2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Hidrokoloid Karagenan Hidrokoloid atau hidrofilik koloid dikenal juga dengan sebutan gum, merupakan polimer yang berukuran koloid, antara 10 Å sampai dengan 1000 Å yang menunjukkan sifat koloid dalam suspensinya (Fardiaz 1989). Pembentukan gel merupakan sebuah fenomena penggabungan atau pengikatan silang (cross linking) dari rantai-rantai polimer membentuk jala kontinyu tiga dimensi, selanjutnya jala ini dapat menangkap air dan membentuk struktur kuat yang kaku. Beberapa koloid memberikan kekentalan yang tinggi pada konsentrasi yang sangat rendah, biasanya di bawah 1 % (Glicksman 1969). Ukuran molekul hidrokoloid yang besar dan adanya kemampuan untuk saling terikat dan tarik menarik antara komponen molekul mengakibatkan proses pengentalan dan pembentukan gel (Sweming 1999). Ada beberapa jenis hidrokoloid yang digunakan dalam industri pangan baik yang alami maupun sintetik. Agar, karagenan, dan furselaran merupakan hidrokoloid yang diekstrak dari rumput laut merah (Rhodophyceae), sedangkan alginat diekstrak dari rumput laut coklat (Phaeophyceae). Secara alami terdapat tiga fraksi karagenan yaitu kappa-karagenan, lamda-karagenan, dan iota- karagenan (Anonim 2006 a ). 2.1.1. Pembuatan karagenan Rumput laut yang telah dipanen dilakukan penanganan pascapanen. Penanganan pascapanen atau penanganan awal dilakukan untuk pembersihan/ menghilangkan pasir, garam dan kotoran-kotoran lain yang melekat dengan cara mencuci dengan air tawar (pencucian dilakukan dua sampai tiga kali). Hasil pencucian dikeringkan hingga diperoleh rumput laut yang bersih dengan kandungan air 10 – 25 %. Pengeringan dapat dilakukan dengan sinar matahari atau menggunakan alat pengering. Hasil pengeringan dapat langsung diproses atau dapat juga digunakan untuk kebutuhan ekspor rumput laut kering. Proses ekstraksi karagenan dari rumput laut meliputi: pencucian, pemekatan (evaporasi), pemisahan (filtrasi dengan sentrifus), pengendapan (presipitasi), pengeringan (roll
13
Embed
2. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · ... (filtrasi dengan sentrifus), pengendapan ... Pemisahan dilakukan dengan ... Larutan yang mengandung 1 % karagenan dipekatkan menjadi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hidrokoloid Karagenan
Hidrokoloid atau hidrofilik koloid dikenal juga dengan sebutan gum,
merupakan polimer yang berukuran koloid, antara 10 Å sampai dengan 1000 Å
yang menunjukkan sifat koloid dalam suspensinya (Fardiaz 1989). Pembentukan
gel merupakan sebuah fenomena penggabungan atau pengikatan silang (cross
linking) dari rantai-rantai polimer membentuk jala kontinyu tiga dimensi,
selanjutnya jala ini dapat menangkap air dan membentuk struktur kuat yang kaku.
Beberapa koloid memberikan kekentalan yang tinggi pada konsentrasi yang
sangat rendah, biasanya di bawah 1 % (Glicksman 1969). Ukuran molekul
hidrokoloid yang besar dan adanya kemampuan untuk saling terikat dan tarik
menarik antara komponen molekul mengakibatkan proses pengentalan dan
pembentukan gel (Sweming 1999).
Ada beberapa jenis hidrokoloid yang digunakan dalam industri pangan
baik yang alami maupun sintetik. Agar, karagenan, dan furselaran merupakan
hidrokoloid yang diekstrak dari rumput laut merah (Rhodophyceae), sedangkan
alginat diekstrak dari rumput laut coklat (Phaeophyceae). Secara alami terdapat
tiga fraksi karagenan yaitu kappa-karagenan, lamda-karagenan, dan iota-
karagenan (Anonim 2006a).
2.1.1. Pembuatan karagenan
Rumput laut yang telah dipanen dilakukan penanganan pascapanen.
