i

OPTIMASI METODE ISOLASI KARAGENAN

DARI RUMPUT LAUT Kappaphycus alvarezii Doty

DENGAN DESAIN PERCOBAAN FAKTORIAL

Skripsi

LUH ADE DYAH TANTRI LESTARI

1208505032

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

ii

iii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur Penulis Panjatkan Kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Karena Atas

Berkat Dan Rahmat-Nya Penulis Dapat Menyelesaikan Skripsi Yang Berjudul

“Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii

Doty dengan Desain Percobaan Faktorial” tepat pada waktunya.

Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari

berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin pengucapkan terima

kasih kepada:

1. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si., selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.

2. Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. selaku Ketua Jurusan

Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.

3. Ni Putu Ayu Dewi Wijayanti, S.Farm., M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing I

yang telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran dengan sabar

kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

4. Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing II yang

telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran kepada penulis dalam

penyusunan skripsi ini.

5. Dr. Sagung Chandra Yowani, S.Si., M.Si., Apt. selaku dosen penguji skripsi

sekaligus dosen pembimbing akademik penulis. Terima kasih atas motivasi,

semangat, arahan, saran serta bimbingan yang diberikan pada penulis selama

penyusunan skripsi ini.

6. Drs. I.N.K. Widjaja, M.Si., Apt. selaku dosen penguji skripsi. Terima kasih atas

bimbingan, saran serta arahan yang diberikan pada penulis selama penyusunan

skripsi ini.

7. Putu Oka Samirana, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen penguji skripsi. Terima

kasih atas bimbingan, saran serta arahan yang diberikan pada penulis selama

penyusunan skripsi ini.

iv

8. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan

kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.

9. Orang tua yang sangat saya sayangi dan hormati, I Ketut Landra dan Ni Made

Artini, M.Pd, kakak dan adik tersayang Ni Luh Putu Asri Yuliandari, A.Md. Keb.

dan I Komang Ananda Yoga Murti, terima kasih atas limpahan kasih sayang,

dukungan, doa, semangat dan motivasi yang telah diberikan kepada penulis dalam

penyusunan skripsi ini.

10. Sahabat tersayang, Meci, Budi, Sarah, Lina, Novi, Anggi, Widya, dan Linda yang

telah banyak membantu, memberikan semangat dan selalu membesarkan hati

penulis disaat ada kesulitan serta mendukung semua hal yang berkaitan selama

kuliah dan penyusunan skripsi ini.

11. Teman-teman seperjuangan teknologi penulis, Eny, Diah, Ine, Ferianta, Eka Fitri,

Anom, Meci, Agas, Purnama, Sugi, Dewa, Masmita, Gek In, Pasek, Unik yang

telah banyak membantu dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini.

12. Keluarga besar Dioscury Hygeia yang telah banyak membantu dalam segala hal

dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini.

13. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi

ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Skripsi ini masih belum sempurna. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat

membangun sehingga di masa yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis

berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.

