Bab 2 Tinjauan Pustaka.docx

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Ganggang Ganggang adalah kuantitatif biomassa terbesar di lautan. Ganggang merujuk pada kumpulan besar dan beragam dari organisme yang mengandung klorofil dan melakukan fotosintesis oksigenik. Secara biologis, ganggang merupakan segmen dari lautan rantai makanan, yang hasil dari fitoplankton ke zooplankton, zooplankton predator, pengumpan filter, ikan predator, dan seterusnya. Di antaranya varietas yang berbeda dari organisme laut, cyanobacteria adalah terkecil organisme fotosintetik diketahui, dengan diameter Prochlorococcus hanya 0,5-0,8 μm. Klasifikasi jenis ganggang dapat dilihat pada gambar 2.1.[1]

Gambar 2.1. Klasifikasi jenis ganggang Dinding sel ganggang laut umumnya mengandung tiga komponen, yaitu, asam alginat, selulosa, dan polisakarida lainnya.[2] Rumput laut merupakan salah satu kelompok tumbuhan laut yang mempunyai sifat tidak bisa dibedakan antara bagian akar, batang, dan daun. Seluruh bagian tumbuhan disebut thallus, sehingga rumput laut tergolong tumbuhan tingkat rendah. Bentuk thallus rumput laut bermacam-macam, ada yang bulat seperti

tabung, pipih, gepeng, bulat seperti kantong, rambut, dan lain sebagainya. Thallus ini ada yang tersusun hanya oleh satu sel (uniseluler) atau banyak sel (multiseluler). Percabangan thallus ada yang thallus dichotomus (dua-dua terus menerus), pinate (dua-dua berlawanan sepanjang thallus utama), pectinate (berderet searah pada satu sisi thallus utama), dan ada juga yang sederhana tidak bercabang. Sifat substansi thallus juga beraneka ragam ada yang lunak seperti gelatin (gelatinous), keras diliputi atau mengandung zat kapur (calcareous), lunak bagaikan tulang rawan (cartilagenous), berserabut (spongeous), dan sebagainya dengan berbagai keanekaragaman warna. Bagian–bagian rumput laut secara umum terdiri dari holdfast yaitu bagian dasar dari rumput laut yang berfungsi untuk menempel pada substrat dan thallus yaitu bentuk-bentuk pertumbuhan rumput laut yang menyerupai percabangan. Tidak semua rumput laut bisa diketahui memiliki holdfast atau tidak. Rumput laut memperoleh atau menyerap makanannya melalui sel-sel yang terdapat pada thallus-nya. Nutrisi terbawa oleh arus air yang menerpa rumput laut akan diserap sehingga rumput laut bisa tumbuh dan berkembang biak. Perkembangbiakan rumput laut melalui dua cara yaitu generatif dan vegetatif. Pertumbuhan dan percabangan thallus rumput laut antara jenis yang satu dengan yang lainnya berbeda-beda. Bentuk thallus rumput laut juga bervariasi, antara lain bulat seperti tabung, pipih, gepeng, bulat seperti kantong, lembaran dan juga ada yang berbentuk seperti helai rambut. [3] 2.2 Rumput Laut Coklat Rumput laut coklat digunakan untuk ekstraksi alginate. Sargassum sp. adalah salah satu jenis rumput laut cokelat yang ditemukan melimpah hampir di seluruh perairan Indonesia dan telah dimanfaatkan sebagai sumber alginat dalam industri digunakan sebagai pengental, pensuspensi, penstabil, pembentuk film, pembentuk gel, dan bahan pengemulsi.[4] Rumput laut kelompok Sargassum sp., misalnya S. crassifolium dan S. duplicatum merupakan rumput laut cokelat yang lebih banyak mengandung

alginat dibandingkan rumput laut cokelat lain, contohnya Padina sp. dan Turbinaria sp.[5] Alga cokelat memiliki kandungan karbohidrat, protein, abu, air, vitamin dan mineral dalam bentuk makro dan mikro elemen yaitu kalium (K), natrium (Na), magnesium (Mg), fosfat (P), iodin (I) dan besi (Fe).[6]

