EKSTRAKSI ALGINAT Hap2
-
Upload
raaney-hapsari -
Category
Documents
-
view
82 -
download
37
description
Transcript of EKSTRAKSI ALGINAT Hap2
EKSTRAKSI ALGINAT
Oleh:
Nama : Suminar Sundari Maharani HapsariNIM : B1J009013Kelompok : 2Rombongan : IAsisten : Siti Novianti Eka Putri
LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO
2013
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Berkembangnya industri diberbagai negara, berkembang pula produksi
berbagai produk yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan maasyarakat
modern, baik untuk kebutuhan pangan, obat-obatan, bahan kosmetik, tekstil dan
sebagainya. Salah satu bahan yang sangat diperlukan adalah produk pikoloid yang
umumnya dihasilkan dari rumput laut. Salah satu bahan pikoid yang sangat
diperlukan diberbagai industri adalah senyawa alginat. Kebutuhan senyawa
alginat untuk industri tekstil dikawasan Asia Pasifik dewasa ini mencapai 8.000-
10.000 kg, sedangkan kebutuhan senyawa alginat di Negara maju sekitar 15.000
kg yang sebagian besar diimport. Algin adalah suatu bahan yang dikandung
Phaeophyceae.
Pemanfaatan algin pada umumnya berbentuk asam alginat dan alginat.
Algin merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk
rantai linier panjang. Bentuk alginat yang paling dijumpai adalah natrium alginat
yaitu suatu garam alginat yang larut dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam
air ialah kalium dan ammonium alginat, alginat yang tidak larut dalam air ialah
kalsium alginate.
Algin dapat diekstrak dari Alginophyt, yaitu keluarga Phaeophyceae yang
menghasilkan algin antara lain dari Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessinia, dan
Sargassum. Algin di dapat dalam bentuk alginik yaitu turunan dari selulosa dan
asam pektik. Algin berfungsi dalam industri sebagai pengental, pengatur
keseimbangan, pengemulsi dan pembentuk lapisan tipis yang tahan terhadap
minyak. Selain itu algin digunakan dalam industri makanan, farmasi, kosmetik,
tekstil, keramik, fotografi, dan lain-lain.
Metode ekstraksi yang dikembangkan oleh instalasi Penelitian Perikanan
Laut Slipi meliputi beberapa tahap yaitu demineralisasi, pencucian, ekstraksi,
penarikan asam alginate menggunakan HCl, pencucian, pertukaran ion H+ dengan
ion Na+ dari larutan NaOH kemudian penarikan natrium alginate menggunakan
alkohol dan pengeringan.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ekstraksi alginat ini adalah untuk mengetahui
proses ekstraksi alginat dan perubahan-perubahan yang terjadi dari setiap tahapan
dalam ekstraksi.
C. Tinjauan Pustaka
Alga coklat termasuk salah satu sumberdaya hayati laut yang banyak
ditemukan tumbuh di perairan pantai Indonesia. Salah satu jenis alga coklat
tersebut adalah Sargassum echinocarphum. Seperti alga coklat lainnya,
Sargassum echinocarphum juga dapat ditemukan tumbuh melimpah pada bulan
Agustus – Oktober (Rasyid, 2009). Menurut Atmaja et al. (1996), alga coklat
lainnya yang ditemukan di perairan pantai Indonesia adalah Turbinaria sp.,
Hormophysa sp. dan Padina sp.
Alginat adalah salah salah satu jenis polisakarida yang terdapat dalam
dinding sel alga coklat dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan
memegang peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan sel alga (An
Ullman’s 1998). Jenis alga coklat sebagai sumber bahan baku alginate berbeda-
beda di setiap negara produsen. Misalnya, di Amerika Serikat alginate diekstraksi
dari Macrocystis pyrifera yang tumbuh di sepanjang pantai barat kepulauan
Amerika Utara, yaitu dari Meksiko sampai California. Di Kanada, alginate
diekstraksi dari Ascophylum nodosum yang tumbuh sepanjang pantai bagian
selatan Nova Scotia.
