OPTIMASI PROSES EKSTRAKSI PEMBUATAN KARAGINAN DARI RUMPUT LAUT MERAH (Eucheuma cottonii)

SERTA APLIKASINYA SEBAGAI PENSTABIL PADA SIRUP MARKISA

FIFI ARFINI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2011

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Optimasi Proses Ekstraksi Pembuatan Karaginan dari Rumput Laut Merah Eucheuma cottonii serta Aplikasinya sebagai Penstabil pada Sirup Markisa adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Maret 2011

Fifi Arfini NRP F153080031

ABSTRACT

FIFI ARFINI. Process Optimation of Carrageenan Extraction From Red Seaweed (Eucheuma cottonii) and Its Application as stabilizer on Passion Fruit Syrup. Under direction of RIZAL SYARIEF S. NAZLI, USMAN AHMAD and ROSMAWATY PERANGINANGIN. Carrageenan is seaweed gum derived from red seaweed polysaccharide sulfate form which has the properties of hydrocolloid so widely used in food and industrial products. The objectives of this research was to analyze and optimize the process of carrageenan from E.cottonii (variation of water ratio, KCl concentration and precipitation temperature) to shorten process time and to obtain physico-chemical characteristics and functional extracted carrageenan, determine and assess the optimal extraction process and to apply carrageenan optimal extraction process results in products of passion fruit syrup as well as assess the quality of the resulting syrup. Rendemen, viscosity, gel strength, moisture, ash, acid insoluble ash, sulphate and whiteness were used as quality parameters of carrageenan. It was found that the best carrageenan extraction process was obtained from water ratio 1:20, 1% KCl concentration and precipitation temperature of 30 oC process. The application of carrageenan on passion fruit syrup indicated that addition of carrageenan 4.4 % gave the pH, viscosity and turbidity similar to commercial syrup. Based on paired comparison test with the commercial syrup, the resulted one has better appearance, sour taste and flavor passion fruit on a commercial while for sweetness and color were less than those of the

Key words: carrageenan, extraction, physic-chemical characteristic, passion fruit syrup.

commercial syrup.

.

RINGKASAN

FIFI ARFINI. Optimasi Proses Ekstraksi Pembuatan Karaginan dari Rumput Laut Merah (Eucheuma cottonii) serta Aplikasinya sebagai Penstabil pada Sirup Markisa. Dibimbing oleh RIZAL SYARIEF S. NAZLI, USMAN AHMAD dan ROSMAWATY PERANGINANGIN.

Pascapanen rumput laut setelah pemanenan memegang peranan sangat penting dalam industri rumput laut. Kegiatan penanganan pascapanen menentukan mutu rumput laut yang dihasilkan sebagai bahan baku untuk pengolahan. Kegiatan ini harus dilakukan dengan seksama mulai dari cara pemanenan, pencucian, pengeringan dan bahkan sampai pengemasan dan penyimpanannya. Kegiatan pengolahan akan menciptakan suatu produk baru yang nilai tambahnya jauh lebih tinggi dari sekedar menjual bahan mentah. Usaha untuk memproduksi karaginan dengan kualitas yang baik telah banyak dilakukan melalui berbagai penelitian. Namun untuk pengembangan industri karaginan tersebut dibatasi oleh beberapa faktor, diantaranya modal yang diperlukan untuk industri pengolahan karaginan yang cukup besar. Hal ini disebabkan oleh proses ekstraksi karaginan yang cukup rumit dan relatif menghabiskan energi yang cukup besar.

Tujuan dari penelitian ini adalah: a) mengkaji dan mengoptimalkan proses ekstraksi karaginan (variasi perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi) pada rumput laut Eucheuma cottonii untuk mempersingkat waktu proses, b) memperoleh karakteristik fisiko-kimia dan fungsional karaginan hasil ekstraksi yang dioptimalkan c) mengaplikasikan karaginan yang dihasilkan pada sirup markisa serta mengkaji mutu sirup yang dihasilkan. Penelitian ini diawali dengan penelitian pendahuluan untuk mencari konsentrasi larutan KCl yaitu 0,5; 1; 1,5 dan 2%). Selanjutnya tahap optimasi proses yang bertujuan untuk mengetahui perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi yang optimal dan memperoleh karakteristik hasil karaginan yang dioptimalkan. Proses ini terdiri dari: 1)Ekstraksi I, 2) Pencucian, 3) Ekstraksi II (Perbandingan air 1:20, 1:30 dan 1:40) 4) Filtrasi, 4) Presipitasi oleh KCl (1 dan 1,5% pada suhu 15 dan suhu 30 o

Kombinasi perlakuan optimum yang dihasilkan adalah perbandingan air 1:20, konsentrasi KCl 1 % dan suhu presipitasi 30

C), 5) Penyaringan, 6) Pengepresan, 7) Pengeringan dan Penepungan. Tahap terakhir yaitu aplikasi karaginan hasil ekstraksi pada sirup markisa. Perlakuan diawali dengan proses pencucian, pemotongan kulit, pengerukan isi buah markisa lalu dilakukan pemblenderan dan penyaringan. Sari buah markisa selanjutnya diolah menjadi sirup dengan penambahan karaginan yaitu 3.3 (A), 3.9 (B), 4.4 (C) dan 5.0 % (D).

oC berdasarkan parameter rendemen sebesar 31.77 %, viskositas 145.00 cP, kekuatan gel 1897.14 g/cm2

, kadar air 9.73%, kadar abu 29.59%, kadar abu tak larut asam 0.83%, kadar sulfat 18.36% dan derajat putih 51.57%. Sifat fisik dan kimia sirup markisa terpilih yang dihasilkan pada penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan karaginan (formulasi C) pada pembuatan sirup markisa mempunyai sifat fisik kimia yang hampir sama dengan sirup markisa komersil dengan nilai pH 3.30, viskositas 611.33 cP, kekeruhan 6056.667 NTU, total gula 42.0%. Berdasarkan uji perbandingan pasangan, menunjukan bahwa sirup markisa karaginan mempunyai kenampakan, rasa asam dan aroma yang lebih baik dari sirup markisa komersil, sedangkan warna dan rasa manis, sirup markisa karaginan lebih rendah dari sirup markisa komersil.

Kata kunci: karaginan, ekstraksi, karakteristik fisiko-kimia, sirup markisa.

Hak Cipta milik IPB tahun 2011 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

OPTIMASI PROSES EKSTRAKSI PADA PEMBUATAN KARAGINAN DARI RUMPUT LAUT MERAH (Eucheuma cottonii )

SERTA APLIKASINYA SEBAGAI PENSTABIL PADA SIRUP MARKISA

FIFI ARFINI

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Teknologi Pascapanen

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2011

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, MSc

Judul tesis : Optimasi Proses Ekstraksi pada Pembuatan Karaginan dari Rumput Laut Merah (Eucheuma cottonii) serta Aplikasinya sebagai Penstabil pada Sirup Markisa Nama : Fifi Arfini NRP : F153080031

Disetujui

Komisi Pembimbing

Dr.Ir. Usman Ahmad, M.Agr Anggota Anggota

Prof.Dr.Ir. Rosmawaty Peranginangin

Ketua Prof.Dr.Ir. Rizal Syarief, DESS

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Teknologi Pascapanen Dr.Ir. Sutrisno, M.Agr

Dr.Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr

Tanggal Ujian : 16 Maret 2010 Tanggal Lulus : 30 Maret 2011

PRAKATA

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah, SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat terselesaikan. Karya ilmiah ini merupakan sebagian kecil dari nikmat dan kasih sayang-Nya yang diberikan kepada penulis. Tema yang dipilih pada penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2010 Januari 2011 adalah Optimasi Proses Ekstraksi pada Pembuatan Karaginan dari Rumput Laut Merah (Eucheuma cottonii) serta Aplikasinya sebagai Penstabil pada Sirup Markisa. Melalui prakata ini penulis menghaturkan banyak terima kasih kepada : - Direktur, Asisten direktur dan segenap jajaran Politeknik Pertanian Negeri Pangkep

(POLITANI) Pangkep yang telah memberi kesempatan mengikuti pendidikan. - Prof.Dr.Ir. Rizal Syarief S. Nazli, Dr.Ir Usman Ahmad, M.Agr dan Prof.Dr.Ir.

Rosmawaty Peranginangin selaku pembimbing, atas segala bimbingan, saran dan masukannya sejak penyusunan proposal hingga karya ilmiah ini selesai.

- Dr.Ir. Y. Aris Purwanto, MSc, selaku penguji luar komisi atas saran dan masukannya. - Prof.Dr.H. Hari Eko Irianto selaku kepala Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan

Bioteknologi Kelautan dan Perikanan (BBRP2B-KP) yang telah memberikan izin dan fasilitas penelitian beserta staf BBRP2B-KP (Arif, Ruri, mb Ellya, dll), beserta seluruh staf Lab. Kimia, Pengolahan, Mikrobiologi, Uji Fisik dan Sensorik yang sangat banyak membantu penulis selama penelitian dan pengambilan data.

- Dirjen Pendidikan Tinggi (DIKTI) atas beasiswa BPPS sehingga penulis dapat melanjutkan studi S2 di IPB

- Teman-teman angk TPP 08 (Novi, Meivie, Ruri, Yosi, Bambang, mama Mila, Erbi, Amin, Dian dan khamsi), kebersamaan, kesedihan, kegembiraan selama 2 tahun bersama menjadi kenangan indah dalam hidup.

- Rekan seperjuangan asal Makassar dalam tugas belajar di IPB: Iqbal, Rusli, Syamsul M, Nilda, B Mia, P Paturusi, P Dody, Agus, P Cule dll. Semangat dan sukses

- Bapak dan ibu di Asrama Sulawesi Tengah, H. Dadang sek, senang bisa berbagi hidup dengan tenang di asrama.

- Khusus penulis ucapkan terima kasih tak terhingga kepada orang tua (Radjagaoe A.Basir dan Maryam Haruna), Mertua (A.Salam Soba dan A.Besse Uleng), suami (A.Husni Mubarak) dan kedua permata kami tercinta ( Muh.Ikhsan dan Izzah Azizah), serta keluarga besar atas segala pengertian dan doa yang selalu menyertai penulis selama pendidikan. Keluarga H. Ruswandi di Leuwiliang-Bogor dan kakanda tercinta (Ardian Radjagaoe sek) sebagai tempat istirahat dari kesibukan menyelesaikan tugas di akhir minggu.

- Kepada semua pihak yang telah membantu penulis selama menyelesaikan studi, semoga mendapatkan pahala yang berlipat ganda dari Allah, SWT.

Semoga karya ilmiah ini dapat memberi manfaat bagi yang membutuhkan.

