PENGARUH BAHAN ADITIF CMC (CARBOXYL METHYL CELLULOSE)
TERHADAP BEBERAPA PARAMETER PADA LARUTAN SUKROSA
Oleh
Netty Kamal
Abstrak
Produk minuman pada umumnya menggunakan bahan aditif seperti pemanis rasa, zat pewarna
dan juga zat pengental untuk meningkatkan kualitas rasa dan minat masyarakat. CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sebagai salah satu bahan aditif dan sudah banyak digunakan
dalam berbagai industri (Hercules incorporated pada tahun 1946 ) karena tidak beracun,dan secara umum tidak menimbulkan alergi dan bersifat inert, sehingga relatif sangat aman untuk digunakan atau dikonsumsi.
Di Indonesia penggunaan CMC banyak dijumpai pada industri makanan, farmasi, kosmetik, kertas dan industri tekstil. Berdasarkan pengamatan terhadap beberapa produk minuman yang telah beredar di Indonesia, belum ada produk minuman yang mencantumkan CMC sebagai komposisi produk.
Kata kunci: aditif, incorporated, alergi, inert, rasa manis
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada umumnya produk industri, khususnya minuman selalu menggunakan bahan aditif diantaranya rasa, zat pewarna dan juga zat
pengental dengan target mampu
meningkatkan kualitas rasa dan meningkatkan minat pengguna dalam hal ini masyarakat. CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sering merupakan bagian komposisi minuman yakni berperan sebagai zat pengental. Dengan kentalnya minuman tersebut, produsen berharap minumannya menjadi salah satu
jenis minuma yang banyak diminati
masyarakat terlebih lagi jika memiliki rasa manis.
Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh CMC terhadap beberapa parameter phisik
kadar abu, dan kekeruhan pada larutan yang dikenal dengan sirup sukrosa (gula) dengan kandungan konsentrasi CMC bervariasi.
Sasaran yang ingin dicapai adalah
memperoleh inspirasi dan pemahaman yang
bermanfaat untuk memajukan industri
masyarakat, khususnya di bidang makanan dan minuman
1.2 CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)
1.2.1 Struktur CMC
Struktur CMC Carboxyl Methyl Cellulose) merupakan rantai polimer yang terdiri dari unit molekul sellulosa. Setiap unit
anhidroglukosamemiliki tiga gugus hidroksil dan beberapa atom Hidrogen dari gugus hidroksil tersebut disubstitusi oleh carboxymethyl. (Gambar.1)
Gambar 1. Struktur CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)
Gugus hidroksil yang tergantikan dikenal dengan derajad penggantian (degree of substitution) disingkat DS. Jumlah gugus hidroksil yang tergantikan atau nilai DS mempengaruhi sifat kekentalan dan sifat kelarutan CMC dalam air.
CMC yang sering digunakan adalah yang memiliki nilai DS sebesar 0,7 atau sekitar 7
gugus Carboxymethyl per 10 unit
anhidroglukosa karena memiliki sifat sebagai
zat pengental cukup baik
(aqualonCMC.Herculesincorporated). CMC merupakan molekul polimer berantai panjang dan karakteristiknya bergantung pada panjang rantai atau derajad polimerisasi (DP).
Nilai DS dan nilai DP ditentukan oleh berat molekul polimer, dengan bertambah besar berat molekul CMC maka sifatnya sebagai zat
pengental semakin meningkat.
1.2.2 Sifat dan fungsi CMC
Mudah larut dalam air dingin maupun air panas. Dapat membentuk lapisan
1) Bersifat stabil terhadap lemak dan tidak larut dalam pelarut organik
2) Baik sebagai bahan penebal . 3) Sebagai zat inert.
4) Bersifat sebagai pengikat
Berdasarkan sifat dan fungsinya maka CMC
dapat digunakan sebagai bahan aditif pada produk minuman dan juga aman untuk dikonsumsi. CMC mampu menyerap air yang terkandung dalam udara dimana banyaknya air yang terserap dan laju penyerapannya bergantung pada jumlah kadar air yang terkandung dalam CMC serta kelembaban dan temperatur udara disekitarnya.