Beberapa negara produsen alginat di Eropa seperti Inggris, Norwegia dan
Perancis menggunakan Ascophylum nodosum, Laminaria hyperborea dan
Laminaria digitata sebagai bahan baku alginate, sedangkan negara di Asia yang
juga merupakan produsen alginat yang signifikan yaitu Jepang dan Korea,
menggunakan Eclonia cava dan beberapa jenis lainnya (Kirk And Othmer, 1994).
Industri makanan merupakan salah satu pengguna terbesar alginate disamping
industri lainnya yaitu farmasi, kosmetik, karet, tekstil, keramik, minuman dan cat.
Algin merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam
bentuk rantai linier yang panjang (Winarno, 1990). Bentuk alginat yang paling
banyak dijumpai adalah natrium alginat yaitu suatu garam alginat yang larut
dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam air adalah kalium atau ammonium
alginat, sedangkan alginat yang tidak larut dalam air adalah kalsium alginat
(Zailanie et al., 2001).
Optimalisasi proses ekstraksi sangat penting. Terutama proses hidrolisa
asam karena apabila ekstraksi dilakukan pada suasana asam dan suhu terlalu
tinggi menyebabkan alginate akan mudah terhidrolisis sehingga akan menurunkan
rendemen dan mutu tepung alginat yang didapat. Apabila alginat dapat diekstrak
dengan baik maka dapat menghasilkan nilai tambah pada rumput laut penghasil
alginat tersebut (Winarno, 1996).
II. MATERI DAN METODE
A. Materi
Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ekstraksi alginate yaitu
rumput laut jenis Sargassum sp., KOH 2%, NaOH 0,5, Na2CO3 7%, HCl 5%,
H2O2 6%, NaOH 10%, alkohol 95%, dan akuades. Alat-alat yang digunakan yaitu
timbangan analitik, kertas pH, pipet, pipet ukur, pengaduk dan alat penjepit
cawan, pompa vacum, cawan, blender, kompor, gelas ukur (50, 100, 500 ml),
Erlenmeyer, thermometer, oven dan kain kassa ukuran 100 mesh.
B. Metode
1. Rumput laut kering (Sargasssum sp.) ditimbang sebanyak 60 gram.
2. Rumput laut direndam dalam larutan KOH 2% dengan perbandingan rasio 1:1,
lalu dibilas dengan air bersih.
3. Rumput laut direndam dalam larutan NaOH 0,5% selama 30 menit dengan
perbandingan 10:1.
4. Rumput laut direndam dalam larutan HCl 0,5% selama 30 menit dengan
perbandingan 10:1
5. Ekstraksi dilakukan dengan menambahkan larutan Natrium karbonat (Na2CO3)
7% ke dalam larutan dengan perbandingan 10:1 dan dipanaskan pada suhu 50o
C dengan lama ekstraksi 3 jam. Hasil yang didapat kemudian disaring dengan
kain kassa ukuran 100 mesh.
6. Larutan hasil penyaringan kemudian diasamkan dengan menambahkan HCl
5% hingga mencapai pH 2,8-3,2 selama 5 jam.
7. Kemudian dilakukan pemucatan dengan menambahkan H2O2 6% dengan
perbandingan 1:1 ke dalam larutan selama 1 jam.
8. NaOH 10% ditambahkan ke dalam larutan sedikit demi sedikit hingga dicapai
pH larutan berkisar antara 8,5-9,0, perlakuan ini dilakukan selama 5 jam.
9. Garam alginat yang terdapat pada larutan dimurnikan dengan menambahkan
alkohol 95% dengan perbandingan 1:1 selama 15 menit. Gumpalan yang
terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 400C.
