PENGARUH KONSENTTRASI GETAW PEPAYA (C'nricnpnpnyn, lAr'rzrr) DAN WAKTU HIDROLISIS TEREgADAP HIDWOLISAT PROTEIN KEBALA UDANC WINDU (Knmpnks yennerss nzoncrrlon) Irma K.,", Dede Z. ~rief,",Ela TS.~')
Ilitlrolisczl prolein ,r1n1q rlihunf rknri kepnln ullnng ~r.incJ~r ~Ienpnncnra hicl'rolisis merupnkan suatu ctc~rapengolnhntl .vnn,c .sc~iIc~rhnna tlnri linrbnh udnnp winhi rrrenjntli nrnkrrnnn .vnng menrpun+yainilai ekonoj~risfinggi tlnn pc7nsqcunncmn\.n luns tlnlnnr indzisfri 1,inko/?n/7.1'~nelifim~ nrenunjrrkknn bnhwa A-onrlisi hicirolisis ~tr~ttrpe/~pnrrii~i r?llitu hitlroli.mf. ,If~rtu proclrik terhnik rfihnsilknn denpan rne1~ggu17nktm A-on.~~>i7lmsi pelnit pep+-n 996 dun u.nktrc hidrolisis 10 hnri. Secnrn untum, rptuiu hicirolisot Icbih tinggi rlrn-ipn~lrrproduk ~.or7pnTihasilkm7 de~?gor~ cor(7 ~feriilt'n/t~si. I'rorluk ini nkan rrrtrrkzl~me/ipolcn,~ikc~rtc.v;rkn~? knr-enn krm'nr nir ?:o17
Hidrolisat protein dapat dibuat dari berbagai sunmber protein, baik protein hewanli nmaupun pmotcin nabati. termasuk linlbah udang dan protein non-konvcnsional. Hidrolisat protein digunakan secara fuas untuk sup, kuah daging, flavor daging dan makanan diet, selain itu dlgunakail sebagai pengganti mononatrium glutamat untuk pcnyedap sosis, biskuit dan
crackers. ma?onaisc, dan scbagainya. Daiam bidang n~edis,produk ini digunakan u ~ ~ t u k pengobatan bagi pcndcrita gangguan pencemaan. Pembuatan hidrolisat protein secara kornerslal tercatat dimulai pada masa sekitar Perang Dunia I1 di Gina, Scpang, dan Jennan (Hall. 1946: Johnson dan Peterson. 1974. dikutlp Shanty, 1992). Hidrolisat protein didefinis~kan sebagai protein yang mengalanli dcgradasi hidrolitik dengan asaln kuat. basa kuat dan enziln proteolitik, dengan hasil akhir berupa cainpuran ko~nponc~~ protein. Bila hidrolisis dilakukan dengan sempurna nlaka diperoleh hidrolisat dengan 18 sail~pai20 imacam asanz amino. Produk akhir dapat bcrupa cair, pasta atau bubuk bcrsifat higroskopis (Sofia11 dan Mul+janah, 1993). Pada pelmlbuatar~ hidrolisat protein, bcberapa faktor sangat bcrpcnganth terhadap kecepatan hidrolisis clan kekl~asanproduk, yaitu suhu. waktu dan konscntrasi, sedangkan tingkat kerusakan asam amino dipellgamhi oleh
Irnln, R., et 01.
kemurnian protein dari bahan awal, kon&si hldroiisis dan jenis bahan p~nghidrolisisyang d i g u n a h (Kirk d m Othmer. 1953 dikutig Shanty, 1992). Dalam genelitlan faktor-faktor ymg rnempengasuhi hidrolisis akan dipclajari khususnya konscntnsi gctah pepaya dan waktu hidrolisis untuk rnclldapatkan hidroiisa protein kcpala udang 1% indu yang balk.
