Download - Gelatin Tulang ikan
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Ikan Gabus ( Channa striata )
Ikan gabus ( Channa striata ) merupakan anggota family Channidae, yang
dapat hidup pada daerah perairan tawar atau sungai, perairan payau, serta rawa-
rawa. Ikan gabus termasuk kedalam kelompok ikan karnivora yang buas dan
agresif ( Chaoesare, 1981 dalam Anuwar, 2010 ).
Klasifikasi ikan tenggiri menurut Chaoesare (1981) dalam Anuwar (2010)
adalah sebagai berikut :
Kingdom : Animalia
Phylum : Chordata
Class : Agtinopterigii
Ordo : Perciformes
Family : Chanidae
Genus : Channa
Spesies : Channa striata
.
Gambar 1. Ikan Gabus ( Channa striata )
Bentuk ikan gabus hamper bulat, panjang, makin kebelakang makin menjadi
gepeng. Punggungnya cembung dengan perut yang rata. Sirip punggung lebih
panjang daripada sirip dubur. Sirip depan disokong oleh 38 sampai 43 jari-jari
lunak dan sirip belakang disokong oleh 23 sampai 17 jari-jari lunak. Gurat sisi
sempurna dengan jumlah 52 sampai 57 keping ( Nurtitus, 2009 ).
Ikan gabus mengandung gizi yang tinggi, yaitu 70% protein dan 21%
albumin, asam amino yang lengkap serta mikronutrien zink, selenium dan iron.
Penggunaan ikan gabus untuk pengobatan tradisional telah dilakukan di beberapa
daerah. Di Sulawesi Selatan, ikan gabus sering dikonsumsi oleh perempuan yang
baru melahirkan. Dengan mengkonsumsi ikan gabus, diharapkan perempuan yang
melahirkan cepat sembuh dan menghasilkan ASI yang banyak untuk kebutuhan
bayinya ( Warta Pasar Ikan, 2010 ).
Ikan gabus merupakan ikan yang sangat baik manfaatnya bagi kesehatan
sebagai pengobatan tradisional. Di Indonesia telah banyak dilakukan penelitian
tentang pemanfaatan ikan gabus untuk meningkatkan albumin maupun protein
tubuh dalam darah. ( Nurtitus, 2009 ). Menurut Dirjen Perikanan (1996),
komposisi gizi ikan gabus dapat dilihat pada Tabel 1.
Komposisi Jumlah (%)AirProteinLemakKarbohidratMineral
77,4019,301,301,001,00
Sumber : Dirjen Perikanan (1996)
Tabel 1. Komposisi kimia ikan gabus ( Channa striata )
Daging ikan gabus sebagai produk pangan sangat banyak digunakan sebagai
bahan baku pembuatan kerupuk, sedangkan limbah (jeroan) ikan gabus dapat
digunakan sebagai bahan pakan ikan itu sendiri (Nurtitus, 2009). Kulit ikan gabus
dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan gelatin yang ekonomis.
B. Protein Kulit
Protein ditinjau dari strukturnya dapat dibagi dalam dua golongan besar
yaitu golongan protein sederhana dan protein gabungan. Protein sederhana ialah
protein yang hanya terdiri dari molekul-molekul asam-asam amino, sedangkan
protein yang hanya terdiri atas protein dan gugus bukan protein. Gugus ini disebut
gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid, atau asam nukleat
( Poedjiadi, 1994 ).
Protein sederhana dapat dibagi dalam dua bagian menurut molekulnya yaitu
protein fiber dan protein globular. Protein fiber mempunyai bentuk molekul
panjang seperti serat atau serabut sedangkan protein globular adalah berbentuk
bulat. Protein fiber ini terdiri atas beberapa rantai polipeptida yang memanjang
dan dihubungkan satu dengan lain oleh beberapa ikatan silang hingga membentuk
serat atau serabut yang stabil. Contoh protein fiber yaitu keratin ( protein yang
terdapat dalam bulu domba, rambut, sutra alam, dan kuku ), elastin (protein yang
serupa dengan kolagen namun tidak dapat diubah menjadi gelatin), dan kolagen.
Fungsi utama protein fiber ialah membangun struktur yang kuat sebagai
penunjang yang diperlukan tubuh agar dapat menjalankan berbagai fungsi tubuh
(Montgomery et al., 1993).
Poedjiadi dan Supriyanti (2007) mengemukakan ada beberapa contoh
protein fiber yang telah diteliti dengan difraksi sinar X ialah :
1. Konfigurasi alfa heliks pada keratin
2. Lembaran berlipat parallel dan anti paralel pada protein sutera alam
3. Heliks tripel pada kolagen
C. Asam Asetat
Asam asetat adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai
pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam asetat merupakan salah satu
asam karboksilat paling sederhana setelah asam format. Larutan asam asetat
dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian
menjadi ion H- dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan
baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer
seperti polietilena serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan
sebagai pengatur keasaman. Dirumah tangga, asam asetat encer juga sering
digunakan sebagai pelunak air.
