Isolasi Natrium Alginat Dari Talus Rumput Laut Coklat Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Rumput laut merupakan makro algae yang termasuk dalam divisi
Thallophyta, yaitu tumbuhan yang mempunyai struktur kerangka tubuh yang
terdiri dari batang/thallus dan tidak memiliki daun serta akar (Ditjen PEN,
2013).Rumput laut coklat hidup melekat pada batu atau bongkahan karang dan
dapat terlepas dari substratnya karena ombak besar sehingga dapat hanyut atau
terdampar ke atas permukaan pantai.Rumput laut coklat mempunyai warna yang
bermacam-macam mulai dari coklat muda sampai coklat tua (Sinurat, 2011).
2.1.1 Habitat dan sebaran rumput laut
Perbedaan sifat dan biologis rumput laut di Indonesia mengakibatkan
perbedaan cara penyebaran di wilayah negara kita. Pengetahuan tentang
penyebaran tiap-tiap spesies di wilayah tanah air akan membantu dalam
menentukan spesies apa yang akan ditanam berdasarkan perbedaan penyebaran
tiap spesies (Aslan, 1998). Alga coklat hampir seluruhnya hidup di laut, hanya
sedikit yang hidup di air tawar.Kelompok yang termasuk ini adalah ganggang
coklat yang diantaranya berukuran sangat besar (Romimohtarto dan Sri,
2001).Sargassum tersebar luas di Indonesia, tumbuh di daerah yang terlindung
maupun yang berombak besar pada habitat batu (Aslan, 1998).
2.1.2 Morfologi tumbuhan
Ciri-ciri jenis ini yaitu talus berbentuk slindris, akar (holdfast) membentuk
cakram kecil, “batang” pendek dengan percabangan utama tumbuh rimbun
dibagian ujungnya.“Daun” kecil, lonjong rata dan runcing, tepi daun bergerigi dan
5
Universitas Sumatera Utara
urat daun tidak begitu jelas, gelembung udara atau vesikel bulat telur, duduk pada
percabangan, warnanya pirang atau coklat (Atmaja, 1996).
2.1.3 Sistematika tumbuhan
Taksonomi rumput laut Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard
diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisi
: Phaeophyta
Kelas
: Phaeophyceae
Bangsa
: Fucales
Suku
: Sargassaceae
Marga
: Sargassum
Jenis
: Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard
2.1.4 Nama daerah
Nama daerah dari Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agardadalah Oseng
(Kepulauan Seribu) (Aslan, 1998).
2.1.5 Kandungan kimia rumput laut
Zat yang dapat diekstraksi dari algae ini berupa alginat yaitu suatu garam
dalam asam alginik yang mengandung ion sodium, kalsium dan barium.Zat atau
bahan-bahan lain yang terdapat pada jenis algae ini adalah fucosan (Aslan, 1998).
Komposisi kimia lainnya menurut Sosiawan (1996) yaitu air (7,54%), lemak
(0,46%), abu (62,90%) dan karbohidrat (21,33%). Alga coklat secara umum
mengandung pigmen terdiri dari klorofil yang ditutupi oleh pigmen kuning dan
coklat, santofil, karotin dan fukosantin.
2.1.6 Budidaya rumput laut
Rumput laut pada awalnya digunakan hanya untuk sayuran. Waktu itu
tidak terbayangkan zat apa yang terkandung di dalam rumput laut. Dengan
6
Universitas Sumatera Utara
berjalannya waktu, pengetahuan tentang rumput laut semakin berkembang dan
semakin tahu zat apa yang terkandung dalam rumput laut. Pengetahuan itu
digunakan agar rumput laut dapat dimanfaatkan secara optimal.Ganggang coklat
sangat potensial untuk dibudidayakan, seperti Sargassum dan Turbinaria
(Indriani, 1991).Rumput laut ini berpotensi cukup tinggi untuk dibudidayakan
mengingat pertumbuhannya yang cepat dan kemampuannya yang tinggi dalam
menyesuaikan terhadap perubahan musim (Husni, 2012).Pertumbuhan dan
penyebaran rumput laut sangat tergantung dari faktor-faktor oseanografi serta
jenis substratnya.Rumput laut banyak dijumpai pada daerah perairan dangkal
dengan kondisi perairan berpasir, sedikit lumpur atau campuran keduanya (Priono,
2013).Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membudidayakan rumput laut di
perairan pantai (laut) adalah pemilihan lokasi, melakukan uji penanaman,
menyiapkan areal budidaya, memilih metode budidaya yang akan digunakan,
penyediaan bibit, perawatan selama pemeliharaan, pemanenan dan pengeringan
hasil panen (Aslan, 1998).