BANAN DAN METODE PENELI'FlAN Bahan dan AIat --Bahan baku pcnclitian yang digurrakan adalah kepala udarlg lvindu ( K n m a l ~ ~penaeus ~k.~ mondon) dan bahan pcnghidrolisis berupa getah pepaya (('nricn i)ni)~z~'ct. /,inn) dari jcnis pepaya Scmangka Paris. Sedangkan bahm-bahan Fang digunakan untuk analisis kilnia diantaran?.aadalrrh larutan toluen jenuh. alkohol absolut p.a. luff schoorl. dan lain-lain. Alat ?.si~gdigunakatl utltuk pernbuatan hidrolisat protein dan analisis kirnia antara lain rtcraca analitik. pisau blcndcr. refrigator dan lain-bin.
Metode Prasedur Pembuatan Nidrolisat Protein Kepala Udang Windu Proscdur pcmbuata~hidrolisat protein kepala udatlg windu dapat dilihat dalarn Gambnr I .
Dalain penclitian ini digunakan rancangan Acak Lcngkap Faktorial 3 s 3 dei~gantiga kali ulal~gan Model rancangannya adalah sebagai bcrikut :
Ketcrangan : Yi-jk
= rtllai pcllgajllatan untuk perlakuall
T taraf ke-i dan perlakua~tiC taraf ke-j, serta
ulangal~kc-k. /I{
= niial rata-rata yang sebcnarnya.
Ti
= pengaruh perlakuan konsentrasi getah pcpaya kc-i (i= 7%,X%, dan 9%).
Cj
= pengaruh
(TC)i.i
pcrlakuarl waktu hidrolisis ke-j (j= 8 hari. 9 hari. dan 10 hari).
= pengaruh intcraksi perlakuan konsentrasi getah pepaya ke-i dan waktu hidrolisis
kc-j).
~ i j k = pengamh faktor konsentrasi getah pepaya kc-i dan faktor waktu hidrolisis ke-j yada ulangan ke-k. Kepala Udang Windu
I udang windu : etarlol absolut
Pengayakan
I
Perendaman
lpenguapan solvent 1
Pemekatan
Gambar 1. Diagram Alir Proses Pembuatan Hidrolisat Protein Kepala Udang Windu
Perlakuan
( I ) Penalnbahan getah pcpaya Koscntrasi getah pepaya yang ditmbahkan adalah : (TI ) 7'4. (T2) X'!,:,. dan (T3) 9%. (2) Waktu l~idrolisis
Waktu hidrolisis yang digunakan adalah : (C I ) 8 hari. (62) 9 hari. dan (C3) I0 hari.
Pengarnatan Pcngamatan hasil hidrolisis meliputi kadar protei~~. kadar air. kadar Icmak. dan kadar abu.
HASIL DAN PEMBAHASAN P e n ~ a r u hKonsentrasi Getah Pcnilrgkatal~konscntrasi gctah pepaya menyebabkan kenaiknn hndar protein. Radar air. kadar Icmak. dan kadar abii. seperti ditu11-jukkandalam Tabel I Tabcl I . P a ~ g a r ~ lKol~sc~~trasi h Getah Pepaya terhadap Nilai Rata-mta bcberapa Parameter Pcngnmatan Hidrolisat Protein Kepala Udnng Windu
Dalaln proses hidroiisis protein akan mengalat~~i pcnlccahan sccara bcrtahap nleiljadi suatu n~olekul-molckulpcptlda yang sederhat~adan asarn-asaln amino Rcaksinya adalah sebagai berikut : H 0
R 0
H 0
1 1
I I1
1 1 >
H SN-C-C- (-N-C-C-N-C),,-N-C-C-OH
I
I l l 1
I I
R H H H R H R Struktur protein polimer H
0
1 I
H O
I 1I
H-N-C-C-N-C-C-OH
I H
H 0 t H-0
I I R H R dipeptida
air
I I ----------+H-N-C-C-OH + I I H R asam amino
H 0
I 1I H-N-C-C-OH
I I
H R asam amino
Ir~nn,I ( . , et nl.
