19
EKSTRAKSI ALGINAT Nama : Annisa Dwinda Fatimah NIM : B1J011082 Kelompok : 8 Rombongan : II Asisten : Dwi Utami LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

Ekstraksi Alginat

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Laporan Praktikum Fikologi

Citation preview

Page 1: Ekstraksi Alginat

EKSTRAKSI ALGINAT

Nama : Annisa Dwinda FatimahNIM : B1J011082Kelompok : 8Rombongan : IIAsisten : Dwi Utami

LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO

2014

Page 2: Ekstraksi Alginat

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia dikenal sebagai negara maritim dengan panjang pantai sekitar

81.000 km, meiliki kawasan laut yang mengandung sumberdaya hayati yang

sangat besar dan keanekaragaman tinggi. Salah satu sumberdaya hayati laut

yang sangat potensial untuk dikembangkan karena memiliki nilai ekonomis tinggi

adalah rumput laut, yang juga dikenal di masyarakat dengan nama rumput laut

(seaweed). Dari ratusan jenis rumput laut yang ada di Indonesia, terdapat 5 jenis

yang bernilai ekonomis tinggi seperti Gracilaria, Gelidium, keduanya penghasil

agar, Eucheuma, Hypea, sebagai penghasil carrageenan, dan Sargassum, sebagai

penghasil alginat.

Pemanfaatan rumput laut untuk keperluan berbagai industri sangat

tergantung pada kandungan senyawa penting di dalamnya, sifat fisik dan sifat

kimia senyawa tersebut. Rumput laut merah (Rhodophyceae) mengandung

karaginan dan agar. Sementara itu, rumput laut coklat (Phaeophyceae),

merupakan beberapa spesies alginofit, yaitu penghasil alginat yang terdiri sekitar

1500 jenis. Alginofit tersebut diantaranya adalah Makrocytis, Laminaria,

Aschophyllum, Nerocytis, Ecklonia, Focus, Turbinaria, Padina dan Sargassum.

Alginat merupakan suatu polimer yang terdiri atas manuronat dan

guluronat. Senyawa ini merupakan polimer murni dari asam uronat, tersusun

dalam bentuk rantai linier panjang. Sampai dengan saat ini, Indonesia dikenal

sebagai pengimport alginat, yang jumlahnya terus meningkat dari tahun ke tahun

untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Negara pengekspor alginat terbesar

di dunia saat ini adalah Amerika Serikat.

B. Tujuan

Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui kadar air dan proses

ekstraksi kandungan kimia dari rumput laut seperti alginat.

Page 3: Ekstraksi Alginat

C. Tinjauan Pustaka

Alginat merupakan kelompok polisakarida yang diekstrak dari rumput laut

coklat (Phaeophyceae). Alginat dalam dinding sel dan ruang intraseluler pada

rumput laut coklat ditemukan sebagai campuran garam kalsium, kalium, dan

natrium dari asam alginat. Sedangkan, alginat yang sering disebut sebagai “algin”

adalah hidrokoloid, yaitu sebagai substansi dengan molekul yang sangat besar

dan dapat dipisahkan dalam air untuk memberikan kekentalan pada larutan.

Salah satu jenis rumput laut yang menghasilkan alginat adalah Sargassum sp.

(Agnessya, 2008).

Kandungan alginat dari rumput laut coklat bervariariasi tergantung dari

jenis, kondisi lingkungan, musim saat panen, metode ekstraksi yang digunakan,

serta bagian tanaman dari tumput laut coklat yang diekstraksi. Alginat digunakan

untuk menstabilkan campuran, dispersi dan emulsi, yang berkaitan dengan

sifatnya sebagai pembentuk gel dan meningkatkan viskositas seperti sel dan jeli.

Secara umum, jenis ini dimanfaatkan oleh masyarakat pesisir sebagai masyarakat

tradisional. Alginat dapat digunakan dalam pembuatan kapsul lunak dan

dikonsumsi sebagai minuman untuk menurunkan kadar gula dalam darah

(Mushollaeni & Rusdiana, 2011).

