Tugas Makalah Hari/Tanggal : Kamis, 18 Oktober 2012

Satuan Proses Dosen : Prof Dr Ir Erliza Hambali

CARRAGEENAN SEBAGAI STABILIZER DAN EMULSIFIER

DI BERBAGAI BIDANG INDUSTRI

Oleh :

Fitriana Dewie Pannita F34100081

Hafizah Khaerina F34100110

Hanisa Pratiwi F34100132

2012

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Saat ini perkembangan industri semakin banyak dan bergerak maju baik di

dalam maupun luar negeri. Perkembangan industri di tengah masyarakat ini membuat

kebutuhan produsen sebagai penghasil suatu produk pun kian banyak. Mereka

berlomba- lomba untuk menghasilkan produk dengan inovasi terbaru dan terefisien

yang dijadikan sebagai suatu keunggulan produk yang membuat konsumen tertarik

untuk menggunakannya.

Demi memenuhi kebutuhan produsen agar tetap menghasilkan produk sesuai

dengan permintaan pasar, saat ini banyak digunakan bahan substitusi atau bahan

pengganti dengan fungsi yang sama. Salah satu contohnya adalah carrageenan,

terbuat dari rumput laut atau algae merah, yang digunakan sebagai stabilizer dan

emulsifier di berbagai bidang industri. Carrageenan banyak digunakan pada industri

pangan, industri farmasi dan kosmetik. Permintaan dunia terhadap rumput laut kering

penghasil karagenan diprediksi mencapai 369.800 ton atau naik dua kali lipat jika

dibandingkan dengan kebutuhan tahun 2007. Peluang itu perlu dimanfaatkan oleh

petani rumput laut Indonesia, yang merupakan salah satu produsen rumput laut

terbesar di dunia.

Kebutuhan dunia untuk rumput laut penghasil karagenan, yakni jenis cotonii

dan spinosum, diperkirakan meningkat seiring tumbuhnya industri pengolah.

Indonesia merupakan eksportir rumput laut terbesar di dunia jenis cotonii. Tahun

2010, produksi rumput laut penghasil karagenan adalah sekitar 75,85 persen dari

total ekspor di dunia (Kompas, 2011/09/08). Oleh karena itu, dengan tingginya minat

industri di dunia terhadap karagenan, diharapkan Indonesia terus gencar

mengembangkan karagenan hingga memiliki nilai ekonomis tertinggi dengan

memanfaatkan kemajuan teknologi.

I.2 Tujuan

Mengetahui proses konversi rumput laut menjadi karagenan dan mengetahui

manfaat dari karagenan terhadap suatu produk yang dihasilkan di berbagai industri.

II. PEMBAHASAN

Karagenan adalah senyawa yang termasuk golongan polisakarida yang

diekstraksi dari beberapa spesies rumput laut atau alga merah (rhodophyceae).

Sebagian besar karagenan mengandung natrium, magnesium, dan kalsium yang dapat

terikat pada gugus ester sulfat dari galaktosa dan kopolimer 3,6-anhydro-galaktosa.

Tiga jenis karagenan yang paling penting adalah karagenan iota, kappa, dan lambda.

Sedangkan karagenan mu adalah prekursor karagenan kappa, karagenan nu adalah

prekursor iota. Jenis karagenan ini diperoleh dari spesies rhodophyta yang berbeda.

Secara alami, jenis iota dan kappa dibentuk secara enzimatis dari prekursornya oleh

sulfohydrolase. Sedangkan secara komersial, jenis ini diproduksi menggunakan

perlakuan alkali atau ekstraksi dengan alkali (Distantina dkk 2010).

Penelitian yang dilakukan oleh Van Bosse (1913-1928) melaporkan bahwa

sekitar 555 jenis spesies rumput laut tumbuh di perairan Indonesia (Basmal 2000).

Rumput laut yang telah dimanfaatkan sebagai bahan makanan ada 61 jenis dan 21

jenis diantaranya dapat dimanfaatkan sebagai obat tradisional (Anggadiredja 1992).

Rumput laut yang mempunyai nilai ekonomis tinggi dan dijadikan sebagai bahan

komoditi ekspor yaitu Eucheuma, Gracilaria, Gelidium, Sargassum dan Hypnea.

Salah satu bentuk hasil olahan rumput laut yang paling potensial dan bernilai

ekonomis tinggi yaitu polisakarida alga, dan salah satunya adalah karagenan (Satari

1996).

Karagenan dapat diekstraksi dari protein dan lignin rumput laut dan dapat

digunakan dalam industri pangan karena karakteristiknya yang dapat berbentuk geli,

bersifat mengentalkan, dan menstabilkan material utamanya. Karagenan sendiri tidak

dapat dimakan oleh manusia dan tidak memiliki nutrisi yang diperlukan oleh tubuh.

