KARYA TULIS
ILMIAH
“KARAGENAN”
OLEH :
CHENDRYANA R HULISELAN
2010-67-003
THP
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS PATTIMURA
AMBON
2013
BAB I
PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan
Negara maritim, kurang lebih 70 persen wilayah Indonesia terdiri dari
laut, yang pantainya kaya akan berbagai jenis sumber hayati, dan lingkungannya
potensial yang hingga kini belum dieksploitasi secara maksimal. Daerah perairan
Indonesia yang cukup luas, dengan panjang pantai kurang lebih 81.000 km merupakan
wilayah pantai yang subur dan dapat dimanfaatkan bagi kepentingan perikanan.
Salah satu kekayaan laut yang
dimiliki adalah rumput laut yang tumbuh di sepanjang pesisir pantai di
Indonesia. Rumput laut merupakan salah satu komoditi hasil laut yang memiliki
nilai ekonomis cukup penting dan pembudidayaannya semakin berkembang dan banyak
diminati masyarakat. Rumput laut mempunyai nilai ekonomis
penting karena memiliki kandungan karaginan yang tinggi. Dalam dunia industri
dan perdagangan karaginan mempunyai manfaat yang sama dengan agar-agar dan
alginat, karaginan dapat digunakan sebagai bahan baku untuk industri farmasi,
kosmetik, makanan dan lain-lain. Jenis rumput laut yang ada di Perairan
Indonesia diperkirakan mencapai 555 jenis, 55 jenis diantaranya memiliki nilai
ekonomis tinggi.
Budidaya rumput laut merupakan salah
satu jenis budidaya di bidang perikanan yang mempunyai peluang untuk
dikembangkan di wilayah perairan Indonesia. Budidaya rumput laut memiliki
peranan penting dalam usaha meningkatkan produksi perikanan untuk memnuhi
kebutuhan pangan dan gizi serta memenuhi kebutuhan pasar dalam dan luar negeri,
memperluas kesempatan kerja, meningkakan pendapatan dan kesejahteraan nelayan
dan petani ikan serta menjaga kelestarian sumber daya hayati perairan (Aslan,
1998).
Pemanfaatan rumput laut telah meluas
di berbagai bidang, seperti bidang pertanian, peternakan, kedokteran, farmasi,
dan bidang industri lainnya. Tampak jelas bahwa rumput laut berprospek cerah
sebagai suatu komoditi perdagangan.
B.
TUJUAN PENULISAN
Tujuan penulisan ini adalah untuk menjelaskan
tentang karagenan (pengertian, jenis,manfaat, serta proses ekstraksinya).
.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Rumput laut merupakan salah satu sumber daya hayati
yang terdapat di wilayah pesisir dan laut.
Yang dimaksud sebagai gulma laut adalah anggota dari kelompok vegetasi
yang dikenal sebagai alga
("ganggang"). Sumber daya ini biasanya dapat ditemui di perairan yang
berasosiasi dengan keberadaan ekosistem terumbu karang.
Rumput laut
dikenal dengan nama seaweed merupakan bagian dari tanaman laut. namun
sebenarnya dalam dunia ilmu pengetahuan diartikan sebagai alga (ganggang) yang
berasal dari bahasa latin yaitu algor yang berarti dingin. Ganggang laut adalah
tanaman tingkat rendah yang tidak memiliki perbedaan susunan kerangka seperti
akar, batang, dan daun. Meskipun wujudnya tampak seperti ada perbedaan, tetapi
sesungguhnya merupakan bentuk thallus belaka. Bentuk thallus ganggang laut
bermacam – macam, ada yang bulat seperti tabung, kantung, rambut, dan
sebagainya.
Rumput
laut merupakan ganggang yang hidup di laut dan tergolong dalam divisio
thallophyta. Keseluruhan dari tanaman ini merupakan batang yang dikenal dengan
sebutan thallus, bentuk thallus rumput laut ada 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).
Rumput laut
dimanfaatkan sebagai bahan mentah, seperti agar – agar, karaginan dan algin.
Produksi rumput laut Indonesia sebagaian besar di ekspor dalam bentuk kering
dan sebagian lagi dikonsumsi untuk keperluan perusahaan agar-agar atau
dikonsumsi langsung oleh masyarakat sebagai sayuran.
A.
Klasifikasi
Secara taksonomi rumput laut dikelompokkan
ke dalam divisio Thallophyta (Rhodophyta, Phaeophyta dan Chlorophyta) yang
terdiri dari 4 kelas berdasarkan kandungan pigmennya yakni:
o
Rhodophyceae (ganggang merah),
o
Phaeophyceae (ganggang coklat),
o
Chlorophyceae (ganggang hijau), dan
o
Myxophyceae atau Cyanophyceae (ganggang biru-hijau).
Dalam ilmu taksonomi, klasifikasi rumput laut
merah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Rhodophyta
Class : Rhodophyceae
Ordo : Gigartinales
Famili : Solieraciae
Genus
: Euchema
Eucheuma
Cottonii
B.