2.1.7 Manfaat rumput laut
Rumput laut memiliki banyak manfaat di tiap negara dan ada juga yang
menjadikan sebagai budaya.Rumput laut pertama kali dikenal di Cina kira-kira
2.700 SM. Pada masa tersebut, rumput laut digunakan untuk obat-obatan dan
sayuran. Tahun 65 SM bangsa Romawi menggunakan rumput laut sebagai bahan
baku kosmetik, namun pengetahuan tentang rumput laut dari waktu ke waktu
semakin berkembang. Spanyol, Perancis, dan Inggris menjadikan rumput laut
sebagai bahan baku pembuatan gelas (Priono, 2013). Rumput laut banyak
digunakan sebagai produk makanan dan kesehatan, pupuk, bahan makanan
tambahan, pengendalian cemaran dan bahan kecantikan.
7
Universitas Sumatera Utara
2.1.7.1 Makanan
Rumput laut telah lama dikonsumsi di seluruh dunia.Makanan yang
populer di Jepang disebut sushi.Jepang dan Asia menggunakan rumput laut dalam
diet mereka.Masyarakat pesisir di Eropa mengkonsumsi rumput laut sebagai
budaya disebut budaya Welsh di Kepulauan Inggris, Irlandia, Skandanavia, seperti
Norwegi dan Islandia (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.2 Pupuk
Sebelum muncul pupuk berbasis kimia, rumput laut telah digunakan
sebagai pupuk oleh petani pesisir.Perkembangan teknologi saat ini telah
mengekstraksi rumput laut ke dalam pupuk kimia untuk penyimpanan yang lebih
mudah (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.3 Bahan tambahan makanan
Rumput laut pada saat ini dimanfaatkan sebagai aditif makanan, misalnya
digunakan untuk menyimpan es krim halus dan lembut dengan mencegah kristal
es saat pembekuan untuk memperlambat kecepatan mencairnya es krim. Rumput
laut pada proses pembuatan bir digunakan untuk menstabilkan busa dan rumput
laut juga digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan saus, sirup dan
mayones (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.4 Pengendalian pencemaran
Rumput laut digunakan untuk menyerap logam secara efektif.Peneliti
Eropa menggunakan rumput laut untuk menghilangkan logam dalam air hingga
95% yang dibuang dari tambang (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.5 Bahan kecantikan
Kosmetik dan terapi telah menggunakan produk berbasis rumput
laut.Salah satu bentuk terapi yakni mandi rumput laut digunakan dan diyakini
8
Universitas Sumatera Utara
dapat menyembuhkan penyakit rematik dan radang sendi.Penelitian saat ini telah
menyelidiki kemampuan rumput laut untuk menekan kanker.Jepang sebagai
negara pengkonsumsi rumput laut per kapita terbesar di dunia, dimana penyakit
kanker yang melanda penduduknya terbilang rendah (Ditjen PEN, 2013).
2.2 Alginat
Algin adalah sejenis bahan yang dikandung oleh Phaeophyceae dikenal
dalam dunia industri dan perdagangan karena banyak manfaatnya.Algin di dalam
dunia industri berbentuk asam alginik (alginic acid) atau alginat.Asam alginik
adalah suatu getah selaput (membrane mucilage), sedangkan alginat adalah bentuk
garam dari asam alginik.Garam alginat ada yang larut dalam air yaitu sodium
alginat, potassium alginat dan ammonium alginat, sedangkan yang tidak larut
dalam air adalah kalsium alginat (Aslan, 1998).
Kegunaan alginat dalam industri ialah sebagai bahan pengental, pengatur
keseimbangan, pengemulsi, dan pembentuk lapis tipis yang tahan terhadap
minyak. Dalam industri makanan alginat digunakan dalam pembuatan es krim,
susu, roti, kue, permen, mentega, saus, selai dan sirup. Alginat dalam industri
farmasi digunakan untuk pembuatan tablet, salep, kapsul, plester dan
filter.Industri kosmetik menggunakan alginat dalam pembuatan krim, lotion,
sampo dan cat rambut.Industri alginat dalam beberapa proses diperlukan sebagai
bahan additive antara lain pada industri tekstil, kertas, keramik, fotografi,
insektisida dan pestisida (Indriani, 1999).
2.2.1 Struktur alginat
Alginat adalah unsur utama dari alga coklat (Phaeophyta). Alginat
berbentuk rantai polisakarida yang tersusun atas monomerβ-D- mannuronat acid
9
Universitas Sumatera Utara
(M) dan α-L- Guluronat acid (G). Komposisi rantai monomer alginat tergantung
pada spesies alga coklat dan bagian thallus yang diekstraksi.Setiap alga coklat
mengandung tipe alginat (M/G rasio) yang berbeda tergantung pada waktu panen
dan bagiananatomi tumbuhan yang digunakan.Alginat dengan guluronat acid yang
tinggi memiliki struktur yang kaku sedangkan alginat dengan mannuronat acid
yang tinggi cenderung mamiliki struktur yang tidak kaku (Rachman, 2015).