Asam asetat cair adalah pelarut protik hidrofilik ( polar ), mirip seperti air
dan etanol. Asam asetat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6.2,
sehingga ia bisa melarutkan baik senyawa polar seperti garam anorganik dan gula
maupun senyawa nonpolar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur dan
iodin. Asam asetat bercampur dengan mudah dengan pelarut polar atau non polar
lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dan kemudahan
bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas dalam industri
kimia.
D. Kolagen
Kolagen adalah protein berbentuk serabut (fibril) yang mempunyai fungsi
fisiologis yang unik. Kolagen merupakan komponen struktural utama dari
jaringan ikat putih (White Coonective Tissue) yang meliputi hampir 30 persen dari
total protein pada jaringan dan organ tubuh vertebrata dan invertebrata. Kolagen
merupakan salah satu protein terpanjang dengan jumlah paling banyak pada tubuh
vertebrata. Kolagen merupakan bahan baku utama yang banyak terdapat pada
kulit, urat, pembuluh darah tulang dan tulang rawan. Serat kolagen terdiri dari tiga
rantai polipeptida yang saling berhubungan, masing-masing tersusun dalam jenis
khusus heliks berputar. Kolagen merupakan protein yang mengandung 35% glisin
dan sekitar 11% alanin serta kandungan prolin yang cukup tinggi
(Lehninger, 1990). Pada mamalia, kolagen terdapat di kulit, tendon, tulang rawan
dan jaringan ikat. Demikian juga pada burung dan ikan (Saputra, 2010).
Fibril kolagen terdiri dari sub-unit polipeptida berulang yang disebut
tropokolagen yang disusun dalam untaian paralel dari kepala sampai ekor.
Tropokolagen terdiri atas tiga rantai polipeptida yang berpilin erat menjadi tiga
untai tambang. Tiap rantai polipeptida dalam tropokolagen juga merupakan suatu
heliks (Lehninger, 1990).
Kolagen merupakan bahan baku gelatin yang banyak terdapat pada kulit,
urat, tulang rawan, dan tulang pada hewan. Kolagen adalah serabut protein yang
mempunyai fungsi biologis yang unik. Kolagen tersusun oleh unit struktural
tropokolagen yang berbentuk batang dengan panjang 3000Å dengan diameter
15Å, yang mengandung tiga unit polipeptida yang saling berpilin membentuk
struktur triple helix (Amiruldin, 2007).
Protein ( kolagen ) dapat mengalami kerusakan oleh pengaruh panas, reaksi
kimia dengan asam atau basa, goncangan dan sebab-sebab lainnya. Selain itu
protein juga dapat mengalami degradasi, yaitu pemecahan molekul kompleks
menjadi molekul sederhana oleh pengaruh asam, basa atau enzim
(Winarno, 2002). Perlakuan basa atau alkali dapat menyebabkan kolagen
mengembang dan menyebar. Salah satu alkali yang dapat digunakan sebagai
pelarut kolagen adalah NaOH. Selain pelarut alkali, kolagen juga larut dalam
pelarut asam seperti HCl (Amiruldin, 2007).
Konversi kolagen yang bersifat tidak larut air menjadi gelatin yang larut air
merupakan transformasi esensial dalam pembuatan gelatin. Kolagen harus diberi
perlakuan awal untuk mengubahnya menjadi bentuk yang sesuai sehingga dapat
diekstraksi. Ekstraksi ini dapat menyebabkan pemutusan ikatan hidrogen diantara
ketiga rantai bebas, dua rantai saling berikatan dan satu rantai bebas, dan tiga
rantai yang masih berikatan. Serat kolagen akan mengembang dengan baik tetapi
tidak larut bila direndam dalam larutan alkali atau larutan garam netral dan
nonelektrolit. Kolagen akan terputus jika terkena asam kuat atau basa kuat dan
akan mengalami transformasi dari bentuk untaian larut dan tidak tercerna menjadi
gelatin yang larut air (Lehninger, 1990).
Kolagen ikan merupakan salah satu alternatif sumber kolagen pengganti
kolagen hewan mamalia, dengan karakteristik yang hampir sama
(Saputra, 2010). Kolagen yang terdapat pada kulit dan tulang ikan mempunyai
kemampuan untuk membentuk gel setelah dipanaskan. Kemampuan pembentukan
gel tergantung pada karakteristik spesies ikan dan kolagen dari kulit ikan
mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dibandingkan kolagen dari tulang ikan.
