PENGOLAHAN
DAN PEMANFAATAN ALGINAT
DALAM
BIDANG PANGAN
Oleh
:
Andrias
Setiawan Susanto NIM : 132
142 5007
Dian
Lisnawati NIM:
132 142 0009
Kristina
Mustamanah NIM:
132 142 0011
Program
Studi Teknologi Industri Pertanian
Institut
Teknologi Indonesia
2016
BAB I
1.
PENDAHULUAN
Alginat merupakan salah satu jenis hidrokoloid, yaitu suatu
sistem koloid oleh polimer organik di
dalam air (Hoefler, 2004). Asam
alginat adalah suatu polisacharida yang terdiri dari D-mannuronic acid dan
L-guluronic acid yang merupakan asam-asam karbosiklik (R-COOH) dengan
perbandingan mannuronic acid/guluronic acid antara 0,3–2,35. Alginat
dapat diekstraksi dari rumput laut coklat seperti Sargassum
sp. dan Turbi naria sp. yang potensinya di Indonesia cukup besar, tetapi
belum dimanfaatkan secara optimal.
Alginat alami memiliki berbagai kelemahan
sehingga penggunaannya dalam industri menjadi terbatas. Beberapa kelemahan
alginat alami berhasil diatasi dengan memodifikasi alginat, baik dengan
memodifikasi strukturnya maupun interaksinya dengan bahan lain. Sifat kelarutan
alginat dan stabilitasnya yang rendah terhadap asam berhasil diatasi dengan
proses esterifikasi propilen glikol menghasilkan propilen glikol alginat (PGA).
Sineresis gel alginat yang tinggi berhasil diatasi dengan hidrolisis sebagian
yang menghasilkan polimer alginat berantai pendek, mengintroduksikan rantai
pendek poliguluronat serta dengan interaksi alginat dan bahan lain seperti locust
bean gum (LBG). Sifat hidrofilik alginat dapat diubah menjadi ampifilik
dengan substitusi rantai alkil panjang. Kemampuan alginat dalam memacu
pertumbuhan bakteri probiotik dapat dilakukan dengan hidrolisis alginat secara
enzimatik dengan alginat lyase menghasilkan alginat oligosakarida (AOS).
Modifikasi alginat telah membuka peluang yang lebih besar bagi pemanfaatan
alginat dan produk turunannya baik dalam bidang pangan dan non pangan.
Alginat telah lama dimanfaatkan, baik
dalam bidang pangan maupun non pangan. Dalam
bidang pangan, alginat banyak digunakan sebagai
penstabil emulsi pada es krim, pensuspensi pada
susu coklat, pengatur viskositas pada yoghurt,
dan lain-lain. Dalam bidang non pangan,
alginat banyak digunakan sebagai pengental pada textile printing, pengatur keseragaman dan kehalusan permukaan
kertas, pengontrol penetrasi
dan stabilitas lem yang terbuat dari pati maupun latex, dan pengatur pelepasan lambat bahan kimia pada pupuk dan obat- obatan (Mc. Hugh, 2008).
Sifat fungsional alginat alami sering mempunyai kelemahan seperti kelarutan
yang rendah, stabilitas larutan yang tidak
stabil, pembentukan gel yang tidak diinginkan
pada produk-produk yang viskous,
viskositas rendah serta kekurangan lainnya
yang menyebabkan keterbatasan dalam penggunaannya (Draget
et
al.,1991; Anon., 2008). Alginat merupakan polimer yang tersusun oleh asam manuronat dan guluronat dengan proporsi
yang berbeda-beda
tergantung jenis rumput laut yang digunakan sebagai bahan baku, umur, maupun lokasi
rumput laut tumbuh (Draget
et al., 2005).
Alginat adalah polisakarida alam yang umumnya terdapat pada dinding sel dari spesi ganggang
coklat (Phaeophyceae). Istilah alginat
biasa digunakan untuk garam dari asam alginat, tapi bisa
juga berarti turunan asam alginat dan asam alginat itu sendiri. Asam alginat tidak
larut dalam air, sehingga yang sering digunakan pada industri adalah natrium
alginat yang larut dalam air (Donati et al., 2004).
Alginat merupakan
komponen utama dari getah ganggang coklat (Phaeophyceae) yang diperoleh
dengan cara melarutkannya dalam alkali larutan natrium karbonat. Proses ini
untuk menghilangkan selulosa sekaligus memisahkan algin dalam bentuk garam
kalsium atau asam alginat. Selain itu, produk sampingan terpenting proses
pemisahan Algin adalah propilen glikol alginat.
Algin yang
memiliki mutu food grade harus bebas dari selulosa serta warnanya sudah
dilunturkan. Fungsi algin dalam industri pangan dianggap cukup penting,
sebagai salah satu alternatif bahan tambahan makanan yang halal. Fungsi
algin pada prinsipnya dapat menggantikan gelatin atau lemak hewan yang
berfungsi sebagai stabilizer-emulsifier dan pengental penstabil emulsi.
