai Media Pelarut ............................................14

3. Serapan Spektrofotometri IR pada Karaginan ......................................................20

4. Hasil Pengamatan Variasi Konsentrasi Larutan KCl ...........................................31

5. Berat Karaginan Hasil Ekstraksi Larutan Alkali ..................................................33

6. Bilangan Gelombang untuk Karaginan dengan PerbandinganKonsentrasi Larutan KOH ....................................................................................43

7. Data Rendemen Karaginan....................................................................................55

8. Data Viskositas Karaginan ...................................................................................56

9. Data Kadar Air Karaginan ....................................................................................57

10. Data Kadar Abu Karaginan .................................................................................58

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Rumput laut merah basah dan kering ...................................................................6

2. Struktur dasar kappa karaginan ............................................................................8

3. Struktur dasar iota karaginan ................................................................................9

4. Struktur dasar lambda karaginan ..........................................................................9

5. Alat FTIR .............................................................................................................19

6. Prinsip Kerja Spektrofotometer IR .......................................................................20

7. Alat TG/DTA .......................................................................................................22

8. Sampel Rumput Laut Halus ..................................................................................30

9. Karaginan Hasil Ekstraksi .....................................................................................33

10. Reaksi Pembentukkan Kappa Karaginan .............................................................35

11. Perbandingan Konsentrasi KOH terhadap Rendemen Karaginan .......................37

12. Perbandingan Konsentrasi KOH terhadap Viskositas Karaginan ........................38

13. Perbandingan Konsentrasi KOH terhadap Kadar Air Karaginan ........................39

14. Perbandingan Konsentrasi KOH terhadap Kadar Abu Karaginan .......................40

15. Perbandingan Spektrum IR Karaginan Hasil Isolasi denganKaraginan Standar................................................................................................42

16. Kurva Termogram Karagian Hasil Isolasi dengan KOH 5%...............................44

17. Kurva Termogram Karagian Hasil Isolasi dengan KOH 9%...............................45

18. Skema Prosedur Penelitian ..................................................................................54

19. Spektrum IR Karaginan dengan KOH 5% ...........................................................59



v

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Rumput laut atau alga yang juga dikenal dengan nama seaweed merupakan bagian

terbesar dari tanaman laut. Perairan laut Indonesia dengan garis pantai sekitar

81.000 km diyakini memiliki potensi rumput laut yang sangat tinggi. Tercatat

sedikitnya ada 555 jenis rumput laut di perairan Indonesia, diantaranya ada 55

jenis yang diketahui mempunyai nilai ekonomis tinggi, diantaranya Eucheuma sp.,

Gracilaria sp., dan Gelidium sp (Berhimpon,2001).

Rumput laut saat ini merupakan salah satu komoditas unggulan perikanan

budidaya karena produksinya yang cukup besar dan dapat membantu

meningkatkan perekonomian masyarakat pesisir (Winarno, 1990). Rumput laut di

daerah Lampung sudah mulai di budidayakan. Rumput laut yang banyak di

budidayakan di daerah Lampung adalah rumput laut merah jenis Eucheuma

cottonii.

Rumput laut jenis ini dipasaran masih sangat murah yaitu sekitar Rp 4.000,00 per

kilogram untuk rumput laut basah, sementara yang sudah dikeringkan mencapai

Rp 8.000,00 per kilogram. Rumput laut biasanya hanya dimanfaatkan sebagai

bahan pembuat agar-agar dan makanan lainnya yang memiliki daya jual yang

masih rendah,

2

padahal rumput laut merah dapat diolah menjadi produk yang memiliki daya jual

yang sangat tinggi yaitu, diolah menjadi karaginan (Nafed,2011) .

Karaginan dihasilkan oleh rumput laut merah (Rhodophyceae). Salah satu jenis

Rhodophyceae penghasil karagenan yang telah berhasil dibudidayakan di

Indonesia adalah Eucheuma sp. yaitu Eucheuma cottonii menghasilkan jenis

karagenan kappa. Eucheuma spinosum adalah spesies utama untuk menghasilkan

jenis karagenan iota. Karagenan lamda diproduksi dari spesies Gigartina dan

Chondrus crispus (Aslan, 1998; Abbott dan Norris, 1985; Van de Velde, et al.,

2002).

Karaginan merupakan getah rumput laut yang bersumber dari rumput laut merah

berupa polisakarida sulfat yang memiliki sifat-sifat hidrokoloid sehingga banyak

digunakan dalam produk pangan dan obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat, pasta gigi,

dan industri lainnya (Winarno,1990).

Karaginan memiliki kemampuan untuk membentuk gel secara thermo-reversible

atau larutan kental jika ditambahkan ke dalam larutan garam. Penggunaan

karaginan pada produk pangan antara lain sebagai penstabil, pengemulsi,

pembentuk gel dan pengental. Proses pembuatan karaginan dilakukan dengan

mengisolasi karaginan dari rumput laut merah Eucheuma cottonii (Van de Velde et

al., 2002; Campo et al., 2009).

3

Prosedur isolasi karaginan dari berbagai rumput laut telah banyak dikembangkan.

Umumnya prosedur ini terdiri atas tiga tahapan kerja yaitu ; ekstraksi,

penyaringan, dan pengendapan (Sarjana, 1998).

Karaginan diperoleh dari rumput laut bersih yang diekstraksi dengan air panas

dalam suasana alkali dengan pH berkisar antara 8-11. Keadaan basa sangat

diperlukan dalam proses ekstraksi rumput laut menjadi karaginan untuk

meningkatkan daya larut karaginan dalam air dan mencegah terjadinya reaksi

hidrolisis ikatan glikosidik pada molekul karaginan yang menyebabkan karaginan

kehilangan sifat-sifat fisiknya, seperti kelarutannya dalam air (Doty, 1987).

Menurut Food Chemical Codex (1981), karaginan dapat dipisahkan dari filtratnya

dengan cara pembekuan atau cara presipitasi oleh alkohol. Akan tetapi

pengendapan dengan alkohol dibutuhkan biaya yang sangat mahal selain itu

kualitas karaginan yang dihasilkan masih rendah, sehingga digunakan KCl untuk

meminimalkannya.

Berdasarkan penelitian Arfini (2011) dengan larutan pengendap KCl diperoleh

hasil rendemen sebesar 31,77%, viskositas 145,00 cP, kadar air 9,73%, dan kadar

abu 29,59%, sementara Lestari (2004) mendapatkan rendemen sebesar 54,78%.