Pada ikan terdapat tiga tipe protein, yaitu myofibril (65-75%), sarkoplasma (20-
30%), dan stromata (1-3%). Protein stromata merupakan jaringan ikat yang terdiri
dari komponen kolagen dan elastin (Amiruldin, 2007). Kolagen murni sangat
sensitif terhadap reaksi enzim dan kimia. Kolagen ikan juga mempunyai
temperature denaturasi di bawah 30oC, lebih rendah dibandingkan kolagen
mamalia karena kolagen ikan mempunyai kandungan asam amino rendah
(Yunoki et al., 2003).
Menurut De Man (1997) proses pengubahan kolagen menjadi gelatin
melibatkan tiga perubahan, sebagai berikut:
1. Pemutusan sejumlah terbatas ikatan peptida untuk memperpendek rantai.
2. Pemutusan atau pengacauan sejumlah ikatan samping antar rantai.
3. Perubahan konfigurasi rantai.
Perubahan konfigurasi rantai merupakan satu-satunya perubahan penting untuk
pengubahan kolagen menjadi gelatin. Kondisi yang digunakan selama proses
produksi gelatin menentukan sifat-sifatnya. Pada produksi normal, kulit atau
tulang mula-mula diekstraksi dahulu pada kondisi nisbi lunak, dilanjutkan dengan
ekstraksi berturut-turut pada kondisi lebih berat. Ekstraksi pertama menghasilkan
gelatin dengan mutu baik, sedangkan ekstraksi selanjutnya menghasilkan gelatin
dengan mutu tidak sebaik ekstraksi pertama.
Selain itu, serabut kolagen dapat mengalami penyusutan jika dipanaskan di
atas suhu penyusutan. Suhu penyusutan kolagen ikan adalah 45oC, jika kolagen
dipanaskan lebih dari titik susutnya, misalnya 65 – 70oC serabut triple helix akan
dipecah. Pemecahan structural tersebut menjadi lilitan acak yang larut dalam air
inilah disebut gelatin (Fernandez-diaz et al., 2001).
E. Gelatin
Gelatin merupakan salah satu produk turunan protein yang diperoleh dari
hasil hidrolisis kolagen hewan yang terkandung dalam tulang dan kulit, dan
merupakan senyawa yang tidak pernah terjadi secara alamiah. Gelatin mempunyai
titik leleh 35oC, di bawah suhu tubuh manusia. Titik leleh inilah yang membuat
produk gelatin mempunyai karakteristik yang unik bila dibandingkan dengan
bahan pembentuk gel lainnya seperti pati, alginat, pektin, agar-agar dan karaginan
yang merupakan senyawa karbohidrat (Gomez dan Montero, 2001). Secara fisik
dan kimia, gelatin berwarna kuning cerah atau transparan, berbentuk serpihan
atau tepung, berbau dan berasa, larut dalam air panas, gliserol dan asam asetat
serta pelarut organik lainnya. Gelatin dapat mengembang dan menyerap air 5-10
kali bobot asalnya (Raharja, 2004).
Gelatin dapat diperoleh dengan cara denaturasi panas dari kolagen.
Pemanasan kolagen secara bertahap akan menyebabkan struktur rusak dan rantai-
rantai akan terpisah. Berat molekul, bentuk dan konformasi larutan kolagen
sensitif terhadap perubahan suhu yang dapat menghancurkan makro molekulnya
(Saputra, 2010). Susunan asam aminonya hampir mirip dengan kolagen, dimana
glisin sebagai asam amino utama dan merupakan 2/3 dari seluruh asam amino
yang menyusunnya, 1/3 asam amino yang tersisa diisi oleh prolin dan
hidroksiprolin (Martawijaya, 2010).
Senyawa gelatin merupakan suatu polimer linier asam-asam amino. Pada
umumnya rantai polimer tersebut merupakan perulangan dari asam amino glisin-
prolin-prolin atau glisin-prolin-hidroksiprolin. Dalam gelatin tidak terdapat asam
amino triptofan, sehingga gelatin tidak dapat digolongkan sebagai protein yang
lengkap (Junianto et al., 2006). Gelatin tersusun atas 18 asam amino yang saling
terikat dan dihubungkan dengan ikatan peptida membentuk rantai polimer yang
panjang (Amiruldin, 2007). Secara lengkap komposisi asam amino gelatin
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Asam Amino Gelatin
Asam Amino Jumlah (%) Asam Amino Jumlah (%)AlaninArgininAsam AspartatAsam GlutamatGenilalaninGlisinHistidinHidroksiprolinLeusin dan iso Leusin
11,08,86,711,42,227,50,7814,15,1
LisinMetioninProlinSerinSistinTheorinTirosinValinPhenilalanin
4,50,916,44,20,072,20,32,61,9
Sumber : Eastone dan Leach ( 1977 ) dalam Amiruldin ( 2007 )
Berat molekul gelatin rata-rata berkisar antara 15.000 – 250.000. Menurut
Junianto et al. (2006), berat molekul gelatin sekitar 90.000 sedangkan rata-rata
berat molekul gelatin komersial berkisar antara 20.000 – 70.000. Komposisi
kimia gelatin terdiri dari 50.5% karbon, 6.8% hidrogen, 17% nitrogen dan 25.5%
oksigen. Untuk sampel yang lebih murni kandungan nitrogennya berkisar antara
18.2% sampai 18.4%. Gelatin yang diperoleh dari proses alkali lebih kaya
hidroksiprolin dan rendah tirosin dibandingkan dengan gelatin yang diperoleh
melalui proses asam.
