VolumeX,Nomor 1,Juni2010
PEMANFAATAII LIMBAH IKAII MENJADI TEPT]NG IKAN SEBAGAI SI]MBER PROTEIN Titik Mahargiani TeknikKimia,FakultasTeknologiIndustri Jurusan NasionaI"Veteran", UniversitasPembangunan Indonesia, 55283. Yogyakarta, Jln.SWK I 04 Condongcatur,
Abstrak proteindengankadaryang relatiftinggi.Untuk Limbahikanlaut(kepala,ekor)telahdiketahuimengandung proteinyang terkandungdalamlimbahikan,rnakadapatdiolahmenjaditepungikan.Tepung rnemanfaatkan proteinhewanisangatbaikjika dijadikanprodukolahanmakananuntukmenunjanggizi ikansebagaisumber yang dibutuhkanmanusia.Limbahikan diolah nrenjaditepungikandengancaradilarutkanmemakaiNaOH, tinggi, tepungikanyang betprtrtcin HCI padapH tertentu.Selaindihasilkan menrakai kemudian diendapkan s.irrrp'ai lemak ikut berkurang proses dan juga tahandalampenyimpanan kandunganair karenaselama kandungan airnyakurangdari l0olo.ProseshidrolisismemakaiNaOHdilakukanpadakondisisuhu- bu"tl, waktu= 2 iam pH: 3, denganjumlahlimbahikan = 20 gramdan NaOH 0,5 N sebanyak200 ml, i.ii'.rrt diperolehtepungikandengankadarproteinsekitar38,82yo.
Keyword:Limbah,lkan,Tepung, Protein.
,l
I k
Pendahuluan Indonesiaadalah negara kepulauan dengan luas wilayah perairansekitar 7U/o dari seluruh wilayah negara. Melihat kenyataantenebut dapatdikatakan bahwa negara Indonesiamempunyaipotensi yang cukup besar dalam bidang sumber hayati yang dihasilkan oleh lautan, khususnya ikan yang terkandungdidalamnya.Dengansistempengolahan ikan yang dilaksanakanmasyarakatnrasih banyak masih ada yang bersifat tradisional,rnenyebabkan dan yang ternranfaatkan belum sebagian ikan terbuangpercumasebagailimbah. limbahikantenebut Salahsatucarauntuk menangani dengannrengolahmenjaditepung ikan.Ikan sebagai sumberprotein hewani nrengandungprotein cukup terbanyak j ika banyah dengan komposisi dengankandunganlainnya,sehingga dibandingkan sangatbaik jika dimanfaatkansebagaisalah satu sumberprotein. Tepung ikan dalampennkaiannya dapat dicampurdenganbahannlakananlain, selain itu dapat juga untuk campuranbahan makanan temak.Mengingatpennintaantepung ikan sennkin lama senrakinmeningkatdan disampingitu bahan baku yang te$edia cukup banyak, maka perlu sehinggaakan dikembangkancara pengolahannya menaikkan nilaiekonomidari limbahikantersebut. LandasanTeori Protein. Salahsatu asupangizi yang dibutuhkanoleh manusia yaitu proteinyang berasaldari hewani,baik temak
lann ini Negaranrajumengandalkan maupunikan.,Se temak sebdgaisumberprotein , namun demikian temak wabahyang menyerang sejakadanyaberbagai tlurupun unggas sebagai sumber protein, serta isu lingkungantentangadanya semakinmerebahnya seranganseperti sapi gila dan flue burung pada unggasmakamasyarakatmulai beralih dari hewan dan unggaske ikan. Hal ini dikarenakanikan lebih amandikonsumsidan mempunyaikelebihandalam nrenyediakanasam lernak tak jenuh yang tidak terdapatpadajenis hewan maupununggas.Selain harganya relative bisda dijangkau oleh seluruh lapisanmasyarakat. unsurpentingbagi tubuh,karena Proteinmerupakan senyawaini disampingsebagaibahanbakardalam tubuh,juga berfungsisebagaizat pembangundan (Winamo,I 988). pengatur. Protein pada ikan sangat mudah di cema dan mengandungasam - asam amino esensialsecara lengkap dengan komposisi yang hamper sesuai denganproteinyang diperlukanoleh tubuh nranusia, Protein adalah senyawaorganik yang komplek, terdiri dari unsur C, H, O, N, S dan ada beberapa phosphor.Protein macamproteinyang mengandung yang mempunyai berat terdiridari molekul-rnolekul Setiapmolekulprotein rnolekultinggidan bervariasi. dibentukolehsuatusatuanasamamino.Jumlahasam amino yang terdapat dalam protein dan menentukankualitas gizi protein. ketersediaannya Padaumumnyakualitasprotein hewan lebih tinggi dari pada kualitasproteintumbuhan.Molekul asam