BAB II
2. ALGINAT
Menurut
Winarno (2008), alginat merupakan komponen utama dari getah ganggang coklat (Phaeophyceae),
dan merupakan senyawa penting dalam dinding sel spesies ganggang yang tergolong
dalam kelas Phaeophyceae. Secara kimia, alginat merupakan polimer murni
dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk rantai linier yang panjang. Alginat
membentuk garam yang larut dalam air dengan kation monovalen, serta amin
dengan berat molekul rendah, dan ion magnesium. Oleh karena alginat
merupakan molekul linier dengan berat molekul tinggi, maka mudah sekali
menyerap air. Karena alasan tersebut, maka alginat baik sekali fungsinya
sebagai bahan pengental. Alginat dapat diekstrak dari alginophyte, yaitu
dari phaeophyceae yang menghasilkan alginat, antara lain Macrocystis,
E
2.1 Komponen Alginat
Menurut
Winarno (2008), alginat merupakan komponen utama dari getah ganggang coklat
(Phaeophyceae), dan merupakan senyawa penting dalam dinding sel spesies
ganggang yang tergolong dalam kelas Phaeophyceae. Secara kimia, alginat
merupakan polimer murni dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk rantai linier
yang panjang. Alginat membentuk garam yang larut dalam air dengan kation
monovalen, serta amin dengan berat molekul rendah, dan ion
magnesium. Oleh karena alginat merupakan molekul linier dengan berat molekul
tinggi, maka mudah sekali menyerap air. Karena alasan tersebut, maka alginat
baik sekali fungsinya sebagai bahan pengental. Alginat dapat diekstrak
dari alginophyte, yaitu dari phaeophyceae yang menghasilkan alginat,
antara lain Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessonia,
dan Sargassum.
Menurut Food Chemical Codex (1981)
diacu dalam Yunizal (2004), rumus molekul dari asam alginat adalah (C6H706Na)n.
Garam natrium dari asam alginat berwarna putih samai kekuningan, berbentuk
tepung atau serat, hampir tidak berbau dan berasa, larut dalam air dan
mengental (larutan koloid), tidak larut dalam larutan hidrokoloid dengan
kandungan alkohol lebih dari 20%, dan tidak larut dalam kloroform, eter, dan
asam dengan pH kurang dari 3. Standar mutu internasional untuk asam alginat dan
garam alginat sesuai dengan Food Chemical Codex (1981) diacu dalam Yunizal (2004)
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Standar mutu asam alginat dan garam alginat
Karakteristik
|
Asam alginate
|
Garam alginate
|
Kemurnian (% berat kering)
|
91-104%
|
90.8-106%
|
Rendemen
|
>20%
|
>18%
|
Kadar CO2
|
<23%
|
<21%
|
Kadar As
|
<3 ppm
|
<3 ppm
|
Kadar Pb
|
<0.004%
|
<0.004%
|
Kadar Abu
|
<4%
|
18-27%
|
Susut pengeringan
|
<15%
|
<15%
|
Sumber : Food Chemical
Codex (1981) diacu dalam (2004)
2.2 Struktur Kimia Alginat
Ada
dua jenis monomer penyusun alginat, yaitu β-D-Mannopyranosil Uronat dan
α-L-Asam Gulopyranosyl Uronat. Dari kedua jenis monomer tersebut, alginat dapat
berupa homopolimer yang terdiri dari monomer sejenis, yaitu β-D-Mannopyranosil
Uronat saja atau α-L-Asam Gulopyranosyl Uronat saja; atau alginat dapat juga
berupa senyawa heteropolimer jika monomer penyusunnya adalah gabungan kedua
jenis monomer tersebut.
Secara kimia, alginat merupakan polisakarida yang tersusun
oleh dua jenis asam uronat.
Unit monomer alginat terdiri
dari asam guluronat (G) dan manuronat (M) yang tersusun dalam tiga
jenis pengelompokan yaitu kelompok yang terdiri dari residu manuronat dan guluronat yang berselang-seling (MGMG-MGM.....), kelompok asam guluronat (GGGGGG...) dan kelompok asam manuronat (MMM-MMM....). Menurut Ramsden (2004), asam manuronat 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 manuronat.
Pada rantai ujung biasanya tersusun oleh bidang manuronat atau guluronat
murni dengan beberapa kelompok yang bercampur. Struktur asam guluronat
berbeda dengan asam mannuronat. Residu asam mannuronat
mempunyai ikatan C 1,4 di-axial
sehingga struktur pita dari polimer ini
melengkung, berlawanan dengan bentuk merata dari asam mannuronat. Struktur ini stabil
dengan adanya ikatan
H antara gugus
OH pada atom C2 dari residu yang satu dengan gugus COO- dari residu tetangganya
(Anonim, 2005).
