Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat.

KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM

DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT

Oleh :

Isnani Syafarini

C34104069

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

RINGKASAN

ISNANI SYAFARINI. C34104069. Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat. Dibimbing oleh MALA NURILMALA, MURDINAH, dan JOKO SANTOSO.

Rumput laut merupakan salah satu potensi kelautan Indonesia dan telah menjadi komoditas ekspor yang diandalkan. Hasil dari ekstrak rumput laut berupa karaginan dan alginat (hidrokoloid) memiliki karakteristik fisika dan kimia yang unik sehingga dapat diaplikasikan dalam produk makanan sebagai penstabil, pengental, dan pengemulsi pada es krim, susu, bir, sari buah, saos tomat, dan sebagainya. Penggunaan hidrokoloid pada produk tepung es krim berkaitan dengan sifat kelarutan yang tinggi dalam bentuk bubuk serta dapat dikombinasikan dengan bahan pengemulsi dan penstabil lainnya.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari penggunaan jenis hidrokoloid yang tepat dalam pembuatan tepung es krim serta mempelajari aplikasi jenis hidrokoloid terpilih dengan kombinasi bahan pengemulsi dan penstabil lainnya dalam produk tepung es krim. Tahapan pada penelitian ini terdiri dari penelitian pendahuluan yang meliputi pembuatan es krim beku dari tepung es krim dengan

penambahan hidrokoloid iota karaginan, alginat, dan kombinasi iota karaginan-alginat. Penelitian utama meliputi penelitian tahap pertama dan kedua.

Tahap pertama adalah aplikasi jenis hidrokoloid terpilih dari penelitian

pendahuluan dalam formulasi tepung es krim dengan konsentrasi sebesar 0 %; 0,2 %; 0,4 %; 0,6 %; dan 0,8 %. Penelitian tahap kedua merupakan pengamatan

terhadap mutu sensori tepung es krim dengan konsentrasi hidrokoloid terpilih dan hidrokoloid komersil serta produk komersil.

Hasil analisis sensori dan sifat fisika-kimia terhadap es krim menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata, namun nilai overrun yang terukur pada es krim penambahan alginat memiliki nilai tertinggi dan dipilih untuk diaplikasikan pada

penelitian utama. Analisis sensori terhadap es krim dengan penambahan alginat 0 %; 0,2 %; 0,4 %; 0,6 %; dan 0,8 % menunjukkan penilaian umum

panelis lebih menyukai es krim dengan penambahan alginat 0,8 %. Pengamatan terhadap mutu fisik menunjukkan perbedaan konsentrasi alginat berpengaruh

nyata terhadap overrun dan stabilitas emulsi dengan nilai tertinggi berturut-turut sebesar 157,78 % dan 90,67 % pada penambahan alginat 0,8 %. Es krim terpilih

dari penelitian utama tahap pertama adalah es krim penambahan alginat 0,8 %. Perbandingan tepung es krim penambahan alginat 0,8 % (tepung es krim terpilih) dan alginat komersil 0,8 % serta produk komersil berdasarkan analisis sensori menunjukkan pengaruh yang nyata pada parameter warna, tekstur, rasa, dan mouthfeel. Pengamatan terhadap parameter kimia tepung es krim terpilih dan produk komersil menunjukkan nilai kadar air, abu, lemak, dan protein dari tepung es krim terpilih berturut-turut sebesar 3,19 %; 6,02 %; 11,51 %; dan 15,86 %. Nilai tersebut telah memenuhi standar SNI Tepung Es Krim (SNI 01-3725-1995) kecuali untuk kadar abu. Analisis mikrobiologi menunjukkan kandungan TPC dan bakteri coliform pada tepung es krim terpilih memenuhi standar SNI bahkan

Escherichia coli tidak terdapat di dalam produk. Kandungan logam Pb dan Hg pada tepung es krim juga memenuhi standar SNI.

KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM

DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

Isnani Syafarini C34104069

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

Judul : KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT Nama Mahasiswa : Isnani Syafarini

NRP : C34104069

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Mala Nurilmala, S.Pi, M.Si Ir. Murdinah, MS

NIP. 132 315 793 NIP. 080 062 638

Pembimbing III

Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si NIP. 131 999 592

Mengetahui,

Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan atas biaya dari Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP) Tahun Anggaran 2008. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Ucapan terima kasih saya sampaikan yang sebesar-besarnya kepada Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP), Jakarta.

Bogor, April 2009

Isnani Syafarini NRP: C34104069

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal 25 Oktober 1984 sebagai anak kedua sekaligus bungsu dari

pasangan Bapak Abdul Haji (alm.) dan Ibu Nuriah. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 17 Pontianak (1991-1997)

kemudian melanjutkan ke Madrasah Tsanawiyah Negeri 2 Pontianak (1997-2000) dan Madrasah Aliyah Negeri 2 Pontianak (2000-2003). Tahun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor

melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif menjadi anggota dan pengurus HIMASILKAN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Perikanan)

periode 2005-2007, pengurus FPC (Fisheries Processing Club) periode 2006-2007, anggota dan pengurus organisasi mahasiswa daerah KPMKB

(Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Kalimantan Barat) 2006-2008. Selain itu, penulis juga menjadi Asisten Luar Biasa mata kuliah Ekologi Perairan tahun ajaran 2006/2007 dan 2007/2008 serta dalam penulisan ilmiah penulis menjadi Penyaji Tingkat Nasional dalam PKM bidang penelitian pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XXI di UNISSULA Semarang dan mendapatkan medali setara perak pada tahun 2008. Penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan, di antaranya Seminar One Step Closer with ISO 22000 (2005), Kampanye Gemar Makan Ikan (2006 dan 2007), Pelatihan Pengolahan Produk Perikanan di Desa Situ Gede, Bogor (2007), dan berbagai kepanitiaan lainnya.

Penyusunan skripsi ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan dengan judul ”Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat” di bawah bimbingan Ibu Mala Nurilmala, S.Pi, M.Si; Ibu Ir. Murdinah, MS; dan Bapak Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul ”Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan memberi dukungan dalam penyusunan skripsi ini, di antaranya:

1. Ibu Mala Nurilmala S.Pi, M.Si; Ibu Ir. Murdinah, MS dan Bapak Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, motivasi, dan seluruh perhatian kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Agoes M. Jacoeb, Dipl.Biol. dan Ibu Ir. Anna C. Erungan, MS

selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan banyak masukan berharga kepada penulis.

3. Bapak Prof. Dr. Hari Eko Irianto selaku Kepala Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP) yang telah mengizinkan penulis melakukan penelitian di balai tersebut.

4. Mama’ (Nuriah) dan Bapak (Alm. Abdul Haji) atas segala kasih sayang, do’a, serta dukungan yang tak terkira besarnya kepada penulis. Skripsi ini dipersembahkan untuk Mama’ dan Bapak sebagai ungkapan sayang dan baktiku dalam menjalankan amanah dari Mama’ dan Bapak.

5. Abang (Adi Jumaryadi, ST) dan Teteh (Siti Nurbaya, S.Pd) atas semua perhatian, do’a, dan motivasi kepada penulis serta seluruh keluarga besar di Kalimantan Barat, Kutoarjo dan Sragen.

6. Staf BBRP2BKP (Ibu Dwi, Ibu Ninoek, Ibu Tri, Pak Nurul, Pak Haryanto, Pak Baryono, Mba Etie, Mba Fateha, Mba Hasta, Mba Dina, Mba Irma, Mba Didi, Ibu Lena, Mba Neti, Mba Novi, Pak Sahid, Pak Jarwo, para panelis, para OB) dan seluruh staf yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas segala bantuan kepada penulis selama melakukan penelitian di BBRP2BKP.

7. Bapak Bambang Riyanto, S.Pi, M.Si atas bimbingan dan pelajaran berharga yang diberikan kepada penulis.

8. Ibu Dra. Pipih Suptijah, MBA yang telah memberikan banyak saran kepada penulis selama penelitian.

9. Sahabat-sahabatku “Al-Deemi Crews”, Amel, Didie, Ranti, Bunda (Vika), Estrid, Enif, Ulfah, Sikah, Ayu, Mei, atas persahabatan, persaudaraan, dan pelajaran hidup yang telah diberikan. Never wanna this friendship is end forever...

10.Teman-teman THP 41 atas kebersamaan, bantuan, dan dukungan dalam berbagai bentuk selama di IPB, Haris, Glory, Anang, Ari, Ika, Eka, Vera, Serel, Dila, Nia, Deslin, Ima, Yanti, Ijal, Dani, Nuzul, Andi, Dhias, Windhy, Gilang, Yudha, Yugha, Bang Dik, Laler, Tomi, Wahyu, Alif, Hangga, Bay, Afid, Tias, Boby, Fahmi, serta seluruh THP 41 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

11.Sahabatku di Pontianak, Tuti, Asna, Atik, Dessy, Sri, Leli, Dadang, atas perhatian dan dukungan yang selalu diberikan selama ini.

12.Teman-teman mahasiswa seperjuangan di BBRP2BKP (Ranti, Dian, Ririn, Lina, Miftah, Regina, Reza) atas bantuan dan semangat yang diberikan.

13.Teman-teman THP 38, 39 (terutama K’Faisal dan K’Mundakir), 40 (terutama K’Sigit dan Dimas), 42, dan 43 atas kerjasama, bantuan, dan dukungan kepada penulis selama menjalani hari-hari di IPB. It’s such a great campus for my life... 14.Keluarga Ibu Siti Aminah atas kebaikan, bantuan, dan kekeluargaan yang

diberikan sehingga penulis merasa menemukan “rumah” kedua di Bogor ini. 15.Warga KPMKB (Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Kalimantan Barat), Astri,

Sukma, Bang Wawan, Nita, Kak Arin, Kak Win, Sabina, Rio, Romi, Erli, atas keceriaan dan kekeluargaan yang terjalin di tanah rantau selama di IPB.

