BEBERAPA CATATAN TENTANG KARAGINAN. Oleh. Abdullah Rasyid 1) ABSTRACT

Oseana, Volume XXVIII, Nomor 4, 2003: 1-6 ISSN 0216-1877

BEBERAPA CATATAN TENTANG KARAGINAN Oleh

Abdullah Rasyid 1)

ABSTRACT

SOME NOTES ON CARRAGEENAN. Carrageenan is a name for galactan polysaccharides that can be extracted from red algae (Rhodophyceae). Commercial carrageenan are available in three main types: kappa, iota, and lambda carrageenan. This paper will describe some notes on carrageenan that consists of raw material extraction process, structure, properties, and uses of carrageenan.

PENDAHULUAN

Rumput lain sebagai salah satu sumberdaya hayati laut memiliki potensi untuk dikembangkan dan dimanfaatkan dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Selama beberapa abad umat manusia di berbagai belahan dunia telah memanfaatkan rumput laut, misalnya untuk obat-obatan dan makanan. Saat ini kita telah mengenal produk-produk dari rumput laut, yaitu agar, agarose, alginat, karaginan, dan berbagai produk makanan lainnya.

Karaginan merupakan suatu nama untuk polisakarida galaktan yang dapat diekstraksi dari algae merah (Rhodophyceae). Menurut FURIA (1972), istilah karaginan berasal dari kata "Carragheen", yaitu nama salah satu kota di Irlandia yang merupakan tempat pertama kali Chondrus crispus dieksploitasi.

Karaginan mengandung galaktosil dan 3,6-anhidrogalaktose. Keduanya merupakan

unit gula yang mengalami esterifikasi parsial dengan asam sulfat. Karaginan merupakan suatu produk yang relatif baru, dimana industri karaginan baru mulai berproduksi setelah tahun 1945 sebagai salah satu substitusi agar yang diproduksi oleh Jepang (AN ULLMAN'S, 1998).

Tulisan ini akan menguraikan beberapa hal yang berkenaan dengan karaginan, yaitu jenis rumput laut penghasil karaginan, proses pengolahan karaginan, struktur karaginan, sifat-sifat karaginan, dan penggunaan karaginan.

RUMPUT LAUT PENGHASIL KARAGINAN

Jenis rumput laut Chondrus crispus telah dikenal selama beberapa abad di Amerika Serikat dan Kanada, yaitu sejak kedatangan imigran dari Irlandia pada awal abad 19 (AN ULLMAN'S, 1998). Kelompok algae merah yang merupakan penghasil karaginan seperti terlihat pada Tabel 1.

US Federal Register menjelaskan bahwa karaginan sebagai tambahan makanan merupakan hidrokoloid yang telah dihaluskan, diperoleh melalui proses ekstraksi beberapa famili Gigartinaceae dan Solieraceae yang meliputi Chondrus crispus, Chondrus ocellatus, Eucheuma cottonii, Eucheuma spinosum, Gigartina piscillata, Gigartina radula, dan Gigartina stellata. Chondrus crispus merupakan bahan baku karaginan yang paling penting di Amerika Serikat, sedangkan di Eropa adalah Chondrus dan Gigartina. Sumber utama rumput laut untuk bahan baku

karaginan di Amerika Serikat berasal dari pantai Maine, Massachusetts dan Propinsi Maritime di Kanada. Penyuplai bahan baku karaginan untuk produsen di Eropa adalah Irlandia, Prancis, dan Norwegia. Sedangkan Spanyol, Portugis, dan Afrika Utara merupakan penyuplai bahan baku karaginan, baik untuk produsen di Eropa maupun Amerika (FURIA, 1972). Sedangkan di Indonesia, bahan baku karagenan adalah Eucheuma cottonii dan Eucheuma spinosum yang merupakan hasil budidaya di berbagai wilayah perairan pantai Indonesia dan sebagian kecil dari panen alam.

PROSES PENGOLAHAN KARAGINAN Proses pengolahan karaginan meru-pakan rahasia dagang yang dijaga secara ketat. Menurut TRONO et al (1988), proses peng-olahan karaginan terdiri dari 6 tahap, yaitu: l. Pencucian

Tahap ini dilakukan untuk mem-bersihkan rumput laut dari kotoran yang masih menempel, seperti pasir, garam, dan benda asing lainnya.

2. Perendaman

Setelah tahap pencucian selesai, dilanjutkan dengan perendaman menggunakan larutan natrium klorida (dapat juga menggunakan larutan kalium klorida atau kalsium klorida), tergantung pada jenis gel yang diinginkan. Misalnya, jika diinginkan suatu produk yang kental dengan kekuatan gel yang rendah, maka digunakan larutan natrium klorida. Penggunaan garam kalsium akan menghasilkan gel yang elastis, sedangkan penggunaan garam kalium akan menghasilkan gel yang keras. 3. Pemucatan

Setelah melalui proses perendaman seperti di atas, dilanjutkan dengan pemucatan menggunakan larutan natrium hipoklorit encer. Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk akhir dengan penampakan yang lebih baik. Kelebihan hipoklorit dapat dihilangkan dengan cara menambahkan natrium bisulfit. 4. Pemanasan

Campuran dipanaskan pada temperatur 90 - 95°C selama 2 jam. Selama proses pemanasan berlangsung perlu dilakukan pengadukan yang konstan agar campuran menjadi homogen.