Asam mannuronat dan guluronat dalam rantai alginat bisa ditemukan
berselang seling, tetapi umumnya membentuk struktur kelompok kopolimer
dengan kelompok yang hanya mengandung asam guluronat dan kelompok lain
mengandung asam mannuronat (Subaryono, 2010).
Gambar 2.1 Struktur natrium alginat
Keterangan: G : Guluronat; M : Mannuronat
2.2.2 Sifat fisikokimia alginat
Perbandingan
monomer-monomerpenyusun
alginat
mempengaruhi
kekuatan gel larutan alginat. Larutan natrium alginat tidak stabil di atas pH 10 dan
terjadi endapan natrium alginat pada pH kurang dari 3,5 (Agnessya,
2008).Kelarutan alginat dan kemampuannya mengikat air tergantung pada jumlah
ion karboksilat, berat molekul, dan pH.Kemampuan mengikat air meningkat jika
10
Universitas Sumatera Utara
jumlah ion karboksilat semakin banyak dan jumlah residu kalsium alginat kurang
dari 500. Alginat memiliki sifat-sifat utama yaitu :
1. Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas
2. Kemampuan untuk membentuk gel
3. Kemampuan membentuk film (Abadi, 2010)
Viskositas larutan alginat dipengaruhi oleh berat molekul dan keberadaan
ion dalam larutan.Pada kondisi larutan tanpa kation bervalensi dua atau tiga atau
dengan adanya bahan pengkelat, viskositas larutan alginat rendah (Subaryono,
2010).
2.2.3 Pembentukan gel alginat
Kemampuan alginat untuk membentuk gel ditentukan oleh proporsi dan
panjang G-blocks pada struktur molekulnya. Bagian monomer guluronat atau Gblocks pada satu molekul alginat dapat terhubung dengan molekul alginat lain
melalui cara ion kalsium atau kation multivalent lain. Kation kalsium divalent,
Ca2+ masuk ke struktur blok guluronat yang menyerupai egg in an egg box
structure.
Ikatan
polimer
alginat
melalui
pembentukan
junction
zone
menghasilkan gelasi pada larutan. Proses gelasi merupakan reaksi antara natrium
alginat dengan kalsium sulfat menghasilkan gel kalsium alginat yang tidak larut
dalam suatu larutan cair. Reaksi ini berlangsung cepat (Rachman, 2015).
2.3 Rumput Laut Penghasil Alginat
Algin dapat diekstrak dari Alginophyt, yaitu kelompok dari Phaeophyceae
yang menghasilkan algin, antara lain dari Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessonia
dan Sargassum (Aslan, 1998). Jenis rumput laut penghasil alginat seperti
Sargassum sp., Turbinaria sp., Laminaria sp., Ascophyllum sp. danMacrocystis
11
Universitas Sumatera Utara
sp. Sargassum dan Turbinaria banyak dijumpai di perairan laut Indonesia,
sedangkan Laminaria, Ascophyllum dan Macrocystis sedikit dijumpai di
Indonesia karena jenis tersebut hidup di derah subtropis (Santoso, 2008).
2.4 Penggunaan Alginat
Alginat telah banyak dimanfaatkan oleh berbagai industri, seperti industri
farmasi (5%), tekstil (50%), makanan dan minuman (30%), kertas (6%) serta
industri lainnya (9%). Industri farmasi menggunakan alginat pada proses
enkapsulasi karena sifatnya yang biokompatibel (Agnessya, 2008).
Alginat juga diketahui memiliki afinitas yang tinggi terhadap logam berat
dan unsur radioaktif, sehingga senyawa tersebut dapat membantu dalam
membersihkan polusi logam berat dan radioaktif dalam makanan yang dikonsumsi
(Widyastuti, 2009). Penggunaan alginat lainnya adalah pada produk makanan
yang direstrukturisasi atau dibentuk kembali dan contoh produk restrukturisasi
adalah daging yang dibuat dengan cara menyatukan serpihan daging dan dibentuk
kembali menjadi serpihan potongan daging dengan pengikat atau binder berupa
serbuk natrium alginat, kalsium karbonat, asam laktat dan kalsium laktat. Produk
yang dihasilkan berupa nugget, roast meat loaf dan steak (Subaryono, 2010).
