OH
-
MAlg
2
+ 2 Na
+
2NaAlg + M
2+
M adalah kation polivalen seperti Ca
2+
, Mg
2+
, dan lain-lain Alg adalah radikal alginat.
Proses pertukaran ion dari alginat dilakukan dengan mineral asam sebelum diekstraksi dengan alkali.
CaAlg
2
+ 2 H
+
2HAlg + Ca
2+
OH
-
HAlg + Na
+
NaAlg + H
+
Larutan natrium alginat kasar yang diperoleh, difiltrasi dan diendapkan dengan Ca
2+
untuk membentuk garam kalsium yang tidak larut. Selanjutnya pemisahan dilakukan dengan proses acidifikasi untuk memisahkan asam alginat
dan ion-ion kalsium.
2NaAlg + Ca
2+
CaAlg
2
+ 2 Na
+
CaAlg
2
+ 2 H
+
2HAlg + Ca
2+
Kemudian gel asam alginat, setelah didehidrasi dicampur dengan alkali Na
2
CO
3
untuk membuat kembali garam natrium yang larut.
OH
-
HAlg + Na
+
NaAlg.
Akhirnya diperoleh pasta natrium alginat lalu dikeringkan dan digiling untuk memperoleh bubuk natrium alginat Zhanjiang, 1990.
2.2.1. Struktur alginat
Alginat merupakan kopolimer linear yang mengandung lebih dari 700 residu asam uronat yaitu β-D-asam manuronat dan α-L-asam guluronat dengan
ikatan 1,4. Rantai alginat yang hanya mengandung residu asam manuronat disebut
Universitas Sumatera Utara
blok M, rantai alginat yang hanya mengandung residu asam guluronat disebut blok G dan rantai alginat yang mengandung residu asam manuronat serta asam
guluronat disebut blok G-M Inukai dan Masakatsu, 1999, seperti gambar dibawah ini:
Gambar 2.2. Struktur Alginat
Asam alginat yang diperoleh dari Rhodophyceae-alga cokelat dalam setiap produksinya menghasilkan jenis-jenis alginat yang berbeda-beda dimana
jumlahnya tergantung pada masa panennya dan bagian anatomi dari tumbuhan itu sendiri, dan dapat dilihat dari tabel dibawah ini:
Tabel 1. Perbandingan asam uronat dalam berbagai spesies alga
Nama Spesies Perbandingan asam uronat
Asam Guluronat G Asam Mannuronat M
Ascophyllum nodosum 35
65 Macrocytis Pyrifera
40 60
Laminaria hyperborea 70
30
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan yang bervariasi dari ketiga segmen menyebabkan perbedaan sifat produk yang dihasilkan. Alginat yang mengandung asam guluronat yang
tinggi akan cenderung mempunyai struktur yang kaku rigid serta mempunyai porositas yang besar, sedangkan yang mengandung asam mannuronat yang tinggi
mempunyai struktur yang tidak kaku Prakash,S.,dkk, 2004.
Gambar 2.1.
α-L-Guluronat dan β-D-Mannuronat
2.2.2. Sifat dan kegunaan Asam alginat tidak dapat larut dalam air dan secara umum pada industri
untuk melarutkannya dilakukan dengan penambahan natrium ataupun kalsium. Salah satu sifat dari larutan natrium alginat adalah jika dicampurkan dengan
larutan kalsium klorida akan membentuk gel kalsium alginat, yang tidak larut dalam air. Ikatan antara kalsium dengan alginat adalah ikatan khelat yaitu antara
kalsium dengan rantai L-Guluronat dari alginat Morris et al,1978. Ikatan ionik dapat dibentuk diantara gugus karboksilat dan Ca
2+
dengan ikatan hidrogen diantara gugus hidroksi. Ketika blok G tersusun paralel berbentuk
pola rantai seperti dengan lubang-lubang yang sangat ideal sebagai tempat
Universitas Sumatera Utara
pengikatan kalsium ini menyerupai telur dalam kotaknya egg in an egg box dan dapat dilihat sebagai berikut:
Gambar 4. Kalsium berada pada blok G egg in an egg box Gel terbentuk melalui reaksi kimia dimana kalsium menggantikan natrium
dengan alginat mengikat molekul molekul alginat yang panjang sehingga membentuk gel. Tergantung dari jumlah kalsium yang memberikan assosiasi
sementara dan meningkatkan viskositas larutan, sementara kandungan kalsium yang tinggi menghasilkan assosiasi permanen yang menyebabkan pengendapan
atau gelatin. Gel yang lebih homogen dan stabil dapat diperoleh melalui pendinginan yang lambat larutan alginat dengan adanya ion kalsium. Gel yang
dibentuk selama pendinginan secara kimia lebih mudah dikontrol dan tidak mudah meleleh bila dipanaskan walaupun terdegradasi pada pH yang ekstrim
Robinson,1987. Kegunaan dari alginat didasarkan pada 3 sifat utamanya adalah :
a. Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas larutan. b. Kemampuannya untuk membentuk gel.
c.Kemampuannya untuk membuat film natrium alginat dan serat kalsium alginat.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Kitosan 2.3.1. Struktur.