10. Garam alginat yang didapat kemudian dihitung rendemen. Adapun kandungan
rendemen alginat dapat dihitung dengan rumus:
Rendemen (%) = Produk akhir (gram) x 100%
Bahan baku (gram)
Diagram Alir Pembuatan Alginat
Sargassum polycistum 60 gram
Rumput laut direndam dalam larutan KOH 2%
Dicuci Air Mengalir
Perendaman NaOH 0,5% selama 30 Menit(rasio 10:1 v/w)
Perendaman HCl 0,5% selama 30 menit(rasio 10:1, v/w)
Ektraksi Na2CO3 7%(rasio 10:1, suhu 50o C selama 2 jam)
Penyaringan
Pengasaman HCl 5% (pH 2,8-3,2) 5 jam
Pemucatan H2O2 (1:1, v/w)
Pengendapan NaOH 10% (ph 8,5-9,0) 5 jam
Pemurnian, alkohol 95% (rasio 1:1, v/w)
Pengeringan pada Oven 60o C selama 2-3 hari
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Rendemen Alginat
= Bobot Akhir x 100 % Bobot Awal
= 0,5 x 100% 60
= 0,8 %
B. Pembahasan
Rumput laut coklat yang potensial untuk digunakan sebagai sumber
penghasil alginat diantaranya adalah jenis Makrocystis, Turbinaria, Padina dan
Sargassum sp. Kandungan alginat pada rumput laut coklat tergantung musim,
tempat tumbuh, umur panen dan jenis rumput laut. Rumput laut coklat memiliki
pigmen santotif yang memberikan warna coklat dan dapat menghasilkan algin
atau alginat, laminarin, selulosa, fikoidin dan manitol yang komposisinya sangat
tergantung pada jenis (spesies), masa perkembangan dan kondisi tempat
tumbuhnya. Asam alginat diproduksi dengan cara ekstraksi alga coklat
(Phaeophyceae) dan banyak digunakan sebagai bahan pembentuk gel dan
pengental yang bersifat thermoreversibel dalam berbagai bidang industri, juga
dipakai sebagai suspending emulsifying, dan stabilizing agent. Senyawa Alginat
yang umum dikenal adalah Natrium Alginat
( Maharani et al, 2010)
Hasil praktikum menunjukkan bahwa rendemen Alginat yang diperoleh
dari praktikum adalah sekitar 0,8 %, sedangkan menurut standar mutu rendemen
garam alginat adalah >18% (Yunizal,2004). Rendahnya rendemen yang dihasilkan
disebabkan oleh kerusakan yang terjadi pada garam alginat karena proses
pemucatan dengan menggunakan H2O2. Proses pemucatan akan menyebabkan
pigmen yang terkandung dalam rumput laut teroksidasi dan terdegradasi, sehingga
semakin tinggi konsentrasi H2O2 yang digunakan, maka retensi pigmen dalam
produk semakin rendah dan rendemen yang dihasilkan rendah pula (Luhur 2006).
Rasyid (2010) menyatakan bahwa kandungan asam alginat dari batang alga jenis
Laminaria pada tanaman yang lebih tua relatif lebih stabil dibandingkan dengan
yang masih muda. Kemungkinan perbedaan usia panen (waktu pengambilan) juga
berpengaruh terhadap kadar natrium alginat Sargassum polycystum. Faktor
lainnya adalah perbedaan kondisi perairan pada waktu pengambilan sampel
dilakukan.