Dari paparan diatas, peneliti akan melakukan isolasi rumput laut merah jenis

Eucheuma cottonii menjadi karaginan dengan metode pengendapan menggunakan

larutan garam alkali yaitu KCl, NaCl dan CaCl2.

4

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah

1. Mempelajari pembuatan karaginan dari alga merah jenis Eucheuma cottonii

dengan garam alkali untuk mendapatkan metode pengendapan yang paling

sesuai dalam isolasi karaginan.

2. Menentukan sifat fisik dari karaginan dengan cara analisis rendemen,

viskositas, kadar air dan kadar abu.

3. Mengetahui nilai dekomposisi dan kestabilan termal dengan TGA/DTA serta

karakteristik gugus fungsi karaginan dengan Spektrofotometri IR.

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah

Diharapkan dapat memberikan tambahan pengetahuan dan dapat digunakan

sebagai acuan untuk melaksanakan penelitian lanjutan mengenai isolasi karaginan

dari alga merah jenis Eucheuma cottonii dengan metode pengendapan larutan

garam alkali serta dapat meminimalkan biaya dan proses ekstraksi dibandingkan

dengan metode pengendapan menggunakan alkohol.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Rumput laut

Rumput laut merupakan tanaman tingkat rendah yang tidak memiliki perbedaan

susunan kerangka akar, batang, dan daun. Meskipun wujudnya tampak seperti ada

perbedaan, bentuk yang sesungguhnya hanya berupa thallus. Secara umum,

rumput laut dikelompokkan dalam empat kelas yaitu rumput laut hijau

(Chlorophyceae), rumput laut hijau-biru (Cyanophyceae), rumput laut coklat

(Phaecophyceae) dan rumput laut merah (Rhodophyceae). Rumput laut coklat dan

rumput laut merah memiliki habitat yang cukup banyak ditemukan di perairan

Indonesia (Winarno, 1990).

Perkembangbiakan rumput laut dapat terjadi melalui dua cara, yaitu secara

vegetatif dengan talus dan secara generatif dengan talus diploid yang

menghasilkan spora. Perbanyakan secara vegetatif dikembangkan dengan cara

stek, yaitu potongan talus yang kemudian tumbuh menjadi tanaman baru.

Sementara perbanyakan secara generatif dikembangkan melalui spora baik

alamiah maupun melalui budidaya. Pertemuan dua gamet membentuk zygot yang

selanjutnya berkembang menjadi sporofit, individu inilah yang mengeluarkan

spora dan berkembang melalui pembelahan dalam sporogenesis menjadi gametofit

(Anggadiredja, dkk., 2010).

6

Komposisi kimia rumput laut bervariasi tergantung pada spesies, tempat tumbuh

dan musim. Sebagai sumber gizi, rumput laut memiliki kandungan karbohidrat

(gula atau vegetable gum), protein, sedikit lemak dan abu yang sebagian besar

merupakan senyawa garam natrium dan kalium. Vegetable gum yang

dikandungnya merupakan senyawa karbohidrat yang banyak mengandung

selulosa dan hemiselulosa yang tidak dapat dicerna seluruhnya oleh enzim dalam

tubuh, sehingga dapat menjadi makanan diet dengan sedikit kalori (Suwandi et al,

2002).

B. Rumput laut merah (Eucheuma cottonii)

Eucheuma cottonii merupakan salah satu jenis rumput laut merah dan berubah

nama menjadi Kappaphycus alvarezii karena karaginan yang dihasilkan termasuk

fraksi kappa-karaginan. Jenis ini secara taksonomi disebut Kappaphycus alvarezii

(Doty, 1987). Salah satu contoh rumput laut merah dapat dilihat pada Gambar 1.

(a) (b)

Gambar 1. (a) Rumput laut merah basah dan (b) Rumput laut merah kering

7

Taksonomi Eucheuma cottonii menurut Anggadireja et al (2008) adalah sebagai

berikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solieracea

Genus : Eucheuma

Species : Eucheuma cottonii (Kappaphycus alvarezii)

Kandungan air rumput laut segar, sama seperti tanaman pada umumnya, yaitu

sekitar 80 - 90 % dan setelah pengeringan dengan udara menjadi 10-20 %.

Komposisi kimia rumput laut merah menurut (Astawan et al 2004).

C. Karaginan

1. Pengertian

Karaginan menurut FAO (1986), adalah istilah umum untuk senyawa

hidrokoloid yang diperoleh melalui proses ekstraksi rumput laut merah dengan

menggunakan air. Karaginan sebagai senyawa hidrokoloid terdiri dari

amonium, kalsium, magnesium, potasium dan sodium sulfat ester galaktosa

dan kopolimer 3,6 anhidrogalaktosa.

8

Heksosa ini dihubungkan dengan ikatan glikosidik α-1,3-galaktosa dan β-1,4-

3,6 anhidrogalaktosa secara bergantian pada polimer, namun proporsi relatif

dari kation yang ada pada karagenan dapat berubah selama pengolahan yang

mana satu dapat menjadi dominan.

2. Jenis-Jenis Karaginan

Struktur dasar karaginan terdiri dari tiga tipe karaginan yaitu kappa, iota dan

lambda karaginan.

a. Kappa karaginan

Kappa karaginan tersusun dari α (1,3) D-galaktosa 4-sulfat dan β (1,4) 3,6

anhidro-D-galaktosa. Disamping itu karaginan sering mengandung D-

galaktosa 6-sulfat dan ester 3,6 anhydro D-galaktosa 2-sulfat mengandung

gugusan 6-sulfat, dapat menurunkan daya gelasi dari karaginan, tetapi

dengan pemberian alkali mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi

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

Struktur dasar kappa karaginan dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 2. Struktur dasar kappa karaginan

9

b. Iota karaginan

Iota karaginan 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 karaginan. Iota karaginan sering

mengandung beberapa gugusan sulfat ester yang menyebabkan kurangnya

keseragaman molekul yang dapat dihilangkan dengan pemberian alkali

(Winarno 1990). Struktur dasar iota karaginan dapat dilihat pada gambar

berikut

Gambar 3. Struktur dasar iota karaginan

c. Lambda karaginan

Lambda karaginan berbeda dengan kappa dan iota karaginan, karena

memiliki sebuah residu disulfat α (1,4) D-galaktosa. Tidak seperti halnya

pada kappa dan iota karaginan yang selalu memiliki gugus 4-phosphat ester.

