Tabel 2. Variasi viskositas larutan alginat pada suhu 20 C mPa.s.
Tipe Alginat Konsentrasi
1 1.5 2 3 4 Viskositas sangat rendah
10 20
45 130
350 Viskositas rendah
20 60
180 650
2200 Viskositas sedang
350 1800
6000 tt
tt Viskositas tinggi
800 4000
9000 tt
tt Keterangan: tt = tidak terukur Sumber: Mc. Hugh, 2008
Sebagai bahan tambahan pangan food additives, natrium alginat harus memenuhi beberapa spesifikasi yang telah ditetapkan oleh JECFA khususnya mengenai
tingkat kemurnian dan cemaran mikrobiologi seperti pada Tabel 3 berikut: Tabel 3. Spesifikasi mutu natrium alginat menurut JECFA 2006
Spesifikasi Natrium alginat
Kemurnian: Susut pengeringan
kadar air 15
Bahan tidak larut air 2
Arsen As 3 mgkg
Timbal Pb 5 mgkg
Mikrobiologi: TPC
Kapang dan khamir Coliform
Salmonella 5000 kolonig
500 kolonig Negatif
Negatif Sumber: FAO, 2008
2.3 Komposisi Alginat
Secara kimia alginat adalah polisakarida yang tersusun oleh dua jenis asam uronat. Unit monomer alginat terdiri dari asam guluronic G dan manuronic M yang
terususun dalam tiga jenis pengelompokan yaitu blok yang terdiri dari residu mannuronat dan guluronat yang berseling MGMG-MGM....., blok asam guluronat
GGGGGG... dan blok asam mannuronat MMM-MMM.... seperti pada Gambar 1 Gacesa, 1988; Wang et al. 2006. Menurut Ramsden 2004, asam mannuronat dan
guluronat dalam rantai alginat bisa ditemukan berselang-seling, tetapi umumnya membentuk struktur blok kopolimer dengan daerah yang hanya mengandung asam
guluronat dan daerah lain mengandung asam mannuronat. Pada rantai ujung biasanya tersusun oleh bidang mannuronat atau guluronat murni dengan beberapa daerah yang
bercampur.
Poliguluronat Polimannuronat
Gambar 1. Struktur Poliguluronat dan Polimannuronat pada alginat Blok penyusun alginat adalah asam
β-D-mannuronat dan α-L-guluronat yang dihubungkan dengan ikatan 1Æ4. Perbandingan antara mannuronat dan guluronat rasio
MG dalam alginat umumnya 1.5, dengan beberapa variasi tergantung jenis rumput laut sebagai sumbernya. Jumlah relatif dan keberadaan kedua monomer serta susunan
sekuen dalam rantai polimer alginat berhubungan dengan sumber alginat baik secara genetik maupun lingkungan Alvares Carmona, 2007; Yabur et al. 2007. Alginat
yang diekstrak dari Laminaria hyperborea mempunyai MG rasio 0.4 - 1.0 Belitz Grosch, 2004. Menurut Draget et al. 2005, kandungan MG Laminaria hyperborea
juga ditentukan oleh bagian tanaman di mana pada daun memiliki perbandingan 0.91 dan di bagian dahan 0.41. Secara umum, pada Laminaria sp. kandungan poliguluronat
pada dahan lebih tinggi dibandingkan pada bagian daun Draget et al. 1994. Rasio MG pada rumput laut lainnya yaitu Lessonia negrescens 1-1.5 Draget et
al . 1998; Zheng et al. 1998. Hasil penelitian Miller 1996 tentang komposisi dan
rendemen alginat dari beberapa rumput laut di New Zealand disajikan pada Tabel 4. Penelitian tentang rasio MG untuk rumput laut yang ada di Indonesia belum banyak
dilakukan. Rasio MG yang pernah dilaporkan yaitu untuk rumput laut dari marga Sargassum
sebesar 0.8 dengan komposisi M = 44, G = 56 , MM = 27, MG + GM = 31 dan GG = 42 Sujatmiko, 1993. Sementara untuk rumput laut Turbinaria sp.
dari perairan Indonesia belum pernah dilaporkan. Rasio MG Turbinaria conoides dari perairan India Selatan dilaporkan berkisar 0.6 – 0.8 Jothisaraswathi et al. 2006.
