PENGARUH KONSENTRASI CH 3 COOH & HCl SEBAGAI PELARUT DAN WAKTU PERENDAMAN PADA PEMBUATAN GELATIN BERBAHAN BAKU TULANG/KULIT KAKI AYAM Siti Miskah, Indri M. Ramadianti, Achti Fadilla Hanif Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Abstract Chicken claw (shank) is a part of the chicken's body that are less desirable, which consists of skin, bone, muscle, and collagen that need to be given a touch of technology to be processed into products with added value. One component of a chicken claw with the potential to be developed are a chicken leg skin which has a protein content of 22.98%. The high protein content in the skin of chicken legs opened up opportunities to be extracted in order to produce gelatin products. In this research conducted using collagen hidrolisa with solvent hydrochloric acid and sulfuric acid. Variations made to the concentration of hydrochloric acid and sulfuric acid, soaking time and type of raw materials consisting of skin and bone the chicken legs to determine the influence of these variables on the yield obtained gelatin. From the variation of raw materials, the type and concentration of marinade solution and soaking time on research done this, then obtained the highest percent yield on the concentration of HCl 4% with a soaking time of 1 day is 11.2%. Keywords: chicken claw, gelatin, acid method
Abstrak Ceker ayam (Shank) adalah suatu bagian dari tubuh ayam yang kurang diminati, yang terdiri atas komponen kulit, tulang, otot, dan kolagen sehingga perlu diberikan sentuhan teknologi untuk diolah menjadi produk yang memiliki nilai tambah. Salah satu komponen ceker ayam yang berpotensi untuk dikembangkan adalah kulit kaki ayam mengingat memiliki kandungan protein 22,98%. Tingginya kandungan protein pada kulit kaki ayam membuka peluang untuk diekstraksi agar dihasilkan produk gelatin. Pada penelitian ini dilakukan hidrolisa kolagen dengan menggunakan pelarut asam klorida dan asam sulfat. Variasi dilakukan terhadap konsentrasi asam klorida dan asam sulfat, lama perendaman dan jenis bahan baku yang terdiri dari kulit dan tulang kaki ayam untuk mengetahui pengaruh variable-variabel tersebut terhadap rendemen gelatin yang diperoleh. Dari variasi bahan baku, jenis dan konsentrasi larutan perendam dan waktu perendaman yang dilakukan pada penelitian ini, maka diperoleh persen rendemen tertinggi pada konsentrasi HCl 4% dengan waktu perendaman 1 hari yaitu sebesar 11,2%. Kata kunci : ceker ayam, gelatin, metode asam
I. PENDAHULUAN Gelatin adalah suatu jenis protein yang diekstraksi dari jaringan kolagen kulit, tulang atau ligamen (jaringan ikat) hewan. Pembuatan gelatin merupakan upaya untuk mendayagunakan limbah kaki ayam yang biasanya tidak terpakai dan dibuang di rumah pemotongan hewan. Penggunaan gelatin dalam industri pangan terutama ditujukan untuk mengatasi permasalahan yang timbul khususnya dalam penganekaragaman produk. Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
Pada prinsipnya gelatin dapat dibuat dari bahan yang kaya akan kolagen seperti kulit dan tulang baik dari babi maupun sapi atau hewan lainnya. Akan tetapi, apabila dibuat dari kulit dan tulang sapi atau hewan besar lainnya, prosesnya lebih lama dan memerlukan air pencuci/penetral (bahan kimia) yang lebih banyak. Pembuatan gelatin dari babi jauh lebih murah dibanding dengan pembuatan 1
