BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Rumput laut merupakan makro algae yang termasuk dalam divisi
Thallophyta, yaitu tumbuhan yang mempunyai struktur kerangka tubuh yang terdiri dari batang/thallus dan tidak memiliki daun serta akar (Ditjen PEN, 2013).Rumput laut coklat hidup melekat pada batu atau bongkahan karang dan dapat terlepas dari substratnya karena ombak besar sehingga dapat hanyut atau terdampar ke atas permukaan pantai.Rumput laut coklat mempunyai warna yang bermacam-macam mulai dari coklat muda sampai coklat tua (Sinurat, 2011). 2.1.1 Habitat dan sebaran rumput laut
Perbedaan sifat dan biologis rumput laut di Indonesia mengakibatkan perbedaan cara penyebaran di wilayah negara kita. Pengetahuan tentang penyebaran tiap-tiap spesies di wilayah tanah air akan membantu dalam menentukan spesies apa yang akan ditanam berdasarkan perbedaan penyebaran tiap spesies (Aslan, 1998). Alga coklat hampir seluruhnya hidup di laut, hanya sedikit yang hidup di air tawar.Kelompok yang termasuk ini adalah ganggang coklat yang diantaranya berukuran sangat besar (Romimohtarto dan Sri, 2001).Sargassum tersebar luas di Indonesia, tumbuh di daerah yang terlindung maupun yang berombak besar pada habitat batu (Aslan, 1998).
2.1.2 Morfologi tumbuhan
Ciri-ciri jenis ini yaitu talus berbentuk slindris, akar (holdfast) membentuk cakram kecil, “batang” pendek dengan percabangan utama tumbuh rimbun dibagian ujungnya.“Daun” kecil, lonjong rata dan runcing, tepi daun bergerigi dan
urat daun tidak begitu jelas, gelembung udara atau vesikel bulat telur, duduk pada percabangan, warnanya pirang atau coklat (Atmaja, 1996).
2.1.3 Sistematika tumbuhan
Taksonomi rumput laut Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisi : Phaeophyta Kelas : Phaeophyceae Bangsa : Fucales Suku : Sargassaceae Marga : Sargassum
Jenis : Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agard 2.1.4 Nama daerah
Nama daerah dari Sargassum ilicifolium (Turner) C. Agardadalah Oseng (Kepulauan Seribu) (Aslan, 1998).
2.1.5 Kandungan kimia rumput laut
Zat yang dapat diekstraksi dari algae ini berupa alginat yaitu suatu garam dalam asam alginik yang mengandung ion sodium, kalsium dan barium.Zat atau bahan-bahan lain yang terdapat pada jenis algae ini adalah fucosan (Aslan, 1998). Komposisi kimia lainnya menurut Sosiawan (1996) yaitu air (7,54%), lemak (0,46%), abu (62,90%) dan karbohidrat (21,33%). Alga coklat secara umum mengandung pigmen terdiri dari klorofil yang ditutupi oleh pigmen kuning dan coklat, santofil, karotin dan fukosantin.
2.1.6 Budidaya rumput laut
Rumput laut pada awalnya digunakan hanya untuk sayuran. Waktu itu tidak terbayangkan zat apa yang terkandung di dalam rumput laut. Dengan
berjalannya waktu, pengetahuan tentang rumput laut semakin berkembang dan semakin tahu zat apa yang terkandung dalam rumput laut. Pengetahuan itu digunakan agar rumput laut dapat dimanfaatkan secara optimal.Ganggang coklat sangat potensial untuk dibudidayakan, seperti Sargassum dan Turbinaria
(Indriani, 1991).Rumput laut ini berpotensi cukup tinggi untuk dibudidayakan mengingat pertumbuhannya yang cepat dan kemampuannya yang tinggi dalam menyesuaikan terhadap perubahan musim (Husni, 2012).Pertumbuhan dan penyebaran rumput laut sangat tergantung dari faktor-faktor oseanografi serta jenis substratnya.Rumput laut banyak dijumpai pada daerah perairan dangkal dengan kondisi perairan berpasir, sedikit lumpur atau campuran keduanya (Priono, 2013).Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membudidayakan rumput laut di perairan pantai (laut) adalah pemilihan lokasi, melakukan uji penanaman, menyiapkan areal budidaya, memilih metode budidaya yang akan digunakan, penyediaan bibit, perawatan selama pemeliharaan, pemanenan dan pengeringan hasil panen (Aslan, 1998).
