PENGARUH BAHAN ADITIF CMC (CARBOXYL METHYL

PENGARUH BAHAN ADITIF CMC (CARBOXYL METHYL CELLULOSE)
TERHADAP BEBERAPA PARAMETER PADA LARUTAN SUKROSA
Oleh
Netty Kamal
Abstrak
Produk minuman pada umumnya menggunakan bahan aditif seperti pemanis rasa, zat pewarna
dan juga zat pengental untuk meningkatkan kualitas rasa dan minat masyarakat.
CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sebagai salah satu bahan aditif dan sudah banyak digunakan
dalam berbagai industri (Hercules incorporated pada tahun 1946 ) karena tidak beracun,dan
secara umum tidak menimbulkan alergi dan bersifat inert, sehingga relatif sangat aman untuk
digunakan atau dikonsumsi.
Di Indonesia penggunaan CMC banyak dijumpai pada industri makanan, farmasi, kosmetik,
kertas dan industri tekstil. Berdasarkan pengamatan terhadap beberapa produk minuman yang
telah beredar di Indonesia, belum ada produk minuman yang mencantumkan CMC sebagai
komposisi produk.
Kata kunci : aditif, incorporated, alergi, inert, rasa manis
1.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
kadar abu, dan kekeruhan pada larutan yang
dikenal dengan sirup sukrosa (gula) dengan
kandungan konsentrasi CMC bervariasi.
Pada umumnya produk industri, khususnya
minuman selalu menggunakan bahan aditif
diantaranya rasa, zat pewarna dan juga zat
pengental
dengan
target
mampu
meningkatkan kualitas rasa dan meningkatkan
minat pengguna dalam hal ini masyarakat.
CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sering
merupakan bagian komposisi minuman yakni
berperan sebagai zat pengental. Dengan
kentalnya minuman tersebut, produsen
berharap minumannya menjadi salah satu
jenis minuma yang banyak diminati
masyarakat terlebih lagi jika memiliki rasa
manis.
Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh
CMC terhadap beberapa parameter phisik
larutan diantaranya viskositas, kadar air,
78
Sasaran yang ingin dicapai adalah
memperoleh inspirasi dan pemahaman yang
bermanfaat untuk memajukan industri
masyarakat, khususnya di bidang makanan
dan minuman
1.2
CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)
1.2.1
Struktur CMC
Struktur CMC Carboxyl Methyl Cellulose)
merupakan rantai polimer yang terdiri dari
unit molekul sellulosa. Setiap unit
anhidroglukosa memiliki tiga gugus hidroksil
dan beberapa atom Hidrogen dari gugus
hidroksil
tersebut disubstitusi oleh
carboxymethyl. (Gambar.1)
Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)
Gambar 1. Struktur CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)
Gugus hidroksil yang tergantikan dikenal
dengan derajad penggantian (degree of
substitution) disingkat DS. Jumlah gugus
hidroksil yang tergantikan atau nilai DS
mempengaruhi sifat kekentalan dan sifat
kelarutan CMC dalam air.
CMC yang sering digunakan adalah yang
memiliki nilai DS sebesar 0,7 atau sekitar 7
gugus
Carboxymethyl
per
10
unit
anhidroglukosa karena memiliki sifat sebagai
zat
pengental
cukup
baik
(aqualonCMC.Herculesincorporated). CMC
merupakan molekul polimer berantai panjang
dan karakteristiknya bergantung pada panjang
rantai atau derajad polimerisasi (DP).
Nilai DS dan nilai DP ditentukan oleh berat
molekul polimer, dengan bertambah besar
berat molekul CMC maka sifatnya sebagai zat
pengental semakin meningkat.
1.2.2
1)
2)
3)
4)
Bersifat stabil terhadap lemak dan tidak
larut dalam pelarut organik
Baik sebagai bahan penebal .
Sebagai zat inert.
Bersifat sebagai pengikat
Berdasarkan sifat dan fungsinya maka CMC
dapat digunakan sebagai bahan aditif pada
produk minuman dan juga aman untuk
dikonsumsi. CMC mampu menyerap air yang
terkandung dalam udara dimana banyaknya
air yang terserap dan laju penyerapannya
bergantung pada jumlah kadar air yang
terkandung dalam CMC serta kelembaban dan
temperatur udara disekitarnya.
Kelembaban CMC yang diijinkan dalam
kemasan tidak boleh melebihi 8 % dari total
berat produk.