Dalam bidang makanan,
sifat kekentalan alginat
dapat digunakan dalam pembuatan
saus serta sirup, sebagai penstabil dalam pembuatan es krim (McHugh,
2003). Film kalsium alginat juga digunakan sebagai pembungkus ikan, buah, daging dan makanan lain untuk pengawetan (McCormick, 2001) dan merupakan pengepak alternatif karena mudah terurai
oleh mikroorganisme sehingga bersifat ramah lingkungan (Stading, 2003).
Gambar
2.1. Struktur Alginat
Film pelapis kalsium alginat dapat digunakan untuk membantu
mengawetkan ikan beku. Jika ikan dibekukan dengan
jelli kalsium alginat
maka ikan dilindungi dari
udara sehingga proses oksidasi dihambat. Dalam
bidang farmasi, alginate
dapat digunakan sebagai pembalut luka yang
dapat menyembuhkan luka karena dapat
mengabsorpsi cairan dari luka, dimana kalsium alginat
dalam serat diubah
oleh cairan tubuh menjadi natrium
alginat yang larut
(McHugh, 2003).
2.3 Sifat Fisika dan Kimia Alginat
Menurut
Rahadian (2009), faktor--faktor fisika yang mempegaruhi sifat-sifat larutan alginat adalah suhu,
konsentrasi dan ukuran polimer. Karakeristik fisik garam alginat yaitu berupa tepung atau serat, berwarna putih sampai dengan
kekuningan, hampir tidak berbau, dan berasa. Sedangkan faktor-faktor kimia
yang berpengaruh adalah pH dan adanya pengikat logam, serta garam monovalen dan
kation polivalen.
Asam alginat tidak larut dalam
air dingin, namun sedikit larut dalam air panas, larut dalam alkohol, eter dan
gliserol. Garam-garam (K, Na, NH4+, dn Ca2-)
dan p
ropilen glikol alginat larut dalam air dingin maupun panas, tapi garam
kalsiumnya tidak dapat larut dalam kondisi pH>7. Larutan garam alginat yang
larut dalam air akan membentuk gel pada larutan asam atau karena adanya ion
kalsium dan kation logam plovalen lainnya
(Rahardian 2009).
Viskositas
larutan alginat menurun dengan meningkatnya suhu. Pengaruh pH 4-10 terhadap
viskositas sangatlah kecil. Pada selang pH 5-10 larutan alginat stabil pada
suhu kamar untuk jangka waktu yang lama. Jika dalam larutan terdapat sejumlah
kecil ion Ca2+ atau ion-ion logam lain yang bervalensi dua atau
tiga, maka alginat dapat membentuk gel pada suhu kamar, atau tanpa ion-ion
tersebut pada pH ≤ 3 dapat membentuk gel pada suhu kamar. Viskositas paling
stabil pada pH ± 7. Pada pH di bawah 4 viskositas cenderung meningkat.
Berdasarkan penjelasan menurut Komogawa Cheical industri Co., Ltd., Jepang,
viskositas Na alginat dikelompokkan kedalam lima kelompok, yaitu ekstra tinggi
100 cps, tinggi 500 cps, medium 300 cps, ekstra rendah 20-30 cps. Pengukuran
dilakukan terhadap 1% larutan alginat pada suhu 20oC. Pada umumnya
alginat dari Sargassum dan Turbinaria mempunyai viskositas
rendah, tapi dapat membentuk gel yang bagus (Rahardian 2009).
Pada
konsentrasi tertentu larutan alginat akan menjadi gel bila asam atau
logam-logam polivalen ditambahkan pada natrium, kalium
atau amonium alginat. Kemampuan alginat membentuk gel secara reaksi dengan
garam kalsium merupakan sifat yang penting. Biasanya sebagai sumber kalsium
adalah kalsium karbonat, kalsium sulfat, dan kalsium klorida. Larutan natrium
alginat 1-12 % akan menjadi keras seperti gel oleh penambahan kalsium atau
ion-ion bervalensi 2(Ba2+, Pb2+, dan Sr2+).
Semakin tinggi konsentrasi alginat dan derajat polimerisasinya, semakin kuat
gel yang terbentuk. Kekuatan gel dapat dikontrol atau diatur sehingga dapat
dihasilkan gel yang lunak atau lembut, yang elastis, yang keras ataupun yang
kaku (Rahardian 2009).
2.4 Pemanfaatan Alginat
Pemanfaatan alginat didasarkan pada tiga sifat utamanya
yaitu yang pertama kemampuannya dalam menaikkan viskositas larutan apabila
alginat dilarutkan dalam air. Kedua adalah kemampuan alginat untuk membentuk
gel, gel akan terbentuk jika pada larutan natrium alginat ditambahkan garam Ca.
