i
OPTIMASI METODE ISOLASI KARAGENAN
DARI RUMPUT LAUT
Kappaphycus alvarezii
Doty
DENGAN DESAIN PERCOBAAN FAKTORIAL
Skripsi
LUH ADE DYAH TANTRI LESTARI
1208505032
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
ii
iii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur Penulis Panjatkan Kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Karena Atas
Berkat Dan Rahmat-Nya Penulis Dapat Menyelesaikan Skripsi Yang Berjudul “Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii Doty dengan Desain Percobaan Faktorial” tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin pengucapkan terima kasih kepada:
1. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
2. Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. selaku Ketua Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana. 3. Ni Putu Ayu Dewi Wijayanti, S.Farm., M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing I
yang telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran dengan sabar kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.
4. Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.
5. Dr. Sagung Chandra Yowani, S.Si., M.Si., Apt. selaku dosen penguji skripsi sekaligus dosen pembimbing akademik penulis. Terima kasih atas motivasi, semangat, arahan, saran serta bimbingan yang diberikan pada penulis selama penyusunan skripsi ini.
6. Drs. I.N.K. Widjaja, M.Si., Apt. selaku dosen penguji skripsi. Terima kasih atas bimbingan, saran serta arahan yang diberikan pada penulis selama penyusunan skripsi ini.
iv
8. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.
9. Orang tua yang sangat saya sayangi dan hormati, I Ketut Landra dan Ni Made Artini, M.Pd, kakak dan adik tersayang Ni Luh Putu Asri Yuliandari, A.Md. Keb. dan I Komang Ananda Yoga Murti, terima kasih atas limpahan kasih sayang, dukungan, doa, semangat dan motivasi yang telah diberikan kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.
10. Sahabat tersayang, Meci, Budi, Sarah, Lina, Novi, Anggi, Widya, dan Linda yang telah banyak membantu, memberikan semangat dan selalu membesarkan hati penulis disaat ada kesulitan serta mendukung semua hal yang berkaitan selama kuliah dan penyusunan skripsi ini.
11. Teman-teman seperjuangan teknologi penulis, Eny, Diah, Ine, Ferianta, Eka Fitri, Anom, Meci, Agas, Purnama, Sugi, Dewa, Masmita, Gek In, Pasek, Unik yang telah banyak membantu dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini. 12. Keluarga besar Dioscury Hygeia yang telah banyak membantu dalam segala hal
dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini.
13. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun sehingga di masa yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Bukit Jimbaran, Juni 2016
v
DAFTAR SINGKAT DAN ISTILAH xiii
ABSTRAK xiv
ABSTRACT xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang 1
1.2Rumusan Masalah 4
1.3Tujuan Penelitian 5
1.4Manfaat Penelitian 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kappaphycus Alvarezii
2.1.1 Taksonomi Kappaphycus Alvarezii 6 2.1.2 Deskripsi Kappaphycus Alvarezii 7 2.1.3 Komposisi Kimia Kappaphycus Alvarezii 8
2.2 Karakteristik Karagenan 9
2.3 Klasifikasi Karagenan
2.3.1 Kappa Karagenan 10
2.3.2 Iota Karagenan 11
vi 2.4 Sifat Dasar Karagenan
2.4.1 Kelarutan 12
2.4.2 Stabilitas pH 13
2.4.3 Pembentukan Gel 13
2.5 Metode Isolasi Karagenan 14
2.6 Standar Mutu Karagenan 16
2.7 Evaluasi Fisika Kimia Karagenan
2.7.1 Rendemen 17
2.7.2 Viskositas 18
2.8 8 Desain Percobaan Faktorial 19
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian 20
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian 21
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat 21
3.3.2 Bahan 21
3.4 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
3.4.1 Variabel Penelitian 22
3.4.2 Definisi Operasional 22
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Optimasi Metode Isolasi Karagenan 23
3.5.2 Tahap Ekstraksi Rumput Laut 24
3.6 Evaluasi Fisika Kimia Karagenan
3.6.1 Rendemen 27
3.6.2 Viskositas 27
3.7 Analisis Data
3.7.1 Analisis Pengaruh Faktor terhadap Respon dengan
vii
3.7.2 Penentuan Metode Isolasi Optimum 28
3.8 Skema Umum Penelitian 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengumpulan dan Determinasi Rumput Laut
Kappaphycus alvarezii Doty 30
4.2 Pengolahan Sampel dan Pengukuran Kadar Air
Simplisia Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty 31 4.3 Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut
Kappaphycusalvarezii Doty 32
4.4 Penetapan Kadar Air Karagenan dari Hasil Optimasi
Metode Isolasi 33
4.5 Evaluasi Karakteristik Fisika Kimia Karagenan dari Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty
4.5.1 Rendemen 34
4.5.2 Viskositas 38
4.6 Penentuan Metode Isolasi Karagenan Optimum 41 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 43
5.1 Saran 43
DAFTAR PUSTAKA 65
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii ... 8
Tabel 2.2 Standar Mutu Karagenan ... 16
Tabel 2.2 Standar Mutu Karagenan Komersial PT Rhadogel Gums Internasional ... 17
Tabel 3.1 Faktor dengan Level Tertinggi dan Terendah ... 27
Tabel 3.2 Optimasi Metode dengan Desain Percobaan Faktorial ... 27
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii ... 7
Gambar 2.2 Kappa Karagenan ... 10
Gambar 2.3 Iota Karagenan ... 11
Gambar 2.4 Lambda Karagenan ... 12
Gambar 3.1 Skema Umum Penelitian ... 34
Gambar 4.1 Tepung Karagenan Hasil Optimasi Metode Isolasi dengan variasi Konsentrasi KOH, Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi ... 38
Gambar 4.2 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan dengan Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi tetap serta Variasi Konsentrasi KOH ... 41
Gambar 4.3 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan dengan Konsentrasi KOH dan Waktu Presipitasi tetap serta Variasi Waktu Ekstraksi. ... 42
Gambar 4.4 Grafik Nilai Rendemen pada Metode Isolasi Karagenan dengan Konsentrasi KOH dan Waktu Ekstraksi tetap serta Variasi Waktu Presipitasi. ... 43
Gambar 4.5 Grafik Nilai Viskositas pada Metode Isolasi Karagenan dengan Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi tetap serta Variasi Konsentrasi KOH. ... 45
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Determinasi Tanaman Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ... 70 Lampiran 2. Optimasi Metode Isolasi Karagenan dari Rumput Laut Kappaphycus
alvarezii Doty pada Program Design Expert 7.0.0 dengan variasi
Konsentrasi KOH, Waktu Ekstraksi dan Waktu Presipitasi ... 71 Lampiran 3. Data Rendemen dan Output ANOVA one way Karagenan dari
Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ... 72 Lampiran 4. Data Viskositas dan Output ANOVA one way Karagenan dari
Rumput Laut Kappaphycus alvarezii Doty ... 73 Lampiran 9. Tahapan Pengolahan Data dengan Program
xi
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
Cp : Centipoise
Titik Jedal : Suhu larutan karagenan dalam konsentrasi tertentu mulai
membentuk gel.
