EFEK ASAM TERHADAP SIFAT TERMAL EKSTRAK GELATIN DARI TULANG IKAN TUNA (Euthynnus affinis) Oleh : MARSAID/ 1409.201.717 Pembimbing: Drs.Lukman Atmaja, M.Si.,Ph.D.
LATAR BELAKANG PENELITIAN GELATIN Aplikasinya luas dalam berbagai bidang (makanan, kosmetik, fotografi, dll). ALTERNATIF Gelatin ikan Waktunya relatif lebih singkat dibanding proses basa IKAN TUNA (Euthynnus affinis) -Proses Asam -Proses Basa Selama ini penelitian dilakukan Hanya pada satu asam. Oleh karena itu kami memvariasikan asam
triple helix kolagen perendaman asam perendaman basa α-heliks kolagen β-heliks kolagen Karena perendaman asam lebih cepat, Maka kami menggunakan tiga asam yang memiliki Kemampuan yang berbeda dalam mengion yaitu HCl,H 3 PO 4, dan CH 3 COOH
PERUMUSAN MASALAH Bagaimana efek asam terhadap sifat termal gelatin yang dihasilkan dari perendaman tulang ikan tuna dengan larutan berbeda, konsentrasi dan suhu sama yaitu 5 % dan 75⁰C serta waktu perendaman 12 jam?
TUJUAN PENELITIAN Penelitian bertujuan : untuk mengetahui efek asam terhadap sifat termal gelatin dari tulang ikan tuna yang direndam dalam tiga larutan asam yang berbeda, HCl, H 3 PO 4, dan CH 3 COOH dengan konsentrasi 5 % serta suhu ekstraksi 75⁰C dengan waktu perendaman yang sama 12 jam.
Gelatin ialah protein serat yang diperoleh dari ekstraksi kolagen. Gelatin merupakan rantai-α tunggal. Glisin ada pada tiap tiga residu protein, dan residu protein diantaranya sebagian besar adalah prolin dan hidroksiprolin Struktur Kimia Gelatin STRUKTUR LIMIA GELATIN
METODOLOGI PENELITIAN Alat -Timbangan -Pipet volum -Alat- alat gelas -Spektrometer -Waterbath -Differential Scanning -Pemanas Calorimetry (DSC), -Termometer -Viskometer ostwald -Kertas ph indikator -SEM universal -HPLC -Gelas ukur -Labu ukur -Beker glass -Kertas saring -TGA -Tulang ikan tuna -HCl 5% -H 3 PO 4 5% -CH 3 COOH 5% -Aquades -Aqua DM Bahan
PROSEDUR KERJA A. Pengolahan Bahan Baku Ikan Segar Diambil Tulangnya dan dibersihkan dari daging yang menempel Dicuci dengan air mengalir Dimasukkan kantong plastik Disimpan dalam lemari pendingin (freezer) Tulang ikan Dilakukan preparasi gelatin Serbuk Gelatin Ditentukan massa molekul relatif gelatin Dianalisis dengan FTIR, DSC/TGA dan HPLC Hasil
B. Preparasi Gelatin Tulang ikan Dicuci dengan air mengalir Direndam dalam air panas 60-70 0 C selama 1-2 menit Ditiriskan dan dipotong kecil- kecil Dicuci dan ditimbang ± 15 gram Direndam dalam pelarut asam (1:6) selama 12 jam* Ditimbang, dicuci dengan air mengalir hingga ph netral (6-7) Diekstraksi dalam sistem waterbath pada 75 0 C selama 2 jam dengan perbandingan tulang dengan air 1:2 Disaring Filtrat Disimpan dalam lemari pendingin hingga terbentuk gel Dioven pada suhu 70 o C selama 24 jam Lapisan Tipis Gelatin Dihitung total rendemen Dikecilkan ukurannya dan disimpan dalam wadah tertutup Serbuk gelatin *Pelarut asam yang digunakan ialah HCl. CH 3 COOH. dan H 3 PO 4 5%
C. Analisis FTIR Serbuk gelatin Diambil sebanyak ± 2 mg dan dicampur dengan ±100mg KBr kemudian dimampatkan menjadi kepingan tipis Diuji pada range spektra 4000-500 cm -1 Hasil
D. Pengukuran Massa Molekul Relatif Rata- Rata Gelatin 0,03 Gram Serbuk Gelatin* Aquades Larutan Gelatin Dilarutkan dalam pelarut aquades 10 ml pada suhu kamar Dimasukkan dalam viskometer Ostwald Diukur waktu alir diantara dua tanda kalibrasi Dimasukan dalam viskometer Ostwald Diukur waktu alir Viskositas Pelarut Viskositas Larutan Dibandingkan Viskositas Spesifik * Perlakuan diulangi dengan variasi massa gelatin 0.035; 0.04; 0.045; 0.05;0,055 dan 0,06 gram
E. Analisis SEM Serbuk gelatin Diukur Morfologinya Diambil berat sampel ±10 mg Hasil
F. Analisis DSC/TGA Serbuk gelatin Hasil Diukur sifat termalnya Divariasi berat sampel 5 hingga 10 mg Dipanaskan dari suhu 20 C hingga 400 C dengan laju pemanasan 10 C/min