Bogor, Maret 2011

Fifi Arfini

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Makassar, Sulawesi Selatan pada tanggal 20 Oktober 1977 dari pasangan H. Radjagaoe A. Basir dan Aminah Haruna (alm). Penulis merupakan putri keenam dari tujuh bersaudara. Tahun 1996 penulis lulus dari SMAN 15 Surabaya dan pada tahun 1997 lulus seleksi ujian masuk Universitas Hasanuddin melalui jalur UMPTN dengan pilihan jurusan Teknologi Pertanian Program studi Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin (UNHAS). Penulis menyelesaikan pendidikan S1 pada tahun 2002. Tahun 2004, penulis lulus ujian masuk CPNS dan diterima sebagai staf pengajar Politeknik Pertanian Negeri Pangkep (POLITANI) Pangkep pada jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Perikanan (TPHP). Pada tahun 2008 penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan studi dengan pendanaan dari BPPS DIKTI. Program pilihan yaitu Teknologi Pascapanen Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ............................................................................................................ i

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ v

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. vii

I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 3

1.3 Hipotesis.............................................................................................................. 3

1.4 Tujuan ................................................................................................................. 3

II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................................ 4

2.1 Rumput laut ....................................................................................................... 4

2.2 Rumput laut merah (E. cottonii) ......................................................................... 5

2.3 Karaginan ............................................................................................................ 7

2.4 Sifat-sifat Karaginan ........................................................................................... 9

2.4.1 Kelarutan ................................................................................................ 10

2.4.2 Viskositas ................................................................................................ 11

2.4.3 Pembentukan Gel.................................................................................... 12

2.4.4 Stabilitas pH............................................................................................. 13

2.5 Proses produksi karaginan ................................................................................. 13

2.6 Fungsi Karaginan ............................................................................................... 15

2.7 Spesifikasi Mutu Karaginan............................................................................... 16

2.8 Sirup Sari Buah Markisa .................................................................................... 16

2.9. Bahan Penstabil................................................................................................ ... 19

III METODOLOGI PENELITIAN........................................................................ 21

3.1 Waktu dan Tempat .............................................................................................. 21

3.2 Bahan dan Alat.................................................................................................... 21

ii

3.3 Metode Penelitian............................................................................................... 21

3.3.1 Penelitian pendahuluan................................................................................. 23

3.3.2 Penelitian optimasi proses ................................................................................ 25

3.3.3 Penelitian aplikasi karaginan.............................................................................. 28

3.4 Prosedur Analisa ................................................................................................ 30

3.4.1 Rendemen ................................................................................................ 30

3.4.2 Viskositas ................................................................................................. 30

3.4.3 Kekuatan Gel................................................................................................ 30

3.4.4 Kadar air........................................................................................................ 30

3.4.5 Kadar abu ...................................................................................................... 31

3.4.6 Kadar abu tak larut asam................................................................................... 31

3.4.7 Kadar sulfat.................................................................................................... 31

3.4.8 Derajat Putih................................................................................................ . 32

3.4.9 Nilai pH ..................................................................................................... 32

3.4.10 Kekeruhan................................................................................................ 32

3.4.11 Total gula ................................................................................................ 32

3.4.12 Analisis Mikrobiologi............................................................................... 33

3.4.13 Uji Organoleptik....................................................................................... 33

IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................ 34

4.1 Penelitian pendahuluan....................................................................................... 34

4.2 Proses optimasi proses........................................................................................ 35

4.2.1 Rendemen karaginan................................................................................. 36

4.2.2 Viskositas karaginan ................................................................................. 37

4.2.3 Kekuatan gel karaginan............................................................................. 39

4.2.4 Kadar air karaginan................................................................................... 40

4.2.5 Kadar abu karaginan ................................................................................ 42

4.2.6 Kadar abu tak larut asam karaginan......................................................... 43

4.2.7 Kadar sulfat karaginan ............................................................................. 44

4.2.8 Derajat putih karaginan............................................................................. 43

4.2.9 Karakteristik karaginan terpilih ................................................................ 47

iii

4.3 Aplikasi karaginan pada sirup Markisa................................................................ 49

4.3.1 Sifat fisika-kimia sirup markisa................................................................ 49

4.4 Formulasi Sirup Markisa Terpilih........................................................................ 55

4.4.1 Analisis Mikrobiologi............................................................................... 55

4.4.2 Uji organoleptik........................................................................................ 56

V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 60

LAMPIRAN..............................................................................................................

66

iv

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Produksi dan ekspor rumput laut 2006-2009 .......................................................... 5

2 Komposisi kimia rumput laut merah ......................................................................................... 7

3 Daya kelarutan karaginan pada berbagai media pelarut .............................................. 10

4 Stabilitas Karaginan dalam berbagai media pelarut ................................................. 13

5 Spesifikasi mutu karaginan ..................................................................................... 16

6 Syarat mutu sirup ................................................................................................. 19

7 Hasil pengamatan variasi konsentrasi larutan KCl .............................................. 35

8 Karakteristik sifat fisika-kimia karaginan ............................................................ 47

9 Hasil analisa sifat fisika-kimia sirup markisa karaginan dan komersil ................ 51

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Klasifikasi rumput laut Indonesia dan hasil produksinya .................................. 4

2 Rumput laut merah kering................................................................................... 6

3 Tepung karaginan ................................................................................................ 7

4 Struktur dasar kappa karaginan ................................................................................. 8

5 Struktur dasar iota karaginan ..................................................................................... 8

6 Struktur dasar lambda karaginan ............................................................................... 9

7 Diagram alir ekstraksi sari buah markisa .......................................................... 17

8 Diagram alir penelitian secara keseluruhan ...................................................... 22

9 Diagram alir penelitian pendahuluan ............................................................... 24

10 Diagram alir penelitian optimasi proses ekstraksi karaginan dan

analisis yang dilakukan ..................................................................................... 27

11 Diagram alir penelitian aplikasi karaginan pada sirup markisa dan

analisis yang dilakukan ..................................................................................... 29

12 Contoh karaginan sebelum dan sesudah ditepung ............................................ 36

13 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap rendemen karaginan .......................................................................... 36

14 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap viskositas karaginan ........................................................................... 38

15 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap kekuatan gel karaginan ....................................................................... 39

16 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitas

terhadap kadar air karaginan ............................................................................. 41

17 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap kadar abu karaginan ........................................................................... 42

18 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap kadar abu tak larut asam karaginan .................................................... 43

19 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap kadar sulfat karaginan ........................................................................ 45

vi

20 Pengaruh perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi

terhadap derajat putih karaginan ...................................................................... 46

21 Sirup markisa karaginan dan sirup markisa komersil ....................................... 56

22 Hasil uji perbandingan pasangan sirup markisa ............................................... 57

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Rekapitulasi data rendemen karaginan ........................................................... 67

2 Rekapitulasi data viskositas karaginan .......................................................... 68

3 Rekapitulasi data kekuatan gel karaginan ...................................................... 69

4 Rekapitulasi data kadar air karaginan ............................................................ 70

5 Rekapitulasi data kadar abu karaginan ........................................................... 71

6 Rekapitulasi data kadar abu tak larut asam karaginan ................................... 72

7 Rekapitulasi data kadar sulfat karaginan ....................................................... 73

8 Rekapitulasi data derajat putih karaginan ...................................................... 74

9 Analisis sidik ragam dan Uji lanjut BNT 5% karaginan KCl dan IPA ........... 75

10 Analisis sidik ragam nilai pH sirup markisa ................................................... 76

11 Analisis sidik ragam viskositas sirup markisa ................................................ 77

12 Analisis sidik ragam kekeruhan sirup markisa ............................................... 77

13 Analisis sidik ragam total gula sirup markisa ................................................. 77

14 Analisis sidik ragam uji organoleptik sirup markisa ....................................... 78

15 Lembar isian uji perbandingan pasangan ........................................................ 79

1

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rumput laut merupakan salah satu hasil laut yang dapat menghasilkan devisa

negara dan merupakan sumber pendapatan masyarakat pesisir. Sampai saat ini

sebagian besar rumput laut umumnya diekspor dalam bentuk bahan mentah berupa

rumput laut kering, sedangkan hasil olahan rumput laut seperti agar-agar,

karaginan, dan alginat masih di impor dalam jumlah yang cukup besar dengan

harga yang tinggi. Hasil pengolahan pascapanen rumput laut dari Indonesia

kebanyakan belum sesuai dengan permintaan pasar karena mutu yang masih dinilai

rendah.

Karaginan merupakan getah rumput laut yang bersumber dari rumput laut

merah berupa polisakarida sulfat yang memiliki sifat-sifat hidrokoloid sehingga

banyak digunakan dalam produk pangan dan industri. Penggunaan karaginan pada

produk pangan antara lain sebagai penstabil, pengemulsi, pembentuk gel dan

pengental. Beberapa genus rumput laut merah penghasil karaginan adalah

Chondrus, Eucheuma dan Gigartina. Di Indonesia yang banyak tumbuh adalah

spesies Eucheuma cottonii.

Permintaan akan bahan baku rumput laut merah cenderung terus meningkat

seiring dengan perkembangan pemanfaatan karaginan untuk berbagai keperluan

dibidang industri makanan, tekstil, kertas, cat, kosmetik dan farmasi. Hal ini juga

memacu perkembangan budidaya di beberapa daerah di Indonesia seperti Jawa,

Bali, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi dan Maluku (Atmaja et al, 1995). Meskipun

Indonesia mempunyai potensi sumber daya rumput laut merah yang cukup besar,

saat ini masih sangat jarang industri (10 industri) di Indonesia yang menghasilkan

karaginan murni (refined carrageenan) atau formula produk karaginan siap pakai

yang dapat digunakan untuk industri pangan. Rumput laut umumnya diolah

menjadi rumput laut kering ataupun karaginan dalam bentuk chip maupun bubuk,

yang mutunya masih dinilai rendah dan belum memenuhi standar yang diminta oleh

pasar terutama industri pangan (Damerys et al, 2006).

2

Pascapanen rumput laut setelah pemanenan memegang peranan sangat

penting dalam industri rumput laut. Kegiatan penanganan pascapanen menentukan

mutu rumput laut yang dihasilkan sebagai bahan baku untuk pengolahan.

Kegiatan ini harus dilakukan dengan seksama mulai dari cara pemanenan,

pencucian, pengeringan dan bahkan sampai pengemasan dan penyimpanan.

Kegiatan pengolahan akan menciptakan suatu produk baru yang nilai tambahnya

jauh lebih tinggi dari sekedar menjual bahan mentah. Rumput laut dapat diolah

menjadi bahan setengah jadi seperti ATC (Alkali Treated Cottonii), ataupun SRC

(semirefined carrageenan) baik dalam bentuk chip atau tepung.