Protein dipecah oleh enzirn mernbentuk ikatan-ikatan dipeptida dan sctiap ikatan dipeptida dibebaskan satu molekul air. Satu rnolekul protein terdiri dari rantai polipeptida tungal atau sejumlah rantai polipeptida yang bergabung dengan ikatan-ikatan silang. Lalu ikatan-ikatm peptida terputus dan mentbebaskan sejumlah komponen asam-asan1 amino Tang sebelunmya diikat bersama subsitusi,ikatan amida. Dintana ikatan-ikatan peptida scndiri terbentuk karena admya reaksi dari gugus arnillo (-NH2) dari satu asan1 amino dengan gugus asam (=COON) dari asam mtino bcrikutnya. Asaitt ainino sendiri merupakan molekul organik dengan berat molekul yang relatif rendah (rata-rata 100-200), yang paling sedikit mengandung satu gugus karboksil (C08M)dan satu gugus asarn arnino WM:)serta n~cmiliklrantai cabang !ang sering disebut gugus R. Dalam kcadam alarni. satu rnolekul protein n~enga~tdung kira-kira 1500 asanl amino yang tcrgabung bcrsanla ikatan peptida Perlakuan konsentrasi getall pepava T3(9%) mcmpunyai kadar protein tertinggi yaitu 2 1.413%. sedangkan kadar protein terendah diperoich pada perlakuan konsentrasi getah pepa!a T1 (7';) protcin dengan semakin besarnya konsentrasi getah pepa!a
!attu 2 1.-i3O0,,
Kzrta~kankadar
>an2 d~tambal~kan dlsebabkan
karcila selflakin ba1lyaknq.a erlzim papain dari getah pepaya >an%aka11 ll~ei~ghidrolisis protein d a b bahan. Kadar air hidrolisat protein kepaIa udang .cvindu dari hasil pe~lelitianbervariasi dari setiap perlakuan. Perlakuan konselltrasi getah pepaya T3 (9%) men~punqaikadar air yang tinggi yaitu scbcsar 78,06Xf%,scdangkan pcrlakuan konsentrasi getah pepa!a Ti (7%)) rnerupakan kadar air tcrelldalt yaitu 76.546%. Keilaikan kadar air dengan sernakin bcsarnya konsentrasi getah yeyaya yang ditanzbahkan disebabka~?karena getah pepaya juga ~ncngandui~g air yang akan ntcmpengarulli kadar air bahan yang akan dihidrolisis. semakin banyak getah pepaya yang ditatnbahkal~ lnaka kadar air dalam bahan yang akan dihidrolisis juga sernakin bah, schingga kadar air hasil hidrolisis pun ikut bertan~bah. Kadar leltlak hidrolisat protein dari hasil penelitiall bervariasi dari setiap perlakuan. Perlakuan konscntrasi gctah pepaya T3 (9%) lllelllpunyai kadar lemak tertinggi yaitu sebesar 1,639'%1. sedangkan perlakuan konser~trasigetah pepaya TI (7%)) nlerupakan kadar leinak
tercltdah y a i t ~ 1.560%. ~ Kcnnikai~kadar len~akdcngan sernakin besarnya konsentrasi getah pcpa!,a yang ditambahkan disebabkan karena getah pepaya juga mengandu~lglernak yang akan mcmpcngamhi kadar lc~~zak dalam ballan yang akan dihidrolisis, se~nakinbanyak getah pepaya