Sargassum sp. adalah salah satu jenis alga laut dari kelompok alga coklat
(Phaeophyceae). Alga coklat ini biasanya dicirikan oleh 3 sifat yaitu: (1) adanya
pigmen coklat, yaitu fukosantin yang menutupi warna hijau dari pigmen klorofil a
dan c, (2) hasil fotosintesis terhimpun dalam bentuk laminarin dan (3) adanya
flagel. Sargassum sp. memiliki bentuk thallus silindris atau gepeng, banyak
percabangan yang menyerupai pepohonan di darat, bangun daun melebar, lonjong
seperti pedang, memiliki gelembung udara yang umumnya soliter, batang utama
bulat agak kasar, dan holdfast (bagian yang digunakan untuk melekat) berbentuk
cakram. Pinggir daun bergerigi jarang, berombak, dan ujung melengkung atau
meruncing. Sargassum sp tersebar luas di perairan Indonesia, dapat tumbuh di
perairan terlindung maupun berombak besar pada habitat berkarang. Rumput laut
jenis Sargassum umumnya merupakan tanaman perairan yang mempunyai warna
cokelat, berukuran relatif besar, tumbuh dan berkembang pada substrat dasar yang
kuat. Bagian atas menyerupai semak yang berbentuk simetris bilateral atau radial
serta dilengkapi bagian sisi pertumbuhan (Anggadiredja et al., 2008)
Sargassum polycistum membutuhkan intensitas cahaya matahari berkisar
6500 – 7500 lux. Algae Sargassum tumbuh berumpun dengan untaian
cabangcabang. Panjang thalli utama mencapai 1–3 m dan tiap-tiap percabangan
terdapat gelembung udara berbentuk bulat yang disebut “Bladder,” berguna untuk
menopang cabang-cabang thalli terapung ke arah permukaan air untuk
mendapatkan intensitas
cahaya matahari (Kadi, 2006).
Klasifikasi menurut Bandungense (2011) :
Divisio : Phaeophyta
Class : Phaeophyceae
Subclass : Cyclophyceae
Ordo : Fucales
Famili : Fucaceae
Genus : Sargassum
Species : Sargassum polycistum
Menurut Vauchel et al.,(2008) dengan reactive extrution lebih efesien
dibandingankan dengan proses bacth untuk ekstraksi alkali alginate.
Keuntungandari menggunakan reactive extrution yaitu waktu lebih cepat satu jam
dari yang tadinya hanya beberapa menit, hasil ekstrasi 15% lebih tinggi, dan
semua sifat reologi produksi meningkat.
Tiap-tiap tahapan dalam ekstraksi alginat terjadi perubahan-perubahan
sebagai berikut :
1. Tahap perendaman dengan NaOH 0,5% selama 30 menit bertujuan untuk
melunakkan dinding sel dan menghilangkan kotoran, larutan berubah warna
menjadi keruh karena kotoran terserap NaOH. Tahap perendaman dengan
HCl 0,5% selama 30 menit, warna larutan tetap, tetapi rumput laut lebih lunak
dan larutan berwarna coklat.
2. Tahap ekstraksi dengan Na2CO3 5% bertujuan untuk mengeluarkan
alginate dari dinding sel dan selulosa, larutan agak kental, berwarna coklat
kehitaman. Na2CO3 berfungsi untuk mengekstrak kandungan alginat yang
terdapat didalam talus rumput laut coklat. Kecepatan ekstraksi alginat dalam
talus sangat tergantung pada konsentrasi Na2CO3, suhu dan lama waktu
ekstraksi yang diberikan (Basmal et al., 1998).
3. Tahap pengasaman dengan HCl 5% timbul adanya busa, kemudian terjadi
pengumpulan di permukaan. HCl berfungsi dalam demineralisasi dan sebagai
pembentuk endapan asam alginat (Renm, 1986).
4. Tahap pemucatan dengan H2O2 6% bertujuan untuk memutihkan alginat
dari alginat yang berwarna cokelat, warna menjadi coklat keputihan.
5. Tahap pengendapan dengan NaOH 10% sebanyak 5 tetes bertujuan untuk
memisahkan natrium alginat dengan asam alginat. Larutan berwarna coklat
jernih atau jernih dan tidak terdapat endapan. Jika pH 10 maka ditambahkan
HCl 0,5% sebanyak 95 ml sampai pH turun menjadi basa. Jika pH asam
ditambahkan 1ml NaOH 0,5% sehingga didapatkan pH 9 untuk pertukaran ion
Na dan H+. Basmal et al., (1998), menyatakan NaOH merupakan salah satu
golongan senyawa alkali dalam proses ekstraksi rumput laut berfungsi
membentuk natrium alginat dari asam alginat.