Penurunan komposisi asam amino tergantung pada metode pembuatannya.
Pembuatan dengan proses alkali umumnya lebih banyak mengandung
hidroksiprolin dan lebih sedikit tirosin dibandingkan dengan proses asam. Struktur
kimia gelatin dapat dilihat pada Gambar 2.
CH2 CHOH
CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 N CH NH CH2 NH N CH
CO NH CO CO CH CO NH CO CH CO CO
R R
Glisin Prolin Glisin Hidroksiprolin
Gambar 2. Struktur kimia gelatin (Grobben, et al., 2004 dalam Saputra, 2010)
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 organik seperti asam
klorida, asam sulfat, asam sulfit atau asam fosfat, sehingga proses ini dikenal
dengan sebutan proses asam. sedangkan proses produksi gelatin Tipe B melalui
proses basa, perlakuan yang diberikan adalah perendaman dalam air kapur, proses
ini sering dikenal sebagai proses alkali (Martawijaya, 2010).
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. Menurut Wiyono (2001), gelatin ikan dikategorikan
sebagai gelatin tipe A. Standar gelatin menurut SNI No. 06-3735 tahun 1995 dan
British Standard : 757 tahun 1975 disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Standar gelatin menurut SNI No. 06-3735 tahun 1995 dan British
Standard : 757 tahun 1975
Karakteristik SNI British StandarWarnaBau, RasaKadar AbuKadar AirKekuatan GelViskositaspHLogam BeratArsenTembagaSengSulfit
Tidak Berwarna Sampai KekuninganNormal
Maksimum 16 %Maksimum 3,25 %
---
Maksimum 50 mg / kgMaksimum 2 mg / kgMaksimum 30 mg / kgMaksimum 100 mg / kgMaksimum 1000 mg / kg
Kuning Pucat---
50 – 300 bloom15 – 70 mps atau 1,5-7 cPs
4,5 – 6,5-----
Sumber: a) Dewan Standarisasi Nasional (SNI 06.3735-1995)(1995)
b) British Standard: 757 (1975)
Secara ekonomis, proses asam lebih disukai dibandingkan proses basa. Hal
ini karena asam mampu mengubah serat kolagen triple helix menjadi rantai
tunggal, sedangkan larutan perendaman basa hanya mampu menghasilkan rantai
ganda. Gelatin larut dalam air, asam asetat dan pelarut alkohol seperti gliserol,
propilen glycol, sorbitol dan manitol, tetapi tidak larut dalam alkohol, aseton,
karbon tetraklorida, benzen, petroleum eter dan pelarut organik lainnya. Pada
kondisi tertentu juga larut dalam campuran aseton-air dan alkohol-air
( Amiruldin, 2007 ).
Menurut Junianto et al. 2006, 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. Menurut Martawijaya, 2010, sifat-sifat seperti itulah
yang membuat gelatin lebih disukai dibandingkan bahan-bahan semisal
dengannya seperti gum xantan, keragenan dan pektin.
F. Pengolahan Gelatin
Berdasarkan sifat bahan dasarnya pembuatan gelatin dapat dikelompokkan
dengan dua prinsip, yang pertama dengan cara alkali ( basa ). Cara alkali ini
dilakukan untuk menghasilkan gelatin tipe B dengan prinsip ekstraksi basa,
menggunakan bahan dasar kulit ataupun tulang hewan yang keras dan liat. Bahan
baku direndam terlebih dahulu beberapa minggu sampai berberapa bulan dengan
larutan kalsium hidroksida, kemudian ikatan jaringan kolagen akan mengembang
dan terpisah atau terurai. Setelah itu bahan baku dinetralkan dengan asam sampai
kandungan alkali pada bahan baku terlepas ( hingga bahan baku bebas alkali )
kemudian bahan baku dicuci, gunanya untuk menghilangkan garam yang
terbentuk pada saat penetralan, setelah itu baru dilakukan proses ekstraksi, cara
yang kedua adalah dengan cara pengasaman sehingga menghasilkan gelatin tipe
A.
Gelatin tipe A biasanya menggunakan bahan baku kulit atau tulang hewan
yang lunak seperti ikan. Kulit atau tulang ikan tidak memerlukan perendaman
alkalis, karena jaringan ikatnya tidak terlalu kuat. Proses pembuatan gelatin
dengan cara pengasaman ini hanya diperlukan perlakuan perendaman asam encer
HCl selama satu hari, kemudian dilakukan penetralan bahan baku dengan cara
pencucian menggunakan alkali hingga asam dan garamnya hilang ( Fauzi, 2009 ).