yang ditambahkan maka kadar lernak dalam bahan yang akan dihidrolisis juga seinakin bcrtambah. schinga kadar lernak hasil hidrolisis akan ikut bcrtambali. Kadar abu hidrollsat protein kepala udang nindu dari hail pcuclitian bervariasi pada sctiap pcrlakuan. Pcrlakuan kor~scntrasigetah pepaja T3 (9%) mcmpiinj,ai kadar abu tcrtinggi !.nitti scbcsar 0.5 18%. scdangkan perlakuan konsentrasi getah pcpaya TI (7%)) illcrupakan kadar abu tcrcndah yaitu 0.505%. Kenaikan kadar abu dengan sanakin bcsamya konsentrasi getall pcpaya yang ditambahkan disebabkan karena getall pcpaya juga mcngaudung abu yang aka81 mcmpc~2~anrhi kadar abu dalam bahan . a n 3 akan dihidrolisis. Scmakin banyak getall pcpaya Fang ditambahkan maka kadar abu dalam bahan Fang akan dihidrolisis juga selllakin bcrtambah. schingga kadar abu hasil hidrolisis pun ikut bcrtambah. wnlaupun pcrtambahan tcrscbut sangat kecil sckaii. Scbonarnj.a kadar abu yang ada Icbih banyak tcrdapat pada residu dan scdikit sckali ynng tcrbnsva bcrsama filtrat. Pengal-ulm Waktu Hidpolisis
Scmakin Iamn nnktu hidrol~s~s. men!ebabkan pcningkatan kadar protcin, kadar ax. dan kadar Icmnk. scdangkan kadar abu tidak terjadi penibahan. scpcrti dituri.jukka11pada Tabcl 2. Tabcl 2. Palgaruh Waktu Hidrolisis terhadap Nilai Rata-rata Bcbcrapa Paranleter Pcngamatnn Hidrolisat Protein Kepala Udang Windu
Waktri htdrol~slsyang dlg~inaka~ berpenganlk nyata terhadap kadar protcln, kadar air, dan kadar lcmak Sanakln lama waktu hldrol~s~s maka kadar protan, kadar air. dan kadar lernak l~idrollsatprotcln kcpala itdang scmak~ntinggi Waktu kldrol~sisp i g digunakall berpengaruh nyata terhadap kadar protegn hldrollsat protcln kepala udnng mlndu Scmakrll lama waktu hldrollsls inaka kadar protein darl h~drollsat protclll kepala udang windu scniakln t~nggl Perlakuail waktu hldrolis~s C'3 (10 han) rncmpun\.aikadar protc~ntert~iiggl?agtu 2 1.403%. scdangka~lkadar protein terendah dlperoleh pada naktu h~drol~sis h~drolrs~s C 1 (8 ban) j aitu 2 1.356% Hal
1111
d~scbabkauscmak~tila~ila
waktu hidrolisis mcngakibatkan setilaki~lbanyak molekul protein terhidrolisis, sehingga kadar
Ilrhlrsnt 1>rote111 Kepaln (iclnl?g
protein cenderung meningkat. Menurut Karrom dm Mazur ( 1 96 1 ) dikutip Shanty (1992), proses hidrolisis protein aka61 lllellainbah kepolaran protcin sehingga molckul protein yang tidak larut dalam air akan larut ole11 adanya proses hidrolisis. Kcpolaran protein bertambah karena hidrolisis protein menyebabkan pemecahan ikatan pcptida ? m g sclanjutnya mcningkatkan gugtrs
iVZ-17
dan COOH yang bersifat polar. sehingga bcrtambahlya waktu
hidroiisis akan metlycbabkan kcnaikan kadar protein. Semakin lanla ~vaktuhidrolisk. maka kclarutan protein seinakin mcningkat, ha1 ini dikareilakan proses hidrolisis yang senlakin lama aka11 mcningkatkan kepolaran protein sehiilgga selnakin mudah larut. Pcrlakuai~waktu llidrolisis C3 (10 hari) ntempunyai kadar air tcrtinsi >aitu 77.321%, sedatlgkall kadar air tcrendah diperolel~pada waktu hidrolisis C I (8 hari) !-aim 77.2949'o. Hal ini disebabkall sernakin lama waktu hidrolisis. maka akan scmakin banyak molckul-motekul air ymg dibcbaskan bcrsam'mn dcngan senyawa-senyam dipeptida scdcrhana ?.an2 terbentuk sclama proses llidrolisis bcrlangsung, namun karena suhu hidrolisis yang digunakan cukup t i n s i yaitu pada st~hu55 "6, maka ~nolekul-molekt11air yang tcrbentuk tcrsebut sebagian