Penanganan pascapanen atau penanganan awal dilakukan untuk pembersihan/
menghilangkan pasir, garam dan kotoran-kotoran lain yang melekat dengan cara
mencuci dengan air tawar (pencucian dilakukan dua sampai tiga kali). Hasil
pencucian dikeringkan hingga diperoleh rumput laut yang bersih dengan
kandungan air 10 – 25 %. Pengeringan dapat dilakukan dengan sinar matahari
atau menggunakan alat pengering. Hasil pengeringan dapat langsung diproses
atau dapat juga digunakan untuk kebutuhan ekspor rumput laut kering. Proses
ekstraksi karagenan dari rumput laut meliputi: pencucian, pemekatan (evaporasi),
pemisahan (filtrasi dengan sentrifus), pengendapan (presipitasi), pengeringan (roll
drum dryer), grinder (mill), dan pengepakan (Istini 2007). Diagram alir proses
pembuatan karagenan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Proses pembuatan tepung karagenan Okazaki (1971) dalam Istini (2007).
Proses pengolahan karagenan melalui tahapan sebagai berikut (Okazaki 1971
dalam Istini 2007):
1) Bahan baku pembuatan karagenan adalah rumput laut Rhodophycea yang
telah mengalami pengolahan awal (pencucian dan pengeringan).
2) Rumput laut yang sudah bersih dan kering sebelum diolah perlu dilakukan
pencucian lagi. Pencucian dengan air tawar dapat dilakukan dengan drum
berputar yang berlubang dan ke dalamnya disemprotkan air sehingga kotoran-
kotoran akan lepas.
3) Rumput laut yang telah mengalami pencucian tadi dibuat alkalis dengan
menambahkan suatu basa berupa larutan NaOH, Ca(OH)2 atau KOH,
sehingga pH mencapai sekitar 9 – 9,6.
4) Setelah dibuat alkalis dilakukan ekstraksi dengan air dalam suatu tangki
dengan perbandingan jumlah air 20 kali berat rumput laut yang akan
diekstraksi. Ekstraksi dilakukan selama 2 – 24 jam pada suhu 90 – 95°C.
Supaya sempurna, ekstraksi dilakukan selama satu hari (24 jam).
5) Hasil ekstraksi dipisahkan antara larutan (ekstrak) dan residu (kotoran-
kotoran yang terdiri dari rumput laut yang tidak larut).
6) Pemisahan dilakukan dengan penyaringan yang menggunakan filter aid.
Filtrat yang keluar berupa larutan yang mengandung 1 % karagenan, dan
residunya dibuang.
7) Larutan yang mengandung 1 % karagenan dipekatkan menjadi 3 % dengan
jalan menguapkan airnya dalam suatu evaporator pada suhu 100 °C pada
tekanan 1 atm.
8) Larutan hasil pemekatan ditambah dengan larutan centrifuge, larutan
direcovery dan ditambahkan karbon aktif untuk menghilangkan warna dari
larutan. Larutan dan karbon aktif dipisahkan dengan filtrasi. Larutan hasil
filtrasi digunakan kembali untuk proses pembentukan endapan karagenan.
9) Serat karagenan yang terbentuk sebagai endapan kemudian dikeringkan
dalam suatu drum dryer pada suhu 250 °C. Serat karagenan yang sudah
kering dihancurkan dengan alat penghancur (discmill) sehingga diperoleh
karagenan powder. Karagenan powder ini siap untuk dikemas dalam drum
plastik atau dalam kantong-kantong polyethylene.
2.1.2. Struktur dan sifat karagenan
Karagenan merupakan polisakarida yang diekstraksi dari rumput laut
merah dari Jenis Chondrus, Eucheuma, Gigartina, Hypnea, Iradea dan
Phyllophora. Karagenan dibedakan dengan agar berdasarkan kandungan
sulfatnya, karagenan mengandung minimal 18 % sulfat, sedangkan agar-agar
hanya mengandung sulfat 3- 4 %, (Food Chemical Codex 1974 dalam Anonim
2007b).