Oleh karena itu, karagenan hanya digunakan dalam industri pangan karena fungsi

karakteristiknya yang dapat digunakan untuk mengendalikan kandungan air dalam

bahan pangan utamanya, mengendalikan tekstur, dan menstabilkan makanan.

II.1 Pemilihan Material

Rumput laut termasuk golongan algae atau ganggang yang terdiri dari empat

kelas, yaitu Rhodophyceae (ganggang merah), Phaeophyceae (ganggang coklat), dan

Chlorophyceae (ganggang hijau), Cyanophyceae (ganggang hijau - biru). Rumput

laut yang sering dimanfaatkan adalah dari jenis ganggang merah karena mengandung

agar-agar, karagenan, porpiran, maupun furcelaran (Indriani, 1999).

Rumput laut memiliki kandungan karbohidrat 39-55% (gula atau vegetable-

gum), protein 17,2-27,13%, sedikit lemak 0,08%, dan abu 1,5% yang sebagian besar

merupakan senyawa garam natrium dan kalium. Selain itu, rumput laut juga

mengandung vitamin-vitamin, seperti vitamin A, B1, B2, B6, B12, dan C ;

betakaroten ; serta mineral, seperti kalium, kalium fosfor, natrium, zat besi, dan

yodium. Beberapa jenis rumput laut mengandung lebih banyak vitamin dan mineral

penting, seperti kalsium dan zat besi bila dibandingkan dengan sayuran dan buah-

buahan, serta mengandung protein yang cukup tinggi. Zat-zat tersebut sangat baik

untuk dikonsumsi sehari-hari karena mempunyai fungsi dan peran penting untuk

menjaga dan mengatur metabolisme tubuh manusia. Kandungan utama yang

fungsional rumput laut yang dipakai yaitu agar, karagenan, dan alginat.

Eucheuma cottonii merupakan salah satu jenis rumput laut merah

(Rhodophyceae) penghasil karagenan, jenis karagenan yang dihasilkan dari rumput

laut Eucheuma cottonii adalah kappa karagenan yang mengandung lebih dari 34%

3,6 anhidro-D-galaktosa dan 25% ester sulfat. Karagenan dibagi menjadi 3 fraksi

berdasarkan unit penyusunnya yaitu kappa, iota, dan lambda karagenan. Ketiganya

berbeda dalam sifat gel dan reaksinya terhadap protein. Kappa karagenan

menghasilkan gel yang kuat, sedangkan iota membentuk gel yang halus dan mudah

dibentuk, dan lambda tidak dapat membentuk gel. Karagenan yaitu senyawa

hidrokoloid yang merupakan senyawa polisakarida rantai panjang yang diekstraksi

dari rumput laut jenis-jenis karaginofit, seperti Eucheuma sp., Chondrus sp., Hypnea

sp., dan Gigartina sp.. Eucheuma cottonii memiliki ciri-ciri fisik seperti thallus

silindris, permukaan licin, cartilogineus. Keadaan warna tidak selalu tetap, kadang-

kadang berwarna hijau, hijau kuning, abu-abu atau merah. Perubahan warna sering

terjadi hanya karena faktor lingkungan. Kejadian ini merupakan suatu proses

adaptasi kromatik yaitu penyesuaian antara proporsi pigmen dengan berbagai

kualitas pencahayaan (Aslan, 1998).

Umumnya Eucheuma cottonii tumbuh dengan baik didaerah pantai terumbu

karena tempat ini mempunyai persyaratan untuk pertumbuhan, yaitu faktor

kedalaman suhu, cahaya, substrat dan gerakan air. Habitat khasnya adalah daerah

yang memperoleh aliran air laut yang tetap, variasi suhu harian yang kecil dan

substrat batu karang mati karena tempat ini (Atmadja 1996).

Beberapa jenis Eucheuma mempunyai peranan penting dalam dunia

perdagangan internasional sebagai penghasil ekstrak karagenan. Kadar karagenan

dalam setiap spesies Eucheuma berkisar antara 54-73% tergantung pada jenis dan

lokasi tumbuhnya.

Gambar 1. Eucheuma cottoni

Klasifikasi Eucheuma cottonii menurut (Aslan 1998) adalah sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Divisio : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solieraceae

Genus : Eucheuma cottonii

II.2 Pemilihan Proses Konversi dan Kondisi Proses

Menurut Glikcksman (1983), karagenan yaitu getah rumput laut yang

diperoleh dari hasil ekstraksi rumput laut merah dengan menggunakan air panas (hot

water) atau larutan alkali pada temperatur tinggi. Pembuatannya menggunakan

metode ekstraksi dimana dilakukan pemisahan komponen solute (cair) dan

campurannya menggunakan sejumlah massa solven sebagai tenaga pemisah. Proses

ekstraksi menggunakan larutan alkali untuk melepaskan karagenan dari unit

intraseluler dan juga untuk memisahkan lemak dan protein. Setelah itu dilakukan

penambahan alkohol yang berfungsi untuk mengendapkan karagenan.

