Transcript
PEMBUATAN HIDROLISAT PROTEIN DARI IKAN SELAR KUNING (Caranx leptolepis) DENGAN MENGGUNAKAN ENZIM PAPAIN Oleh : Taufik Hidayat C PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005 RINGKASAN TAUFIK HIDAYAT. C Pembuatan Hidrolisat Protein dari Ikan Selar Kuning (Caranx leptolepis) dengan Menggunakan Enzim Papain. Dibimbing oleh ELLA SALAMAH dan TATI NURHAYATI. Ikan-ikan yang merupakan kelompok ikan pelagis khususnya yang berukuran kecil (panjang total cm) sampai saat ini masih merupakan sumber daya yang terbatas pemanfaatannya. Salah satu jenis ikan tersebut adalah ikan selar kuning (Caranx leptolepis). Kurangnya pemanfaatan ikan tersebut lebih disebabkan oleh faktor teknis yaitu karena lebih sulitnya pemisahan bagian daging dari tubuh lainnya. Padahal ikan tersebut dapat diolah menjadi produk hidrolisat protein. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pemanfaatan ikan selar kuning melalui proses pengolahan secara hidrolisis dengan menggunakan enzim proteolitik komersial yaitu enzim papain. Metode penelitian yang digunakan terdiri dari penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mengetahui kandungan kimia ikan selar kuning, mengetahui aktivitas optimum enzim papain terhadap substrat (ikan) dalam berbagai konsentrasi dan untuk mencari waktu dan ph optimum reaksi hidrolisis protein ikan selar kuning. Konsentrasi enzim papain terhadap substrat yang digunakan adalah 0 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % dan 6 %. Adapun parameter yang digunakan untuk mengetahui aktivitas optimum enzim papain adalah jumlah padatan sisa. Sedangkan untuk mencari ph dan waktu optimum proses hidrolisis protein ikan selar kuning, digunakan ph yang terdiri dari 3 taraf yaitu 6,5, 7 dan 7,5 serta waktu yang terdiri dari 3 taraf yaitu 5, 5,5 dan 6 jam. Parameter untuk menentukan kesempurnaan proses hidrolisis adalah proses yang menghasilkan kandungan a-amino nitrogen bebas yang paling tinggi. Hasil penelitian pendahuluan diperoleh kandungan kimia ikan selar kuning dalam basis basah yaitu air 75,71 %, abu 2,31 %, protein 15,61 % dan lemak 2,94 %. Aktivitas enzim papain terhadap substrat (ikan) berdasarkan analisis ragam dan uji lanjut BNT terbaik pada konsentrasi enzim papain 5 %. Selanjutnya diperoleh bahwa kandungan a-amino nitrogen bebas terbesar dihasilkan oleh kombinasi antara perlakuan ph 7 dan waktu 6 jam, yaitu sebesar 0,04 gr/100gr. Kombinasi antara waktu proses dan ph optimum yang memberikan nilai a-amino nitrogen bebas tertinggi hasil penelitian pendahuluan digunakan untuk membuat produk hidrolisat protein ikan yang menjadi penelitian utama. Produk hidrolisat protein ikan ini dianalisis baik analisis proksimat (air, abu, lemak, protein), kandungan a-amino nitrogen bebas, daya cerna in vitro dan kandungan asam aminonya. Setelah dilakukan analisis ternyata produk hidrolisat protein ikan ini mempunyai kadar protein 66,17 % (bk), kadar lemak 5,37 % (bk), kadar air 91,99 % (bb), kadar abu 16,98 % (bk), kandungan a-amino nitrogen bebas 0,06 gr/100gr, nilai perbandingan a-amino nitrogen bebas dengan nitrogen total 0,07 dan daya cerna in vitro sebesar 65,25 %. Sedangkan untuk kandungan asam amino, produk hidrolisat protein ikan ini menghasilkan asam amino yaitu asam aspartat, asam glutamat, serin, glisin, histidin, arginin, threonin, alanin, prolin, tirosin, valin, methionin, sistin, isoleusin, leusin, phenilalanin dan lisin. PEMBUATAN HIDROLISAT PROTEIN DARI IKAN SELAR KUNING (Caranx leptolepis) DENGAN MENGGUNAKAN ENZIM PAPAIN Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor Oleh : Taufik Hidayat C PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005 Judul : PEMBUATAN HIDROLISAT PROTEIN DARI IKAN SELAR KUNING (Caranx leptolepis) DENGAN MENGGUNAKAN ENZIM PAPAIN Nama NRP : Taufik Hidayat : C Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Dra. Ella Salamah, M.Si Tati Nurhayati, S.Pi, M.Si