gelatin dari sapi. Karena kemudahannya itulah maka banyak produsen gelatin yang memproduksi gelatin dengan bahan baku babi. Bagi umat Islam, bahanbahan yang berasal dari babi tidak boleh dikonsumsi. Karenanya perlu dipikirkan sumber gelatin lainnya yang aman dan halal untuk alternatif produksi gelatin. Alternatifnya adalah menggunakan tulang dan kulit kaki ayam sebagai sumber kolagen untuk menghasilkan gelatin. Masalah yang akan diteliti adalah pengaruh konsentrasi CH 3 COOH dan HCl sebagai pelarut, dan waktu perendaman terhadap persen rendemen yang dihasilkan pada proses pembuatan gelatin dari kulit dan tulang kaki ayam broiler. Tujuannya adalah untuk mengetahui jenis bahan baku, jenis larutan perendam, konsentrasi larutan perendam dan waktu perendaman yang dapat menghasilkan rendemen gelatin yang paling optimum pada proses pembuatan gelatin dari kulit dan tulang kaki ayam II. FUNDAMENTAL 2.1 Kolagen Kolagen merupakan komponen struktural utama dari jaringan ikat putih (white connetive tissue) yang meliputi hampir 30 persen dari total protein pada jaringan dan organ tubuh vertebrata dan invertebrata. Pada mamalia, kolagen terdapat di kulit, tendon, tulang rawan dan jaringan ikat. Demikian juga pada burung dan ikan, sedangkan pada avertebrata kolagen terdapat pada dinding sel (Baily and Light,1989). Molekul kolagen tersusun dari kira-kira dua puluh asam amino yang memiliki bentuk agak berbeda bergantung pada sumber bahan bakunya. Asam amino glisin, prolin dan hidroksiprolin merupakan asam amino utama kolagen. (Chaplin, 2005). Molekul dasar pembentuk kolagen disebut tropokolagen yang mempunyai struktur batang dengan BM 300.000, dimana di dalamnya terdapat tiga rantai polipeptida yang sama panjang, bersamasama membentuk struktur heliks. (Wong, 1989). Tropokolagen akan terdenaturasi oleh pemanasan atau perlakuan dengan zat seperti asam, basa, urea, dan potassium permanganat. Selain itu, serabut kolagen dapat mengalami penyusutan jika dipanaskan di atas suhu penyusutannya (Ts). Suhu penyusutan (Ts) kolagen ikan adalah 45oC. Jika kolagen dipanaskan pada T>Ts (misalnya 65 – 70oC), serabut triple heliks yang dipecah menjadi lebih panjang. Pemecahan struktur tersebut menjadi lilitan acak yang larut dalam air inilah yang disebut gelatin.
2
2.2 Gelatin Gelatin adalah derivat protein dari serat kolagen yang ada pada kulit, tulang, dan tulang rawan. Susunan asam aminonya hampir mirip dengan kolagen Gelatin terbagi menjadi dua tipe berdasarkan perbedaan proses pengolahannya, yaitu tipe A dan tipe B. Dalam pembuatan gelatin tipe A, bahan baku diberi perlakuan perendaman dalam larutan asam sehingga proses ini dikenal dengan sebutan proses asam. Sedangkan dalam pembuatan gelatin tipe B, perlakuan yang diaplikasikan adalah perlakuan basa. Proses ini disebut proses alkali (Utama, 1997). Bahan baku yang biasanya digunakan pada proses asam adalah tulang dan kulit babi, sedangkan bahan baku yang biasa digunakan pada proses basa adalah tulang dan kulit jangat sapi. Secara ekonomis, proses asam lebih disukai dibandingkan proses basa. Hal ini karena perendaman yang dilakukan dalam proses asam relatif lebih singkat daripada proses basa.