Sargassum sp. adalah salah satu jenis rumput laut yang bernilai ekonomis,

tersebar luas di perairan Indonesia, tumbuh di perairan yang terlindung dan

berombak besar pada habitat batu (Kadi & Atmadja, 1988). Sargassum sp. sangat

potensial untuk dikembangkan dan dimanfaatkan sebagai sumber alginat yang

banyak dibutuhkan dalam industri makanan maupun non pangan (Indriani &

Sumarsih, 1994). Sargassum di Indonesia yang telah teridentifikasi diantaranya

adalah Sargassum duplicatum, S. polycystum, S. binder, S. crassifolium, S.

echinocarpum, S. mollerii, S. gracillimum, S. sinereum, S. hystri, S. siliquosum, S.

fenitan, S. filipendula, S. polyceratium, dan S. Vulgare yang dapat dibedakan dari

bentuk morfologi dengan kadar kandungan bahan utama yang berbeda seperti

protein, vitamin C, tannin. Iodine, dan phaenol (Kadi, 2005).

Page 4: Ekstraksi Alginat

II. MATERI DAN METODE

A. Materi

Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah kompor, panci,

pangaduk, beaker glass, kain saring, baki dan gelas ukur.

Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah rumput laut

Sargassum duplicatum yang telah difermentasi, larutan H2O2 6%, larutan NaOH

0,5%, larutan Na2CO3 5%, larutan KOH 2%, larutan HCl 0,5%, larutan HCl 5%,

larutan KOH 10% dan akuades.

B. Metode

Rumput laut Sargassum duplicatum 20 gr

Direndam dengan 200 ml larutan KOH 2% selama 30 menit

Dicuci dengan air mengalir

Direndam dengan 200 ml larutan NaOH 0,5% selama 30 menit

Direndam dengan 200 ml larutan HCl 0,5% selama 30 menit

Diekstraksi dengan 200 ml larutan Na2CO3 5% selama 50 menit

Disaring dengan kain saring

Page 5: Ekstraksi Alginat

Pengasaman dengan 20 ml larutan HCl 5% selama 10 menit

Pemucatan dengan larutan H2O2 6% selama 10 menit

Pengendapan dengan 20 ml larutan KOH 10% selama 10 menit

Dikeringkan dengan sinar matahari

Alginat

Page 6: Ekstraksi Alginat

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Gambar 3.1. Rendemen Alginat Gambar 3.2. Rendemen Alginat

Sebelum Kering Setelah Kering

Perhitungan

Bobot bahan baku = 20 g

Produk akhir = 3,79 g

Rendemen (%) = Produk ak hir (g)

Bobot bah anbaku (g)x100%

Rendemen (%) = 3,7920

x100%

Rendemen (%) = 18,95 %

Page 7: Ekstraksi Alginat

B. Pembahasan

Bahan yang digunakan adalah rumput laut jenis Sargassum duplicatum

yang telah difermentasi. Berdasarkan hasil pengamatan, produk akhir yang

dihasilkan sebanyak 3,79 gr dengan bobot bahan baku sebanyak 20 gr, sehingga

didapatkan nilai rendemen sebesar 18,95%. Hasil ini sesuai dengan syarat dari

Ekstra Farmakope Indonesia yaitu >18%. Menurut Bahar (2012), semakin tinggi

konsentrasi Na, semakin tinggi pula rendemen natrium alginat yang dihasilkan,

hal ini diduga disebabkan dengan semakin banyaknya Na mempercepat

pertukaran den untuk membentuk natrium alginat, dan bahkan menyebabkan

adanya Na+ berlebih. Chapman & Chapman (1980) menambahkan, kadar air yang

diperbolehkan untuk alginat adalah 5 – 20 %. Kadar air pada garam alginat

menunjukkan banyaknya air yang masih terjebak dalam molekul alginat dan hal

ini sebanding dengan daya viskositas alginat yang juga menunjukkan daya

ikatnya (Tseng, 1974). Tinggi rendahnya rendemen tidak hanya dipengaruhi oleh

konsentrasi NaOH, tetapi juga dipengaruhi oleh proses ekstraksi dari awal sampai

akhir. Tinggi rendahnya rendemen dipengaruhi oleh teknik ekstraksi, jenis alga

coklat, habitat, dan umur dari mikroalga tersebut (Chapman & Chapman, 1980).

Sementara itu menurut Atmadja (1996), kadar alginat dipengaruhi oleh jumlah

daun (thallus), habitat, substrat, dan ukuran rumpun.

Beberapa metode ekstraksi alginat dari rumput laut lokal yang ada di

Indonesia seperti Sargassum sp. sudah banyak dikembangkan. Metode ekstraksi

alginat yang selama ini telah dikembangkan umumnya masih menghasilkan

kandungan bahan tidak larut air yang cukup tinggi yaitu sekitar 9 sampai 12%.

