BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Susu Susu merupakan bahan makanan yang sangat penting untuk kebutuhan manusia, karena mengandung zat yang sangat diperlukan oleh tubuh, seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral. Susu mudah rusak oleh lingkungan, baik oleh temperatur udara ataupun udara sekitarnya, sehingga perlu perhatian khusus untuk penanganan pada waktu pemerasan maupun setelah pemerasan agar diperoleh susu yang berkualitas baik, memenuhi standar susu yang telah ditentukan dan masih layak untuk dikonsumsi (Soeparno, 2011). Sebagian besar susu yang dikonsumsi oleh manusia berasal dari sapi perah, karena jenis ternak ini adalah penghasil susu yang potensial. Ternak lain seperti kerbau, kambing, domba dan kuda juga menghasilkan susu, tetapi masih dalam jumlah terbatas. Sebagai contoh susu dari kerbau disebut susu kerbau dan susu dari kambing disebut susu kambing (Muhamad, 2002). 2.1.1 Komponen Susu Susu adalah cairan dari kelenjar susu yang diperoleh dengan cara pemerasan sapi selama laktasi tanpa adanya penambahan atau pengurangan komponen apapun dari cairan tersebut. Secara kimiawi susu tersusun atas dua komponen utama yaitt air yang berjumlah sekitar 87% dan bahan padat yang berjumlah sekitar 13%. Didalam bahan padat susu terdapat berbagai senyawa kimia, baik yang tergolong senyawa zat gizi makro (makronutrien) seperti lemak, 3
protein karbohidrat, maupun senyawa zat gizi mikro (mikronutrien) seperti vitamin dan mineral serta beberapa senyawa lainnya (Muhamad, 2002). Kandungan gizi susu dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kandungan Gizi Susu No Zat Jenis Komposisi dalam 250 gr susu 1 Karbohidrat Laktosa 13 gr Lemak jenuh 2 Lemak Lemak omega 6 Asam lemak omega 3 2,5 gr 3 Protein 8,2 gr Vitamin A 478 IU Vitamin D 127 IU Vitamin K 0,2 mcg 4 Vitamin Ribovlafin 0,5 mg Niacin 0,2 mg Vitamin B6 12, mcg Vitamin B12 1.1mcg Kolin 43,2 mg 5 Mineral Kalsium 290 mg Flouride 6,3 mcg Yodium 0,1 mcg Selenium 8,1 mcg Magnesium 26,8 mcg Seng 1,0 mcg Fosfor 232 mg Sodium 107 mg Potasium 366 mg 6 Lain-lain Kolestrol 12,2 mg Air 220 gr 2.1.2 Manfaat Susu Menurut Anomin (2010) susu menpunyai manfaat sebagai berikut: a. Mencegah osteoforosis dan menjaga tulang tetap kuat. Bagi anak susu berfungsi untuk pertumbumbuhan tulang yang membuat anak menjadi bertambah tinggi. 4
b. Menurunkan tekanan darah. c. Mencegah terjadinya kanker kolon atau kanker usus. d. Mencegah diabetes tipe 2. e. Mencegah kerusakan gigi dan menjaga kesehatan mulut. Susu mampu mengurangi keasaman mulut, merangsang air liur, mengurangi plak dan mencegah gigi berlubang. f. Menetralisir racun seperti logam atau timah yang mungkin terkandung dalam makanan. g. Membantu agar lebih cepat tidur. 2.1.3 Sifat Fisik dan Kimiawi Susu a. Kerapatan Kerapatan susu bervariasi antara 1,0260 dan 1,0320 pada suhu 20 o C, angka ini biasanya disebut 26 dan 32. Keragaman ini disebabkan karena perbedaan kandungan lemak dan zat-zat padat bukan lemak (Buckle, 2010). b. ph ph susu segar berada diantara 6,6 6,7 dan bila terjadi cukup banyak pengasaman oleh bakteri, angka ini akan menurun secara nyata (Buckle, 2010). c. Rasa dan Bau Susu segar memiliki rasa sedikit manis dan bau (aroma) khas. Rasa manis disebabkan adanya gula laktosa didalam susu, meskipun sering dirasakan ada sedikit rasa asin yang disebabkan oleh klorida. Bau khas disebabkan oleh beberapa senyawa yang mempunyai aroma spesifik dan sebagian bersifat volatil. Oleh sebab itu, setelah beberapa jam setelahpemerasan atau setelah penyimpanan, aroma khas susu banyak berkurang (Muhamad, 2002). 5