Morfologi Rumput Laut
Rumput laut tergolong tanaman berderajat rendah,
umumnya tumbuh melekat pada substrat tertentu, tidak mempunyai akar, batang
maupun daun sejati, tetapi hanya menyerupai batang yang disebut thallus. Bentuk
thallus ini beragam, ada yang bulat seperti tabung, pipih, gepeng, bulat
seperti kantong, atau ada juga yang seperti rambut. Rumput laut tumbuh di alam
dengan melekatkan diri pada karang, lumpur, pasir, batu dan benda keras
lainnya. Selain benda mati, rumput lautpun dapat melekat pada tumbuhan lain
secara epifitik.
Alga Merah
(Rhodophyceae), memiliki ciri – ciri umum sebagai berikut :
o
Thalli
(kerangka tubuh tanaman) bulat silindris atau gepeng
o
Berwarna
merah, merah – coklat, hijau – kuning
o
Bercabang
selang – seling tidak teratur di atau tricotomus
o
Memiliki
benjolan (bulat nodule) dan duri – duri atau spines
o
Substansi
thalli gelatinous dan atau kartilagenous
Alga pelekat (holdfast) terdiri dari perakaran sel
tunggal atau sel banyak. Alga dari divisi ini memilki pigmen fikobilin yang
terdiri dari fikoeritrin (berwarna merah) dan fikosianin (berwarna biru),
bersifat adaptasi kromatik, yaitu memilki penyesuaian antara proporsi pigmen
dengan berbagai kualitas pencahayaan dan dapat menimbulkan berbagai warna pada
thalli, seperti merah tua, merah muda, pirang, coklat, kuning, dan hijau. Dalam
dinding selnya terdapat selulosa, agar, carrageenan, porpiran, dan selaran.
Rumput laut atau alga merah
(Rhodophyceae) memiliki ciri utama thalli atau kerangka tubuh yang berbentuk
bulat silindris atau bahkan gepeng. Warna yang dominan adalah merah, tetapi
pada jenis tertentu kita bisa menemukan Rhodophyceae dengan warna merah kecoklatan
dan hijau kekuningan. Cabang pada rumput laut merah saling menyilang secara
tidak teratur atau biasa dikenal dengan istilah tricotomus. Cabang tersebut
juga memiliki benjolan dan duri-duri spines. Contoh : Euchema cottoni
C.
Komposisi Kimia Rumput Laut
Komposisi kimia rumput laut bervariasi antar individu,
spesies, habitat,kematangan dan kondisi lingkungannya. Kandungan rumput laut
segar adalah air yang mencapai 80-90 %, sedangkan kadar protein dan lemaknya
sangat kecil. Walaupun kadar lemak rumput laut sangat rendah, tetapi susunan
asam lemaknya 6 sangat penting bagi kesehatan. Lemak rumput laut mengandung
asam lemak omega-3 dan omega-6 dalam jumlah yang cukup tinggi. Kedua asam lemak
ini merupakan asam lemak yang penting bagi tubuh, terutama sebagai pembentuk
membran jaringan otak, syaraf, retina mata, plasma darah dan organ reproduksi.
Dalam 100 gram rumput laut kering mengandung asam lemak omega-3 berkisar
128-1.629 mg dan asam lemak omega-6 berkisar 188-1.704 mg.
Tabel 1.
Komposisi kimia rumput laut Kappaphycus alvarezii
Bahan
Kimia
|
Komposisi
|
Air
Protein
Lemak
Abu
Serat
makanan tidak larut
Serat
makanan larut
Total
serat makanan
Mineral Zn
Mineral Mg
Mineral Ca
Mineral K
Mineral Na
|
83,3 (%)
0,7 (%)
0,2 (%)
3,4 (%)
58,6 (%)
10,7 (%)
69,3 (%)
0,01
(mg/g)
2,88
(mg/g)
2,80
(mg/g)
87,10
(mg/g)
11,93
(mg/g)
|
Rumput laut mengandung berbagai jenis mineral makro
dan mikro dalam perbandingan yang baik untuk nutrisi. Winarno (1990) menyatakan
bahwa kandungan gizi terpenting dari rumput laut terletak pada trace element
terutama iodium. Sumbangan gizi yang cukup bermakna dari rumput laut, terutama
dari jenis merah dan coklat, adalah kandungan mineral (trace element), seperti
K, Ca, P, Na, Fe dan Iodium
D.
Siklus Hidup dan Repoduksi Rumput Laut
Reproduksi Rumput Laut menurut
dibedakan menjadi 3 pola, yaitu :
a) Reproduksi generatif (seksual)
dengan gametAda tiga tipe daur hidup dalam reproduksi seksual algae, yaitu :
·
Haplobantik,
yaitu hanya ada satu individu kehidupan bebas (satu frase) yang terlibat dalam
daur hidup. Keadaan ini dapat dinyatakan sebagai Haplobantik haploid disingkat
Hh. Dalam hal ini kromosom pada individu tersebut adalah haploid. Reproduksi
semacam ini banyak terdapat pada algae hijau.