Hidrokoloid : Suatu polimer larut dalam air, yang mampu membentuk koloid dan mampu mengentalkan larutan atau membentuk gel dari larutan tersebut.
Karagenan : Hidrokoloid dengan molekul besar yang terdiri atas 1000 lebih residu galaktosa yang terdiri dari ester, kalium, natrium, dan kalium sulfat dengan galaktosa dan 3,6
anhydro galaktose copolimer
Karagenofit : Rumput laut penghasil karagenan Kation : Atom yang bermuatan positif
KOH : Kalium Hidroksida
Larutan alkali : Larutan basa dengan pH lebih dari 7
Titik Leleh : Suhu larutan karagenan yang mencair dengan konsentrasi tertentu.
Presipitasi : Pengendapan
Rendemen : Hasil ekstraksi yang dihitung berdasarkan rasio antara berat awal dan hasil ekstraksi
Simplisia : Bagian tanaman yang belum mengalami pengolahan apapun kecuali pengeringan
Thallus : Tumbuhan yang tidak mempunyai akar, batang dan daun sejati
Thermo-reversible : Gel akan mencair jika dipanaskan dan akan membentuk gel kembali bila didinginkan
xii ABSTRAK
Rumput laut Kappaphycus alvarezii Doty memiliki nilai ekonomis yang tinggi karena menghasilkan karagenan. Salah satu pemanfaatan karagenan dalam industri farmasi dan kosmetika yaitu sebagai bahan pembentuk gel, pengental dan pengikat air (hidrogel). Penelitian tentang metode isolasi karagenan dilakukan dengan menggunakan pelarut alkali dengan variasi konsentrasi, waktu ekstraksi serta waktu presipitasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui metode isolasi karagenan optimal serta mengetahui karakteristik fisika kimia karagenan yang diperoleh dari metode isolasi yang optimal.
Metode isolasi karagenan dari rumput laut Kappaphycus alvarezii Doty dioptimasi dengan menggunakan rancangan Desain Percobaan Faktorial menggunakan program Desain Expert version 7.0.0 dengan memvariasikan konsentrasi KOH (5 dan 10)%, waktu ekstraksi (0,5 dan 2) jam dan waktu presipitasi (0,5 dan 1) jam. Evaluasi sifat fisika dan kimia karagenan meliputi rendemen dan viskositas. Data hasil evaluasi dianalisis menggunakan ANOVA one-way dan selanjutnya ditentukan metode isolasi karagenan optimum serta karakteristik fisika dan kimianya.
Hasil analisa Desain Percobaan Faktorial menunjukkan Metode Isolasi Karagenan Optimum adalah dengan Konsentrasi KOH 5%, waktu ekstraksi 0,83 jam, waktu presipitasi 0,61 jam dengan nilai desirability 0,697, dengan karakteristik rendemen 27,24±1,41%, viskositas 7,73±0,23 cPs. Dengan nilai rendemen, viskositas, telah memenuhi kriteria FAO.
xiii ABSTRACT
Seaweed Kappaphycus alvarezii Doty has a high economic value because it produces carrageenan. The uses of carrageenan in the pharmaceutical and cosmetic industries are as gelling agent, thickener and hydrogel. Research on methods of isolation carrageenan was using alkaline solvent with various concentration, extraction time and precipitation time. This study aimed to determine the optimal method of carrageenan isolation from seaweed Kappaphycus alvarezii Doty and to know the characteristics of chemical and physical of carrageenan obtained from the optimal isolation method.
Isolation method of carrageenan from seaweed Kappaphycus alvarezii Doty were optimized using Factorial Experimental Design from Design Expert version 7.0.0 program by varying the KOH concentration (5 and 10)%, extraction time (0.5 and 2) hours and precipitation time (0.5 and 1) hour, in the highest and lowest levels. Then, carrageenan from each isolation method were evaluated the chemical and physical properties such as yield and viscosity. Evaluation data were analyzed using one-way ANOVA and then the optimum isolation method was determined to know the characteristics of chemical and physical of carrageenan
Based on Analysis of Factorial Experimental Design from Design Expert version 7.0.0 showed the optimum formula using KOH 5%, extraction time 0.83 hours, precipitation time 0.61 hours with desirability value 0.697, which rendemen yield 27.24±1.41%, viscosity 7.73±0.23 cPs. The yield value and viscosity had been fulfill based on criteria of FAO.