Usaha untuk memproduksi karaginan dengan kualitas yang baik telah banyak

dilakukan melalui berbagai penelitian. Balai riset dan para peneliti di instansi terkait sangat

aktif meneliti untuk menghasilkan karaginan yang berkualitas. Beberapa penelitian

terdahulu yang mengarah pada optimasi proses dan peningkatan kualitas dapat dijadikan

acuan dalam perolehan karaginan dengan kualitas yang lebih baik. Purnama (2003) yang

meneliti tentang optimasi proses pembuatan karaginan melaporkan bahwa jumlah air 40

kali berat bahan baku kering. suhu ekstrak 90-95 o

Problematika utama dalam industri rumput laut adalah proses ekstraksi karaginan

yang cukup rumit, membutuhkan waktu yang lama sehingga relatif menghabiskan energi

yang cukup besar. Hal tersebut menyebabkan pengembangan industri karaginan Indonesia

menjadi terhambat. Penelitian tentang proses ekstraksi yang optimal masih perlu dilakukan

khususnya waktu ekstraksi yang lebih singkat dan penggunaan bahan presipitasi karaginan

selain IPA (Isopropil alkohol) yang harganya cukup mahal dipasaran sehingga masalah

proses ekstraksi tersebut dapat diminimalkan serta melakukan uji aplikasi untuk

mengetahui pemanfaatan karaginan hasil optimasi sebagai penstabil pada produk sirup.

C selama 3 jam dan pelarut KCl 1%

sebanyak satu kali volume larutan merupakan kondisi yang optimal. Murdinah (2008)

yang meneliti tentang pengaruh bahan pengekstrak dan penjendal terhadap mutu

karaginan melaporkan penggunaan pengekstrak soda abu 0.5%, bahan penjendal KCl 3%

dan bahan pengendap IPA merupakan proses terbaik untuk ekstraksi karaginan.

Sedangkan penelitian Basmal et al (2009) yang meneliti tentang pengaruh konsentrasi

KCl pada proses presipitasi karaginan melaporkan konsentrasi KCl 2% sebagai perlakuan

terbaik untuk presipitasi karaginan.

3

1.2 Perumusan Masalah

Petani rumput laut saat ini menjual hasil panennya dalam bentuk rumput

laut kering, sedangkan untuk dapat meningkatkan pendapatan petani maka rumput

laut yang dipanen dapat diolah menjadi karaginan. Problematika dalam

pengembangan untuk pengolahan karaginan ditingkat petani dapat dirumuskan

sebagai berikut : penggunaan air yang masih sangat banyak, penggunaan bahan kimia

yang relatif mahal dan waktu proses yang terlalu lama karena adanya penjendalan dan

pengepresan. Untuk mengevaluasi produk karaginan yang dihasilkan maka

diperlukan penelitian seperti aplikasi karaginan untuk produk sirup markisa.

1.3 Hipotesis

Hipotesis yang dapat disusun dari penelitian ini adalah :

1. Jumlah penggunaan air masih dapat dikurangi tanpa mengurangi mutu

karaginan yang dihasilkan.

2. Penggunaan bahan presipitasi selain IPA (Isopropil alkohol) dan suhu

presipitasi berpengaruh terhadap mutu karaginan.

3. Waktu proses masih dapat dipersingkat.

1.4 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini untuk :

1. Mengoptimalkan proses ekstraksi karaginan (perbandingan air, konsentrasi

KCl dan suhu presipitasi) pada rumput laut merah untuk mempersingkat

waktu proses dan melakukan uji mutu untuk memperoleh karakteristik fisiko-

kimia dan fungsional karaginan hasil ekstraksi.

2. Menentukan dan mengkaji proses ekstraksi yang optimal.

3. Mengaplikasi karaginan hasil proses ekstraksi yang optimal pada produk sirup

markisa serta mengkaji mutu sirup yang dihasilkan.

4

II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rumput laut

Rumput laut merupakan tanaman tingkat rendah yang tidak memiliki

perbedaan susunan kerangka akar, batang, dan daun. Meskipun wujudnya tampak

seperti ada perbedaan, bentuk yang sesungguhnya hanya berupa thalus. Secara

umum, rumput laut dikelompokkan dalam empat kelas yaitu rumput laut hijau

(Chlorophyceae), rumput laut hijau-biru (Cyanophyceae), rumput laut coklat

(Phaecophyceae) dan rumput laut merah (Rhodophyceae). Rumput laut coklat dan

rumput laut merah memiliki habitat yang cukup banyak ditemukan di perairan

Indonesia (Winarno, 1990). Menurut Anggadireja et al (2008), keanekaragaman

jenis rumput laut yang sangat luas, sehingga diperlukan adanya klasifikasi rumput

laut berdasarkan hasil produksinya. Klasifikasi rumput laut Indonesia komersil

beserta hasil produksinya dapat dilihat pada Gambar 1,.

Gambar 1 Klasifikasi rumput laut Indonesia dan hasil produksinya.

5

Nilai dan potensi ekonomi rumput laut merupakan komoditas ekspor (Tabel

1). Namun kondisi sekarang ini ekspor dalam bentuk bahan baku masih

mendominasi, dibandingkan hasil olahan. Harapan bahwa teknologi formulasi

harus dikuasai dan dikembangkan, paling tidak produknya mampu mensubstitusi

impor yang selama ini terjadi. (Anggadireja et al, 2008).

Tabel 1 Produksi dan ekspor rumput laut tahun 2006-2009 Tahun Produksi (ton) Ekspor (ton) 2006 1.079.850 95.580.

2007 1.343.700 87.740.

2008 2.145.000 98.707

2009 2.252.000 95.797 Sumber: Pusat Data Statistik dan Informasi Kementrian Kelautan dan Perikanan

Komposisi kimia rumput laut bervariasi tergantung pada spesies, tempat tumbuh dan

musim. Sebagai sumber gizi, rumput laut memiliki kandungan karbohidrat (gula atau

vegetable gum), protein, sedikit lemak dan abu yang sebagian besar merupakan

senyawa garara natrium dan kalium. Vegetable gum yang dikandungnya merupakan

senyawa karbohidrat yang banyak mengandung selulosa dan hemiselulosa yang tidak

dapat dicerna seluruhnya oleh enzim dalam tubuh, sehingga dapat menjadi makanan diet

dengan sedikit kalori (Suwandi et al, 2002).

2.2 Rumput laut merah (E. cottonii)

Eucheuma cottonii merupakan salah satu jenis rumput laut merah dan berubah

nama menjadi Kappaphycus alvarezii karena karaginan yang dihasilkan termasuk

fraksi kappa-karaginan. Jenis ini secara taksonomi disebut Kappaphycus alvarezii

(Doty, 1987). Adapun taksonomi Eucheuma sp menurut Anggadireja et al (2008).

sebagai berikut :

Kingdom : Plantae Divisi : Rhodophyta Kelas : Rhodophyceae Ordo : Gigartinales Famili : Solieracea Genus : Eucheuma

Species : Eucheuma cottonii (Kappaphycus alvarezii)

6

Ciri fisik jenis rumput laut merah ini adalah mempunyai thallus silindris,

permukaan licin, cartilogeneus. Keadaan warna tidak selalu tetap, kadang-kadang

berwarna hijau, hijau kuning, abu-abu atau merah. Perubahan warna sering terjadi hanya

karena faktor lingkungan. Kejadian ini merupakan suatu proses adaptasi kromatik yaitu

penyesuaian antara proporsi pigmen dengan berbagai kualitas pencahayaan.

Penampakan thalli bervariasi mulai dari bentuk sederhana sampai kompleks. Duri-

duri pada thallus runcing memanjang, agak jarang-jarang dan tidak bersusun

melingkari thallus. Percabangan ke berbagai arah dengan batang-batang utama

keluar sal ing berdekatan ke daerah basal (pangkal). Cabang-cabang pertama dan

kedua tumbuh dengan membentuk rumpun yang rimbun dengan ciri khusus mengarah

ke arah datangnya sinar matahari (Atmadja et al, 1995).

Gambar 2 Rumput laut merah kering

Rumput laut merah (Gambar 2) mempunyai peranan penting dalam

perdagangan internasional sebagai penghasil ekstrak karaginan. Kadar karaginan

dalam setiap spesies berkisar antara 20-60% tergantung pada jenis dan lokasi

tumbuhnya (Atmadja et al, 1995). Rumput laut merah (Gambar 2) berasal dari

daerah perairan Sabah (Malaysia) dan Kepulauan Sulu (Filipina) kemudian

dikembangkan di daerah budidaya diantaranya di Lombok, Sumba, Sulawesi

Tenggara, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tengah, Lampung, Kepulauan Seribu dan

Perairan Pelabuhan Ratu (Afrianto dan Liviawaty, 1987).

Kandungan air rumput laut segar, sama seperti tanaman pada umumnya, yaitu

sekitar 80 - 90 % dan setelah pengeringan dengan udara menjadi 10-20 %. Komposisi

kimia rumput laut merah menurut Astawan et al (2004) dan Ristanti (2003) dapat dilihat

pada Tabel 2.

7

Tabel 2 Komposisi kimia rumput laut merah Zat gizi

Astawan et al, (2004)

Ristanti (2003) Kadar abu (%)

29.97

2,7

Kadar protein (%)

5.91

4.3

Lemak (%)

0.28

2.1

Kadar karbohidrat (%)

63.84

90.9

Serat pangan tidak larut air (%)

55.05

52.4

Serat pangan larut air (%)

23.89

30.8

Serat pangan total (%)

78.94

83.2

2.3 Karaginan

Karaginan merupakan getah rumput laut yang diperoleh dari hasil ekstraksi

rumput laut merah dengan menggunakan air panas atau larutan alkali pada suhu tinggi

(Glicksman, 1983). Karaginan merupakan nama yang diberikan untuk keluarga

polisakarida linear yang diperoleh dari rumput laut merah dan penting untuk pangan.

Dalam bidang industri, tepung karaginan (Gambar 3) berfungsi sebagai stabilisator

(pengatur keseimbangan), thickener (bahan pengental), pembentuk gel dan lain-lain.

Karaginan hasil ekstraksi dapat diperoleh melalui pengendapan dengan alkohol. Jenis

alkohol yang dapat digunakan untuk pemurnian hanya terbatas pada methanol, etanol dan

isopropanol (Winarno, 1990).

Gambar 3 Tepung karaginan

Karaginan menurut FAO (1986), adalah istilah umum untuk senyawa

hidrokoloid yang diperoleh melalui proses ekstraksi rumput laut merah dengan

menggunakan air. Karaginan sebagai senyawa hidrokoloid terdiri dari amonium,

kalsium, magnesium, potasium dan sodium sulfat ester galaktosa dan kopolimer 3.6

anhidrogalaktosa. Heksosa ini dihubungkan dengan ikatan glikosidik -1.3-galaktosa dan

-1.4-3.6 anhidrogalaktosa secara bergantian pada polimer, namun proporsi relatif dari

kation yang ada pada karagenan dapat berubah selama pengolahan yang mana satu

dapat menjadi dominan.