(Winarno 1990). Struktur dasar lambda karaginan dapat dilihat pada gambar

berikut

Gambar 4. Struktur dasar lambda karaginan

10

3. Sifat-Sifat Karaginan

Adapun sifat-sifat dari karaginan meliputi kelarutan, viskositas, pembentukan gel

dan stabilitas pH.

a. Kelarutan

Air merupakan pelarut utama bagi karaginan. Kelarutan karaginan dalam air

dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu tipe karaginan, pengaruh ion, suhu, pH,

dan komponen organik larutan. Perbedaan tipe karaginan menyebabkan sifat

kelarutannya berbeda. Dalam hal ini yang paling berpengaruh adalah

perbandingan hidrofilitas molekul pada kelompok ester sulfat dengan residu

hidrofobik 3,6-anhidro-D-Galaktosa. Hidrasi karaginan lebih cepat pada pH

rendah dan lebih lambat pada pH lebih tinggi dari pH 6. Proses ini lebih cepat

pada suhu tinggi. Semua karaginan larut dalam air panas (Suryaningrum, 1988).

Karaginan jenis kappa kurang hidrofilik karena lebih banyak memiliki gugus

3,6-anhidro-D-galaktosa. Karaginan jenis iota lebih hidrofilik karena adanya

gugus 2-sulfat yang dapat menetralkan 3,6-anhidro-D-galaktosa yang kurang

hidrofilik dan lambda karaginan mudah larut pada semua kondisi karena tanpa

unit 3,6-anhidro-D-galaktosa dan mengandung gugus sulfat yang lebih tinggi

(Towle, 1973). Daya kelarutan karagenan pada berbagai media dapat dilihat pada

Tabel 1.

11

Tabel 1. Daya kelarutan karagenan pada berbagai media pelarut.

No. Medium Kappa Iota Lamda

1. Air Panas Larut di atas 60oC Larut diatas 60oC Larut

2. Air Dingin Garam Na larut garam K

dan Ca tidak larut

Garam Na larut,

garam Ca

memberi disperse

thixotropic

Larut

3. Susu Panas Larut Larut Larut

4. Susu Dingin Garam Na, Ca, K

tidak larut tetapi akan

mengembang

Tidak larut Larut

5. Larutan gula

pekat

Larut (dipanaskan) Larut, sukar larut

(dipanaskan)

Larut

(dipanaskan)

6. Larutan

garam pekat

Tidak Larut Larut

(dipanaskan)

Larut

(dipanaskan)

Sumber: Indriani dan Sumarsih, 1991

b. Viskositas

Viskositas adalah daya aliran molekul dalam sistem larutan. Suspensi koloid

dalam larutan dapat ditingkatkan dengan cara mengentalkan cairan sehingga

terjadi absorbsi dan pengembangan koloid. Viskositas hidrokoloid dipengaruhi

oleh beberapa faktor yaitu : konsentrasi, suhu, kandungan sulfat inti elektrik,

teknik perlakuan, keberadaan elektrolik dan non elektrolik. Selain itu, tipe

karaginan dan berat molekul karaginan juga merupakan salah satu faktor yang

mempengaruhi viskositas suatu cairan (Towle, 1973).

Viskositas (kekentalan) merupakan sifat suatu cairan yang menunjukkan adanya

tahanan dalam atau gesekan pada cairan yang bergerak. Pada zat cair viskositas

disebabkan oleh gaya kohesif antar molekulnya sedangkan pada gas

viskositasnya berasal dari tumbukan-tumbukan antar molekulnya (Giancoli,

1998).

12

Pada konsentrasi yang tinggi, karaginan dapat membentuk larutan yang sangat

kental dengan struktur makro molekulnya yang linier atau tidak bercabang dan

bersifat polielektrolit. Adanya gaya tolak menolak dari grup ester sulfat

bermuatan sama yaitu negatif di sepanjang rantai polimer, menyebabkan molekul

ini kaku dan tertarik kencang. Garam-garam akan menurunkan viskositas

karaginan dengan cara mcnurunkan tolakan elektrostatik diantara gugus sulfat.

Semakin kecil kandungan sulfat maka nilai viskositasnya semakin kecil pula,

tetapi konsentrasi gelnya semakin meningkat. Viskositas karaginan menurun

drastis dengan naiknya suhu (Guiseley et al, 1980).

c. Pembentukan Gel

Pembentukan gel adalah suatu fenomena penggabungan atau pengikatan silang

rantai polimer sehingga membentuk suatu jala tiga dimensi bersambungan.

Selanjutnya jala ini dapat menangkap atau memobilisasikan air didalamnya dan

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

satu jenis hidrokoloid ke jenis lain, tergantung pada jenisnya. Gel mungkin

mengandung air sampai 99,9%. Gel mempunyai sifat seperti padatan,

khususnya sifat elastis dan kekakuan (Fardiaz, 1989).

Menurut Suryaningrum (1988), pembentukan gel disebabkan oleh pembentukan

struktur heliks rangkap yang terjadi pada suhu tinggi.

Proses pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu pembentukan gel

akan mengakibatkan polimer karaginan dalam larutan menjadi random (acak).

13

Tetapi bila suhu diturunkan, maka polimer akan membentuk struktur double

helix (pilinan ganda) dan apabila penurunan suhu terus dilanjutkan polimer-

polimer ini akan terikat silang secara kuat dan dengan makin bertambahnya

bentuk heliks akan terbentuk agregat yang bertanggungjawab terhadap

terbentuknya gel yang kuat (Glikcsman, 1969).

Menurut Winarno (1990), struktur kappa dan iota karaginan memungkinkan

bagian dari dua molekul masing-masing membentuk double heliks yang

mengikat rantai molekul menjadi bentuk jaringan 3 dimensi atau gel. Bila

larutan dengan cara pemanasan, yang kemudian diikuti pendinginan sampai di

bawah suhu tertentu, kappa dan iota karaginan akan membentuk gel dalam air

yang bersifat reversible, asalkan kation tersedia dalam sistem.

Towle (1973) menyatakan bahwa, kemampuan membentuk gel adalah sifat

yang penting bagi hidrokoloid seperti karaginan. Konsistensi gel dipengaruhi

oleh beberapa faktor antara lain : jenis dan tipe karaginan, konsentrasi, dan

adanya ion-ion. Hal lain yang dapat mempengaruhi gel karaginan yaitu letak

gugus sulfat pada struktur molekulnya. Tekstur gel karaginan dapat berbentuk

keras, rapuh sampai lunak dan elastis.

d. Stabilitas pH

Karaginan dalam larutan memiliki stabilitas maksimum pada pH 9 dan akan

terhidrolisis pada pH dibawah 3,5 ( Tabel 2). Pada pH 6 atau lebih umumnya

larutan karaginan dapat mempertahankan kondisi proses produksi karaginan.

