EFEKTIVITAS METODE
PEMISAHAN TERHADAP RENDEMEN KONSENTRAT PROTEIN LAMTORO GUNG (Leucaena
eucocephala)
(Effectiveness
of
Separation Methods on the yield of Protein Concentrate of
Lamtoro
gung (Leucaena
eucocephala))
1)Dedin
F.Rosida, 2) Sudiyarto, 3)Hapsari N,
1)Staf Prodi Teknologi
Pangan, UPN”Veteran” Jawa Timur
2)Staf Prodi Agribisnis, UPN”Veteran” Jawa
Timur
3)Staf Prodi Teknik
Kimia UPN”Veteran” Jawa Timur
Jl.
Raya Rungkut Madya – Gunung Anyar Surabaya
Email:
rosy.upnsby@gmail.com
Abstract
Lamtoro gung (
Leucaena leucocephala ) is a local biological resources which are potential as
a source of protein. This was due to the
high content of protein. Protein concentrates can be used to improve the
nutritional status of children , or as a mixture of food products . Protein
concentrates made commercially as a food flavoring can use acids , bases or
enzymes to
hydrolysis . In general, hydrolyzed protein will perfectly for
16-24 hours using a strong acid or base at atmospheric pressure . The purpose
of this study is to obtain the best hydrolysis method of lamtoro gung
protein concentrates. The method was
used
consists of alkaline hydrolysis , enzymatic hydrolysis ( rough skin of
pineapple waste and sheep rumen fluid and ultrafiltration membrane
to
separation protein . The results showed that optimal protein yield was been enzyme hydrolysis of pineapple peel waste 103.90 % ; rumen enzymes
113.77 %; enzyme amylase 120.45 % , 108.17 % alkaline extraction and separation
with ultrafiltration membrane 108 % .
Keywords : #Lamtoro gung #proteinconcentrate #hydrolysisenzyme
#membrane
Abstrak
Lamtoro gung (Leucaena leucocephala) merupakan sumber daya hayati
lokal yang merupakan potensial sebagai salah satu sumber protein nabati. Hal
ini disebabkan tingginya kandungan protein. Konsentrat protein dapat digunakan untuk meningkatkan status gizi anak-anak
atau sebagai campuran untuk produk pangan. Konsentrat protein yang dibuat secara komersial sebagai penyedap makanan
dapat menggunakan asam, basa atau enzim sebagai bahan penghidrolisisnya. Pada
umumnya protein akan terhidrolisis dengan sempurna selama 16 - 24 jam dengan menggunakan
asam atau basa kuat pada tekanan atmosfir. Tujuan
penelitian ini untuk mendapatkan metode hidrolisis terbaik untuk mendapatkan
konsentrat protein lamtoro gung. Metode penelitian yang digunakan terdiri dari
hidrolisis secara basa, hidrolisis secara enzimatis yang menggunakan enzim
kasar dari limbah kulit nanas dan cairan rumen domba dan metode terakhir
menggunakan pemisahan membrane ultrafiltrasi untuk mendapatkan proteinnya.
Hasil penelitian didapatkan bahwa rendemen
protein optimal hasil hidrolisis enzim limbah kulit nanas 103.90%; enzim cairan
rumen domba 113.77%; enzim amylase 120.45%, ekstraksi basa 108.17% dan
pemisahan dengan membrane ultrafiltrasi 108%.
Kata kunci: #Lamtoro gung, #konsentrat protein,
#hidrolisis enzim. #membran
Pendahuluan
Lamtoro gung (Leucaena leucocephala) merupakan sumber daya hayati lokal yang merupakan potensial sebagai salah
satu sumber protein nabati. Hal ini disebabkan tingginya kandungan protein,
yaitu sekitar 34,38% dengan kandungan asam amino yang hampir seimbang dengan bungkil kedelai dan merupakan sumber vitamin
A dengan kandungan β-karoten yang relative tinggi. Tanaman leguminosa ini mudah ditanam sehingga dapat membantu penyediaan bahan baku pangan dengan nilai nutrisi
yang tinggi. Kadar protein yang tinggi pada lamtoro gung alangkah baiknya jika
dimanfaatkan untuk berbagai produk pangan.
Konsentrat protein
yang dibuat secara komersial sebagai penyedap makanan dapat menggunakan asam,
basa atau enzim sebagai bahan penghidrolisisnya. Pada umumnya protein akan
terhidrolisis dengan sempurna selama 16 - 24 jam dengan menggunakan asam atau
basa kuat pada tekanan atmosfir, meskipun demikian hidrolisis asam tidak
menguntungkan, karena triptofan, asparagin, glutamin dan sejumlah asam amino
lain hancur. Apabila menggunakan enzim, hidrolisis baru sempurna setelah
beberapa hari pada kondisi yang terpilih dan terkontrol dengan baik.
Proses purifikasi konsentrat protein dalam lamtoro gung dilakukan dengan metode sentrifugasi, yaitu yang sudah difermentasi dengan limbah nanas dan
enzim cairan rumen domba selama 2 jam dengan ditambahi larutan HCl encer sampai pH 4,5 kemudian
campuran tersebut disentrifugasi sehingga terbentuk endapan dan cairan, endapan
tersebut sebagian besar berupa protein dan komponen non protein terlarut dalam
bagian cairan, endapan diambil kembali dengan netralisasi menggunakan NaOH
encer sampai pH-nya mencapai 6 - 8
kemudian dikeringkan dan dilakukan analisa konsentrat proteinnya.
