BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tanaman
Rumput laut atau algae termasuk divisi Thallophyta (tumbuhan bertalus) karena mempunyai struktur kerangka tubuh (morfologi) yang tidak berdaun, berbatang dan berakar semuanya terdiri dari talus saja (Aslan, 1998). 2.1.1 Habitat dan sebaran Kappaphycus alvarezii (Doty)
Pertumbuhannya melekat pada substrat dengan alat pelekat berupa cakram. Umumnya terdapat di daerah tertentu dengan persyaratan khusus: kebanyakan tumbuh di daerah pasang surut (intertidal) atau pada daerah yang selalu terendam air (subtidal) melekat pada substrat di dasar perairan yang berupa karang batu mati, karang batu hidup, batu gamping atau cangkang moluska. Umumnya tmbuh dengan baik didaerah pantai terumbu (reef), karena di tempat inilah beberapa persyaratan untuk pertumbuhannya banyak terpenuhi, diantaranya faktor kedalaman perairan, cahaya, substrat dan gerakan air. Habitat khas adalah daerah yang memperoleh aliran air laut yang tetap, mereka lebih menyukai variasi suhu harian yang kecil dan substrat batu karang mati. Alga ini tumbuh mengelompok dengan berbagai jenis rumput laut lainnya (Aslan, 1998).
2.1.2 Morfologi tumbuhan
talus bervariasi mulai dari bentuk sederhana sampai kompleks. Duri-duri pada talus tidak barsusun melingkari talus, runcing memanjang dan agak jarang-jarang. Percabangan ke berbagai arah dengan batang-batang utama keluar saling berdekatan didaerah basal (pangkal). Bercabang berselang tidak teratur dichotomous (bercabang dua terus-menerus) atau trichotomous. Tumbuh melekat ke substrat dengan alat pelekat berupa cakram. Cabang-cabang pertama dan kedua tumbuh membentuk rumpun yang rimbun dengan ciri khusus mengarah ke arah datangnya sinar matahari. Cabang-cabang tersebut tampak ada yang memanjang atau melengkung seperti tanduk (Atmadja, dkk., 1996).
2.1.3 Sistematika tumbuhan
Berdasarkan hasil identifikasi LIPI, taksonomi rumput laut
Kappaphycus alvarezii (Doty) diklasifikasikan sebagai berikut: Filum : Rhodophyta
Kelas : Rhodophyceae Bangsa : Gigartinales Suku : Solieriaceae Marga : Kappaphycus
Jenis : Kappaphycus alvarezii (Doty) 2.1.4 Nama asing
dihasilkan adalah tipe kappa karagenan, oleh karena itu jenis ini secara taksonomi diubah namanya dari Eucheuma cottonii menjadi Kappaphycus alvarezii (Atmadja, dkk., 1996).
2.1.5 Perkembangbiakan Kappaphycus alvarezii (Doty)
Perkembangbiakan rumput laut terjadi dengan sistem vegetatif dan generatif melalui penyebaran spora dan gamet (gamet jantan dan betina) serta perbanyakan batang atau stek. Spora dan gamet umumnya tidak memiliki alat gerak seperti halnya pada alga hijau dan alga coklat (Atmadja, dkk., 1996).
2.2Budidaya Kappaphycus alvarezii (Doty)
Budidaya rumput laut diperairan pantai (laut) amat cocok untuk diterapkan pada daerah yang memiliki lahan tanah sedikit (sempit) serta berpenduduk padat (Aslan, 1998).
Membudidayakan rumput laut di lapangan (field culture) dapat dilakukan dengan tiga macam metode berdasarkan posisi tanaman terhadap dasar perairan yaitu:
a. Bottom method (metode dasar) terdiri atas broadcast method
(metode sebaran) dan bottom farm method (metode budidaya dasar laut).
b. Off-bottom-method (metode lepas dasar) terdiri atas off-bottom-monoline method (metode tali tunggal lepas dasar), off-bottom-net method (metode jaring lepas dasar) dan off-bottom-tubular-net method (metode jaring lepas dasar berbentuk tabung).
floating-monoline method (metode tali tunggal apung) dan floating-net method (metode jaring apung) (Aslan, 1998).
2.3Kandungan Kimia
Jenis rumput laut yang termasuk dalam kelas Rhodophyceae (alga
merah) mengandung pigmen antara lain adalah klorofil a, klorofil d, α dan β
karoten, lutein, zeaxanthin, fikosianin dan fikoeritrin. Fikoeritrin merupakan pigmen yang dominan yang menyebabkan warna merah pada alga merah (Dawes, 1981).
