Optimasi ekstraksi karagenan dari Kappaphycus alvarezii berbantu metode enzim selulase dan gelombang ultrasonik : Optimization of carrageenan extraction from Kappaphycus alvarezii using ultrasonic-assisted cellulase extraction (UACE)

Abstract

Karagenan merupakan polisakarida bernilai ekonomi tinggi yang diperoleh dari alga merah sebagai bahan pengental maupun penstabil diberbagai industri. Metode ekstraksi karagenan yang umum digunakan di industri melibatkan proses alkali panas dengan waktu cukup panjang sehingga tidak efisien dan menghasilkan banyak limbah. Oleh karena itu, perlu teknik ekstraksi yang dapat meningkatkan efisiensi dan mengurangi dampak lingkungan. Penelitian ini bertujuan menentukan kondisi optimum ekstraksi kappa-karagenan K. alvarezii menggunakan metode UACE berdasarkan persentase rendemen dan kualitas fisikokimia. Variabel yang diamati pada penelitian ini adalah rasio pelarut dan rumput laut (20–100 mL/g), konsentrasi enzim selulase (2–10%) dan waktu ultrasonikasi (20–100 menit). Karagenan dari K. alvarezii yang telah mendapatkan praperlakuan selanjutnya diekstrak pada suhu 80-90ºC selama 30 menit, dikarakterisasi dan dibandingkan dengan karagenan murni sesuai SNI 8391-1:2017.  Kenaikan rasio pelarut:rumput laut, jumlah enzim dan waktu ultrasonik dapat menaikkan rendemen karagenan hingga mencapai 62%. Karagenan yang dihasilkan memiliki warna yang lebih gelap dibandingkan karagenan komersial. Karagenan memiliki kadar air, sulfat, viskositas, kandungan logam berat sesuai SNI, sedangkan kadar abu dan abu tak larut asam melebihi SNI serta kekuatan gel dari karagenan masih di bawah SNI. Karagenan masih mengandung unsur N yang menunjukkan ketidakmurnian karagenan. Hasil spektrum FTIR menunjukkan bahwa karagenan yang diperoleh merupakan jenis kappa-karagenan. Penelitian lebih lanjut masih diperlukan untuk mengevaluasi pengaruh UACE sebagai perlakuan awal dalam proses ekstraksi karagenan sehingga tidak hanya meningkatkan jumlah karagenan, tetapi juga mutu karagenan yang dihasilkan.Carrageenan is a high economic value polysaccharide obtained from red algae as a thickener and stabilizer in various industries. The extraction method of carrageenan commonly used in industry involves a hot alkaline process with a long time, which is inefficient and produces a lot of waste. Consequently, we require an extraction method that enhances efficiency and minimizes environmental effects. The goal of this study is to find the best conditions for extracting kappa-carrageenan from K. alvarezii using the UACE method, considering the quality and percentage of yield. The variables observed in this study were solvent and seaweed ratio (20-100 mL/g), cellulase enzyme concentration (2-10%), and ultrasonication time (20-100 min). The pretreated carrageenan from K. alvarezii was extracted at 80-90ºC for 30 min, characterized, and compared with pure carrageenan according to SNI 8391-1:2017. Increasing the solvent:seaweed ratio, enzyme amount, and ultrasonic time can increase the carrageenan yield up to 62%. However, the carrageenan produced has a darker color than commercial carrageenan. Carrageenan has water content, sulfate, viscosity, heavy metal content according to SNI, while ash content and acid insoluble ash exceed SNI and gel strength of carrageenan is still below SNI. Carrageenan still contains the element N, which indicates the impurity of carrageenan. The results of the FTIR spectrum showed that the carrageenan obtained was of the kappa-carrageenan type. Further research is required to determine the effects of UACE as a pretreatment in the extraction of carrageenan. The objective is to identify methods for producing increased quantities and enhancing the quality of carrageenan