Kelembaban CMC yang diijinkan dalam kemasan tidak boleh melebihi 8 % dari total berat produk. Penggunaan CMC pada berbagai industri sebagaimana tertera pada Tabel 1
Tabel 1 Penggunaan CMC pada Berbagai Industri
Jenis Industri Aplikasi Jenis CMC
Kosmetik
Pasta gigi Shampoo: produk berbusa
Krim: body lotion
Pengentalstabilizer,pengikat Pengental, Stabilizer, Pengikat Air Emulsion stabilizer, Pembentuk Lapisan
Makanan
Makanan beku
Makanan hewan Makanan berprotein
Saos
Pengendali pertumbuhan kristal es, Penguat rasa
Pengikat air, Pengental
Menahan kadar air dalam makanan, Penguat rasa
Pengental
Farmasi
Salep
Jelly
Obat Pencuci Perut Sirup
Stabilizer, Pengental, Pembentuk Lapisan Pengental, Pembentuk Lapisan
Zat inert, Pengikat air Pengental
Kertas
Internal addition
Pelapisan Pigment
Pengikat, mempercepat kering pada kertas
Pengikat
Tekstil
Kain dan Laundry
Bahan Pewarna
Pembentukan Lapisan
Pengikat(binder), Pengikat Air
Lithography Tinta Air Pengikat Warna
Tobacco Rokok Pembentukan lapisan pada kertas rokok
Menurut Ferimanoi (Badan Penelitian Tanam an Obat dan Aromatik) bahwa jumlah CMC yang diijinkan untuk bercampur dengan bahan lain adalah berkisar dari 0,5 sampai 3,0%, untuk mendapatkan hasil optimum.
2. METODOLOGI
2.1 Prosedure Ekperimental
Sebagai studi eksperimental di laboratorium yang dilanjutkan dengan analisis-analisis dan pengujian,. bahan aditif yang digunakan
adalah CMC berbentuk powder (bubuk)
berwarna putih dengan berat jenis 1,59 dan pH 7 – 10, tidak berbau dan tidak memiliki
rasa, mempunyai ketahanan pada temperatur
>3000C.
Dalam pengujian yang dilakukan meliputi pengukuran viskositas, kekeruhan, kadar air, kadar abu dari pencampuran CMC dalam larutan sukrosa dengan konsentrasi CMC bervariasi dari 0,5%, 1% dan 1,5%. Berdasarkan nilai ratio larutan sukrosa/ CMC maka dalam penelitian ini dibuat tiga jenis campuran disebut sebagai campuran 1, campuran 2 dan campuran 3. Ketiga jenis campuran beserta komposisinya ditunjukkan dalam Tabel 2., 3 dan Tabel 4
Tabel 2 Jenis Campuran 1
No Air (liter) Sukrosa(kg) Konsentrasi CMC (%)
1 3,0 1,0 0,5
2 3,0 1,0 1,0
3 3,0 1,0 1,5
Tabel 3 Jenis Campuran 2
No Air (liter) Sukrosa(kg) Konsentrasi CMC (%)
1 3,0 1,5 0,,5
2 3,0 1,5 1,0
3 3,0 1,5 1,5
Tabel 4. Jenis Campuran 3
No Air (liter) Sukrosa(kg) Konsentrasi CMC (%)
1 3,0 2,0 0,5
2 3,0 2,0 1,0
3 3,0 2,0 1,5
2.2 Pengujian
Sebelum dilakukan pengukuran, campuran 1, 2 dan 3 masing-masing disimpan selama 30 hari. Selama waktu penyimpanan selang dua hari dilakukan pengukuran viskositas
terhadap masing-masing campuran
menggunakan viskometer Brookfield.
Pengukuran kadar air dan kadar abu
menggunakan metoda gravimetri dan
dilakukan setelah larutan sampel tersimpan selama 30 hari.
Untuk uji kekeruhan menggunakan metoda
Turbidimetri/ Nephelometri dengan menggunakan alat Spektrofotometer.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengaruh konsentrasi CMC terhadap viskositas
Pengaruh konsentrasi CMC terhadap
viskositas larutan (Gambar. 2 ) menunjukkan peningkatan viskositas larutan. Keberadaan CMC dalam larutan cenderung membentuk ikatan silang dalam molekul polimer yang menyebabkan molekul pelarut akan terjebak didalamnya sehingga terjadi immobilisasai molekul pelarut yang dapat membentuk struktur molekul yang kaku dan tahan terhadap tekanan.
Makin tinggi kadar CMC, pembentukan ikatan silang makin besar dan immobilisasi molekul pelarut juga makin tinggi sehingga
menyebabkan kecenderungan viskositas
meningkat.