Gambar 2. Struktur kimia gelatin Menurut Norland (1997), gelatin mudah larut pada suhu 71,1oC dan cenderung membentuk gel pada suhu 48,9 oC. Sedangkan menurut Montero, et al. (2000), pemanasan yang dilakukan untuk melarutkan gelatin sekurang-kurangnya 49oC atau biasanya pada suhu 60 – 70oC. Gelatin memiliki sifat dapat berubah secara reversible dari bentuk sol ke gel, membengkak atau mengembang dalam air dingin, dapat membentuk film, mempengaruhi viskositas suatu bahan, dan dapat melindungi sistem koloid (Parker, 1982). 2.3 Kegunaan Gelatin Gelatin sangat penting dalam rangka diversifikasi bahan makanan, karena nilai gizinya yang tinggi yaitu terutama akan tingginya kadar protein khususnya asam amino
Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
dan rendahnya kadar lemak. Dari 10 asam amino essensial yang dibutuhkan tubuh, gelatin mengandung 9 asam amino essensial, satu asam amino essensial yang hampir tidak terkandung dalam gelatin yaitu triptofan. Fungsi-fungsi gelatin dalam berbagai contoh jenis produk yang biasa menggunakannya antara lain : a. Jenis produk pangan secara umum: berfungsi sebagai zat pengental, penggumpal, membuat produk menjadi elastis, pengemulsi, penstabil, pembentuk busa, pengikat air, pelapis tipis, pemerkaya gizi. b. Jenis produk daging olahan: berfungsi untuk meningkatkan daya ikat air, konsistensi dan stabilitas produk sosis, kornet, ham, dll. c. Jenis produk susu olahan: berfungsi untuk memperbaiki tekstur, konsistensi dan stabilitas produk dan menghindari sineresis pada yoghurt, es krim, susu asam, keju cottage, dll. d. Jenis produk bakery: berfungsi untuk menjaga kelembaban produk, sebagai perekat bahan pengisi pada roti-rotian, dll e. Jenis produk minuman: berfungsi sebagai penjernih sari buah (juice), bir dan wine. f. Jenis produk buah-buahan: berfungsi sebagai pelapis (melapisi pori-pori buah sehingga terhindar dari kekeringan dan kerusakan oleh mikroba) untuk menjaga kesegaran dan keawetan buah. g. Jenis produk permen dan produk sejenisnya: berfungsi untuk mengatur konsistensi produk, mengatur daya gigit dan kekerasan serta tekstur produk, mengatur kelembutan dan daya lengket di mulut.
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Bahan-Bahan yang Digunakan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : 1) 2) 3) 4) 5)
Kulit kaki ayam broiler Tulang kaki ayam broiler HCl 4%, 5%, 6%, 7% dan 8% CH 3 COOH4%, 5%, 6%, 7% dan 8% Aquadest
3.1.2. Peralatan Yang Digunakan 1) Gelas kimia 2) Erlenmeyer 3) Penangas 4) Vakum Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
5) Media ekstraksi 6) Termometer 7) Timbangan Analitik 8) Oven 9) Gelas Ukur 10) Pipet tetes 11) Bulb 3.2 Prosedur Penelitian 3.2.1 Persiapan bahan baku Kulit dan tulang kaki ayam yang telah didapat, dicuci terlebih dahulu dengan air bersih, kemudian diangin-anginkan. Kulit dan tulang kaki ayam kemudian dipotong kecilkecil dengan ukuran 1- 2 cm. 3.2.2 Prosedur Kerja Penelitian a. Penentuan waktu perendaman yang optimal. • Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam ditimbang seberat 25 gram. • Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ke dalam erlenmeyer juga dimasukkan larutan perendam (asam klorida/asam asetat 4%) sebanyak 300 ml. • Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam direndam dengan waktu perendaman masing-masing selama 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari dan 5 hari. • Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dicuci hingga ph 5-6. • Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ke dalam erlenmeyer juga dimasukkan aquadest 80 ml. • Erlenmeyer dimasukkan ke dalam media ekstraksi dan lakukan proses ekstraksi pada suhu 75OC selama 2 jam. • Hasil ekstraksi disaring dengan menggunakan kertas saring. • Proses evaporasi dilakukan dengan menggunakan evaporator vakum selama kurang lebih 1 jam. • Larutan hasil evaporasi dimasukkan ke dalam oven pada suhu 50OC selama 24 jam untuk proses pengeringan. • Gelatin yang dihasilkan, kemudian ditimbang. 3
b. • •
• • • • • • • •