14

Hidrolisis asam akan terjadi jika karaginan berada dalam bentuk larutan,

hidrolisis akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu. Larutan karaginan

akan menurun viskositasnya jika pHnya diturunkan dibawah 4,3 (Imeson 2000).

Menurut Glicksman (1983), karaginan akan stabil pada pH 7 atau lebih. Pada pH

yang rendah, stabilitasnya akan menurun bila terjadi peningkatan suhu.

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

dengan pH karaginan 5 – 6,9. Selama penyimpanan dengan pH tersebut tidak

terdeteksi adanya kehilangan kekuatan gelnya.

Tabel 2. Stabilitas Karaginan dalam Berbagai Media Pelarut

Stabilitas Kappa Iota Lambda

pH netral

dan alkali

Stabil Stabil Stabil

pH asam Terhidrolisis bila dipanaskan

Stabil dalam gel

Terhidrolisis

Stabil dalam gel

Terhidrolisis

Sumber : Glicksman (1983)

4. Kegunaan Karaginan

Karagenan sangat penting perananya sebagai stabilisator (pengatur keseimbangan),

thickener (bahan pengental), pembentuk gel, pengemulsi, dan lain-lain. Sifat ini

banyak dimanfaatkan dalam industri makanan, obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat,

pasta gigi dan lain-lain.

15

Pemanfaatan karagenan dalam bidang industri antara lain:

a. Pada industri makanan

Pada industri makanan, diantaranya pembuatan es krim, karaginan digunakan

sebagai stabilisator yaitu untuk mencegah kristalisasi dari es krim. Kemudian

karaginan digunakan dalam pembuatan susu coklat yaitu untuk mencegah

pengendapan coklat dan pemisahan krim serta meningkatkan kekentalan lemak

dan pengendapan kalsium. Dalam daging kalengan, karaginan digunakan

sebagai gel pengikat air atau gel pelapis produk daging. Dalam makanan bayi,

digunakan sebagai stabilisator lemak dan protein. Selain itu digunakan dalam

sirup sebagai suspensi (Indriani dan Sumiarsih, 1991).

b. Pada industri farmasi dan kosmetika

Pada industri farmasi dan kosmetika, karagenan digunakan pada pembuatan

pasta gigi yaitu untuk memperhalus tekstur dan memperbaiki sifat busanya.

Kemudian dalam lotion dan krem kecantikan sebagai bodying agent. Dalam

tablet, karaginan digunakan sebagai bahan pengikat (Anggadiredja, dkk., 2010).

c. Pada industri kertas, tekstil dan industri kulit (leather)

Pada industri kertas dan tekstil karagenan mempunyai banyak peranan

diantaranya adalah pada industri kertas untuk memperhalus permukaan kertas

dan pada industri tekstil sebagai painting silk pada waktu pencetakan dapat

memperbaiki warna yang timbul sedangkan pada industri kulit (leather)

karagenan digunakan untuk memperhalus dan mengkilatkan permukaan kulit

serta menjadikan kulit tidak kaku (Sadhori, 1998).

16

d. Pada industri cat dan industri pertanian

Pada industri cat karagenan digunakan sebagai zat warna untuk pensuspensi dan

water base paint yaitu sebagai bahan pengental dan pada industri pertanian

karagenan digunakan sebagai pensuspensi dalam pembuatan pestisida dan

herbisida (Moirano, 1977).

5. Ekstraksi Karaginan

Penyiapan bahan baku

Rumput laut yang baru dipanen, dibersihkan dari kotoran yang melekat dengan

menggunakan air laut kemudian dijemur selama lebih kurang 2-3 hari atau setelah

dijemur satu hari, dibilas kembali menggunakan air laut selama 5 menit kemudian

dijemur lagi sampai kering. Selama penjemuran diusahakan agar tidak terkena hujan

atau embun karena menurunkan mutu karaginan (Fardiaz, 1989).

Proses Ekstraksi

Ekstraksi rumput laut merah dilakukan dengan cara perebusan dengan

menggunakan larutan alkali pada pH 8-9 dengan volume air perebus sebanyak

40-50 kali berat rumput laut kering. Rumput laut tersebut dipanaskan pada suhu

90 - 95 °C selama 3-6 jam (Yunizal et al, 2000). Guiseley et al (1980)

melaporkan bahwa untuk mencapai ekstraksi yang optimal diperlukan waktu

sampai 1 hari, sedangkan untuk mempercepat proses ekstraksi dilakukan dengan

perebusan bertekanan selama satu sampai beberapa jam. Suasana alkalis dapat

diperoleh dengan menambahkan larutan basa misalnya larutan NaOH, Ca(OH)2

atau KOH sehingga pH larutan mencapai 8-10.

17

Penggunaan alkali mempunyai dua fungsi, yaitu membantu ekstraksi polisakarida

menjadi lebih sempurna dan mempercepat eliminasi 6-sulfat dari unit monomer

menjadi 3,6-anhidro-D-galaktosa sehingga dapat meningkatkan kekuatan gel dan

reaktivitas produk terhadap protein (Towle, 1973). Penelitian yang dilakukan

Zulfriady dan Sudjatmiko (1995), menunjukkan bahwa ekstraksi karaginan

menggunakan (KOH) berpengaruh terhadap kenaikan mutu karaginan yang

dihasilkan.

Filtrasi

Filtrasi dilakukan untuk memisahkan residu (selulosa dan kotoran yang berukuran

besar). Larutan karaginan yang akan difiltrasi harus dalam keadaan benar-benar

panas. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pembentukan gel bila

filtrat dalam keadaan dingin.

Pemisahan karaginan

Menurut Food Chemical Codex (1981), karaginan dapat dipisahkan dari

filtratnya dengan cara pembekuan atau cara presipitasi oleh alkohol.

Menurut Anggadireja et al (2008) metode pembekuan, memerlukan energi yang

cukup banyak karena selain membutuhkan ruang pendingin (freezer) selama ± 24

jam untuk pembekuan filtrat juga memerlukan panas untuk mencairkan bentukan

es dari filtrat untuk memperoleh karaginan. Penelitian Dian dan Intan (2009),

menunjukkan metode ekstraksi karaginan dengan isopropil alkohol menghasilkan

karakteristik kadar air 14.05%, kadar abu 15.098%, rendemen 39.71%, kadar

sulfat 19.38%, viskositas 75 cP, dan kekuatan gel 120-500 g/cm2.

18

Pemisahan karaginan dari bahan pengekstrak dilakukan dengan cara penyaringan

dan pengendapan. Penyaringan ekstrak karaginan umumnya masih menggunakan

penyaringan konvensional yaitu kain saring dan filter press dalam keadaan panas

yang dimaksudkan untuk menghindari pembentukan gel (Chapman dan

Chapman, 1980).