Gel terbentuk karena adanya reaksi kimia, pada proses tersebut Ca akan
menggantikan posisi natrium dari alginat dan mengikat molekul alginat yang
panjang. Proses ini tidak memerlukan panas dan gel yang terbentuk tidak akan
meleleh jika dipanaskan. Berbeda dengan gel agar yang memerlukan pemanasan
untuk pembentukan gelnya, sehingga air harus dipanaskan sampai suhu 80oC
untuk membentuk swelling/ gelatinisasi agar dan gel terbentuk pada suhu di
bawah 40oC. Sifat ketiga dari alginat adalah kemampuannya untuk
membentuk film dari natrium atau kalsium alginat dan fiber dari kalsium alginat
(Anon., 2007).
Alginat paling banyak digunakan dalam industri tekstil yaitu
sekitar 50%, industri pangan 30%, industri kertas 6%, welding rods 5%, farmasi
5%, dan lain-lainnya 4% (Mc. Hugh, 2008). Pada industri tekstil, alginat
digunakan sebagai pengental pada textile printing. Dengan penambahan alginat
maka kekentalan bahan pewarna akan lebih baik sehingga menghasilkan kualitas
textile printing yang lebih baik yaitu warna yang tajam dan bentuk gambar atau
garis yang lebih halus.
Pada industri
pangan, alginat digunakan sebagai pengental, pembentuk gel, stabilizer,
pembentuk bodi, bahan pengemulsi dan pensuspensi. Sebagai pengental dan
pengemulsi, alginat digunakan dalam pembuatan susu kental manis serta topping
untuk es krim. Dalam produk es krim, alginat digunakan sebagai stabilizer
menggantikan pati dan karaginan. Di samping mencegah es krim agar tidak mudah
meleleh, natrium alginat juga tidak membentuk kristal es dan membuat produk
menjadi lebih lembut dan enak. Alginat juga dapat diaplikasikan untuk minuman
campuran seperti es loli, es jus buah, dan sebagainya. Jika alginat ditambahkan
pada produk keju, produk tersebut tidak akan lengket dengan pembungkusnya.
Lebih lanjut natrium alginat dapat menjaga produk tetap baik selama proses penyimpanan
dan distribusi pemasaran (Velez et al., 2003; Draget et al., 2005; Anon.,
2007).
Alginat juga
digunakan dalam produk jeli untuk pencuci mulut. Jeli dibuat dari campuran
alginat-kalsium dan sering disebut sebagai jeli instan karena pembuatannya yang
mudah dan sederhana yaitu hanya dengan mencampurkan serbuk jeli dengan air atau
susu tanpa pemanasan (Anon., 2007). Selain itu alginat digunakan dalam
menstabilkan emulsi seperti pada minuman emulsi (Paraskevopoulou et al., 2005).
Alginat juga banyak digunakan sebagai bahan pada proses imobilisasi enzim atau
sel serta pembentukan bahan biocompatible (Jork et al., 2000; Pelletier et al.,
2000; Eroğlu et al., 2006; Yabur et al., 2007).
Penggunaan lain
alginat adalah pada produk makanan yang direstrukturisasi atau dibentuk
kembali. Contoh produk restrukturisasi adalah daging yang dibuat dengan cara
menyatukan serpihan daging dan dibentuk kembali menjadi seperti potongan daging
dengan pengikat atau binder berupa serbuk natrium alginat, kalsium karbonat, asam
laktat, dan kalsium laktat. Produk yang dihasilkan dapat berupa nugget, roast
meat loaf, dan steak.
Ketika alginat
dicampur dengan daging, alginat tersebut akan membentuk gel dan mengikat
serpihan-serpihan daging tersebut menjadi satu. Dalam produk ini, alginat yang
ditambahkan biasanya lebih dari 1%. Prinsip yang sama dapat diterapkan untuk
pembuatan daging udang sintetis dengan menggunakan alginat, protein seperti
konsentrat protein kedelai dan flavor. Untuk pembuatan produk restrukturisasi
fillet ikan digunakan daging ikan cincang dan gel kalsium alginat (Anon.,
2007).
Kegunaan alginat dan kemampuannya mengikat air bergantung pada jumlah ion karboksilat, berat molekul dan
pH. Kemampuan mengikat air meningkat bila jumlah ion karboksilat
semakin banyak dan jumlah residu kalsium alginat
kurang dari 500,
sedangkan pada pH
dibawah 3 terjadi
pengendapan. Secara umum, alginat dapat
mengabsorpsi air dan dapat digunakan sebagai pengemulsi dengan viskositas yang rendah.
Alginat tidak stabil
terhadap panas, oksigen,
ion logam dan sebagainya. Dalam keadaan demikian, alginat akan mengalami
degradasi. Selama
penyimpanan alginat cepat mengalami degradasi dengan adanya oksigen terutama
dengan naiknya kelembaban udara .Alginat komersial mudah terdegradasi oleh mikroorganisme
yang terdapat diudara, karena bahan tersebut
mengandung partikel alga dan
zat bernitrogen.Semua larutan alginate akan mengalami
depolimerisasi dengan kenaikan suhu (Zhanjiang,
1990).