16.Rekan-rekan Asisten Ekologi Perairan (2006/2007) dan (2007/2008) atas kerjasama dan motivasi yang diberikan.

17.Seluruh pihak yang telah memberi kontribusi kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Bogor, April 2009

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 3

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Klasifikasi Eucheuma spinosum ... 4

2.2. Klasifikasi Sargassum sp. ... 5

2.3. Karaginan ... 6

2.4. Alginat ... 12

2.4.1. Struktur kimia alginat ... 12

2.4.2. Sifat fisika dan kimia alginat ... 13

2.4.3. Ekstraksi alginat ... 15

2.4.4. Manfaat dan kegunaan alginat ... 16

2.5. Es Krim ... 17

2.5.1. Definisi es krim ... 17

2.5.2. Komponen penyusun es krim ... 19

3. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat ... 27

3.2. Bahan dan Alat ... 27

3.3. Tahapan Penelitian ... 28

3.3.1. Penelitian pendahuluan ... 29

3.3.1.1. Formulasi tepung es krim ... 29

3.3.1.2. Pembuatan es krim ... 31

3.3.1.3. Ekstraksi alginat dari rumput laut Sargassum sp. ... 32

3.3.2. Penelitian utama ... 33

3.4. Metode Analisis ... 35

3.4.1. Analisis fisika-kimia alginat dan tepung es krim ... 35

3.4.1.1. Rendemen ... 35

3.4.1.2. Analisis kadar air ... 35

3.4.1.3. Analisis kadar abu ... 36

3.4.1.5. Viskositas ... 36

3.4.1.6. Derajat Putih ... 37

3.4.1.7. Overrun ... 37

3.4.1.8. Waktu leleh ... 37

3.4.1.9. Stabilitas emulsi ... 38

3.4.1.10. Analisis kadar lemak ... 38

3.4.1.11. Analisis kadar protein ... 39

3.4.1.12. Analisis logam Pb ... 39

3.4.1.13. Analisis logam Hg ... 40

3.4.2. Uji sensori ... 41

3.4.3 Analisis mikrobiologi tepung es krim ... 42

3.4.3.1. Total Plate Count (TPC) ... 42

3.4.3.2. Penentuan Coliform dan Escherichia coli ... 42

3.4.4. Rancangan percobaan ... 44

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Penelitian Pendahuluan ... 46

4.1.1. Komposisi proksimat susu full cream, susu skim, dan tepung es krim ... 46

4.1.2. Karakteristik mutu natrium alginat ... 47

4.1.2.1. Rendemen ... 48

4.1.2.2. Kadar air ... 48

4.1.2.3. Kadar abu ... 49

4.1.2.4. Viskositas ... 49

4.1.2.5. pH ... 49

4.1.2.6. Derajat putih ... 50

4.1.3. Es krim beku dari tepung es krim ... 50

4.1.3.1. Karakteristik sensori es krim ... 50

(1) Uji hedonik ... 51

(2) Uji pembedaan atribut ... 52

4.1.3.2. Mutu fisik-kimia es krim ... 55

(1) Overrun (derajat pengembangan) ... 55

(2) Derajat keasaman (pH) ... 56

(3) Daya leleh ... 57

(4) Stabilitas emulsi ... 58

4.2. Penelitian Utama ... 60

4.2.1. Penelitian tahap pertama ... 60

4.2.1.1. Karakteristik sensori es krim ... 60

(1) Uji pembedaan atribut ... 60

(2) Uji hedonik ... 67

4.2.1.2. Mutu fisik-kimia es krim ... 68

(1) Overrun (derajat pengembangan) ... 68

(2) Derajat keasaman (pH) ... 70

(3) Daya leleh ... 71

KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM

DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT

Oleh :

Isnani Syafarini

C34104069

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

RINGKASAN

ISNANI SYAFARINI. C34104069. Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat. Dibimbing oleh MALA NURILMALA, MURDINAH, dan JOKO SANTOSO.

Rumput laut merupakan salah satu potensi kelautan Indonesia dan telah menjadi komoditas ekspor yang diandalkan. Hasil dari ekstrak rumput laut berupa karaginan dan alginat (hidrokoloid) memiliki karakteristik fisika dan kimia yang unik sehingga dapat diaplikasikan dalam produk makanan sebagai penstabil, pengental, dan pengemulsi pada es krim, susu, bir, sari buah, saos tomat, dan sebagainya. Penggunaan hidrokoloid pada produk tepung es krim berkaitan dengan sifat kelarutan yang tinggi dalam bentuk bubuk serta dapat dikombinasikan dengan bahan pengemulsi dan penstabil lainnya.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari penggunaan jenis hidrokoloid yang tepat dalam pembuatan tepung es krim serta mempelajari aplikasi jenis hidrokoloid terpilih dengan kombinasi bahan pengemulsi dan penstabil lainnya dalam produk tepung es krim. Tahapan pada penelitian ini terdiri dari penelitian pendahuluan yang meliputi pembuatan es krim beku dari tepung es krim dengan

penambahan hidrokoloid iota karaginan, alginat, dan kombinasi iota karaginan-alginat. Penelitian utama meliputi penelitian tahap pertama dan kedua.

Tahap pertama adalah aplikasi jenis hidrokoloid terpilih dari penelitian

pendahuluan dalam formulasi tepung es krim dengan konsentrasi sebesar 0 %; 0,2 %; 0,4 %; 0,6 %; dan 0,8 %. Penelitian tahap kedua merupakan pengamatan

terhadap mutu sensori tepung es krim dengan konsentrasi hidrokoloid terpilih dan hidrokoloid komersil serta produk komersil.

Hasil analisis sensori dan sifat fisika-kimia terhadap es krim menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata, namun nilai overrun yang terukur pada es krim penambahan alginat memiliki nilai tertinggi dan dipilih untuk diaplikasikan pada

penelitian utama. Analisis sensori terhadap es krim dengan penambahan alginat 0 %; 0,2 %; 0,4 %; 0,6 %; dan 0,8 % menunjukkan penilaian umum

panelis lebih menyukai es krim dengan penambahan alginat 0,8 %. Pengamatan terhadap mutu fisik menunjukkan perbedaan konsentrasi alginat berpengaruh

nyata terhadap overrun dan stabilitas emulsi dengan nilai tertinggi berturut-turut sebesar 157,78 % dan 90,67 % pada penambahan alginat 0,8 %. Es krim terpilih

dari penelitian utama tahap pertama adalah es krim penambahan alginat 0,8 %. Perbandingan tepung es krim penambahan alginat 0,8 % (tepung es krim terpilih) dan alginat komersil 0,8 % serta produk komersil berdasarkan analisis sensori menunjukkan pengaruh yang nyata pada parameter warna, tekstur, rasa, dan mouthfeel. Pengamatan terhadap parameter kimia tepung es krim terpilih dan produk komersil menunjukkan nilai kadar air, abu, lemak, dan protein dari tepung es krim terpilih berturut-turut sebesar 3,19 %; 6,02 %; 11,51 %; dan 15,86 %. Nilai tersebut telah memenuhi standar SNI Tepung Es Krim (SNI 01-3725-1995) kecuali untuk kadar abu. Analisis mikrobiologi menunjukkan kandungan TPC dan bakteri coliform pada tepung es krim terpilih memenuhi standar SNI bahkan

Escherichia coli tidak terdapat di dalam produk. Kandungan logam Pb dan Hg pada tepung es krim juga memenuhi standar SNI.

KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM

DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

Isnani Syafarini C34104069

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

Judul : KARAKTERISTIK PRODUK TEPUNG ES KRIM DENGAN PENAMBAHAN HIDROKOLOID

KARAGINAN DAN ALGINAT Nama Mahasiswa : Isnani Syafarini

NRP : C34104069

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Mala Nurilmala, S.Pi, M.Si Ir. Murdinah, MS

NIP. 132 315 793 NIP. 080 062 638

Pembimbing III

Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si NIP. 131 999 592

Mengetahui,

Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan atas biaya dari Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP) Tahun Anggaran 2008. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Ucapan terima kasih saya sampaikan yang sebesar-besarnya kepada Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP), Jakarta.

Bogor, April 2009

Isnani Syafarini NRP: C34104069

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal 25 Oktober 1984 sebagai anak kedua sekaligus bungsu dari

pasangan Bapak Abdul Haji (alm.) dan Ibu Nuriah. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 17 Pontianak (1991-1997)

kemudian melanjutkan ke Madrasah Tsanawiyah Negeri 2 Pontianak (1997-2000) dan Madrasah Aliyah Negeri 2 Pontianak (2000-2003). Tahun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor

melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif menjadi anggota dan pengurus HIMASILKAN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Perikanan)

periode 2005-2007, pengurus FPC (Fisheries Processing Club) periode 2006-2007, anggota dan pengurus organisasi mahasiswa daerah KPMKB

(Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Kalimantan Barat) 2006-2008. Selain itu, penulis juga menjadi Asisten Luar Biasa mata kuliah Ekologi Perairan tahun ajaran 2006/2007 dan 2007/2008 serta dalam penulisan ilmiah penulis menjadi Penyaji Tingkat Nasional dalam PKM bidang penelitian pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XXI di UNISSULA Semarang dan mendapatkan medali setara perak pada tahun 2008. Penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan, di antaranya Seminar One Step Closer with ISO 22000 (2005), Kampanye Gemar Makan Ikan (2006 dan 2007), Pelatihan Pengolahan Produk Perikanan di Desa Situ Gede, Bogor (2007), dan berbagai kepanitiaan lainnya.

Penyusunan skripsi ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan dengan judul ”Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat” di bawah bimbingan Ibu Mala Nurilmala, S.Pi, M.Si; Ibu Ir. Murdinah, MS; dan Bapak Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul ”Karakteristik Produk Tepung Es Krim dengan Penambahan Hidrokoloid Karaginan dan Alginat”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan memberi dukungan dalam penyusunan skripsi ini, di antaranya:

1. Ibu Mala Nurilmala S.Pi, M.Si; Ibu Ir. Murdinah, MS dan Bapak Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, motivasi, dan seluruh perhatian kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Agoes M. Jacoeb, Dipl.Biol. dan Ibu Ir. Anna C. Erungan, MS

selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan banyak masukan berharga kepada penulis.