Pengeringan dan Penepungan

Karaginan basah hasil pengendapan (gel karaginan) oleh alkohol atau serpihan

hasil pelelehan dikeringkan menggunakan oven atau penjemuran (Glicksman,

1983). Pengeringan menggunakan oven dilakukan pada suhu 60 oC (Istini dan

Zatnika, 1991). Karaginan kering tersebut kemudian ditepungkan dan diayak.

Selanjutnya karaginan dikemas dalam wadah tertutup rapat (Guiseley et al,

1980).

D. KARAKTERISASI

1. Fourier Transformed Infrared Spesctroscopy (FT-IR)

Fourier Transformed Infrared Spesctroscopy (FT-IR) telah menggantikan

instrumen-instrumen pendispersi lainnya dikarenakan sensitivitas dan

kecepatannya yang tinggi untuk berbagai aplikasi. FT-IR merupakan metode

analisis yang mempunyai kemampuan yang sangat luas, yang telah

diaplikasikan dalam beberapa area yang sangat sulit dan hamper tidak mungkin

untuk dianalisis oleh instrumen-instrumen pendispersi lainnya.

19

FT-IR adalah salah satu teknik yang didasarkan atas vibrasi-vibrasi dari atom-

atom yang berada dalam sebuah molekul. Alat telah disajikan pada gambar .

Sebuah spektrum inframerah diperoleh dengan melewatkan radiasi inframerah

melalui sampel menentukan fraksi apa yang terjadi pada saat radiasi yang

terabsorp dilewati dengan energi khusus. Spektrofotometri Infra Merah adalah

suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik

yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75-1000 µm atau pada bilangan

gelombang 13.000-10 cm-1 (Ayyad,2011). Bentuk alat FTIR disajikan pada

Gambar 5.

Gambar 5. Alat FTIR (Ayyad,2011).

Prinsip dasar dari analisis spektrofotometri IR adalah penyerapan radiasi

elektromagnetik oleh gugus-gugus fungsi tertentu, sehingga dari spektrum serapan

yang terbaca kita dapat mengetahui gugus fungsi apa saja yang terdapat pada suatu

senyawa. Bila sinar inframerah dilewatkan melalui sebuah cuplikan, maka

sejumlah frekuensi diserap oleh cuplikan tersebut dan frekuensi lainnya diteruskan

atau ditransmisikan tanpa adanya penyerapan. Persen absorbansi dengan frekuensi

memiliki hubungan untuk menghasilkan sebuah spektrum inframerah (Hardjono,

1990).

20

Prinsip kerja dari analisis spektrofotometer IR dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 6. Prinsip Kerja Spektrofotometer IR (Hardjono, 1990)

Pada analisis dengan spektrofotometer FT-IR diharapkan terlihat pita serapan yang

dapat dilihat pada Tabel 3.

Wave Number (cm-1) Molecular Assignment

3200 - 3600

1220 - 1270

918 - 933

840 - 850

825 - 830

1010 - 1080

O-H

Ester sulfate

3,6 galactose-4-sulfate

galactose-4-sulfate

galactose-2-sulfate

Glikosidic Linkage

Sumber : Van et al, 2002

Secara keseluruhan, analisis dengan menggunakan Spektrofotometer IR dapat

memberikan kelebihan utama dibandingkan metoda konvensional lainnya, yaitu :

1. Dapat digunakan pada semua frekuensi dari sumber cahaya secara

simultan sehingga analisis dapat dilakukan lebig cepat daripada menggunakan

cara sekuensial atau scanning.

21

2. Hasil sensitifitas dari metoda Spektofotometer IR lebih besar daripada

cara dispersi, dikarenakan radiasi yang masuk ke sistem detektor lebih

banyak karena tanpa harus melalui celah (slitless) (Hsu, 1994)

2. Thermo Gravimetric Analyzer / Differential Thermal Analyzer

(TGA/DTA)

Differential Thermal Analysis (DTA) adalah salah satu teknik analisa termal

dimana perubahan suatu material diukur sebagai fungsi temperatur. Umumnya

DTA digunakan untuk mengamati perubahan sifat termal dan fasa akibat

perubahan entalpi dari suatu material. Dari kurva DTA yang didapatkan dari suatu

material dapat digunakan sebagai finger print untuk digunakan dalam analisa

kualitatif. DTA mempunyai kelebihan antara lain instrumen dapat digunakan pada

temperature tinggi, bentuk dan volume sampel yang dapat dianalisis bersifat

fleksibel, serta suhu reaksi dan suhu transisi sampel dapat ditentukan.

Prinsip dari metode analisa DTA ini adalah pengukuran suatu material yang

didasarkan pada perbedaan suhu yang terjadi antara material sampel dengan

pembanding sebagai hasil dari reaksi dekomposisi. Sampel merupakan material

yang akan dianalisis, sedangkan subtansi yang diketahui dan tidak aktif secara

termal merupakan material pembanding. Dengan analisis DTA, material akan

dipanaskan pada temperatur tinggi dan mengalami dekomposisi.

Dekomposisi material dilihat dari bentuk kurva DTA sebagai fungsi temperatur

yang diplot terhadap waktu (Rabek, 1983).

22

Sedangkan Thermogravimetric Analysis (TGA) merupakan suatu teknik analisa

yang digunakan untuk menentukan kestabilan termal material dan fraksi

komponen yang bersifat volatile dengan cara menghitung perubahan berat yang

dikaitkan dengan kenaikan temperatur. Dalam analisis TGA, umumnya sampel

dipanaskan dalam laju aliran panas yang konstan.

Hasil dari pengukuran TGA biasanya ditampilkan dalam bentuk kurva TGA,

dimana presentase massa diplotkan terhadap fungsi suhu atau waktu. Perubahan

massa terjadi pada saat suatu sampel kehilangan komponenpenyusunnya dengan

beberapa cara yang berbeda atau bereaksi dengan atmosfer sekitar. Dari

pernyataan tersebut, teknik analisa ini biasa digunakan untuk menentukan

kestabilan termal, kandungan material yang diserap, komponen organik maupun

anorganik yang berda di dalam material, dekomposisi material dan residu dari

bahan pelarut (Wunderlich, 2005).

Dengan analisis menggunakan TGA ini diharapkan mampu mengamati perubahan

kestabilan termal pada karaginan hasil isolasi. Bentuk alat TG/DTA disajikan pada

Gambar 7.