Natrium alginat adalah bubuk berwarna krem, larut dalam air dengan
membentuk larutan koloid,
kental, tidak larut
dalam alkohol, kloroform, eter dan larutan asam jika pH dibawah 3
(Anonimous, 1976). Propilen glikol
alginat menunjukkan stabilitas yang sangat baik dalam larutan asam dan khususnya efektif pada batasan pH 2,5 –
4. Kondisi alkali harus dihindari karena efek pelindung dari
gugus ester akan hilang secara cepat disebabkan terjadinya saponifikasi (ISP, 2001).
Garam basa organik dari alginat dapat mempengaruhi kelarutan asam alginat
dalam pelarut organik. Sebagai contoh, tributiamin, feniltrimetilamonium dan
benziltrimetilamonium alginat larut dalam etanol absolut sedangkan trietanolamin
alginat larut dalam etanol 75 %. Senyawa amonium kuartener dengan hidrokarbon seperti asetil
trimetil amonium bromida bereaksi dengan asam alginat
membentuk endapan asetil trimetil amonium
alginat (Muzzarelli, 1973).
Fungsi utama alginat adalah sebagai gelling agent dengan
adanya ion
kation khususnya kalsium
( Wandrey, 2005).
Ketika 2 blok G tersusun
paralel, terbentuknya pola
rantai seperti dengan lubang yang sangat ideal sebagai tempat pengikatan kalsium. Sifat pengental alginat berguna
dalam pembuatan saus, sirup serta es krim. Melalui penambahan alginat , produk es
menjadi tidak lengket sehingga dapat dibungkus dengan plastik.
Alginat meningkatkan tekstur dan kemilau dari yoghurt
sekaligus menstabilkan protein susu pada kondisi asam. Minuman buah yang ditambahkan
natrium alginat atau PGA untuk mencegah sedimentasi. Alginat juga bertindak
sebagai stabilisator dalam es krim dimana penambahan alginat mengurangi
pembentukan kristal es selama freezing sehingga produk menjadi lembut.Selain
itu alginat mengurangi laju pelelehan es krim
(McHugh,2003).
Sebagai pembungkus yang dapat dimakan, alginat berperan sebagai
komponen diet seperti serat karena hanya meningkatkan volume usus, tidak diabsorbsi
dalam saluran pencernaan, berkalori rendah dan tidak berpotensi untuk merusak
(Cancela, 2003). Film pelapis kalsium alginat dapat digunakan untuk membantu
mengawetkan ikan beku. Jika ikan dibekukan dengan jelli kalsium alginat maka
ikan dilindungi dari udara sehingga proses oksidasi dihambat. Jika jelli
mencair bersama ikan, dengan mudah dapat dipisahkan. Potongan daging yang
dibungkus dengan film kalsium alginat sebelum dibekukan menyebabkan juice
daging akan diabsorbsi kembali kedalam daging selama proses pencairan, sehingga
pembungkusan dapat melindungi daging dari kontaminasi bakteri (McHugh, 2003).
Algin merupakan molekul linier dengan
berat molekul tinggi. Kondisi ini memberikan implikasi pada algin,
yakni mudah menyerap air. Inilah alasan yang memungkinkan
algin dijadikan sebagai bahan pengental. Di samping proses pengentalan
larutan itu sendiri, algin juga dapat meningkatkan daya suspensi larutan tersebut
(stabilisator).
Pada sistem yang lain, algin -- yang
memiliki produk sampingan propilen glikol alginat -- memiliki gugus
hidrolik dan lipofilik. Keadaan ini memungkinkan algin berfungsi sebagai
pengemulsi yang asli dengan sifat pengental yang kuat. Dengan sifat-sifat di
atas, algin digunakan dalam industri makanan pada produk:
a.
Susu (es krim). Dalam hal ini, algin berfungsi sebagai
stabilisator yang dapat menjaga keutuhan es krim dan membuahkan tekstur yang
halus. Selain itu mencegah timbulnya kristal es yang besar dalam produk
yang dihasilkan – sesuatu yang sangat dihindari dalam pembuatan es krim.
Algin juga digunakan sebagai stabilisator pada produk susu lainnya, seperti
susu es (ice milk), milk shake mixes dan sherbets, yoghurt,
roti dan kue. Karena sifatnya yang baik dalam menahan air (water
holding capacity), algin dapat mengatasi cepat mengeringnya produk pada
keadaan udara berkelengasan rendah. Algin dipergunakan pada roti dan kue
dalam cake filling dan toppings, bakery jellies,
pie filling dan lain sebagainya.
b.
Bumbu salad. Propylen glikol alginat yang terdapat pada
algin memiliki sifat selain sebagai pengemulsi, juga sebagai bahan
pengental. Karena itu, algin sangat tepat jika ditambahkan dalam
produk french dressing. Adanya algin pada produk tersebut akan
membuat bumbu salad menjadi tahan lama dan tidak pecah, baik disimpan pada suhu
tinggi maupun suhu rendah.
c.
