Struktur kimia alginat Sifat fisika dan kimia alginat

2.4. Alginat

Alginat adalah garam dari asam alginat yang banyak dijumpai dalam bentuk natrium alginat. Garam ini akan larut dalam air dengan kation monovalen dan amin dengan berat molekul yang rendah McNeely dan Pettit 1973. Berat molekul dari asam alginat bervariasi tergantung dari metode preparasi dan sumber rumput lautnya. Adapun natrium alginat memiliki berat molekul berkisar antara 35000 sampai 1,5 juta Cooke dan Smith 1954; Smidsrod dan Hugh 1968 dalam Chapman 1970. Alginat atau algin yang sesungguhnya adalah istilah generik dari garam-garam dan turunan asam alginat. Secara komersial, alginat terdapat sebagai natrium alginat, kalium alginat, amonium alginat, dan propilen glikol alginat. Produknya dibuat dalam berbagai ukuran kehalusan, kekentalan, dan kandungan kalsiumnya untuk memberikan sifat fungsional khusus bagi bahan pangan dan produk-produk industri Fardiaz 1989. Komponen penyusun alginat adalah asam manuronat dan asam guluronat dimana alginat merupakan nama umum untuk garam dari asam alginat McNelly dan Pettit 1973.

2.4.1. Struktur kimia alginat

Asam alginat merupakan senyawa awal prekusor dari garam alginat yang merupakan suatu polimer poliglukoronat yang terdiri dari asam D-mannuronat dan asam L-guluronat yang terikat melalui atom-atom karbon 1 dan 4. Terdapat tiga jenis potongan polimer asam alginat yang diperoleh melalui proses hidrolisis penguraian zat karena bereaksi dengan air ringan, pertama adalah polimer mannuronat yang terdiri dari asam D-mannuronat; kedua adalah polimer guluronat yang terdiri dari asam L-guluronat; ketiga adalah polimer asam D-mannuronat dan asam L-guluronat yang terletak berselang-seling Winarno 1996. Struktur kimia alginat dapat dilihat pada Gambar 7. Gambar 7. Struktur kimia asam polimannuronat, poliguluronat dan kopolimer berganti pada alginat Sumber: FAO 1997

2.4.2. Sifat fisika dan kimia alginat

Asam alginat merupakan asam organik kompleks yang termasuk golongan karbohidrat serta dapat diekstrak dari rumput laut Chapman dan Chapman 1980. Alginat dipasarkan sebagian besar berupa natrium alginat, yaitu suatu garam alginat yang larut dalam air. Jenis alginat lain yang larut dalam air adalah kalium dan ammonium alginat, sedangkan alginat yang tidak larut air adalah kalsium alginat dan asam alginat Winarno 1996. Larutan alginat akan bereaksi dengan kation-kation divalen dan trivalen untuk membentuk gel. Gel akan terbentuk pada suhu kamar dan gel tersebut akan mencair bila dipanaskan. Gel-gel ini dapat diaplikasikan pada bermacam-macam industri, khususnya kalsium Ca yang digunakan sebagai ion divalen. Larutan asam alginat dapat membentuk gel yang bersifat lebih lunak daripada gel kalsium alginat. Gel dari asam alginat dapat mencair dalam mulut sehingga dapat diaplikasikan dalam industri makanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat larutan alginat adalah suhu, konsentrasi, dan ukuran polimer McNelly dan Pettit 1973. Asam alginat, seperti bentuk-bentuk asam bebas dari polisakarida lainnya, memiliki kestabilan yang terbatas. Jika disimpan pada suhu 4 o C atau lebih rendah, asam alginat akan mengalami perubahan sekitar 20-30 selama setahun. Tetapi, jika disimpan dalam keadaan beku kestabilan alginat akan tetap selama setahun. Sebaliknya, garam alginat memiliki sifat yang lebih stabil. Meskipun demikian, penyimpanan pada suhu rendah dan tempat yang kering dapat lebih meningkatkan kestabilan garam-garam alginat Fardiaz 1989. Adanya kation, pelarut, atau polimer lain pada umumnya mempengaruhi sifat-sifat hidrokoloid terlarut, yaitu peningkatan viskositas, pembentukan gel, dan pengendapan. Senyawa ini akan berkompetisi dengan hidrokoloid dalam proses pengikatan air atau hidrasi dan dapat menyebakan penurunan laju hidrasi King 1983. Viskositas asam alginat yang berasal dari rumput laut sangat bervariasi tergantung pada jenis spesiesnya Chapman dan Chapman 1980. Viskositas dari larutan alginat terutama dipengaruhi oleh konsentrasi, pH, berat molekul, suhu, dan adanya kation logam polivalen. Semakin tinggi konsentrasi atau berat molekul, maka semakin tinggi viskositasnya. Viskositas dari larutan garam alginat yang larut dalam air tidak menunjukkan perubahan pada kisaran pH 5,5-11. Penurunan pH akan meningkatkan viskositas alginat dan pembentukan gel. Pembentukan gel terjadi pada kisaran pH tertentu, juga dipengaruhi oleh kadar kalsium yang tersedia King 1983. Seperti larutan polisakarida lainnya, viskositas larutan alginat akan turun seiring dengan kenaikan suhu. Penurunan viskositas tersebut kira-kira 12 untuk setiap kenaikan suhu 6,5 o C Cottrel dan Kovacs 1980. Larutan garam-garam alginat akan membentuk gel dalam larutan asam atau dengan adanya kation Ca 2+ dan kation logam lainnya. Gel biasanya terbentuk dengan membebaskan ion Ca 2+ atau ion logam polivalen lainnya. Cara ini akan menghasilkan gel dengan penampakan yang bening dan tidak meleleh pada suhu ruang Glicksman 1983. Standar mutu internasional untuk asam alginat yang telah ditetapkan sesuai dengan Food Chemical Codex FCC disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Standar mutu asam alginat dan natrium alginat Karakteristik Asam Alginat Natrium Alginat Kadar As Kadar Pb Logam Berat Hg Kadar Abu Kadar susut pengeringan 3 ppm 10 ppm 0,004 4 15 3 ppm 10 ppm 0,004 ppm 18-27 15 Sumber: FCC 1981

2.4.3. Ekstraksi alginat