Gambar 7. Alat Thermogravimetric Analyzer / Differential Thermal Analyzer

(TG/DTA) 7300

23

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari sampai dengan April 2016

bertempat di UPT Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi

Universitas Lampung. Penggilingan sampel rumput laut dilakukan di

Laboratorium Peternakan Politeknik Negeri Lampung. Analisis FTIR dilakukan

di Laboratorium Kimia Organik FMIPA Universitas Gajah Mada, dan analisis

TGA dilakukan di UPT Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi,

Laboratorium Biopolimer Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Alat-alat gelas, penangas air, saringan, kertas saring, kain kasa, indikator pH,

oven, neraca analitik, viskotester, pelaratan laboratorium untuk analisis hasil

karaginan, spektrofotometer IR dan DT/TGA.

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Rumput laut merah jenis Eucheuma cottonii yang diperoleh dari Balai Besar

Pengembangan Budi Daya Laut Lampung (BPPBL), Kalium hidroksida,

24

Natrium hidroksida, Kalsium Hidroksida, akuades, Kalium klorida, Natrium

klorida, dan Kalsium klorida.

C. Metode Penelitian

Prosedur untuk isolasi senyawa karaginan pada penelitian ini diadopsi dari

prosedur yang dilakukan oleh Arfini, dkk. (2011).

1. Preparasi Sampel

Rumput laut jenis Eucheuma cotonii sebanyak 10 kilogram dicuci dengan air

laut untuk menghilangkan kotoran yang menempel, kemudian dikeringkan

ditempat yang terkena sinar matahari sampai diperoleh berat konstan. Sampel

yang telah kering dipotong-potong kecil, kemudian dihaluskan dengan

penggiling.

2. Penentuan Konsentrasi larutan Alkali dan Garam Alkali

a. Penentuan Konsentrasi Garam Optimum

Ditimbang sebanyak 1 gram sampel rumput laut halus, lalu ditambahkan 50

mL larutan KOH 7 %. Selanjutnya dipanaskan dalam penangas air dengan

temperatur 80oC, sambil diaduk selama 90 menit. Kemudian disaring dalam

keadaan panas melalui kertas saring. Selanjutnya ditambahkan akuades

sampai pH 7. Selanjutnya residu dari ekstraksi tersebut ditambahkan akuades

sebanyak 50 mL dan dipanaskan dalam penangas air dengan temperature 80oC

sambil diaduk selama 90 menit. Kemudian disaring dalam keadaan panas

melalui kertas saring, dan residu yang tersisa disaring dengan kain kasa.

25

Selanjutnya ditambahkan larutan KCl, dengan variasi konsentrasi (1, 2, dan

3%) ke dalam filtrat. Setelah terbentuk gel, seluruh endapannya disaring. Gel

yang diperoleh selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan temperatur

60oC, selama ± 20 jam. Gel yang telah kering selanjutnya ditimbang.

b. Penentuan Konsentrasi Alkali Optimum


mL larutan KOH, dengan variasi konsentrasi (5, 7 dan 9%). Selanjutnya

dipanaskan dalam penangas air dengan temperatur 80oC, sambil diaduk

selama 90 menit. Kemudian disaring dalam keadaan panas melalui kertas

saring. Selanjutnya ditambahkan akuades sampai pH 7.

Selanjutnya residu dari ekstraksi tersebut ditambahkan akuades sebanyak 50

mL dan dipanaskan dalam penangas air dengan temperature 80oC sambil

diaduk selama 90 menit. Kemudian disaring dalam keadaan panas melalui

kertas saring, dan residu yang tersisa disaring dengan kain kasa.

Selanjutnya ditambahkan larutan KCl dengan konsentrasi optimum ke dalam

filtrat. Setelah terbentuk gel, seluruh endapannya disaring. Gel yang diperoleh

selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 60oC, selama ± 20

jam. Gel yang telah kering selanjutnya ditimbang.

26

3. Isolasi Karaginan Menggunakan Garam NaCl dan CaCl2

a. Isolasi Karaginan Menggunakan Garam NaCl


mL larutan NaOH dengan konsentrasi alkali optimum. Selanjutnya



saring. Selanjutnya ditambahkan akuades sampai pH 7.





Selanjutnya ditambahkan larutan NaCl dengan konsentrasi garam optimum ke

dalam filtrat. Setelah terbentuk gel, seluruh endapannya disaring. Gel yang

diperoleh selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 60oC,

selama ± 20 jam. Gel yang telah kering selanjutnya ditimbang.

b. Isolasi Karaginan Menggunakan Garam CaCl2


mL larutan Ca(OH)2 dengan konsentrasi alkali optimum. Selanjutnya



saring. Selanjutnya ditambahkan HCl 5% sampai pH 7.

27





Selanjutnya ditambahkan larutan CaCl2 dengan konsentrasi garam optimum

ke dalam filtrat. Setelah terbentuk gel, seluruh endapannya disaring. Gel yang

diperoleh selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 60oC,

selama ± 20 jam. Gel yang telah kering selanjutnya ditimbang.

4. Analisa Sifat Fisik Karaginan

Karaginan yang dihasilkan kemudian dianalisis rendemen, viskositas, kadar

air, dan kadar abu.

a. Rendemen (AOAC, 1984)

Rendemen karaginan sebagai hasil ekstraksi dihitung berdasarkan ratio antara

berat karaginan yang dihasilkan dengan berat rumput laut kering.

Rendemen = Berat Karaginan

Berat Rumput Laut Kering x 100 %

b. Viskositas (FMC Corp, 1977)

Viskositas adalah pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir. Satuan

dari viskositas adalah poise (1 poise = 100 cP). Makin tinggi viskositas

menandakan makin besarnya tahanan cairan yang bersangkutan.

28

Pengukuran viskositas dengan menggunakan alat Viskotester. Larutan

karaginan dengan dipanaskan di atas hot plate sambil diaduk secara teratur

sampai suhu mencapai 80oC.

Viskotester dihidupkan dan suhu larutan diukur. Ketika suhu larutan mencapai

75oC dan nilai viskositas diketahui dengan pembacaan viskotester pada skala

1 – 100. Pembacaan dilakukan setelah putaran penuh 8 kali untuk spindel no.

2 dengan rpm 60.

c. Kadar air (AOAC, 1995)

Karaginan ditimbang dalam cawan porselen yang telah dikeringkan pada suhu

105oC selama 1 jam. Cawan porselen yang berisi contoh kemudian

dimasukkan dalam oven pada suhu 105 oC selama 4 jam.