d. Warna Warna susu yang normal adalah putih sedikit kekuningan. Warna susu dapat bervariasi dari putih kekuningan hingga putih sedikit kebiruan. Warna putih putihkebiruan dapat tampak pada susu yang memiliki sedikit kadar lemak randah ataupada susu skim (Muhamad, 2002). d. Rasa dan Bau Susu segar memiliki sedikit rasa manis dan bau (aroma) khas. Rasa manis disebabkan adanya laktosa didalam susu, meskipun sering dirasakan ada sedikit rasa asin yang disebabkan oleh klorida. Bau khas disebabkan oleh beberapa senyawa yang mempunyai aroma spesifik dan sebagian bersifat volatil. Oleh karena itu, beberapa jam setelah pemerasan atau setelah penyimpanan, aroma khas susu banyak berkurang (Muhamad, 2002). e. Titik Beku Pengukuran titik beku air susu dapat digunakan untuk menentukan jumlah air yang dipakai untuk pengenceran. Karena perbedaan titik beku air murni dan air susu hanya sekitar 0,5 o C, penentuan titik beku air susu berkisar antara -0,525 o dan -0,565 o C dengan rata-rata -0,540 o C (Adnan,1984). 2.2 SusuUltra High Temperature(UHT) Susu Ultra High Temperature (UHT) adalah produk susu yang diperoleh dengan cara mensterilkan susu minimal pada suhu 135 o C selama dua detik, dengan atau tanpa bahan tambahan makanan yang diijinkan, serta dikemas secara aseptik (SNI 01-3950-1998). 6
Pemanasan dengan suhu tinggi bertujuan untuk membunuh seluruh mikroorganisme (baik pembusuk maupun patogen) dan spora. Waktu pemanasan yang singkat dimaksudkan untuk mencegah kerusakan nilai gizi susu serta untuk mendapatkan warna, aroma dan rasa yang relatif tidak berubah seperti susu segarnya (Anonim, 2010). 2.2.1 Persyaratan Mutu Susu UHT Persyaratan mutu susu UHT dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Persyaratan Mutu Susu UHT No. Jenis Uji Satuan Persyaratan Jenis *A Jenis *B 1. Keadaan 1.1 Warna - Khas, normal sesuai label Khas, normal sesuai label 1.2 Bau - Khas, normal sesuai label Khas, normal sesuai label 1.3 Rasa - Khas, normal sesuai label Khas, normal sesuai label 2 Protein %, b/b Min. 2,7 Min. 2,4 3 Lemak %, b/b Min. 3,0 Min. 2,0 4 Bahan kering tanpa lemak %, b/b Min. 8,0 Tidak dipersyaratkan 5 Total padatan - Tidak Min 12 dipersyaratkan 6 Pewarna tambahan - Tidak Sesuai dipersyaratkan 7 Cemaran logam 7.1 Timbal (Pb) mg/kg Maks. 3,0 7.2 Tembaga (Cu) mg/kg Maks. 20,0 7.3 Seng (Zn) mg/kg Maks. 40,0 7.4 Timah (Sn) mg/kg Maks. 40,0 7.5 Raksa (Hg) mg/kg Maks. 0, 03 8. Cemaran arsen mg/kg Maks. 0, 10 9 Cemaran mikroba 9.1 Angka lempeng total koloni/mg 0 0 *) Jenis A = Susu UHT tawar Jenis B = Susu UHT yang diberi zat penyedap citarasa Sumber: SNI 01-3950-1998 2.2.2 Kelebihan Susu UHT 7
Susu UHT memiliki kelebihan yaitu mempunyai masa simpan yang panjang pada suhu kamar yaitu mencapai 6-10 bulan tanpa bahan pengawet dan tidak perlu dimasukkan ke lemari pendingin. Jangka waktu ini lama dari umur simpan produk susu cair lainnya seperti susu pasteurisasi. Selain itu susu UHT merupakan susu yang higienis karena bebas dari seluruh mikroba serta spora sehingga potensi kerusakan mikrobiologis sangat minimal, bahkan hampir tidak ada. Kontak panas yang singkat pada proses susu UHT menyebabkan mutu sensori (warna, aroma dan rasa khas susu sega) dan mutu gizi relatif tidak berubah (Anonim, 2010). 