Saat ini produksi karagenan kebanyakan menghasilkan semirefine

carrageenan (SRC) belum mendapatkan refine carrageenan. Metode alkohol

merupakan salah satu metode yang dapat menghasilkan refine karagenan. Pada

proses ekstraksi karagenan dengan metode alkohol digunakan larutan alkali yaitu

KOH untuk memisahkan karagenan dari rumput laut. KOH merupakan salah satu

basa kuat dan bersifat alkali sehingga dapat membantu ekstraksi polisakarida dari

rumput laut dan berfungsi untuk mengkatalisis hilangnya gugus-6-sulfat dari unit

monomernya dengan membentuk 3,6-anhidrogalaktosa sehingga dapat meningkatkan

kekuatan gel dan reaktifitas produk terhadap protein (Mustamin 2012).

Ada dua macam cara memproduksi karagenan, yaitu skala rumah tangga dan

skala industri (Anonim 2012).

A. Produksi Karagenan untuk Skala Rumah Tangga

- Rumput laut direndam dalam air tawar selama 12 – 24 jam, kemudian dibilas lalu

ditiriskan.

- Setelah bersih, rumput laut direbus dalam air dengan perbandingan rumput laut

dengan air sebesar 1 : 15, suhu 120o C selama 15 menit. Perebusan memakai

pressure cooker, selanjutnya dilakukan perebusan lagi tanpa tekanan pada suhu 10o C

selama 2 – 3 jam.

- Rumput laut yang lunak dihancurkan dengan blender dan ditambahkan air panas (90o

C) dengan perbandingan 1 : 30. Hasilnya disaring dengan kain kasa halus.

- Filtrat diendapkan menambahkan metil alkohol dengan perbandingan 2,5 : 1, dapat

juga dengan menambahkan alkohol 90 % atau membekukannya pada suhu -10o C - 6o

C selama 24 – 48 jam.

- Endapan yang bercampur alkohol disaring dengan kain kasa. Hasil saringan masih

berupa karagenan basah. Filtrat yang beku perlu dicairkan dahulu untuk selanjutnya

disaring lagi.

- Karagenan basah dikeringkan selama 3 – 4 hari. Tepung karagenan dapat diperoleh

setelah proses penggilingan.

B. Produksi Karagenan Untuk Skala Industri

- Rumput laut dicuci dengan air tawar kemudian dikeringkan sampai kadar air menjadi

15 – 25 %.

- Rumput laut kering diesktraksi dengan ditambah air panas dan kalsium hidroksida

atau natrium hidrosida. Selama ekstraksi terjadi penghancuran dan hasilnya berupa

pasta. Penghancuran ini bertujuan untuk memperluas permukaan rumput laut

sehingga proses pelarutan karagenan akan lebih mudah.

- Pasta selanjutnya dimasukkan ke tangki atau bejana dan dipanaskan selama 24 jam

pada suhu 90o – 95o C.

- Setelah itu pindahkan ke tangki lain atau bejana dan dipanaskan selama 24 jam pada

suhu 90o – 95o C.

- Setelah mendidih disaring dengan filter aid atau tanah diatomea. Hasilnya disaring

lagi dengan filter press.

- Filtrat yang dihasilkan dipompa ke dalam tangki yang berisi propil alkohol dan akan

didapatkan serat karagenan.

- Serat karagenan di-press, kemudian dicuci dengan alkohol segar dan di-press lagi.

- Lembaran karagenan yang didapat dikeringkan dengan rotary dryer. Untuk

mendapatkan tepung karagenan lembaran tersebut digiling.

Gambar 2. Skema struktur pengulangan disakarida pada karagenan komersial

(Distantina dkk 2010)

II.3 Gambaran Reaksi yang Terjadi

Ekstraksi karagenan dari rumput laut Eucheuma cottonii pada prinsipnya

dimulai dengan sistem ekstraksi dengan suatu basa yang kemudian dilanjutkan

dengan penyaringan, pengendapan dan penggilingan hingga menjadi suatu tepung.

Untuk memperoleh tepung karagenan dengan kekuatan gel yang tinggi, rumput laut

yang digunakan sebaiknya rumput laut yang telah diberi perlakuan alkali panas.