8

Struktur dasar karaginan terdiri dari tiga tipe karaginan yaitu kappa, iota dan

lambda karaginan. Kappa karaginan tersusun dari (1.3) D-galaktosa 4-sulfat dan

(1.4) 3.6 anhioro-D-galaktosa. Disamping itu karaginan sering mengandung D-galaktosa 6-

sulfat dan ester 3.6 anhydro D-galaktosa 2-sulfat mengandung gugusan 6-sulfat, dapat

menurunkan daya gelasi dari karaginan, tetapi dengan pemberian sekali mampu

menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6-sulfat, yang menghasilkan terbentuknya

3.6 anhidro-D-galaktosa. Struktur dasar kappa karaginan dapat dilihat pada Gambar 4

Gambar 4 Struktur dasar kappa karaginan

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 halnya kappa

karaginan. Iota karaginan sering mengandung beberapa gugusan sulfat ester yang

menyebabkan kurangnya keseragaman molekul yang dapat dihilangkan dengan

pemberian alkali (Winarno 1990). Struktur dasar iota karaginan dapat dilihat Gambar 5.

Gambar 5 Struktur dasar iota karaginan

Lambda karaginan berbeda dengan kappa dan iota karaginan, karena

memiliki sebuah residu disulfat (1.4) D-galaktosa. Tidak seperti halnya pada

kappa dan iota karaginan yang selalu memiliki gugus 4-phosphat ester. (Winarno

1990). Struktur dasar lambda karaginan dapat dilihat pada Gambar 6.

9

Gambar 6 Struktur dasar lambda karaginan

Monomer-monomer dalam setiap fraksi karaginan dihubungkan oleh jembatan

oksigen melalui ikatan -1.4 glikosidik. Monomer-monomer yang telah diberikan tersebut

digabungkan bersama monomer-monomer yang lain melalui ikatan -1.3 glikosidik yang

membentuk polimer. Ikatan 1.3 glikosidik dijumpai pada bagian monomer yang tidak

mengandung sulfat yaitu monomer D-galaktosa-2-sulfat. Ikatan 1.4 glikosidik terdapat pada

bagian monomer yang mengandung jembatan anhidro yaitu monomer-monomer 3.6-

anhidro-D-galaktosa-2-sulfat dan 3.6 anhidro-D-galaktosa serta pada D-galaktosa-2.6 disulfat

(Glicksman. 1983).

Karaginan dalam industri pangan dikategorikan sebagai salah satu bahan

tambahan makanan (food additives). Umumnya bahan aditif hanya diizinkan untuk

digunakan dalam makanan tertentu dan tunduk pada batas-batas kuantitatif tertentu.

Aturan penggunaan bahan aditif makanan dilakukan oleh Komite Codex Aditif

Pangan dan Kontaminan dengan memberlakukan sistem penomoran yang

diadaptasi untuk penggunaan internasional oleh Komisi Codex Alimentarius yang

mengembangkan Internasional Numbering System (INS). Dalam sistem INS kode

E407 berlaku untuk karaginan dan E407a untuk karaginan semi-refined sebagai

bahan yang berfungsi sebagai pengemulsi, stabilisator, pengental dan agen

pembentuk gel (http://www.food.gov.uk diakses 6 Maret 2011)

2.4 Sifat-sifat Karaginan

Tipe karaginan yang paling banyak dalam aplikasi pangan adalah kappa

karaginan. Adapun sifat-sifat dari karaginan meliputi kelarutan, viskositas,

pembentukan gel dan stabilitas pH.

10

2.4.1 Kelarutan

Air merupakan pelarut utama bagi karaginan. Kelarutan karaginan dalam

air dipengaruhi oleh beberapa faktor. yaitu : tipe karaginan, pengaruh ion, suhu,

pH, dan komponen organik larutan. Perbedaan tipe karaginan menyebabkan sifat

kelarutannya berbeda (Tabel 3). Dalam hal ini yang paling berpengaruh adalah

perbandingan hidrofilitas molekul pada kelompok ester sulfat dengan residu

hidrofobik 3.6-anhidro-D-Galaktosa. Hidrasi karaginan lebih cepat pada pH

rendah dan lebih lambat pada pH lebih tinggi dari pH 6. Proses ini lebih cepat

pada suhu tinggi (Towle, 1973).

Faktor terpenting dalam pengamatan kelarutan karaginan adalah sifat

hidrofilik molekul pada kelompok ester-sulfat dan unit galaktopironosa, serta sifat

hidrofobik pada unit 3.6 anhidrogalaktosa. Kappa karaginan memiliki gugus ester

sulfat dalam jumlah yang rendah, tetapi mengandung 3.6 anhidrogalaktosa yang

bersifat hidrofobik seperti kalium. Keseimbangan antara komponen yang larut

dengan komponen yang tidak larut, akan mengganggu terbentuknya gel

(Suryaningrum, 1988).

Semua karaginan larut air panas. Karaginan jenis kappa kurang hidrofilik

karena lebih banyak memiliki gugus 3.6-anhidro-D-galaktosa. Karaginan jenis

iota lebih hidrofilik karena adanya gugus 2-sulfat yang dapat menetralkan 3.6-

anhidro-D-galaktosa yang kurang hidrofilik dan lambda karaginan mudah larut

pada semua kondisi karena tanpa unit 3.6-anhidro-D-galaktosa dan mengandung

gugus sulfat yang lebih tinggi (Towle, 1973).

Tabel 3 Daya kelarutan karaginan pada berbagai media pelarut Medium Kappa Iota Lambda

Air panas Air dingin Susu panas Susu dingin Larutan gula pekat Larutan garam pekat

Larut diatas suhu 60C Garam Na Garam K,Ca tidak larut

larut

Larut pada suhu 60C Garam Na, K,Ca tidak larut tapi mengembang Panas, larut Tidak larut pada suhu 60C

Larut diatas suhu 60C Garam Na

Garam K,Ca tidak larut larut

Larut pada suhu 60C Tidak larut pada suhu 60C Sukar, larut Panas, larut

Larut pada suhu 60C Larut pada suhu 60C Larut pada suhu 60C Larut pada suhu 60C Larut pada suhu 60C Panas. Larut

Sumber : Moirano (1977)

11

2.4.2 Viskositas

Viskositas adalah daya aliran molekul dalam sistem larutan. Suspensi

koloid dalam larutan dapat ditingkatkan dengan cara mengentalkan cairan

sehingga terjadi absorbsi dan pengembangan koloid. Viskositas hidrokoloid

dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : konsentrasi, suhu, kandungan sulfat inti

elektrik, teknik perlakuan, keberadaan elektrolik dan non elektrolik. Selain itu, tipe

karaginan dan berat molekul karaginan juga merupakan salah satu faktor yang

mempengaruhi viskositas suatu cairan (Towle, 1973).

Viskositas (kekentalan) merupakan sifat suatu cairan yang menunjukkan

adanya tahanan dalam atau gesekan pada cairan yang bergerak. Pada zat cair

viskositas disebabkan oleh gaya kohesif antar molekulnya sedangkan pada gas

viskositasnya berasal dari tumbukan-tumbukan antar molekulnya (Giancoli, 1998).

Pada prinsipnya pengukuran viskositas adalah mengukur ketahanan gesekan cairan dua

lapisan molekul yang berdekatan. Viskositas yang tinggi dari suatu material disebabkan

karena gesekan internal yang besar sehingga cairan mengalir.

Pada konsentrasi yang tinggi, karaginan dapat membentuk larutan yang

sangat kental dengan struktur makro molekulnya yang linier atau tidak bercabang dan

bersifat polielektrolit. Adanya gaya tolak menolak dari grup ester sulfat bermuatan

sama yaitu negatif di sepanjang rantai polimer, menyebabkan molekul ini kaku dan

tertarik kencang. Sifat hidrofilik molekul tersebut menyebabkan rantai polimer

dikelilingi oleh lapisan molekul-molekul air yang diam. Hal inilah yang menentukan

nilai viskositas karaginan. Viskositas karaginan menurun drastis dengan naiknya

suhu (Guiseley et al, 1980).

Garam-garam akan menurunkan viskositas karaginan dengan cara mcnurunkan

tolakan elektrostatik diantara gugus sulfat. Semakin kecil kandungan sulfat maka nilai

viskositasnya semakin kecil pula, tetapi konsentrasi gelnya semakin meningkat.

Gaya tolak menolak antar grup ester sulfat yang bermuatan sama (negatif) disepanjang

rantai polimer menyebabkan rangkaian molekul kaku dan tertarik kencang sehingga

menyebabkan meningkatnya viskositas (Moirano, 1977).

12

2.4.3 Pembentukan Gel

Pembentukan gel adalah suatu fenomena penggabungan atau pengikatan silang

rantai polimer sehingga membentuk suatu jala tiga dimensi bersambungan.

Selanjutnya jala ini dapat menangkap atau memobilisasikan air didalamnya dan

membentuk struktur yang kuat dan kaku. Sifat pembentuk gel ini beragam dari satu

jenis hidrokoloid ke jenis lain, tergantung pada jenisnya. Gel mungkin mengandung

air sampai 99.9%. Gel mempunyai sifat seperti padatan, khususnya sifat elastis dan

kekakuan (Fardiaz, 1989).

Menurut Suryaningrum (1988), karaginan dapat membentuk gel secara

thermoreversible, artinya dapat membentuk gel pada saat pendinginan dan

kembali mencair pada saat dipanaskan. Pembentukan gel disebabkan oleh

pembentukan struktur heliks rangkap yang terjadi pada suhu tinggi. Proses

pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu pembentukan gel akan

mengakibatkan polimer karaginan dalam larutan menjadi random (acak). Tetapi bila suhu

diturunkan, maka polimer akan membentuk struktur double helix (pilinan ganda) dan

apabila penurunan suhu terus dilanjutkan polimer-polimer ini akan terikat silang secara

kuat dan dengan makin bertambahnya bentuk heliks akan terbentuk agregat yang

bertanggungjawab terhadap terbentuknya gel yang kuat (Glikcsman, 1969).

Menurut Winarno (1990), struktur kappa dan iota karaginan memungkinkan

bagian dari dua molekul masing-masing membentuk double heliks yang mengikat

rantai molekul menjadi bentuk jaringan 3 dimensi atau gel. Bila larutan dengan

cara pemanasan, yang kemudian diikuti pendinginan sampai di bawah suhu

tertentu, kappa dan iota karaginan akan membentuk gel dalam air yang bersifat

reversible, asalkan kation tersedia dalam sistem.