NIP NIP Mengetahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Dr. Ir. Kadarwan Soewardi NIP Tanggal Lulus : 13 Oktober 2005 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Indramayu pada tanggal 11 Mei 1983, sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, putra dari pasangan Bapak Supyan dan Ibu Kunaeni. Tahun penulis menyelesaikan pendidikan Lanjutan Tingkat Atas di SMU Negeri 1 Sindang, Kabupaten Indramayu, Jawa Barat. Pada tahun 2001 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Teknologi Hasil Perikanan melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama masa perkuliahan penulis aktif sebagai staf Departemen Kewirausahaan, Forum Keluarga Muslim FPIK-IPB (FKM-C) periode , pengurus Ikatan Keluarga dan Mahasiswa Darma Ayu (IKADA) Bogor periode Penulis juga pernah menjadi Asisten dosen pada mata kuliah Teknologi Pengolahan Hasil Perikanan Tradisional (TPHPT) pada tahun Penulis pernah mengikuti kegiatan pelatihan Pengolahan Hasil Perikanan pada bulan November 2001 yang diselenggarakan oleh Fish Procesing Club (FPC) kerja sama dengan HIMASILKAN. Dalam menyelesaikan tugas akhir, penulis melaksanakan penelitian dengan judul Pembuatan Hidrolisat Protein dari Ikan Selar Kuning (Caranx leptolepis) dengan Menggunakan Enzim Papain. KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul Pembuatan Hidrolisat Protein dari Ikan Selar Kuning (Caranx leptolepis) dengan Menggunakan Enzim Papain. Pembuatan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1) Ibu Dra. Ella Salamah, M.Si dan Ibu Tati Nurhayati, S.Pi, M.Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran selama penelitian sampai penulisan skripsi. 2) Bapak Ir. Dadi R. Sukarsa dan Bapak Sugeng Heri Suseno, S.Pi, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. 3) Bapak Uju, S.Pi yang telah berkenan menjadi moderator dalam seminar hasil penelitian. 4) Bapak dan Ibuku atas kasih sayang dan doanya serta dukungan baik moril maupun materil yang diberikan selama ini. 5) Adik-adikku tersayang Ruri dan Irna atas kasih sayang dan dukungannya kepada penulis. 6) Keluarga besar H. Khomarudin dan H. Abdullah (Alm) atas dukungan baik moril maupun materil kepada penulis. 7) Ibu Ema, Pak Gandi, Pak Sobirin dan Pak Danu yang telah membantu penulis selama penelitian. 8) Ulum, Edoy, Ii-Boy, Intan, Ari, Bang Dian dan Mas Mail atas bantuannya mempersiapkan pelaksanaan seminar dan ujian skripsi. 9) Teman-teman THP 38 atas persahabatan dan kebersamaannya selama perkuliahan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sebagai masukan dan bahan pertimbangan untuk perbaikan pada penulisan selanjutnya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat yang sebesarbesarnya bagi penulis khususnya dan bagi pihak-pihak yang berkepentingan pada umumnya. Bogor, Oktober 2005 Taufik Hidayat DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan TINJAUAN PUSTAKA Deskripsi Ikan Selar Kuning Protein Ikan dan Asam Amino Enzim Enzim Proteolitik Enzim Papain Hidrolisis Hidrolisat Protein Hidrolisat Protein Ikan Mutu hidrolisat protein ikan Kegunaan hidrolisat protein ikan Freeze Drying (Pengeringan Beku) METODOLOGI Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Metode Penelitian Penelitian pendahuluan Penelitian utama Analisis Data Analisis Produk Kadar air (AOAC 1995) Kadar abu (AOAC 1995) Kadar protein dan total nitrogen (AOAC 1995) Kadar lemak (AOAC 1995) Kadar a-amino nitrogen bebas (LPTP 1974) Daya cerna in vitro (Sibarani et al. 1991) viii ix x Analisis asam amino (Nur, Adijuwana 1989) HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian Pendahuluan Komposisi kimia ikan selar kuning Aktivitas enzim papain terhadap substrat Kondisi optimum proses hidrolisis protein ikan Penelitian Utama Kadar air Kadar abu Kadar protein Kadar lemak Kadar a-amino nitrogen bebas Daya cerna in vitro Asam amino KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 