Berdasarkan prinsip pembuatannya, proses perendaman asam lebih
menguntungkan untuk produksi gelatin bila dilihat dari waktu perendaman yang
lebih singkat dan biayanya lebih murah. Hal ini dikarenakan pada waktu
perendaman senyawa asam dapat melakukan pemutusan ikatan hydrogen dan
struktur ion hydrogen dengan lebih baik sehingga jumlah kolagen yang
terekstraksi hampir mendekati jumlah kolagen untuk proses basa pada
perendaman tulang selama beberapa minggu ( Fauzi, 2009 ).
Larutan asam yang sering digunakan dalam pembuatan gelatin adalah asam
klorida, asam sulfat, asam sitrat, dan asam forfat ( Fauzi, 2009 ). Grossman dan
Bergman ( 1992 ) dalam Anuwar ( 2010 ) menambahkan bahwa jenis asam yang
lain yang dapat digunakan untuk merendam bahan baku untuk menghasilkan
gelatin adalah asam asorbat, asam fumarat, asam malat dan asam tartarat.
Penggunaan berbagai jenis asam akan mempengaruhi kekuatan ion dan nilai pH
sehingga berpengaruh terhadap daya kembang dan kelarutan kolagen.
Pada penelitian ini ada empat tahapan utama untuk memproduksi gelatin
yaitu sebagai berikut :
1. Perendaman NaOH
Perendaman NaOH bertujuan untuk menghilangkan lemak pada kulit ikan
gabus atau sering juga disebut degreasing, selain itu juga berfungsi
menghilangkan pigmen warna hitam yang melekat pada kulit gabus.
2. Perendaman H2SO4
Perendaman H2SO4 bertujuan untuk menghilangkan garam mineral dari
bahan atau sering juga disebut demineralisasi, selain itu juga berfungsi untuk
menghilangkan protein non kolagen ( daging ) yang melekat pada kulit ikan
gabus.
3. Perendaman Asam Perlakuan
Asam merupakan elektrolit ( senyawa yang larutannya dapat menghantarkan
listrik ) yang melepaskan ion hydrogen ( inti atom yang bermuatan positif, sebuah
proton ). Asam dicirikan oleh kemampuannya membebaskan ion hydrogen ( H+ )
bila terlarut dalam air, sedangkan basa adalah elektrolit yang melepaskan ion
hidroksida (OH-) dalam air. Proton berperan penting dalam reaksi asam dan basa
suatu senyawa. Kemudahan asam atau basa melepaskan proton merupakan ukuran
kekuatan asam. Asam yang mudah memberikan atau melepaskan proton
merupakan asam kuat, sedangkan yang sulit melepaskan proton adalah asam
lemah.
Asam asetat, sitrat, propionate, dan format merupakan asam lemah (tipe
asam yang mampu menyumbang ion hanya sebagian kecil di dalam larutan),
apabila bereaksi dengan air tidak terjadi protolisis (proses pelepasan proton)
dengan sempurna. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan kovalen yang kuat antar
proton. Sementara itu, asam klorida merupakan asam kuat (tipe asam yang
mampu menyumbang ion seluruhnya di dalam larutan), jika dilarutkan dalam air
akan mengalami protolisis dengan sempurna, sehingga asam tersebut akan
berubah seluruhnya.
Kekuatan ionik H+ merupakan akses bagi air untuk berikatan dengan
kolagen melalui ikatan, semakin banyak H+ yang terikat pada kolagen akan
semakin banyak air yang akan mengembang. Lebih lanjut Nurimala (2004)
menyatakan bahwa pengembangan pada kolagen sangat penting dalam kelarutan
kolagen (transformasi) menjadi gelatin.
Asam propionat adalah asam karboksilat dengan rumus kimia
CH3CH2COOH. Asam propionate merupakan cairan bening yang mempunyai bau
yang tajam. Asam propionat memiliki sifat fisik yang lebih kecil diantara asam
karboksilat lainnya, seperti asam format dan asam asetat. Asam propionate bisa
digunakan untuk menghambat pertumbuhan kapang dan bakteri. Dalam industri
pangan asam propionate digunakan sebagai bahan pengawet makanan.
4. Ekstraksi
Proses ekstraksi dilakukan bertujuan pemecahan struktur tropokolagen
tersebut menjadi lilitan acak yang larut dalam air inilah disebut gelatin.
Martianingsih (2009) menyatakan bahwa pemanasan perlu dilakukan karena
gelatin umumnya akan melarut dalam air hangat, yang menyebabkan perusakan
lebih lanjut terhadap ikatan-ikatan silang tropokolagen, serta merusak ikatan
hydrogen yang menjadi factor penstabil struktur kolagen.