Klorofil a merupakan pigmen utama yang terdapat pada hampir semua organisme fotosintetik oksigenik, terletak pada pusat reaksi dan bagian tengah antena. Klorofil a bertanggung jawab terhadap proses fotosintesis, oleh karena itu, pigmen ini menjadi penting bagi pertahanan hidup rumput laut atau untuk berkompetisi dengan organisme lain dalam sebuah habitat tertentu. Keberadaan klorofil a pada rumput laut dilengkapi dengan pigmen pendukung yaitu klorofil b,c atau d dan karotenoid yang berfungsi melindungi klorofil a dari
foto-oksidasi. Karotenoid utama yang terdapat dalam alga merah adalah β-karoten,
α-karoten, zeaxanthin, dan lutein. Fikoeritrin berperan dalam absorbsi cahaya
biru/hijau dan berperan menampakkan warna merah dan fikosianin berperan dalam fotosintesis sebagai pigmen penerima cahaya (Suparmi, 2009).
2.4 Karagenan
tempat pertama kali Chondrus crispus dieksploitasi. Karagenan mengandung galaktosil dan 3,6-anhidrogalaktose. Keduanya merupakan unit gula yang mengalami esterifikasi parsial dengan asam sulfat (Rasyid, 2003).
2.4.1 Struktur karagenan
Karagenan adalah polisakarida linear dengan berat molekul tinggi yang terdiri dari pengulangan unit galaktosa dan 3,6-anhidrogalaktosa (3,6 AG), baik sulfat dan non-sulfat, bergabung dengan bergantian (1,3) dan (1,4) ikatan glikosidik. Jenis karagenan, lambda, kappa dan iota, dapat disiapkan dalam bentuk murni dengan teknik ekstraksi selektif (Phillips, 2009).
Lambda karaginan merupakan suatu molekul rantai linier yang tersusun atas unit-unit dimer yang berulang-ulang. 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 (Rasyid, 2003).
Gambar 2.1 Struktur lambda karagenan (D-galaktosa-2-sulfat D- galaktosa 2,6-disulfat)
3,6-anhidrogalaktosa dengan ikatan α-1,4. Kappa karagenan terbentuk sebagai
hasil aktivitas enzim dekinkase yang mengkatalis μ(mu)-karagenan menjadi
kappa karagenan dengan cara menghilangkan atom C6 pada ikatan 1,4 galaktosa-6-sulfat. (Rasyid, 2003 dan Ulfah, 2009).
Gambar 2.2 Struktur kappa karagenan (D-galaktosa-4-sulphate 3,6-anhidro-D galaktosa)
Perbedaan antara kappa dan iota karaginan adalah pada proses esterifikasi dengan asam sulfat, dimana kappa karaginan teresterifikasi dengan gugus hidroksil pada C-4 galaktosil sedangkan pada iota karaginan, teresterifikasi dengan gugus hidroksil pada C-2 anhidrogalaktosil. Perbedaan utama antara iota dan kappa karagenan adalah adanya gugus 2-sulfat pada 3,6-anhidro-D-galaktosa pada iota karagenan yang mempengaruhi sensitivitas terhadap ion kalium. Ester sulfat dan 3,6-anhidrogalaktosa dari karagenan 32 % dan 30 % masing-masing untuk iota karagenan (Rasyid, 2003; Ulfah, 2009 dan Phillips, 2009).
2.4.2 Rumput laut penghasil karagenan
Rumput laut merah (Rhodophyta) dikenal sebagai penghasil karagenan dan agar. Dinding sel terdapat selulosa, agar, karagenan, profiran, dan furcelaran. Rumput laut merah mempunyai kandungan koloid utama adalah karagenan dan agar. Karagenan diekstrak dari marga Eucheuma, Gigartina,
Rhodimenia dan Hypnea. Rumput laut penghasil karagenan dikenal dengan asam karagenik (Kadi, 2004).