6. Tahap pemurnian menambahkan alkohol 95% dengan perbandingan 1:1
bertujuan untuk pemurnian alginat yang diperoleh, diamkan selama 5 menit
sampai terjadi penggumpalan kemudian disaring, pada praktikum kali ini
terdapat endapan algin dan residu pada bagian dasar.
Alginat dapat mengurangi kerusakan staling selama penyimpanan, selain itu,
sebanyak 0,25 % - 0,5 %. Alginat dapat meningkatkan dan menstabilkan
konsistensi isi dari produk-produk makanan yang diolah dengan cara di panggang
seperti kue dan pie. Pengujian dilakukan secara langsung dalam produk makanan
serta untuk menganalisis sifat fisik kimia sehingga penggunaan optimal dapat
dideteksi dalam makanan. Karena Sargassum dan spesies Turbinaria di temukan
di pantai berbatu Wilayah Yogyakarta yang belum banyak diketahui tentang
penggunaannya, meskipun telah berhasil diekstrak dan komposisi kimianya
dikenal, pemanfaatan optimal dapat digunakan dalam pembuatan makanan
(Mushollaeni et al, 2012).
Ada dua jenis monomer penyusun alginat, yaitu β-D-Mannopyranosil
Uronat dan α-L-Asam Gulopyranosyl Uronat. Garam natrium dari asam alginat
berwarna putih samai kekuningan, berbentuk tepung atau serat, hampir tidak
berbau dan berasa, larut dalam air dan mengental (larutan koloid), tidak larut
dalam larutan hidrokoloid dengan kandungan alkohol lebih dari 20%, dan tidak
larut dalam kloroform, eter, dan asam dengan pH kurang dari 3. Standar mutu
internasional untuk asam alginat dan garam alginat sesuai dengan Food Chemical
Codex (1981) diacu dalam Yunizal (2004), dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 1. Standar mutu asam alginat dan garam alginat
Karakteristik Asam
alginat
Garam
alginat
Kemurnian (% berat kering) 91-104% 90.8-106%
Rendemen >20% >18%
Kadar CO2 <23% <21%
Kadar As <3 ppm <3 ppm
Kadar Pb <0.004% <0.004%
Kadar Abu <4% 18-27%
Susut pengeringan <15% <15%
Sumber : Indriani dan Sumiarsih (1994).
Alginat dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti industri makanan,
minuman, obat, kosmetik, tekstil, industri cat dan penggunaan lainnya.
Pemanfaatan alginat sebagai emulsifying agent, disintegrating agent, moisturizing
agent, pemanfaatan ini didasarkan pada sifat fisika dan kimia alginat (Rachmat,
2004).
Alginat telah terbukti memperkuat mucus, perlindungan alamiah dari dinding
usus, dapat memperlambat pencernaan, dan pelepasan gizi di dalam tubuh. Lebih
lanjut, alginat mengandung serat yang tinggi, mengandung mineral penting,
mudah dicerna, enak dan aman. Selama ini alginat telah banyak digunakan
sebagai bahan jelly, perekat makanan bertepung, bahan pengental pada pembuatan
minuman semacam bir, es krim, cream pada yoghurt dan Iain-lain. Alginat juga
banyak digunakan pada industri kosmetik untuk membuat sabun, cream, lotion,
shampo, dan pencelup rambut. Industri farmasi memerlukannya untuk pembuatan
suspense, emulsifier, stabilizer, tablet, salep, kapsul, plester, dan filter. Dalam
industri makanan atau bahan makanan alginate banyak dijadikan sayur, saus, dan
mentega. Dalam beberapa proses industri, alginat juga diperlukan sebagai bahan
additive antara lain pada industri tekstil, kertas, keramik, fotografi, insektisida,
pestisida, pelindung kayu, dan pencegah api (Susanto 2009).
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Faktor yang mempengaruhi rendemen dan kualitas alginat dalam Sargassum
sp. seperti intensitas cahaya, kandungan mineral dalam perairan, dan arus
gelombang.