Rasyid (2010), menjelaskan bahwa perbedaan penggunaan basa berpengaruh pada

kekentalan dan kekuatan gel karagenan. Jika diinginkan suatu produk yang kental

dengan kekuatan gel rendah maka digunakan garam natrium, untuk gel yang elastis

digunakan garam kalsium sedangkan garam kalium menghasilkan gel yang keras.

Untuk kappa karagenan lebih sensitif terhadap ion-ion kalium sedangkan iota

karagenan lebih sensitif dengan ion-ion kalsium .

Towle (1973) menyatakan bahwa larutan alkali mempunyai dua fungsi yaitu

membantu ekstraksi polisakarida dari rumput laut dan berfungsi untuk mengkatalisis

hilangnya gugus-6-sulfat dari unit monomernya dengan membentuk 3,6-

anhidrogalaktosa sehingga mengakibatkan kenaikan kekuatan gelnya. Hal ini

didukung oleh hasil penelitian Sheng Yao et al. (1986) ekstraksi yang dilakukan

dengan NaOH 2% mempunyai gel 3 – 5 kali lebih kuat jika dibanding dengan air.

Disamping itu alkali berfungsi untuk mencegah terjadinya hidrolisis karagenan

(Guiseley et a.l, 1980). KOH dipilih karena efek kation terhadap kappa karagenan

yang menghasilkan gel lebih kuat dibandingkan dengan alkali lain seperti NaOH dan

Ca(OH)2.

Ekstraksi karagenan dilakukan dengan metode pengepresan sebagai berikut:

rumput laut kering dicuci dengan air sampai bersih kemudian rumput laut diekstraksi

dengan menggunakan panci double unit dengan volume pelarut sebanyak 25 kali

berat rumput laut kering. Ekstraksi dilakukan menggunakan perlakuan bahan

pengekstrak yaitu soda abu dan NaOH dengan konsentrasi masing-masing 0,5%

(b/v). Suhu selama ekstraksi berkisar antara 90o -95oC dan lama waktu ekstraksi 3

jam. Rumput laut kemudian disaring dengan menggunakan kain penyaring. Filtrat

yang diperoleh kemudian dipanaskan kembali dengan menggunakan bahan penjendal

KOH 3% dan KCl 3%, serta bahan pengendap organik isopropil alkohol yang akan

menarik air dari filtrat karagenan sehingga akan diperoleh serat karagenan. Filtrat

dibiarkan semalam sehingga menjendal kemudian diiris dengan menggunakan alat

pemotong agar-agar sehingga diperoleh gel karagenan yang berupa lembaran dengan

ketebalan + 0,8 cm. Lembaran karagenan kemudian dibungkus dengan menggunakan

kain blacu, selanjutnya dipress. Pengepresan dilakukan di dalam kotak kayu dan

diberi beban berupa batu yang ditambahkan secara bertahap. Pengepresan dilakukan

selama semalam, sehingga air keluar dan diperoleh lembaran tipis. Setelah

pengepresan selesai karagenan dijemur beserta kainnya sehingga diperoleh

karagenan kertas. Karagenan kertas kemudian ditepungkan sehingga diperoleh

karagenan tepung.

Pengendapan karagenan hasil ekstraksi yang telah mengalami filtrasi dapat

dilakukan dengan alkohol (Glicksman 1983). Alkohol yang dapat digunakan yaitu

methanol, etanol, dan isopropil alkohol. Kebanyakan karagenan yang dipakai dalam

pangan isolasi dengan pengendapan selektif oleh isopropil alkohol karena hasilnya

lebih murni dan pekat/kental. Hanya satu kekurangan Isopropil alkohol yaitu lebih

mahal dibanding methanol dan etanol.

Doty (1987) membedakan karagenan berdasarkan kandungan sulfatnya

menjadi dua fraksi yaitu kappa karagenan yang mengandung sulfat kurang dari 28 %

dan iota karagenan jika lebih dari 30 %. Winarno (1996) menyatakan, bahwa kappa

karagenan dihasilkan dari rumput laut jenis Eucheuma cottonii, iota karagenan

dihasilkan dari Eucheuma spinosum, sedangkan lambda karagenan dari Chondrus

crispus, selanjutmya membagi karagenan menjadi 3 fraksi berdasarkan unit

penyusunnya yaitu kappa, iota, dan lambda karagenan yaitu :

Gambar 3. Struktur molekul kappa karagenan (Tojo dan Prado 2003).