Penggunaan CMC pada berbagai industri
sebagaimana tertera pada Tabel 1
Sifat dan fungsi CMC
Mudah larut dalam air dingin maupun air
panas. Dapat membentuk lapisan
Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal
79
Tabel 1 Penggunaan CMC pada Berbagai Industri
Jenis Industri
Aplikasi
Jenis CMC
Kosmetik
Pasta gigi
Shampoo: produk berbusa
Pengentalstabilizer,pengikat
Pengental, Stabilizer, Pengikat Air
Emulsion stabilizer, Pembentuk Lapisan
Krim: body lotion
Makanan beku
Makanan
Makanan hewan
Makanan berprotein
Saos
Salep
Jelly
Farmasi
Pengendali pertumbuhan kristal es,
Penguat rasa
Pengikat air, Pengental
Menahan kadar air dalam makanan,
Penguat rasa
Pengental
Stabilizer, Pengental, Pembentuk Lapisan
Pengental, Pembentuk Lapisan
Zat inert, Pengikat air
Pengental
Obat Pencuci Perut
Sirup
Internal addition
Kertas
Pelapisan Pigment
Pengikat, mempercepat kering pada
kertas
Pengikat
Kain dan Laundry
Pembentukan Lapisan
Tekstil
Bahan Pewarna
Lithography
Tobacco
Tinta Air
Rokok
Menurut Ferimanoi (Badan Penelitian Tanam
an Obat dan Aromatik) bahwa jumlah CMC
yang diijinkan untuk bercampur dengan
bahan lain adalah berkisar dari 0,5 sampai
3,0%, untuk mendapatkan hasil optimum.
2.
METODOLOGI
2.1
Prosedure Ekperimental
Sebagai studi eksperimental di laboratorium
yang dilanjutkan dengan analisis-analisis dan
pengujian,. bahan aditif yang digunakan
adalah CMC berbentuk powder (bubuk)
berwarna putih dengan berat jenis 1,59 dan
pH 7 – 10, tidak berbau dan tidak memiliki
80
Pengikat(binder), Pengikat Air
Pengikat Warna
Pembentukan lapisan pada kertas
rokok
rasa, mempunyai ketahanan pada temperatur
> 300 0C.
Dalam pengujian yang dilakukan meliputi
pengukuran viskositas, kekeruhan, kadar air,
kadar abu dari pencampuran CMC dalam
larutan sukrosa dengan konsentrasi CMC
bervariasi dari 0,5%, 1% dan 1,5%.
Berdasarkan nilai ratio larutan sukrosa/ CMC
maka dalam penelitian ini dibuat tiga jenis
campuran disebut sebagai campuran 1,
campuran 2 dan campuran 3. Ketiga jenis
campuran beserta komposisinya ditunjukkan
dalam Tabel 2., 3 dan Tabel 4
Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)
dilakukan setelah larutan sampel tersimpan
selama 30 hari.
Tabel 2 Jenis Campuran 1
No
Air (liter)
Sukrosa(kg)
1
2
3
3,0
3,0
3,0
1,0
1,0
1,0
Konsentrasi
CMC (%)
0,5
1,0
1,5
Untuk uji kekeruhan menggunakan metoda
Turbidimetri/
Nephelometri
dengan
menggunakan alat Spektrofotometer.
Tabel 3 Jenis Campuran 2
No
Air (liter)
Sukrosa(kg)
1
2
3
3,0
3,0
3,0
1,5
1,5
1,5
Tabel 4.
Jenis Campuran 3
No
Air (liter)
Sukrosa(kg)
1
2
3
3,0
3,0
3,0
2,0
2,0
2,0
2.2
Konsentrasi
CMC (%)
0,,5
1,0
1,5
Konsentrasi
CMC (%)
0,5
1,0
1,5
Pengujian
Sebelum dilakukan pengukuran, campuran 1,
2 dan 3 masing-masing disimpan selama 30
hari. Selama waktu penyimpanan selang dua
hari dilakukan pengukuran viskositas
terhadap
masing-masing
campuran
menggunakan viskometer Brookfield.
Pengukuran kadar air
menggunakan metoda
dan kadar
gravimetri
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1
Pengaruh konsentrasi CMC terhadap
viskositas
Pengaruh
konsentrasi
CMC
terhadap
viskositas larutan (Gambar. 2 ) menunjukkan
peningkatan viskositas larutan. Keberadaan
CMC dalam larutan cenderung membentuk
ikatan silang dalam molekul polimer yang
menyebabkan molekul pelarut akan terjebak
didalamnya sehingga terjadi immobilisasai
molekul pelarut yang dapat membentuk
struktur molekul yang kaku dan tahan
terhadap tekanan.
Makin tinggi kadar CMC, pembentukan
ikatan silang makin besar dan immobilisasi
molekul pelarut juga makin tinggi sehingga
menyebabkan
kecenderungan
viskositas
meningkat.
abu
dan
Gambar 2 . Meningkatnya Viskositas pada Berbagai konsentrasi CMC
3.2 Pengaruh CMC terhadap berku-rangnya
Kadar Air.
