EKSTRAKSI ALGINAT
Oleh:
Nama : Atika Tri HandayaniNIM : B1J011051Kelompok : 14Rombongan : IVAsisten : Ardianti Maya Ningrum
LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO
2014
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Makroalga tercatat sebagai salah satu biota laut yang memiliki tingkat
keanekaragaman yang tinggi. Beberapa penelitian dilakukan untuk menghasilkan
produk-produk yang dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia.
Salah satu caranya adalah dengan mengisolasi makroalga. Produk dari makroalga
berupa polisakarida yang memilii nilai ekonomis berupa alginat.
Rumput laut (seaweed) termasuk salah satu anggota alga yang merupakan
tumbuhan berklorofil. Rumput laut terdiri dari satu atau banyak sel, berbentuk
koloni, hidupnya bersifat bentik di daerah perairan yang dangkal, berpasir,
berlumpur atau berpasir dan berlumpur, daerah pesut, jernih dan biasanya
menempel pada karang mati, potongan karang dan substrat kasar lainnya, baik
terbentuk secara alamiah atau buatan (artifisial). Rumput laut merupakan salah satu
komoditas ekspor penghasil devisa.
Di Indonesia terdapat 555 jenis rumput laut dan empat jenis dikenal sebagai
komoditas ekspor yaitu: Eucheuma sp., Gracillaria sp., Gelidium sp.
dan Sargassum sp. S. polycystum merupakan alginofit (penghasil alginat) yang
termasuk dalam kelas Phaeophyceae, famili Sargassaceae. Rumput laut coklat di
Indonesia tercatat sedikitnya terdapat 8 genus yaitu Cystoseira, Dictyopteris,
Dictyota, Hormophysa, Hidroclathrus, Padina, Sargassum dan Turbinaria.
Alginofit adalah jenis rumput laut coklat penghasil alginat, yaitu Sargassum sp.,
Turbinaria sp., yang banyak dijumpai di daerah laut Indonesia. Rumput laut
Sargassum sp. merupakan jenis rumput laut coklat (Phaeophyceae) yang banyak
menghasilkan alginat dibandingkan dengan jenis rumput laut coklat yang lain.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini yaitu mengetahui kadar air dan proses ekstraksi kandungan kimia rumput lau seperti alginat.
C. Tinjauan Pustaka
Alginat adalah salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding
sel algae coklat, dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan memegang
peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan algae. Alginat disintesa
pertama kali oleh Stanford pada tahun 1880 (Chapman & Chapman, 1980). Pada
awalnya alginat dianggap sebagai suatu asam polimannuronat, namun sejak tahun
1964 asam alginat lebih dikenal sebagai kopolimer dari asam L-guluronat dan asam
D-mannuronat. Pada prinsipnya alginate terdiri dari 3 macam struktur, yaitu
homopolisakarida α-1,4-L-guluronat, β -1,4-D-mannuronat, dan heteropolisakarida
yang merupakan bentuk selang-seling asam α -1,4-L-guluronat dan asam β -1,4-D-
mannuronat (Anullmans, 1998).
Pada dasarnya, semua jenis algae coklat mengandung alginat, namun
demikian kebanyakan alginat yang diproduksi secara komersial, diekstraksi hanya
dari sejumlah kecil spesies. Misalnya di Amerika, alginat diekstraksi hanya dari
Macrocystis pyrifera yang tumbuh di sepanjang pantai Barat kepulauan Amerika
Utara yaitu dari Mexico sampai California. Sedangkan di Canada, alginat diekstraksi
dari Ascophyllum nodosum yang tumbuh sepanjang pantai bagian Selatan Nova
Scotia. Sementara itu industri-industri alginat di Eropa terutama di Inggris,
Norwegia, dan Perancis melakukan ekstraksi alginat dari Ascophyllum nodosum,
Laminaria hyperborea dan Laminaria digitata.