2.3 Alginate Alginat, kadang-kadang disingkat menjadi "algin," ditemukan pada dinding sel rumput laut coklat. Rumput laut yang tumbuh dalam kondisi yang lebih bergejolak biasanya memiliki kandungan alginat yang lebih tinggi daripada yang ada di perairan yang lebih tenang. Alginat pertama kali ditemukan oleh E.C.C. Stanford pada tahun 1881, ekstraksi komersialnya pada awalnya terjadi sebagian besar di Eropa, Amerika Serikat, dan Jepang.[7] Sejak 1980-an, perubahan besar dalam industri alginat terjadi dengan munculnya produsen di Cina, awalnya dalam produksi alginat murah dan berkualitas rendah untuk pasar industri lokal dari Saccharina japonica yang dibudidayakan secara lokal. Pada 1990-an, produsen Cina bersaing di pasar industri Barat untuk alginat diekstraksi dari S. japonica yang berlimpah karena keberhasilan pengenalan teknologi budidaya. Namun, produk-produk awal dari Cina memiliki rasio rendah guluronic to mannuronic acid (G / M), yang menghasilkan alginat pembentuk gel yang lemah, dan kinerjanya hanya dapat diterima untuk produk industri seperti pencetakan tekstil dan pelapis kertas. Dalam beberapa tahun terakhir, produsen alginat di Cina mulai mengimpor rumput laut dari Chili dan Peru seperti Lessonia nigrescens, yang dapat menghasilkan alginat yang cocok untuk pasar bahan makanan di Amerika Serikat dan Uni Eropa. Produsen Cina sekarang bertanggung jawab atas sebagian besar produk alginat di pasar global.[7] Gambar 2.2 menggambarkan jenis utama dari rumput laut coklat yang sering digunakan untuk produksi alginat.

Gambar 2.2. Klasifikasi jenis rumput laut coklat Alginat adalah kelompok polisakarida anionik alami berasal dari dinding sel rumput laut, misalnya Sargassum sp. dan Turbinaria sp. yang banyak ditemukan di perairan Indonesia.[7] Alginat merupakan komponen utama dari getah ganggang coklat dan merupakan senyawa penting dalam dinding sel spesies ganggang yang tergolong dalam kelas Phaeophyceae. Secara kimia, alginat merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk rantai linier yang panjang.[8] Alginat merupakan molekul linier dengan berat molekul tinggi, maka mudah sekali menyerap air. Maka, alginat baik sekali fungsinya sebagai bahan pengental. Tahap pertama pembuatan alginat adalah mengubah kalsium dan magnesium alginat yang tidat larut menjadi natrium alginat yang larut dalam air dengan pertukaran ion di bawah kondisi alkalin.[9] Pada awalnya Asam alginat ditemukan, diekstraksi pertama sekali dan dipatenkan oleh seorang ahli kimia dari Inggris Stanford tahun 1880 dengan mengekstraksi Laminaria stenophylla. Kelarutan alginat dan kemampuannya mengikat air bergantung pada jumlah ion karboksilat, berat molekul dan pH.[10]

2.4 Sifat dan standar mutu alginate Alginat memiliki sifat-sifat utama dimana diantaranya yaitu, Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas larutan, Kemampuan untuk

membentuk gel, Kemampuan membentuk film (natrium atau kalsium alginat) dan serat (kalsium alginat). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi sifat alginat diantaramya adalah suhu, konsentrasi, dan ukuran polimer. Faktor kimia yang berpengaruh adalah sequestran (pengikat logam) serta garam monovalen dan kation polivalen.[11] Natrium alginat mempunyai sifat-sifat tertentu yang ditunjukkan oleh.[10] Tabel 1. Standar Mutu Natrium Alginat (Food Chemical Codex, 1996). No.

Karakteristik

Natrium Alginat

1.

Kemurnian (%)

90,8 – 106

2.

Kadar Air (%)

5 – 20

3.

Kadar Abu (%)

18 – 27

4.

Warna Bubuk

Gading

5.

Kadar Pb (ppm)

< 10

6.

Logam Berat (%)

< 0,004

7.

Kadar As (ppm)

<3

8.

Susut Kering (%)

< 15

2.5 Manfaat Alginate Secara tradisional alginate digunakan sebagai sayuran laut. Rumput laut semakin digunakan untuk zat bioaktif, dengan produksi rumput laut yang diturunkan makanan hydrocolloids dengan total lebih dari 100.000 ton global.[11] Dalam beberapa tahun terakhir, banyak bioactivities zat rumput laut yang diturunkan telah menemukan aplikasi dalam makanan fungsional, nutraceuticals, produk kosmetik, bahan biomedis, produk farmasi, pupuk, dan industri lainnya di mana manfaat kesehatan dapat dicapai.[1] Alginat memiliki berbagai manfaat seperti dalam industri tekstil yaitu sekitar 50%, industri pangan 30%, industri kertas 6%, welding rods 5%, farmasi 5%, dan