2.5 Viskositas
Viskositas dari asam alginat yang berasal dari rumput laut sangat
bervariasi tergantung dari jenis spesiesnya.Viskositas dari larutan alginat terutama
dipengaruhi oleh konsentrasi, pH, berat molekul, suhu dan adanya kation logam
polivalen.Semakin tinggi konsentrasi atau berat molekul dari alginat, maka
semakin tinggi viskositasnya (Agnessya, 2008).
12
Universitas Sumatera Utara
2.6 Spektrofotometri Ultraviolet
Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang
berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda, sehingga
spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis
kualitatif. Data spektra UV secara tersendiri tidak dapat digunakan untuk
identifikasi kualitatif suatu obat atau metabolitnya, tetapi jika digabung dengan
cara lain seperti spektrofotometri infra merah, resonansi magnet inti, dan
spektroskopi massa dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif suatu senyawa
tersebut. Semua molekul organik mampu menyerap radiasi elektromagnetik
karena semua molekul organik mempunyai elektron valensi yang dapat
dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi.Kromofor merupakan semua
gugus atau atom dalam senyawa organik yang mampu menyerap sinar ultraviolet
(Rohman, 2007).
2.7 Spektrofotometer Inframerah
Spektrofotometer FTIR merupakan salah satu alat yang dapat digunakan
untuk identifikasi senyawa, khususnya senyawa organik.Spektrum infra merah
umumnya merupakan Spektrofotometer double-beem (berkas ganda) dan terdiri
dari 6 bagian yaitu:
1. Sumber sinar
Radiasi
inframerah
biasanya
dihasilkan
oleh
pemijar
Nerst
dan
Globar.Pemijar Nerst merupakan batang cekung dari Sirkonium dan Ytrium
oksida yang dipanasi hingga 1500oC dengan arus listrik.Pemijar Globar
merupakan batang silikon karbida yang dipanasi hingga 1200oC, sehingga
memancarkan radiasi kontinu pada daerah 1-40µm.
13
Universitas Sumatera Utara
2. Tempat sampel
3. Wadah sampel
Wadah sampel tergantung jenis sampel.Untuk sampel berbentuk padat
biasanya dibuat dalam bentuk pelet, pasta, atau lapisan tipis.Pelet KBr dibuat
dengan menghaluskan sampel dan Kristal KBr sehingga merata kemudian
ditekan sampai diperoleh pellet.
4. Monokromator
5. Detektor
Radiasi infra merah akanmelewati monokromator kemudian berkas radiasi
dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor.
Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa
mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas.
6. Rekorder
Sinyal yang dihasilkan dari detektor kemudian direkam sebagai spektrum
infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi.Spektrum infra merah
menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan
gelombang (Rachman, 2015).
Serbuk natrium alginat yang dihasilkan dapat dilakukan analisa gugus fungsinya
untuk membuktikan bahwa produk yang dihasilkan adalah senyawa natrium
alginat (Jayanudin,dkk., 2014)
2.7.1 Pengolahan Sampel
Beberapa cara pengolahan sampel tergantung dari jenis sampelnya (padat,
cair dan gas). Spektrum inframerah biasanya menunjukkan pengaruh dari
perbedaan pengolahan sampel dalam bentuk pergeseran frekuensi atau pita
14
Universitas Sumatera Utara
serapan.Pengolahan sampel yang berbeda membutuhkan preparasi yang bebeda
dalam pengukuran dan membutuhkan waktu yang berbeda pula.
1. Gas
Dalam fase uap, perubahan rotasi dalam molekul dapat bebas terjadi dan
proses energi rendah dapat mengatur pita vibrasi dengan energi yang lebih
tinggi. Dalam fase uap, sampel dimasukkan ke dalam sel khusus.Biasanya
panjang sel 10 cm yang ditempatkan langsung pada bagian natrium klorida
yang transparan terhadap sinar inframerah.
2. Padatan
Ada dua cara untuk pengolahan sampel padatan:
a) Mull atau pasta, 1 mg dari zat padat digerus hingga halus dalam mortar
dengan meneteskan hidrokarbon cair.
b) Lempeng kalium bromide dibuat dengan menggerus sampel (0,1-0,2%)
dengan KBr dalam mortar dan kemudian ditekan sehingga diperoleh sebuah
lempeng transparan (Supratman, 2010).