2.1.7 Manfaat rumput laut
Rumput laut memiliki banyak manfaat di tiap negara dan ada juga yang menjadikan sebagai budaya.Rumput laut pertama kali dikenal di Cina kira-kira 2.700 SM. Pada masa tersebut, rumput laut digunakan untuk obat-obatan dan sayuran. Tahun 65 SM bangsa Romawi menggunakan rumput laut sebagai bahan baku kosmetik, namun pengetahuan tentang rumput laut dari waktu ke waktu semakin berkembang. Spanyol, Perancis, dan Inggris menjadikan rumput laut sebagai bahan baku pembuatan gelas (Priono, 2013). Rumput laut banyak digunakan sebagai produk makanan dan kesehatan, pupuk, bahan makanan tambahan, pengendalian cemaran dan bahan kecantikan.
2.1.7.1 Makanan
Rumput laut telah lama dikonsumsi di seluruh dunia.Makanan yang populer di Jepang disebut sushi.Jepang dan Asia menggunakan rumput laut dalam diet mereka.Masyarakat pesisir di Eropa mengkonsumsi rumput laut sebagai budaya disebut budaya Welsh di Kepulauan Inggris, Irlandia, Skandanavia, seperti Norwegi dan Islandia (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.2 Pupuk
Sebelum muncul pupuk berbasis kimia, rumput laut telah digunakan sebagai pupuk oleh petani pesisir.Perkembangan teknologi saat ini telah mengekstraksi rumput laut ke dalam pupuk kimia untuk penyimpanan yang lebih mudah (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.3 Bahan tambahan makanan
Rumput laut pada saat ini dimanfaatkan sebagai aditif makanan, misalnya digunakan untuk menyimpan es krim halus dan lembut dengan mencegah kristal es saat pembekuan untuk memperlambat kecepatan mencairnya es krim. Rumput laut pada proses pembuatan bir digunakan untuk menstabilkan busa dan rumput laut juga digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan saus, sirup dan mayones (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.4 Pengendalian pencemaran
Rumput laut digunakan untuk menyerap logam secara efektif.Peneliti Eropa menggunakan rumput laut untuk menghilangkan logam dalam air hingga 95% yang dibuang dari tambang (Ditjen PEN, 2013).
2.1.7.5 Bahan kecantikan
Kosmetik dan terapi telah menggunakan produk berbasis rumput laut.Salah satu bentuk terapi yakni mandi rumput laut digunakan dan diyakini
dapat menyembuhkan penyakit rematik dan radang sendi.Penelitian saat ini telah menyelidiki kemampuan rumput laut untuk menekan kanker.Jepang sebagai negara pengkonsumsi rumput laut per kapita terbesar di dunia, dimana penyakit kanker yang melanda penduduknya terbilang rendah (Ditjen PEN, 2013).
2.2 Alginat
Algin adalah sejenis bahan yang dikandung oleh Phaeophyceae dikenal dalam dunia industri dan perdagangan karena banyak manfaatnya.Algin di dalam dunia industri berbentuk asam alginik (alginic acid) atau alginat.Asam alginik adalah suatu getah selaput (membrane mucilage), sedangkan alginat adalah bentuk garam dari asam alginik.Garam alginat ada yang larut dalam air yaitu sodium alginat, potassium alginat dan ammonium alginat, sedangkan yang tidak larut dalam air adalah kalsium alginat (Aslan, 1998).
Kegunaan alginat dalam industri ialah sebagai bahan pengental, pengatur keseimbangan, pengemulsi, dan pembentuk lapis tipis yang tahan terhadap minyak. Dalam industri makanan alginat digunakan dalam pembuatan es krim, susu, roti, kue, permen, mentega, saus, selai dan sirup. Alginat dalam industri farmasi digunakan untuk pembuatan tablet, salep, kapsul, plester dan filter.Industri kosmetik menggunakan alginat dalam pembuatan krim, lotion, sampo dan cat rambut.Industri alginat dalam beberapa proses diperlukan sebagai bahan additive antara lain pada industri tekstil, kertas, keramik, fotografi, insektisida dan pestisida (Indriani, 1999).