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

anhidro-D-galaktosa. Kappa- karagenan juga mengandung D-galaktosa-6-sulfat ester

dan 3,6-anhidro-D-galaktosa-2-sulfat ester. Adanya gugusan 6-sulfat, dapat

menurunkan daya gelasi dari kappa karagenan, tetapi dengan pemberian alkali

mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6-sulfat, yang menghasilkan

3,6-anhidro-D-galaktosa. Dengan demikian derajat keseragaman molekul meningkat

dan daya gelasinya juga bertambah (Winarno 1996)

Kappa karagenan jika dimasukkan ke dalam air dingin akan membesar

membentuk sebaran kasar yang memerlukan pemanasan sampai 700C untuk

melarutkannya. Suhu pembentukan gel dan kualitas gel dipengaruhi oleh konsentrasi,

jumlah dan adanya ion-ion logam seperti K+, NH4+, Ca++, Sr++ dan Ba++. Secara umum

karagenan membentuk gel yang keras pada suhu antara 450C dan 650C dan meleleh

kembali jika suhu dinaikkan sampai 10-200C dari suhu yang telah ditetapkan tadi.

Gel yang lebih lemah terbentuk jika terdapat ion NH4+, Ca++, Sr++ dan Ba++. Kappa

karagenan mempunyai tipe gel yang rigid atau mudah pecah dicirikan dengan

tingginya sineresis, yaitu adanya aliran cairan pada permukaan gel. Aliran ini

berasal dari pengerutan gel sebagai akibatnya meningkatnya gumpalan pada daerah

penghubung. Sineresis tergantung pada konsentrasi kation-kation yang ada dan harus

dicegah dalam jumlah yang berlebih (Anonim 1977). Gel yang terbentuk dari kappa

karagenan berwarna agak gelap dan mempunyai tekstur mudah retak (Fardiaz 1989).

Gambar 4. Struktur kimia iota karagenan (Tojo dan Prado 2003)

Iota karagenan diisolasi dari Eucheuma spinosum mengandung kira-kira 30%

3,6 anhidro-D-galaktosa dan 32% ester sulfat. Iota mempunyai gel yang bersifat

elastis, bebas sineresis (Anonim 1977). Gel yang terbentuk berwarna lebih jernih

dibandingkan jenis kappa karagenan dan mempunyai tekstur empuk dan elastis

(Fardiaz 1989). Molekul iota karagenan ditandai dengan adanya 4-sulfat ester pada

setiap residu D-galaktosa dan gugus 2-sulfat ester pada setiap gugusan 3,6 anhidro-

D-galaktosa.

Iota karagenan mempunyai sifat larut dalam air dingin dan larutan garam

natrium. Di dalam larutan garam kation lain seperti K+ dan Ca2+ tidak dapat larut dan

hanya menunjukkan pengembangan, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu

jenis dan konsentrasi kation, densitas karagenan, suhu, pH, adanya ion penghambat

dan yang lainnya. Larutan iota karagenan stabil pada lingkungan elektrolit kuat

seperti NaCl 20-25% (Angka dan Suhartono 2000).

Adapun sifat fisik yang dimiliki karagenan tipe iota ini adalah:

1. Larutan memperlihatkan karakteristik thiksotropik

2. Larut dalam air panas, Natrium karagenan iota larut dalam air dingin dan air

panas

3. Penambahan ion Ca akan menyebabkan pembentukan gel tahan lama, elastis,

dan meningkatkan temperatur pembentukan gel dan pelelehan

4. Gel bersifat elastis, membentuk heliks dengan ion Ca

5. Gel bening

6. Stabil dalam keadaan dingin

7. Tidak larut dalam sebagian besar pelarut organik

8. Diperkirakan mengandung 32% ester sulfat dan 30% 3,6-AG

9. Penggunaan konsentrasi 0,02%-2,0%

Gambar 4. Struktur kimia lambda karagenan (Tojo dan Prado 2003)

Karagenan tipe lambda berbeda dengan kappa dan iota kargenan, karena

mengandung residu disulfat-D-galaktose, sedangkan kappa dan iota karagenan selalu

memiliki gugus 4-fosfat ester (Winarno 1996). Struktur kimia lambda karagenan

dapat dilihat pada Gambar 4.

Adapun sifat fisik yang dimiliki karagenan tipe lambda ini adalah:

1. Aliran bebas, larutan pseudo-plastik non-gel dalam air

2. Larut sebagian dalam air dingin, dan larut dengan baik dalam air panas

3. Tidak terbentuk gel, rantai polimer terdistribusi acak

4. Kekentalan bervariasi dari kekenatalan rendah hingga tinggi

5. Penambahan kation memberikan efek  yang kecil terhadap viskositas

6. Sesuai untuk pelarut yang dapat bercampur dengan air

7. Tidak larut dalam sebagian besar pelarut organic

8. Stabil dalam berbagai variasi temperatur, termasuk temperatur pembekuan

9. Larut dalam larutan garam 5%, baik dingin maupun panas

10. Diperkirakan mengandung  35% ester sulfat dan sedikit atau bahkan tidak

mengandung 30% 3,6-AG sama sekali

11. Penggunaan konsentrasi 0.1 – 1.0 %

Berdasarkan pada stereotipe struktur molekul dan posisi ion sulfatnya, iota

karagenan, kappa karagenan, dan lambda karagenan yang dibedakan oleh jumlah dan

posisi ester sulfat dan kandungan 3,6 anhidro-D-galaktosa. Ketiganya berbeda dalam

sifat gel dan reaksinya terhadap protein. Kappa karagenan menghasilkan gel yang

kuat (rigid), sedangkan iota karagenan membentuk gel yang halus (flaccid) dan

mudah dibentuk (Anggadiredja 1996).