Tabel 2.1 Daftar korelasi infra merah
Jenis Vibrasi
Frekuensi (cm-1)
C-H Alkana
3000-2860
C-C Alkena
1600-1475
C=O
1725-1705
O-H Alkohol
3650-3600
O-H Bebas
3500-3200
C-H Amina
1690-1640
N=O
1550 dan 1350
S-H
2550
S-O
1200-1140
C-X (Florida, Klorida)
1400-1000
(Rachman, 2015)
15
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Rumput laut merupakan makro algae yang termasuk dalam divisi
Thallophyta, yaitu tumbuhan yang mempunyai struktur kerangka tubuh yang
terdiri dari batang/thallus dan tidak memiliki daun serta akar (Ditjen PEN,
2013).Rumput laut coklat hidup melekat pada batu atau bongkahan karang dan
dapat terlepas dari substratnya karena ombak besar sehingga dapat hanyut atau
terdampar ke atas permukaan pantai.Rumput laut coklat mempunyai warna yang
bermacam-macam mulai dari coklat muda sampai coklat tua (Sinurat, 2011).
2.1.1 Habitat dan sebaran rumput laut
Perbedaan sifat dan biologis rumput laut di Indonesia mengakibatkan
perbedaan cara penyebaran di wilayah negara kita. Pengetahuan tentang
penyebaran tiap-tiap spesies di wilayah tanah air akan membantu dalam
menentukan spesies apa yang akan ditanam berdasarkan perbedaan penyebaran
tiap spesies (Aslan, 1998). Alga coklat hampir seluruhnya hidup di laut, hanya
sedikit yang hidup di air tawar.Kelompok yang termasuk ini adalah ganggang
coklat yang diantaranya berukuran sangat besar (Romimohtarto dan Sri,
2001).Sargassum tersebar luas di Indonesia, tumbuh di daerah yang terlindung
maupun yang berombak besar pada habitat batu (Aslan, 1998).
2.1.2 Morfologi tumbuhan
Ciri-ciri jenis ini yaitu talus berbentuk slindris, akar (holdfast) membentuk
cakram kecil, “batang” pendek dengan percabangan utama tumbuh rimbun
dibagian ujungnya.“Daun” kecil, lonjong rata dan runcing, tepi daun bergerigi dan
5
Universitas Sumatera Utara
urat daun tidak begitu jelas, gelembung udara atau vesikel bulat telur, duduk pada
percabangan, warnanya pirang atau coklat (Atmaja, 1996).
2.1.3 Sistematika tumbuhan
Taksonomi rumput laut Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard
diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisi
: Phaeophyta
Kelas
: Phaeophyceae
Bangsa
: Fucales
Suku
: Sargassaceae
Marga
: Sargassum
Jenis
: Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard
2.1.4 Nama daerah
Nama daerah dari Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agardadalah Oseng
(Kepulauan Seribu) (Aslan, 1998).
2.1.5 Kandungan kimia rumput laut
Zat yang dapat diekstraksi dari algae ini berupa alginat yaitu suatu garam
dalam asam alginik yang mengandung ion sodium, kalsium dan barium.Zat atau
bahan-bahan lain yang terdapat pada jenis algae ini adalah fucosan (Aslan, 1998).
Komposisi kimia lainnya menurut Sosiawan (1996) yaitu air (7,54%), lemak
(0,46%), abu (62,90%) dan karbohidrat (21,33%). Alga coklat secara umum
mengandung pigmen terdiri dari klorofil yang ditutupi oleh pigmen kuning dan
coklat, santofil, karotin dan fukosantin.
2.1.6 Budidaya rumput laut
Rumput laut pada awalnya digunakan hanya untuk sayuran. Waktu itu
tidak terbayangkan zat apa yang terkandung di dalam rumput laut. Dengan
6
Universitas Sumatera Utara
berjalannya waktu, pengetahuan tentang rumput laut semakin berkembang dan
semakin tahu zat apa yang terkandung dalam rumput laut. Pengetahuan itu
digunakan agar rumput laut dapat dimanfaatkan secara optimal.Ganggang coklat
sangat potensial untuk dibudidayakan, seperti Sargassum dan Turbinaria
(Indriani, 1991).Rumput laut ini berpotensi cukup tinggi untuk dibudidayakan
mengingat pertumbuhannya yang cepat dan kemampuannya yang tinggi dalam
menyesuaikan terhadap perubahan musim (Husni, 2012).Pertumbuhan dan
penyebaran rumput laut sangat tergantung dari faktor-faktor oseanografi serta
jenis substratnya.Rumput laut banyak dijumpai pada daerah perairan dangkal
dengan kondisi perairan berpasir, sedikit lumpur atau campuran keduanya (Priono,
2013).Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membudidayakan rumput laut di
perairan pantai (laut) adalah pemilihan lokasi, melakukan uji penanaman,
menyiapkan areal budidaya, memilih metode budidaya yang akan digunakan,
penyediaan bibit, perawatan selama pemeliharaan, pemanenan dan pengeringan
hasil panen (Aslan, 1998).
