Struktur dan sifat fisiko-kimia karagenan

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karagenan

Karagenan adalah campuran dari polisakarida yang mengandung sulfat yang diekstrak dari alga merah atau Rhodopyceae Aidsinfo 2003. Karagenan adalah nama umum dari golongan polisakarida pembentuk gel dan pengental yang diperoleh secara komersial melalui proses ekstraksi dari spesies alga merah Rhodopyceae tertentu. Beberapa spesies utama yang saat ini digunakan untuk memproduksi karagenan berasal dari genera-genera seperti Gigartina, Chondrus crispus , Iridaea, dan Euchema Van de Velde dan De Ruiter 2005. Karagenan telah digunakan sebagai bahan pengental dan penstabil pada makanan di Eropa dan Asia timur sejak beberapa tahun lalu. Di Eropa, penggunaan karagenan dimulai sejak lebih dari 600 tahun yang lalu, yaitu di daerah Irlandia. Di sebuah desa yang bernama Carraghen yang terletak di pantai selatan Irlandia, flan kue pastry dibuat dengan memasak irish moss spesies alga merah, Chondrus crispus dengan susu. Carragenan karagenan yang pada mulanya digunakan untuk menamakan ekstrak dari Chondrus crispus diambil dari nama desa tersebut Tseng 1945 dalam Van de Velde dan De Ruiter 2005. Agroindustri karagenan Indonesia memperkirakan bahwa untuk produk olahan rumput laut yaitu karagenan, Indonesia mampu menguasai pasar dunia sekitar 13 tahun 2007; 13,7 pada tahun 2008; 14 pada tahun 2009; dan sekitar 15 pada tahun 2010 Sulaeman 2006.

2.1.1 Struktur dan sifat fisiko-kimia karagenan

Karagenan adalah polisakarida linier yang tersusun atas unit-unit galaktosa dan 3,6-anhidrogalaktosa dengan ikatan glikosidik α1,3 dan β1,4 secara bergantian. Pada beberapa atom hidroksil, terikat gugus sulfat dengan ikatan ester Angka dan Suhartono 2000. Karagenan dikelompokkan berdasarkan gugus 3,6-anhidrogalaktosa dan jumlah serta posisi dari gugus ester sulfatnya. Berdasarkan cara pengelompokkannya tersebut, karagenan dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu karagenan jenis kappa, iota dan lambda Glicksman 1982 dalam Angka dan Suhartono 2000. 5 Kappa karagenan terdiri dari gugus ester sulfat sebesar 25 dan 3,6-anhidrogalaktosa 34 , sedangkan iota karagenan memiliki gugus ester sulfat sebesar 32 dan 3,6-anhidrogalaktosa sebesar 30 . Lambda karagenan terdiri dari 35 gugus ester sulfat dengan sedikit atau tidak ada kandungan 3,6-anhidrogalaktosa Imeson 2000. Ketiga macam karagenan ini selain dibedakan berdasarkan gugus 3,6-anhidrogalaktosa dan ester, juga dibedakan karena sifat jeli yang terbentuk. Iota karagenan berupa jeli lembut dan fleksibel atau lunak. Kappa karagenan jeli bersifat kaku dan getas serta keras. Lambda karagenan tidak dapat membentuk jeli, tetapi berbentuk cair yang viscous Fardiaz 1989. Sekitar 70 dari produksi karagenan di dunia adalah kappa karagenan Anonim c 2004. Struktur karagenan kappa, iota, dan lambda dapat dilihat pada Gambar 1. Kappa karagenan Iota karagenan Lambda karagenan Gambar 1. Struktur kappa, iota dan lambda karagenan Cargill Inc. 2007. Karagenan komersial food grade memiliki berat molekul rata-rata antara 400-600 kDa dan minimal 100 kDa Van de Velde dan De Ruiter 2005. Karagenan mempunyai sifat unik yang tidak dapat digantikan dengan jenis gum lainnya. Kegunaan karagenan dinilai dari dua kunci utama, yakni kemampuannya untuk membentuk gel yang kuat dengan garam tertentu atau jenis gum lain dan kemampuannya untuk berinteraksi dengan protein tertentu Fardiaz 1989. 6 Karagenan terutama digunakan dalam industri makanan dengan beberapa aplikasi dalam industri toiletries Anonim c 2004. Analisis kimia karagenan menurut Food and Agriculture Organization FAO dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Standar mutu karagenan menurut FAO Spesifikasi FAO Kehilangan akibat pengeringan Maks. 12 pH 8-11 Viskositas 1.5 sol, cP Min. 5 Sulfat 15-40 Abu 15-40 Abu tak larut asam Maks. 1 Bahan tak larut asam Maks. 2 Residu pelarut Maks. 0.1 TPC cfug Maks. 5000 Arsen mgkg Maks. 3 Timbal mgkg Maks. 2 Cadmium mgkg Maks. 2 Merkuri mgkg Maks. 1 Sumber : McHugh 2003 Berdasarkan metode produksi yang digunakan, karagenan dibedakan menjadi dua, yaitu semi-refined dan refined karagenan McHugh 2003. Semi-refined karagenan dibuat dari spesies rumput laut Euchema yang banyak terdapat di daerah Indonesia dan Filipina. Tipe karagenan semi-refined ini diperoleh melalui proses yang lebih hemat daripada proses yang digunakan untuk menghasilkan refined karagenan. Karagenan semi-refined mengandung lebih banyak bahan-bahan yang tidak larut dalam asam 8-15 dibandingkan refined karagenan 2 . Bahan-bahan yang tidak larut asam terutama adalah selulosa yang biasanya terdapat pada dinding sel alga. Dalam hal kandungan logam berat, karagenan semi-refined memiliki kandungan yang lebih tinggi dibandingkan refined karagenan Imeson 2000. Adapun sifat fisiko-kimia karagenan ditunjukkan dalam Tabel 2. 7 Tabel 2. Sifat-sifat fisiko-kimia karagenan Kappa Iota Lambda Kelarutan : air panas 80 °C larut larut larut air dingin 20 °C Garam Na larut, garam K dan Ca tidak larut Garam Na larut larut susu panas 80 °C larut larut larut susu dingin 20 °C Garam Na, K dan Ca tidak larut Tidak larut Mengental Larutan gula 50 Larut, panas Sukar larut Larut Larutan garam 10 Tidak larut Larut, panas Larut, panas Karakteristik gel : Efek kation Gel lebih kuat dengan ion potassium Gel lebih kuat dengan ion kalsium Tidak membentuk gel Tipe gel Kuat dan rapuh Elastis Tidak membentuk gel Shear reversible gel Tidak Ya Tidak membentuk gel Sineresis Ya Tidak - Histeresis 10-20 o C 5-10 o C - Stabilitas freezing- thawing Tidak Ya Ya Efek sinergis dengan locust bean gum Ya Tidak Tidak Efek sinergis dengan konjac Ya Tidak Tidak Efek sinergis dengan pati Tidak Ya Tidak Stabilitas pH netral dan alkali Stabil Stabil Stabil pH asam Terhidrolisis pada larutan jika dipanaskan. Stabil dalam bentuk gel Terhidrolisis dalam larutan. Stabil dalam bentuk gel Terhidrolisis Sumber : Imeson 2000; Glicksman 1983

2.1.2 Aplikasi karagenan