Permen agar-agar. Algin mempunyai kemampuan untuk
menyimpan atau menahan air yang baik. Penggunaan algin dalam
pembuatan permen agar-agar menjadikan permen bersifat bening dan tahan
lama serta memiliki tekstur yang empuk sampai saat pengunyahan.
d.
Produk kalengan. Produk pangan yang dikalengkan,
biasanya mengandung cairan. Penambahan algin mengganti sebagian besar
pati pada produk pangan kaleng untuk mengurangi waktu proses pemanasan.
Pengurangan waktu proses pemanasan ini berkaitan dengan adanya ion kalsium pada
algin. Saat terjadi pemanasan, ion kalsium terhambat. Akibatnya,
larutan memiliki viskositas yang rendah. Setelah proses
pemanasan-sterilisasi selesai dan suhu diturunkan, ion kalsium bereaksi dengan
algin yang menyebabkan viskositas meningkat hingga mencapai kondisi yang
diinginkan.
e.
Karena memiliki kandungan kalori yang rendah (1,4
kkal/gram) algin juga digunakan pada produk pelangsing tubuh (dietetic
foods). Selain cocok untuk produk pangan, algin juga dapat
digunakan pada produk obat-obatan dan kosmetika. Sebagai contoh untuk
bahan suspensi, stabilisator dalam pembuatan salep dan sebagai pengikat
(binder) dalam pembuatan tablet.
Tabel 2. Beberapa
aplikasi alginat dalam produk makanan
(Sumber
: Wandrey ,2005)
Sifat
|
Produk
|
Makanan
|
Mengikat air
|
Makanan Beku
|
Mempertahankan tekstur
|
Pengisi Pastry
|
Menghasilkan
produk dan tekstur yang lembut
|
|
Sirup
|
Mencegah Pengendapan
|
|
Pelapis Kue
|
Meniadakan
rasa lengket
|
|
Membentuk Gel
|
Puding
|
Mempertahankan
bentuk tekstur
|
Pengisi Pie
|
Meningkatkan
rasa makanan
|
|
Dessert Gel
|
Menghasilkan
produk yang transparan dan cepat
membentuk gel
|
|
Mengemulsikan
|
Salad dreesing
|
Mengemulsi
dan menstabilkan
|
Saus
|
Mengemulsi
minyak dan Mencegah pengendapan
|
|
Menstabilkan
|
Bir
|
Mempertahankan
busa bir
|
Jus
|
Menstabilkan larutan
|
|
Sirup
|
Menghasilkan
sirup yang homogen
|
|
Saus
|
Mengentalkan
dan menstabilkan
|
2.5 Berbagai Kelemahan Alginat Dan Keterbatasan Dalam
Penggunaannya
Salah satu contoh kelemahan alginat
yang menyebabkan terbatasnya penggunaan bahan tersebut adalah sifatnya yang
mudah mengendap, khususnya alginat yang mempunyai kandungan poliguluronat
tinggi serta berada pada media asam. Alginat umumnya mengendap pada pH di bawah
4. Hal tersebut menyebabkan keterbatasan penggunaannya sehingga tidak dapat
digunakan sebagai penstabil emulsi pada produk-produk yang ber-pH rendah
seperti salad dressing, yoghurt, atau penjernih pada bir (Anon., 2008).
Contoh lain kelemahan alginat adalah
sineresis atau keluarnya air dari gel selama penyimpanan yang cukup tinggi
sehingga menurunkan mutu gel yang dihasilkan. Produk gel yang dikehendaki
adalah gel yang stabil dan nilai sineresisnya rendah sehingga gel tetap utuh
selama penyimpanan (Draget et al.,2001; Subaryono, 2009). Kemampuan alginat
alami dalam menyerap air juga terbatas sesuai sifat aslinya sehingga
pemanfaatan sebagai bahan untuk membuat serat filamen super absorbent juga
terbatas. Dengan modifikasi beberapa kelemahan tersebut dapat diatasi (Kim et
al., 2000).
Alginat alami juga mempunyai
keterbatasan dalam hal sifatnya yang hidrofilik dan sulit untuk berasosiasi
dengan material yang bersifat hidrofobik, sehingga kemampuannya sebagai bahan
pengatur pelepasan lambat terhadap obat-obatan menjadi terbatas pada
bahan-bahan yang bersifat larut dalam air saja dan tidak dapat dilakukan pada
bahan obat yang tidak larut air (Broderick et al., 2006).
Pemanfaatan alginat sebagai bahan
prebiotik yang merupakan substrat bagi mikroba untuk menghasilkan asam lemak
rantai pendek juga tidak mudah dilakukan karena polimernya yang panjang,
sehingga kurang sesuai bagi bakteri probiotik seperti bifidobakteria dan
laktobasilus. Prebiotik merupakan kelompok oligosakarida seperti rafinosa,
stakhios, frukto-oligosakarida, inulin, dan beberapa peptide protein yang tidak
mudah dicerna sehingga mampu mencapai usus halus. Prebiotik merupakan nutrisi
yang cocok bagi pertumbuhan bakteri probiotik sehingga mampu meningkatkan
populasi bakteri baik dan menekan pertumbuhan bakteri jahat dalam usus (Akiyama
& Endo, 1992; Wang et al., 2006).