3. Bapak Prof. Dr. Hari Eko Irianto selaku Kepala Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2BKP) yang telah mengizinkan penulis melakukan penelitian di balai tersebut.

4. Mama’ (Nuriah) dan Bapak (Alm. Abdul Haji) atas segala kasih sayang, do’a, serta dukungan yang tak terkira besarnya kepada penulis. Skripsi ini dipersembahkan untuk Mama’ dan Bapak sebagai ungkapan sayang dan baktiku dalam menjalankan amanah dari Mama’ dan Bapak.

5. Abang (Adi Jumaryadi, ST) dan Teteh (Siti Nurbaya, S.Pd) atas semua perhatian, do’a, dan motivasi kepada penulis serta seluruh keluarga besar di Kalimantan Barat, Kutoarjo dan Sragen.

6. Staf BBRP2BKP (Ibu Dwi, Ibu Ninoek, Ibu Tri, Pak Nurul, Pak Haryanto, Pak Baryono, Mba Etie, Mba Fateha, Mba Hasta, Mba Dina, Mba Irma, Mba Didi, Ibu Lena, Mba Neti, Mba Novi, Pak Sahid, Pak Jarwo, para panelis, para OB) dan seluruh staf yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas segala bantuan kepada penulis selama melakukan penelitian di BBRP2BKP.

7. Bapak Bambang Riyanto, S.Pi, M.Si atas bimbingan dan pelajaran berharga yang diberikan kepada penulis.

8. Ibu Dra. Pipih Suptijah, MBA yang telah memberikan banyak saran kepada penulis selama penelitian.

9. Sahabat-sahabatku “Al-Deemi Crews”, Amel, Didie, Ranti, Bunda (Vika), Estrid, Enif, Ulfah, Sikah, Ayu, Mei, atas persahabatan, persaudaraan, dan pelajaran hidup yang telah diberikan. Never wanna this friendship is end forever...

10.Teman-teman THP 41 atas kebersamaan, bantuan, dan dukungan dalam berbagai bentuk selama di IPB, Haris, Glory, Anang, Ari, Ika, Eka, Vera, Serel, Dila, Nia, Deslin, Ima, Yanti, Ijal, Dani, Nuzul, Andi, Dhias, Windhy, Gilang, Yudha, Yugha, Bang Dik, Laler, Tomi, Wahyu, Alif, Hangga, Bay, Afid, Tias, Boby, Fahmi, serta seluruh THP 41 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

11.Sahabatku di Pontianak, Tuti, Asna, Atik, Dessy, Sri, Leli, Dadang, atas perhatian dan dukungan yang selalu diberikan selama ini.

12.Teman-teman mahasiswa seperjuangan di BBRP2BKP (Ranti, Dian, Ririn, Lina, Miftah, Regina, Reza) atas bantuan dan semangat yang diberikan.

13.Teman-teman THP 38, 39 (terutama K’Faisal dan K’Mundakir), 40 (terutama K’Sigit dan Dimas), 42, dan 43 atas kerjasama, bantuan, dan dukungan kepada penulis selama menjalani hari-hari di IPB. It’s such a great campus for my life... 14.Keluarga Ibu Siti Aminah atas kebaikan, bantuan, dan kekeluargaan yang

diberikan sehingga penulis merasa menemukan “rumah” kedua di Bogor ini. 15.Warga KPMKB (Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Kalimantan Barat), Astri,

Sukma, Bang Wawan, Nita, Kak Arin, Kak Win, Sabina, Rio, Romi, Erli, atas keceriaan dan kekeluargaan yang terjalin di tanah rantau selama di IPB.

16.Rekan-rekan Asisten Ekologi Perairan (2006/2007) dan (2007/2008) atas kerjasama dan motivasi yang diberikan.

17.Seluruh pihak yang telah memberi kontribusi kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Bogor, April 2009

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 3

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Klasifikasi Eucheuma spinosum ... 4

2.2. Klasifikasi Sargassum sp. ... 5

2.3. Karaginan ... 6

2.4. Alginat ... 12

2.4.1. Struktur kimia alginat ... 12

2.4.2. Sifat fisika dan kimia alginat ... 13

2.4.3. Ekstraksi alginat ... 15

2.4.4. Manfaat dan kegunaan alginat ... 16

2.5. Es Krim ... 17

2.5.1. Definisi es krim ... 17

2.5.2. Komponen penyusun es krim ... 19

3. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat ... 27

3.2. Bahan dan Alat ... 27

3.3. Tahapan Penelitian ... 28

3.3.1. Penelitian pendahuluan ... 29

3.3.1.1. Formulasi tepung es krim ... 29

3.3.1.2. Pembuatan es krim ... 31

3.3.1.3. Ekstraksi alginat dari rumput laut Sargassum sp. ... 32

3.3.2. Penelitian utama ... 33

3.4. Metode Analisis ... 35

3.4.1. Analisis fisika-kimia alginat dan tepung es krim ... 35

3.4.1.1. Rendemen ... 35

3.4.1.2. Analisis kadar air ... 35

3.4.1.3. Analisis kadar abu ... 36

3.4.1.5. Viskositas ... 36

3.4.1.6. Derajat Putih ... 37

3.4.1.7. Overrun ... 37

3.4.1.8. Waktu leleh ... 37

3.4.1.9. Stabilitas emulsi ... 38

3.4.1.10. Analisis kadar lemak ... 38

3.4.1.11. Analisis kadar protein ... 39

3.4.1.12. Analisis logam Pb ... 39

3.4.1.13. Analisis logam Hg ... 40

3.4.2. Uji sensori ... 41

3.4.3 Analisis mikrobiologi tepung es krim ... 42

3.4.3.1. Total Plate Count (TPC) ... 42

3.4.3.2. Penentuan Coliform dan Escherichia coli ... 42

3.4.4. Rancangan percobaan ... 44

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Penelitian Pendahuluan ... 46

4.1.1. Komposisi proksimat susu full cream, susu skim, dan tepung es krim ... 46

4.1.2. Karakteristik mutu natrium alginat ... 47

4.1.2.1. Rendemen ... 48

4.1.2.2. Kadar air ... 48

4.1.2.3. Kadar abu ... 49

4.1.2.4. Viskositas ... 49

4.1.2.5. pH ... 49

4.1.2.6. Derajat putih ... 50

4.1.3. Es krim beku dari tepung es krim ... 50

4.1.3.1. Karakteristik sensori es krim ... 50

(1) Uji hedonik ... 51

(2) Uji pembedaan atribut ... 52

4.1.3.2. Mutu fisik-kimia es krim ... 55

(1) Overrun (derajat pengembangan) ... 55

(2) Derajat keasaman (pH) ... 56

(3) Daya leleh ... 57

(4) Stabilitas emulsi ... 58

4.2. Penelitian Utama ... 60

4.2.1. Penelitian tahap pertama ... 60

4.2.1.1. Karakteristik sensori es krim ... 60

(1) Uji pembedaan atribut ... 60

(2) Uji hedonik ... 67

4.2.1.2. Mutu fisik-kimia es krim ... 68

(1) Overrun (derajat pengembangan) ... 68

(2) Derajat keasaman (pH) ... 70

(3) Daya leleh ... 71

4.2.2. Penelitian tahap kedua ... 74

4.2.2.1. Karakteristik sensori es krim ... 74

(1) Uji pembedaan atribut ... 74

(2) Uji hedonik ... 78

4.2.2.2. Karakteristik mutu kimia tepung es krim ... 79

(1) Kadar air ... 80

(2) Kadar Abu ... 80

(3) Kadar lemak ... 81

(4) Kadar protein ... 81

4.2.2.3. Analisis mikrobiologi ... 82

4.2.2.4. Analisis kadar logam berat (Pb dan Hg) ... 83

5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 85

5.2 Saran ... 85

DAFTAR PUSTAKA ... 86

DAFTAR TABEL

Halaman 1. Daya kestabilan karaginan dalam berbagai pelarut ... 10 2. Standar mutu asam alginat dan natrium alginat ... 14 3. Syarat mutu tepung es krim (SNI 01-3725-1995) ... 18 4. Komposisi umum dari beberapa tipe es krim ... 19 5. Komposisi adonan es krim standar ... 19 6. Pemanis buatan yang diizinkan Badan POM ... 21 7. Nilai nutrisi cokelat bubuk per 100 g porsi makanan ... 26 8. Formula dasar tepung es krim rasa cokelat ... 29 9. Formula tepung es krim yang telah dimodifikasi ... 30 10. Komposisi proksimat susu full cream, susu skim, dan tepung es krim ... 46 11. Karakteristik mutu natrium alginat ... 48 12. Karakteristik mutu kimia tepung es krim penambahan alginat 0,8 %

(tepung es krim terpilih) dan tepung es krim komersil ... 80 13. Nilai rata-rata TPC, coliform, dan Escherichia coli tepung es krim ... 82