48 DAFTAR TABEL Nomor Halaman 1. Komposisi kimia daging ikan selar dalam setiap 100 gram bahan Enzim komersial penghidrolisis protein ikan Penggolongan enzim berdasarkan reaksi yang dikatalisisnya Komposisi hidrolisat protein ikan Perlakuan hidrolisis pada penelitian pendahuluan tahap kedua Perlakuan hidrolisis pada penelitian pendahuluan tahap ketiga Komposisi kimia ikan selar kuning (Caranx leptolepis) Kandungan α-amino nitrogen bebas hasil hidrolisis ikan selar kuning Hasil analisa produk hidrolisat protein ikan selar kuning Kandungan asam-asam amino produk hidrolisat protein ikan... 40 Nomor DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Ikan selar kuning (Caranx leptolepis) Diagram alir produksi hidrolisat protein Diagram alir proses pembuatan hidrolisat protein ikan Hasil pengukuran padatan sisa hidrolisis protein ikan Histogram kandungan α-amino nitrogen bebas selama proses hidrolisis ikan selar kuning... 32 Nomor DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Rekapitulasi data analisis kimia ikan selar kuning segar Rekapitulasi data padatan sisa hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian pendahuluan Uji ANOVA dan uji lanjut BNT padatan sisa hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian pendahuluan Rekapitulasi data nilai a-amino nitrogen bebas hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian pendahuluan Uji ANOVA dan uji lanjut BNJ nilai a-amino nitrogen bebas hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian pendahuluan Rekapitulasi data analisis produk hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian utama Berat molekul asam amino Kromatogram hasil analisis asam amino Produk hidrolisat protein ikan terbaik pada penelitian pendahuluan Produk hidrolisat protein ikan selar kuning pada penelitian utama Enzim papain kasar merek PAYA... 57 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Ketersediaan pangan bernilai gizi protein tinggi masih merupakan masalah di negara-negara berkembang termasuk Indonesia. Di negara kita masalah kekurangan kalori protein (KKP) merupakan masalah gizi utama bersama-sama dengan masalah kekurangan vitamin A, yodium dan zat besi (Karyadi et al. 1994). Telah umum diketahui bahwa protein merupakan komponen zat makanan yang amat penting bagi tubuh karena fungsi utamanya sebagai zat pembangun dan pengatur. Fungsi tersebut dilaksanakan melalui berbagai macam bentuk seperti sebagai reseptor, enzim, antibodi, pembentuk jaringan dan lain - lain. Protein dapat berasal dari sumber nabati dan hewani. Protein hewani terutama sekali berasal dari hewan ternak, ikan, telur dan susu (Hadiwiyoto 1993). Potensi lestari (Maksimum Sustanable Yield, MSY) sumber daya ikan di perairan laut Indonesia diperkirakan mencapai 6,4 juta ton pertahun. Produksi perikanan dalam periode mengalami peningkatan rata-rata pertahun sebesar 5,21 % yaitu dari 5,107 juta ton pada tahun 2000 menjadi 5,948 juta ton pada tahun Produksi perikanan nasional tersebut masih didominasi oleh usaha penangkapan di laut (74,49 % dari produksi tahun 2003). Melalui skenario GMB (Gerbang Mina Bahari) pemerintah menargetkan jumlah produksi perikanan pada tahun 2006 mencapai 9,5 juta ton (Dahuri 2004). Ikan-ikan yang merupakan kelompok ikan pelagis khususnya yang berukuran kecil (panjang total cm) sampai saat ini masih merupakan sumberdaya yang terbatas pemanfaatannya. Kurangnya pemanfaatan ikan-ikan tersebut lebih disebabkan oleh kurangnya informasi tentang nilai gizi dan adanya faktor teknis yaitu karena lebih sulitnya pemisahan bagian daging dari tubuh lainnya. Hal ini menunjukkan ikan-ikan tersebut belum tentu memiliki nilai gizi yang lebih rendah dibandingkan ikan-ikan komersial lainnya (Suparno, Dwiponggo 1994). Salah satu jenis spesies ikan pelagis berukuran kecil yang dapat ditingkatkan pemanfaatannya adalah ikan selar kuning (Caranx leptolepis). Ikan ini termasuk