2.1.7 Manfaat rumput laut
Rumput laut memiliki banyak manfaat di tiap negara dan ada juga yang
menjadikan sebagai budaya.Rumput laut pertama kali dikenal di Cina kira-kira
2.700 SM. Pada masa tersebut, rumput laut digunakan untuk obat-obatan dan
sayuran. Tahun 65 SM bangsa Romawi menggunakan rumput laut sebagai bahan
baku kosmetik, namun pengetahuan tentang rumput laut dari waktu ke waktu
semakin berkembang. Spanyol, Perancis, dan Inggris menjadikan rumput laut
sebagai bahan baku pembuatan gelas (Priono, 2013). Rumput laut banyak
digunakan sebagai produk makanan dan kesehatan, pupuk, bahan makanan
tambahan, pengendalian cemaran dan bahan kecantikan.
7
Universitas Sumatera Utara
2.1.7.1 Makanan
Rumput laut telah lama dikonsumsi di seluruh dunia.Makanan yang
populer di Jepang disebut sushi.Jepang dan Asia menggunakan rumput laut dalam
diet mereka.Masyarakat pesisir di Eropa mengkonsumsi rumput laut sebagai
budaya disebut budaya Welsh di Kepulauan Inggris, Irlandia, Skandanavia, seperti
Norwegi dan Islandia (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.2 Pupuk
Sebelum muncul pupuk berbasis kimia, rumput laut telah digunakan
sebagai pupuk oleh petani pesisir.Perkembangan teknologi saat ini telah
mengekstraksi rumput laut ke dalam pupuk kimia untuk penyimpanan yang lebih
mudah (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.3 Bahan tambahan makanan
Rumput laut pada saat ini dimanfaatkan sebagai aditif makanan, misalnya
digunakan untuk menyimpan es krim halus dan lembut dengan mencegah kristal
es saat pembekuan untuk memperlambat kecepatan mencairnya es krim. Rumput
laut pada proses pembuatan bir digunakan untuk menstabilkan busa dan rumput
laut juga digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan saus, sirup dan
mayones (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.4 Pengendalian pencemaran
Rumput laut digunakan untuk menyerap logam secara efektif.Peneliti
Eropa menggunakan rumput laut untuk menghilangkan logam dalam air hingga
95% yang dibuang dari tambang (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.5 Bahan kecantikan
Kosmetik dan terapi telah menggunakan produk berbasis rumput
laut.Salah satu bentuk terapi yakni mandi rumput laut digunakan dan diyakini
8
Universitas Sumatera Utara
dapat menyembuhkan penyakit rematik dan radang sendi.Penelitian saat ini telah
menyelidiki kemampuan rumput laut untuk menekan kanker.Jepang sebagai
negara pengkonsumsi rumput laut per kapita terbesar di dunia, dimana penyakit
kanker yang melanda penduduknya terbilang rendah (Ditjen PEN, 2013).
2.2 Alginat
Algin adalah sejenis bahan yang dikandung oleh Phaeophyceae dikenal
dalam dunia industri dan perdagangan karena banyak manfaatnya.Algin di dalam
dunia industri berbentuk asam alginik (alginic acid) atau alginat.Asam alginik
adalah suatu getah selaput (membrane mucilage), sedangkan alginat adalah bentuk
garam dari asam alginik.Garam alginat ada yang larut dalam air yaitu sodium
alginat, potassium alginat dan ammonium alginat, sedangkan yang tidak larut
dalam air adalah kalsium alginat (Aslan, 1998).
Kegunaan alginat dalam industri ialah sebagai bahan pengental, pengatur
keseimbangan, pengemulsi, dan pembentuk lapis tipis yang tahan terhadap
minyak. Dalam industri makanan alginat digunakan dalam pembuatan es krim,
susu, roti, kue, permen, mentega, saus, selai dan sirup. Alginat dalam industri
farmasi digunakan untuk pembuatan tablet, salep, kapsul, plester dan
filter.Industri kosmetik menggunakan alginat dalam pembuatan krim, lotion,
sampo dan cat rambut.Industri alginat dalam beberapa proses diperlukan sebagai
bahan additive antara lain pada industri tekstil, kertas, keramik, fotografi,
insektisida dan pestisida (Indriani, 1999).
2.2.1 Struktur alginat
Alginat adalah unsur utama dari alga coklat (Phaeophyta). Alginat
berbentuk rantai polisakarida yang tersusun atas monomerβ-D- mannuronat acid
9
Universitas Sumatera Utara
(M) dan α-L- Guluronat acid (G). Komposisi rantai monomer alginat tergantung
pada spesies alga coklat dan bagian thallus yang diekstraksi.Setiap alga coklat
mengandung tipe alginat (M/G rasio) yang berbeda tergantung pada waktu panen
dan bagiananatomi tumbuhan yang digunakan.Alginat dengan guluronat acid yang
tinggi memiliki struktur yang kaku sedangkan alginat dengan mannuronat acid
yang tinggi cenderung mamiliki struktur yang tidak kaku (Rachman, 2015).