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1. Eucheuma spinosum ... 4 2. Sargassum sp. ... 5 3. Unit karaginan ... 7 4. Struktur kimia kappa karaginan ... 8 5. Struktur kimia iota karaginan ... 8 6. Struktur kimia lamda karaginan ... 9 7. Struktur kimia asam polimannuronat, poliguluronat dan kopolimer

berganti pada alginat ... 13 8. Struktur Molekul CMC ... 23 9. Struktur pengulangan guar gum ... 24 10. Diagram alir pembuatan tepung es krim ... 31 11. Diagram alir pembuatan es krim dari tepung es krim ... 32 12. Skema pembuatan natrium alginat ... 34 13. Histogram nilai rata-rata uji hedonik es krim ... 51 14. Histogram nilai rata-rata karakteristik pembedaan atribut es krim ... 52 15. Histogram nilai rata-rata overrun es krim ... 56 16. Histogram nilai rata-rata pH es krim ... 57 17. Histogram nilai rata-rata daya leleh es krim... 58 18. Histogram nilai rata-rata stabilitas emulsi es krim ... 59 19. Histogram nilai rata-rata parameter warna es krim ... 61 20. Histogram nilai rata-rata parameter aroma es krim ... 63 21. Histogram nilai rata-rata parameter tekstur es krim ... 64 22. Histogram nilai rata-rata parameter rasa es krim ... 65 23. Histogram nilai rata-rata parameter mouthfeel es krim ... 66 24. Histogram nilai rata-rata hedonikes krim ... 67 25. Histogram nilai rata-rata overrun es krim ... 69 26. Histogram nilai rata-rata pH es krim ... 70 27. Histogram nilai rata-rata daya leleh es krim... 71

28. Histogram nilai rata-rata stabilitas emulsi es krim ... 73 29. Histogram nilai rata-rata karakteristik pembedaan atribut es krim ... 75 30. Histogram nilai rata-rata hedonik es krim ... 79

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1. Score sheet uji hedonik es krim ... 92 2. Score sheet uji pembedaan atribut (attribute difference test) es krim ... 93 3. Rekapitulasi data pengujian sensori uji hedonik es krim penelitian

pendahuluan ... 94 4. Rekapitulasi data pengujian sensori uji pembedaan atribut es krim

penelitian pendahuluan ... 95 5. Rekapitulasi data pengujian sensori uji hedonik es krim penelitian utama

tahap pertama ... 97 6. Rekapitulasi data pengujian sensori uji pembedaan atribut es krim

penelitian utama tahap pertama ... 98 7. Rekapitulasi data pengujian sensori uji hedonik es krim penelitian utama

tahap kedua ... 101 8. Rekapitulasi data pengujian sensori uji pembedaan atribut es krim

penelitian utama tahap kedua ... 102 9. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji hedonik) pada

es krim penelitian pendahuluan ... 104 10. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji pembedaan atribut)

pada es krim penelitian pendahuluan ... 105 11. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji hedonik) pada

es krim penelitian utama tahap pertama ... 106 12. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji pembedaan atribut)

pada es krim penelitian utama tahap pertama ... 107 13. Hasil uji lanjut Mann-Withney data sensori uji pembedaan atribut pada es

krim penelitian utama tahap pertama ... 108 14. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji hedonik) pada

es krim penelitian utama tahap kedua ... 110 15. Hasil perankingan dan Kruskal Wallis data sensori (uji pembedaan atribut)

pada es krim penelitian utama tahap kedua ... 111 16. Hasil uji lanjut Mann-Withney data sensori uji pembedaan atribut pada es

krim penelitian utama tahap kedua ... 112 17. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan terhadap overrun, pH, daya leleh,

dan stabilitas emulsi es krim penelitian pendahuluan ... 113 18. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan terhadap overrun, pH, daya leleh, dan stabilitas emulsi es krim penelitian utama tahap pertama ... 114

19. Hasil uji-t terhadap kadar air, abu, lemak, dan protein es krim ... 116 20. Dokumentasi proses ekstraksi alginat ... 118 21. Bahan dan proses pembuatan tepung es krim dan es krim beku ... 120 22. Produk es krim ... 121 23. Alat-alat pengujian fisik dan kimia alginat dan es krim ... 122 24. Alat dan bahan pengujian mikrobiologi es krim... 123

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia memiliki potensi rumput laut yang sangat besar karena berbagai jenis rumput laut tumbuh dan berkembang di sepanjang garis pantainya. Beberapa jenis rumput laut seperti Gracillaria, Eucheuma, dan Sargassum

tersebar cukup luas di antara jenis rumput laut lainnya. Oleh karena itu, pemanfaatan dan produksi rumput laut di Indonesia sebagian besar terkonsentrasi pada ketiga jenis rumput laut tersebut.

Saat ini Indonesia merupakan negara pengekspor rumput laut yang cukup penting di Asia. Sebanyak 15 % rumput laut di pasar dunia dipasok oleh Indonesia dengan total 250 ribu ton rumput laut per tahun, nomor dua setelah Filipina yang memasok 80 % kebutuhan pasar dunia (Sulistijo 2005). Data BPS (Badan Pusat Statistik) yang diolah DKP (Dinas Kelautan dan Perikanan) memperlihatkan terjadi peningkatan ekspor rumput laut setiap tahunnya. Data

tahun 2000 mencatat ekspor rumput laut mencapai 23,07 juta ton dengan nilai 15,67 juta dolar AS. Jumlah tersebut terus meningkat hingga tahun 2006

menjadi 95,58 juta ton dengan nilai 49,58 juta dolar AS. Oleh karena itu, DKP menargetkan volume ekspor rumput laut naik sebesar 12,5 % atau 12,59 juta ton pada 2008 (Antara 2008).

Salah satu jenis rumput laut yang cukup potensial di Indonesia adalah

Sargassum sp. Rumput laut ini merupakan salah satu jenis alga coklat (Phaeophyceae) yang tersebar di perairan Jawa, Sulawesi, Sumatera Utara, Lombok, Kepulauan Aru, dan Papua. Jenis alga coklat memiliki kandungan alginat, terutama Na-alginat. Jenis rumput laut lain yang tersebar di Indonesia adalah Eucheuma sp. Rumput laut ini termasuk ke dalam kelas Rhodophyceae

(alga merah) dan mengandung senyawa yang disebut karaginan. Alginat dan karaginan termasuk ke dalam jenis hidrokoloid yang berasal dari rumput laut. Hidrokoloid merupakan suatu polimer larut dalam air yang membentuk koloid, yaitu bahan yang mampu mengentalkan larutan atau membentuk gel dari larutan tersebut (Fardiaz 1989).

Penggunaan karaginan dan alginat telah meluas dalam berbagai bidang. Karaginan dapat diaplikasikan sebagai pembentuk gel atau penstabil, pensuspensi, serta pembentuk tekstur emulsi sehingga karaginan banyak dimanfaatkan dalam industri makanan, obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat, pasta gigi, dan industri lainnya. Senyawa alginat banyak digunakan dalam produk susu dan makanan yang dibekukan untuk mencegah pembentukan kristal es (Putra 2006).

Industri pangan yang berkembang cukup pesat salah satunya adalah

industri es krim. Menurut Astawan (2008), produksi es krim dunia pada tahun 2003 mencapai lebih dari satu miliar liter dan dikonsumsi oleh miliaran

konsumen per tahun. Komponen es krim secara umum adalah lemak, padatan susu tanpa lemak, gula, bahan penstabil dan pengemulsi. Bahan penstabil pada es krim berfungsi mencegah pembentukan kristal es yang besar dalam produk es krim dan digunakan dalam jumlah yang kecil sehingga pengaruh terhadap nilai gizi pangan dan citarasa dapat diabaikan (Arbuckle 1986). Umumnya, bahan penstabil yang digunakan dalam pembuatan es krim adalah gelatin, agar-agar, alginat, gum, karaginan, furcelaran, lesitin, pektin, dan Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

Penggunaan bahan penstabil pada pembuatan es krim yang berasal dari rumput laut umumnya adalah natrium alginat dan karaginan. Pada produk pangan yang dibekukan alginat berfungsi mencegah timbulnya kristal es yang besar. Selain itu, alginat bersifat larut dalam air dingin dan dapat menyerap air sehingga membentuk kekentalan dan membuat tekstur yang halus (Yunizal 2004). Di sisi lain, karaginan memiliki sifat dapat membentuk berbagai variasi gel pada temperatur ruang. Larutan karaginan dapat mengentalkan dan menstabilkan partikel-partikel sehingga mencegah pembentukan kristal es dan memperbaiki rasa pada industri es krim (Snapshot Solutions 1996 dalam Anggraini 2004). Karaginan, terutama dari jenis iota yang diformulasikan dengan gum memiliki sifat sineresis yang rendah sehingga diharapkan dapat diaplikasikan dalam es krim, jelli, puding, air freshener, dan lain-lain (Sinurat et al. 2006). Sifat-sifat ini dapat dimanfaatkan dalam pembuatan es krim sebagai penstabil yang dipadukan dengan guar gum serta bahan pengemulsi lainnya.

Aplikasi hidrokoloid sebagai penstabil pada es krim dengan sediaan berbentuk tepung telah dilakukan pada beberapa penelitian. Prihantoro (2000)

menggunakan kombinasi bahan pengemulsi dan penstabil CMC, karaginan, guar gum, locust bean gum, monogliserida dan digliserida pada tepung es krim yang ditambahkan flavor cokelat. Es krim yang dihasilkan memiliki nilai overrun dan daya leleh yang tinggi. Tetapi, monogliserida dan digliserida yang terdapat dalam bentuk bubuk cukup sulit diperoleh. Selain itu, sumber lemak dalam pembuatannya sering diragukan kehalalannya. Oleh karena itu, perlu dicari alternatif kombinasi bahan pengemulsi dan penstabil yang lain dengan tetap

menghasilkan kualitas es krim yang sama baiknya. Penelitian yang dilakukan Sari (2008) juga menggunakan hidrokoloid (karaginan dan alginat) yang

dipadukan dengan guar gum dan GMS (Gliserin monostearat) pada produk tepung es krim. Es krim yang dihasilkan memiliki karakteristik daya leleh yang cukup tinggi, tetapi overrun dan kandungan lemaknya cukup rendah serta tekstur yang dihasilkan kurang lembut. Oleh karena itu, diperlukan alternatif kombinasi hidrokoloid dengan jenis bahan pengemulsi dan penstabil lainnya dalam bentuk bubuk dengan komposisi yang tepat untuk diaplikasikan pada tepung es krim. Aplikasi kombinasi hidrokoloid dari rumput laut (natrium alginat dan iota karaginan) yang dipadukan dengan bahan pengemulsi dan penstabil lainnya dalam pembuatan tepung es krim diharapkan dapat membentuk tekstur es krim menjadi halus dan lembut dengan kestabilan emulsi yang tinggi.