Towle (1973) menyatakan bahwa, kemampuan membentuk gel adalah sifat

yang penting bagi hidrokoloid seperti karaginan. Konsistensi gel dipengaruhi oleh

beberapa faktor antara lain : jenis dan tipe karaginan, konsentrasi, dan adanya ion-

ion. Hal lain yang dapat mempengaruhi gel karaginan yaitu letak gugus sulfat

pada struktur molekulnya. Tekstur gel karaginan dapat berbentuk keras, rapuh

sampai lunak dan elastis. Tekstur ini dapat tergantung pada beberapa variabel

yaitu sifat alami karaginan, konsentrasi, tipe ion penyerap dan zat terlarut lainnya.

13

Potensi pembentukan gel dan viskositas larutan karaginan akan menurunkan

pH, karena ion H+

2.4.4 Stabilitas pH

membantu proses ikatan glikosidik pada molekul karaginan (Angka

dan Suhartono. 2000).

Karaginan dalam larutan memiliki stabilitas maksimum pada pH 9 dan

akan terhidrolisis pada pH dibawah 3.5 ( Tabel 4). Pada pH 6 atau lebih umumnya

larutan karaginan dapat mempertahankan kondisi proses produksi karaginan.

Hidrolisis asam akan terjadi jika karaginan berada dalam bentuk

larutan, hidrolisis akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu. Larutan

karaginan akan menurun viskositasnya jika pHnya diturunkan dibawah 4.3

(Imeson 2000).

Menurut Glicksman (1983), karaginan akan stabil pada pH 7 atau lebih. Pada

pH yang rendah, stabilitasnya akan menurun bila terjadi peningkatan suhu. Karaginan

kering dapat disimpan dengan baik selama 1.5 tahun pada suhu kamar dengan pH

karaginan 5 - 6.9. Selama penyimpanan dengan pH tersebut tidak terdeteksi adanya

kehilangan kekuatan gelnya.

Kappa karaginan dan iota karaginan dapat digunakan sebagai bentuk gel pada

pH rendah, tetapi kappa dan iota karaginan tidak mudah terhidrolisis sehingga

tidak dapat digunakan dalam pengolahan pangan pada pH 3.4 - 4. Penurunan pH

menyebabkan terjadinya hidrolisis dari ikatan glikosidik yang menyebabkan

kehilangan viskositas dan potensi untuk membentuk gel. Hidrolisa dipercepat oleh

panas pada suhu rendah (Moirano, 1977).

Tabel 4 Stabilitas karaginan dalam berbagai media pelarut Stabilitas Kappa Iota Lambda pH netral dan alkali pH asam

Stabil

Terhidrolisis bila dipanaskan Stabil dalam gel

Stabil

Terhidrolisis Stabil dalam gel

Stabil

Terhidrolisis

Sumber : Glicksman (1983)

2.5 Proses produksi karaginan

Proses produksi karaginan pada dasarnya terdiri atas proses penyiapan bahan

baku, ekstraksi, pemisahan karaginan dari ekstraknya, pemurnian, pengeringan dan

penepungan.

14

Penyiapan bahan baku

Rumput laut yang baru dipanen. dibersihkan dari kotoran dan karang yang

melekat dengan menggunakan air laut kemudian dijemur selama lebih kurang 2-3

hari atau setelah dijemur satu hari,dibilas kembali menggunakan air laut selama 5

menit kemudian dijemur lagi sampai kering. Selama penjemuran diusahakan agar

tidak terkena hujan atau embun karena menurunkan mutu karaginan (Fardiaz, 1989).

Proses ekstraksi

Ekstraksi rumput laut merah dilakukan dengan cara perebusan dengan

menggunakan larutan KOH pada pH 8-9 dengan volume air perebus sebanyak 40-50

kali berat rumput laut kering. Rumput laut tersebut dipanaskan pada suhu 90 - 95 C

selama 3 - 6 jam (Yunizal et al, 2000). Guiseley et al (1980) melaporkan bahwa untuk

mencapai ekstraksi yang optimal diperlukan waktu sampai 1 hari, sedangkan untuk

mempercepat proses ekstraksi dilakukan dengan perebusan bertekanan selama satu

sampai beberapa jam.

Suasana alkalis dapat diperoleh dengan menambahkan larutan basa misalnya

larutan NaOH. Ca(OH)2 atau KOH sehingga pH larutan mencapai 8-10. Penggunaan

alkali mempunyai dua fungsi, yaitu membantu ekstraksi polisakarida menjadi lebih

sempurna dan mempercepat eliminasi 6-sulfat dari unit monomer menjadi 3.6-anhidro-

D-galaktosa sehingga dapat meningkatkan kekuatan gel dan reaktivitas produk

terhadap protein (Towle, 1973). Penelitian yang dilakukan Zulfriady dan Sudjatmiko

(1995), menunjukkan bahwa ekstraksi karaginan menggunakan (KOH) berpengaruh

terhadap kenaikan mutu karaginan yang dihasilkan.

Filtrasi

Filtrasi dilakukan untuk memisahkan residu (selulosa dan kotoran yang

berukuran besar). Larutan karaginan yang akan difiltrasi harus dalam keadaan benar-

benar panas. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pembentukan gel

bila filtrat dalam keadaan dingin.

15

Pemisahan karaginan

Menurut Food Chemical Codex (1981), karaginan dapat dipisahkan dari

filtratnya dengan cara presipitasi oleh alkohol atau dengan cara pembekuan.

Penelitian Dian dan Intan (2009), menunjukkan metode ekstraksi karaginan

dengan isopropil alkohol menghasilkan karakteristik kadar air 14.05%, kadar

abu 15.098%, rendemen 39.71%, kadar sulfat 19.38%, viskositas 75 cP, dan

kekuatan gel 120-500 g/cm2

Pemisahan karaginan dari bahan pengekstrak dilakukan dengan cara

penyaringan dan pengendapan. Penyaringan ekstrak karaginan umumnya masih

menggunakan penyaringan konvensional yaitu kain saring dan filter press dalam keadaan

panas yang dimaksudkan untuk menghindari pembentukan gel (Chapman dan Chapman,

1980).

. Metode pembekuan menurut Anggadireja et al

(2008), memerlukan energi yang cukup banyak karena selain membutuhkan ruang

pendingin (freezer) selama 24 jam untuk membekukan filtrat juga

membutuhkan panas untuk mencairkan bentukan es dari filtrat untuk

mendapatkan karaginan.

Pengeringan dan Penepungan

Karaginan basah hasil pengendapan oleh alkohol atau serpihan hasil pelelehan

dikeringkan menggunakan oven atau penjemuran (Glicksman, 1983). Pengeringan

menggunakan oven dilakukan pada suhu 60 o

C (Istini dan Zatnika, 1991). Karaginan

kering tersebut kemudian ditepungkan dan diayak. Selanjutnya karaginan dikemas

dalam wadah tertutup rapat (Guiseley et al, 1980).

2.6 Fungsi Karaginan

Karaginan sangat penting peranannya sebagai stabilisator (pengatur

keseimbangan), thickener (bahan pengental), pembentuk gel, pengemulsi, koloid

pelindung, penggumpal dan pencegah kristalisasi. Sifat ini sangat dimanfaatkan

dalam industri makanan, obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat, pasta gigi dan industri

lainnya.

Di bidang industri kue dan roti, kombinasi karaginan dengan garam natrium,

karaginan dengan lesitin dapat meningkatkan mutu adonan sehingga dihasilkan

16

kue dan roti bermutu tinggi. Bila dikombinasikan dengan garam kalium, maka

karaginan sangat efektif sebagai gel pengikat atau pelapis produk daging. Dalam

jumlah yang relatif kecil, karaginan juga dipergunakan dalam produk makanan

lainnya, misalnya macaroni, jam jelly, sari buah, bir dan lain-lain (Winarno,

1990).

Di luar industri pangan, karaginan juga digunakan dalam industri obat-

obatan, kosmetik, tekstil, cat serta pasta gigi. Selain sebagai pengemulsi dan

penstabil, karaginan juga berfungsi sebagai pembentuk gel, pensuspensi, pengikat,

protective (melindungi koloid), film former (mengikat suatu bahan), syneresis

inhibitor (menghalangi terjadinya pelepasan air), dan Flocculating agent

(pengkilat dan mengikat bahan-bahan lain) (Anggadiredja et al, 1993).

2.7 Spesifikasi Mutu Karaginan

Di Indonesia standar mutu karaginan yang baku belum ada, tetapi secara

internasional telah dikeluarkan spesifikasi mutu karaginan yang telah digunakan

sebagai persyaratan minimum yang diperlukan bagi suatu industri pengolahan baik

dari segi teknologi maupun ekonomis yang meliputi kualitas dan kuantitas ekstraksi

rumput laut (Kadi dan Atmadja, 1988).

Spesifikasi mutu karaginan menurut FAO (Food Agriculture

Organization), FCC (Food Chemical Codex) di Amerika dan EEC (European

Economic Community) di Eropa dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5 Spesifikasi mutu karaginan Spesifikasi FAO FCC EEC

Sulfat (%) 15 40 18 40 15 40 Viskositas (cps) Min 5 Min 5 Min 5 Kadar abu (%) 15 40 Maks 35 15 40 Kadar abu tak larut asam (%) Logam berat : Pb (ppm) As (ppm)

Maks 2

Maks 10 Maks 3

Maks 1

Maks 10 Maks 3

Maks 2

Maks 10 Maks 3

Sumber : A/S Kobenhvns Pektifabrik (1978)

17

2.7 Sirup Sari Buah Markisa

Sari buah dalam SNI (01-3719-1995) adalah minuman ringan yang dibuat

dari sari buah dan air minum dengan atau tanpa penambahan gula dan bahan

tambahan makanan yang diizinkan. FAO (2000), menjelaskan bahwa perdagangan

international membedakan sari buah berdasarkan kandungan sari buah murninya,

yaitu:

1. Fruit juice adalah minuman dengan 100% buah. Memerlukan tambahan air

dalam ukuran tertentu untuk bisa dikomsumsi.

2. Fruit juice nectar adalah minuman dengan kadar sari buah 25-30% ditambah

air dan gula (

3. Fruit juice drink adalah jenis minuman yang memiliki kadar sari buah 10-12%,

minuman ini biasanya ditambah asam sitrat, asam sorbat, aroma, zat pengawet

dan pemanis karbohidrat lainnya.

Codex standar untuk Gula: CX-STAN 212-1999).

4. Multi fruit dan multi vitamin beverage adalah jenis minuman yang dicampur

berbagai jenis sari buah seperti sari buah jeruk, apel, nenas dan sari buah

lainnya.