G.Komposisi Asam Amino Serbuk Gelatin Sebanyak 60 mgram sampel ditambahkan 4 ml HCl 6N Dioven dengan suhu 110⁰C selama 24 jam Ditambahkan NaOH 6 N Dipipet sebanyak 25 μl ditambah larutan OPA (Orthophalaldehid) 300 l dan diaduk Dimasukkan ke injector HPLC sebanyak 20 l Hasil
PEMBAHASAN PERSIAPAN BAHAN BAKU RENDEMEN GELATIN FTIR MASSA MOLEKUL RELATIF RATA- RATA SEM HPLC DSC TGA
.: Persiapan Bahan Baku Tulang dipotong kecil Direndam dalam asam Demineralisasi
DERAJAT PENGGEMBUNGAN Dimana: % DP = W f W i X 100 % W i W i = bobot tulang sebelum perendaman W f = bobot tulang setelah perendaman Larutan Asam Bobot tulang awal Bobot tulang akhir DP (%) (gram) (gram) HCl 5 % 15,2234 47,9537 215 H 3 PO 4 5 % 15,1215 46,4952 207 CH 3 COOH 5 % 15,1450 45,9694 204
.: Konversi Kolagen Menjadi Gelatin Gelatin dengan perendaman dalam HCl 5 % (C), CH 3 COOH 5 % (A), dan H 3 PO 4 5 % (F)
.: Total Rendemen Rendemen (%) = bobot kering gelatin x 100% bobot bahan segar Rendemen serbuk gelatin : 12,66% untuk GCl 5,81 % untuk GA 8,12 % untuk GF
.: Analisis FTIR Spektra Infra Merah Gelatin pada GCl, GA, dan GF
.: Pengukuran Massa Molekul Relatif Rata- Rata Gelatin Hubungan viskositas dengan massa molekul relatif rata-rata gelatin dinyatakan oleh persamaan MHS (Mark- Houwink-Sakurada) [η] = k. M v α Dimana k =1,66 x10-5 α sebesar 0,885 Mr yang diperoleh: GCl = 305.586 gram/mol GA = 227.165 gram/mol GF = 299.194 gram/mol η/c 16 14 12 10 8 6 4 2 0 y = 18.54x - 0.913 R² = 0.995 y = 24.80x - 1.165 R² = 0.992 y = 17.58x - 1.187 R² = 0.989 0 0.2 0.4 0.6 0.8 C (gram) GA GF GCl Linear (GA) Linear (GF) Linear (GCl)
.: Analisis dengan SEM GA GF GCl keretakan Serat teratur
.: Analisis Komposisi Asam Amino Asam Amino Komposisi asam amino ( % ) GCl GF GA Glisin 10,37 6,13 2,65 alanin 3,10 1,79 1,95 valin 3,01 0,66 2,32 leusin 2,35 0,49 1,98 isoleusin 6,26 1,95 5,08 Serin 3,16 1,39 2,10 metionin 0,29 0,28 0,26 Fenilalanin 2,46 2,23 1,90 tirosin 9,74 6,56 6,16 Lisin 6,01 0,98 3,93 arginin 6,38 3,63 5,69 histidin 2,35 0,54 1,60 Aspartat 9,32 4,36 7,61 glutamat 2,52 2,51 2,50 Glisin tinggi ikatan hidrogen lebih kuat GCl > GF > GA
.: Analisis DSC KURVA DARI DSC
.: Analisis TGA KURVA DARI TGA
KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa efek asam terhadap sifat termal ekstrak gelatin dari tulang ikan tuna (Euthynnus affinis) adalah gelatin yang dihasilkan dari perendaman asam klorida 5 % (GCl) merupakan gelatin yang memiliki kemampuan terhadap stabilitas termal yang lebih baik dibandingkan gelatin yang dihasilkan dari perendaman asam fosfat 5 % (GF ) dan gelatin yang dihasilkan dari perendaman asam asetat 5 % (GA). 1. Data DSC, GCl memiliki titik denaturasi (Tg) 75,50⁰C dan titik leleh (Tm) 134,5⁰C yang lebih tinggi dibandingkan pada GF yang memiliki titik denaturasi (Tg) 70,50⁰C dan titik leleh (Tm) 132,33⁰C maupun GA yang memiliki titik denaturasi (Tg) 68,80⁰C dan titik leleh (Tm) 130,3⁰C. 2. Data TGA, GCl mengalami dekomposisi yang paling kecil dibandingkan GF dan GA, yaitu GCl mengalami dekomposisi sebesar 59,74%, sedangkan pada GF 65,78% dan GA 72,84%.
TERIMA KASIH
Jenis pelarut yang berbeda dalam konsentrasi yang sama akan memiliki ph yang berbeda, sehingga konsentrasi ion H + di dalam pelarut menjadi berbeda. Hal ini dikarenakan kemampuan ionisasi asam yang berbeda- beda. Semakin banyak ion H + maka hidrolisis akan semakin efektif sehingga rendemen yang dihasilkan juga semakin tinggi. CH 3 COOH (l) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) HCl (l) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + Cl (aq) H 3 PO 4(s) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + H 2 PO 4 (aq)
H O O N N N H O R H O H H O O H N O R Ekstraksi Gelatin dalam Air Hangat
ROAD MAP PENELITIAN Penelusuran Pustaka Masalah Penyusunan Proposal Pelaksanaan Penelitian : Persiapan bahan dan Instrumen Pengolahan Bahan Baku Preparasi Gelatin Kadar Air Analisis FTIR Pengukuran Massa Molekul Relatif Penentuan Sifat Termal Analisis HPLC DATA Kesimpulan Laporan