Asam mannuronat dan guluronat dalam rantai alginat bisa ditemukan
berselang seling, tetapi umumnya membentuk struktur kelompok kopolimer
dengan kelompok yang hanya mengandung asam guluronat dan kelompok lain
mengandung asam mannuronat (Subaryono, 2010).
Gambar 2.1 Struktur natrium alginat
Keterangan: G : Guluronat; M : Mannuronat
2.2.2 Sifat fisikokimia alginat
Perbandingan
monomer-monomerpenyusun
alginat
mempengaruhi
kekuatan gel larutan alginat. Larutan natrium alginat tidak stabil di atas pH 10 dan
terjadi endapan natrium alginat pada pH kurang dari 3,5 (Agnessya,
2008).Kelarutan alginat dan kemampuannya mengikat air tergantung pada jumlah
ion karboksilat, berat molekul, dan pH.Kemampuan mengikat air meningkat jika
10
Universitas Sumatera Utara
jumlah ion karboksilat semakin banyak dan jumlah residu kalsium alginat kurang
dari 500. Alginat memiliki sifat-sifat utama yaitu :
1. Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas
2. Kemampuan untuk membentuk gel
3. Kemampuan membentuk film (Abadi, 2010)
Viskositas larutan alginat dipengaruhi oleh berat molekul dan keberadaan
ion dalam larutan.Pada kondisi larutan tanpa kation bervalensi dua atau tiga atau
dengan adanya bahan pengkelat, viskositas larutan alginat rendah (Subaryono,
2010).
2.2.3 Pembentukan gel alginat
Kemampuan alginat untuk membentuk gel ditentukan oleh proporsi dan
panjang G-blocks pada struktur molekulnya. Bagian monomer guluronat atau Gblocks pada satu molekul alginat dapat terhubung dengan molekul alginat lain
melalui cara ion kalsium atau kation multivalent lain. Kation kalsium divalent,
Ca2+ masuk ke struktur blok guluronat yang menyerupai egg in an egg box
structure.
Ikatan
polimer
alginat
melalui
pembentukan
junction
zone
menghasilkan gelasi pada larutan. Proses gelasi merupakan reaksi antara natrium
alginat dengan kalsium sulfat menghasilkan gel kalsium alginat yang tidak larut
dalam suatu larutan cair. Reaksi ini berlangsung cepat (Rachman, 2015).
2.3 Rumput Laut Penghasil Alginat
Algin dapat diekstrak dari Alginophyt, yaitu kelompok dari Phaeophyceae
yang menghasilkan algin, antara lain dari Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessonia
dan Sargassum (Aslan, 1998). Jenis rumput laut penghasil alginat seperti
Sargassum sp., Turbinaria sp., Laminaria sp., Ascophyllum sp. danMacrocystis
11
Universitas Sumatera Utara
sp. Sargassum dan Turbinaria banyak dijumpai di perairan laut Indonesia,
sedangkan Laminaria, Ascophyllum dan Macrocystis sedikit dijumpai di
Indonesia karena jenis tersebut hidup di derah subtropis (Santoso, 2008).
2.4 Penggunaan Alginat
Alginat telah banyak dimanfaatkan oleh berbagai industri, seperti industri
farmasi (5%), tekstil (50%), makanan dan minuman (30%), kertas (6%) serta
industri lainnya (9%). Industri farmasi menggunakan alginat pada proses
enkapsulasi karena sifatnya yang biokompatibel (Agnessya, 2008).
Alginat juga diketahui memiliki afinitas yang tinggi terhadap logam berat
dan unsur radioaktif, sehingga senyawa tersebut dapat membantu dalam
membersihkan polusi logam berat dan radioaktif dalam makanan yang dikonsumsi
(Widyastuti, 2009). Penggunaan alginat lainnya adalah pada produk makanan
yang direstrukturisasi atau dibentuk kembali dan contoh produk restrukturisasi
adalah daging yang dibuat dengan cara menyatukan serpihan daging dan dibentuk
kembali menjadi serpihan potongan daging dengan pengikat atau binder berupa
serbuk natrium alginat, kalsium karbonat, asam laktat dan kalsium laktat. Produk
yang dihasilkan berupa nugget, roast meat loaf dan steak (Subaryono, 2010).