Sari buah adalah komponen utama penyusun sirup selain gula. Sari buah

berperan dalam pembentukan karakteristik sirup yaitu warna, rasa dan aroma

sirup buah. Sirup, menurut SNI (01-3544-1994), didefinisikan sebagai larutan

gula pekat dengan atau tanpa penambahan bahan tambahan makanan yang

diijinkan. Definisi sirup yang lain yaitu sejenis minuman ringan berupa larutan

kental dengan citarasa beraneka ragam, biasanya mempunyai kandungan gula

minimal 65 % (Satuhu, 2003).

Jenis buah markisa yang digunakan bahan baku sirup markisa olahan adalah

buah markisa ungu (Passiflora edulis). Sewaktu muda, kulitnya berwarna hijau

dan setelah tua, menjadi coklat ungu. Di dalam buah terdapat banyak biji

berbentuk gepeng kecil berwarna hitam, yang masing-masing diselimuti selaput

yang mengandung cairan masam berwarna kuning (Verheij dan Coronell, 1997).

Buah markisa yang akan dijual sebagai buah segar sebaiknya dipanen pada

saat persentase warna ungu mencapai 50-70%. Buah tersebut harus dijaga

kenampakan kulit buahnya, yaitu tetap mulus dan tidak keriput. Sebaliknya, untuk

menghasilkan sari buah yang bermutu baik, buah harus dipanen masak, minimal

18

pada saat kematangan mencapai 75% dan akan lebih baik jika buah dipanen

masak (http://www.bi.go.id.sipuk/id/lm/markisa diakses 20 November 2010).

Sari buah yang berkualitas diperoleh dari buah markisa yang dipanen pada

tingkat kematangan minimal 75% (Jagtiani et al, 1998). Diagram alir pembuatan

sari markisa dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Diagram alir ekstraksi sari buah markisa (Siregar, 2009)

Dalam proses pembuatan sari buah, pada waktu buah diekstrak/disaring akan

diperoleh cairan yang berisi partikel-partikel yang berasal dari pulp (bubur) buah, sehingga

sari buah tampak keruh. Adanya partikel-partikel buah menyebabkan pada umumnya stabilitas

sari buah kurang baik dikarenakan kecenderungan partikel tersebut untuk memisah dari cairan

dan membentuk endapan. Sebagian konsumen justru senang dengan keadaan sari buah yang

keruh ini. Kondisi yang keruh ini dapat dipertahankan apabila pembentukan endapan atau

gumpalan pada sari buah dapat dicegah. Adapun pencegahan tersebut dapat dilakukan

dengan menambahkan bahan penstabil ke dalam sari buah sehingga tidak terjadi

pemisahan antara cairan dengan endapan pada sari buah tersebut. Zat-zat yang termasuk

dalam bahan penstabil di antaranya adalah gum arab, gelatin, agar-agar, natrium alginat,

pektin, karaginan, dan CMC (Fachruddien, 2002)

Buah Markisa

Dipotong

Kulit Dikeruk

Pulp markisa

Disaring

Pulper Biji

Sari Markisa

19

Sari buah merupakan salah satu pengolahan buah dalam bentuk minuman.

Salah satu kelemahan dalam pembuatan minuman sari buah, yaitu mudah

terbentuk endapan selama penyimpanan sehingga menghasilkan kenampakan

yang kurang menarik (Dewayani et al, 1999). Menurut Widjanarko (1996), selain

aroma dan rasa, salah satu penentuan kualitas sirup adalah kenampakannya.

Adapun mutu sirup pada SNI 01-3544-1994 dapat dlihat pada Tabel 6.

Tabel 6 Syarat mutu sirup (SNI 01-3544-1994) No Kriteria Uji Satuan Persyaratan 1

2 3 4

Keadaan - Aroma - Rasa

Gula jumlah dihitung sebagai sakarosa Bahan tambahan makanan - Pemanis buatan - Pewarna - Pengawet

Cairan mikroba - Angka lempeng total - Coliform - E.coli

- -

% (b/b) - - -

Koloni/ml APM/ml APM/ml

Normal Normal

Min 65

Tidak boleh ada Sesuai SNI

01-0222-1995 Sesuai SNI

01-0222-1995

Maks 5x102 Maks 20

< 3 Sumber : Pusat Standarisasi Industri Departemen Perindustrian (1994)

2.8. Bahan Penstabil

Pengendapan pada minuman umumnya kurang dikehendaki. Salah satu

upaya yang dilakukan untuk mengurangi endapan selama penyimpanan adalah

penggunaan bahan penstabil. Jenis bahan penstabil yang sering digunakan pada

industri makanan adalah Carboxymethylcellulose (CMC), gum xanthan,

karaginan dan pektin. Golongan polisakarida ini memiliki kemampuan untuk

mempertahankan konsistensi larutan dan kemampuan untuk membentuk gel

(Astawan, 2005).

Bahan penstabil adalah bahan yang berfungsi untuk mempertahankan

stabilitas emulsi. Bahan penstabil yang umum digunakan ada 3. yaitu (1) gelatin

yang bersumber dari hewan (2) rumput laut (seperti alginat, karaginan dan agar-

agar) dan (3) gum (Marshall dan Arbuckle, 1996).

20

Bahan penstabil merupakan suatu zat yang dapat berfungsi menstabilkan,

mengentalkan. atau memekatkan suatu makanan yang dicampur dengan air, sehingga dapat

membentuk suatu cairan dengan kekentalan yang stabil dan homogen pada waktu yang relatif

lama. Makanan olahan yang mengandung bahan penstabil di antaranya adalah susu kental

manis, jelli, mentega, es krim dan sari buah.

Sebagian besar bahan penstabil adalah bahan alami, namun yang cukup

berkembang, mempunyai daya penstabil yang cukup baik dan harga yang relatif

murah adalah CMC (Carboxymethyl Cellulose) yang merupakan bahan penstabil

yang berasal dari modifikasi bahan kimia sehingga tidak cukup aman apabila

penggunaannnya di lakukan secara berlebihan. Pembuatan CMC adalah dengan

cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na-kloro

asetat (Fennema, 1996). Menurut Tranggono et al (1991), bahwa CMC

merupakan zat dengan warna putih atau sedikit kekuningan, tidak berbau dan

tidak berasa, berbentuk granula yang halus atau bubuk, mudah larut dalam air

panas dan air dingin. Proses pemanasan dapat menyebabkan pengurangan

viskositas yang bersifat dapat balik (reversible).

21

III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2010 sampai dengan Januari

2011 bertempat di Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi

Kelautan dan Perikanan, Jakarta. Analisis laboratorium dilakukan di Laboratorium

Kimia, Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Organoleptik, Balai Besar

Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan, Jakarta.

3.2 Bahan dan Alat Bahan baku utama adalah rumput laut kering jenis E. cottonii yang dipanen

dari Kabupaten Takalar, Sulawesi Selatan umur panen 45 hari, pencucian dengan

air laut, pengeringan secara alami diatas para-para bambu atau terpal plastik.

Bahan yang digunakan untuk ekstraksi karaginan adalah KOH, celite/tanah

diatomik, dan KCl. Bahan untuk membuat sirup markisa yaitu buah markisa,

karaginan hasil ekstraksi, gula pasir, CMC-Na, Na-Benzoat, Na-metabisulfit dan

asam sitrat. Bahan-bahan lainnya yang digunakan untuk analisis kimia yang

diperlukan untuk analisis di laboratorium.

Peralatan yang digunakan adalah kompor, panci, timbangan, filter press,

press hydraulic, hot plate, stirrer, Erlenmeyer, grinder, pengaduk, thermometer,

kertas ph, ph meter, hot plate, gelas ukur, Texture Analyzer by TA- Viscometer

Brookfield, KeTT digital whiteness meter model C-100, Colorimeter DR/890, alat

pengering, kertas saring, serta peralatan laboratorium untuk pengujian

mikrobiologi dan organoleptik sesuai dengan parameter yang sudah ditentukan.

3.3 Metode Penelitian Metode penelitian ini terbagi menjadi tiga tahap yaitu 1) penelitian

pendahuluan dengan tujuan untuk mencari kisaran konsentrasi larutan KCl yang

terbaik, 2) penelitian optimasi proses ekstraksi karaginan yaitu tahapan untuk

mengetahui perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu presipitasi yang optimal

dan memperoleh karakteristik hasil karaginan yang dioptimalkan, 3) penelitian

aplikasi karaginan yaitu aplikasi karaginan yang dihasilkan pada pembuatan sirup

markisa yang bertujuan sebagai pengental dan penstabil. Alur penelitian secara

lengkap dapat dilihat pada Gambar 8.

22

Analisis Sifat Fisik Kimia : 1. Rendemen 2. Viskositas 3. Kekuatan gel 4. Kadar air 5. Kadar abu 6. Kadar abu tak larut asam 7. Kadar sulfat 8. Derajat putih

Analisis : 1. pH 2. Viskositas 3. Kekeruhan 4. Total gula (sukrosa)

Analisis : 1. Total mikroba 2. Organoleptik (perbandingan

pasangan)

Pengamatan secara organoleptik (tekstur, kekerasan dan rasa)

Penelitian pendahuluan

Konsentrasi terbaik

Penelitian optimasi proses

Penelitian aplikasi karaginan

Sirup markisa terpilih (4.4%)

Selesai

Mulai

Gambar 8 Diagram alir penelitian secara keseluruhan

Ekstraksi rumput laut : Perb. air : 1:20 ; 1:30 ; 1:40 Kons larutan KCl : 1 dan 1.5 % Suhu presipitasi : 15 dan 30oC

Aplikasi karaginan pada pembuatan sirup markisa

(3.2, 3.9, 4.4, 5.0%)

Ekstraksi rumput laut dengan presipitasi larutan KCl

Kons: 0.5; 1; 1.5 dan 2%

Perlakuan terpilih

Rumput laut E.cottonii

23

3.3.1 Penelitian pendahuluan

Penelitian tahap ini bertujuan untuk mencari kisaran konsentrasi larutan KCl

yang terbaik, dalam hal ini digunakan 4 variabel konsentrasi yaitu : 0.5, 1, 1.5 dan

2%. Diagram alir penelitian pendahuluan dapat dilihat pada Gambar 9.

Adapun langkah-langkah dalam proses produksi karaginan pada penelitian ini

adalah sebagai berikut :

1. Pencucian dan pembersihan dilakukan pada rumput laut yang akan diekstraksi

untuk menghilangkan pasir, garam, kapur, karang, potongan tali dan rumput

laut jenis lainnya yang tidak diinginkan.

2. Ekstraksi pertama : pemasakan dilakukan pada rumput laut yang telah bersih

dalam larutan KOH 8% selama 2 jam pada suhu 805 oC.