·
Haplobiontik
diploid, disingkat Hd. Dalam hal ini individu yang melakukan daur hidup adalah
diploid. Meiosis terjadi pada gamet (gametik meiosis) yang berkembang menjadi
individu dewasa. Tipe reproduksi semacam ini banyak terdapat pada alga hijau
yang menyerupai sifon dan pada algae coklat.
·
Diplobiontik,
disingkat D, h + d. Dalam proses pembiakan terdapat dua individu (fase) yang
terlibat dalam daur hidup yaitu gametophyt (gametofit) haploid yang
menghasilkan gamet dan sporophyte (sporofit) diploid yang menghasilkan spora.
Tipe reproduksi semacam ini umumnya terdapat pada algae hijau, coklat dan
merah.
b) Reproduksi vegetatif (aseksual)
dengan spora
Pada algae, reproduksi aseksual
berupa pembentukan suatu individu baru melalui perkembangan spora, pembelahan
sel dan fragmentasi. Pembiakan dengan spora berupa pembentukan gametofit dari
tetraspora yang dihasilkan dari tetrasporofit. Tipe pembiakan ini umumnya
terdapat pada algae merah.
c) Reproduksi fragmentasi dengan
potongan thallus (stek)
Dalam usaha budidaya rumput laut,
misalnya marga Eucheuma dan Gracilaria, umumnya dilakukan dengan penyetekan
(pemotongan thalli) sebagai bibit untuk dikembangbiakan secara produktif. Dalam
hal ini, dari rumpunan thalli algae dibuat potongan-potongan dengan ukuran
tertentu untuk dijadikan bibit
E.
Habitat Rumput Laut
Pertumbuhan/Penyebaran dipengaruhi oleh toleransi
fisiologi biota tersebut untuk beradaptasi terhadap faktor lingkungan seperti;
substrat, salinitas, temperatur, intensitas cahaya, tekanan dan nutrisi.Tumbuh
di perairan dangkal sebatas masih menerima cahaya matahariBersifat benthic
melekatkan diri (Thallus) pada substrat pasir, karang, fragmen karang mati dll.
Sebaran rumput laut yang tumbuh alami (Wild Stock) terdapat di hampir seluruh
perairan laut Indonesia yang memiliki rataan terumbu karang.
F. Wilayah Sebaran Rumput Laut di
Indonesia.
Rumput laut alam biasanya dapat hidup diatas
substrat pasir dan karangmati. Di beberapa daerah pantai di bagian selatan Jawa
dan pantai barat Sumatera, gulma lautbanyak ditemui hidup di atas karang-karang
terjal yang melindungi pantai dari deburan ombak. Di pantai selatan
Jawa Barat dan Banten misalnya, rumput laut dapat ditemui di sekitar pantai
Santolo dan Sayang Heulang di Kabupaten Garut atau di daerah Ujung Kulon
Kabupaten Pandeglang. Sementara di daerah pantai barat Sumatera, gulma laut
dapat ditemui di pesisir barat Provinsi Lampung sampai pesisir Sumatera
utara dan Aceh/Nanggroe Aceh Darussalam.
Selain hidup bebas di alam, beberapa jenis gulma laut
juga banyak dibudidayakan oleh sebagian masyarakat pesisir Indonesia. Contoh
jenis gulma laut yang banyak dibudidayakan diantaranya adalah Euchema
cottonii dan Gracilaria spp. Beberapa daerah dan pulau di Indonesia
yang masyarakat pesisirnya banyak melakukan usaha budidaya gulma laut ini di
antaranya berada di wilayah pesisir Kabupaten Administrasi Kepulauan Seribu, Provinsi
Kepulauan Riau, Sulawesi, Maluku Pulau
Lombok dan Papua.