2.2.3 Proses Pembuatan Susu UHT Pada proses pengolahan susu UHT dikenal dua tipe pemanasan, yaitu: tipe pemanasan langsung (direct heating)dan tipe pemanasan tidak langsung (indirect heating). Pada tipe pemanasan langsung terjadi pencampuran antara susu dan uap panas, baik dalam bentuk injeksi uap panas pada susu ataupun injeksi susu kedalam uap panas. Pada tipe pemanasan tidak langsung tidak terjadi kontak antara uap panas dengan susu. Alat yang digunakan untuk proses UHT misalnya otoklaf (apabila kapasitas kecil) dan retort (apabila kapasitas besar). Proses pemanasan susu UHT biasanya dilakukan dengan pemanasan sampai temperatur 270 o F (132 o C) selama tidak kurang satu detik (Anonim, 2010). Menurut Anonim (2010) ada beberapa tahapan pengolahan susu UHT yang sering diterapkan diindustri pengolahan susu yaitu: 1. Pencampuran Tahap pencampuran merupakan tahap awal dari proses pembuatan susu UHT. Pada tahap ini dilakukan pencampuran susu dengan bahan penunjang 8
seperti gula, bahan penstabil (stabilizier), bahan pemberi citarasa (flavor) dan pewarna. 2. Terminasi Setelah tahap pencampuran, proses pembuatan susu UHT dilanjutkan dengan tahap terminasi atau pemanasan awal. Tahap terminasi merupakan tahapdimana susu dipanaskan pada suhu rendah sebelum pasteurisasi. 3. Pasteurisasi Tahap pasteurisasi pada proses pembuatan susu UHT adalah dengan jalan memanaskan susu pada suhu sekitar 80-90 o C selama beberapa detik. Tujuan dari pasteurisasi adalah untuk membebaskan susu dari mikroba patogen sehingga susu aman untuk dikonsumsi. 4. Homogenisasi Setelah pasteurisasi susu selesai dilakukan, tahap selanjutnya adalah homogenisasi. Proses homgenisasi bertujuan untuk menyeragamkan besarnya globula-globula lemak susu. 5. Sterilisasi Tujuan utama sterilisasi adalah membunuh seluruh bakteri baik patogen maupun non patogen dan menurunkan jumlah spora bakteri agar susu dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama tanpa pendinginan. Pada tahap ini susu homogen yang dihasilkan setelah homogenisasi kemudian diteruskan ke PHE (Plate Heat Exchange) dan dipanaskan pada suhu 135-140 o C selama 3-5 detik. Proses sterilisasi merupakan pemanasan utama pada pembuatan susu UHT. Sterilisasi UHT menyebabkan kehilangan sejumlah vitamin C, asam folat, vitamin 9
B12 dan kira-kira 20% tiamin serta menyebabkan denaturasi protein-protein serum sampai 70%, terutaman hemoglobin. 6. Regenerisasi Setelah susu dipanaskan melalui proses sterilisasi, kemudian susu segera didinginkan melaui tahap regenerisasi. Pada tahap ini suhu susu diturunkan hingga 28 o C. 7.Pengisian Pada tahap terkahir ini proses ppembuatan susu UHT adalah susu steril yang dihasilkan segera dikemas melalui tahao filling kedalam wadah yang disediakan dan telah disterilkan. Wadah utama yang digunakan harus melindungi produk dari kontaminasi, memantapkan kandungan air dan lemaknya, mencegah bau dan benturan, memudahkan transportasi atau pengangkutan dan lain-lain. 2.3 Protein Istilah protein berasal dari kata Yunani proteos, yang berarti yang utama atau yang didahulukan. Kata ini diperkenalkan oleh seorang ahli kimia Belanda, Gerardus Mulder, karena ia berpendapat bahwa protein adalah zat yang paling penting pada setiap organisme (Almatsier, 2010). Protein merupakan makromolekul yang terbentuk dari asam amino yang tersusun dari atom nitrogen, karbon, hidrogen dan oksigen. Beberapa jenis asam amino yang mengandung sulfur yang dihubungkan oleh ikatan peptida (Bintang, 2010). 10