mcnguap. sehinggn kcnaikat~kadar air pada proses hidrolisis ini tidak tcrlalu besar. Perlakuan waktu hidrolisis 6 3 (10 hari) ~lleillpunyaikadar lcnlak tertinggi yaitu 1,605%, sedangkan kadar tcmak tercdah diperoleh pada ~vaktuhidrolisis 6 1 (8 hari) yaitu 1,597%. Hal tersebut discbabkan karena sernakin Iarl~a proses llidrolisis berlangsung maka akan sunakin banyak lemak yang tcrdegradasi menjrtdi asam-asam Icmak. walaupun proses tersebut tidak terlalu dominan di dalam proses hidrolisis protein. karena datani ha1 ini kandungan lemak awaI sudah kecil sckali, sedangkar~protein awal lcbih besar dan dominan untuk dihidrolisis pada proses hidrolisis protein ini. Disalllpiilg itu di dalanl gctall pcpaya yang lebih dominan adalah enzirn protcolitik, barit kemudian enzim-enzim lain sepcrti enzim koagulase, enzinl amilolitik da13cnzim yang 112cmpunyaiaktivitas terhadap lernak. Jadi dalain llal ini walaupun yarlg tcrjadi adalah proses hidrolisis protein namun karena yang terdapat dalam getah pepaya yaitu papain tidak hnnya enzim proteolitik, tapi juga ada sebagian kecil enzim yang aktif terhadap Icmak, maka pada proses ini lenlak bahan pun akan ikut tenlrai r~leqjadiasam-asan lcmak. Waktu hidrolisis yang digunakan tidak berpengaruh llyata terhadap kadar abu hidrolisat protcin kcpala ildnng. Hal in1 karcna dalaln proses hidrolisis, mineral-mineral dalam bahan scpcrti khitiu dan kalsium karbottat tidak mengalami perubahan. Mineral rtlcrupakan zai
anorgaltik yang tidak akan ntcngalarni perubahan karcna adanya aktivitas cnzim dalaln papain getah pcpaya. din~anacnzirncnzirn tersebut hanya akan aktif tcrhadap zat-=t organik dalam bahan. Selain
it11
mineral-mincral datarn bahan seperti khitiil dan kalsium karbonat. hanya
sedikit yang terbana bcrsama fittrat hasil hidrolisis. scbagian bcsar tcrbawa rcsidu. Hal tcrscbut sebab mineral-minerd dalant bahan tidak larut karcna proses hidrolisis. Analisis sidik ragan1 pngaruh konsentrasi getah pepaya dan ~vaktuhidrolisis tcrhadap bebcrapa paranlctcr pengagnatan hidrolisat protein kepala udang windu. dapat dilihat pada
Tabcl 3. Analisis Sidik Ragam Pengaruh Konsentrasi Getah Pcpaya dnn Waktu Hidrolisis terhadap Bcbcrapa Parameter Penematan Hidrolisat Protein Kcpala Udang Windu
Grafik pcngarull korrscntrasi getall pepaJa datl waktu hidrol~sis tcrhadap beberapa parameter pcngamatan Illdrollsat protein kepala udang \\lndu. dnpat d~lihatpada Gambar 2, 3, 4. da~l5.