Gambar 3. Diagram Alir Proses Pembuatan Dengan Cara Asam (Tipe A) dan Cara Basa (Tipe B) (Amiruldin, 2007).
Kulit / Tulang Ikan
Pencucian dan Pembersihan
Perendaman Dalam Larutan Asam
Perendaman Dalam Larutan Basa
Pencucian
Ekstraksi
Penyaringan
Larutan Gelatin
Pengeringan
Gelatin Kering Tipe A
Pencucian
Ekstraksi
Penyaringan
Larutan Gelatin
Pengeringan
Gelatin Kering Tipe B
G. Mutu Gelatin
Sifat fisik, kimia dan fungsional merupakan sifat yang sangat penting
menentukan mutu gelatin. Sifat fisik yang dapat dijadikan parameter dalam
menentukan mutu gelatin antara lain kekuatan gel dan viskositas, sedangkan
karakteristik kimia gelatin adalah kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak,
dan derajat keasaman ( Yustika, 2000 dalam Anuwar, 2010 ). Tabel 4. Di bawah
ini menunjukkan SNI gelatin No. 06-3735-1995.
Tabel 4. Syarat mutu gelatin yang sesuai dengan standar SNI
Karakteristik SyaratWarnaBau, rasaKadar air ( % )Kadar abu ( % )Logam berat ( mg / Kg )Arsen ( mg / Kg )Tembaga ( mg / Kg )Seng ( mg / Kg )Sulfit ( mg / Kg )
Tidak berwarna sampai kekuninganNormal, dapat diterima konsumenMaksimal 16Maksimal 3,25Maksimal 50Maksimal 2Maksimal 30Maksimal 100Maksimal 1000
Sumber : SNI (1995)
Tabel 5. Spesifikasi gelatin untuk beberapa produk pangan
Manfaat Gelatin Gelatin ( Bloom )
Konsentrasi ( % )
Fungsi
Makanan pencuci mulut ( Agar – agar )
Permen kenyal
200 – 260
200 – 280
1,5 – 3,0
6,0 – 10,0
Pembentuk gel dan memperbaiki tekstur
Pembentuk gel dan keelastisan
1. Kekuatan Gel
Kekuatan gel gelatin didefinisikan sebagai besarnya kekuatan yang
diperlukan oleh probe untuk menekan gel setinggi empat mm sampai gel pecah.
Satuan untuk menunjukkan kekuatan gel yang dihasilkan dari suatu konsentrasi
tertentu disebut derajat bloom ( Amiruldin, 2007 ). Salah satu sifat fisik
yang penting pada gelatin adalah kekuatan untuk membentuk
gel yang disebut sebagai kekuatan gel. Kekuatan gel dipengaruhi
oleh pH, adanya komponen elektrolit dan non-elektrolit serta
bahan tambahan lainnya (Amiruldin, 2007).
Kekuatan gel sangat penting dalam penentuan mutu gelatin
karena kekuatan gel merupakan salah satu sifat penting yang
mampu mengubah cairan menjadi padatan atau mengubah
bentuk solid menjadi gel yang bersifat reversible. Bahan
pembentuk gel (gelling agent) adalah bahan tambahan pangan
yang digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan berbagai
macam makanan, bahan ini memberikan tekstur makanan
melalui pembentukan gel. Beberapa bahan penstabil dan
pengental juga termasuk dalam kelompok bahan pembentuk gel
(Simon,2009).
Pembentukan gel (gelasi) merupakan suatu fenomena
penggabungan atau pengikatan silang rantai-rantai polimer
membentuk jalinan tiga dimensi yang kontinyu, sehingga dapat
menangkap air di dalamnya menjadi suatu struktur yang kompak
dan kaku yang tahan terhadap aliran di bawah tekanan. Pada
waktu sol dari gelatin mendingin, konsistensinya menjadi lebih
kental, dan selanjutnya akan berbentuk gel. Mekanisme yang
tepat tentang pembentukan gel dari sol gelatin masih belum
diketahui. Molekul - molekul secara individu bergabung dalam
lebih dari satu bentuk kristalin membentuk jalinan tiga dimensi
yang menjerat cairan dan berikatan silang secara kuat sehingga
menyebabkan terbentuknya gel (Amiruldin, 2007).
Berdasarkan kekuatan gelnya, gelatin dibagi menjadi tiga
kategori dibawah ini :
1. Gelatin dengan Bloom tinggi ( 250 – 300 gr bloom )
2. Gelatin dengan Bloom sedang ( 150 – 250 gr bloom )
3. Gelatin dengan Bloom rendah ( 50 – 150 gr bloom )
2. Viskositas
Viskositas merupakan kemampuan dari suatu cairan untuk mengalir,
semakin kental suatu cairan maka semakin besar pula kekuatan yang diperlukan
untuk digunakan agar cairan tersebut dapat mengalir dengan laju tertentu. Dalam
penggunaannya pada industri pangan dan farmasi, gelatin yang dihasilkan harus
memenuhi persyaratan viskositas yaitu ≥ 4,5 cPs. Viskositas dipengaruhi oleh
beberapa factor yaitu konsentrasi asam dan temperature ( Amiruldin, 2007 ).