Penentuan konsentrasi larutan perendam yang optimal Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam ditimbang seberat 25 gram. Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ke dalam erlenmeyer juga dimasukkan larutan perendam (asam klorida/asam asetat 4%, 5%, 6%, 7%, 8%) sebanyak 300 ml. Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam direndam dengan waktu perendaman masing-masing selama 1 hari. Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dicucui hingga ph 5-6. Kulit kaki ayam/tulang kaki ayam dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ke dalam erlenmeyer juga dimasukkan aquadest 80 ml. Erlenmeyer dimasukkan ke dalam media ekstraksi dan lakukan proses ekstraksi pada suhu 75OC selama 2 jam. Hasil ekstraksi disaring dengan menggunakan kertas saring. Proses evaporasi dilakukan dengan menggunakan evaporator vakum selama kurang lebih 1 jam. Larutan hasil evaporasi dimasukkan ke dalam oven pada suhu 50OC selama 24 jam untuk proses pengeringan. Gelatin yang dihasilkan, kemudian ditimbang
3.2.3 Pengujian rendemen gelatin Gelatin yang telah tetap bobotnya lalu ditimbang. Rendemen gelatin dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Rendemen =
berat gelatin x100% berat sampel
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Dari rangkaian percobaan yang telah dilakukan diperoleh data pengaruh jenis larutan perendam, konsentrasi larutan perendam, lama perendaman dan jenis bahan baku terhadap rendemen gelatin yang ditunjukkan pada gambar berikut
Pada penelitian ini dilakukan variasi jenis bahan baku yaitu kulit kaki ayam dan tulang kaki ayam. Pada Gambar 1 didapat grafik perbandingan persen rendemen gelatin berbahan baku kulit dengan variasi jenis larutan perendam dan lama waktu perendaman.
Gambar 1. Pengaruh Waktu Perendaman Terhadap Rendemen Gelatin Dengan Bahan Baku Kulit Kaki Ayam, Larutan Perendam Asam Klorida 4% dan Asam Asetat 4%. Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa dengan menggunakan larutan perendam asam klorida 4% menghasilkan jumlah rendemen yang lebih banyak jika dibandingkan dengan rendemen gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan asam asetat sebagai larutan perendam. Dapat pula dilihat bahwa waktu perendaman optimum adalah selama 1 hari dengan persen rendemen untuk gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan HCl 4 % menunjukkan angka 11,2% dan gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan perendam CH3COOH 4% menunjukkan angka 6,4%. Pada gambar 2 didapat grafik perbandingan persen rendemen gelatin berbahan baku tulang dengan variasi jenis larutan perendam dan lama waktu perendaman.
4.1.1 Pengaruh Jenis Bahan Baku, Jenis Pelarut dan Waktu Perendaman Terhadap Rendemen Gelatin
4
Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
Gambar 2 Pengaruh Waktu Perendaman Terhadap Rendemen Gelatin Dengan Bahan Baku Tulang Kaki Ayam, Larutan Perendam Asam Klorida 4% dan Asam Asetat 4%. Pada Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa dengan menggunakan larutan perendam asam klorida 4% menghasilkan jumlah rendemen yang lebih banyak jika dibandingkan dengan rendemen gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan asam asetat sebagai larutan perendam. Dapat pula dilihat bahwa waktu perendaman optimum adalah selama 1 hari dengan persen rendemen untuk gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan HCl 4 % menunjukkan angka 2,616% dan gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan perendam CH3COOH 4% menunjukkan angka 1,056 %. Dari kedua grafik (Gambar 1 dan 2) dapat terlihat adanya penurunan persen rendemen gelatin berkaitan dengan lamanya waktu perendaman. Semakin lama waktu peendaman maka jumlah gelatin yang dihasilkan semakin sedikit. Tidak tepatnya waktu perendaman akan menyebabkan kelarutan kolagen dalam pelarut yang menyebabkan penurunan rendemen gelatin yang dihasilkan (Utama, 1997). 4.1.2 Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Larutan Perendam Terhadap Rendemen Gelatin Dengan menggunakan waktu perendaman optimum (1 hari) dan jenis bahan baku optimum (kulit kaki ayam), maka dilakukan penelitian dengan variasi jenis dan konsentrasi larutan perendam untuk mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap rendemen gelatin. Gambar 3 menunjukkan hubungan konsentrasi dan jenis larutan perendam terhadap persen rendemen gelatin yang dihasilkan.
Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
Gambar 3
Pengaruh Konsentrasi Larutan Perendam Terhadap Rendemen Gelatin Dengan Bahan Baku Kulit Kaki Ayam, Larutan Perendam Asam Klorida 4% dan Asam Asetat 4%.
Gelatin merupakan hasil transformasi dari kolagen. Semakin banyak kolagen terdapat pada bahan baku maka semakin banyak gelatin yang diperoleh dari hasil transformasi tersebut. Rendahnya nilai rendemen gelatin dari tulang kaki Ayam disebabkan struktur tulangnya berongga, di dalam rongga tersebut banyak terdapat sumsum yang bukan tersusun dari kolagen sehingga memperkecil nilai rendemen yang diperoleh. Pada Gambar 3 terlihat rendemen gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan perendam HCl cenderung menurun. Persen rendemen optimum dihasilkan dengan penggunaan larutan perendam 4 % sebesar 11, 2%. Sedangkan rendemen gelatin yang dihasilkan dengan menggunakan larutan perendam CH3COOH terlihat cenderung meningkat seiiring dengan pertambahan konsentrasi larutan perendam. Nilai optimum rendemen gelatin dengan menggunakan larutan perendam CH3COOH adalah 7,956 % dengan konsentrasi 7 %. Jumlah rendemen terlihat hampir sama pada pemakaian larutan perendam HCl 5% (7,548 %) dengan pemakaian larutan perendam CH3COOH 6% (7,296 %).
5
V. KESIMPULAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1) Jenis bahan baku yang paling baik pada penelitian ini adalah kulit kaki ayam. 2) Jenis larutan perendam yang paling baik adalah HCl 3) Konsentrasi yang paling baik pada pembuatan gelatin untuk HCl adalah 4 % yang menghasilkan rendemen sebesar 11,2 %. Sedangkan untuk CH 3 COOH adalah 7 % yang menghasilkan rendemen sebesar 7,956 %. 4) Waktu perendaman terbaik adalah 1 hari 5.2. Saran Setelah melakukan penelitian ini dan untuk perbaikan di masa yang akan datang, maka peneliti menyarankan agar diadakan penelitian lebih lanjut terhadap bahan baku lain seperti kulit dan tulang ikan, serta melakukan variasi lamanya waktu ekstraksi untuk mendapatkan rendemen gelatin yang optimal. VI. DAFTAR PUSTAKA Anastasia Wheni Indrianingsih.11 November 2008. Produksi dan Analisis Gelatin dari Limbah Tulang Ikan Pari(Dasyastis Uarnak). BPPTK LIPI Anggraini, W.K. 2003. Pengaruh Kelembaban Terhadap Absorbansi Optik Lapisan Gelatin. Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. HAMKA. Jakarta. Apriyantono,HA. 2003. Makalah Halal: Kaitan Antara Syar’i, Teknologi, dan Sertifikasi. Junianto, dkk. 2006. Produksi Gelatin Dari Tulang Ikan Dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Cangkang Kapsul. Universitas Padjadjaran. Bandung. Kurnianingsih, N. 2004. Kolagen Sang Pengisi Tubuh. Laporan Utama Cakrawala. Edisi Kamis, 30 September 2004. Miwada, Sumerta. Optimalisasi Potensi Ceker Ayam (Shank) Hasil Limbah RPA Melalui Metode Ekstraksi Termodifikasi Untuk Menghasilkan Gelatin. Universitas Udayana. Denpasar. Radiman. 1979. Penuntun Pembuatan Gelatin, Lem dan Kerupuk dari Kulit Hewan Secara Industri Rumah/ Kerajinan. Balai Penelitian Kulit. Jogyakarta. www.iptekda.lipi.go.id www.indohalal.com/doc-halal2.html. www.republika.co.id/infohalal www.halalguide.info/content/view NCC-Indonesia.com www.beritaiptek.com
6
Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17, Januari 2010