29
EKSERGI
-- NH.3^ ) yang amino mempunyaigugus amino ( asam' bersitat yang benifat basi dan ( COOH ) bereaksi ftuA"un ini memungkinkanasam amino pereaksibaik dengan asam maupun bas1, serta bangun Rumus 1994)' p.[tf"i iainnya.(Fessenden, : nplekulasamaminosebagaiberkut H
I
I
NHz perubahan Proteindapat mengalamikerusakanoleh perubahan nrengalami Protein pelanrt' suhu,pH, iipe
i terjadi Denaturas ffi ilG Jl.U"t DENATURASI' l95l)' (Yacobs'MB' il;;hu 'ftnlutUifun sekitarTooc ikan dapat
protein dari limbah cara: isolasi protein dan dengan dilafukan piotein. Pengisolasianprotein dari ;;;;;;ptt tumbuh,uniU",aLmi, iumber proteinhewani-atau NaCl' larutan tumbuhan biasanya nrenggunakan protein pengendapan ii;;ao; atau NaoH. sedang denganreagensepertiZnlOr' MgSOa UisaOitat
hidrolisis padaproses sJifi"J;ilii tuutdigunakan
tidak Laral f.untungan daii hidrolisis basa adalah 1983)' (Rodwell' protein terjadikerusakan kelarutan Stirttu, molekuiprotein nBmiliki daya air' Variabel yang vans ';;o.t;;hiberbeda dalam kelaruan antara lain : suhu' PH' Pemisahan protein dari ion-ion. t [uututi pH didasarkan lu*pu*nnyu dengancarapengaturan u mumnva rnolekul;ffi ;;tt; PH is6elektrik'-Pada minimum i*t.t ut irotein memiliki daya kelarutan p"A" pH isoelektrik.Pada pH isoelektrikbeberapa dari larutannya'sehingga prot"in 'd.ngunakan rnengendap pengaturanpH' protein dalamcampurannya (Martin,1982)' dapatdiPisahkan Ikan. dan Ikan mampu secara efektif mencema yang jenis pakan berbagai proteindari rnenghasilkan rnaupun iituluinvu, uait
30
lebih efektif menjadidagingsehingga dikonsumsi ikanbisaditekan' pembesaran produtsi Uiaya'memerlukan yang tYryP untuk pakan fka; biakan'serta perke tr*nauhng pertumbuhan, Sary ( mutu )' kualitas hidupnva'c\'t'up ffi;;;G; selalu ( jumlah) dan kontinuitas ,utup' kua-ntitas .( salah baik yang )' Pakan i.".ii. t.", oipiitutcan (. protein' nutrisi olehkandr'rngan iitentukan ;;; dalam karboiidmt,lennh vitamindan mineral) (tepat seimbang )' komposisiyang . , . ikan slrdututkunsifatutuuperilakureprodukinya'
dapatdigolongkannrenjadi3 yaitu : l. Yang nrempunyai sifat menempelkan telumYaPadasubstrat dimulut 2. Yang mengasuhtelur dan anaknya indukbetina. secara 3. Yang mengasuhtelur dan anaknya jantan dan bersam-samadiantara induk betina. nrempengaruhi proses Faktor-faktor yang oengambilan Proteinantaralain : karena il,il;; tahan menentukanprosentasehasil at dengan bahan luas bidang kontak antarabutir kecil semakin baik' Berarti fiil;i"temakin permukaan uku*n bahan atau sennkin luas besar' semakin tontatnya,nrakaefisiensipelarutnya 2. Wahtu Reaksi. berkontakantara Untuk memberikankesempatan waktu proses dibutuhkan maka butir denganpelarut proses waktu lama semakin Karena Vung tuk'up. kontakantarabutir denganpelarut L.t"tti kesempatan batasswaktutertentu'sehingga sampai semakinbaik, kondisiyang optinnl' dalam larut L"ii, a.p"t Reaktan' 3. Konsentrasi akan Bertambahnya konsentrasi pereaksi pula' menyebabkankecepatan.reaksi bertambah bertambah' hasilyanmgdiinginkansemakin setringga 4.- Suhu. dinaikkan Reaksiakanberjalancepatapabilasuhu - nrolekulnya molekul r"ttinggu gerakan-gerakan kelarutan n*niJi tUitt cepat. Pada kondisi ini menjadi bahan disebabkan orotLin '1";;i.; naih Hai ini dan menggumpal bahan dalam p.i.in senyawa m3njl{i protein:proteinkecil berganung protein lebih mudah V""g f.tin besar, sehingga suhu tinggi akan pada Tetap-i let,r"at Oati bahan' terjadi.denaturasi Rentang protein' terjadi kerusakan adalah55 - 75 protein besar OuiiLugufusi sebagian
oc..