Dalam perdagangan, alginat dibedakan menjadi tiga kategori berdasarkan

viskositasnya yaitu viskositas rendah, sedang, dan tinggi. Metode ekstraksi

alginat yang selama ini dikembangkan umumnya masih menghasilkan viskositas

yang rendah yaitu kurang dari 350 cP pada konsentrasi 1% atau kurang dari 6000

cP pada konsentrasi 2%. Metode penyaringan dilakukan dengan menggunakan

peralatan penyaring yang dilengkapi dengan alat vakum, pengaduk, dan tanah

diatom dapat menurunkan selulosa yang lolos pada proses penyaringan filtrat

Page 8: Ekstraksi Alginat

serta menurunkan kandungan bahan tidak larut air dalam alginat. Dengan

metode penyaringan ini dapat dihasilkan alginat yang memenuhi persyaratan

JECFA (Subaryono et al., 2010).

Larutan H2O2 6% berfungsi untuk memutihkan alginat yang sebelumnya

berwarna coklat pekat menjadi coklat keputihan. Penggunaan NaOH pada tahap

pra-ekstraksi ditujukan untuk membuka permukaan dinding sel rumput laut

sehingga permukaannya lebih luas dan lebih mudah melepaskan alginat. NaOH

juga mendorong keluarnya alginat dari dinding sel rumput laut dan alginat ikut

bersama larutan yang dipisahkan (Bahar, 2012). Menurut Glicksman (1969),

asam klorida (HCl) membantu memecah dinding sel tanaman rumput laut dan

akan terionisasi dengan sempurna. Truss et al. (2001) menambahkan,

penggunaan larutan HCl 5% dalam proses pra-ekstraksi dapat menghidrolisis

dinding sel rumput laut sehingga alginat dapat lebih mudah diekstraksi dan dapat

berfungsi untuk mengubah alginat menjadi asam alginat. Ekstraksi menggunakan

Na2CO3 mampu untuk memisahkan selulosa dan alginat yang terdapat pada sel

alga coklat. Penggunaan basa ini dapat mengakibatkan sel alga menjadi

menggelembung, kemudian pecah dan rusak sehingga dapat keluar dari sel

(Mushollaeni et al., 2011). Sementara itu, penggunaan KOH 10% ditujukan untuk

mengendapkan kalium alginat dalam rumput laut.

Standar mutu alginat digunakan untuk menentukan penggunaanya masuk

di tiap-tiap bidang pangan atau non pangan. Alginat yang dapat dipakai dalam

industri pangan dan farmasi adalah alginat yang sudah bebas dari selulosa dan

warnanya sudah menjadi putih dan terang (Winarno, 1996). Alginat yang

memiliki mutu food grade harus bebas dari selulosa dan warnanya sudah

dipucatkan (bleached) sehingga terang atau putih. Pharmaceutical grade

biasanya juga bebas dari selulosa. Disamping grade tersebut, ada lagi yang

disebut industrial grade yang biasanya masih mengizinkan adanya beberapa

bagian dari selulosa, dengan warna dari coklat sampai putih. pH alginat juga

bervariasi dari 3,5 − 10, dengan viskositas 10 – 5000 cps , kadar air 5 – 20 % dan

Page 9: Ekstraksi Alginat

ukuran partikel 10 – 200 mesh (Winarno, 1990). Standar mutu alginat menurut

Zailanie et al. (2001) disajikan dalam tabel sebagai berikut.

Alginat adalah salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam

dinding sel algae coklat, dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan

memegang peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan algae.

Alginat disintesis pertama kali oleh Stanford pada tahun 1880 (Chapman &

Chapman, 1980). Alginat pada awalnya dianggap sebagai suatu asam

polimannuronat, namun sejak tahun 1964 asam alginat lebih dikenal sebagai

kopolimer dari asal L-guluronat dan asam D-mannuronat. Alginat pada prinsipnya

terdiri dari tiga macam struktur, yaitu homopolisakarida α-1,4-L-guluronat, β-1,4-

D-mannuronat, dan heteropolisakarida yang merupakan bentuk selang-seling

asam α-1,4-gulunorat dan asam β-1,4-D-mannuronat (Rasyid, 2003). Alginat

dalam pemanfaatannya berupa garam alginat dan garam ini larut dalam air

(Reen, 1986). Alginat dalam pasarannya sebagian besar berupa natrium alginat,

yaitu suatu garam alginat yang larut dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam

air ialah kalium atau ammonium alginat. Sedang, alginat yang tidak larut dalam

air adalah kalsium alginat dan asam alginat dan derivat atau produk turunan

yang terpenting adalah propylene glycol alginat (Zailanie et al., 2001).