Algae coklat penting lainnya yang digunakan untuk ekstraksi alginat adalah
Ecklonia maxima dan Lessonia nigrescans (Kirk, 1994). Ecklonia maxima banyak
ditemukan di perairan Afrika Selatan, sedangkan Lessonia nigrescans banyak
ditemukan di perairan Amerika Selatan (Chapman & Chapman, 1980). Adapun
spesies algae coklat asal perairan pantai Indonesia yang memiliki potensi untuk
diolah menjadi alginat adalah Sargassum sp., Turbinaria sp., Hormophysa sp., dan
Padina sp. Keempat spesies alginofit (algae penghasil alginat) tersebut masih
diperoleh dari sediaan alami. Negara yang memiliki industri alginat cukup besar
adalah Jepang dan Korea.
Kandungan alginat dari rumput laut cokelat sangat bervariasi tergantung dari
tingkat kesuburan perairan, musim, bagian dari tanaman yang diekstrak dan jenis
rumput laut. Upaya memproduksi alginat di Indonesia masih belum optimal, oleh
karena itu perlu dilakukan penelitian-penelitian guna meningkatkan kandungan
alginat, diantarnya melalui optimasi ekstraksi alginat (King, 1983).
Optimalisasi proses ekstraksi sangat penting. Terutama proses hidrolisa asam
karena apabila ekstraksi dilakukan pada suasana asam dan suhu terlalu tinggi
menyebabkan alginate akan mudah terhidrolisis sehingga akan menurunkan
rendemen dan mutu tepung alginat yang didapat. Apabila alginat dapat diekstrak
dengan baik maka dapat menghasilkan nilai tambah pada rumput laut penghasil
alginat tersebut (Winarno, 1990).
Algin adalah sejenis bahan yang dikandung oleh Phaeophyceae dikenal dalam
dunia industri dan perdagangan karena banyak manfaatnya. Dalam dunia industri
algin berbentuk asam alginik atau alginat. Asam alginik adalah suatu getah selaput,
sedangkan alginat adalah bentuk garam dari asam alginik. Garam alginat ada yang
larut dalam air yaitu sodium alginat, potasium alginat dan amonium alginat,
sedangkan yang tidak larut dalam air adalh kalsium alginat (Aslan, 2006).
II. MATERI DAN METODE
A. Materi
Alat-alat yang digunakan yaitu saringan, panci, kompor, pengaduk, baki.Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu Sargassum
duplicatum, KOH 2%, KOH 10%, NaOH 0,5%, Na2CO3 5%, HCL 0,5%, HCL 5%, H2O2 6%.
B. Metode
Proses ekstraksi alginat yaitu:
Alginofit 20 gram
Perendaman dengan KOH 2%, selama 30 menit
Ekstraksi Na2CO3 5% selama 5 menit
Perendaman HCL 0,5% 200 ml selama 30 menit
Perendaman NaOH 0,5% 200 ml selama 30 menit
Dicuci dengan air mengalir
Penyaringan
Pengasaman dengan HCL 5% sebanyak 20 ml, 5 menit
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemucatan dengan H2O2 6% 10 menit
Pengendapan dengan KOH 10% selama 10 menit
Pengeringan, pencetakan alginat
A. Hasil
Gambar 1. Alginat sebelum dijemur
Gambar 2. Alginat sesudah dijemur
Rendemen alginat (%) = Produk akhir x 100%
Bobot awal
= 0,7 gram x 100%
20 gram
= 3,5 gram
B. Pembahasan
Menurut Winarno (1990), alginat merupakan komponen utama dari getah
ganggang coklat (Phaeophyceae), dan merupakan senyawa penting dalam dinding
sel spesies ganggang yang tergolong dalam kelas Phaeophyceae. Alginat merupakan
salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding sel alga coklat,
dengan kadar mencapai 40 % dari total berat kering dan memegang peranan
penting dalam mempertahankan struktur jaringan alga. Alginat disintesa pertama
kali oleh Stanford pada tahun 1880.
Rumput laut S. duplicatum dikenal sebagai penghasil alginat. Alginat berperan
sebagai komponen penguat dinding sel dengan kandungan yang melimpah dan
dapat mencapai 40% dari berat kering rumput laut coklat. Alginat juga merupakan
salah satu bahan pikokoloid yang mempunyai fungsi sebagai bahan pengental,
pengatur keseimbangan, pengemulsi, serta pembentuk suatu lapisan tipis terhadap
minyak. Alginat merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam
rantai linier yang panjang, monomer penyusun alginat ada dua jenis struktur dasar
yaitu β-D-Asam Manuronat dan α-L-Asam Gluronat (Anwar et al., 2013).