2.2.1 Struktur alginat
Alginat adalah unsur utama dari alga coklat (Phaeophyta). Alginat berbentuk rantai polisakarida yang tersusun atas monomerβ-D- mannuronat acid
(M) dan α-L- Guluronat acid (G). Komposisi rantai monomer alginat tergantung pada spesies alga coklat dan bagian thallus yang diekstraksi.Setiap alga coklat mengandung tipe alginat (M/G rasio) yang berbeda tergantung pada waktu panen dan bagiananatomi tumbuhan yang digunakan.Alginat dengan guluronat acid yang tinggi memiliki struktur yang kaku sedangkan alginat dengan mannuronat acid yang tinggi cenderung mamiliki struktur yang tidak kaku (Rachman, 2015).
Asam mannuronat dan guluronat dalam rantai alginat bisa ditemukan berselang seling, tetapi umumnya membentuk struktur kelompok kopolimer dengan kelompok yang hanya mengandung asam guluronat dan kelompok lain mengandung asam mannuronat (Subaryono, 2010).
Gambar 2.1 Struktur natrium alginat Keterangan: G : Guluronat; M : Mannuronat 2.2.2 Sifat fisikokimia alginat
Perbandingan monomer-monomerpenyusun alginat mempengaruhi kekuatan gel larutan alginat. Larutan natrium alginat tidak stabil di atas pH 10 dan terjadi endapan natrium alginat pada pH kurang dari 3,5 (Agnessya, 2008).Kelarutan alginat dan kemampuannya mengikat air tergantung pada jumlah ion karboksilat, berat molekul, dan pH.Kemampuan mengikat air meningkat jika
jumlah ion karboksilat semakin banyak dan jumlah residu kalsium alginat kurang dari 500. Alginat memiliki sifat-sifat utama yaitu :
1. Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas 2. Kemampuan untuk membentuk gel
3. Kemampuan membentuk film (Abadi, 2010)
Viskositas larutan alginat dipengaruhi oleh berat molekul dan keberadaan ion dalam larutan.Pada kondisi larutan tanpa kation bervalensi dua atau tiga atau dengan adanya bahan pengkelat, viskositas larutan alginat rendah (Subaryono, 2010).
2.2.3 Pembentukan gel alginat
Kemampuan alginat untuk membentuk gel ditentukan oleh proporsi dan panjang blocks pada struktur molekulnya. Bagian monomer guluronat atau G-blocks pada satu molekul alginat dapat terhubung dengan molekul alginat lain melalui cara ion kalsium atau kation multivalent lain. Kation kalsium divalent, Ca2+ masuk ke struktur blok guluronat yang menyerupai egg in an egg box structure. Ikatan polimer alginat melalui pembentukan junction zone
menghasilkan gelasi pada larutan. Proses gelasi merupakan reaksi antara natrium alginat dengan kalsium sulfat menghasilkan gel kalsium alginat yang tidak larut dalam suatu larutan cair. Reaksi ini berlangsung cepat (Rachman, 2015).
2.3 Rumput Laut Penghasil Alginat
Algin dapat diekstrak dari Alginophyt, yaitu kelompok dari Phaeophyceae yang menghasilkan algin, antara lain dari Macrocystis, Ecklonia, Fucus, Lessonia
dan Sargassum (Aslan, 1998). Jenis rumput laut penghasil alginat seperti
sp. Sargassum dan Turbinaria banyak dijumpai di perairan laut Indonesia, sedangkan Laminaria, Ascophyllum dan Macrocystis sedikit dijumpai di Indonesia karena jenis tersebut hidup di derah subtropis (Santoso, 2008).
2.4 Penggunaan Alginat
Alginat telah banyak dimanfaatkan oleh berbagai industri, seperti industri farmasi (5%), tekstil (50%), makanan dan minuman (30%), kertas (6%) serta industri lainnya (9%). Industri farmasi menggunakan alginat pada proses enkapsulasi karena sifatnya yang biokompatibel (Agnessya, 2008).
Alginat juga diketahui memiliki afinitas yang tinggi terhadap logam berat dan unsur radioaktif, sehingga senyawa tersebut dapat membantu dalam membersihkan polusi logam berat dan radioaktif dalam makanan yang dikonsumsi (Widyastuti, 2009). Penggunaan alginat lainnya adalah pada produk makanan yang direstrukturisasi atau dibentuk kembali dan contoh produk restrukturisasi adalah daging yang dibuat dengan cara menyatukan serpihan daging dan dibentuk kembali menjadi serpihan potongan daging dengan pengikat atau binder berupa serbuk natrium alginat, kalsium karbonat, asam laktat dan kalsium laktat. Produk yang dihasilkan berupa nugget, roast meat loaf dan steak (Subaryono, 2010).