Kandungan koloid alginat dari rumput laut Sargassum dalam industri

kosmetik digunakan sebagai bahan pembuat sabun, pomade, cream body lotion,

sampo dan cat rambut. Di industri farmasi sebagai bahan pembuat kapsul obat,

tablet, salep, emulsifier, suspensi dan stabilizer. Di bidang pertanian sebagai

bahan campuran insektisida dan pelindung kayu. Di industri makanan sebagai

Page 10: Ekstraksi Alginat

bahan pembuat saus dan campuran mentega (Kadi, 2005). Menurut An Ullman’s

(1998), pemanfaatan alginat dalam industri makanan didasarkan pada beberapa

faktor, antara lain:

1. Kemampuan untuk membentuk larutan yang viskos.

2. Stabil pada temperature dan pH tinggi.

3. Reaktivitas terhadap ion Ca2+ yang dapat membentuk gel.

4. Stabilitas panas dari gel.

Manfaat lainnya dalam industri fotografi, kertas, tekstil, dan keramik. Sementara

itu, iodine dalam bidang kesehatan digunakan sebagai obat pencegah penyakit

gondok (Kadi, 2005). Selain itu, alginat juga dimanfaatkan dalam pembuatan

plastik, vulcanitefibre, linoleum, kulit imitasi, serta penjernihan larutan gula dan

air mineral. Cu-alginat dan Hg-alginat telah menjadi komponen yang bernilai

dalam pembuatan cat yang digunakan di bawah laut (Chapman & Chapman,

1980).

Menurut Astawan (1997), alginat memiliki afinitas (daya ikat) yang tinggi

terhadap logam berat dan unsur-unsur radioaktif. Oleh karena alginat tidak

dapat dicerna, maka konsumsi alginat sangat membantu membersihkan polusi

logam berat dan unsur radioaktif yang masuk ke dalam tubuh melalui makanan

yang terkontaminasi. Baru-baru ini, alga coklat, yang merupakan sumber utama

alginat, sedang dipertimbangkan sebagai bahan baku biomassa untuk produksi

etanol. Namun, enzim khusus untuk sakarifikasi polisakarida alga coklat tidak

digunakan untuk produksi bioethanol. Untuk konversi alginat menjadi biofuel,

depolimerisasi alginat menjadi oligomer dan kemudian ke monomer merupakan

prasyarat langkah penting (Kim et al., 2012).

Sargassum merupakan salah satu jenis alga coklat yang mengandung

alginat. Jenis Sargassum yang diketahui paling banyak tumbuh subur adalah

Sargassum duplicatum yang merupakan salah satu jenis dari kelas Phaeophyceae

(Yulianto, 2007). Rumput laut S. duplicatum tumbuh berumpun dengan panjang

thalli mencapai 1–3 m yang dilengkapi gelembung udara yang disebut “bladder”

berguna untuk menopang cabang thalli ke arah permukaan air untuk

Page 11: Ekstraksi Alginat

mendapatkan intensitas cahaya matahari (Kadi, 2005). Warna dari S. duplicatum

adalah coklat tua atau coklat muda dengan tinggi rumpun mencapai 60 cm dan

tipe dari S. duplicatum dapat dikenal dari morfologi daunnya yang berbentuk

seperti cangkir dan gelembung sebagai perekat (Atmadja et al., 1996). Sargassum

duplicatum dapat berkembang biak dengan produksi gamet dan dengan

perbanyakan vegetatif dari jaringan sisa holdfast, seperti yang ditemukan pada

spesies lain dari fukoid. Klasifikasi Sargassum duplicatum menurut Dawes (1981)

adalah sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Thallophyta

Kelas : Phaeophyceae

Ordo : Fucales

Famili : Sargassaceae

Genus : Sargassum

Spesies : Sargassum duplicatum J. Agardh

Page 12: Ekstraksi Alginat

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan di atas, maka dapat disimpulkan yaitu:

1. Proses ekstraksi kandungan karaginan dari rumput laut Sargassum

duplicatum dimulai dari perendeman dengan KOH 2%, perendaman dengan

NaOH 0,5%, perendaman dengan HCl 0,5%, ekstraksi dengan Na2CO3 5%,

penyaringan, pengasaman dengan HCl 5%, Pemucatan dengan H2O2 6%,

pengendapan dengan KOH 10%, dan pengeringan.

