Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Coupled with Chemometrics for Rapid Quality Control of Carrageenan in Diverse Forms of Kappaphycus alvarezii

Jalanidi Ilmi Renaka, Dr. Widiastuti Setyaningsih, STP., M.Sc.; Prof Miguel Palma Lovillo

2025 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Metode yang cepat dan andal untuk menentukan kandungan karagenan dalam berbagai bentuk sampel sangat penting untuk kontrol kualitas industri. Kappaphycus alvarezii, sebagai sumber utama karagenan, berperan penting sebagai bahan pengental, pembentuk gel, dan penstabil dalam industri pangan dan farmasi. Namun, metode analisis karagenan konvensional memerlukan proses ekstraksi yang lama dan perlakuan kimia yang rumit, sehingga menghambat efisiensi kontrol kualitas. Studi ini memperkenalkan pendekatan inovatif untuk mengukur total hasil karagenan dan komposisi kappa-iota secara simultan dalam sampel rumput laut mentah menggunakan spektroskopi ATR-FTIR yang dikombinasikan dengan regresi PLS. Model yang dikembangkan menunjukkan kinerja yang kuat, dengan nilai kalibrasi (R²C), validasi silang (R²CV), dan prediksi (R²P) semuanya di atas 0,9 terutama dalam rentang spektral 600–1100 cm?¹. Nilai RMSE yang rendah di semua tahap mengonfirmasi akurasi model yang tinggi dan keandalannya untuk analisis karagenan secara cepat dalam berbagai bentuk makroalga.

A rapid and reliable method for predicting carrageenan content across various sample forms is essential for industrial quality control. Kappaphycus alvarezii, the primary source of carrageenan, serves as a critical gelling agent, thickener, and stabilizer in food and pharmaceutical applications. Traditional carrageenan analysis methods, however, are hampered by time-consuming extraction protocols and extensive chemical treatments, which hinder efficient quality monitoring. This study introduces an efficient and rapid approach to simultaneously determine total carrageenan yield and kappa-iota composition in raw macroalgae samples using ATR-FTIR spectroscopy coupled with PLS regression. The developed model demonstrated strong performance, with calibration (R²C), cross-validation (R²CV), and prediction (R²P) values all above 0.9 in the diagnostically rich 600–1100 cm?¹ spectral range. More importantly, the low RMSE values across all stages confirmed the model’s high accuracy and its reliability for rapid carrageenan analysis in various macroalgae forms.

Kata Kunci : Carrageenan, Chemometrics, FTIR, Kappaphycus alvarezii, Macroalgae, PLS regression, Quality assessment