2.5 Viskositas
Viskositas dari asam alginat yang berasal dari rumput laut sangat bervariasi tergantung dari jenis spesiesnya.Viskositas dari larutan alginat terutama dipengaruhi oleh konsentrasi, pH, berat molekul, suhu dan adanya kation logam polivalen.Semakin tinggi konsentrasi atau berat molekul dari alginat, maka semakin tinggi viskositasnya (Agnessya, 2008).
2.6 Spektrofotometri Ultraviolet
Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda, sehingga spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Data spektra UV secara tersendiri tidak dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif suatu obat atau metabolitnya, tetapi jika digabung dengan cara lain seperti spektrofotometri infra merah, resonansi magnet inti, dan spektroskopi massa dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif suatu senyawa tersebut. Semua molekul organik mampu menyerap radiasi elektromagnetik karena semua molekul organik mempunyai elektron valensi yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi.Kromofor merupakan semua gugus atau atom dalam senyawa organik yang mampu menyerap sinar ultraviolet (Rohman, 2007).
2.7 Spektrofotometer Inframerah
Spektrofotometer FTIR merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk identifikasi senyawa, khususnya senyawa organik.Spektrum infra merah umumnya merupakan Spektrofotometer double-beem (berkas ganda) dan terdiri dari 6 bagian yaitu:
1. Sumber sinar
Radiasi inframerah biasanya dihasilkan oleh pemijar Nerst dan Globar.Pemijar Nerst merupakan batang cekung dari Sirkonium dan Ytrium oksida yang dipanasi hingga 1500oC dengan arus listrik.Pemijar Globar merupakan batang silikon karbida yang dipanasi hingga 1200oC, sehingga memancarkan radiasi kontinu pada daerah 1-40µm.
2. Tempat sampel 3. Wadah sampel
Wadah sampel tergantung jenis sampel.Untuk sampel berbentuk padat biasanya dibuat dalam bentuk pelet, pasta, atau lapisan tipis.Pelet KBr dibuat dengan menghaluskan sampel dan Kristal KBr sehingga merata kemudian ditekan sampai diperoleh pellet.
4. Monokromator 5. Detektor
Radiasi infra merah akanmelewati monokromator kemudian berkas radiasi dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor. Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas.
6. Rekorder
Sinyal yang dihasilkan dari detektor kemudian direkam sebagai spektrum infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi.Spektrum infra merah menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan gelombang (Rachman, 2015).
Serbuk natrium alginat yang dihasilkan dapat dilakukan analisa gugus fungsinya untuk membuktikan bahwa produk yang dihasilkan adalah senyawa natrium alginat (Jayanudin,dkk., 2014)
2.7.1 Pengolahan Sampel
Beberapa cara pengolahan sampel tergantung dari jenis sampelnya (padat, cair dan gas). Spektrum inframerah biasanya menunjukkan pengaruh dari perbedaan pengolahan sampel dalam bentuk pergeseran frekuensi atau pita
serapan.Pengolahan sampel yang berbeda membutuhkan preparasi yang bebeda dalam pengukuran dan membutuhkan waktu yang berbeda pula.
1. Gas
Dalam fase uap, perubahan rotasi dalam molekul dapat bebas terjadi dan proses energi rendah dapat mengatur pita vibrasi dengan energi yang lebih tinggi. Dalam fase uap, sampel dimasukkan ke dalam sel khusus.Biasanya panjang sel 10 cm yang ditempatkan langsung pada bagian natrium klorida yang transparan terhadap sinar inframerah.
2. Padatan
Ada dua cara untuk pengolahan sampel padatan:
a) Mull atau pasta, 1 mg dari zat padat digerus hingga halus dalam mortar dengan meneteskan hidrokarbon cair.
b)Lempeng kalium bromide dibuat dengan menggerus sampel (0,1-0,2%) dengan KBr dalam mortar dan kemudian ditekan sehingga diperoleh sebuah lempeng transparan (Supratman, 2010).
Tabel 2.1 Daftar korelasi infra merah
Jenis Vibrasi Frekuensi (cm-1)
C-H Alkana 3000-2860 C-C Alkena 1600-1475 C=O 1725-1705 O-H Alkohol 3650-3600 O-H Bebas 3500-3200 C-H Amina 1690-1640 N=O 1550 dan 1350 S-H 2550 S-O 1200-1140 C-X (Florida, Klorida) 1400-1000
