Produksi Struktur Kimia dan Komposisi

Akhirnya diperoleh pasta natrium alginat, lalu dikeringkan dan digiling untuk memperoleh bubuk natrium alginat Zhanjiang, 1990.

2.1.1. Produksi

Penyedian alginat secara komersial diperoleh dari hasil ekstraksi alga coklat, sebagaian besar dari laminaria hyperbore, Macrocystis pryfera, Laminaria digitata, Ascophyllumnodosum, Laminaria joponica, Ecklonia maxima, Lessonia nigrescens, dan Durvillaea antarctive. Komposisi alginat dari ganggang laut tidak sama variasinya tergantung pada musim dan kondisi pertumbuhannya, ketidak samaan ini tergantung pada sifat dari tumbuhan itu Bernd, 2009. Ada beberapa Negara yang telah memproduksi alginat secara komersial diantaranya adalah Amerika Serikat. Pada Tahun 1927 Thornley membangun perusahan untuk memproduksi alginat di San Diego kemudian diorganisasi kembali tahun 1929 dengan nama Kelco Company. Produksi di United Kingdom dimulai oleh Alginate Industries Ltd. selama periode 1934-1939. Dan sekarang ada dua perusahaan terbesar di Amerika Serikat yaitu Kelco dan Alginat Industries yang memproduksi sekitar 70 alginat dari seluruh dunia Zhanjiang, 1990. Di China produksi alginat dimulai tahun 1957 di Qingdao yang berasal dari spesies Sargassum Pollidum. Negara – negara penghasil alginat terbesar lainya yaitu Jepang dan Prancis.

2.1.2. Struktur Kimia dan Komposisi

Alginat merupakan polimer linear yang mengandung lebih dari 700 residu asam uronat yaitu β-D asam manuronat dan α-L asam guluronat dengan ikatan 1,4. Rantai alginat yang mengandung residu asam manuronat disebut blok M, rantai alginat yang hanya mengandung residu asam gluronat disebut blok G dan rantai alginat yang mengandung residu asam manuronat serta asam gluronat disebut blok MG Masakatsu dan Inukai, 1999. Universitas Sumatera Utara Dengan adanya nitrogen dalam struktur polimer dari polisakarida, stanford mengusulkan dengan pasti jalan keluar dari penelitian tentang struktur algina, asam uronik merupakan penyusun utama dari struktur dasar alginat yang dipatenkan pada tahun 1926 Bernd, 2009. Struktur dasar dari monomer alginat adalah cincin tetrahydopyran dan dapat membentuk 2 konfigurasi, yaitu C1 dan 1C . β -D-manuronat di alam terdapat dalam konfigurasi C1. Pada konfigurasi 1C α-D-manuronat, interaksi -COOH pada C-5 dan -OH pada C-3 akan kaku, sedangkan pada C1 gugus-gugus ini berada pada posisi ekuatorial sehingga lebih stabil. Sebaliknya, untuk alasan yang sama, α -L-guluronat terdapat dalam konfigurasi 1C dibandingkan C1. Polimer alginat dibentuk dari hubungan antara C-1 dan C-4 tiap monomer dan dihubungkan oleh ikatan eter oksigen. Polimer alginat terdiri dari 3 jenis, yaitu blok M mannuronat, blok G guluronat, dan polimer MG Polimer M dibentuk dari struktur ekuatorial gugus C-1 dan C-4 dan membentuk polimer lurus, sedangkan polimer G dibentuk dari struktur aksial. Perbedaan struktur polimer ini menyebabkan polimer G lebih banyak digunakan untuk proses pembentukan gel alginat dengan penambahan ion Ca 2+ . Ion tesebut akan menggantikan ion H + pada gugus karboksilat dan membentuk jembatan ion penghubung antara polimer G yang satu dengan yang lainnya. Hubungan antara polimer G ini akan membentuk struktur egg-box. Alginat merupakan polimer linear yang mengandung β-1,4 linked D-asam manuronat M dan α-1-asam gluronat G. Gambar 2.1 menunjukkan dalam rantai polimer, monomer dapat tersusun sebagai blok GG, blok MM dan blok GM Donati dan Paoletti, 2009. Universitas Sumatera Utara Residu asam manuronat mempunyai ikatan C 1,4 di-equtorial sehingga bentuknya rata seperti pita. Struktur ini menjadi stabil dengan adanya ikatan H antara proton dari OH dan C 3 dengan cincin O dari residu tetangganya, seperti gambar 2.2 dibawah ini: Gambar 2.2. Ikatan 1,4 di-equatorial dari natrium manuronat. Struktur asam guluronat berbeda dengan asam manuronat. Residu asam gluronat mempunyai ikatan C 1,4 di-axial sehingga struktur pita dari polimer ini melengkung, berlawanan dengan bentuk merata dari manuronat. Struktur ini stabil Gambar 2.1. Struktur Kimia Alginat, a.Konformasi 4C1 Garam Natrium dari Asam Β-D-Mannuronat M dan Konformasi 1C4 Garam Natrium dari Asam Α-L-Guluronat G. b. Komposisi Blok Alginat yaitu Blok G, Blok M dan Blok MG Universitas Sumatera Utara dengan adanya ikatan H antara gugus OH pada atom C 2 dari residu yang satu dengan gugus COO - dari residu tetangganya Anonim II, 2005 Gambar 2.3. Ikatan 1,4 di-axial dari asam guluronat . Masing-masing spesies alga coklat mengandung tipe alginat atau ratio MG yang berbeda tergantung dari waktu panen dan bagian anatomi tumbuhan Robinson, 1987. Alginat yang mengandung asam guluronat yang tinggi akan cendrung mempunyai struktur rigid kaku serta mempunyai porositas yang besar, sedangkan alginat yang mengandung asam manuronat yang tinggi mempunyai struktur yang tidak rigid. Unit G dan M diatur dalam rantai dan keseluruhan rasio, M G, dari dua unit dalam rantai dapat bervariasi dari satu jenis rumput laut dengan yang lain. Dengan kata lain semua alginat tidak selalu sama. Jadi beberapa rumput laut dapat menghasilkan alginat yang memberikan viskositas yang tinggi ketika dilarutkan dalam air, sedangkan yang lain dapat menghasilkan viskositas rendah. Kondisi-kondisi dari prosedur ekstraksi dapat juga mempengaruhi viskositas. Demikian pula, kekuatan gel yang dibentuk oleh penambahan garam kalsium dapat bervariasi dari satu alginat dengan yang lain. Umumnya alginat dengan kandungan G yang lebih tinggi akan memberikan gel yang lebih kuat, dikatakan alginat memiliki rasio M G rendah. Penentuan rasio MG dapat dilakukan dengan menghidrolisis parsil alginat dengan asam organik encer seperti asam oksalat 1 M, dimana sebagian alginat akan larut. Residu yang tidak larut dapat dipisahkan ke dalam fraksi yang kaya akan guluronat blok G yang tidak larut pada pH 2,85 tersebut. Fraksi yang larut oleh hidrolisis parsil mengandung uronat M dan G blok MG Zhanjiang, 1990. Universitas Sumatera Utara 2.1.3. Sifat-sifat Fisika dan Kimia 2.1.3.1. Sifat Fisika