Wilayah sebaran jenis rumput laut ekonomis penting di
Indonesia, tersebar diseluruh kepulauan. Untuk rumput laut yang tumbuh alami (
wild stock) terdapat di hampir seluruh perairan dangkal Laut Indonesia
yang mempunyai rataan terumbu karang. Sedangkan sebaran rumput laut
komersial yang dibudidayakan hanya terbatas jenis Eucheuma
dan Glacelaria. Jenis Eucheuma dibudidayakan di laut agak jauh dari sumber
air tawar, sedang Glacelaria dapat dibudidayakan dilaut dekat
dengan muara sungai karena untuk jenis ini salinitas yang sesuai berkisar
antara 15 – 25 per mil. Lokasi budidaya Eucheuma tersebar
diperairan pantai di beberapa Kepulauan Riau, Bangka Belitung, Lampug selatan,
Pulau Panjang (Banten) Pulau Seribu, Karimun Jawa ( Jawa tengah) Selatan
Madura, Nusa dua,Nusa Lembongan dan Nusa Penida (Bali) , Lombok barat, Lombok
tengah (Teluk Ekas) Sumbawa, Larantuka Teluk Maoumere, Sumba, Alor, Kupang,
P Rote, Sulawesi utara, Gorontalo, Bualemo, Bone Bolango, Samaringa
(Sulawesi tengah) Sulawesi tenggara, Jeneponto, Takalar, Selayar, Sinjai dan
Pangkep ( Sulawesi selatan); Seram Ambon, dan Aru (Maluku), Biak serta Sorong. Sementara
untuk budidaya Glacelaria dalam tambak tersebar luas di daerah daerah serang
(Banten) Pantai Utara Jawa (Bekasi, Karawang, Subang Cirebon, Indramayu
Pemalang, Brebes, dan Tegal). Sebagian pantai utara Jawa timur (
Lamongan dan Sidoarjo) untuk daerah di luar pulau Jawa hampir di semua perairan
tambak Sulawesi selatan dan Lombok barat serta Sumbawa.
BAB III
ISI
PENGERTIAN
KARAGENAN
Karagenan tidak mempunyai nilai
nutrisi. Sebagian besar karagenan mengandung natrium, magnesium, dan kalsium
yang dapat terikat pada gugus ester sulfat dari galaktosa dan kopolimer
3,6-anhydro-galaktosa. Karagenan banyak digunakan pada sediaan makanan, sediaan
farmasi dan kosmetik sebagai bahan pembuat gel, pengental atau penstabil.
Karagenan merupakan senyawa yang
termasuk kelompok polisakarida galaktosa hasil ekstraksi dari rumput laut.
Karagenan diperoleh melalui ekstraksi dari rumput laut yang dilarutkan dalam
air atau larutan basa kemudian diendapkan menggunakan alkohol atau KCl.
Alkohol yang digunakan terbatas pada metanol, etanol, dan isopropanol. Karagenan dapat digunakan pada
makanan hingga konsentrasi 1500mg/kg.
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.
JENIS-JENIS
·
Iota karagenan (ι-karagenan) adalah
jenis yang paling sedikit jumlahnya di alam, dapat ditemukan di Euchema spinosum
(rumput
laut) dan merupakan karagenan yang paling stabil pada larutan asam serta
membentuk gel yang kuat pada larutan yang mengandung garam kalsium. Karagenan
tipe iota mengandung gugus 4-sulfate ester dalam semua gugus D-galaktose dan
gugus 2-sulfate ester dalam 3,6 anhydro-D-galaktose. Ketidakberaturan gugus
6-sulfate ester menggantikan gugus ester 4-sulfate dalam D-galaktose. Gugus ini
dapat digantikan dengan pengolahan dalam kondisi basa untuk meningkatkan
kekuatan gel.
·
Kappa karagenan (κ-karagenan) merupakan
jenis yang paling banya terdapat di alam (menyusun 60% dari karagenan pada Chondrus crispus dan
mendominasi pada Euchema cottonii). Karagenan
jenis iniakan terputus pda larutan asam, namun setelah gel terbentuk, kargenan
ini akan resisten terhadap degradasi. Kappa karagenan membentuk gel yang kuat
pada larutan yang mengandung garam kalium. Karagenan kappa memiliki struktur
D-galaktose dan beberapa gugus 2-sulfate ester pada 3,6
anhydro-D-galaktose yang ditunjukan gambar. Gugus 6-sulfate ester
mengurangi daya kekuatan geli namun dapat mengurangi loss akibat
pengolahan dengan menggunakan basa.hal ini akan memberikan keteraturan rantai
yang lebih baik.
·
Lambda karagenan (λ-karagenan) adalah
jenis karagenan kedua terbanyak di alam serta merupakan komponen utama pada Gigartina acicularis dan Gigatina pistillata dan
menyusun 40% dari karagenan pada Chondrus crispus. Selain
itu, lambda karagenan adalah yang kedua paling stabil setelah iota karagenan
pada larutan asam, namun pada larutan garam, karagenan ini tidak larut.
Karagenan tipe lambda mengandung residu disulfated-D-galaktose yang tidak
mengandung gugus ester 4-sulfate namun sejumlah gugus ester 2-sulfate.
Struktur
molekuler dari berbagai jenis karagenan.
CIRI-CIRI KARAGENAN
a. Iota
karagenan
- Larutan
memperlihatkan karakteristik thiksotropik
- Larut
dalam air panas, Natrium karagenan iota larut dalam air dingin dan air
panas.
- Penambahan
ion kalsium akan menyebabkan pembentukan gel tahan lama, elastic, dan
meningkatkan temperatur pembentukan gel dan pelelehan.
- Gel
bersifat elastic, membentuk heliks dengan ion Kalsium.
