4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Penelitian Tahap Kedua
4.3.2 Kekuatan gel karagenan campuran
Kekuatan gel karagenan dinyatakan sebagai breaking force yang didefiniskan sebagai beban maksimum yang dibutuhkan untuk memecahkan matrik polimer pada daerah yang dibebani (Whyte 1980 dikutip oleh Suheti 2000). Kemampuan membentuk gel adalah sifat penting kappa dan iota karagenan. Konsistensi gel dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain jenis dan tipe karagenan, konsentrasi dan adanya ion-ion serta pelarut yang menghambat pembentukan hidrokoloid. Hal-hal lain yang dapat mempengaruhi gel karagenan yaitu letak gugus sulfat pada struktur molekulnya (Towle 1973). Semakin berat beban yang diperlukan maka kekuatan gel yang dihasilkan akan semakin tinggi. Kemampuan membentuk gel merupakan salah satu sifat karagenan yang menjadi dasar penggunaannya pada berbagai industri. Menurut Fardiaz (1989), pembentukan gel adalah suatu fenomena atau pengikatan silang rantai-rantai polimer sehingga membentuk suatu jala tiga dimensi bersambungan. Selanjutnya jala ini dapat menangkap atau mengimobilisasikan air di dalamnya dan
membentuk struktur yang kuat dan kaku. Sifat pembentukan gel ini beragam dari satu jenis hidrokoloid ke jenis lain, tergantung pada jenisnya. Gel memiliki sifat seperti padatan, khususnya sifat elastis dan kekakuan.
Menurut Chapman dan Chapman (1980) dan Glicksman (1983), Kemampuan pembentukan gel pada kappa dan iota karagenan terjadi pada saat larutan panas dibiarkan menjadi dingin, karena mengandung gugus 3,6-anhidro-D-galaktosa. Proses ini bersifat reversible, artinya gel akan mencair bila dipanaskan dan apabila didinginkan maka akan membentuk gel kembali (Glicksman 1983). Kappa karagenan sensitif terhadap ion kalium dan akan membentuk gel yang kuat dengan adanya garam kalium (Glicksman 1983).
Pada penelitian ini diperoleh data hasil analisis kekuatan gel menggunakan alat ukur curd tension meter yang disajikan dalam Gambar 14.
Gambar 14 Diagram batang nilai rata-rata kekuatan gel karagenan campuran.
Pada Gambar 14 terlihat bahwa peningkatan penambahan kappa karagenan akan meningkatkan kekuatan gel karagenan campuran. Hal ini disebabkan karena kappa karagenan mempunyai kekuatan gel yang lebih tinggi dibandingkan iota karagenan. Perbedaan ini disebabkan karena adanya gugus 3,6-anhidrogalaktosa-2-sulfat pada Eucheuma spinosum yang menyebabkan gel bersifat elastis (Chapman and Capman 1980). Gel yang bersifat elastis ini apabila dikenai tekanan akan sulit untuk mempertahankan bentuknya, sehingga nilai kekuatan gelnya akan rendah.
171,9 104,33 112,37 96,28 226,61 144,55 207,29 204,08 328,77 0 50 100 150 200 250 300 350 1:1 1:2 1:3 1:4 2:1 2:3 3:1 3:2 4:1
Perbandingan (kappa : iota)
Kekuatan gel (g/cm
Kappa karagenan membentuk gel yang keras dan elastis serta berwarna agak gelap. Dari semua karagenan, kappa karagenan memberikan gel yang paling kuat. Jenis iota membentuk gel yang kuat dan stabil bila ada ion Ca2+ (Angka dan Suhartono 2000). Adanya kekakuan dalam rantai seperti jumlah, tipe dan posisi sulfat mempunyai pengaruh yang penting pada pembentukan gel. Kekakuan dalam rantai mempunyai pengaruh menghambat pembentukan dan pengumpulan double helix yang selanjutnya menurunkan kekuatan gel (Glicksman 1983). Adanya perbedaaan struktur molekul ini menyebabkan perbedaaan kekuatan gel yang terkandung, dimana kappa karagenan mengandung gugusan 6-sulfat, dapat menurunkan daya gelasi dari karagenan, tetapi dengan pemberian alkali mampu menyebabkan terjadinya transeliminasi gugusan 6-sulfat yang menghasilkan terbentuknya 3,6-anhidro-D-galaktosa. Dengan demikian derajat keseragaman molekul meningkat dan daya gelasinya juga bertambah (Winarno 1990). Pada iota karagenan ditandai dengan adanya 4-sulfat ester pada setiap residu D-glukosa dan gugusan sulfat ester pada setiap gugusan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Gugusan 2-sulfat ester tidak dapat dihilangkan oleh proses pemberian alkali seperti halnya kappa karagenan (Winarno 1990).