Tabel 4. Komposisi dan rendemen alginat dari beberapa rumput laut di New Zealand Miller, 1996
Rumput Laut Rasio M:G
MGM Rendemen
Durvillaeles Durvillaea antartica
3.0 15 53 Fucales
Cystophora torulosa 0.99 26 14
Carpophyllum mashalocarpum 0.94 23 11
Hormosira banksii 1.31 30 22
Xiphophora chondrophylla 1.36 25 24
Laminariales Lessonia variegatta
1.95 21 18 Ecklonia radiata
1.60 24 19 Scytosiphonales
Scytosiphon lomentaria 0.67 11
6 Chordariales
Splachnidium rugosum 0.56 16 14
Papenfusiella lutea 0.53 13
7 Myrigloeia intestinalis
0.33 10 5
Persentase asam uronat dalam bentuk blok polimer berseling Kandungan monomer alginat dan viskositasnya bervariasi berdasar musim, dan
selalu meningkat dari terendah pada fase rumput laut muda dan tertinggi pada fase dewasa. Viskositas alginat secara nyata berubah dengan perubahan proporsi asam
guluronat G. Semakin tinggi proporsi asam guluronat dalam alginat akan menghasilkan viskositas yang lebih tinggi Jothisaraswathi et al. 2006; Yunizal, 2004.
Selama pembentukan gel alginat, kation bervalensi dua lebih memilih mengikat blok asam guluronat dibandingkan asam mannuronat. Semakin tinggi kandungan asam
guluronat dan blok homopolimer maka akan menyebabkan semakin kuat interaksi antara alginat dan kalsium, yang akan menghasilkan gel yang lebih kuat dan stabil.
Sebaliknya, semakin tinggi asam mannuronat menghasilkan gel yang lebih lemah dan lebih elastis, dengan perilaku freez-thaw stability yang lebih baik Poncelet, 2001 diacu
dalam Reis et al. 2006. Alginat dengan kandungan asam mannuronat yang tinggi membentuk gel yang lemah baik pada konsentrasi Ca
2+
rendah maupun tinggi. Nilai konstanta disosiasi mannuronat dilaporkan sebesar 3.38 dan guluronat
sebesar 3.65 Haug, 1964 diacu dalam Draget et al. 2005. Alginat dengan kandungan monomer asam guluronat G yang tinggi cenderung mengendap pada pH lebih tinggi
dibandingkan alginat yang kaya akan asam mannuronat M. Alginat dengan kandungan blok heteropolimer M-G akan mengendap pada pH yang lebih rendah dibanding alginat
dengan komposisi monomer mannuronat atau guluronat. Dilaporkan bahwa alginat dari Ascophyllum nodosum
yang kaya akan blok heteropolimer M-G masih larut pada pH yang sangat rendah yaitu 1.4 Draget et al. 2005.
Berat molekul alginat adalah 32 – 200 kdal, berhubungan erat dengan derajat polimerisasi 180 – 930. Nilai pK gugus karboksil adalah 3.4 – 4.4. Alginat bersifat larut
air dalam bentuk garam alkali, magnesium, amonia atau amin Belitz Grosch, 2004. Alginat tidak larut air dalam bentuk garam kalsium alginat atau asam alginat Winarno,
1990 diacu dalam Syahrul, 2005. Viskositas larutan alginat dipengaruhi oleh berat molekul dan efek perlawanan ion dari garamnya. Pada kondisi larutan tanpa kation
bervalensi dua atau tiga atau dengan adanya bahan pengkhelat, viskositas larutan alginat rendah. Sebaliknya, dengan peningkatan kation multivalen seperti kalsium ada
peningkatan viskositas yang bersifat paralel. Oleh karena itu, viskositas larutan alginat dapat diatur sesuai keinginan. Proses freezing dan thawing larutan Na-alginat yang
mengandung ion Ca
2+
dapat menghasilkan peningkatan viskositas lebih lanjut Belitz Grosch, 2004.
2.4 Pemanfaatan Alginat