- Gel
bening
- Stabil
dalam keadaan dingin
- Tidak
dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
- Diperkirakan
mengandung 32% ester sulfat dan 30% 3,6-AG
- Penggunaan
konsentrasi 0.02-2.0%
b. Kappa
karagenan
- Larut
dalam air panas
- Penambahan
ion Kalium menyebabkan pembentukan gel yang tahan lama, namun rapuh, serta
manambah temperatur pembnetukan gel dan pelelehan.
- Kuat,
gel padat, beberapa ikatan dengan ion K+ dan Ca++
menyebabkan bentuk helik terkumpul, dan gel menjadi rapuh
- Gel
berwarna transparan
- Diperkirakan
terdapat 25% ester sulfat dan 34% 3,6-AG
- Sesuai
dengan pelarut yang dapat bercampur dengan air
- Tidak
dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
- Penggunaan
konsentrasi 0.02-2.0%
c. Lambda
karagenan
- Aliran
bebas, larutan pseudo-plastik non-gel dalam air
- Larut
sebagian dalam air dingin, dan larut dengan baik dalam air panas.
- Tidak
terbentuk gel, rantai polimer terdistribusi acak
- Kekentalan
bervariasi dari kekenatalan rendah hingga tinggi
- Penambahan
kation memberikan efek yang kecil terhadap viskositas.
- Sesuai
untuk pelarut yang dapat bercampur dengan air
- Tidak
dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
- Stabil
dalam berbagai variasi temperatur, termasuk temperatur pembekuan
- Larut
dalam larutan garam 5%, baik dingin maupun panas
- Diperkirakan
mengandung 35% ester sulfat dan sedikit atau bahkan tidak mengandung
30% 3,6-AG sama sekali
- Penggunaan
konsentrasi 0.1-1.0%
MANFAAT DAN APLIKASI KARAGENAN
Pembuatan Karagenan dimanfaatkan
untuk digunakan dalam berbagai bidang industri seperti dalam industri makanan
(es krim dan sherbers, flavor, meat product, pasta ikan, produk saus), industri
pengolahan limbah, bioteknologi, kosmetik, tekstil, industry sutera dan
lain-lain. Selain itu juga diupayakan untuk membangkitkan kepedulian masyarakat
akan lingkungan dan diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dimasa
yang akan datang. Pada produk makanan, karaginan berfungsi sebagai stabilator
(pengatur keseimbangan), thickener (bahan pengental), pembentuk gel,
pengemulsi,dll.
Selain insutri makanan diatas,
karagenan juga telah diformulasikan khusus untuk berbagai aplikasi makanan,
misalnya :
-
Karagenan untuk nugget
Untuk produk tersebut karagenan berfungsi untuk pengenyal
dan pembentuk tektur (lentur). Penggunaann 1-2 % dari berat total adonan.
-
Karagenan untuk roti-biskuit-cake-kue kering.
Untuk produk roti, biskuit, cake dan
kue kering, karagenan berfungsi
sebagai pengembang dan pelembut. Penggunaanya 10% dari berat tepung yang
digunakan, dicampur bersama tepung.
-
Karagenan untuk chese stick,
krupuk dan gorengan lainnya.
Untuk Chese stick, krupuk dan
gorengan, karagenan berfungsi
sebagai perenyah dan membuat minyak lebih bersih. Penggunaanya 10% dari tepung
yang digunakan.
-
Karagenan untuk caos tomat,
kecap dan sambal.
Karagenan berfungsi untuk pengental dan
penstabil adonan. Penggunaannya 0.1 - 0.5% dari berat total adonan
-
Karagenan untuk dodol
Penggunaan karagenan 1 - 2% dari adonan
-
Karagenan untuk Mash mallow, buah kering (manisan,
buahnya dihancurkan), selai buah.
Karagenan berfungsi untuk pembentuk tekstur
(melenturkan) dna penambah serat. Penggunaan karagenan 1 - 3 % dari berat total adonan, dilarutkan dalam
air dingin sedikit dan dicampur pada adonan buah diaduk sampai masak.
-
Karagenan untuk Gelly
Karagenan penggunaanya 2 -3 % tergantung
kekenyalan yang diinginkan. Cara pakai :
karagenan dilarutkan dalam air dingin, dipanaskan sampai mendidih,
ditambah susu, sari buah, dll sesuai rasa yang diinginkan.
-
Karagenan untuk mie
Fungsi membuat mie lebih lentur tidak
mudah patah. Cara pakainya tambahkan 1 % dari berat total adonan mie, campurkan
dengan tepung.
-
Karagenan untuk es krim, coklat, youghurt
Karagenan berfungsi : Mencegah terjadinya
pembentukan kristal es pada es krim, pelembut, meningkatkan konsistensi,
penstabil emulsi susu dan air. Penggunaannya cukup 1 - 2 gram karagenan untuk 1 liter adonan susu. Cara
pakai : Karagenan dicampur
dengan adonan susu ketika masih dingin. Adonan dipanaskan 70 derajad celcius. Kalau
adonan dalam bentuk bubuk, karagenan
di campur pada bubuk adonan tersebut. Selebihnya mengikuti prosedur pembuatan
es krim.