Sifat dasar karagenan terdiri dari tiga tipe karagenan yaitu kappa, iota dan

lambda karagenan. Tipe karagenan yang paling banyak dalam aplikasi pangan adalah

kappa karagenan. Sifat-sifat karagenan meliputi kelarutan, viskositas, pembentukan

gel dan stabilitas pH.

Viskositas dan kekuatan gel karagenan merupakan sifat utama yang diperlukan

untuk diterapkan di industri pangan dan farmasi. Menurut Campo et al. (2009)

pembentukan gel merupakan hasil crosslinking antara rantai heliks yang berdekatan,

dengan grup sulfat menghadap ke bagian luar. Kelarutan dalam air sangat

dipengaruhi kadar grup sulfat (bersifat hidrofilik) dan kation dalam karagenan.

Kation yang terionisasi yang dijumpai dalam karagenan adalah sodium (Na),

potasium (K), kalsium (Ca), dan magnesium (Mg). Banyaknya fraksi sulfat dan

keseimbangan kation dalam air menentukan kekentalan atau kekuatan gel yang

dibentuk karagenan (Campo et al. 2009).

Karagenan dalam larutan memiliki stabilitas maksimum pada pH 9 dan akan

terhidrolisis pada pH dibawah 3,5. Pada pH 6 atau lebih umumnya larutan karagenan

dapat mempertahankan kondisi proses produksi karagenan. Hidrolisis asam akan

terjadi jika karagenan berada dalam bentuk larutan, hidrolisis akan meningkat sesuai

dengan peningkatan suhu. Larutan karagenan akan menurun viskositasnya jika

pHnya diturunkan dibawah 4,3 (Imeson 2003).

Kappa dan iota karagenan dapat digunakan sebagai pembentuk gel pada pH

rendah, tetapi tidak mudah terhidrolisis sehingga tidak dapat digunakan dalam

pengolahan pangan. Penurunan pH menyebabkan terjadinya hidrolisis dari ikatan

glikosidik yang mengakibatkan kehilangan viskositas. Hidrolisis dipengaruhi oleh

pH, temperatur dan waktu. Hidrolisis dipercepat oleh panas pada pH rendah

(Moirano 1977).

Menurut Fardiaz (1989), pembentukan gel adalah suatu fenomena

penggabungan atau pengikatan silang rantai-rantai polimer sehingga terbentuk suatu

jala tiga dimensi bersambungan. Selanjutnya jala ini menangkap atau

mengimobilisasikan air di dalamnya dan membentuk struktur yang kuat dan kaku.

Sifat pembentukan gel ini beragam dari satu jenis hidrokoloid ke jenis lain,

tergantung pada jenisnya. Gel mempunyai sifat seperti padatan, khususnya sifat

elastis dan kekakuan. Kappa karagenan dan iota karagenan merupakan fraksi yang

mampu membentuk gel dalam air dan bersifat reversible yaitu meleleh jika

dipanaskan dan membentuk gel kembali jika didinginkan.

Kelarutan karagenan dalam air dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya

tipe karagenan, temperatur, pH, kehadiran jenis ion tandingan dan zat-zat terlarut

lainnya. Gugus hidroksil dan sulfat pada karagenan bersifat hidrofilik sedangkan

gugus 3,6-anhidro-D-galaktosa lebih hidrofobik. Lambda karagenan mudah larut

pada semua kondisi karena tanpa unit 3,6-anhidro-D-galaktosa dan mengandung

gugus sulfat yang tinggi. Karagenan jenis iota bersifat lebih hidrofilik karena adanya

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

Karagenan jenis kappa kurang hidrofilik karena lebih banyak memiliki gugus 3,6-

anhidro-D-galaktosa.

Karakteristik daya larut karagenan juga dipengaruhi oleh bentuk garam dari

gugus ester sulfatnya. Jenis sodium umumnya lebih mudah larut, sementara jenis

potasium lebih sukar larut. Hal ini menyebabkan kappa karagenan dalam bentuk

garam potasium lebih sulit larut dalam air dingin dan diperlukan panas untuk

mengubahnya menjadi larutan, sedangkan dalam bentuk garam sodium lebih mudah

larut. Lambda karagenan larut dalam air dan tidak tergantung jenis garamnya.