Menurut Salisu et al., (2013) alginat adalah salah satu polisakarida alami
paling melimpah yang berasal dari laut. Cadangan kopolimer polisakarida ini
diaplikasikan dalam berbagai bidang termasuk farmasi, biomedis, pertanian, dan
lingkungan. Kemungkinan modifikasi alginat memberikan peluang yang lebih besar
untuk mendapatkan hibrida bahan untuk aplikasi tertentu. Polimer dengan aplikasi
menjanjikan di bidang biomedis sebagai pengiriman sistem agen terapeutik,
perangkat bioseparasi telah menarik banyak perhatian, karena sifat alginat tidak
beracun. Polimer biodegradable telah menarik banyak perhatian saat ini, karena
untuk meningkatkan kepedulian terhadap pencemaran lingkungan yang diciptakan
oleh sampah plastik. Oleh karena itu, pencangkokan sintetis polimer ke polimer
alam akan menyebabkan degradasi plastik sintetis yang dilakukan oleh mikroba.
Rumput laut yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah Sargassum
duplicatum. Sargassum duplicatum memiliki ciri-ciri yaitu, bentuk thalus umumnya
silindris atau gepeng, cabangnya rimbun menyerupai pohon di darat, bentuk daun
melebar, lonjong, atau pedang, mempunyai gelembung udara (bladder) yang
umumnya soliter, panjangnya mencapai 7 meter. Zat yang diestraksi dari alga ini
berupa alginat yaitu suatu garam asam alginik yang mengandung ion sodium,
kalsium, dan barium (Aslan, 2006).
Menurut Rasyid (2010), klasifikasi Sargassum duplicatum adalah sebagai
berikut :
Division : Phaeophyta
Class : Phaeophyceae
Ordo : Fucales
Family : Sargasaceae
Genus : Sargasum
Species : Sargasum duplicatum
Alginat berfungsi sebagai pemelihara bentuk jaringan pada makanan yang
dibekukan, counteract penggetahan dan dan pengerasan dalam industri roti berlapis
gula, pensuspensi dalam sirop, pengemulsi dalam salad dressing, serta penambah
busa pada industri bir. Di bidang bioteknologi, alginat digunakan sebagai algin-
immobilisasi sel dari yeast pada produksi alkohol. Di bidang farmasi dan kosmetik,
alginat dimanfaatkan dalam bentuk asam alginat atau garam sodium alginat dan
kalsium aginat (Anggadiredja et al., 1993)
Garam–garam yang dapat larut dalam air, khususnya garam-garam natrium
dari asam alginate digunakan dalam industri tekstil sebab dapat menghaluskan dan
membuat bahan menjadi lebih baik. Garam-garam alkali dapat juga digunakan
sebagai pengental bahan untuk pewarnaan di industri percetakan, sebagai penguat
dan perekat benang-benang yang digunakan untuk tenun, dan juga sebagai bahan
perekat di industri briket khususnya yang terbuat dari batubara atau liginit. Pada
industri briket 2,5 % larutan digunakan sebagai medium pengikat. Penggunaan lain
dari garam alginat tergantung pada kemampuan sebagai pengemulsi, misalnya cat
emulsi kasein. Sifat pengemulsi ini digunakan untuk bahan-bahan yang tidak larut
dalam air, misalnya produk-produk lemak, bensin, minyak, dan disinfektan.
Menurut Maass dalam (Chapman & Chapman, 1980), sifat suspensi dari natrium
alginat digunakan pada obat-obatan (misalnya penisilin), semir untuk mobil, cat,
kosmetik, dan insektisida.
Konversi garam-garam yang semula dapat larut dalam air menjadi tidak dapat
larut digunakan untuk memproduksi kain yang tahan terhadap air misalnya tenda
dan penutup wagon. Penggunaan lainnya adalah pada pembuatan plastik,
vulcanitefibre, linoleum, kulit imitasi, serta penjernihan larutan gula dan air mineral.
Cu-alginat dan Hg-alginat telah menjadi komponen yang bernilai dalam pembuatan
cat yang digunakan dibawah laut. Namun demikian, hal ini masih memerlukan
penelitian lebih lanjut (Chapman & Chapman, 1980).