Menurut Hellebust dan Cragie (1978), karagenan terdapat dalam dinding
sel rumput laut atau matriks intraselulernya dan karagenan merupakan bagian
penyusun yang besar dari berat kering rumput laut merah dibandingkan dengan
komponen yang lain. Jumlah dan posisi sulfat membedakan macam-macam
polisakarida Rhodophyceae, seperti yang tercantum dalam Federal Register,
polisakarida tersebut harus mengandung 20 % sulfat berdasarkan berat kering
untuk diklasifikasikan sebagai karagenan. Berat molekul karagenan tersebut
cukup tinggi yaitu berkisar 100 – 800 ribu kDa (deMan 1989).
Karagenan bukan merupakan biopolimer tunggal, tetapi campuran dari
galaktan-galaktan linear yang mengandung sulfat dan larut dalam air. Galaktan-
galaktan tersebut terhubung oleh 3-β-D-galaktopiranosa (G-units) dan 4-α-D-
galaktopiranosa (D-units) atau 4-3,6-anhidrogalaktosa (DA-units), membentuk
unit pengulangan disakarida dari karagenan. Galaktan yang mengandung sulfat
diklasifikasikan berdasarkan adanya 3,6-anhidrogalaktosa serta posisi dan jumlah
golongan sulfat pada strukturnya. Kappa karagenan tersusun dari α(1,3)-D-
galaktosa-4-sulfat dan β(1,4)-3,6-anhidro-D-galaktosa. 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 karagenan,
tetapi dengan pemberian alkali mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi
gugusan 6-sulfat, yang menghasilkan 3,6-anhidro-D-galaktosa, sehingga derajat
keseragaman molekul meningkat dan daya gelasinya juga bertambah (Winarno
1996).
Karagenan komersial memiliki kandungan sulfat 22-38 % (w/w).
Karagenan dijual dalam bentuk bubuk, warnanya bervariasi dari putih sampai
kecoklatan bergantung dari bahan mentah dan proses yang digunakan. Di pasaran
karagenan ditemukan dalam 2 tipe, yaitu refined karagenan dan semirefined
karagenan. Semirefined karagenan dibuat dari spesies rumput laut Euchema yang
banyak terdapat di Indonesia dan Filipina. Karagenan semi-refined mengandung
lebih banyak bahan yang tidak larut asam (8-15%) dibandingkan refined
karagenan (2 %) (Fahmitasari 2004). Selain galaktosan dan sulfat, residu
karbohidrat lain (seperti xylosa, glukosa, dan asam uronat) dan senyawa
penggantinya (seperti metil eter dan golongan piruvat) juga terdapat pada
karagenan (Knutsen et al. 1994 dalam van de Velde dan Gerhard 2004). Struktur
molekul karagenan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur molekul berbagai jenis karagenan (Chaplin 2007)
Karagenan memiliki kemampuan yang unik untuk membentuk variasi gel
yang hampir tidak terbatas pada suhu ruang. Proses pembentukan gel tidak
memerlukan pendinginan dan gel dapat dibuat stabil melalui siklus freezing-
thawing yang berulang. Larutan karagenan dapat mengentalkan, mengikat dan
menstabilkan partikel-partikel sebaik dispersi koloid dan emulsi air atau minyak
(Anonim 2006b). Karagenan merupakan salah satu hidrokoloid yang dapat
digunakan sebagai bahan penstabil dan pengental alami menggantikan bahan
pengental sintetik golongan alkanolamide (Winarno 1996).
Karagenan diberi nama berdasarkan persentase kandungan ester sulfatnya,
kappa: 25-30 %, iota: 28-35 %, dan lambda: 32-38 %. Kappa dan iota larut dalam
air panas (70 oC), sedangkan lambda bisa larut dalam air dingin. Karagenan bisa
larut dalam susu dan larutan gula sehingga sering digunakan sebagai
pengental/penstabil pada berbagai minuman dan makanan. Dapat membentuk gel
dengan baik, sehingga banyak digunakan sebagai gelling-agent dan pengental
(Suptijah 2002). Sifat-sifat berbagai jenis karagenan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat-sifat dari kappa, iota, dan lambda karagenan
Parameter Kappa Iota Lambda
Ester sulfat 25- 30 % 28-35 % 32-39 %
3,6-anhidro-galaktosa 28-35 % - 30 %
Kel
arut
an
Air panas Larut pada > 70oC Larut pada> 70 oC Larut