Bukit Jimbaran, Juni 2016

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

LEMBAR PENGESAHAN ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xii

DAFTAR SINGKAT DAN ISTILAH xiii

ABSTRAK xiv

ABSTRACT xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 4

1.3 Tujuan Penelitian 5

1.4 Manfaat Penelitian 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kappaphycus Alvarezii

2.1.1 Taksonomi Kappaphycus Alvarezii 6

2.1.2 Deskripsi Kappaphycus Alvarezii 7

2.1.3 Komposisi Kimia Kappaphycus Alvarezii 8

2.2 Karakteristik Karagenan 9

2.3 Klasifikasi Karagenan

2.3.1 Kappa Karagenan 10

2.3.2 Iota Karagenan 11

2.3.3 Lambda Karagenan 12

vi

2.4 Sifat Dasar Karagenan

2.4.1 Kelarutan 12

2.4.2 Stabilitas pH 13

2.4.3 Pembentukan Gel 13

2.5 Metode Isolasi Karagenan 14

2.6 Standar Mutu Karagenan 16

2.7 Evaluasi Fisika Kimia Karagenan

2.7.1 Rendemen 17

2.7.2 Viskositas 18

2.8 8 Desain Percobaan Faktorial 19

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian 20

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian 21

3.3 Alat dan Bahan

3.3.1 Alat 21

3.3.2 Bahan 21

3.4 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional

3.4.1 Variabel Penelitian 22

3.4.2 Definisi Operasional 22

3.5 Prosedur Penelitian

3.5.1 Optimasi Metode Isolasi Karagenan 23

3.5.2 Tahap Ekstraksi Rumput Laut 24

3.6 Evaluasi Fisika Kimia Karagenan

3.6.1 Rendemen 27

3.6.2 Viskositas 27

3.7 Analisis Data

3.7.1 Analisis Pengaruh Faktor terhadap Respon dengan

ANOVA-one way 27

vii

3.7.2 Penentuan Metode Isolasi Optimum 28

3.8 Skema Umum Penelitian 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengumpulan dan Determinasi Rumput Laut

Kappaphycus alvarezii Doty 30

4.2 Pengolahan Sampel dan Pengukuran Kadar Air

Simplisia Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty 31

4.3 Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut

Kappaphycus alvarezii Doty 32

4.4 Penetapan Kadar Air Karagenan dari Hasil Optimasi

Metode Isolasi 33

4.5 Evaluasi Karakteristik Fisika Kimia Karagenan dari

Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty

4.5.1 Rendemen 34

4.5.2 Viskositas 38

4.6 Penentuan Metode Isolasi Karagenan Optimum 41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 43

5.1 Saran 43

DAFTAR PUSTAKA 65

LAMPIRAN 70

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii ......................... 8

Tabel 2.2 Standar Mutu Karagenan ......................................................................... 16

Tabel 2.2 Standar Mutu Karagenan Komersial PT Rhadogel

Gums Internasional ................................................................................. 17

Tabel 3.1 Faktor dengan Level Tertinggi dan Terendah .......................................... 27

Tabel 3.2 Optimasi Metode dengan Desain Percobaan Faktorial ............................ 27

Tabel 4.1 Organoleptis Serbuk Karagenan .............................................................. 38

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii ................................................ 7

Gambar 2.2 Kappa Karagenan ............................................................................... 10

Gambar 2.3 Iota Karagenan ................................................................................... 11

Gambar 2.4 Lambda Karagenan ........................................................................... 12

Gambar 3.1 Skema Umum Penelitian .................................................................... 34

Gambar 4.1 Tepung Karagenan Hasil Optimasi Metode Isolasi dengan variasi

Konsentrasi KOH, Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi ............... 38

Gambar 4.2 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan

dengan Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi tetap serta

Variasi Konsentrasi KOH ................................................................... 41

Gambar 4.3 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan

dengan Konsentrasi KOH dan Waktu Presipitasi tetap serta

Variasi Waktu Ekstraksi. .................................................................... 42

Gambar 4.4 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan

dengan Konsentrasi KOH dan Waktu Ekstraksi tetap serta

Variasi Waktu Presipitasi. .................................................................. 43

Gambar 4.5 Grafik Nilai Viskositas pada Metode Isolasi Karagenan

dengan Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi tetap serta

Variasi Konsentrasi KOH. ................................................................. 45

Gambar 4.16. Output dari program Design Expert version 7.0.0 ............................. 63

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Determinasi Tanaman Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ..... 70

Lampiran 2. Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut Kappaphycus

alvarezii Doty pada Program Design Expert 7.0.0 dengan variasi

Konsentrasi KOH, Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi ................. 71

Lampiran 3. Data Rendemen dan Output ANOVA one way Karagenan dari

Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ........................................... 72

Lampiran 4. Data Viskositas dan Output ANOVA one way Karagenan dari

Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ........................................... 73

Lampiran 9. Tahapan Pengolahan Data dengan Program

Design Expert version 7.0.0 .................................................................. 79

Lampiran 10 Dokumentasi Penelitian ........................................................................ 84

xi

DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH

Cp : Centipoise

Titik Jedal : Suhu larutan karagenan dalam konsentrasi tertentu mulai

membentuk gel.

Hidrokoloid : Suatu polimer larut dalam air, yang mampu membentuk

koloid dan mampu mengentalkan larutan atau membentuk

gel dari larutan tersebut.