II.4 Deskripsi Produk yang Dihasilkan

Manfaat karagenan sangat penting perannya sebagai stabilizer (penstabil),

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

Menurut Sadhori (1989), manfaat karagenan dalam bidang industri adalah sebagai

berikut :

a. Bidang makanan

Industri makanan sebagai pengental pensuspensi, penstabil dan pengemulsi, seperti

pada produk-produk chocolate milk, ice cream, keju, jelly, produk susu, makanan

untuk diet, saus, mentega, sayur, produk daging, ikan kaleng.

b. Bidang kosmetik

Industri kosmetika digunakan untuk pembuatan sabun, krim, pasta gigi, lotion,

shampoo, dan pewarna rambut.

c. Bidang kosmetika

Industri farmasi digunakan untuk peluntur, bahan suspensi, pengemulsi, penstabil,

tablet, salep, kapsul, plester, dan sebagainya.

d. Sebagai bahan adhesive dalam industri kertas dan industri tekstil, pengalengan

makanan, industri fotografi, inseksida, pastisida. Sebagai bahan pengisi dalam

industri tekstil.

Di Indonesia sampai saat ini belum ada standar mutu karagenan. Standard

mutu karagenan yang telah diakui dikeluarkan oleh Food Agriculture Organization

(FAO) dan Food Chemicals Codex (FCC) European Economic Community (EEC).

Tabel 1. Standar mutu karagenan

ParameterKaragenan

komersial

Karagenan

standar

FAO

Karagenan

standar

FAO

Karagenan

standar

FAO

Kadar air (%) 14,24±0,25 Maks 12 Maks 12 Maks 12

Kadar abu (%) 18,60±0,22 15 – 40 18 – 40 15 – 40

Kekuatan gel

(dyne/cm2)685,5024±13,43 - - -

Titik leleh (oC) 50,21±1,05 - - -

Titik gel (oC) 34,10±1,86 - - -

Sumber : A/S Kobenhavas Pektifabrik (1978).

Beberapa produk olahan rumput laut merah yang cukup terkenal di Indonesia

diantaranya Processed Euchema Seaweed (PES), Philippines Natural Grade (PNG),

Semi-Refined Carrageenan (SRC), Alternatively Refined Carageenan (arc) dan

Alkali-Modified Flour (AMF). Produk-produk tersebut merupakan produk yang

diolah secara langsung dengan meggunakan basa untuk menghasilkan karagenan.

Proses pengolahan dengan menggunakan basa merupakan proses ekstraksi

karagenan yang paling ekonomis. Kemudian setelah diekstraksi, karagenan terlarut

dikeringkan dan diubah bentuknya menjadi tepung dengan grade gel tertentu.

Semi-refined carrageenan (SRC) adalah salah satu produk karagenan dengan

tingkat kemurnian lebih rendah dibandingkan refined karagenan, karena masih

mengandung sejumlah kecil selulosa yang ikut mengendap bersama karagenan.

Karagenan merupakan senyawa dengan berat molekul yang cukup tinggi dan

merupakan material polidispersi. Ekstrak karagenan kappa komersil  memiliki berat

molekul dengan rentang 400–560 kDa, sedangkan Processed Euchema Seaweed 

(PES) memiliki berat molekul  615kDa (Parlina 2009).

III. PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Jenis karagenan yang sering digunakan untuk keperluan industri ialah

karagenan iota, kappa, dan lamda. Karagenan terbentuk dari hasil ekstraksi getah

rumput laut dengan menggunakan air panas atau perlakuan larutan alkali. Metode

alkohol merupakan salah satu metode untuk menghasilkan turunan karagenan berupa

refine carrageenan. Karagenan dapat diproduksi melalui skala rumah tangga atau

skala industri.

Karagenan digunakan dalam banyak industri untuk keperluan stabilizer,

thickener, suspensi, pembentuk gel, pengemulsi, dan sebagainya. Produk yang dapat

menggunakan karagenan sebagai bahan baku pembuatan produk diantaranya ialah

susu cokelat, es krim, keju, pewarna rambut, salep, kapsul, insektisida, pestisida, dan

lainnya.

III.2 Saran

Potensi pasar karagenan di Indonesia masih luas terbuka. Sebaiknya dibentuk

suatu baku mutu persyaratan untuk karagenan yang diproduksi dan digunakan dalam

negeri. Standardisasi mutu dapat membentuk suatu keseragaman mutu, sehingga

pihak produsen yang membutuhkan karegenan tidak perlu menyortir kembali atau

memberikan spesifikasi khusus mengenai karagenan yang diinginkan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1977. Carragenan. USA: Marine Colloids Division, FMC. Corporation. 1-35P.

dalam Pengaruh Pencampuran Kappa dan Iota Karagenan Terhadap Viskositas dan

Kekuatan Gel Karagenan Campuran. Bogor : IPB.