lainnya 4% [15] . Pada industri tekstil, alginat digunakan sebagai pengental pada textile printing. Dengan penambahan alginat maka kekentalan bahan pewarna akan lebih baik sehingga menghasilkan kualitas textile printing yang lebih baik seperti warna yang tajam dan bentuk gambar atau garis yang lebih halus[16]. Pada industri pangan, alginat digunakan sebagai pengental, pembentuk gel, stabilizer, pembentuk bodi, bahan pengemulsi dan pensuspensi . Sebagai pengental dan pengemulsi, alginat digunakan dalam pembuatan susu kental manis serta topping untuk es krim. Dalam produk es krim, alginat digunakan sebagai stabilizer menggantikan pati dan karaginan. Selain mencegah es krim agar tidak mudah meleleh, natrium alginat juga tidak membentuk kristal es dan membuat produk menjadi lebih lembut dan enak. Alginat juga dapat diaplikasikan untuk minuman campuran seperti es loli, es jus buah, dan sebagainya. Jika alginat ditambahkan pada produk keju, produk tersebut tidak akan lengket dengan pembungkusnya[17]. Selain itu, natrium alginat dapat menjaga produk tetap baik selama proses penyimpanan dan distribusi pemasaran. Alginat juga digunakan dalam produk jeli untuk pencuci mulut. Jeli dibuat dari campuran alginate kalsium dan sering disebut sebagai jeli instan karena pembuatannya yang mudah dan sederhana yaitu hanya dengan mencampurkan serbuk jeli dengan air atau susu tanpa pemanasan [18]

. Selain itu alginat digunakan dalam menstabilkan emulsi seperti pada minuman

emulsi[19]. Alginat juga banyak digunakan sebagai bahan pada proses imobilisasi enzimatau sel serta pembent ukan bahan biocompatible[20].

2.6 Ekstraksi Alginate Ekstraksi adalah cara untuk memisahkan campuran beberapa zat menjadi komponen-komponen yang terpisah dengan menggunakan pelarut yang sifat kimia dan polaritas yang sama dengan senyawa yang akan dipisahkan (Winarno,et al.1973). Proses ekstraksi, bertujuan untuk mendapatkan natrium alginate kering dan bubuk natrium alginat. Dilakukan ekstraksi alginat dari rumput laut adalah untuk mengkonversi semua garam alginat umenjadi garam natrium. (chp 3)

Ada dua cara yang berbeda untuk mendapatkan alginat tersebut. Yang pertama adalah dengan menambahkan asam, yang menyebabkan terbentuknya asam alginat. Karena tidak larut dalam air, asam alginat padat dapat dipisahkan dari air sebagai gel lembut yang mengandung sejumlah besar air. Kemudian alkohol ditambahkan ke asam alginat, dan natrium karbonat, yang mengubah asam alginat menjadi natrium alginat. Natrium alginat tidak larut dalam campuran alkohol dan air, sehingga dapat dipisahkan dari campuran, kering, dan digiling untuk ukuran partikel sesuai yang dibutuhkan. Cara kedua untuk mendapatkan natrium alginat dari larutan ekstraksi awal adalah dengan menambahkan garam kalsium. Hal ini menyebabkan kalsium alginat terbentuk dengan tekstur berserat. Kalsium alginate tidak larut dalam air sehingga dapat dipisahkan dan dilakukan penambahan asam untuk mengubah kalsium alginate menjadi asam alginate. Kemudian alkohol ditambahkan ke asam alginat dan natrium karbonat secara bertahap ditambahkan ke pasta sampai semua asam alginat menjadi natrium alginat. Pasta natrium alginat kadang-kadang diekstrusi menjadi pelet yang kemudian dikeringkan dan digiling. (chp 3)

2.7 Penentuan Gugus Fungsi Alginat dengan Fourier Transformed Infra Red (FTIR) Gugus fungsi alginat dapat ditentukan menggunakan FTIR. FTIR merupakan suatu teknik analisis yang digunakan untuk melihat atom-atom dalam sebuah molekul melalui vibrasi-vibrasi yang ditimbulkan oleh atom tersebut. Untuk dapat melihat atom-atom tersebut diperlukan suatu spektrum IR yang diperoleh dengan cara menembakkan radiasi sinar infra merah ke sampel menentukan fraksi apa yang terjadi saat melewatkan radiasi yang terabsorpsi dengan energi khusus. Energi yang terdapat pada beberapa puncak dalam sebuah spektrum absorpsi menunjukan kecocokan terhadap frekuensi pada vibrasi dari sebagian molekul sampel[21].