isolasi dan karakterisasi karaginan dari alga merah …digilib.unila.ac.id/23180/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
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
ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAHEucheuma cottonii DENGAN METODE PENGENDAPAN GARAM ALKALI
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)
ISOLASI DAN KARAKTERISASI KARAGINAN DARI ALGA MERAHEucheuma cottonii DENGAN METODE PENGENDAPAN GARAM ALKALI
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
20. Spektrum IR Karaginan dengan KOH 7% ...........................................................59
21. Spektrum IR Karaginan dengan KOH 9% ...........................................................60
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
Ditimbang sebanyak 1 gram sampel rumput laut halus, lalu ditambahkan 50
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
Ditimbang sebanyak 1 gram sampel rumput laut halus, lalu ditambahkan 50
mL larutan NaOH dengan konsentrasi alkali optimum. 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 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
Ditimbang sebanyak 1 gram sampel rumput laut halus, lalu ditambahkan 50
mL larutan Ca(OH)2 dengan konsentrasi alkali optimum. Selanjutnya
dipanaskan dalam penangas air dengan temperatur 80oC, sambil diaduk
selama 90 menit. Kemudian disaring dalam keadaan panas melalui kertas
saring. Selanjutnya ditambahkan HCl 5% sampai pH 7.
27
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 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.