2.6 Pembuatan
Alginat
a.
Pembersihan
Sebelum diolah rumput laut dibersihkan dari kotoran, seperti
pasir,batu karang dll.Pencucian dilakukan dengan cara menyemprotkan air ke
rumput laut. Direndam selama 24 jam dengan air bersih, hingga lunak.
b.
Perendaman
Tahapan
selanjutnya rumput laut dapat digunakan sebagai bahan baku alginate. Untuk
menghilangkan kotoran yang larut dalam alkali, rumput laut direndam dalam
larutan HCL 0.1 - 0.5% Tujuan perendaman dalam air untuk mengembalikan kondisi
rumput laut seperti pada kondisi awal / segar, lunak sehingga mempermudah
proses ekstraksi serta melarutkan zat yang terkandung dalam rumput laut seperti
laminari, manitol,zat warna serta garam garam lain. Selain itu untuk menghilangkan ion yang menyebabkan alginat tidak larut
c.
Ekstraksi/perebusan
Ekstraksi alginat dari rumput laut
coklat dilakukan dengan cara perebusan dalam larutan basa seperti larutan
Na2CO3 atau NaOH. Selama ekstraksi berlangsung, pH larutan harus dipertahankan
antara 9,6 sampai 11. Apabila pH perebusan rendah maka proses ekstraksi
berjalan lambat, sedangkan apabila pH perebusan lebih besar akan terjadi
degradasi alginat (Percival 1970 dalam Yunizal 2004).
Konsentrasi Na2CO3 yang digunakan
untuk ekstraksi rumput laut coklat tidak boleh melebihi 2 % karena akan terjadi
degradasi dari asam alginat. Konsentrasi larutan Na2CO3 yang lebih tinggi (3-5
%) dapat menyebabkan penurunan rendemen dan viskositas natrium alginat yang
dihasilkan (Chou dan Chiang 1976 dalam Yunizal 2004). Ekstraksi alginat
menggunakan larutan Na2CO3 dengan konsentrasi rendah menyebabkan sebagian besar
alginate berbobot molekul rendah terekstrak sehingga viskositas natrium alginat
yang dihasilkan rendah. Peningkatan Na2CO3 sampai batas tertentu (2 %) akan meningkatkan
viskositas natrium alginat karena banyak alginat berbobot molekul tinggi yang
akan terekstrak (Yunizal 2004).
Pemanasan dibutuhkan untuk mempermudah
ekstraksi dan melarutkan alginat berbobot molekul tinggi. Pemanasan yang
relatif lama akan mendegradasi polimer alginat, namun penggunaan suhu yang
rendah menyebabkan ekstraksi berjalan lambat (Chou dan Chiang 1976 dalam
Yunizal 2004). Natrium alginate untuk mendapatkan viskositas dan bobot molekul
yang tinggi diperlukan konsentrasi Na2CO3 dan suhu ekstraksi yang optimal.
d.
Penyaringan
Ekstraksi
alginat akan membentuk bubur rumput laut, yang akan dipisahkan antara filtrat
alginat dari selulosa dengan menggunakan hydroulic press dan beberapa jenis
saringan seperti kain saring yang cukup tebal, penyaring vibrator atau dengan
saringan berukuran sangat halus yang berukuran 150 mesh (Yunizal 2004).
e.
Pemutihan/Pemucatan
Rumput laut
coklat memiliki zat warna karotenoid (karoten dan fukosantin) yang tidak larut
dalam air, sehingga tidak dapat dihilangkan pada proses perendaman dan
ekstraksi. Karotenoid memiliki gugus kromofor atau gugus membawa warna, antara
lain gugus benzena dan sejumlah ikatan rangkap, yang dapat berkonjugasi dan
sangat labil karena mudah teroksidasi.
Natrium hipoklorit
(NaOCl) bersama-sama dengan Na2CO3 merupakan pengoksidasi yang kuat yang akan
mengoksidasi gugus kromofor tersebut. Gugus kromofor yang telah teroksidasi
akan kehilangan fungsi penyerapan cahayanya, sehingga tidak memberikan warna
yang tampak atau kehilangan warnanya. Semakin tinggi konsentrasi NaOCl (sampai
batas tertentu) maka kerusakan kromofor semakin besar, sehingga derajat putih
alginat semakin baik (Yunizal 2004).
.
f.
Pengendapan asam alginate
Pengendapan asam alginat dapat
dilakukan dengan metode Stanford
dengan menambahkan asam klorida atau
asam sulfat. Penggunaan HCl 5 % untuk
mengendapkan asam alginat dapat
dipilih sebagai perlakuan terbaik, karena
menghasilkan natrium alginat dengan
viskositas tinggi, kadar abu yang sesuai
standar mutu, kadar air rendah, derajat putih cukup besar tetapi rendemen rendah (Yunizal 2004).
g.