golongan ikan selar yang mempunyai ukuran lebih kecil dari jenis ikan selar lainnya yaitu hanya mencapai 16 cm. Ikan ini pemanfaatannya hanya terbatas untuk diolah menjadi ikan asin atau digoreng langsung. Padahal ikan ini mempunyai kandungan protein yang cukup tinggi dan mempunyai flavor yang khas. Ikan ini dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan produk hidrolisat protein. Produk pengolahan ini tidak memerlukan kondisi penyimpanan beku, hal ini menyebabkan penyebarluasan produk ini lebih memungkinkan dibandingkan dengan produk surimi dan lain-lain (Huda 1994). Pengolahan ikan selar kuning sebagai bahan baku dalam pembuatan hidrolisat protein diharapkan memberikan nilai tambah (added value) ikan tersebut. Hidrolisat protein ikan memiliki beberapa kegunaan pada industri pangan maupun farmasi. Pada industri pangan, hidrolisat protein ikan dapat ditambahkan ke dalam formula makanan non-alergenik untuk bayi dan suplemen makanan diet. Hidrolisat protein ikan juga dapat digunakan pada pembuatan produk-produk dermatologis, seperti krim pembersih muka dan krim pelembab kulit. Selain itu, hidrolisat protein ikan dapat digunakan secara fungsional sebagai bahan pengemulsi (Pigot, Tucker 1990). Pepaya termasuk kedalam kelompok buah-buahan yang banyak ditanam di Indonesia. Salah satu penggunaan pepaya dalam skala besar adalah pemanfaatannya untuk produksi enzim papain. Papain merupakan enzim proteolitik hasil isolasi dari getah pepaya. Enzim tersebut dapat diproduksi dalam bentuk tepung maupun larutan. Kelebihan enzim papain adalah kemampuannya untuk mendegradasi kolagen atau elastin yang terdapat pada daging sehingga diperoleh jaringan yang lebih lunak akibat proses hidrolisa. Pembuatan hidrolisat protein dari ikan dengan menggunakan enzim papain sudah pernah dilakukan baik oleh Kusnaeni (1993) maupun Dewi (2002) namun hasilnya masih kurang maksimal dilihat dari total padatan dan amino nitrogen bebas yang dihasilkan. Hal ini karena kondisi proses hidrolisis yang belum sempurna, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Merujuk pada beberapa hal di atas, proses pembuatan hidrolisat protein ikan masih perlu untuk dilakukan. Selain tersedianya bahan penghidrolisa berbentuk enzim papain yang aman untuk digunakan, bahan baku berupa ikan yang cukup banyak tersedia juga dapat dimanfaatkan secara optimal. 1.2. Tujuan Secara umum, penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pemanfaatan ikan selar kuning (Caranx leptolepis) menjadi produk hidrolisat dengan bantuan enzim papain sebagai bahan penghidrolisa. Secara khusus tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : - memproduksi hidrolisat protein dari ikan selar kuning. - mengetahui karakteristik produk hidrolisat protein ikan yang dihasilkan. - mengevaluasi kandungan asam amino dari hidrolisat protein yang dihasilkan. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Ikan Selar Kuning (Caranx leptolepis) Klasifikasi ikan selar kuning (Caranx leptolepis) berdasarkan Saanin (1984) adalah sebagai berikut : Filum : Chordata Sub Filum : Vertebrata Kelas : Pisces Sub kelas : Teleostei Ordo : Percomorphi Sub Ordo : Perciformes Famili : Carangidae Genus : Caranx Spesies :Caranx leptolepis Gambar 1. Ikan selar kuning (Caranx leptolepis) Bentuk tubuh ikan selar kuning (Caranx leptolepis) lebih kecil dari pada ikan selar yang lain. Panjang tubuh ikan ini sampai dengan 16 cm. Jenis ikan ini ditandai dengan garis lebar berwarna kuning dari mata sampai ekor. Sirip punggung ikan selar kuning terpisah dengan jelas, bagian depan disokong oleh jari-jari keras dan banyak jari-jari lunak. Sirip ekor becagak dua dengan lekukan yang dalam. Sirip perut terletak di bawah sirip dada. Ikan selar kuning termasuk ikan laut perenang cepat dan kuat. Daerah penyebaran ikan ini adalah semua laut di daerah tropis dan semua lautan Indofasifik, ikan ini banyak tertangkap di perairan