Karagenan : Hidrokoloid dengan molekul besar yang terdiri atas 1000

lebih residu galaktosa yang terdiri dari ester, kalium,

natrium, dan kalium sulfat dengan galaktosa dan 3,6

anhydro galaktose copolimer

Karagenofit : Rumput laut penghasil karagenan

Kation : Atom yang bermuatan positif

KOH : Kalium Hidroksida

Larutan alkali : Larutan basa dengan pH lebih dari 7

Titik Leleh : Suhu larutan karagenan yang mencair dengan konsentrasi

tertentu.

Presipitasi : Pengendapan

Rendemen : Hasil ekstraksi yang dihitung berdasarkan rasio antara berat

awal dan hasil ekstraksi

Simplisia : Bagian tanaman yang belum mengalami pengolahan apapun

kecuali pengeringan

Thallus : Tumbuhan yang tidak mempunyai akar, batang dan daun

sejati

Thermo-reversible : Gel akan mencair jika dipanaskan dan akan membentuk gel

kembali bila didinginkan

Viskositas : Daya aliran molekul dalam sistem larutan

xii

ABSTRAK

Rumput laut Kappaphycus alvarezii Doty memiliki nilai ekonomis yang tinggi

karena menghasilkan karagenan. Salah satu pemanfaatan karagenan dalam industri

farmasi dan kosmetika yaitu sebagai bahan pembentuk gel, pengental dan pengikat air

(hidrogel). Penelitian tentang metode isolasi karagenan dilakukan dengan

menggunakan pelarut alkali dengan variasi konsentrasi, waktu ekstraksi serta waktu

presipitasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui metode isolasi karagenan

optimal serta mengetahui karakteristik fisika kimia karagenan yang diperoleh dari

metode isolasi yang optimal.

Metode isolasi karagenan dari rumput laut Kappaphycus alvarezii Doty

dioptimasi dengan menggunakan rancangan Desain Percobaan Faktorial menggunakan

program Desain Expert version 7.0.0 dengan memvariasikan konsentrasi KOH (5 dan

10)%, waktu ekstraksi (0,5 dan 2) jam dan waktu presipitasi (0,5 dan 1) jam. Evaluasi

sifat fisika dan kimia karagenan meliputi rendemen dan viskositas. Data hasil evaluasi

dianalisis menggunakan ANOVA one-way dan selanjutnya ditentukan metode isolasi

karagenan optimum serta karakteristik fisika dan kimianya.

Hasil analisa Desain Percobaan Faktorial menunjukkan Metode Isolasi

Karagenan Optimum adalah dengan Konsentrasi KOH 5%, waktu ekstraksi 0,83 jam,

waktu presipitasi 0,61 jam dengan nilai desirability 0,697, dengan karakteristik

rendemen 27,24±1,41%, viskositas 7,73±0,23 cPs. Dengan nilai rendemen, viskositas,

telah memenuhi kriteria FAO.

Kata Kunci : Metode Isolasi, Karagenan, Kappaphycus alvarezii Doty.

xiii

ABSTRACT

Seaweed Kappaphycus alvarezii Doty has a high economic value because it

produces carrageenan. The uses of carrageenan in the pharmaceutical and cosmetic

industries are as gelling agent, thickener and hydrogel. Research on methods of

isolation carrageenan was using alkaline solvent with various concentration, extraction

time and precipitation time. This study aimed to determine the optimal method of

carrageenan isolation from seaweed Kappaphycus alvarezii Doty and to know the

characteristics of chemical and physical of carrageenan obtained from the optimal

isolation method.

Isolation method of carrageenan from seaweed Kappaphycus alvarezii Doty

were optimized using Factorial Experimental Design from Design Expert version 7.0.0

program by varying the KOH concentration (5 and 10)%, extraction time (0.5 and 2)

hours and precipitation time (0.5 and 1) hour, in the highest and lowest levels. Then,

carrageenan from each isolation method were evaluated the chemical and physical

properties such as yield and viscosity. Evaluation data were analyzed using one-way

ANOVA and then the optimum isolation method was determined to know the

characteristics of chemical and physical of carrageenan

Based on Analysis of Factorial Experimental Design from Design Expert

version 7.0.0 showed the optimum formula using KOH 5%, extraction time 0.83 hours,

precipitation time 0.61 hours with desirability value 0.697, which rendemen yield

27.24±1.41%, viscosity 7.73±0.23 cPs. The yield value and viscosity had been fulfill

based on criteria of FAO.

Keyword : Isolation Method, Carrageenan, Kappaphycus alvarezii Doty