Jika A adalah bobot contoh dan B adalah bobot contoh setelah dikeringkan.

maka

% Kadar air = A−B

Berat Sampel x 100%

d. Kadar abu (AOAC, 1995)

Karaginan dimasukkan ke dalam cawan porselen (B) yang telah diketahui

bobot keringnya, kemudian diabukan dalam tanur pada suhu 550 oC sampai

bebas dari arang. Setelah itu sampel didinginkan dalam desikator dan

ditimbang sebagai bobot akhir (A).

% Kadar abu = A−B

Berat Sampel x 100%

29

5. Karakterisasi Isolat Karaginan

Untuk mengetahui struktur dari senyawa karagenan murni yang didapatkan, maka

isolat karagenan yang diperoleh tersebut dianalisis menggunakan

spektrofotometer IR dan untuk mengetahui perubahan dekomposisi serta

kestabilan termal dengan analisis DTA/TGA.

a. Karakterisasi Isolat Karaginan dengan spektrofotometer IR

Karakterisasi isolat karaginan menggunakan spektrofotometer IR bertujuan

untuk mengidentifikasi kandungan gugus-gugus yang terdapat pada sampel

karaginan yang dihasilkan.

Isolat karaginan yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi dengan

spektrofotometer IR. Sampel karaginan dibuat dalam bentuk pellet dengan

KBr, kemudian dilakukan scanning pada daerah frekuensi antara 4000 cm-1

sampai dengan 400 cm-1.

b. Karakterisasi Isolat Karaginan dengan TG/DTA

Sekitar 5-10 mg sampel ditimbang dan dimasukkan kedalam platina pan.

Sampel yang sudah disiapkan diletakkan kedalam furnace menggunakan

pinset. Analisis dilakukan scanning pada kisaran suhu 30 sampai 900 oC

(Mahmood et al, 2014) dengan laju pemanasan sebesar 20 oC/menit.

47

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa

1. Larutan garam alkali yang dapat digunakan dalam isolasi karaginan dari alga

merah Eucheuma cottonii hanyalah larutan KCl.

2. Kosentrasi alkali yang optimum adalah KOH 5% dan larutan garam yang optimum

adalah KCl 2%.

1. Sifat kimia dan fisik karaginan Eucheuma cottonii yang dihasilkan pada penelitian

ini berdasarkan parameter rendemen sebesar 29,2%; viskositas 45 cP; kadar air

6,13%; dan kadar abu sebesar 29,78%.

4. Hasil karakaterisasi menggunakan spektrofotometer IR menunjukkan bahwa

senyawa hasil sintesis adalah karaginan jenis kappa.

5. Berdasarkan analisis menggunakan Thermogravimetric Analysis (TGA)

menunjukkan bahwa karaginan mengalami tiga tahap pengurangan berat yang

signifikan pada rentang suhu 30oC sampai dengan 900oC.

48

B. SARAN

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka pada penelitian selanjutnya

disarankan untuk :

1. Mengkaji lebih dalam mengenai karakterisasi menggunakan spektrofotometri IR

dan TGA.

2. Mengkaji lebih dalam khususnya penambahan variasi suhu yang digunakan.

3. Mengaplikasikan hasil isolasi kedalam suatu produk, baik produk makanan, obat,

industri, dan lainnya.

49

DAFTAR PUSTAKA

Abbott, I. A., j. N. Norris, (eds), 1985. Taxonomy of Economic Seaweeds with

Reference to Some Pacific and Caribbean Species. I. California Sea Grant

College, University of California, La Jolla, Calif., 167 pp.

Anggadireja, J. T. 1993. Potensi Makro Rumput laute Laut (Seaweed) sebagai

Pangan dan Nilai Gizi Berbeda Jenis. Widya Karya Nasional Pangan dan

Gizi V. LIPI. Jakarta 20-22 April 1993.

Anggadireja, J. T., A. Zatnika. Heri Purwoto dan Sri Istini. 2008. Rumput Laut.

Penebar Swadaya. Jakarta.

Angka, S. L dan Suhartono MT. 2000. Bioteknologi Hasil Laut. Cetakan Pertama.

Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan. IPB.

AOAC. 1990. Official Methods of Analysis the Association. 15th. Ed. AOAC.

Virginia: AOAC Inc. Arlington.

Apriyantono, A. D., Fardiaz D., Puspitasari N., Sodarnawati., dan Budiyanto S.

1989. Analisis Pangan. Bogor : Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi.

IPB.

Arfini, Fifi dkk. 2011. Optimasi Proses Ekstraksi Pembuatan Karaginan dari

Rumput Laut Merah (Eucheuma cottonii) serta Aplikasinya sebagai Penstabil

pada Sirup Markisa. Skripsi. IPB. Bogor.

Aslan, L. M. 1998. Seri Budidaya Rumput Laut. Kanisius. Yogyakarta.

Astawan M., Koswara S., dan Herdiani F. 2004. Pemanfaatan Rumput Laut

(Eucheuma cottonii) untuk Meningkatkan Kadar lodium dan Serat Pangan

pada Selai dan Dodol. Jurnal Teknologi dan Industri pangan. XV (1): 61.

Atmadja W. S., Kadi A., Sulistijo, dan Rachmaniar. 1995. Pengenalan Jenis-Jenis

Rumput Laut Indonesia. Jakarta : Puslitbang Oseanologi-LIPI.

Ayyad, O.D. 2011. Novel Strategies The Synthesis of Metal Nanoparticle and

Nanostructure. Thesis. Universitas de Barcelona. Barcelona.

50

Badan Standardisasi Nasional. 1992. Kadar Air pada Rumput Laut (SNI 01-

02690-1992). BSN. Jakarta

Bawa, I.G.A.G., A.A. Bawa Putra dan Ida Ratu Laila. 2007. Penentuan pH Optimasi

Isolasi Karaginan dari Rumput Laut Eucheuma cottonii. Jurnal Kimia 1 (Vol.

1) Januari 2007 : 15-20.

Bixler, H.J. 2000. The Carrageenan Connection IV. British Food Journal, Vol.

96 :12-17. MCB UP Ltd. Maine USA.

Campo, VL., Kawano DF., Silva Jr DB, dan Carvaospho I. 2009. Carrageenans :

Biological properties, chemical modifications and structural analysis. A

review. Carbohydrate Polymers, 77 (2), p.167-180.

Chapman, V.J., dan D.J. Chapman. 1980. Seaweed and Their Uses. Third edition

Capman and Hall. Metheun Co Ltd. London. P. 194 – 217.

Departemen Perdagangan. 1989. Ekspor Rumput Laut Indonesia. Jakarta. hlm 57.