Dalam sel, baik tumbuh-tumbuhan maupun sel tubuh hewan dan manusia, protein merupakan bahan utama dari sel tersebut. Karena itulah protein juga disebut zat pembangun (Moehii, 1986). 2.3.1 Karakteristik Protein Protein kebanyakan merupakan senyawa yang amorf, tidak mempunyai titik cair atau didih yang tertentu dan bila dilarutkan didalam air akan memberikan larutan koloidal (Sastrohamidjojo, 2009). Protein sangat cenderung mengalami beberapa bentuk perubahan yang dinyatakan sebagai denaturasi. Denaturasi adalah terbukanya lipatan alamiah struktur protein, proses denaturasi protein mengubah bentuk lipatan tapi tidak merusak ikatan peptida (Martoharsono, 1988). 2.3.2 Fungsi Protein Menurut Winarno (1982) protein mempunyai bermacam-macam fungsi bagi tubuh, yaitu: 1. Sebagai Enzim Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim, dari reaksi yang sant sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumit seperti replika kromosom. 2. Alat Pengangkut dan Alat Penyimpan Banyak molekul dengan BM kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. 3. Pengarut Pergerakan 11
Protein merupakan komponen utama dagig, gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang bergeseran. 4. Pertahanan Tubuh Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk kedalam tubuh seperti virus, bakteria dan sel-sel asing lain. 5. Pengendalian Pertumbuhan Protein bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan. 2.3.3 Sumber Protein Sumber protein bagi manusia dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu sumber protein konvensional dan non-konvensional. Sumber protein konvensional adalah yang berupa hasil-hasil pertanian pangan serta produkproduk hasil olahannya. Berdasarkan sifatnya, sumber protein konvensional dapat digolongkan lagi menjadi dua golongan yaitu sumber protein nabati seperti bijibijian dan kacang-kacangan, dan sumber protein hewani seperti daging, ikan, susu dan telur (Muchtadi, 2010). Sumber protein non-konvensional merupakan sumber protein baru, yang dikembangkan untuk menutupi kebutuhan penduduk dunia akan protein. Sumber protein non-konvensional berasal dari mikroba (bakteri, khamir atau kapang), yang dikenal sebagai protein sel tunggal (single cell protein), tetapi sampai sekarang produknya belum berkembang sebagai bahan pangan untuk dikonsumsi manusia (Muchtadi, 2010). 12
Bahan makanan hewani kaya dalam protein bermutu tinggi, tetapi hanya merupakan 18,4% konsumsi protein rata-rata penduduk Indonesia. Bahan makanan nabati yang kaya dalam protein adalah kacang-kacangan. Kontribusinya rata-rata terhadap konsumsi protein hanya 9,9% (Almatsier, 2001). 2.3.4 Struktur Protein Menurut Winarno (1982) para ahli biokimia membagi makro molekul protein atas empat struktur dasar sebagai berikut: 1. Struktur Primer Susunan linier asam amino dalam protein merupakan struktur primer. Susunan tersebut merupakan suatu rangkaian unik dari asam amino yang menentukan sifat dasar dari berbagai protein. 2. Struktur Sekunder Istilah ini dipakai untuk struktur protein dimana rantai asam amino bukan hanya dihubungkan oleh ikatan peptida tetapi juga diperkuat oleh ikatan hidrogen, struktur sekunder protein adalah struktur dua dimensi dari protein. 3. Struktur Tersier Bentuk penyusunan bagian terbesar rantai cabang disebut struktur tersier. Artinya adalah susunan dari struktur sekunder yang satu dengan struktur sekunder bentuk lain. Biasanya bentuk-bentuk sekunder ini dihubungkan dengan ikatan hidrogen, ikatan garam, interaksi hidrofobik dan ikatan disulfida. Ikatan disulfida merupakan senyawa ikatan terkuat dalam mempertahankan struktur tersier protein. 4. Struktur Kuartener 13
