Karakteristik fisiko kimia kappa karaginan murni hasil degradasi menggunakan hidrogen peroksida

Abstract

Kappaphycus alvarezii adalah salah satu jenis alga merah tropis yang memiliki peluang pasar yang cukup potensial. Berdasarkan data statistik FAO (2014) produksi K. alvarezii mencapai sekitar 9.053.044 ton. Permintaaan akan ketersediaan K. alvarezii sangat tinggi karena jenis rumput laut ini dapat dimanfaatkan sebagai penghasil kappa karaginan yakni senyawa polisakarida yang umum digunakan pada industri pangan, farmasi, komestik, tekstil dan percetakan sebagai bahan pengental, penstabil dan pembentuk gel. Selama ini diketahui bahwa kappa karaginan yang diproduksi secara komersial masih memiliki berat molekul yang besar dan kemampuan larutnya sangat rendah, sehingga membatasi aplikasinya lebih lanjut. Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan jenis oksidator yang kuat untuk degradasi polisakarida. Hidrogen peroksida memiliki beberapa keunggulan yakni harganya murah, mudah didapatkan dan sifatnya yang ramah lingkungan. Namun sejauh ini penelitian yang mengkaji tentang pemanfaatan hidrogen peroksida untuk proses degradasi kappa karaginan murni yang dihasilkan dari rumput laut K. alvarezii masih belum dilaporkan. Penelitian ini bertujuan menentukan karakteristik kappa karaginan murni hasil ekstraksi rumput laut K. alvarezii. dan menganalisis pengaruh penggunaan konsentrasi hidrogen peroksida, suhu degradasi dan waktu degradasi terhadap perubahan bobot molekul, gugus fungsi dan mikrostruktur kappa karaginan murni. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah proses ekstraksi dan karakterisasi kappa karaginan murni dari rumput laut K. alvarezii. Tahap kedua adalah proses degradasi dan karakterisasi kappa karaginan murni yang diperoleh dari rumput laut K. alvarezii menggunakan hidrogen peroksida. Kappa karaginan murni hasil ekstraksi memiliki karakteristik yang terdiri dari nilai rendemen: 43,42 ± 0,18%, viskositas: 21,49 ± 0,22 cP, kekuatan gel: 454,48 ± 26,79 g/cm2, kadar sulfat: 11.56 ± 0.29%, kadar abu tidak larut asam: 0,85 ± 0,00% dan bobot molekul: 460,79 ± 1,98 kDa. Penggunaan konsentrasi hidrogen peroksida, suhu dan waktu selama proses degradasi menyebabkan penurunan terhadap bobot molekul, perubahan terhadap gugus fungsi dan mikrostrukur kappa karaginan murni yang dihasilkan. Perlakuan degradasi dengan konsentrasi hidrogen peroksida 3%, suhu degradasi 80°C dan waktu degradasi selama 4 jam menghasilkan kappa karaginan murni dengan nilai bobot molekul terendah yakni sebesar 286,86 kDa.

Kappaphycus alvarezii is one of tropical red algae that has a potential market opportunity. FAO (2014) reported that production of K. alvarezii reached 9.053.044 tons. The demand of K. alvarezii is very high because this seaweed is as a source to produce kappa carrageenan which commonly used in the food, pharmacy, cosmetic, textile and printing industries as thickener, stabilizer and gelling agent. Commercially kappa carrageenan still has a large molecular weight and very low solubility, these condition for further application. Hydrogen peroxide (H2O2) is a strong oxidator to degrade polysaccharide. Hydrogen peroxide has several advantages including low cost, readily available and environmentally friendly nature. However, the study examining the used of hydrogen peroxide to degrade refined kappa carrageenan produced from K. alvarezii has not reported yet. This study aimed to characterize kappa carrageenan extracted from seaweed K. alvarezii and to analyze the effect of hydrogen peroxide concentrations, temperature and time degradation on the changes of molecular weight, functional groups and microstructures of refined kappa carrageenan. This study was conducted in two steps. The first step was extraction and characterization of refined kappa carrageenan from seaweed K.alvarezii. The second step was the degradation and characterization of refined kappa carrageenan derived from K. alvarezii using hydrogen peroxide. Extraction of refined kappa carrageenan had the following characteristics yield 43.42 ± 12.18%, viscosity 21.49 ± 0.22 cP, gel strength 454.48 ± 26.79 g/cm2, sulfate content: 11.56 ± 0.29%, acid-insoluble ash content 0.85 ± 0.00% and molecular weight: 460.79 ± 1.98 kDa. Hydrogen peroxide concentration, temperature and time during degradation process caused in decreasing the molecular weight, several changes on the functional groups and microstructure of refined kappa carrageenan. Degradation treatment with 3% hydrogen peroxide, degradation temperature of 80 °C and degradation time for 4 hours yielded lowest the molecular weight of refined kappa carrageenan at 286.86 kDa.