-
Penggunaan
karagenan sebagai penstabil terhadap kondisi fisik dan pengaruh cita rasa pada
es krim (Suherman, 2012).
SIFAT DAN
KARAKTERISTIK KARAGENAN
Karagenan
merupakan polisakarida yang diekstraksi dari rumput laut merah dari jenis Chondrus,
Euchema, Gigartina, Hypnea, Iradea dan Phyllophora.
Karagenan dibedakan dengan agar berdasarkan kandungan sulfatnya . Jumlah dan
posisi sulfat membedakan macam-macam polisakarida Rhodophyceae,
polisakarida tersebut harus mengandung 20% sulfat berdasarkan berat kering
untuk diklasifikasikan sebagai karagenan (FAO 2007 dalam Anonymous 2012).
Karagenan
bukan 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-galktopiranosa (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
(Imeson 2010). 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-2-sulfat
ester (Hall 2009 dalam Anonymous
2012).
Karagenan
komersil 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. Karagenan yang umumnya ada di pasaran terdiri
atas 2 tipe, yaitu refined karagenan dan semirefined karagenan. Semirefined
karagenan dibuat dari spesies rumput laut Euchema yang banyak
terdapat di Indonesia dan Filipina. Semirefined karagenan mengandung
lebih banyak bahan yang tidak larut asam (8-15%) dibandingkan refined karagenan
(2%).
v Kelarutan
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 tidak memiliki unit
3,6-anhidro-D-galaktosa dan mengandung gugus sulfat yang tinggi. Karagenan
jenis iota bersifat lebih hidrofilik karena adanya gugus 2-sulfat yang dapat
menetralkan 3,6-anhidro-D-galaktosa yang bersifat kurang hidrofilik. Karagenan
jenis kappa kurang hidrofilik karena lebih banyak memiliki gugus
3,6-anhidro-D-galaktosa (Imeson 2010).
Semua jenis
karagenan memiliki kelarutan yang baik di dalam air panas. Namun, hanya jenis
lambda dan larutan garam Natrium karagenan kappa dan iota dapat larut dalam air
dingin. Karagenan lambda membentuk larutan kental dengan karakteristik
pseudoplastik ketika dipompa atau diaduk. Dengan kelarutan seperti itu,
larutan-larutan karagenan tersebut memiliki kemampuan untuk mengentalkan dan
memberikan tekstur krimi. Temperatur merupakan factor yang cukup penting dalam
penggunaan karagenan dalam system pangan. Semua jenis hidrat karagenan pada
temperatur tinggi, karagenan jenis iota dan jenis kappa memiliki kekentalan
yang cukup rendah.
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. Karagenan memiliki kemampuan membentuk gel pada saat larutan
panas menjadi dingin. Proses pembentukan gel bersifat thermoreversible,
artinya gel dapat mencair pada saat pemanasan dan membentuk gel kembali pada
saat pendinginan (Gliksman 1983; Imeson 2000).
v Kestabilan Asam
Karagenan
dalam larutan memiliki stabilitas maksimum pada pH 9 dan akan terhidrolisis
pada pH dibawah 3,5. Kondisi proses produksi karagenan dapat dipertahankan pada
pH 6 atau lebih. Larutan karagenan akan kehilangan karakteristik gel dan
kekentalannya dalam system dengan nilai pH di bawah 4.3. Penyebabnya adalah
pada proses autohidrolisis karagenan yang terjadi pada pH rendah yang membentuk
ikatan 3,6-anhydrogalaktosa. Laju autohidrolisis bertambah pada kenaikan
temperatur dan konsentrasi kation yang rendah. Penurunan pH menyebabkan
terjadinya hidrolisis dari ikatan glikosidik yang mengakibatkan kehilangan
viskositas. Hidrolisis dipengaruhi oleh pH, temperatur dan waktu. Untuk
mencegah terjadinya autohidrolisis, karagenan didinginkan pada temperatur yang
lebih rendah daripada temperatur pembentukan gel. Dalam produk yang bersifat
asam, karagenan ditambahkan pada bagian akhir proses untuk mencegah degradasi
kelebihan asam, dan jika mungkin, asam ditambahkan segera sebelum dilakukan
pengisian oleh karagenan untuk mencegah penguraian polimer. Waktu pembentukan
gel akan bergantung pada konsentrasi karagenan dan bahan penyusun pangan
lainnya seperti garam dan gula. Dalam proses kontinu, waktu pemrosesan dijaga
minimum. Dalam system dengan pH 4.5, kondisi proses menjadi irelevan untuk
larutan karagenan menjadi stabil untuk berbagai waktu pemrosesan sebagian besar
makanan utama.
v Karakteristik Gel
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 didalamnya 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.