Salah satu pemanfaatan alginat yang penting khususnya di Amerika Serikat
adalah sebagai penstabil yang dapat memberikan kelembutan pada kulit dan tekstur
es krim serta mencegah terbentuknya kristal yang kasar. Menurut Steiner &
Mcneely dalam (Chapman & Chapman, 1980), pemanfaatan alginat sebagai
penstabil harus dalam larutan alkali sebab jika dalam larutan asam akan terbentuk
gel. Pemanfaatan alginat dalam industri makanan didasarkan pada beberapa faktor
antara lain :
1. Kemampuan untuk membentuk larutan yang viskos.
2. Stabil pada temperatur dan pH tinggi.
3. Reaktivitas terhadap ion Ca2+ yang dapat membentuk gel.
4. Stabilitas panas dari gel (Anullmans, 1998).
Selama berlangsungnya proses ekstraksi alginat terjadi perubahan-
perubahan pada rendemen alginat. Tahap awal dilakukan penimbangan alginat
sebanyak 20 gram, kemudian Sargassum duplicatum direndam dengan KOH 2%
selama 30 menit, proses selanjutnya dicuci dengan air mengalir, agar memudahkan
pelunakkan dan proses ekstraksi, juga untuk menghilangkan kotoran, kemudian
direndam NaOH 0,5% selama 30 menit lalu cuci dan ditiriskan. Proses tersebut
diulangi lagi dengan menggunakan perendaman HCl 0,5% selama 30 menit. Pada
proses ini Sargassum yang sebelumnya kering berwarna coklat menjadi lunak dan
berwarna coklat keruh. Semakin tinggi konsentrasi bahan oksidator yang diberikan,
maka proses pemucatan akan berjalan semakin sempurna dan semakin lama waktu
perendaman akan memungkinkan sejumlah pigmen xantofil serta klorofil a dan c
terlarut (Handayani, 2006).
Tahap selanjutnya, dilakukan proses ekstraksi dengan Na2CO3 5% selama 5
menit, kemudian dilakukan penyaringan. Ekstraksi akan lebih mudah jika talus pada
rumput laut direndam dan dipanaskan karena talus menjadi lebih lunak. Handayani
(2006) menyatakan, optimalisasi proses ekstraksi sangat penting karena apabila
ekstraksi dilakukan pda suasana asam dan suhu terlalu tinggi menyebabkan alginat
mudah terhidrolisis, sehingga akan menurunkan rendemen dan mutu tepung alginat
yang didapatkan. Proses ini dilakukan terus-menerus diaduk agar rumput laut
mudah hancur, setelah itu untuk memisahkan alginat dari selulosanya, larutan
tersebut disaring dengan menggunakan kain blacu. Proses ini menghasilkan alginat
yang berbentuk cairan kental dan warna coklat kehitaman.
Asam alginat diperoleh dari pengasaman HCL 5% selama 10 menit. Fungsi
dari perendaman HCl ini adalah untuk memecah dinding sel rumput laut. Hal ini
didukung dengan pernyataan Winarno (1990), bahwa penggunaan HCl pada alginat
akan memecah dinding sel, sehingga memudahkan ekstraksi, karena HCl merupakan
asam kuat dan akan terionisasi sempurna. Proses selanjutnya yaitu pemucatan
dengan H2O2 6% 10 menit. Proses ini berguna untuk mendegradasi warna menjadi
lebih cerah. Proses selanjutnya adalah pengendapan dengan KOH 10% selama 10
menit untuk memisahkan natrium alginat dengan asam alginat dan juga agar
membentuk alginat yang stabil. Tahap akhir dari ekstraksi alginat adalah
pengeringan pada suhu 25-30oC untuk mendapatkan alginat berbentuk tepung
(Winarno, 1990).
Rendemen hasil praktikum adalah 3,5 %. Hal ini mengkin disebabkan karena
viskositas alginat kecil dan lamanya waktu ekstraksi. Hal ini sesuai dengan Taylor
(1979), semakin lama ekstraksi, semakin tinggi pula rendemen yang didapat. Hal ini
menunjukkan bahwa semakin lama waktu perendaman talus dengan HCl, nilai
rendemen alginat dari ekstraksi alginat meningkat, karena HCl akan memecah
dinding sel rumput laut. Kandungan alginat dari rumput laut coklat tergantung dari
umur, spesies dan habitat.