Viskositas adalah daya aliran molekul dalam suatu larutan baik
dalam air, cairan organik sederhana dan suspensi serta emulsi
encer (De Man, 1997 dalam Anuwar, 2010). Viskositas merupakan
sifat fisik gelatin yang sangat penting setelah kekuatan gel, karena
viskositas mempengaruhi sifat fisik gelatin yang lainnya seperti titik
leleh, titik jendal dan stabilitas emulsi. Viskositas gelatin
berpengaruh terhadap sifat gel terutama titik pembentukan gel dan
titik leleh, dimana viskositas gelatin yang tinggi menghasilkan laju
pelelehan dan pembentukan gel yang lebih tinggi dibandingkan
gelatin yang viskositasnya rendah. Untuk stabilitas emulsi gelatin
diperlukan viskositas yang tinggi (Leiner, 2006).
3. Derajat Keasaman ( pH )
pH gelatin adalah derajat keasaman gelatin yang merupakan salah satu
parameter penting dalam standar mutu gelatin. Pengukuran pH larutan gelatin
penting dilakukan, karena pH larutan gelatin mempengaruhi sifat-sifat gelatin,
standar pH gelatin tipe A berkisar antara 3,8 sampai 6,0 (Wiratmaja, 2006).
pH didefinisikan sebagai logaritma aktivitas ion hidrogen ( H+ ) yang
terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental,
sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala
absolut, bersifat relative terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya
ditentukan berdasarkan persetujuan internasional. Proses asam cenderung akan
menghasilkan pH yang rendah, begitu juga sebaliknya. Nilai pH gelatin
berhubungan dengan proses ekstraksi dan perlakuan yang dilakukan. Gelatin
dengan pH netral lebih diutamakan, untuk itu proses penetralan gelatin memiliki
peranan penting untuk menetralkan sisa-sisa asam maupun basa setelah dilakukan
perendaman. pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan
tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan (Soleh, 2009).
4. Kadar Protein
Menurut Sudarmadji (1995) kadar protein yang dianalisa
dengan cara Kjeldahl disebut sebagai kadar protein kasar dengan
menentukan jumlah nitrogen yang dikandung oleh suatu bahan.
Dasar perhitungan penentuan protein menurut Kjeldahl
menyatakan bahwa umumnya protein alamiah mengandung
unsur N rata-rata 16% (dalam protein murni). Faktor perkalian
yang telah diketahui adalah 5,5 untuk gelatin (kolagen terlarut).
Kadar protein dilakukan melalui tiga tahapan, yaitu destruksi,
destilasi dan titrasi.
Destruksi merupakan proses pemanasan gelatin dengan
asam sulfat pekat ditambah katalis yang berguna untuk
mempercepat reaksi. Senyawa karbon dan hidrogen yang
terdapat dalam rantai polipeptida teroksidasi menjadi CO, CO2
dan H2O, sedangkan senyawa nitrogennya akan berubah menjadi
(NH4)2SO4. Destilasi merupakan proses dimana (NH4)2SO4
dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH 33%
dan dipanaskan. Ammonia yang dibebaskan selanjutnya
ditangkap oleh H3BO3 0.02 N dan dengan penambahan indikator
mengsel, larutan yang diperoleh berwarna keunguan. Larutan
tersebut dititrasi dengan H2SO4 0.02 N dimana NaOH bereaksi
dengan H3BO3 bebas (tidak berikatan dengan ammonium). Titrasi
dihentikan ketika indikator berwarna kehijauan.
5. Kadar Air
Kadar air merupakan persentase air yang terikat oleh suatu
bahan terhadap bobot kering ovennya. Penentuan kadar air
dilakukan untuk mengetahui banyaknya air yang terikat oleh
komponen padatan bahan tersebut. Kandungan air dalam suatu
bahan dapat menentukan penampakan, tekstur dan kemampuan
bertahan bahan tersebut terhadap serangan mikroorganisme
yang dinyatakan dalam aw, yaitu jumlah air bebas yang dapat
dimanfaatkan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya
(Sudarmadji, 1995).
6. Kadar Abu
Kadar abu menunjukkan jumlah bahan anorganik yang
terdapat dalam bahan organik. Abu menunjukkan jumlah bahan
anorganik yang tersisa selama proses pembakaran tinggi (suhu
sekitar 600oC) selama dua jam. Jumlah abu dipengaruhi oleh
jumlah ion-ion anorganik yang terdapat dalam bahan selama
proses berlangsung (Amiruldin, 2007).