5. Penyaringan dan Pengendapan

Penyaringan dilakukan dalam keadaan panas secepat mungkin. Untuk meningkatkan

kualitas produk, maka filtrat yang diperoleh diendapkan dengan isopropanol sebanyak volume filtrat. Campuran kemudian didinginkan.

6. Pengeringan dan Penepungan

Campuran yang telah dingin dikeringkan, dilanjutkan dengan penepungan untuk memperoleh tepung karaginan sesuai dengan ukuran partikel yang diinginkan.

Industri karaginan terbatas pada sejumlah kecil negara dimana algae merah terdapat, misalnya Denmark, Inggris, dan Amerika Serikat. Sangat sedikit industri yang terdapat di Spanyol, Korea Selatan dan Jepang. Karaginan juga diproduksi di negara-negara bekas Uni Soviet. Produksi tahunan dunia kemungkinan tidak lebih dari 15.000 ton dan hanya 2.000 - 3.000 ton yang digunakan untuk kebutuhan selain industri makanan. Di Filipina, produksi karaginan "semirefined" menggunakan bahan baku Eucheuma cottonii dan Eucheuma spinosum. Proses peng-olahannya yaitu dengan cara merendam rumput laut yang telah dibersihkan dalam larutan alkali 1N selama 2 jam pada temperatur 75°C. Kemudian dilakukan pencucian untuk menghilangkan sisa-sisa garam, dilanjutkan dengan pengeringan dengan sinar matahari atau alat pengering dan digiling sampai jadi tepung (AN ULLMAN'S, 1998). Demikian halnya di Indonesia, produksi karaginan "semirefined" juga menggunakan bahan baku Eucheuma cottonii dan Eucheuma spinosum.

STRUKTUR KARAGINAN

Karaginan yang sering ditemukan dalam dunia perdagangan dapat dibedakan atas 3 tipe, yaitu kappa karaginan, iota karaginan, dan lambda karaginan. Menurut AN ULLMAN'S (1998) ketiga tipe ini tersedia dalam berbagai variasi, tergantung pada sumber bahan baku (rumput laut), lokasi tempat tumbuh, waktu

panen, dan metode ekstraksi yang digunakan. Lambda karaginan merupakan suatu molekul rantai linier yang tersusun atas unit-unit dimer yang berulang-ulang, yaitu |3-D-Gal-(1,4)- oc-D-Gal (Gambar 1). Unit-unit dimer tersebut merupakan ikatan 1,3-glikosidik. Gugus hidroksil utama dari a-galaktosil teresterifikasi dengan asam sulfat dan 70% gugus hidroksil pada C-2 dalam kedua galaktosil juga teresterifikasi dengan asam sulfat. Oleh karena itu, lambda karaginan mempunyai kadar sulfat 32-39%.

Kappa karaginan dan iota karaginan terdiri dari dimer "carrabiose", dimana b-D-galaktosil merupakan ikatan 1,4 terhadap a-D-3,6-anhidrogalaktosil [β-D-Gal-(1,4)-α-D-3,6-anhidrogal] (Gambar 2). Unit-unit "carrabiose" yaitu ikatan 1,3 membentuk polimer linier. Perbedaan antara kappa dan iota karaginan adalah pada proses esterifikasi dengan asam sulfat, dimana kappa karaginan teresterifikasi dengan gugus hidroksil pada C-4 galaktosil dengan kadar sulfat sebesar 25 - 30%. Sedangkan pada iota karaginan, teresterifikasi dengan gugus hidroksil pada C-2 anhidrogalaktosil dengan kadar sulfat sekitar 23 - 35% (AN ULLMAN'S, 1998).

SIFAT-SIFAT KARAGINAN

Seperti halnya garam-garam natrium dari kappa karaginan dan iota karaginan, semua bentuk lambda karaginan larut dalam air dingin. Namun demikian, garam-garam kalium dan kalsium dari kappa karaginan dan iota karaginan hanya terlarut pada temperatur 70°C. Kappa karaginan lebih sensitif terhadap ion-ion kalium, sedangkan iota karaginan lebih sensitif terhadap ion-ion kalsium. Larutan kappa karaginan dan iota karaginan dapat diendapkan dengan kalium klorida. Hal ini membuktikan bahwa ikatan glikosidik dalam kappa karaginan dan iota karaginan memungkinkan penggabungan rantai molekul menjadi heliks ganda yang terbentuk pada saat pendinginan larutan (AN ULLMAN'S, 1998).

Karaginan sangat tidak stabil dalam suasana asam. Hal ini disebabkan oleh ikatan b-l,4-glikosidik yang sangat lemah antara galaktosil dan anhidrogalaktosil. Namun demikian, pada pH yang lebih besar dari 4,5 akan sangat stabil, bahkan pada kondisi yang steril. Oleh karena pembentukan gel pada temperatur intermedit, maka nilai viskositas

harus diukur pada temperatur 75°C. Pada temperatur ini akan diperoleh nilai viskositas mencapai 800 cps dimana konsentrasi larutan adalah 1,5% (AN ULLMAN'S, 1998).