3. Pencucian hingga pH netral

4. Ekstraksi kedua: pemasakan dalam air selama 2 jam pada suhu 905 oC.

5. Filtrasi : Pemisahan bubur rumput laut dari ampasnya sehingga sehingga

diperoleh filtrat rumput laut yang murni.

6. Presipitasi : Presipitasi filtrat dengan menggunakan larutan KCl konsentrasi

0.5, 1, 1.5 dan 2%.

7. Pengadukan hingga terbentuk serat karaginan.

8. Penyaringan serat karaginan hasil presipitasi dari larutan KCl setelah

perendaman selama 15 menit yang disertai pengadukan secara perlahan.

9. Pengepresan : sebelumnya karaginan dibungkus terlebih dahulu oleh kain

terigu/blacu 2 lapis lalu dilakukan pengepresan oleh alat press hydraulic

selama 30 menit.

10.Pengeringan serat karaginan dibawah sinar matahari.

Data yang diperoleh pada penelitian pendahuluan ini bersifat sensori atau

secara organoleptik (tekstur, kekerasan dan rasa) sehingga analisa data tidak

dilakukan.

24

Filtrasi

Presipitasi oleh larutan KCl Kons: 0.5; 1; 1.5 dan 2%

Penyaringan serat karaginan

Pencucian

Pemasakan dengan larutan alkali KOH 8% pada suhu 805 oC selama 2 jam

Netralisasi (Pencucian hingga pH netral)

Pengadukan selama 15 menit

(terbentuk serat karaginan)

Pengepresan

Pengeringan dengan

sinar matahari

Karaginan kering

Ekstraksi Perb air: 1:40

Suhu 905 oC selama 2 jam

Pengamatan secara organoleptik (tekstur, kekerasan dan rasa)

Mulai

Selesai

Rumput laut E.cottonii

Filtrat

Serat karaginan

Gambar 9 Diagram alir penelitian pendahuluan

25

3.3.2 Penelitian optimasi proses ekstraksi

Tahapan ini untuk mengetahui perbandingan air, konsentrasi KCl dan suhu

presipitasi yang optimal dan memperoleh karakteristik hasil karaginan yang

dioptimalkan. Diagram alir proses ekstraksi dapat dilihat pada Gambar 10.

Adapun langkah-langkah dalam proses produksi karaginan pada penelitian

ini adalah sebagai berikut :

1. Pencucian dan pembersihan dilakukan pada rumput laut yang akan diekstraksi

untuk menghilangkan pasir, garam, kapur, karang, potongan tali dan rumput

laut jenis lainnya yang tidak diinginkan.

2. Ekstraksi pertama : pemasakan dilakukan pada rumput laut yang telah bersih

dalam larutan KOH 8% selama 2 jam pada suhu 805 oC.

3. Pencucian hingga pH netral

4. Ekstraksi kedua: pemasakan dalam air dengan perbandingan 20, 30 dan 40 kali

selama 2 jam pada suhu 905 oC.

5. Filtrasi : Pemisahan bubur rumput laut dari ampasnya sehingga sehingga

diperoleh filtrat rumput laut yang murni.

6. Presipitasi : Presipitasi filtrat dengan menggunakan larutan KCl konsentrasi 1

dan 1.5% pada suhu 15 dan 30 oC.

7. Pengadukan hingga terbentuk serat karaginan.

8. Penyaringan filtrat hasil presipitasi dari larutan KCl setelah perendaman

selama 15 menit yang disertai pengadukan secara perlahan.

9. Pengepresan : sebelumnya karaginan dibungkus terlebih dahulu oleh kain

terigu/blacu 2 lapis lalu dilakukan pengepresan oleh alat press hydraulic

selama 30 menit.

10.Pengeringan dan Penepungan : Serat-serat karaginan kemudian dikeringkan

dibawah sinar matahari selama 1-2 hari. Menurut Banadib dan Khoiruman,

2009, bahwa suhu optimum proses pengeringan karaginan yaitu 55 oC.

Anggadiredja (2008), lama pengeringan sebaiknya selama 12-20 jam.

Selanjutnya digiling dengan alat penggilingan (grinder) sehingga diperoleh

tepung karaginan.

26

Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan

acak lengkap dengan 3 faktor, yaitu:

Faktor 1 : Perbandingan jumlah air proses ekstraksi yang digunakan. Pada penelitian

ini ada 3 perbandingan air yang digunakan yaitu 20, 30 dan 40 kali.

Faktor 2 : Konsentrasi KCl yaitu 1 dan 1.5%

Faktor 3 : Suhu presipitasi yaitu 15 dan 30 oC

Percobaan diulang sebanyak 3 kali dengan model rancangan sebagai berikut :

Yijk= + i + J + Ck + (c)ik + (c)jk + (c)ijk + ijk

Dimana :

Y ikj = respon setiap variabel pengamatan = nilai tengah (rata-rata) dari seluruh pengamatan i = pengaruh perbandingan air taraf ke-i (i=1.2.3) j = pengaruh konsentrasi KCl taraf ke-j (j=1.2) Ck = pengaruh suhu ke-k (k=1.2) (c)ik = pengaruh interaksi perbandingan air ke-i (i=1.2.3) dengan perbedaan suhu taraf

ke-k (k=1.2) (c)jk = pengaruh interaksi konsentrasi KCl ke-j (j=1.2) dengan perbedaan suhu taraf

ke-k (k=1.2) (c)ijk= pengaruh interaksi perbandingan air ke-i (i=1.2.3). konsentrasi KCl ke-j (j=1.2.3)

dan perbedaan suhu taraf ke-k (k=1.2) ij = galat dari percobaan. Data diperoleh dari hasil pengukuran rendemen, viskositas, kekuatan gel, kadar

air, kadar abu, kadar abu tidak larut asam, kadar sulfat, dan derajat putih. Data dianalisa

dengan metode univariate general model dengan program SPSS versi 17. Untuk

melihat taraf perlakuan yang berbeda, dilakukan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (BNT)

pada tingkat kepercayaaan 95%.

27

Filtrasi dengan filter press

Penyaringan serat karaginan

Rumput laut E.cottonii

Pencucian

Ekstraksi I Pemasakan dengan larutan KOH 8%

suhu 805 oC selama 2 jam

Netralisasi (Pencucian hingga pH netral)

Pengadukan selama 15 menit

(terbentuk serat karaginan)

Pengepresan

Pengeringan dengan sinar matahari

Penepungan

Analisis : 1 Rendemen 2 Viskositas 3 Kekuatan gel 4 Kadar air 5 Kadar abu 6 Kadar abu tidak larut asam 7 Kadar sulfat 8 Derajat putih

Pencabikan

Mulai

Selesai

Filtrat

Serat karaginan

Tepung karaginan

Gambar 10 Diagram alir penelitian optimasi proses ekstraksi karaginan dan analisis yang dilakukan

Ekstraksi II Perb air : 1:20 ; 1:30 ; 1:40 Suhu 905 oC selama 2 jam

Presipitasi oleh larutan KCl Kons: 1 dan 1.5%

Suhu: 15 dan 30 oC

28

3.3.3 Penelitian aplikasi karaginan pada sirup markisa

Penelitian tahap ini adalah aplikasi karaginan hasil ekstraksi pada sirup markisa.

Diagram alir proses pembuatan markisa dapat dilihat pada Gambar 11. Proses

pembuatan sirup mengikuti proses pengolahan sirup markisa teknologi tepat guna

agroindustri kecil (2010), Kementrian Riset dan Teknologi Div. Pendayagunaan

dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Prosesnya yaitu :

1. Pencucian dan penirisan buah markisa selanjutnya dilakukan pemotongan kulit

buah dan pengerukan isi untuk mengeluarkan seluruh isi buah.

2. Pemblenderan dan penyaringan sari buah dengan kain saring untuk

mendapatkan sari buah yang diinginkan.

3. Sirup sari buah markisa.

4. Untuk membuat sirup, penambahan Na-metabisulfit, Na-Benzoat dan

karaginan hasil ekstraksi pada sari buah markisa. Setelah tercampur, gula dan

asam sitrat secara perlahan dimasukkan. Pemanasan sampai suhu 855 oC dan

dipertahankan selama 15 menit sambil terus diaduk hingga merata.

Pasteurisasi, exhausting kemudian pengemasan dalam botol.

5. Penyimpanan selama 3 hari pada suhu ruang dilakukan sebelum analisa dimulai.

Proses ini bertujuan untuk mengamati kestabilan sirup dimana tidak terjadi

pengendapan dan pembentukan gel dan melihat sejauh mana keberhasilan

formula karaginan yang ditambahkan dalam sirup markisa. Rancangan percobaan

yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap. Faktor yang

berpengaruh adalah persentase karaginan yang ditambahkan pada pembuatan sirup

markisa yaitu 3.3, 3.9, 4.4 5.0% dan markisa komersil sebagai kontrol. Percobaan

diulang sebanyak 3 kali dengan model rancangan sebagai berikut :

Yij = + i + ij

Dimana :

Y ij = respon setiap variabel pengamatan = nilai tengah (rata-rata) dari seluruh pengamatan i = pengaruh penambahan konsentrasi karaginan taraf ke-i (i=1,2,3,4) i = galat dari percobaan.

Data dianalisa dengan metode univariate general model dengan program SPSS

versi 17. Untuk melihat taraf perlakuan yang berbeda, dilakukan uji lanjut Beda Nyata

Terkecil (BNT) pada tingkat kepercayaaan 95%.

29

Buah markisa (Dicuci, dipotong kulit buah

dan dikeruk isinya)

Pemblenderan dan ekstraksi sari buah (menggunakan kain saring)

Pembotolan

Pemanasan suhu 655 oC selama 15 menit

Analisis : 1 pH 2 Viskositas 3 Kekeruhan 4 Total gula

Analisis : 1 Total mikroba 2 Organoleptik

(perbandingan pasangan)

Penyimpanan 3 hari pada suhu ruang

Mulai

Selesai

Sari buah markisa

Bahan Komposisi (%)

Formulasi A Formulasi B Formulasi C Formulasi D Sari Markisa 60.3 59.8 59.5 59.2

Na-metabisulfit

0.1 0.1 0.1 0.1

Na-Benzoat 0.03 0.03 0.03 0.03

Asam sitrat 0.1 0.1 0.1 0.1

Karaginan 3.3 3.9 4.4 5.0

Gula 36.2 35.9 35.7 35.5

Gambar 11 Diagram alir penelitian aplikasi karaginan pada sirup markisa dan analisis yang dilakukan

Sirup markisa terpilih

30

3.4 Prosedur Analisa

Analisa Karaginan

Karaginan yang dihasilkan kemudian dianalisis rendemen, viskositas, kekuatan gel, kadar

air, kadar abu, kadar abu tidak larut asam, kadar sulfat dan derajat putih.