Pengaruh CMC terhadap berkurangnya kadar
air dalam campuran 1, 2 dan 3 disebabkan
CMC memiliki sifat dapat menyerap air.
Banyaknya air yang diserap bergantung pada
kadar CMC dalam sampel. Makin besar kadar
CMC, jumlah air yang terserap makin banyak
sehingga kecenderungan kadar air dalam
larutan semakin rendah. (Gambar.3 dan
Tabel 5)
Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal
81
Gambar 3 Menunjukkan penurunan kadar air setelah penambahan
CMC untuk berbagai konsentrasi
3.3
Pengaruh CMC terhadap Kadar Abu.
Penambahan CMC dalam campuran 1, 2 dan
3 tidak menyebabkan terbentuknya endapan
ataupun agregat dan hasil uji kadar abu
menunjukkan perubahan yang terjadi sangat
kecil, ini membuktikan bahwa CMC bersifat
inert (Gambar.4 dan Tabel 5).
Gambar 4. Pengaruh CMC Terhadap Kadar Abu
3.4 Pengaruh CMC terhadap Kekeruhan.
Pengaruh CMC terhadap ke dalam
campuran 1, 2 dan 3 menghasilkan perubahan
82
fasa
pada
larutan
yaitu
timbulnya
kekeruhan.Makin besar kadar CMC yang
digunakan,
kekeruhan cenderung akan
semakin meningkat. (Gambar 5 dan Tabel 5)
Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)
Tabel 5. Hasil-hasil percobaan
Jenis
Campuran
1
Konsentrasi
CMC (%)
0,5
1,0
1,5
0,5
1,0
1,5
0,5
1,0
1,5
2
3
Viskositas
(mPa.s)
100
216,8
324,5
Kekeruhan
(NTU)
82,098
69,97
102,177
Kadar Air
(%)
43,26
30,96
22,7
Kadar Abu
(%)
0,01
0,014
0,019
110,45
116,51
174,4
131,95
149,59
184,87
37,56
25,07
19,1
29,2
18,74
18,25
0,028
0,034
0,039
0,041
0,048
0,052
234
423
1079,5
369,5
657,5
949
Gambar.5 : Grafik Pengaruh CMC Terhadap Kekeruhan
4.
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1
Kesimpulan.
Dari hasil penelitian disimpulkan beberapa
hal berikut :
1)
2)
Secara visual terjadi endapan dalam
larutan yang mengandung 2 kg gula
Pengaruh konsentrasi CMC terhadap
kesatabilan sirup pada saat awal (hari ke
3) dan seterusnya mengalami kenaikan
kekentalan tetapi pada akhirnya (hari ke
3)
11 hingga hari ke 23) sampel mengalami
penurunan nilai kekentalan.
Semakin besar konsentrasi CMC dalam
sampel
larutan/sirup
menunjukkan
peningkatan kekentalan, kadar abu dan
kekeruhan sedangkan kadar air semakin
menurun /sedikit
4.2 Saran
Untuk
memperlambat
turunnya
nilai
kekentalan maka larutan dimasukkan ke
dalam kulkas atau ditambahkan stabilizer.
Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal
83
PUSTAKA
7)
1)
2)
3)
8)
4)
5)
6)
84
AqualonCMC. Hercules incorporated
Akzo Nobel Chemical, Deventer, NL
Chara, Lambous G and George Linglet,
1981, the quality of foods and beverage.
Chemisty and Technologi, Volume 1.
Academic Press, New York.
Coultate, TP, 1989, Food. The Chemistry
of it’s Component. Second Edition.
Eriawan Rismana dan Imam Paryanto,
Peneliti di Pusat P-2 Teknologi Farmasi
dan Medika-BPPT. Jakarta.
Feri Manoi, 2006, Pengaruh Konsentrasi
Karboksil Metil Selulosa (CMC)
Terhadap Mutu Sirup Jambu Mete. Balai
Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik.
9)
Lemieux, RU; Huber, G (1953). “A
chemical synthesis of sucrose”. J. Amer.
Chem. Soc.
Yudkin, J.; Edelman, J., Hough, L.
(1973). Sugar – Chemical, Biological
and Nutritional Aspect of Sucrose. The
Butterworth Group.
Wikipedia. The free ancyclopedia.
PENULIS
Dra. Netty Kamal. M.Sc. Staf Pengajar
Teknik Kimia - ITENAS, Bandung.
Jurnal Teknologi Vol. I, Edisi 17, Periode Juli-Desember 2010 (78-84)
Pengaruh Bahan Aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose)……… Netty Kamal
85