Diagram batang rata-rata analisis kekuatan gel kombinasi kappa karagenan dengan iota karagenan ditampilkan pada Gambar 14. Hasil analisis kekuatan gel menunjukkan bahwa kombinasi yang memiliki kekuatan gel tertinggi adalah 4 : 1 (kappa : iota), akan tetapi nilai kekuatan gel kombinasi ini tetap berada di bawah nilai kekuatan gel kappa karagenan yang dianalisis. Perubahan nilai kekuatan gel kappa karagenan terhadap nilai kekuatan gel karagenan campuran, juga mengakibatkan perubahan penampakan gel karagenan, dimana gel karagenan campuran warnanya sedikit jernih dan sedikit elastis jika dibandingkan dengan penampakan gel kappa karagenan yang keras atau rigid.
Adanya penurunan kekuatan gel ini disebabkan karena bercampurnya kappa karagenan dengan iota karagenan, dimana seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa iota karagenan mempunyai gel yang elastis. Gel yang elastis ini apabila dikenai tekanan akan sulit untuk mempertahankan bentuknya, sehingga nilai kekuatan gelnya akan rendah. Selain itu, gugusan ester sulfat pada iota karagenan lebih tinggi dibandingkan pada kappa karagenan dapat mempengaruhi
kekuatan gel pada kombinasi ini. Letak gugus sulfat pada struktur molekul karagenan sangat berpengaruh terhadap kemampuan karagenan untuk membentuk gel, sehingga makin sedikit kappa karagenan yang dicampur maka akan mengakibatkan penurunan kekuatan gel. Jika dilihat dari viskositasnya, viskositas yang tinggi akan meningkatkan elastisitas gel. Kombinasi dari iota karagenan dan kappa karagenan yang memiliki viskositas terendah dan kekuatan gel yang tertinggi adalah 4 : 1 (kappa : iota). Pada penelitian ini viskositas tidak selalu berbanding terbalik terhadap kekuatan gel, ini diduga karena adanya pengaruh pencampuran iota karagenan dengan kappa karagenan, dimana keduanya memiliki sifat gel yang berbeda. Kappa karagenan memiliki tipe gel yang rigid atau mudah pecah dicirikan dengan tingginya sineresis, yaitu adanya aliran cairan pada permukaan gel, sedangkan iota mempunyai gel yang bersifat elastis, bebas sineresis dan reversible, serta pembentuk gel air yang lemah (Anonim 1977).
Karagenan campuran ini menghasilkan gel dari yang rigid atau mudah pecah sampai gel yang elastis dan sedikit elastis. Berdasarkan dari hasil penelitian ini, maka karagenan campuran ini kemungkinan dapat di aplikasikan ke berbagai produk, adapun aplikasi kappa, iota dan karagenan campuran di dalam produk disajikan dalam Tabel 5.
Tabel 5 Aplikasi karagenan di berbagai produk. Manfaat Kappa karagenan Iota karagenan Karagenan Campuran Beer clarification Bumbu salad Susu kedelai Water gel Yoghurt Selai Puding Minuman buah-buahan Sirup Restructured product Processed meat Pasta Pizza Imitation milk Air-freshener gel Saus barbeque Dessert gel
Filled and skim milk
Thickening agent
Whipping cream
Dulce de Leche (susu campuran)
Kue tar buah
Coklat susu Es krim Mousse Pasta gigi Ice milk Kornet sapi
Bir dan anggur
Jeli
Gel rendah kalori
Krim aerosol
Susu coklat
Keju
Jeli rendah gula
Gel ikan Tomato aspics Sumber : ¬ htpp://www.gelymar.com ¬ http://www.FMC Biopolymer.com ¬ http://docencia.izt.uam.mx/epa/quim_alim/tareas/carragenina.pdf.