3.4.1 Rendemen (AOAC, 1984)

Rendemen karaginan sebagai hasil ekstraksi dihitung berdasarkan ratio antara berat

karaginan yang dihasilkan dengan berat rumput laut kering.

Rendemen = Berat karaginan Berat rumput laut kering

3.4.2 Viskositas (FMC Corp, 1977)

Viskositas adalah pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir. Satuan dari

viskositas adalah poise (1 poise = 100 cP). Makin tinggi viskositas menandakan makin besarnya

tahanan cairan yang bersangkutan. Pengukuran viskositas dengan menggunakan alat Viscometer

Brookfield. Larutan karaginan dengan konsentrasi 1.5% (b/b) dipanaskan di atas hot plate

sambil diaduk secara teratur sampai suhu mencapai 80 oC. Viscometer dihidupkan dan suhu

larutan diukur. ketika suhu larutan mencapai 75 oC dan nilai viskositas diketahui dengan

pembacaan viskosimeter pada skala 1 100. Pembacaan dilakukan setelah putaran penuh 8

kali untuk spindel no.2 dengan rpm 60. Hasil pembacaan digandakan 5 kali untuk spindel no.

2 bila dijadikan centipoises.

3.4.3 Kekuatan Gel (FMC Corp, 1977)

Contoh karaginan sebanyak 3 gr dilarutkan dengan 197 gr air. Berat semua larutan

ditetapkan menjadi 200 gr sehingga konsentrasi larutan menjadi 1.5% (b/b). Larutan lalu

dipanaskan diatas hot plate dengan pengadukan secara teratur sampai suhu 80 oC atau suhu

gelatinisasi yaitu suhu dimana larutan polisakarida menjadi lebih kental karena kemampuan

mengikat air..

Larutan panas dimasukkan kedalam cetakan berdiameter kira-kira 4 cm dan

dibiarkan pada suhu 10oC (suhu pendingin) selama 12 jam. Setelah membentuk gel.

kekuatannya diukur dengan alat TX texture analyzer.

x 100 %

31

3.4.4 Kadar air (AOAC, 1995)

Karaginan sebanyak 2 gram ditimbang dalam cawan porselen yang telah

dikeringkan pada suhu 105 oC selama 1 jam. Cawan porselen yang berisi contoh

kemudian dimasukkan dalam oven pada suhu 105 oC selama 4 jam.

Jika I1 adalah bobot contoh dan I2 adalah bobot contoh setelah dikeringkan. maka :

% Kadar air = I1 I2 berat sampel

3.4.5 Kadar abu (AOAC, 1995)

Karaginan sebanyak kurang lebih 2 gram dimasukkan ke dalam cawan porselen

(B) yang telah diketahui bobot keringnya, kemudian diabukan dalam tanur pada suhu 550 oC sampai bebas dari arang. Setelah itu sampel didinginkan dalam desikator dan

ditimbang sebagai bobot akhir (A).

% Kadar abu = A B Berat sampel

3.4.6 Kadar abu tak larut asam (AOAC, 1995)

Karaginan yang telah diabukan dididihkan dengan 25 ml HCl 10% selama 5 menit.

Bahan-bahan yang tidak terlarut disaring dengan menggunakan kertas saring tidak berabu. Kertas

saring lalu diabukan dalam tanur pada suhu 550 oC, lalu didinginkan dalam desikator untuk

selanjutnya ditimbang.

% Kadar abu tidak larut asam = bobot abu berat sampel

3.4.7 Kadar sulfat (FMC Corp. 1977)

Prinsip yang dipergunakan adalah gugus sulfat yang telah ditimbang dan diendapkan

sebagai BaSO4. Contoh ditimbang sebanyak 1 g dan dimasukkan kedalam labu Erlenmeyer

yang ditambahkan 50 ml HCl 0.2 N kemudian di refluks sampai mendidih selama 1 jam.

Larutan kemudian ditambahkan 25 ml H2O2 10% lalu di refluks kembali selama 5 jam.

Selanjutnya ditambahkan 10 ml larutan BaCl2 10% dan kembali dipanaskan selama 2 jam.

Endapan yang terbentuk disaring dengan kertas saring tak berabu dan dicuci dengan

aquades mendidih hingga bebas klorida. Kertas saring dikeringkan ke dalam oven

pengering, kemudian diabukan pada suhu 1000 oC sampai diperoleh abu berwarna putih.

x 100 %

x 100 %

X 100 %

32

Abu didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang. Perhitungan kadar sulfat adalah

sebagai berikut :

Kadar sulfat (%) = P x 0.4116 x 100 % Berat sampel

Ket : P = bobot endapan BaSO4

3.4.8 Derajat Putih (Food Chemical Codex. 1981)

Alat yang digunakan adalah Whiteness Meter KeTT digital model C-100. Sampel

dimasukkan dalam wadah pengukuran sampai penuh lalu tutup. Sebelumnya alat sudah

disiapkan dan dihidupkan. standar petunjuk harus berada dalam posisi nol. Selanjutnya

sampel dalam wadah diukur derajat putihnya dengan memasukkan dalam alat pengukur.

Nilai yang terbaca pada alat menunjukkan nilai derajat putih dalam persen (warna standar

alat 85.4%). Perlakuan ini dapat diulang beberapa kali sampai mendapatkan nilai rata-rata

yang tepat.

Analisa Sirup Markisa

3.4.9 Nilai pH

Sekitar 10 ml sampel dimasukkan alam gelas piala. diaduk secara merata.

Sampel kemudian diukur nilai pH-nya dengan alat pH meter. Sebelum pengukuran.

alat dikalibrasi terlebih dahulu dengan air aquades pada pH 7, lalu alat dimasukkan

kedalam wadah yang berisi sampel. Nilai yang tercantum pada alat merupakan hasil

pengukuran pH sampel.

3.4.10 Kekeruhan

Pengukuran kekeruhan air dilakukan secara turbiditas yaitu merupakan sifat

optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang

dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh

suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan.

Sebanyak 10 ml larutan standar (aquabides) dimasukkan kedalam botol untuk

selanjutnya dibaca oleh alat. Setelah nilai 0 (zero) tertera pada alat. maka botol

yang berisikan sampel 10 ml yang telah dihomogenkan terlebih dahulu

dimasukkan. Dengan menekan tombol read maka nilai kekeruhan larutan akan

terbaca.

33

3.4.11 Total gula (Sukrosa)

Sampel sebanyak 10 ml ditambah dengan acetonitril 10 ml diblender selama 5

menit. Setelah homogeny campuran ini isaring dengan kertas Whatman 41 . Hasil saringan

yang terdapat pada kertas saring lalu dikeringkan alam frezz dryer. Setelah kering, padatan

(terbilang sebagai sukrosa) diencerkan dengan phase gerak (Acetonitril : air = 60 : 40).

Selanjutnya sebanyak 20 ml sampel di injeksikan ke alat HPLC.

3.4.12 Analisis Mikrobiologi Total Mikroba (Angka Lempeng Total SNI 01-2332.3-2006)

Sebanyak 10 ml contoh dimasukkan kedalam wadah berisi 90 ml larutan

butterfields phosphate buffered. kemudian dikocok hingga homogen. Homogenat

ini merupakan larutan pengenceran 10-1. Dengan menggunakan pipet steril

pindahkan 1 ml suspensi tersebut dan masukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi

9 ml butterfields phosphate buffered untuk mendapatkan pengenceran 10-2.

Pengenceran selanjutnya (10-3) dengan mengambil 1 ml contoh dari pengenceran

sebelumnya. Dengan cara yang sama lakukan pengenceran selanjutnya 10-4.

Sebanyak 1 ml dipipet dari setiap pengenceran tersebut dan dimasukkan kedalam

cawan petri steril dan dilakukan secara duplo.

Tambahkan 12-15 ml PCA yang sudah didinginkan kedalam masing-masing

cawan yang berisi larutan contoh. Agar larutan contoh dan media PCA tercampur

seluruhnya maka dilakukan pemutaran cawan. Cawan di inkubator selama 24-48

jam. Kemudian hitung cawan-cawan yang mempunyai jumlah koloni 25-250 dengan

alat penghitung koloni atau Hand Tally Counter. Analisa mikrobiologi dilakukan

sebanyak 2 kali yaitu minggu pertama dan minggu ketiga

3.4.13 Uji Organoleptik

Uji organoleptik yang dilakukan terhadap karaginan adalah uji perbandingan

berpasangan, dimana formula terpilih kemudian dilakukan uji perbandingan pasangan

dengan produk komersial. Pada uji perbandingan pasangan, panelis melakukan penilaian

berdasarkan formulir isian dengan memberikan angka berdasarkan skala kelebihan, yaitu

lebih baik atau lebih buruk. Penilaian uji berpasangan berupa angka. yaitu -3 = sangat lebih

buruk. -2 = lebih buruk. -1 = agak lebih buruk. 0 = tidak berbeda. 1 = agak lebih baik. 2 =

lebih baik. 3 = sangat lebih baik.

34

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penelitian pendahuluan

Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk mengetahui kisaran konsentrasi

larutan KCl yang optimal pada pemisahan karaginan sehingga proses dapat

berjalan secara efisien dan efektif. Pengamatan dilakukan dengan melihat struktur

karaginan yang terbentuk pada saat proses presipitasi terjadi dimana variasi

konsentrasi larutan KCl adalah 0.5; 1; 1.5; dan 2%. Pada Tabel 7 terlihat bahwa

pada konsentrasi KCl 0.5% struktur karaginan yang terbentuk begitu rapuh

sehingga bentuknya seperti bubur, bahkan pada saat disaring karaginan masih

dapat lolos melewati saringan. Sebaliknya pada konsentrasi KCl 2%

menghasilkan struktur karaginan yang kokoh dan keras.

Smidsrod et al (1980) berpendapat bahwa mekanisme pembentukan gel

yang benar adalah melalui dua tahap proses yaitu dimulai dengan perubahan

konformasi intramolekul yang tidak berhubungan dengan adanya ion-ion,

kemudian diikuti oleh turunnya kelarutan dan pembentukan ikatan silang yang

tergantung pada adanya ion-ion yang spesifik yang menyebabkan struktur gel

terbentuk. Adapun kation-kation yang berkemampuan untuk mengimbas

pembentukan gel karaginan adalah K+ , Rb+, dan Ca+

Kappa-karaginan sensitif terhadap ion K+ dan membentuk gel yang kuat

dengan adanya garam kalium. Ion K+ dapat meningkatkan kekuatan gel. Hal ini

disebabkan karena kemampuan ion K+ yang berfungsi untuk meningkatkan