1.2. Tujuan

Penelitian ini bertujuan antara lain untuk:

(1) Mempelajari penggunaan jenis hidrokoloid (karaginan, alginat dan kombinasi karaginan-alginat) dalam pembuatan tepung es krim.

(2) Mempelajari karakteristik fisika, kimia, dan sensori tepung es krim dengan

penambahan beberapa jenis hidrokoloid (iota karaginan, alginat, dan kombinasi iota karaginan-alginat).

(3) Mempelajari aplikasi jenis hidrokoloid terpilih dalam produk tepung es krim melalui karakteristik fisika, kimia, dan sensori.

(4) Membandingkan mutu kimia dan sensori tepung es krim komersil dan tepung es krim yang diberi hidrokoloid terpilih serta hidrokoloid komersil.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Klasifikasi Eucheuma spinosum

Sumber karaginan untuk daerah tropis adalah dari spesies Euchema spinosum yang menghasilkan iota karaginan. Klasifikasi Eucheuma spinosum

adalah sebagai berikut dan gambar dapat dilihat pada Gambar 1 (Anggadiredja et al. 2006).

Kingdom : Plantae Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales Famili : Solieriaceae

Genus : Eucheuma

Spesies : Eucheuma spinosum

Gambar 1. Eucheuma spinosum Sumber: Sentra Informasi IPTEK (2006)

Eucheuma spinosum dikenal dengan nama ilmiah Eucheuma denticulatum dan Eucheuma muricatum. Bentuk thallus bulat tegak, dengan ukuran panjang 5-30 cm, transparan, warna coklat kekuningan sampai merah kekuningan. Permukaan thallus tertutup oleh tonjolan yang berbentuk seperti duri-duri runcing yang tidak beraturan, duri tersebut ada yang memanjang seolah berbentuk seperti cabang. Tanaman tegak karena percabangannya yang rimbun dapat membentuk rumpun.

Alga ini tumbuh tersebar di perairan Indonesia pada tempat-tempat yang sesuai dengan persyaratan tumbuhnya, antara lain substrat batu, air jernih, ada arus atau terkena gerakan air lainnya, kadar garam antara 28-36 % dan cukup mendapat sinar matahari. Alga yang diperoleh dari produksi alami dan budidaya merupakan komoditas ekspor dan untuk konsumsi dalam negeri. Pemanfaatan alga ini antara lain untuk bahan makanan, sayuran dan lalapan pada beberapa

tempat tertentu di wilayah pantai, antara lain di Lombok (Sentra Informasi IPTEK 2006).

2.2. Klasifikasi Sargassum sp.

Sargassum adalah salah satu genus dari kelompok rumput laut coklat

yang merupakan genera terbesar dari Famili Sargassaceae. Klasifikasi

Sargassum sp. menurut Anggadiredja et al. (2006) adalah sebagai berikut dan gambar dapat dilihat pada Gambar 2.

Divisi : Thallophyta Kelas : Phaeophyceae Ordo : Fucales Famili : Sargassaceae Genus : Sargassum

Spesies : Sargassum sp.

Gambar 2. Sargassum sp. Sumber: Sentra Informasi IPTEK (2006)

Marga Sargassum memiliki sekitar 400 spesies yang tersebar di seluruh dunia. Di Indonesia marga ini baru diketahui sebanyak 12 spesies, yaitu

Sargassum duplicatum, S. histrix, S. echinocharpum, S. gracilimum,

S. polycystum, S. obtusifolium, S. binderi, S. polyceratium, S. vulgare,

S. crasifolium, dan S. micraphylum (Kadi dan Atmadja 1988). Sargassum sp. ini biasanya dicirikan oleh tiga sifat, yaitu adanya pigmen cokelat yang menutupi warna hijau, hasil fotosintesis terhimpun dalam bentuk laminarin dan algin serta adanya flaget (flagel), yaitu bulu cambuk dari zoospora yang digunakan dalam reproduksi aseksual (vegetatif) pada rumput laut coklat(Aslan 1999).

Sargassum sp. memiliki bentuk thallus silindris atau gepeng, banyak percabangan yang menyerupai pepohonan di darat, bangun daun melebar, lonjong atau seperti pedang, memiliki gelembung udara (bladder) yang umumnya soliter. Warna thallus umumnya coklat dan memiliki panjang 7 m. Indonesia memiliki jenis Sargassum yang panjangnya 3 m dengan warna thallus umumnya coklat. Umur tanaman biasanya lebih dari 1 tahun (perenial), terutama bagian pangkal batang utamanya, sedangkan bagian thallus dapat rontok atau terlepas secara musiman dalam setahun. Sargassum sp. tersebar luas di perairan Indonesia, dapat tumbuh di perairan terlindung maupun berombak besar pada habitat berkarang (Kadi dan Atmadja 1988).

Umumnya Sargassum sp. tumbuh di daerah terumbu karang (coral reef) seperti di Kepulauan Seribu, terutama di daerah rataan pasir (sand flat). Daerah ini akan kering pada waktu air surut rendah, mempunyai dasar berpasir dan secara sporadis terdapat pula pada karang hidup atau mati. Pada batu-batu ini tumbuh dan melekat rumput laut coklat (Soelistijo 2005).

2.3. Karaginan

Karaginan adalah polisakarida linear yang tersusun atas unit-unit galaktosa dan 3,6-anhidrogalaktosa dengan ikatan glikosidik -1,3 dan -1,4 secara bergantian. Pada beberapa atom hidroksil, terikat gugus sulfat dengan ikatan ester (Angka dan Suhartono 2000). Struktur karaginan dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Unit karaginan mengandung 3 hubungan bolak-balik

-D-galaktopiranosa dan 4--D-galaktopiranosa Sumber: Ceamsa (2001)

Karaginan merupakan getah rumput laut yang diperoleh dari hasil ekstraksi rumput laut merah dengan menggunakan air panas (hot water) atau larutan alkali pada suhu tinggi (Glicksman 1983). Chondrus crispus adalah ganggang merah yang untuk pertama kalinya menjadi sumber penghasil karaginan. Selain spesies ini, yang kemudian menjadi sumber ganggang komersial untuk karaginan adalah Chondrus oscellatus (Korea), Gigartina canaliculata

(Meksiko), Gigartina chamissoi (Chili), Gigartina stellata (Prancis, Spanyol),

Gigartina acicularia (Moroko), Eucheuma spinosum (Indonesia, Filipina),

Eucheuma gelatinae (Filipina), Eucheuma cottonii (Filipina), dan Hypnea musciformis (Senegal, Brazil) (Fardiaz 1989).

Winarno (1996) menyatakan bahwa kappa karaginan dihasilkan dari rumput laut jenis Eucheuma cottonii, iota karaginan dihasilkan dari Eucheuma spinosum, sedangkan lambda karaginan dari Chondrus crispus. Karaginan terbagi menjadi 3 fraksi berdasarkan unit penyusunnya, yaitu kappa, iota dan lambda karaginan. Kappa karaginan mengandung 25-30 % ester sulfat, iota karaginan

mengandung 28-35 % ester sulfat, sedangkan lamda karaginan mengandung 32-39 % ester sulfat.

Kappa karaginan tersusun dari (1,3)-D-galaktosa-4-sulfat dan (1,4)-3,6-anhidro-D-galaktosa. Karaginan juga mengandung D-galaktosa-6-sulfat

ester dan 3,6-anhidro-D-galaktosa-2-sulfat ester. Adanya gugusan 6-sulfat dapat menurunkan daya gelasi dari karaginan, tetapi dengan pemberian alkali mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6-sulfat yang menghasilkan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Dengan demikian, derajat keseragaman molekul

meningkat dan daya gelasinya juga bertambah (Winarno 1996). Struktur kimia kappa karaginan disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Struktur kimia kappa karaginan Sumber: Winarno (1996)

Iota karaginan ditandai dengan adanya 4-sulfat ester pada setiap residu

D-glukosa dan gugusan 2-sulfat ester pada setiap gugusan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Gugusan 2-sulfat ester tidak dapat dihilangkan oleh

proses pemberian alkali seperti kappa karaginan. Iota karaginan sering mengandung beberapa gugusan 6-sulfat ester yang menyebabkan kurangnya

keseragaman molekul yang dapat dihilangkan dengan pemberian alkali (Winarno 1996). Struktur kimia iota karaginan disajikan pada Gambar 5.

Gambar 5. Struktur kimia iota karaginan Sumber: Winarno (1996)

Lambda karaginan berbeda dengan kappa dan iota karaginan karena memiliki residu disulfat (1-4) D-galaktosa, sedangkan kappa dan iota karaginan selalu memiliki gugus 4-fosfat ester (Winarno 1996). Struktur kimia lambda karaginan disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6. Struktur kimia lamda karaginan Sumber: Winarno (1996)

Sifat dasar karaginan terdiri dari tiga tipe karaginan, yaitu kappa, iota dan lambda karaginan. Sifat-sifat karaginan meliputi kelarutan, viskositas, pembentukan gel dan stabilitas pH. Semua fraksi karaginan larut dalam air panas, khususnya pada suhu di atas 70 oC. Hanya lambda karaginan dan garam-garam natrium dari kappa dan iota karaginan yang larut dalam air dingin. Jika didinginkan, semua larutan ini cenderung membentuk gel. Kekuatan dan

konsistensi gelnya tergantung pada konsentrasi dan kepekaan bahan terhadap ion-ion kalsium (Fardiaz 1989).