Larutan panas
karagenan iota dan kappa akan mulai membentuk gel ketika system tersebut
didinginkan pada temperatur 40 and 60ºC bergantung pada kehadiran kation. Gel
karagenan bersifat reversible dan memperlihatkan efek histerisis atau perbedaan
antara temperatur penentuan gelling dengan melting. Gel tersebut stabil pada
temperatur ruangan namun dapat meleleh kmbali dengan pemanasan 5–20ºC di atas
temperatur pembentukan gel. Dengan pendinginan gel kembali akan membentuk
gel. Komposisi ionic dari system pangan adalah penting untuk utilisasi
karagenan. Misalnya, karagenan kappa lebih memilih ion kalium untuk
menstabilkan zona sambungan yang melingkupi karakteristik kekokohan gel
sebagai gel yang sedikit rapuh. Karagenan iota memilih ion kalsium untuk
menjembatani rantai untuk memberikan pengaruh gel yang lembut elastic.
Kappa-karagenan
dan iota-karagenan merupakan fraksi yang mampu membentuk gel dalam air.
Karagenan memiliki kemampuan membentuk gel pada saat larutan panas menjadi
dingin. Proses pembentukan gel bersifat thermoreversible, artinya gel
dapat mencair pada saat pemanasan dan membentuk gel kembali pada saat
pendinginan.
Proses
pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu pembentukan gel akan
mengakibatkan polimer karagenan dalam larutan menjadi random coil (acak).
Bila suhu diturunkan, maka polimer akan membentuk struktur double helix (pilinan
ganda) dan apabila penurunan suhu terus dilanjutkan polimer-polimer ini akan
terikat silang secara kuat dan dengan makin bertambahnya bentuk heliks akan
terbentuk agregat yang bertanggung jawab terhadap terbentuknya gel yang kuat.
Jika diteruskan, ada kemungkinan proses pembentukan agregat terus terjadi dan
gel akan mengerut sambil melepaskan air. Proses terakhir ini disebut sineresis.
Kemampuan
pembentukan gel pada kappa dan iota karagenan terjadi pada saat larutan panas
yang dibiarkan menjadi dingin karena mengandung gugus 3,6 -anhidrogalaktosa.
Adanya perbedaan jumlah, tipe dan posisi gugus sulfat akan mempengaruhi proses
pembentukan gel. Kappa karagenan dan iota karagenan akan membentuk gel hanya
dengan adanya kation-kation tertentu seperti K+, Rb+ dan Cs+. Potensi membentuk
gel dan viskositas larutan karagenan akan menurun dengan menurunnya pH, karena
ion H+ membantu proses hidrolisis ikatan glikosidik pada molekul karagenan. Konsistensi
gel dipengaruhi beberapa faktor antara lain: jenis dan tipe karagenan,
konsistensi, adanya ion-ion serta pelarut yang menghambat pembentukan
hidrokoloid.
v Sinergisasi dengan bahan Pengental dan Stabilizer Lainnya
Locust Bean Gum (LBG)
adalah senyawa jenis galactomannan dengan level substitusi dari satu bagian
mannose menjadi 4 unit galaktosa. Area bebas mannose dalam LBG dapat
berasosiasi dengan struktur helik karagenan dimer untuk membentuk gel.
Larutan Panas karagenan kappa dengan LBG akan membentuk gel yang kuat dan
elastic dengan sineresis rendah ketika didinginkan pada temperatur di bawah
50–60ºC. interaksi maksimum terjadi pada perbandingan penggunaan karagenan
kappa terhadap LBG adalah 60:40 dan 40:60. Interaski ini ditunjukan oleh
gambar. Kombinasi kedua polimer tersebut sangat sering digunakan dalam industri
pangan sebagai stabilizer. Interaksi sinergisasi karagenan yang paling
diketahui adalah dengan protein susu. Proses ini sering ditemukan dalam proses
pembuatan es krim. Dalam aplikasi karagenan dalam protein susu, karagenan kappa
akan membentuk gel lemah dalam fasa larutan dan kemudian berinteraksi secara
positif dengan ion asam amino dalam protein pada permukaan misel kasein.
Pada konsentrasi rendah
sekitar 150-250 ppm, karagenan kappa sudah dapat mencukupi kebutuhan
stabilisasi es krim dengan kandungan protein susu, dan menjaga kualitas
komposisi produk selama proses pembuatan dan selama masa penyimpanan. Dalam
industri cokelat susu, juga hanya dibutuhkan kadar karagenan yang rendah untuk
proses stabilisasi suspensi produk.
v Viskositas
Viskositas
adalah daya aliran molekul dalam sistem larutan. Viskositas suatu hidrokoloid
dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu konsentrasi karagenan, temperatur, jenis
karagenan, berat molekul dan adanya molekul-molekul lain. Jika konsentrasi
karagenan meningkat maka viskositasnya akan meningkat secara logaritmik.