Anonim. 2012. Alternatif Lain Bisnis Pengolahan Rumput Laut. [terhubung berkala:]

http://bisnisukm.com/pengolahan-rumput-laut-menjadi-karagenan.html (diaskes pada

15 Oktober 2012).

Anggadiredja, J.T., 1992. Etnobotany and Etnopharmacology Study of Indonesian Marine

Marco Algae. Jakarta : Study Report BPP Technology.

Aslan, L.M. 1998. Seri Budidaya Rumpu Laut. Yogyakarta : Kanisius.

Atmadja, WS., Kadi A Sulistijo, Rahmaniar. 1996. Pengenalan Jenis Algae Merah dalam

Pengenalan Jenis-jenis Rumput Laut Indonesia. Jakarta : Puslitbang Oseanologi,

LIPI.

Angka, S. L., Suhartono MT. 2000. Bioteknologi Hasil Laut. Pusat Kajian Sumberdaya

Pesisir dan Lautan. Bogor : IPB.

Anggadiredja, J.T., Kusmiyati, Sri Istini, dan H. Purwoto. 1996. Potensi dan Manfaat

Rumput Laut Indonesia dalam Bidang Farmasi, Prosiding Seminar Nasional Rumput

Laut, APBIRI. Jakarta.

Campo, V.L., Kawano, D.F., Silva Júnior, Ivone Carvalho. 2009. “Carrageenans:

Biological Properties, Chemical Modifications and Structural Analysis”,

Carbohydrate Polymers, 77, 167-180.

Distantina, Sperisa, dkk. 2010. Proses Ekstraksi Karagenan dari Eucheuma cottonii,

dalam Seminar Rekayasa Kimia dan Proses. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada.

Doty, MS., Santos, GA., 1987. The Production and Uses of Eucheuma Dalam : Studies of

Seven Commercial Seaweeds Resources. Ed. By : M.S. Doty, J.F. Caddy and B.

Santelices. FAO Fish. Tech. Paper No. 281 Rome.

Fardiaz, D., 1989. Hidrokoloid. Bogor : PAU IPB.

Glicksman, 1983. Seaweed extracts. Di dalam Glicksman M (ed). Food Hydrocolloids Vol

II. Florida : CRC Press.

Imeson, A. P., 2000. Carrageenan di dalam Handbook of Hydrocolloids. Jakarta :

Departemen Kelautan dan Perikanan.

Indriyani, H. dan E. Sumiarsih. 1999. Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran Rumput

Laut. Jakarta : Penebar Swadaya.

Moirano, AL., 1977. Sulfated Seaweed Polysacharides dalam Food Colloids. Westport,

Connecticut : The AVI Publishing Company.

Mustamin, Fatimah. 2012. Skripsi Studi Pengaruh KOH dan Lama Ekstraksi terhadap

Karakteristik Karagenan dari Rumput Laut (Eucheuma cottonii). Makassar : Jurusan

Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hassanudin.

Parlina, Iin. 2009. Karagenan, Produk Olahan Rumput Laut Indonesia yang sangat

Bermanfaat. [terhubung berkala:] http://iinparlina.wordpress.com/2009/06/12/

karagenan-produk-olahan-rumput-laut-merah-indonesia-yang-sangat-bermanfaat/

(diakses pada 15 Oktober 2012).

Rasyid, A. 2010. Ekstrak Natrium Alginat dari Alga Coklat. Pusat Penelitian Oseanografi.

Jakarta : Puslitbang Oseanologi, LIPI.

Sadhori, N.S., 1989. Budidaya Rumput Laut. Jakarta : Balai Pustaka.

Satari, R., 1996. Potensi Pemanfaatan Rumput Laut dalam Pengenalan Jenis-jenis Rumput

Laut Indonesia. Jakarta : Puslitbang Oseanologi, LIPI.

Van de Velde,.F.,Knutsen, S.H., Usov, A.I., Romella, H.S., and Cerezo, A.S., 2011. 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, F.G., 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : Gramedia.

Sheng, Yao., Wanging S.L., L.Zhien and Yanxia Z., 1986. Preparation and Properties of

Carrageenan From some Species of Eucheuma in Hainan Island Cina. China : Jurnal

Fish.

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

and Their Derivates. London : Academic Press.

Tojo, E., Prado, J., 2003. Chemical composition of carrageenan blends determined by IR

spectroscopy combined with a PLS multivariate calibration method. Carbohydrate

Research.