Bahan baku karagenan di Indonesia adalah Eucheuma cottonii dan
Eucheuma spinosum yang merupakan hasil budidaya di berbagai wilayah perairan pantai Indonesia dan sebagian kecil dari panen alam. Kelompok alga merah yang merupakan penghasil karagenan seperti terlihat pada Tabel 2. Tabel 2.1 Alga merah penghasil karagenan
Suku Marga Jenis Tipe karagenan
Fuscellaran Fuscellaria F. fastigiata Kappa Soliareaceae Agardhiella
Eucheuma
Anatheca
A. Tenera E. spinosum E. cottonii A. montagnei Iota Iota Kappa Iota Hypneaceae Hypnea H. musciformis
H. nidifera.(Hawaii) H. setosa
Kappa Kappa Kappa Gigartinaceae Chondrus
Gigartina
Iredea
C. Crispus
C. sp (Hawaii) G. stellata
G. acicularis I. radula
kappa, lambda Phyllophoraceae Phyllophora
Gymnogongrus
P. neevosa G. sp. (Hawaii)
Phyllophoran Iota
Tichocarpaceae Tichocarpus T. crinitus Kappa, lambda Sumber : Rasyid, 2003
2.4.3 Sifat-sifat karagenan
Sifat-sifat yang dimiliki karagenan antara lain: kelarutan, pH, stabilitas, viskositas, pembentukan gel dan reaktifitas dengan protein. Sifat-sifat tersebut sangat dipengaruhi oleh adanya unit bermuatan (ester sulfat) dan penyusunan dalam polimer karagenan. Karagenan biasanya mengandung unsur berupa garam sodium dan kalium yang juga berfungsi untuk menetukan sifat-sifat karagenan (Ulfah, 2009).
Garam-garam kalium dari kappa karagenan dan iota karagenan hanya terlarut pada temperatur 70o C. Kappa karagenan lebih sensitif terhadap ion-ion kalium, sedangkan iota karagenan lebih sensitif terhadap ion-ion kalsium. Karagenan sangat tidak stabil dalam suasana asam. Disebabkan oleh ikatan b-1,4-glikosidik yang sangat lemah antara galaktosil dan anhidrogalaktosil. Namun demikian, pada pH yang lebih besar dari 4,5 akan sangat stabil, bahkan pada kondisis yang steril (Rasyid, 2003).
Karagenan dapat melakukan interaksi dengan makromolekul yang bermuatan, misalnya protein sehingga mampu menghasilkan berbagai jenis pengaruh seperti peningkatan viskositas, pembentukan gel, pengendapan dan penyaringan stabilisasi. Karagenan bereaksi dengan fraksi protein susu khususnya kappa kasein, sehingga membentuk jaringan gel tiga dimensi dengan air dan garam, serta mampu menyaring jaringan gel tiga dimensi dengan air dan garam, serta mampu menyaring partikel yang ada di dalamnya. Karagenan merupakan galaktosa yang mengandung sulfida, maka karagenan bermuatan negatif dan tidak tergantung atau tidak terpengaruh oleh pH medium, pada pH lebih rendah dari 4,4 maka kappa kasein dan karagenan bermuatan yang berlawanan, sehingga senyawa kompleks tersebut mengendap, pada pH yang lebih tinggi dari 4,4 keduanya bermuatan negatif tetapi tidak saling menolak satu sama lainnya (Winarno, 1990).
2.4.4 Penggunaan karagenan
Karagenan digunakan dalam industri farmasi sebagai pengemulsi (sebagai contoh dalam emulsi minyak dalam hati), sebagai larutan granulasi dan pengikat (sebagai contoh tablet, elixir, sirup, dll). Karagenan digunakan dalam industri kosmetika sebagai stabilizer, suspensi dan pelarut. Produk kosmetika yang sering menggunakan adalah salep, kream, lotion, pasta gigi, tonic rambut, stabilizer, sabun, minyak pelindung sinar matahari dan lainnya (Kadi, A., 2004).
Karagenan sebagai suatu turunan polisakarida akan dikenali tubuh sebagai suatu substansi asing sehingga mampu menginduksi terjadinya edema melalui berbagai mekanisme. Karagenan akan merangsang fosfolipida membran sel mast yang terdapat dijaringan ikat untuk mengeluarkan asam arakidonat dengan bantuan enzim fosfolipase A2 sehingga menghasilkan berbagai macam produk mediator inflamasi dengan bantuan Radical Oxygen Spesies sehingga digunakan sebagai penginduksi inflamasi (Walidah, 2014).
2.5 Spektrofotometri Inframerah
atau absorbans (A). Kebanyakan spektrum inframerah merekam panjang gelombang atau frekuensi versus %T (Supratman, 2010).
Instrumen yang menentukan spektrum serapan untuk senyawa yang disebut spektrometer inframerah atau lebih tepatnya spektrofotometer yaitu dispersive dan Fourier Transform (FT) instrumen. Kedua jenis instrumen memberikan spektrum senyawa dalam kisaran umum 4000-400 cm-1. (Pavia, L.D, et al., 2001).
2.5.1 Cara kerja alat spektrofotometer FTIR
Sistem optik Spektrofotometer FTIR dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian radiasi infra-merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak (M) dan jarak cermin yang diam (F) (Anonimb, 2010).
Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red (Stuart, 2004).