Gambar 2 . Meningkatnya Viskositas pada Berbagai konsentrasi CMC
3.2 Pengaruh CMC terhadap berku-rangnya Kadar Air.
Pengaruh CMC terhadap berkurangnya kadar air dalam campuran 1, 2 dan 3 disebabkan CMC memiliki sifat dapat menyerap air.
Banyaknya air yang diserap bergantung pada kadar CMC dalam sampel. Makin besar kadar CMC, jumlah air yang terserap makin banyak sehingga kecenderungan kadar air dalam larutan semakin rendah. (Gambar.3 dan Tabel 5)
Gambar 3 Menunjukkan penurunan kadar air setelah penambahan CMC untuk berbagai konsentrasi
3.3 Pengaruh CMC terhadap Kadar Abu.
Penambahan CMC dalam campuran 1, 2 dan 3 tidak menyebabkan terbentuknya endapan ataupun agregat dan hasil uji kadar abu
menunjukkan perubahan yang terjadi sangat kecil, ini membuktikan bahwa CMC bersifat
inert (Gambar.4 dan Tabel 5).
Gambar 4. Pengaruh CMC Terhadap Kadar Abu
3.4 Pengaruh CMC terhadap Kekeruhan.
Pengaruh CMC terhadap ke dalam campuran 1, 2 dan 3 menghasilkan perubahan
fasa pada larutan yaitu timbulnya
kekeruhan.Makin besar kadar CMC yang digunakan, kekeruhan cenderung akan semakin meningkat. (Gambar 5 dan Tabel 5)
Tabel 5. Hasil-hasil percobaan
Jenis
Campuran Konsentrasi CMC (%) Viskositas (mPa.s) Kekeruhan(NTU) Kadar Air(%) Kadar Abu(%) 1 0,5 1,0 1,5 100 216,8 324,5 82,098 69,97 102,177 43,26 30,96 22,7 0,01 0,014 0,019 2 0,5 1,0 1,5 234 423 1079,5 110,45 116,51 174,4 37,56 25,07 19,1 0,028 0,034 0,039 3 0,5 1,0 1,5 369,5 657,5 949 131,95 149,59 184,87 29,2 18,74 18,25 0,041 0,048 0,052
Gambar.5 : Grafik Pengaruh CMC Terhadap Kekeruhan
4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan.
Dari hasil penelitian disimpulkan beberapa hal berikut :
1) Secara visual terjadi endapan dalam larutan yang mengandung 2 kg gula 2) Pengaruh konsentrasi CMC terhadap
kesatabilan sirup pada saat awal (hari ke 3) dan seterusnya mengalami kenaikan kekentalan tetapi pada akhirnya (hari ke
11 hingga hari ke 23) sampel mengalami penurunan nilai kekentalan.
3) Semakin besar konsentrasi CMC dalam
sampel larutan/sirup menunjukkan
peningkatan kekentalan, kadar abu dan kekeruhan sedangkan kadar air semakin menurun /sedikit
4.2 Saran
Untuk memperlambat turunnya nilai
kekentalan maka larutan dimasukkan ke dalam kulkas atau ditambahkan stabilizer.
PUSTAKA
1) AqualonCMC. Hercules incorporated 2) Akzo Nobel Chemical, Deventer, NL 3) Chara, Lambous G and George Linglet,
1981, the quality of foods and beverage. Chemisty and Technologi, Volume 1. Academic Press, New York.
4) Coultate, TP, 1989, Food. The Chemistry of it’s Component. Second Edition. 5) Eriawan Rismana dan Imam Paryanto,
Peneliti di Pusat P-2 Teknologi Farmasi dan Medika-BPPT. Jakarta.
6) Feri Manoi, 2006, Pengaruh Konsentrasi Karboksil Metil Selulosa (CMC) Terhadap Mutu Sirup Jambu Mete. Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik.
7) Lemieux, RU; Huber, G (1953). “A chemical synthesis of sucrose”.J. Amer. Chem. Soc.
8) Yudkin, J.; Edelman, J., Hough, L. (1973). Sugar – Chemical, Biological and Nutritional Aspect of Sucrose. The Butterworth Group.
9) Wikipedia. The free ancyclopedia. PENULIS
Dra. Netty Kamal. M.Sc. Staf Pengajar