5. Waktu PengendaPan'
VolumeX,Nomor 1,Juni2010
Semakin lama waktu pengendapan berarti kesempatankontak antara protein terlarut dengan bahan pengendapnya semakin baik, sampai batas waktu tertentu,sehinggahasilproteintersebutdapat mengendap secaraoptimal. 6. pH pengendapan. Proses pengendapanakan berlangsuyng secara optirnalapabiladilakukanpadatitik isoelektriknya, karenapada keadaanini muatan protein nrenjadi netral dan akhimya terjadi penggumpalanatau pengendapan proteindenganhasil yang maksimurq Titik isoelektrikasam amino berkisarpH = 3. ( Martin,1982) AnalisaProtein. Destruksi. Destruksiadalahmemutuskan NI{3 dari ikatanasam amino.DisinisemuaNH3 terputusdari ikatanatomatomkarbondenganditandaihasildistruksiberwama jemih,semuaNH3nrenjadi ( NH4) SO4. Padatahapini sampeldipanaskan dalamasamsulfat pekat. Elemenkarbon,hydrogenteroksidasimenjadi CO, CO2 dan H2O. Sedangkannitrogennyaakan berubahmenjadi( NHr )2SOa.Asam sulfat yang dipergunakan untuk destruksidiperhitungkan adanya bahanprotein,lemakdankarbohidrat. Untuk mempercepat proses destruks i sering ditambahkan katalisatorberupacampuranNa2SO4 danHgO. Destilasi Padatahap ini ammoniumsulfat dipecahmenjadi amoniak( NHr ) denganpenambahan NaOHsampai alkalis dan dipanaskan.Asam standardyang dapat dipakaiadalahasamklorida.Untukmengetahui asam dalamkeadaanberlebihanmakadiberi indicatorPP. Distilasi diakhiri kalau sudah semuaammonium sudahterdistilasisempumadenganditandaidistilat tidakbereaksi habis( Vogel,1965).
dengan jumlah tertentu dalam labu leher tiga, panaskandengansuhu 60oC,bersamaan denganitu pengadukdan pendingindijalanlcan. Setelahwaktu tertentupernanas an dihentikan.Kemudian d iasamkan denganHCI sampaipH tertentu,diamkanbeberapa saat, lalu disaring. Endapandikeringkan,setelah kering dianalisis kadar proteinnya. percobaan diulangiuntuk berbagaikonsentrasi NaOH,pH dan wahu proses.
Gambarl : RangkaianAlat Penelitian Keterangan Cambarl. : L Penangas air 2. Komporlistrik 3. Pendingin balik 4. Thermometer 5. Pengambilsarnpe. 6. Erlenmeyer 7. Pengaduk 8. Motorpengaduk 9.Statif
METODOLOGI BahanBaku Limbah ikan berasaldari berbagaijenis ikan laut,dari analisisdiketahuikadarprotein40,80A. NaOH HCI Alat Peralatanyang digunakansecara laengkapdapat dilihatpadagambarl. Prosedur Lirnbahikan dibersihkan.dikeringkandengansinar matahari, dihaluskan kurang lebih 200 mesh. Masukkanlimbahikan yang sudahhalusdanNaOH
Analisiskadar protein l. TahapDestruksi. Menimbang 0,7 gram tepung protein , dimasukkan dalamlabu leher Kjeldal,ditambah l0 gramNaSOaanhidrous, l5 rnl H2SO4pekat kemudiandipanaskan dalamlemariasamsampai jemih, didinginkan Ialu diencerkandengan aquadest. 2.TahapDestilasi. MenambahkanNaOH 45 Yo kedalam larutan sampaibersifat basa, kemudian labu dipasang pada alat distilasi.Distilat ditampung dalam Erlenmeyer yangberisiindicatorpp l% beberapa tetes. Distilasi diakhiri sampai destilat yang keluartidakbersifatbasa.
31
EKSERGI
2.TahapTitrasi. tceleUihanHCI dalam destilat dititrasi dengan larutanstandardNaOH. Skemapenelitian Limbah ikan-'> I
disebabkanjumlah protein yang terambil sudah maksimum. A
t.to."l* :analisa
A
tss g
A
o
g30 o.
A
a!