Kekuatan gel dan suhu pembentukan gel pada karaginan dipengaruhi oleh jenis kation yang ada. Suryaningrum (1988) menyatakan bahwa karaginan dapat membentuk gel secara reversible, artinya dapat membentuk gel pada saat pendinginan dan kembali cair pada saat dipanaskan. Pembentukan gel disebabkan terbentuknya struktur heliks rangkap yang tidak terjadi pada suhu tinggi. Pada suhu di atas titik cair gel, polimer-polimer karaginan dalam larutan terdapat sebagai koil acak. Pada waktu pendinginan, suatu jalinan polimer tiga dimensi terbentuk dimana double helix membentuk hubungan di antara rantai-rantai

polimer. Pendinginan selanjutnya akan menyebabkan agregasi pada hubungan-hubungan ini dan membentuk struktur gel tiga dimensi (Rees 1969 dalam Fardiaz 1989).

Kappa dan iota karaginan hanya akan membentuk gel jika ada kation-kation tertentu. Kappa karaginan akan bersifat peka terhadap ion kalium

dan menghasilkan gel yang kuat dengan garam-garam kalium. Iota karaginan bereaksi secara kuat dengan adanya kation kalsium membentuk gel elastis yang lunak dan tidak mengalami sineresis. Bentuknya hampir sama dengan gel gelatin, tetapi dengan suhu pembentukan gel dan titik cair yang lebih tinggi dan tidak membutuhkan refrigerasi untuk pembentukan dan mempertahankan gelnya. Iota

karaginan juga akan membentuk gel dengan ion-ion kalium atau amonium tetapi lebih lemah daripada gel yang dibuat dengan ion-ion kalsium (Fardiaz 1989).

Karaginan sangat stabil pada pH 7 atau lebih besar. Pada pH yang lebih rendah kestabilannya turun, khususnya pada suhu tinggi. Jika pH diturunkan, polimer karaginan akan mengalami hidrolisis yang berakibat hilangnya kekentalan dan kemampuan untuk membentuk gel. Meskipun demikian, dalam praktiknya begitu gel terbentuk, meskipun pada pH rendah, hidrolisis tidak terjadi dan gel menjadi stabil (Fardiaz 1989). Karaginan dalam larutan memiliki stabilitas

maksimum pada pH 9 dan akan terhidrolisis pada pH di bawah 3,5 (cPKelco ApS 2004 dalam Anggraini 2004). Hidrolisis asam akan terjadi jika

karaginan berada dalam bentuk larutan dan akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu. Larutan karaginan akan menurun viskositasnya jika pHnya diturunkan di bawah 4,3 (Imeson 2000). Kappa dan iota karaginan dapat digunakan sebagai pembentuk gel pada pH rendah, tetapi tidak mudah terhidrolisis sehingga tidak dapat digunakan dalam pengolahan pangan. Penurunan pH menyebabkan terjadinya hidrolisis dari ikatan glikosidik yang mengakibatkan kehilangan viskositas. Hidrolisis dipengaruhi oleh pH, suhu dan

waktu. Hidrolisis dipercepat oleh panas pada pH rendah (Moirano 1977 dalam Winarno 1996). Stabilitas karaginan dalam berbagai media

pelarut dapat dilihat pada Tabel 1.

Karaginan dapat diaplikasikan pada berbagai bentuk produk sebagai

pembentuk gel atau penstabil, pensuspensi, pembentuk tekstur emulsi, dan lain-lain, terutama pada produk-produk jeli, jamu, saus, permen, sirup, puding,

dodol, salad dressing, gel ikan, nugget, produk susu, dan lain-lain. Penggunaan karaginan juga meluas pada bidang industri kosmetik, tekstil, cat, obat-obatan, pakan ternak, dan lain-lain (Ceamsa 2001).

Tabel 1. Daya kestabilan karaginan dalam berbagai pelarut

Stabilitas Kappa Iota Lambda

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

Karaginan sangat penting peranannya sebagai stabilizer (penstabil),

thickener (bahan pengental), pembentuk gel, pengemulsi dan lain-lain. Sifat ini banyak dimanfaatkan dalam industri makanan, obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat, pasta gigi dan industri lainnya (Winarno 1996). Selain itu, karaginan juga berfungsi sebagai penstabil, pensuspensi, pengikat, film former (mengikat suatu bahan), syneresis inhibitor (mencegah terjadinya pelepasan air) dan flocculating agent (mengikat bahan-bahan) (Anggadiredja et al. 1993).

Karaginan telah dikenal luas sebagai aditif penting pada produk makanan yang berasal dari susu. Penambahan karaginan sebesar 0,01-0,05 % pada es krim berfungsi sebagai bahan penstabil yang baik, sedangkan penambahan karaginan sebesar 0,02-0,03 % pada susu coklat dapat mencegah pengendapan coklat dan pemisahan krim serta meningkatkan kekentalan lemak dan pengendapan kalsium. Bidang industri kue dan roti memanfaatkan kombinasi karaginan dengan garam natrium atau lambda karaginan dengan lesitin untuk meningkatkan mutu adonan sehingga dapat dihasilkan roti dan kue berkualitas tinggi (Winarno 1996).

Penambahan garam potasium pada karaginan menyebabkan kekuatan gel karaginan meningkat. Hasil ekstraksi yang halus digunakan dalam berbagai pengolahan, antara lain hand lotion, mineral emulsion, susu coklat, cream stabilizer, pasta gigi, sirup obat batuk, bubuk untuk puding penstabil es krim, dan sebagainya. Ekstrak karaginan dan garam potasium digunakan untuk sirup es krim dan pelapis tablet dalam farmasi (Chapman 1970).

Campuran kappa karaginan dengan konjak serta campuran kappa karaginan dengan locust bean gum terjadi sinergisme sehingga kedua campuran tersebut berpotensi untuk diaplikasikan pada pembuatan jelli, minuman, puding,

air freshner dan lain-lain. Campuran formula iota karaginan dengan gum dapat juga dibuat ke dalam aplikasi di atas bila ditambahkan garam-garam (seperti

CaCl2 dan MgCl2) ke dalam formula dengan kondisi yang sama

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 oC 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 oC (Cottrel dan Kovacs 1980).

Larutan garam-garam alginat akan membentuk gel dalam larutan asam atau dengan adanya kation Ca2+ dan kation logam lainnya. Gel biasanya terbentuk dengan membebaskan ion Ca2+ 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

Alginat pertama kali diekstraksi oleh Stanford tahun 1881 dari rumput laut coklat. Proses ekstraksi alginat adalah sebagai berikut: Bahan rumput laut coklat dicuci dengan air dingin atau asam untuk melarutkan garam-garam kalium, iodium, dan garam anorganik lain yang larut dalam air. Bahan ini dimasak dengan larutan 10 % Na2CO3 selama 24 jam. Bahan-bahan selulosa dipisahkan dengan

cara penyaringan. Filtrat natrium alginat diberi HCl atau H2SO4 sehingga asam

alginat mengendap. Pemucatan dilakukan selama pengendapan berlangsung dengan pemberian NaOCl. Pengeringan dapat dilakukan pada bak terbuka dengan panas matahari, oven atau dengan pengering drum. Produk dapat dijual dalam

bentuk garam natrium, kalium, atau ammonium alginat (Tseng 1946; Chapman dan Chapman 1980).

Proses ekstraksi alginat di Amerika yang telah diberi hak paten adalah proses dingin Green (Green’s Cold Process) dan proses Le Gloahec-Herter. Sementara di Taiwan, proses Le Gloahec-Herter dipadukan dengan proses Green untuk mengembangkan studi kelayakan industri alginat (Yunizal 2004).

Metode ekstraksi “Green cold” dan “Le Gloahec-Helter” telah dimodifikasi oleh Yani (1988). Sebelum diekstraksi, rumput laut direndam dalam larutan asam HCl 1 % selama 2 jam, kemudian dicuci dan ditambahkan Na2CO3

sebanyak 10 kali berat rumput laut. Ekstraksi dilakukan pada suhu sekitar 70 oC selama 1 jam, selanjutnya ekstrak alginat dipisahkan dari selulosa dengan menggunakan “filter press” dengan menambah Celite 10 % dan dapat ditambahkan air untuk membilas sisa ekstrak. Pemberian NaOCl 11,4 % sebanyak 2,5 kali volume dapat dilakukan untuk memutihkan alginat yang dihasilkan. Filtrat kemudian ditambahkan 5 % HCl sebanyak 5 kali volume untuk mengendapkan asam alginat. Endapan asam alginat tersebut kemudian dicuci dengan air dan disaring. Setelah itu ditambahkan Na2CO3 sebanyak satu kali

volume untuk mendapatkan natrium alginat. Tahap pemurnian dapat dilakukan dengan menggunakan isopropanol 95 % (Yani 1988).

Ekstraksi natrium alginat dilakukan dengan menggunakan larutan Na2CO3 10 % selama 2 jam pada suhu 60-70 oC. Selanjutnya penyaringan dengan

Setelah itu diperoleh filtrat yang kemudian diputihkan dengan larutan NaOCl 11 %. Penambahan CaCl2 sebanyak 10 % ke dalam filtrat dilakukan

sampai pH larutan mencapai 9. Penggunaan CaCl2 ini dimaksudkan untuk

mengikat alginat dalam bentuk asam alginat, yaitu kalsium alginat. Selanjutnya ditambahkan HCl 4 % sebanyak 2,5 kali berat rumput laut untuk mendapatkan asam alginat. Pengendapan natrium alginat dapat dilakukan dengan penambahan

isopropanol dan dikeringkan dengan oven pada suhu 50-60 oC (Anggadiredja et al. 2006).

2.4.4. Manfaat dan kegunaan alginat

Penggunaan alginat sangat luas, baik di bidang pangan maupun non pangan. Alginat berfungsi sebagai pengental, pengemulsi, dan penstabil (Chapman dan Chapman 1980). Menurut Winarno (1996), alginat banyak digunakan untuk keperluan berbagai industri seperti industri tekstil, makanan, dan industri cat.