H. Pemanfaatan Gelatin
Penggunaan gelatin dalam industri non pangan sebesar 100.000 ton
digunakan pada industri pembuatan film foto sebanyak 27.000 ton, untuk kapsul
lunak sebanyak 22.600 ton, untuk produksi cangkang kapsul (hard capsul)
sebanyak 20.200 ton serta dalam dunia farmasi dan teknis sebanyak 12.000 ton
dan 6.000 ton. Penggunaan gelatin dalam industri pangan sebesar 154.000 ton,
dimana penggunaan terbesar adalah industri konfeksioneri yaitu sebesar 68.000
ton selanjutnya untuk produk jelly sebanyak 36.000 ton. Industri daging dan susu
memiliki jumlah penggunaan gelatin yang sama yaitu sebesar 16.000 ton dan
untuk kelompok produk low fat (margarin) dan makanan fungsional (food
supplement) memiliki kontribusi penggunaan gelatin yang sama yaitu sebesar
4.000 ton (Saputra, 2010). Standar mutu gelatin pangan dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6. Standar mutu gelatin pangan
Parameter Grade A Grade B Grade CKekuatan Gel (Bloom) ≥Viskositas (cP) ≥Kecerahan (mm) ≥pHBahan yang tidak larut dalam air (%) ≤Kadar abu (%) ≤Sulfit (%) ≤Kadar air (%) ≤Arsen (ppm) ≤Logam berat (ppm) ≤TPC ≤Coliform (koloni/100gr) ≤SalmonellaE. coli
2204.5300
5.5-70.21.0
0.00414
0.00010.005100030
NegatifNegatif
1803.5150
5.5-70.22.00.0114
0.00010.005500030
NegatifNegatif
1002.550
5.5-70.22.0
0.01514
0.00010.00510000150
NegatifNegatif
Sumber: Norland Product (2003) dalam Amiruldin ( 2007 )
Gelatin pada umumnya digunakan pada konsentrasi yang rendah di dalam
air atau alcohol polihidrik di dalam pembuatan sejenis manisan dan produk
pencuci mulut. Alasan utama penggunaan gelatin dalam industri makanan karena
gelatin memiliki kekuatan gel yang tinggi di dalam melemahkan solusi dengan
bentuk yang dapat meleleh di dalam mulut. Di dalam industri yang berhubungan
dengan farmasi secara luas digunakan untuk mengikat tablet dan membantu
pelepasan secara lambat bahan yang aktif (Martawijaya, 2010).
Agnestasius dan Wardani (2009) mengemukakan fungsi – fungsi gelatin
pada produk pangan dapat dilihat pada tabel 7.
Tabel 7. Fungsi – fungsi gelatin pada produk pangan, farmasi dan kosmetika.
Jenis Produk Fungsi dan Contoh Produk
Produk pangan secara umum
Daging olahan
Susu olahan
Bakery
Minuman
Buah – buahan
Bidang kedokteran
Bidang farmasi
Film
Kosmetik
Fotografi
Sebagai pengental, penggumpal, membuat produk menjadi elastis, pengemulsi, penstabil, pembentuk busa, pengikat air, pelapis air, pelapis tipis dan pemerkaya gizi dalam produk seperti pudding, sirup, maupun permen kenyal serta menghindari sineresis.Untuk meningkatkan daya ikat air, konsistensi dan stabilitas produk sosis, kornet dan ham.Untuk memperbaiki tekstur, konsistensi dan stabilitas produk dan menghindari syneresis pada yoghurt, es krim, susu asam, keju cottage.Untuk menjaga kelembaban produk, sebagai perekat bahan pengisi pada roti.Sebagai penjernih sari buah ( juice ), bir dan wine. Penambahan gelatin pada sari buah akan membentuk komplek gelatin yang dapat diendapkan kemudian dipisahkan.Sebagai pelapis ( melapisi pori – pori buah sehingga terhindar dari kekeringan dan kerusakan oleh mikroba ) untuk menjaga kesegaran dan keawetan buah.Dapat digunakan untuk menghilangkan rasa nyeri pada lutut dan persendian serta digunakan untuk bahan – bahan keperluan pembedahan.
Pembungkus kapsul atau tablet obat. Gelatin membuat kapsul menjadi lebih mudah ditelan dan dapat menghilangkan bau ataupun rasa yang tidak enak ketika meminum obat. Pada kapsul dapat dicampur dengan bahan - bahan makanan ( aroma maupun rasa ) pembangkit selera.Membuat film menjadi lebih sensitif, sebagai pembawa dan pelapis zat warna film.Digunakan untuk menstabilkan emulsi pada sampo, penyegar dan pelindung kulit ( lotion / cream ), sabun ( terutama yang cair ), lipstick, cat kuku, busa cukur, krim pelindung sinar matahari.Sebagai medium pengikat dan koloid pelindung untuk bahan pembentuk image.