Pengaruh Perlakuan Fisik Awal terhadap Ekstraksi Karagenan Murni dari Kappaphycus alvarezii dan Evaluasi Karakteristik Fisikokimia

Abstract

Carrageenan is a sulfated polysaccharide derived from red seaweed (Rhodophyceae), particularly the genera Kappaphycus and Eucheuma. It is recognized as a versatile hydrocolloid and essential raw material for pharmaceutical, cosmetic, and food applications. Carrageenan extraction can be achieved using hot water, alkaline extraction, enzyme-assisted extraction, and other emerging techniques, with the extraction yield depending on pretreatment, processing conditions, and seaweed characteristics. This study aimed to examine the effects of physical pretreatments, including sonication, soaking, and abrasion, and extraction conditions comprising temperature and time, on the yield and quality characteristics of carrageenan from Kappaphycus alvarezii cultivated in Zanzibar. The study employed physical pretreatments to the seaweed sample for 20 min, and solvent extraction using (8%) KOH solution at 70°C for 30 min, followed by distilled water extraction at 80 and 90°C for 30 and 60 min. The quality of the extracted carrageenan was evaluated based on physicochemical characteristics. The Factorial Completely Randomized Design (FCRD) and Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) were used to determine significant effects of pretreatment and extraction conditions. The results show that pretreatments, temperature, and time significantly influence the yield and quality of carrageenan, although there is no significant interaction effect between them. Sonication pretreatment yielded the highest results (20.03%) at 80°C for 30 min and (26.30%) at 90°C for 60 min, while maintaining standard quality, gel strength (685.29 - 780.92 g/cm²), and viscosity (44.55 - 63.67 cP). Soaking maintains a high gel strength (795.60 - 867.81 g/cm²) and a low ash content (17.08 - 18.25%), while abrasion maintains a competitive whiteness index (75.49 - 81.02%). Also, control treatments resulted in lower yields (13.67 - 19.47%) but higher viscosity (50.78 - 63.60 cP). Therefore, pretreatment prior to the extraction significantly influences carrageenan yield and quality and should be considered in extraction processes. Further studies should optimize pretreatment duration to maximize the benefits of this approach.

Karagenan adalah polisakarida tersulfatasi yang berasal dari rumput laut merah (Rhodophyceae), khususnya dari genus Kappaphycus dan Eucheuma. Karagenan dikenal sebagai hidrokoloid yang serbaguna dan merupakan bahan baku penting dalam industri farmasi, kosmetik, dan pangan. Ekstraksi karagenan dapat dilakukan melalui metode ekstraksi air panas, ekstraksi alkali, ekstraksi berbantuan enzim, serta teknik-teknik baru lainnya, dengan rendemen ekstraksi dipengaruhi oleh perlakuan pendahuluan, kondisi proses, dan karakteristik rumput laut. Studi ini bertujuan untuk meneliti pengaruh perlakuan fisik awal, termasuk sonikasi, perendaman, dan abrasi, serta kondisi ekstraksi yang meliputi suhu dan waktu, terhadap hasil dan karakteristik kualitas karagenan dari Kappaphycus alvarezii yang dibudidayakan di Zanzibar. Penelitian ini menggunakan perlakuan awal fisik pada sampel rumput laut selama 20 menit, dan ekstraksi pelarut menggunakan larutan KOH (8%) pada suhu 70°C selama 30 menit, diikuti dengan ekstraksi air suling pada suhu 80 dan 90°C selama 30 dan 60 menit. Kualitas karagenan yang diekstrak dievaluasi berdasarkan karakteristik fisikokimia. Desain Acak Lengkap Faktorial (FCRD) dan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) digunakan untuk menentukan pengaruh signifikan dari perlakuan awal dan kondisi ekstraksi. Hasil menunjukkan bahwa perlakuan awal, suhu, dan waktu secara signifikan memengaruhi hasil dan kualitas karagenan, meskipun tidak ada efek interaksi yang signifikan di antara ketiganya. Perlakuan pendahuluan sonikasi menghasilkan hasil tertinggi (20,03%) pada suhu 80°C selama 30 menit dan (26,30%) pada suhu 90°C selama 60 menit, sambil mempertahankan kualitas standar, kekuatan gel (685,29 - 780,92 g/cm²), dan viskositas (44,55 - 63,67 cP). Perendaman mempertahankan kekuatan gel yang tinggi (795,60 - 867,81 g/cm²) dan kadar abu yang rendah (17,08 - 18,25%), sedangkan abrasi mempertahankan indeks keputihan yang kompetitif (75,49 - 81,02%). Selain itu, perlakuan kontrol menghasilkan rendemen yang lebih rendah (13,67 - 19,47%) tetapi viskositas yang lebih tinggi (50,78 - 63,60 cP). Oleh karena itu, perlakuan pendahuluan sebelum ekstraksi secara signifikan memengaruhi rendemen dan kualitas karagenan dan harus dipertimbangkan dalam proses ekstraksi. Studi lebih lanjut harus mengoptimalkan durasi praperlakuan untuk memaksimalkan manfaat dari pendekatan ini.