Menurut FURIA (1972), walaupun karaginan mudah larut dalam air, tetapi agak sulit larut dengan pelarut lainnya. Pada umumnya untuk memperoleh kelarutan yang sempurna dilakukan dengan pemanasan larutan karaginan. Biasanya dilakukan pada temperatur 50 - 80°C, tergantung pada keberadaan kation-kation pembentuk gel seperti kalium atau faktor-faktor lainnya. Larutan 2% dari karaginan yang diperdagangkan memiliki nilai viskositas yang bervariasi antara 50 - 3.000 cps pada temperatur 40°C tanpa adanya ion-ion logam. Kemampuan karaginan membentuk gel dengan ion-ion kalium merupakan dasar pemanfaatannya dalam industri makanan. Konsentrasi kalium klorida yang sering digunakan adalah 0,2%. Temperatur pembentukan gel ditentukan oleh konsentrasi dan jenis ion-ion yang terdapat dalam larutan, biasanya pada temperatur 45 - 55 °C.

Sifat paling unik dari karaginan sebagai suatu hidrokoloid adalah memiliki tingkat reaktivitas yang tinggi dengan protein tertentu. Reaktivitasnya terhadap protein susu menjadi dasar pemanfaatan karaginan dalam sejumlah produk makanan. Reaksi antara kasein dengan karaginan dikenal sebagai "milk reactivity" yang memungkinkan untuk menggantikan coklat atau partikel lainnya dalam susu. Proses ini membutuhkan karaginan dalam jumlah yang sangat kecil yaitu 0,025% dan akan terbentuk suatu sistem "thixotropic" (gejala cairan yang mengental jika didiamkan dan lebih encer jika dikocok). Kekuatan gel terbentuk sangat rendah dan hanya sedikit meningkatkan nilai viskositas dari susu. Jika digunakan karaginan dalam jumlah yang lebih banyak (0,15%), maka akan terbentuk gel yang kuat dan stabil (FURIA, 1972).

PENGGUNAAN KARAGINAN

Penggunaan karaginan dalam industri makanan tergantung pada beberapa sifat, yaitu kelarutan, viskositas, gel, reaktivitas dengan protein, dan sinergisme dengan polisakarida yang bukan gel. Kappa dan iota karaginan berperan sebagai pembentuk gel, sedangkan lambda karaginan yang bukan gel berperan sebagai pengental. Oleh karena reaktivitasnya dengan protein tertentu, karaginan dapat digunakan pada konsentrasi yang rendah (0,01 - 0,03%) untuk produk-produk yang berbahan susu, seperti susu coklat, es krim, puding, dan keju tiruan. Karaginan juga digunakan pada pembuatan roti, lapisan gula, jelli, dan selai dengan kadar gula yang rendah (KIRK, 1994).

Selain untuk industri makanan, karaginan juga digunakan untuk makanan ternak. Stabilitas panas dari karaginan pada pH yang tinggi merupakan faktor yang menentukan. "Milk reactivity" menyebabkan karaginan digunakan sebagai penstabil dalam pembuatan susu coklat dan "evaporated milk" (susu kaleng yang kental tidak dimaniskan dan dibuat dari susu biasa yang sebagian airnya diuapkan). Karaginan juga berfungsi sebagai pembentuk gel dan pengental susu yang digunakan dalam pembuatan puding dan krim yang disajikan dalam keadaan panas atau dingin. Peranan karaginan dalam pembuatan es krim adalah sebagai penstabil untuk mencegah terbentuknya kristal-kristal es dan menyebabkan es krim tidak mudah mencair. Fungsi karaginan sebagai penstabil juga digunakan dalam pembuatan margarin rendah lemak dan bir. Fungsi karaginan lainnya yang sangat penting adalah dalam proses pembekuan daging, ikan dan sayuran. Proses hidrolisis yang cepat pada pH yang lebih kecil dari 4,5 menyebabkan karaginan kurang sesuai untuk produk-produk asam. Selain penggunaan dalam industri makanan, karaginan juga digunakan sebagai bahan pembuatan tablet. (AN ULLMAN'S, 1998).

DAFTAR PUSTAKA

ANULLMAN'S ENCYCLOPEDIA. 1998.

Industrial Organic Chemicals. Vol.

7. Wiley-VCH, New York. 4003. 4008.

CHAPMAN, V.J. and D.J. CHAPMAN. 1980.

Seaweed and Their Uses. Third edition.

Chapman and Hall, New York. 98 -147. FURIA, T.E. (Editor). 1972. Handbook of Food

Additives. Second edition. Published

by CRC Press, Inc., USA. 307 - 310.

KIRK and OTHMER. 1994. Encyclopedia of

Chemical Technology. Fourth Edition.

Volume 12. John Wiley & Sons, New York. 847 - 850.

TRONO, G.C, Jr. and E.T.G. FORTES. 1988. Philippine Seaweeds. National Bookstore, Inc. Publishers, Metro Manila, Philippines. 243 – 244.