Alginat termasuk dalam kelompok GRAS (Generally Recognize as Safe) pada US-FDA (United States – Food and Drugs Administration) (Winarno 1996; McNeely dan Pettit 1973). Berdasarkan hasil analisis dan percobaan pada binatang, natrium alginat dan propilen glikol alginat terbukti aman untuk dikonsumsi dan tidak bersifat alergi atau racun (Winarno 1996).

Alginat merupakan polimer linier dengan berat molekul yang tinggi sehingga mudah sekali menyerap air. Oleh karena itu, alginat baik sekali fungsinya sebagai bahan pengental dan sebagai stabilisator. Peranan alginat khususnya natrium alginat sebagai emulsifier terutama terletak pada sifat daya pengentalnya (Winarno 1996). Alginat dapat juga digunakan sebagai penstabil susu kocok (untuk memberikan keutuhan dan konsistensi yang baik) dan dalam es krim untuk mencegah terbentuknya kristal es yang besar. Es krim dengan kualitas yang baik dihasilkan dengan penambahan natrium alginat 0,5 % (Matyaning 2003 dalam Junaidi 2006).

Alginat banyak digunakan dalam pembekuan produk perikanan. Alginat dan polifosfat ditambahkan pada air untuk glazzing, efektif untuk mencegah terjadinya drip loss, mencegah oksidasi lemak, dan kemunduran mutu lainnya

selama penyimpanan beku (Putro 1978 dalam Luhur 2006). Pada indusri tekstil, alginat digunakan sebagai pengental pada pasta tinta gambar sehingga dihasilkan garis yang jelas dan warna gambar menjadi bagus. Pada beberapa cairan obat, alginat digunakan untuk meningkatkan viskositas dan menjaga suspensi padatan. Alginat juga digunakan sebagai penstabil pasta (Chapman dan Chapman 1980).

2.5. Es Krim

Es krim merupakan sebuah panganan yang cukup diminati oleh para penggemarnya. Selain kelembutan teksturnya, rasanya dapat mengundang selera banyak orang. Makanan beku yang sebagian besar terbuat dari susu ini mampu mengundang minat banyak orang, tidak hanya anak-anak melainkan juga orang tua menyukai panganan ini.

2.5.1. Definisi es krim

Arbuckle (1986) mendefinisikan es krim sebagai produk makanan beku yang dibuat dari kombinasi produk-produk susu, gula, dengan atau tanpa telur, dengan atau tanpa penambahan flavor, pewarna, penstabil, ataupun pengemulsi yang dapat dimakan. Menurut Badan Standardisasi Nasional (1995), es krim adalah sejenis makanan semi-padat yang dibuat dengan cara pembekuan tepung es krim atau dari campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula dengan atau

tanpa bahan makanan lain dan bahan tambahan makanan yang diizinkan. Tepung es krim menurut Badan Standardisasi Nasional (1995) dalam Standar

Nasional Indonesia (SNI 01-3725-1995) didefinisikan sebagai tepung yang dibuat dari campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula dengan atau tanpa penambahan bahan makanan lain dan bahan makanan yang diizinkan untuk pembuatan es krim. Standar mutu tepung es krim yang harus dipenuhi di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Syarat mutu tepung es krim (SNI 01-3725-1995)

No. Kriteria Uji Satuan Persyaratan

1. Keadaan

1.1 Penampakan - Normal

1.2 Bau - Normal

1.3 Rasa - Normal

2. Air % b/b Maksimum 5,0

3. Abu % b/b Maksiumum 3,0

4. Protein % b/b Minimum 5,0

5. Lemak % b/b Minimum 12,0

6. Gula dihitung sebagai sakarosa % b/b Minimum 20,0 7. Bahan tambahan makanan

7.1 Pewarna tambahan Sesuai SNI 01-0222-1995

7.2 Pemanis buatan -

7.3 Pemantap dan pengemulsi Sesuai SNI 01-0222-1995

8. Cemaran logam

8.1 Timbal (Pb) mg/kg Maksimum 0,3

8.2 Tembaga (Cu) mg/kg Maksimum 20,0

8.3 Seng (Zn) mg/kg Maksimum 40,0

8.4 Timah (Sn) mg/kg Maksimum 40,0

8.5 Raksa (Hg) mg/kg Maksimm 0,03

9. Cemaran Arsen (As) mg/kg Maksimum 0,1

10. Cemaran mikroba

10.1 Angka lempeng total Koloni/g Maksimum 5.105

10.2 Coliform APM Maksimum 102

10.3 Salmonella Koloni/25 g Negatif

10.4 Staphylococcus aureus Koloni/g Maksimum 102

10.5 Listeria spp. Koloni/25 g Negatif

Sumber: Badan Standardisasi Nasional (1995)

Mutu dan jumlah protein di dalam es krim cukup tinggi. Protein tersebut sebagian besar berasal dari susu dan sisanya berasal dari bahan penstabil. Es krim yang menggunakan telur mengandung asam amino esensial yang diperlukan oleh

tubuh, misalnya triptofan dan lisin (Arbuckle 1986). Marshall dan Arbuckle (2000) mengklasifikasikan beberapa jenis es krim komersial menjadi

nonfat ice cream, lowfat ice cream, light ice cream, reduced fat ice cream, soft serve ice cream, economy ice cream, deluxe ice cream, sherbet, dan ice. Komposisi dari beberapa jenis es krim tersebut berbeda-beda. Komposisi dari beberapa jenis es krim komersial tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Komposisi umum dari beberapa tipe es krim Jenis Es Krim Lemak

(%) PSTL* (%) Gula (%) Pengemulsi/ Penstabil (%) Premium Es Krim

Es Krim Es Susu Sherbet Es 15 10 4 2 0 10 11 12 4 0 17 14 13 25 30 0,3 0,5 0,7 0,6 0,5

Keterangan: *) padatan Susu Tanpa Lemak

Sumber: Andreasen dan Nielsen (1998)

Total kalori es krim tergantung pada persentase karbohidrat (laktosa dan gula lain), protein (protein susu, telur, dan bahan penstabil) dan lemak dari bahan pengemulsi, telur, cokelat, dan kacang-kacangan (Arbuckle 1986). Komposisi adonan es krim standar dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Komposisi adonan es krim standar

Bahan Persentase (%)

Lemak PSTL Gula Penstabil Pengemulsi Air 10,0 11,0 13,0 0,2 0,3 65,3 Sumber: Euston (1997)

2.5.2. Komponen penyusun es krim

Komponen utama penyusun es krim terdiri dari bahan utama, bahan tambahan dan bahan pembantu. Bahan utama yaitu lemak susu, sedangkan bahan tambahan terdiri dari gula, padatan susu tanpa lemak, penstabil dan pengemulsi. Bahan pembantu merupakan flavor dan pewarna yang ditambahkan dalam jumlah kecil.

(1) Lemak Susu

Lemak susu merupakan komponen terpenting dari es krim dan mempengaruhi kualitasnya. Tahap pertama yang dilakukan dalam memilih formula adalah menyeleksi kadar lemak dan kemudian mengatur proporsi bahan lain. Persentase lemak susu yang tepat sangat penting tidak hanya untuk

Frandsen dan Arbuckle (1986) menyatakan untuk menghasilkan es krim yang bercitarasa baik biasanya digunakan 16 % lemak susu. Lemak susu memberikan

flavor yang lebih baik. Karena tidak larut dalam air, lemak susu tidak menurunkan titik beku dan cenderung memperlambat laju whipping (pembusaan). Peningkatan

kadar lemak menurunkan ukuran kristal es krim yang dihasilkan (Marshall dan Arbuckle 2000).

Arbuckle (1986) menyatakan lemak susu berperan dalam pembentukan

body es krim yang lembut, merupakan sumber citarasa dan kalori, meningkatkan nilai, kestabilan dan kekentalan, serta daya tahan terhadap pencairan. Sumber lemak yang umum digunakan adalah lemak susu, tetapi dapat juga digunakan lemak nabati seperti minyak kelapa, minyak sawit dan minyak kedelai.

(2) Padatan Susu Tanpa Lemak (PSTL)

Padatan susu tanpa lemak merupakan padatan dari susu skim yang mengandung protein (37 %), laktosa (55 %), dan mineral (8 %). Komponen utama dalam PSTL adalah protein yang berperan meningkatkan nilai gizi, citarasa, membantu pengikatan udara dan membentuk produk es krim yang kompak dan halus (Arbuckle 1986). Protein memiliki beberapa fungsi, antara lain (1) interaksi

dengan beberapa stabilizer, (2) penstabil emulsi lemak setelah homogenisasi, (3) kontribusi dalam struktur es krim, dan (4) kemampuan mengikat air.

Kelebihan jumlah PSTL menyebabkan meningkatnya resiko kristalisasi laktosa

selama penyimpanan sehingga menyebabkan tekstur berpasir (Marshall dan Arbuckle 2000).

(3) Pemanis

Pemanis memiliki peran penting dalam kandungan padatan es krim. Derajat kemanisan dalam es krim ditentukan oleh penambahan pemanis. Hal ini disebabkan pemanis memiliki efek menurunkan titik beku dan mengontrol jumlah

air beku dalam es krim serta kelembutan dari produk akhir (Andreasen dan Nielsen 1998). Pemanis yang umum digunakan dalam pembuatan

es krim adalah sukrosa. Fungsi utama sukrosa antara lain meningkatkan penerimaan (palatabilitas) suatu makanan, yaitu dengan menutupi citarasa yang tidak menyenangkan. Selain itu, sukrosa juga berfungsi memperbaiki body dan

tekstur produk. Gula juga meningkatkan kekentalan dan total padatan es krim serta memperbaiki tekstur es krim, jika total padatan adonan tidak lebih dari 42 % dan kadar gula kurang dari 16 % (Arbuckle 1986).