2. Nilai rendeman yang diperoleh telah sesuai sesuai dengan persyaratan dari

Ekstra Farmakope Indonesia yaitu sebesar 18,95%.

B. Saran

Di lain kesempatan perlu dilakukan ekstraksi kalsium alginat agar diketahui

perbedaan metodenya.

Page 13: Ekstraksi Alginat

DAFTAR REFERENSI

Agnessya, R. 2008. Kajian Pengaruh Penggunaan Natrium Alginat dalam Formulasi Skin Lotion. Skripsi. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Bogor. 61 hlm.

All Ullman’s Encyclopedia. 1998. Industrial Organic Chemicals. Vol 7. Wiley-VCH, New York. 3993-4002.

Astawan, M. 1997. Mengapa Rumput Laut Dicari Orang. Majalah Sartika Edisi November, Jakarta: 98 -103.

Atmadja, W, S., A. Kadi, Sulistijo & R. Satari. 1996. Pengenalan Jenis-Jenis Rumput Laut di Indonesia. Puslitbang Oseanologi LIPI, Jakarta, 190 hlm.

Bahar, R. 2012. Ekstraksi Alginat dari Rumput Laut Sargassum sp. dan Aplikasinya Sebagai Pengawet Buah. Marina Chimica Acta Vol. 13 (1): 16-20.

Chapman, V.J. & D.J. Chapman. 1980. Seaweed and Their Uses. Third Edition. Chapman and Hall.

Dawes, C. 1981. Marine Botany. John Wiley and Sons, Inc. Canada.

Glicksman, M. 1969. Gum Technology in the Food Industry. Academic Press, New York.

Indriani, H., & E. Sumarsih, 1994. Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran Rumput Laut. Penebar Swadaya, Jakarta.

Kadi, A. & W.S. Atmadja. 1988. Rumput Laut (Algae); Jenis, Reproduksi, Produksi, Budidaya, dan Pasca Panen, Puslitbang Oseanografi-LIPI, Jakarta.

Kadi, A. 2005. Beberapa Catatan Kehadiran Marga Sargassum di Perairan Indonesia. Puslitbang Oseanografi LIPI, Jakarta, 14 hlm.

Kim, H. T., Ko, H. J., Kim, N., Kim, D., Lee, D., Choi, I. G., ... & Kim, K. H. 2012. Characterization of A Recombinant Endo-type Alginate Lyase (Alg7D) from Saccharophagus degradans. Biotechnology letters, 34(6): 1087-1092.

Mushollaeni, W. & E. Rusdiana. 2011. Karakterisasi Natrium Alginat dari Sargassum sp., Turbinaria sp., dan Padina sp. J. Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XXII (1): 26-32.

Rasyid, A. 2003. Algae Coklat (Phaeophyta) sebagai Sumber Alginat. Oseana, vol. XXVIII (1): 33-38.

Reen, D.W. 1986. Uses of Marine Algae in Biotechnology and Industryi. Lokakarya Bioteknologi Rumput Laut. Sekretariat Dewan Riset Nasional, Jakarta.

Page 14: Ekstraksi Alginat

Subaryono, S. Nurbaity, & K. Apriani. 2010. Pengaruh Dekantasi Filtrat pada Proses Ekstraksi Alginat dari Sargassum sp. terhadap Mutu Produk yang Dihasilkan. Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan Vol, 5(2): 165-173.

Tseng, O.K. 1974. Phycocolloids Useful of Sea Weeds Polisacharides. Dalam Colloid Chemistry Theoretical and Applied. Volume 6. Reinhold, New York.

Winarno, F.G. 1990. Teknologi Pengolahan Rumput Laut. Edisi I, Pustaka Sinar.

___________. 1996. Teknologi Pengolahan Rumput Laut. Edisi I, Pustaka Sinar.

Yulianto, K. 2007. Pengaruh Konsentrasi Natrium Hidroksida terhadap Viskositas Natrium Alginat yang Diekstrak dari Sargassum duplicatum J. G, Agardh (Phaeophyta). Puslit Oseanografi- LIPI & Puslit Limnologi-LIPI. Jakarta. Jurnal Nasional, 33 (2): 295-306.

Zailanie, K., Susanto, T., & Widjanarko, S. B. 2001. Ekstraksi dan Pemurnian Alginat dari Sargassum filipendula Kajian dari Bagian Tanaman, Lama Ekstraksi dan Konsentrasi Isopropanol. Jurnal Teknologi Pertanian, 2(1): 10-27.