Viskositas larutan karagenan terutama disebabkan oleh sifat karagenan sebagai
polielektrolit. Gaya tolakan (repulsion) antar muatan-muatan negatif
sepanjang rantai polimer yaitu gugus sulfat, mengakibatkan rantai molekul
menegang. Karena sifat hidrofiliknya, polimer tersebut dikelilingi oleh
molekul-molekul air yang termobilisasi, sehingga menyebabkan larutan karagenan
bersifat kental.
Adanya
garam-garam yang terlarut dalam karagenan akan menurunkan muatan bersih
sepanjang rantai polimer. Penurunan muatan ini menyebabkan penurunan gaya
tolakan (repulsion) antar gugus-gugus sulfat, sehingga sifat hidrofilik
polimer semakin lemah dan menyebabkan viskositas larutan menurun. Viskositas
larutan karagenan akan menurun seiring dengan peningkatan suhu sehingga terjadi
depolimerisasi yang kemudian dilanjutkan dengan degradasi karagenan.
PEMBUATAN KARAGENAN
Rumput laut (Euchema cottoni)
direndam dalam air tawar selama 12 – 24 jam, kemudian dibilas dan ditiriskan
.Rumput laut (Euchema cottoni) direndam kembali dalam air kapur selama ±
2 – 3 jam. Rumput laut (Euchema cottoni) dicuci kembali dan dibilas
menggunakan air sampai bersih. Euchema cottoni dikeringkan dalam oven
suhu 80oC selama 4 jam. Euchema cottoni diblender menjadi
butiran kecil dan dilakukan pengayakan. Euchema cottoni yang diekstraksi
lolos saringan 90 mesh. Timbang Euchema cottoni 200 gr, masukkan dalam
ekstraktor, Mengekstraksi pada suhu 90 – 95 oC menggunakan larutan
NaOH dengan konsentrasi tertentu selama 2 jam. dengan perbandingan pelarut dan
bahan baku 20 ml : 1 gr. Hasilnya disaring dan filtratnya ditambahkan HCl
hingga pH-nya netral (pH 7). Proses pemutihan (bleaching) bila diperlukan.
Filtrat yang pH-nya sudah netral ditambahkan pengendap dengan perbandingan
tertentu dan diaduk-aduk kemudian dibiarkan selama 15 menit. Endapan disaring
kemudian dikeringkan, lalu hasilnya ditimbang (Kusuma 2011)
Pengolahan secara tradisional:
Pengolahan karagenan masih jarang dilakukan karena belum banyak dikenal
nelayan. Pada dasarnya proses ini hampir sama dengan pengolahan agar-agar,
yaitu pada waktu ekstraksi bahan yang digunakan bukan jenis asam tetapi jenis
basa.
Proses (Kusuma, 2011) :
- Rumput
laut direndam dalam air tawar selama 12-24 jam, kemudian dibilas dan
ditiriskan.
- Setelah
bersih rumput laut direbus dalam air dengan perbandingan rumput laut
dengan air sebesan 1:15, pada suhu 120 oC selama 15 menit. Perebusan
memakai pemasak bertekanan (pressure cooker). Selanjutnya dilakukan
perebusan ulang tanpa tekanan pada suhu 100°C selama 2-3 jam.
- Rumput
laut yang lunak dihancurkan dengan blender dan ditambahkan air panas (90 oC).
Perbandingannya 1:30. Hasilnya disaring dengan kain kasa halus.
- Filtrat
diendapkan dengan menambahkan metil alkohol dengan perbandingan 2,5:1,
bisa juga dengan menambahkan alkohol 90%, atau membekukannya pada suhu 10 oC
– 6°C selama 24-48 jam.
- Endapan
bercampur alkohol disaring dengan kain kasa. Hasil saringan ini berupa
karagenan basah. Filtrat yang beku dicairkan dahulu untuk selanjutnya
disaring lagi. Karagenan basah dikeringkan selama 3-4 hari.
BAB IV
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Karagenan merupakan senyawa yang termasuk
kelompok polisakarida galaktosa hasil ekstraksi dari rumput laut. Karagenan
mengandung natrium, magnesium, dan kalsium yang dapat terikat pada gugus ester
sulfat dari galaktosa dan kopolimer 3,6-anhydro-galaktosa. Karagenan mempunyai
tiga macam, yaitu Iota karagenan, Kappa karagenan , dan Lambda karagenan.
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.
Umumnya prosedur isolasi terdiri
atas tiga tahapan kerja yaitu; ekstraksi, penyaringan, dan pengendapan. Pada
tahapan ekstraksi, kecepatan dan daya larut karagenan dalam air dipengaruhi
oleh temperatur dan waktu proses bergabungnya seluruh fraksi karagenan dari
rumput laut dengan fraksi air yang digunakan sebagai media pelarut
B.
SARAN
...
DAFTAR PUSTAKA
Kusuma H
S. 2011. Makalah Karagenan. Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan,
Universitas Pendidikan Indonesia; Bandung