Larutan-larutan yang digunakan pada praktikum ini masing-masing memiliki
fungsi yang menunjang produk dari ekstraksi alginat ini. Larutan NaOH 0,5%
berfungsi untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel di rumput laut,
KOH 2% berfungsi untuk pelunakan dinding sel rumput laut. Larutan Na2CO3 5%
diberikan untuk memperoleh filtrat dan pemisahkan dari selulosa, mengekstraksi
kandungan alginat. Larutan HCl 0,5 % dan 5% untuk mengurangi garam-garam
mineral dan sebagai agen demineralisasi dan hidrolisis, larutan H2O2 6% untuk
larutan KOH 2% dan 10% untuk melunakan dinding sel dan mengendapkan kalium
alginat (Rasyid, 2010).
Standar mutu alginat yang baik menurut Ilalqisny & Widyartini (2001) adalah
sebagai berikut :
Spesifikasi Standar mutu
Kadar air
Kadar abu
Kadar karbohidrat sbg galakton
Logam berbahaya, Arsen
Zat warna tambahan
15-21%
Maksimal 4%
Minimal 30%
Negatif
Yang diinginkan untuk makanan dan
minuman
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan dan praktikum, maka dapat diambil
kesimpulan bahwa :
1. Rendemen alginat yang diperoleh dari rumput laut kering Sargassum duplcatum
adalah 3,5 %.
2. Tahapan ekstraksi agar adalah pencucian dan pembersihan, pengerinngan,
perendaman dan pemucatan, pelembutan, penghancuran, pemasakan,
pengepresan, pendinginan dan pengeringan.
B. Saran
Sebaiknya lama ekstraksi atau konsentrasi larutan tertentu diperbesar lagi,
sehingga nilai rendemen bisa lebih tinggi.
DAFTAR REFERENSI
Anggadireja, J., Zatnika, A., Sujatmiko, W., Istiani, dan Noor, Z. 1993. Teknologi Produk Perikanan Dalam Industri Farmasi. Stadium General Teknologi dan Alternatif Produk Perikanan Dalam Industri Farmasi. IPB, Bogor.
An Ullmans. 1998. Industrial Organic Chemicals. Vol. 7. Wiley-VCH, New York. 3993-4002.
Anwar F., A. Djunaedi, G. W. Santosa. 2013. Pengaruh konsentrasi KOH yang berbeda terhadap kualitas alginat rumput laut coklat Sargassum duplicatum J. G. Agardh. Journal of Marine Research. 2 (1) : 7-14.
Aslan, L.M. 2006. Budidaya Rumput Laut. Kanisius, Yogyakarta.
Chapman, V.J. and D.J. Chapman. 1980. Seaweed and Teir Uses Third Edition. Chapman and Hall.
Handayani, T. 2006. Protein pada Rumput Laut. Oseania, Bidang Sumberdaya Laut, Pusat Penelitian Oseanografi-LIPI, Jakarta.
Ilalqisny, A.I. dan D.S. Widyartini. 2001. Makroalga. Fakultas Biologi UNSOED, Purwokerto.
King, H.K. 1983. Brown Seaweed Extract (Alginates). In Glicksman M (ed). Food Hydrocolloids.CRC Press Inc, Bocaraton Florida.
Kirk and Othmer. 1994. Encyclopedia of Chemical Technology Fourt Edition. Volume 12. John Wiley dan Sons, New York. 1091 pp.
Kleinübing S. J., F. Gaia, C. Bertagnolli, M. Gurgel C. da Silva. 2013. Extraction of Alginate Biopolymer Present in Marine Alga Sargassum filipendula and Bioadsorption of Metallic Ions. Materials Research. 16 (2): 481-488.
Salisu, A, A. A. Naim, and M.M. Sanagi. 2013. Chemical modification of marine polysaccharide (alginate) by free-radical graft copolymerization ― a short review. Journal of Applied Chemistry. 4 (3) : 39-44.
Taylor WR. 1979. Marine Alga of the Eastern Tropical and Subtropical coast of the Americas. The university of Michigan.
Winarno, F.G. 1990. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.
Top Related