pantai serta hidup berkelompok sampai kedalaman 80 m (Djuhanda 1981). Komposisi kimia daging ikan sangat bervariasi tergantung pada spesies, tingkat umur, musim, habitat dan kebiasaan makan. Nilai gizi daging ikan terutama ditentukan oleh kandungan lemak dan proteinnya. Ikan selar kuning termasuk kategori ikan yang berkadar lemak rendah karena kurang dari 5 % dan memiliki protein yang tergolong tinggi yaitu antara 15 % - 20 % (Stansby 1982). Tabel 1 memperlihatkan komposisi kimia ikan selar. Tabel 1. Komposisi kimia daging ikan selar dalam setiap 100 gram bahan Jenis kandungan Jumlah (gram) Air 75,4 Abu 1,36 Protein 18,8 Lemak 2,2 Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI (1989) 2.2. Protein Ikan dan Asam Amino Protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup. Fungsinya terutama sebagai unsur pembentuk sel, misalnya dalam rambut, wool, kolagen, jaringan penghubung, membran sel, dan lain-lain. Selain itu dapat pula sebagai protein yang aktif, seperti enzim yang berperan sebagai katalis segala proses biokimia dalam sel (Wirahadikusumah 1989). Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah di dalam sel. Unit pembangunnya adalah asam amino yang berikatan secara kovalen untuk menghubungkan molekul-molekul menjadi rantai. Apabila protein dihidrolisis dengan asam, alkali atau enzim akan dihasilkan campuran asam-asam amino. Sebuah asam amino terdiri dari gugus R (rantai cabang), sebuah gugus asam amino, sebuah gugus karboksil, dan sebuah atom hidrogen (Winarno 1997). Senyawa protein merupakan konstituen pengisi jaringan otot ikan yang cukup penting. Pada umumnya, ikan mengandung protein antara 18 hingga 25 persen. Berdasarkan sifat kelarutannya, protein ikan dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu protein mioplastik, protein miofibril dan protein miostroma (Okuzumi, Fujii 2000). Protein mioplastik pada otot ikan berkisar antara sepersepuluh hingga seperlima dari total protein otot. Protein tersebut larut didalam air serta larutan garam berkekuatan ionik rendah pada ph 7,58 (Govindan 1985). Di dalam otot ikan juga terkandung senyawa protein penunjang lainnya, yaitu protein miofibril. Protein miofibril terdapat di dalam otot ikan dengan kadar yang lebih tinggi dari pada protein mioplastik, yaitu antara 75 hingga 85 persen dari total protein otot ikan. Protein tersebut larut di dalam larutan berkekuatan ion yang tinggi tetapi tidak larut di dalam air (Govindan 1985). Protein miofibril pada otot ikan mengandung miosin, aktin, aktomiosin dan tropomiosin. Miosin merupakan komponen miofibril yang mampu mengalami denaturasi dan agregasi. Pada proses denaturasi dihasilkan molekul-molekul gel dari miosin dengan sifat elastis yang akan tergabung akibat adanya proses agregasi (Wong 1989). Ramirez et al. (2000) menyatakan bahwa proses agregasi miosin juga dapat terbentuk akibat adanya ikatan disulfida yang cukup kuat selama penyimpanan beku. Selain mengandung protein mioplastik dan miofibril, otot ikan mengandung protein miostroma yang tersusun atas protein fibrous berupa kolagen dan elastin. Protein tersebut tidak larut dalam air maupun larutan garam (Govindan 1985). Kadar protein fibrous tidak sama untuk setiap spesies ikan. Pada umumnya kandungan kolagen otot ikan berkisar antara tiga hingga lima persen, sedangkan hewan lainnya memiliki kadar kolagen yang lebih tinggi. Meskipun demikian, tidak semua daging ikan dapat menghasilkan gelatin karena kadar kolagen yang dapat diubah di dalam setiap spesies ikan tidak sama (Okuzumi, Fujii 2000). 2.3. Enzim Kata enzim diperkenalkan oleh Willy Kuchne pada tahun 1876 untuk suatu zat yang bekerja pada suatu substrat. Kata enzim berasal dari bahasa yunani yang berarti di dalam sel. Enzim sulit didefinisikan secara tepat, definisi yang dikemukakan adalah enzim merupakan protein yang mempunyai daya katalitik karena aktivitas spesifiknya (Winarno 1987). Enzim me