Industri produk pangan yang berkembang saat ini menambahkan pemanis buatan pada makanan. Selain bertujuan untuk meningkatkan citarasa pada makanan, pemanis buatan umumnya mengandung kalori yang rendah atau tidak mengandung kalori sama sekali sehingga aman dikonsumsi bagi penderita diabetes. Salah satu pemanis buatan yang umum digunakan dalam industri pangan adalah aspartam. Aspartam termasuk dalam pemanis buatan yang aman digunakan menurut Surat Keputusan Kepala Badan POM no. HK.00.05.5.1.4547 tahun 2004 tentang Persyaratan Penggunaan Bahan Tambahan Pangan Pemanis Buatan dalam Produk Pangan. Dalam surat keputusan tersebut tercantum 13 pemanis buatan yang diizinkan digunakan dalam produk pangan tertentu. Berikut jenis pemanis buatan yang diperbolehkan serta batas maksimum penggunaannya dalam Tabel 6.

Tabel 6. Pemanis buatan yang diizinkan Badan POM

No. Pemanis Buatan ADI mg/kg BB

1. Acesulfam-K (Acesulfame-K) 15

2. Alitam (alitame) 0,34

3. Aspartam (Aspartame) 50

4. Siklamat (cyclamate) 11

5. Neotam (neotame) 2

6. Sakarin (saccharin) 5

7. Sukralosa (sucralose) 10-15

8. Isomalt Not specified

9. Laktitol (lactitol) Not specified

10. Maltitol Not specified

11. Manito (mannitol) Not specified

12. Sorbitol Not specified

13. Xilitol (xylitol) Not specified

Keterangan:

Not specified berarti dapat digunakan dalam pangan tanpa pembatas selain daripada sesuai dengan Cara Produksi Makanan yang Baik (GMP)

(4) Bahan Penstabil (Stabilizer) dan Pengemulsi (Emulsifier)

Bahan penstabil merupakan koloid hidrofilik yang efektif untuk mengikat air dan berfungsi membentuk tekstur yang lembut, meningkatkan kekentalan, menghasilkan produk yang seragam, mencegah pembentukan kristal es yang kasar, memberikan daya tahan yang baik terhadap proses pencairan, tidak berpengaruh terhadap titik beku namun cenderung membatasi pengembangan adonan (Arbuckle 1986). Campbell dan Marshall (1975) menyatakan stabilizer

adalah koloid hidrofilik yang dapat menurunkan konsentrasi air bebas dengan menyerap air bebas tersebut sehingga akan mengurangi kristalisasi es, memperkecil kristal es dan dapat meningkatkan kehalusan tekstur makanan beku. Air di dalam es krim tidak benar-benar membeku. Pada saat suhu pembekuan meningkat dan menurun, maka kristal es akan meleleh dan membeku kembali. Fluktuasi suhu ini akan menyebabkan perubahan tekstur yang tidak diinginkan.

Stabilizers dalam es krim digunakan untuk mencegah pembentukan kristal-kristal es yang kasar selama pembekuan dan penyimpanan, membentuk tekstur yang lembut, menghasilkan produk yang seragam, dan memberi daya

tahan yang lebih baik terhadap pelelehan serta memudahkan penanganan (Flores dan Goff 1999). Menurut Marshall dan Arbuckle (2000), stabilizers yang

biasa digunakan dalam frozen dessert terbagi menjadi beberapa kategori, yaitu: (1) protein, misalnya gelatin, (2) plant exudates, misalnya arabic, ghatti, karaya,

dan tragacant gums, (3) seed gums misalnya locust bean guar dan psyllium, (4) microbial gums misalnya xanthan, (5) seaweed extracts, misalnya agar,

karaginan dan alginat, (6) pektin, misalnya low and high metoxhyl, dan (7) selulosa, misalnya sodium Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

(a) Carboxy Methyl Cellulose (CMC)

Carboxy Methyl Cellulose (CMC) adalah polisakarida linear dengan rantai panjang anionik dan larut dalam air serta merupakan gum alami yang dimodifikasi secara kimia. CMC merupakan zat penstabil sintetis yang diperoleh dari perlakuan selulosa dengan NaOH yang direaksikan dengan natrium monokloroasetat. Rumus kimia CMC adalah (C6H7O2(OH)2OCH2COOH)n

Gambar 8. Struktur molekul CMC Sumber: Fardiaz (1989)

CMC terdapat dalam sejumlah bentuk yang dibedakan atas berat molekul dan derajat substitusinya. Pemilihan bentuk-bentuk ini tergantung pada penerapan yang dibutuhkan. Fungsi dasar CMC adalah untuk mengikat air atau memberikan kekentalan sehingga dapat memantapkan komponen lainnya atau mencegah sineresis. Dalam pembuatan produk es krim, stabilisasi diperlukan untuk mengontrol pertumbuhan kristal es dan memberikan produk dengan tekstur yang baik. Untuk produk seperti ini penggunaan CMC biasanya dikombinasikan dengan gelatin, pektin, atau locust bean gum (Fardiaz 1989).

Kekentalan larutan CMC dipengaruhi oleh pH, suhu, konsentrasi, garam,

dan gelatin. Larutan CMC mempunyai kekentalan yang relatif stabil pada pH 5-10, akan tetapi pada pH yang lebih kecil dari 5 kekentalannya menjadi tidak

stabil dan pH yang lebih rendah lagi (pH 3) akan terjadi pengendapan CMC (Arbuckle 1986). CMC mempengaruhi batas ambang rasa. Pada konsentrasi 0,2 % terjadi penurunan batas ambang rasa manis. CMC juga mempunyai pengaruh terhadap intensitas aroma (Batdorf dan Rossman 1973).

(b) Guar gum

Gum merupakan salah satu bahan tambahan makanan dari golongan polisakarida dan turunannya yang dapat digunakan sebagai pemantap emulsi, pemantap koloid, pengental, peningkat citarasa, bahan pengisi, pengontrol viskositas, dan pensuspensi (deMan 1997).

Senyawa dalam golongan ini berasal dari sumber yang berlainan dan dapat mencakup senyawa alam dan turunannya, seperti gum eksudat, gum rumput laut, gum biji, gum mikroba, serta turunan dari pati dan selulosa. Semua bahan ini mempunyai molekul hidrofil yang dapat bergabung dengan air membentuk larutan kental atau gel. Sifat molekul sangat mempengaruhi sifat berbagai gum. Molekul

polisakarida rantai lurus menempati lebih banyak ruangan dan lebih kental daripada molekul yang bercabang-cabang dengan berat molekul yang sama.

Guar gum adalah endosperma yang diserbuk dari biji Cyanopsis tetragonolobus (L) (famili Leguminoceae). Cyanopsis tetragonolobus (L) merupakan tanaman satu tahunan yang masih dibudidayakan di daerah iklim kering. Gum ini berupa rantai lurus D-Galakto-D-monoglikan dengan banyak cabang galaktosa tunggal. Satuan D-Manopiranosa disambungkan dengan ikatan β-1→4, dan satuan D-Galaktopiranosa dengan ikatan α-1→6. Cabang terdapat pada tiap satuan manosa kedua. Struktur molekul ini memberikan sifat-sifat peralihan antara sifat yang khas dikaitkan dengan hidrokoloid yang bercabang dan lurus. Gum tersebut akan mengalami hidrasi dalam air dingin dan stabil dalam formulasi yang asam (deMan 1997). Struktur guar gum dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Struktur pengulangan guar gum Sumber: deMan 1997

Guar gum merupakan salah satu galaktomanan dimana manan merupakan tulang punggung rantai dengan galaktosa sebagai unit tunggal pada rantai sampingnya. Guar gum memiliki rantai yang lebih tersubstitusi dengan galaktosa sehingga gum ini lebih mudah larut di dalam air dibandingkan gum biji jenis lainnya. Gum ini juga dapat dilarutkan dalam air dingin dan memberikan kekentalan yang tinggi dalam konsentrasi rendah. Oleh karena itu, guar gum

digunakan sebagai pengental, pemantap, dan pengikat air dalam produk pangan (Fardiaz 1989).

Lampiran 20. Dokumentasi proses ekstraksi alginat

Pencucian rumput laut Ekstraksi rumput laut (1 jam; 50-70 oC)

Penggilingan Ekstraksi kedua (1 jam; 50-70 oC)

Penyaringan Larutan Alginat Perendaman dengan HCl (1 jam)

Pemucatan dengan NaOCl 4% (30 menit)

Pencucian asam alginat Penghancuran residu dan penambahan NaOH 10 %

Penambahan IPA Natrium alginat

Pengeringan natrium alginat Natrium alginat kering

Lampiran 21. Bahan dan proses pembuatan tepung es krim dan es krim beku

Bahan-bahan Penyusun Tepung Es Krim

Penimbangan seluruh bahan Pencampuran bahan Tepung Es krim

Pencampuran dalam air panas (70 oC) dan pengadukan

Pengadukan adonan es krim hingga menjadi adonan krim

Lampiran 22. Produk Es Krim

Es krim penelitian pendahuluan (perlakuan penambahan

iota karaginan, alginat, dan kombinasi iota karaginan-alginat)

Es krim penelitian utama tahap pertama (perlakuan penambahan alginat pada konsentrasi 0%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; dan 0,8%)

Es krim penelitian utama tahap kedua (perlakuan penambahan alginat 0,8%; alginat komersil 0,8%; dan produk komersil)

Lampiran 23. Alat-alat pengujian fisik dan kimia alginat dan es krim

Hotplate Stirer merk LABINCO Desikator Tanur merk NABER

Oven merk CONTHERM Viscometer merk pH meter merk Thermo

BROOKFIELD Orion

Whiteness meter merk KETT Cold Storage Rangkaian alat destilasi

protein

Timbangan digital merk Alat destruksi protein merk Alat Extractor soxhlet

Lampiran 24. Alat dan Bahan pengujian mikrobiologi es krim

Berbagai Media Botol pengencer 90 ml Tabung reaksi

Cawan Petri Botol pengencer 9 ml Waterbath

Timbangan digital Autoklaf Inkubator