Dian, Yasita dan Intan Dewi. 2009. Optimasi Proses Ekstraksi pada Pembuatan

Karaginan dari Rumput Laut Jenis Eucheuma cottonii Untuk Mencapai

Foodgrade. Jurnal Teknik Kimia Universitas Dipenogoro. Semarang.

Doty, MS. 1987. Eucheuma alvarezii sp (Gigartinales. Rhodophyta) from Malaysia.

In : Studies of Seven Commercial Seaweed Resources. Ed. By : MS. Doty. JF

Caddy. B. I.A. Abbot and J.N. Noris. Eds. Taxonomy of Economic Seaweeds.

California Sea Grant College Program : 37 – 45.

Fardiaz, D. 1989. Hidrokoloid. Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan. PAU

Pangan dan Gizi. IPB. Bogor.

Food Chemical Codex. 1981. Carrageenan. National Academy Press Washington.

P 74-75.

Food Marine Colloids Corp (FMC Corp). 1977. Carrageenan. Marine Colloid

Monograph Number One. Springfield New Jersey. USA : Marine Colloid

Division FMC Corporation page. 23-29. New Jersey. USA

Food and Agriculture Organization of the United Nation. 1986. Spesification for

Identity and Purity of Certain Food additives. FAO Food and Nutrition Paper.

Page. 47-54. Rome.

Gaman, P. M dan K.B. Sherrington. 1994. Ilmu Pangan, Pengantar Ilmu Pangan,

Nutrisi dan Mikrobiologi. Edisi Kedua. Gadjah Mada University Press.

Bulaksumur, Yogyakarta.

51

Giancoli, Douglas C. 1998. Fisika. Edisi ke-5 Terjemahan Yuhilja Hanum dan

Irwan Arifin. Erlangga. Jakarta.

Glicksman, M. 1983. Food Hydrocolloids. CRS Press. Inc. Florida. Volume II :

74-83

Guiseley, K.B.. N.F. Stanley dan Whitehouse. 1980. Carrageenan. McGraw Hill

co. New York. Pp : 199.

Hardjono, S. 1990. Spektroskopi Inframerah. Liberti. Yogyakarta.

Hsu, C.P.S. 1997. Infrared Spectroscopy, in Settle, F.A. (ed.) Handbook of

Instrumental Techniques for Analytical Chemistry, pp : 249-251, 266.

Prentice-Hall Inc. New Jersey.

Imeson, A. 2000. Carrageenan. Didalam Phillips G.O dan Williams. editors.

Handbook of Hydrocolloids. Florida. CRC Press.

Istini, S. dan A. Zatnika. 1991. Optimasi Proses Semirefine Carrageenan dari

Rumput Laut Eucheuma cottonii. Di dalam : Teknologi Pasca Panen Rumput

Laut.Prosiding Temu Karya Ilmiah; Jakarta. 11-12 Maret 1991. Jakarta

Departemen Pertanian hlm 86-95.

Kim, S. H., No, H. K., Kim, S. D. dan Prinyawiwatkul, A. 2006. Effect of Plasticizer

Concentration and Solvent Types on Shelf-life of Egg Coated. J. of Food

Science. Vol7/ nr.4.

Mahmood, W. A., M. Mizanur R. K. and Teow C. Y. 2014. Effects of Reaction

Temperature on the Synthesis and Thermal Properties of Carrageenan Ester.

Journal of Physical Science, Vol. 25(1), 123–138, 2014.

Moirano, A. L. 1977. Sulfate Seaweed Polysacharides dalam Food Colloids. The

AVI Publ.co.Westport Conneticut. Pp 347-381.

Rabek, J. F. 1983. Experimental Method in Polymer Chemistry, Physical Principle

and Application. A Wiley-Interscience Publication. New York.

Sadeghi, M. 2012. Synthesis Of A Biocopolymer Carragenan-g-Poly(AAm-co-IA)/

Montmorilonite Superabsorbent Hydrogel Composite. Vol. 29, No. 02, pp.

295 - 305

Sarjana, P dan Widia W. 1998. Mempelajari Teknik Pengolahan Rumput Laut

Menjadi Karaginan Secara Hidratasi. Universitas Udayana. Denpasar. Bali.

52

Suryaningrum, TD. 1988. Kajian Sifat-sifat Mutu Komoditi Rumput Laut Budidaya

Jenis Eucheuma cottonii dan Eucheuma spinosum. Tesis. IPB. Bogor.

Indonesia.

Suwandi, R. Iriani S. Bambang R dan Uju S. 2002. Rekayasa Proses Pengolahan dan

Optimasi Produksi Hidrokoloid Semi Basali (Intermediate Moisture Food)

Dari Rumput Laut. Laporan Akhir Penelitian Hibah Bersaing PT Tahun

Anggaran 2001/2002. IPB. Bogor.

Syarief, Rizal dan Hariyadi Halid. 1993. Teknologi Penyimpanan Pangan. Kerja

sama dengan Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB. Penerbit Arcan.

Jakarta.

Tako M, and Nakamura S. 1987. Indicative evidence for a conformational transition

in iota carrageenan. Carbohydrate Research 161:247–255.

Towle, A.G. 1973. Carrageenan. In : R.L. Whistler (Ed). Industrial Gum :

Polysacharides and Their Derivates. Academic Press. London. Pp 84 – 109.

Van de Velde,.F.,Knutsen, S.H., Usov, A.I., Romella, H.S., and Cerezo, A.S.,

2002, 1H and 13 C High Resolution NMR Spectoscopy of Carrageenans:

Aplication in Research and Industry, Trend in Food Science and Technology,

13, 73-92.

Winarno, FG. 1996. Teknologi Pengolahan Rumput Laut. Pustaka Sinar Harapan.

Jakarta.

Wunderlich, B. 2005. Thermal Analysis of Polymeric Materials. Springer. Berlin.

Yunizal, Murtini JT. Utomo BS dan Suryaningrum TH. 2000. Teknologi

Pemanfaatan Rumput Laut. Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan

Eksplorasi Laut dan Perikanan. Hlm 1-11. Jakarta.

Zulfriady, D dan Sudjatmiko W. 1995. Pengaruh Kalsium Hidroksida dan Sodium

Hidroksida Terhadap Mutu Karaginan Rumput Laut Eucheuma spinosum.

Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Bidang Pasca panen. Sosial

Ekonomo Penangkapan. Hlm 137-146. Jakarta.

ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAH …digilib.unila.ac.id/23180/3/SKRIPSI TANPA BAB...

Documents

Transcript of ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAH …digilib.unila.ac.id/23180/3/SKRIPSI TANPA BAB...