Peneerilean
€25 Y
20
I
0,1 0,2 oi3 0,4 0,5 o,a , Konsentrasi l{aOH(grek/liter)
Penshalusan
i+Pe Variasi konsentras
NaoHdanpH
I
an manas
Toc
I
PengendaPan
I
Perlyaringan
I
PenIeringan ( analisa II) Hasil dan Pembahasan df
Gambar2 : Grafik hubunganantara konsentrasiNaOH dengankadar protein. 2.PengaruhPH PengendaPan dilakukanp1dl suhu = eengiruh pH pengendapan = = 600d,wakiu pros€s 2 ianuberatlimbah ikan 20 = volume rpn\ gttn, kt..pitan pengadukan 300 NaOH0,5N :200 ml. terhadaP T a b e 2l : P e n g a r u h P HPengendapan protei m kadar Kadaf rroteln
pH penpndaPan
vt
., ,)\
1. PengaruhKonsentrasiNaOH i NaOH dilakukanpadasuhu Pengaruhkonsentras = = 600C,waktu proses 2 iaw berat limbah ikan 20 = 300 rpnl = 3, kecePatanPengadukan gram, pH volumeNaOH = 200 ml.
36,45 38,06 38,82 37,91 35,42 33,32
1 5
4 4,5
NaOHterhadap Tabel I : PengaruhKonsentrasi kadar NaOH Konsentrasi (prek/liter)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
KadarProtetn (Yr)
30,25 32,48 35,60 37,35 38,82 38.50
t .E 40 o,
g
A
A
A
tL o It o Y
2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5
Dari tabel I dan gambar2 terlihat bahwa sennkin besar konsentrasiNaOH yang ditambahkan,kadar p.tti" yang dihasilkansenrakinbanyak' Hal ini iikurtnulun-sennkin banyak protein yang terlarut oleh NaOH. Kadar protein nrcncapaijumlah paling banyak pada konsentrasiNaOH 0,5 N (grek/liter)' setelah itu dengan naiknya konsentrasiNaOH temyata kadar piotein cenderungkonstan,hal ini
32
PHPengendaPan
Gambar3 : Grafik hubunganantaraPH dengankadar protein' Pengendapan
VolumeX, Nomor1,Juni2010
Daritabel2 dan gambar3 terlihatbahwapada pH pengendapanmempengaruhibanyaknya jumlah proteinyang terambil.Pada saat pH : 2 sampai denganpH = 3 protein yang terambil masih terus nrningkat, hal ini disebabkanmuatan positif dan negatifprotein dalam daerah isoelektrik semakin rnendekati seimbang.Ikatansemakinkuat sampaipH = 3, tetapipada saat pH : 3,5 sampai4,5 kadar proteinmenurunkarenaperubahanpH yang teqjadi nrcmbuat muatandalamproteinmulai tidak seimbang sehingga ikatanproteinmulai melenrah. 3.Pengaruh waktu proses Pengaruh waktuprosesdilakukanpadasuhu= 600C, pH = 3, berat lirnbah ikan : 20 gram, kecepatan = 300 rprtt,volumeNaOH 0,5 N = 200 pengadukan ml. Daritabel 3 dan gambar4 terlihat bahwa semakin besarwaktuproses,proteinyang dihasilkansennkin banyak.Hal ini dikarenakansemakin lama waktu proseskesempatankontak antara protein dengan NaOHsemakinbaik.Kadarproteinmencapaijumlah palingbanyakpadawaktu proses120menit,setelah itu dengannaiknya waktu proses, temyata kadar protein cenderungkonstant, hal in i d isebabkan karena jumlahproteinyangterambilsudahmaksimum. Tabel 3 : PengaruhWaktu Prosesterhadapkadar tn
wal(tuProses menit
KadarProtein (o/o)
30,17 33,06 36,t2 37,54 38,82 38,67
4U
60 80 t00 t20 140
l
IGsimpulan 1. Limbah ikan sebagaisumber protein dengan kandunganproteinsekitar40,8Yo. 2. Konsentrasi reaktan (pelarut) dan pH pengendapan sangat berpengaruh pada pengambilan protein. 3. Kondisiyang relatifbaik dicapaipada kondisi suhu= 60"C,waktu:2 jam,beratlimbahikan= = 300 rpm, pH 20 gram, kecepatanpengadukan : 3, volumeNaOH 0,5 N : 200 ml, dantepung ikan yang diperoleh dengan kadar protein = 38,82Yo. DaftarPustaka Fessenden,J.R, FessendenS.J., 1994, "Kimia Organik",Jilid 2., 3 ed., Erlangga,Jakarta,1251 38 . Martin,R.E.and C.J.Flick,D.E. Herburd,and D.R. Ward, 1982,"Chemistry of Biochemistryof MarineFoodProduct", Avi Publishing company, - 350. Ine.,Westport,Connectient,34T Rodwell,V.W., Martin, Jr., and P.A. Meyes, 1983, "Harper'sReviewof Bioehemistry",l9trt.,Lange Medical,Califomia, 220- 242. Vogel, A.J., 1986, " Te*-Book of Quantitatif Inorganic Analysb ", 2.nd., longmans C-reen andCo.,London,New York. Winamo,F.C., 1988,"Kimia Pangandan Gizi" , Penerbit PT.Gramedia, Jakafta,50- 60. Yacobs, M.B., 195l, "The Chemistry and Technologyof food and food products",vol 1., Interscience PublisherInc., New Yorh 185 201.