2.5 Viskositas
Viskositas dari asam alginat yang berasal dari rumput laut sangat
bervariasi tergantung dari jenis spesiesnya.Viskositas dari larutan alginat terutama
dipengaruhi oleh konsentrasi, pH, berat molekul, suhu dan adanya kation logam
polivalen.Semakin tinggi konsentrasi atau berat molekul dari alginat, maka
semakin tinggi viskositasnya (Agnessya, 2008).
12
Universitas Sumatera Utara
2.6 Spektrofotometri Ultraviolet
Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang
berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda, sehingga
spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis
kualitatif. Data spektra UV secara tersendiri tidak dapat digunakan untuk
identifikasi kualitatif suatu obat atau metabolitnya, tetapi jika digabung dengan
cara lain seperti spektrofotometri infra merah, resonansi magnet inti, dan
spektroskopi massa dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif suatu senyawa
tersebut. Semua molekul organik mampu menyerap radiasi elektromagnetik
karena semua molekul organik mempunyai elektron valensi yang dapat
dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi.Kromofor merupakan semua
gugus atau atom dalam senyawa organik yang mampu menyerap sinar ultraviolet
(Rohman, 2007).
2.7 Spektrofotometer Inframerah
Spektrofotometer FTIR merupakan salah satu alat yang dapat digunakan
untuk identifikasi senyawa, khususnya senyawa organik.Spektrum infra merah
umumnya merupakan Spektrofotometer double-beem (berkas ganda) dan terdiri
dari 6 bagian yaitu:
1. Sumber sinar
Radiasi
inframerah
biasanya
dihasilkan
oleh
pemijar
Nerst
dan
Globar.Pemijar Nerst merupakan batang cekung dari Sirkonium dan Ytrium
oksida yang dipanasi hingga 1500oC dengan arus listrik.Pemijar Globar
merupakan batang silikon karbida yang dipanasi hingga 1200oC, sehingga
memancarkan radiasi kontinu pada daerah 1-40µm.
13
Universitas Sumatera Utara
2. Tempat sampel
3. Wadah sampel
Wadah sampel tergantung jenis sampel.Untuk sampel berbentuk padat
biasanya dibuat dalam bentuk pelet, pasta, atau lapisan tipis.Pelet KBr dibuat
dengan menghaluskan sampel dan Kristal KBr sehingga merata kemudian
ditekan sampai diperoleh pellet.
4. Monokromator
5. Detektor
Radiasi infra merah akanmelewati monokromator kemudian berkas radiasi
dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor.
Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa
mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas.
6. Rekorder
Sinyal yang dihasilkan dari detektor kemudian direkam sebagai spektrum
infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi.Spektrum infra merah
menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan
gelombang (Rachman, 2015).
Serbuk natrium alginat yang dihasilkan dapat dilakukan analisa gugus fungsinya
untuk membuktikan bahwa produk yang dihasilkan adalah senyawa natrium
alginat (Jayanudin,dkk., 2014)
2.7.1 Pengolahan Sampel
Beberapa cara pengolahan sampel tergantung dari jenis sampelnya (padat,
cair dan gas). Spektrum inframerah biasanya menunjukkan pengaruh dari
perbedaan pengolahan sampel dalam bentuk pergeseran frekuensi atau pita
14
Universitas Sumatera Utara
serapan.Pengolahan sampel yang berbeda membutuhkan preparasi yang bebeda
dalam pengukuran dan membutuhkan waktu yang berbeda pula.
1. Gas
Dalam fase uap, perubahan rotasi dalam molekul dapat bebas terjadi dan
proses energi rendah dapat mengatur pita vibrasi dengan energi yang lebih
tinggi. Dalam fase uap, sampel dimasukkan ke dalam sel khusus.Biasanya
panjang sel 10 cm yang ditempatkan langsung pada bagian natrium klorida
yang transparan terhadap sinar inframerah.
2. Padatan
Ada dua cara untuk pengolahan sampel padatan:
a) Mull atau pasta, 1 mg dari zat padat digerus hingga halus dalam mortar
dengan meneteskan hidrokarbon cair.
b) Lempeng kalium bromide dibuat dengan menggerus sampel (0,1-0,2%)
dengan KBr dalam mortar dan kemudian ditekan sehingga diperoleh sebuah
lempeng transparan (Supratman, 2010).
Tabel 2.1 Daftar korelasi infra merah
Jenis Vibrasi
Frekuensi (cm-1)
C-H Alkana
3000-2860
C-C Alkena
1600-1475
C=O
1725-1705
O-H Alkohol
3650-3600
O-H Bebas
3500-3200
C-H Amina
1690-1640
N=O
1550 dan 1350
S-H
2550
S-O
1200-1140
C-X (Florida, Klorida)
1400-1000
(Rachman, 2015)
15
Universitas Sumatera Utara