3% (TI)
g% (72)
9? (T3)
Gainbar 2 Pcngaruh Konscntrasi Gctal~Pepaya dan Waktu Hidrolisis terltadap Kadar Protein dari H~droiisntProtcin Kcpnla Udang Windu
Cnmbar -3. Pcngaruh Konscntrasi Getah Pepaya dan Waktu Hidrotisis tcrhadap Kadar Air Hidrolisat Protcin Kcpala Udang Windu
Konsentrasi Getah Bepaya
Hidrolisat Protein Kepda Udang Windu
Gmbar 5. Perrgan~hKonselltrasi Getah Pepaya dan Waktu Hidrolisis terhadap Kadar Abu Nidrolisat Proteir~Mepr~laUdang Windu
I~iinrol~sa~ Protein Kepala Un'ang
Irma, K., el nl.
Konsentrasi getah pepaya 7%, 8%, dm 9%, berpengaruh nyada terhadap kadar protein, ka&r air, k&r lernak. d m kadar abu hidrolisat protein kepala udang windu. W&u hidrolisis 8 ban, 9 hPi, dan 10 hari berpenganth nyatg terhadap kadar protein. kadar air dan kadar lernak hidrolisat protein kepata udang windu. Interaksi konsentrasi getah pepaya yang ditmbahkm d m waktu hidrolisis tidak berpengamh nyata terhadap kadar protein, kadar air, kadar lernak, dan kadar abu hidrolisat protein kepala udang windu. Dari hail penelitian kadar protein yang tertinggi diperoleh hasll yaitu sebesar 2 1,451 % pada perlakuan T3C3. kadar air terendah diperoleh pa& perlakuan T l C l yaitu sebesar 76.532%. kadar lernak term&
diperoleh pada perlakuan TIC l yaitu sebesar 1,557%, dm
kadar abu tere~ldahdiperoleh pada perlakuan TIC l yaitu sebesar 0,503%. Saran
Perlu dilakukan lebih lanjut rnengenai kuaIitas hidrolisat protein kcpala udang windu yang dihasilkan. sistcm penga\vetan. bahan baku lain, dan kemungkinan pengentbangan industri hidrolisat protein.
DAFTAR PUSTAKA Deddy Muchtadi. Nurheni Sri Palupi, Made Astawan, (19921, Enzim d n b m Indzdsfri Pangon, Departcmen Pendidikm darl Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikm Tinggi, Pusat Antar Universitas Pangan dm Gizi, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Farida A,. ( 1 9901, Ikmnnjbntrrn Limbah Udcrng sehagai Kompnnen Paknn Ildrrng, Pusat Penclitian dan Pcngcll~bangan Perikanan, Badan Penelitian d m Pengembangan Pertanian, Departerne11 Pertat~ian,Jakarta. Hall, L.A., (1946), I'rotein Hjidrolj~srrfes,Finvur Ingrediehts Fur Food, Edisi ke 5, Food Industries, Hal 68 1-684, 808-8 16. Ijah M., (1993). Hldrolisnt Proteln lkan, Kumpulan Masil-hasil Penelitian Pasca Panen Pcrikanan, Pusat Penclitian dan Pe~lgembangallPerikanan, Jakarta. P.M. Caman, K B. Sl~crrington,( 1992), Pengantrrr Iltnzl I"angn~Ntltrrsl dan M~kroblologr, Edisi Kedua, Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Shanty I., (1992), f'engnrlih I'ennmbahan NCl dnn Wnklu Hidrolisis terhadap Mutu Hiu'mlisal l'rorcin Kepnia Ildnng, Fakultas Teknologl Pertanlan, Institut Pertmian Bogor. Bogor.
Irmn, K., et nl.
S ~ m i t o Dr., , (1988), Enzim Protease, Kursus Sillgkat Kinlia dan Teknologi Protein, Pusat Antar &TniversiaPmgan dm Gizi, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
S u p a m , (1988), Penmf~lltanAktivitns Enzim, Kursus Singkat Mimia dan Teknologi Protein, Pusat Antar Universitas Pangan dm Gizi, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
282
Hidrolisat Protein Kepala Udang