2. Hasil rendeman dari alginate adalah 0,8 %
3. Proses ekstraksi terdiri dari beberapa tahap yaitu perendaman, ekstraksi,
penyaringan, pengasaman, pemucatan, pengendapan, pemurnian, dan
pengeringan.
DAFTAR REFERENSI
Atmadja, W. S. , A. Kadi, Sulistijo, dan Rachmaniar. 1996. Pengenalan Jenis-jenis Rumput Laut Indonesia. Puslitbang Oseanologi, LIPI, Jakarta.
Bandungense H. 2011. Klasifikasi Tumbuhan. http://www.sith.itb.ac.id/
Basmal, J., Yunizal dan Tazwir. 1998. Pengaruh Perlakuan Pembuatan Semi Refined Alginat dari Rumput Laut Cokelat (Turbinaria ornata) Segar Terhadap Kualitas Sodium Alginat. Makalah disajikan Dalam Forum Komunikasi I. Ikatan Fikologi Indonesia, p 97-110.
FOOD CHEMICAL CODEX 1981. Food chemical codex. 3rd edition, National Academic of Science, Washington D.C. : 135-195.
Indriani, H dan E. Sumiarsih. 1994. Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran Rumput Laut. Penebar Swadaya, Jakarta.
Kadi, A. 2006. Beberapa Catatan Kehadiran Marga Sargassum di Perairan Indonesia. Jurnal Oseana, 4: 19-29.
KIRK and OTHMER. 1994. Encyclopedia of chemical technology. Fourth Edition. Volume 12. John Wiley & Sons, New York : 844 – 847.
Luhur DA. 2006. Pemanfaatan khitosan absorben dalam pembuatan alginate (Sargassum sp). [skripsi]. Bogor : Departemen Teknologi Hasil perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.
Maharani, M.A, Widyayanti, R. 2010. Pembuatan Alginat Rumput Laut Untuk Menghasilkan Produk Dengan Rendemen Dan Vikositas Tinggi. Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058
Mushollaeni, W, Rusdiana, E. 2012. Optimizing the Use of Alginate from Sargassum and Padina as Natural Emulsifier and Stabilizer in Cake. ISSN 2090 – 424X Journal of Agriculture and Food Technology. Department of Agricultural Industry Technology, University of Tribhuwana Tunggadewi, Indonesia
Rachmad. 2005. Beberapa catatan tentang alginate. Buletin Ilmiah.vol XXX: 9-14.
RASYID, A. 2009. Perbandingan kualitas natrium alginat beberapa jenis algae coklat. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, 35 (1) : 57-64.
Rasyid, A. 2010. Ekstrasi Natrium Alginat dari Alga Coklat Sargassum echinocarphum. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia (2010) 36(3): 393- 400
Renm, D. W. 1986. Uses of Marine Algae In Biotechnology dan Industry. Lokakarya Bioteknologi Rumput Laut. 11-13. Sekretariat Dewan Riset Nasional Kantor Menristek, Jakarta.
Susanto A.B. 2009. Alginat. [Artikel Indonesia]. http://rumputlaut.org/algin/
Vauchel, P, Kaas, R, Arhaliass, A, Baron Regis, Legrand, J. 2008. A New Process for Extracting Alginates from Laminaria digitata : Reactive Extrusion. Food and bioprocess Technology Volume 1 Number 3: pages 297-300
Winarno F.G., 1990, “Teknologi Pengolahan Rumput Laut”, Edisi I, Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.
Winarno, F. G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia, Jakarta.
Yunizal. 2004. Teknik Pengolahan Alginat. Jakarta : Pusat Riset Pengolahan Produk dan Sosial Ekonomi Kelautan dan Perikanan.
Zailanie, K., T. Susanto dan B.W. Simon. 2001. Ekstraksi dan Pemurnian Alginat dari Sargassum filipendula Kajian dari Bagian Tanaman, Lama Ekstraksi dan Konsentrasi Isopropanol. Jurnal Teknologi Pertanian 2: 10-2.