Struktur primer, sekunder dan tersier umumnya hanya melibatkan satu rantai polipeptida. Tetapi struktur ini melibatkan beberapa polipeptida dalam membentuk suatu protein. Pada umumnya ikatan-ikatan yang terjadi sampai terbentuknya protein sama dengan ikatan-ikatan yang terjadi pada struktur tersier. 2.4 Penetapan Kadar Protein 1. Metode Kjeldhal Menurut SNI 01-2891-1992 prinsip penetapan kadar prottein adalah senyawa nitrigen diubah menjadi amonium sulfat oleh asam sulfat pekat, amonium sulfat yang terbentuk diuraikan dengan natrium hidroksida, amonia yang dibebaskan diikat dengan asam borat dan kemudian dititar dengan larutan baku asam. Metode Kjeldhal pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimikro. Cara makro-kjeldhal digunakan untuk sampel yang sukar dihomogenisasi dan besarnya 1-3 g, sedangkan semimikro-kjeldhal dirancang untuk sampel yang berukuran kecil, yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen (Bintang, 2010). Analisis protein dengan metode mikro-kjeldhal pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu tahap destruksi, tahap destilasi dan tahap titrasi. Pada tahap destruksi, sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi penguraian sampel menjadi unsur-unsurnya, yaitu unsur C, H, O, N, S dan P. Unsur N dalam protein ini dipakai untuk menentukan kandungan protein dalam suatu bahan. Untuk mempercepat proses destruksi dapat ditambahkan katalisator. Proses destruksi dikatakan selesai apabila larutan berwarna jernih. Larutan yang 14
jernih menunjukkan bahwa semua partikel bahan padat telah terdestruksi menjadi bentuk partikel yang larut tanpa ada partikel padat yang tersisa. Pada tahap destilasi, amonium sulfat dipecah menjadi amonia dengan penambahan NaOH sampai alkali dan dipanaskan dengan pemanas dalam alat Kjeldhal. Amonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang dipakai adalah asam borat 4%. Reaksi destilasi akan berakhir bila amonia yang terdestilasi tidak bereaksi lagi. Pada tahap titrasi kita akan mengetahui berapa banyak asam borat yang bereaksi dengan amonia. Untuk tahap titrasi, destilat dititrasi dengan asam klorida yang distandarisasi dengan indikator campuran metil red dan bromocresol green (Bintang. 2010). 2. Metode Biuret Uji ini baik digunakan untuk uji umum terhadap protein, karena uji ini dapat mendeteksi kehadiran ikatan peptida. Reaksi ini positif terhadap dua buah asam ikatan peptida atau lebih, tetapi negatif untuk asam amino bebas atau satu ikatan peptida. Protein melarutkan hidroksida tembaga untuk membentuk kompleks warna. Reaksi pembentukan warna ini dapat terjadi pada senyawa yang mengandung dua gugus karbonil yang berikatan dengan nitrogen atau atom karbon, misalnya senyawa biuret (Bintang, 2010). 3. Metode Spektrofotometer UV Kebanyakan protein mengabsorbsi sinar ultraviolet maksimum pada 280 nm. Hal ini terutama oleh adanya asam amino tirosi, triptofan dan fenilalanin yang ada pada protein tersebut. Pengukuran protein berdasarkan absorbsi sinar ultraviolet adalah cepat, mudah dan tidak merusak bahan (Sudarmadji, 1989). 4. Metode Lowry 15
Uji ini merupakan salah satu metode pilihan untuk menentukan kadar protein dalam suatu bahan. Perhitungan kadar protein dalam sampel dilakukan dengan membuat kurva standar nilai absorban kadar protein, kemudian kadar protein sampel diperoleh dengan menarik garis dari nilai absorban sampel terhadap kurva standar (Bintang, 2010). 5. Metode Xantoprotein Reaksi ini menyebabkan nitrasi dari inti benzena dalam molekul protein. Tirosin, fenilalanin, dan triptofan memberi hasil positif terhadap reaksi ini, karena memiliki cincin aromatik yang bereaksi dengan asam nitrat pekat dipanaskan membentuk warna kuning sampai jingga (Bintang, 2010). 16