Pengendapan Natrium
alginate
Untuk
membentuk natrium alginat, asam alginat yang telah terbentuk ditambahkan dengan
larutan alkali yang mengandung ion Na+ seperti NaOH dan Na2CO3. Tujuan dari
pembentukan natrium alginat adalah mendapatkan alginate dalam bentuk yang
stabil. Pertukaran ion H+ dengan ion Na+ berjalan lambat. Proses penetralan
homogen ini tidak mudah karena tergantung bagaimana alkali dapat melakukan
penetrasi terhadap partikel asam alginat dengan baik
(McHugh
1987)
h.
Penarikan natrium alginat
Penarikan
natrium alginat yang berasal dari larutan natrium alginat yang telah terbentuk
dapat dilakukan dengan menggunakan alkohol. Alkohol yang biasanya digunakan adalah metanol atau isopropanol.
Natrium alginat akan mengendap pada konsentrasi alkohol lebih kecil dari 30 %.
Penggunaan etanol atau isopropanol pada konsentrasi di atas 30 % menyebabkan
pengendapan natrium alginat yang sempurna. Pengendapan natrium alginat ini
telah sempurna dengan menggunakan etanol ataupun isopropanol pada konsentrasi
40 % (Yunizal 1999).
i.
Pengeringan
Pengeringan
dilakukan dengan mengeringkan natrium alginat ke dalam oven suhu 45-50 oC
sampai berat kering natrium alginat stabil. Pengeringan adalah suatu metode
untuk mengurangi kandungan air dalam bahan pangan dengan cara menguapkan air
tersebut dengan menggunakan energi panas. Dengan berkurangnya kadar air berarti
volume bahan lebih kecil, sehingga memudahkan penyimpanan dan dapat disimpan
lebih lama (Marliyati et al. 1992).
BAB
III.
KESIMPULAN
Pada
industri pangan, alginat digunakan sebagai pengental, pembentuk gel,
stabilizer, pembentuk bodi, bahan pengemulsi dan pensuspensi. Sebagai pengental
dan pengemulsi, alginat digunakan dalam pembuatan susu kental manis serta
topping untuk es krim. Dalam produk es krim, alginat digunakan sebagai
stabilizer menggantikan pati dan karaginan.
Di
samping mencegah es krim agar tidak mudah meleleh, natrium alginat juga tidak
membentuk kristal es dan membuat produk menjadi lebih lembut dan enak. Alginat
juga dapat diaplikasikan untuk minuman campuran seperti es loli, es jus buah,
dan sebagainya. Jika alginat ditambahkan pada produk keju, produk tersebut
tidak akan lengket dengan pembungkusnya. Lebih lanjut natrium alginat dapat
menjaga produk tetap baik selama proses penyimpanan dan distribusi pemasaran.
Tahap-tahap
pembuatan Alginat :
1. Pembersihan
2. Perendaman
3. Ekstrasi
4. Penyaringan
5. Pemutihan/pemucatan
6. Pengendapan Asam Alginate
7. Pengendapan Natrium Alginate
8. Penarikan Natrium Alginate
9. Pengeringan
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2008. Training manual on gracilaria culture and seaweed processing in china. FAO Corporate Document Repository. www.fao.org/docrep/field/003/ AB730E/AB730E00. Accessed on November 23, 2008.
Draget,
K.I.,
Østgaard,
K., and Smidsrød,
O. 1991. Homogenous alginate
gels: A technical approach. Carbohydrate Polymers 14: 159–178
Hoefler,
A.C. 2004. Hydrocolloids. Eagan Press st. Pane.
Minnesota.
USA 111 pp.
Mc. Hugh, D.J. 2008. Production, properties and uses of alginates in production and
utilization of products from
commercial seaweeds. FAO Corporate Document Repository. http://www.fao.org/ docrep/006/ y4765e08.htm. 45 pp. Diakses pada tanggal.
Nybakken,
J.W. 1992. Biologi Laut.Suatu Pendekatan ekologis. Gramedia
Pustaka
Utama. Jakarta. 459 hal.
Winarno,
F.G. 1990. Teknologi Pengelolaan Alga Laut. Pustaka Sinar harapan.
Jakarta.
112 hal.
Bold, H.C. dan M.J. Wynne. 1978. Introduction
to the Algae. Prenticell. Inc. Engelwood Cliff. New Jersey. 710 hal.
Anonim,
2007. CO2 Removal by seaweed. Ministry of Maritime affairs and Fisheries. Koren
Institute of Marine Sci & Tech. Promotion Pusat National University. 5 hal
1 komentar:
Mbak bisa minta nomer wa... saya mau berkonsultasi tentang pembuatan karaginan wa saya 081296635694.. matursuwon
Posting Komentar