A
g3s I30 i
szs 20 40
60
80 100 120 140
Wlktu Pro..r ( ibnlt l
Gambar4 : Grafik hubunganantarawaktu pr0sesdengankadar protein.
JJ
VolumeX, Nomor1,Juni2010
Daritabel2 dan gambar3 terlihatbahwapada pH pengendapanmempengaruhibanyaknya jumlah proteinyang terambil.Pada saat pH = 2 sampai denganpH : 3 protein yang terambil masih terus meningkat,hal ini disebabkanmuatan positif dan negatif protein dalam daerah isoelektrik semakin mendekati seimbang.Ikatansemakinkuat sampaipH = 3, tetapi pada sad pH = 3,5 sampai4,5 kadar proteinmenurunkarenaperubahanpH yang terjadi membuat muatandalamproteinmulai tidak seimbang sehingga ikatanproteinmulaimelemah. 3.Pengaruh waktu proses Pengaruh waktuprosesdilakukanpadasuhu= 600C, pH = 3, berat lirnbah ikan = 20 gram, kecepatan = 300 rpnL volurneNaOH 0,5 N = 200 pengadukan ml. Dari tabel 3 dan gambar4 terlihat bahwa semakin besarwaktuproses,proteinyang dihasilkansemakin banyak.Hal ini dikarenakansemakin lama waktu proseskesernpatankontak antara protein dengan NaOHsemakinbaik.Kadarproteinmencapaijumlah palingbanyakpadawaktuproses 120menit,setelah itu dengan naiknya waktu proses, temyata kadar proteincenderungkonstant, hal in i d isebabkan karena junilahproteinyangterambilsudahmaksimum. Tabel 3 : PengaruhWaktu Prosesterhadapkadar tein WaktuProses menit
KadarProtein (%)
40 60 80 t00 t20 140
30,17 33,06 36,12 37,54 38,82 38.67
IGsimpulan l. Limbah ikan sebagaisumber protein dengan kandunganproteinsekitar40,9Yo. 2. Konsentrasi reaktan (pelarut) dan pH pengendapan sangat berpengaruh pada pengambilan protein. 3. Kondisiyang relatifbaik dicapaipada kondisi suhu= 60"C,waktu:2 jam,beratlimbahikan= = 300 rprn,pH 20 gram, kecepatanpengadukan : 3, volumeNaOH 0,5 N : 200 ml, dantepung ikan yang diperoleh dengan kadar protein = 38,820 . Daftar Pustaka Fessenden,J.R, FessendenS.J., 1994, "Kimia Organik",Jilid 2., 3 ed., Erlangga,Jakarta,1251 38 . Martin,R.E.and G.J.Flick,D.E. Herburd,and D.R. Ward, 1982,"Chemistry of Biochemistryof MarineFoodProduct", Avi Publishing conlpany, - 350. Ine.,Westport,Connectient,34T Rodwell,V.W., Martin, Jr., and P.A. Meyes,1983, "Harper'sReviewof Bioehemistry",l9trt.,lange Medical,Califomia, 220- 242. Vogel, A.J., 1986, " Terf-Book of Quantitatif Inorganic Analysb ", 2.nd., longmans Creen andCo.,london,New York. Winamo,F,C., 1988,"Kimia Pangandan Gizi" , Penerbit PT.Gramedia, Jakana,50- 60. Yacobs, M.B., 195l, "The Chernistry and Technologyof food and food products",vol 1., Interscience PublisherInc., New Yor( 185 201.
40 A
A
A
l
935
!.0 €
9zs 20 40
60
80 100 120 140
Wrkhr Pror.r ( libnlt )
Cambar 4 : Grafik hubunganantarawaktu prosesdengankadar protein.
JJ