Faktor penting yang perlu mandapat perhatian dalam
pemanfaatan Protein komoditas pangan dalam produk pangan adalah sifat-sifat
fungsionalnya. Hal ini didasari pada berbagai fakta bahwa produk pangan
diproduksi tidak hanya untuk meningkatkan nilai gizinya saja, akan tetapi justru
sifat-sifat fungsional sangat menentukan penerimaannya oleh konsumen. Kelarutan
protein (protein solubility )sangat dipengaruhi oleh pH. Nilai pH
tersebut merupakan titik isoelektrik pada protein. Sifat-sifat fungsional dari
proteinat dapat digunakan untuk memprediksikan penerapan penggunaan protein
dalam sistem pangan. Hasil ekstraksi skala laboratorium dari tepung kacang
polong dapat menghasilkan 62 persen dari proteinnya, walaupun koagulasi dengan asam
atau garam menunjukkan kandungan nitrogen yang sama, namun kelarutan, sifat gelasi
dan stabilitas emulsi menunjukkan perbedaan. Proteinat asam mudah terdispersi
dan mempunyai kelarutan yang tinggi pada pH rendah. Hal ini membuatnya dapat
difungsikan untuk minuman atau soups (Sutrisno, 2004).
Metode Penelitian
Proses Hidrolisis protein dapat secara ekstraksi
asam/basa, enzim atau pemisahan menggunakan alat filtrasi.
1. Hidrolisis menggunakan Basa
Suspensi tepung biji Lamtoro gung
(TBL : Air = 20 : 200 g/ml) ditambahkan
alkali (NaOH atau NH4OH) pada pH 7; 8; 9;10; 11 dan diaduk selama 15 menit
dengan stirrer pada suhu ruang Kemudian disentrifuse pada 1500 rpm selama 15
menit. Supernatan disentrifuse 1500 rpm selama 5 menit. Endapan (protein) yang diperoleh dilakukan pengeringan. Konsentrat protein
dilakukan analisis rendemen protein
2. Hirolisis
menggunakan enzim α-amilase
Endapan hasil sentrifuse yang
pertama pada pembuatan konsentrat protein secara basa dapat dilanjutkan dengan
metode hidrolisis secara enzimatis., yaitu dengan menambahkan buffer sitrat 50
mL pH 4,8 0,05 M dipanaskan 100 oC selama 5 menit kemudian setelah
dingin ditambahkan enzim α-amilase 1,25 mL, Kemudian diletakkan di waterbath
shaker selama 0 - 120 menit suhu 40 oC, In aktif enzim dimasukkan
dalam air mendidih. Kemudian pH diatur
menjadi 5,7 dengan penambahan Na-sitrat 0,05 M pada suhu 37 oC, dilanjutkan
dengan diletakkan pada waterbath shaker pada suhu 37 oC,
Disentrifuse 1500 rpm dalam air mendidih, Endapan dikeringkan dan dilakukan
analisis rendemen protein.
3. Hidrolisis
menggunakan enzim Bromelin atau cairan rumen domba
Suspensi tepung biji Lamtoro gung
(TBL : Air = 20 : 200 g/ml) dilakukan penyesuaiam pH dan dipanaskan 100 oC
selama 5 menit dengan penambahan ekstrak enzim kasar dari cairan rumen domba
atau limbah kulit nanas (0; 20; 40; 60; 80; 100 mL/kg TDL)
diletakkan di waterbath shaker pada suhu 37 oC. Diinkubasi selama 24
jam dan 48 jam kemudian disentrifuse 1500 rpm dalam air mendidih. Endapan yang
didapatkan dikeringkan dan dianalisis rendemen proteinnya.
4.
Pemisahan
protein menggunakan membrane Ultrafiltrasi
Tepung biji lamtoro gung Ditambahkan HCl
encer sampai pH 4 kemudian dilewatkan pada Membrane ultrafiltrasi 0,45
mμ, siklus diputar dengan kisaran waktu 15 menit, 30 menit dan 45 menit dengan
tekanan 0,5 atm dan 1 atm. Endapan yang didapat dinetralisir dengan NaOH encer
sampai pH 6-8 kemudian dicuci dengan aquades dan dikeringkan. Konsentrat
protein yang didapat dianalisis rendemen proteinnya
Hasil
dan Pembahasan
1.
Konsentrat
Protein Hasil Hidrolisis enzim Kulit Nanas
Konsentrasi
enzim limbah kulit nenas semakin banyak didapatkan nilai rata-rata rendemen
protein semakin meningkat (Tabel 1), disebabkan
semakin tinggi konsentrasi enzim limbah kulit nenas maka semakin banyak
pula protein yang terhidrolisis, sehingga semakin tinggi pula rendemen protein.
Semakin tinggi rendemen produk hidrolisat menunjukkan bahwa semakin banyak
protein yang terhidrolisis (Purbasari, 2008).
Tabel 1. Rendemen
protein konsentrat biji lamtoro gung dengan perlakuan konsentrasi enzim kulit
nenas
Konsentrasi
enzim limbah kulit nenas
(mg/100g)
|
Rata-rata
rendemen protein (%)
|
|||
0
40
80
100
|
100,27
102,29
103,62
103,90
|
|||
24
48
|
101,33
103,71
|
|||
Semakin
lama waktu inkubasi, maka nilai
rata-rata rendemen protein konsentrat protein biji lamtoro gung semakin
meningkat (Tabel 1). Lama inkubasi dapat memberi kesempatan enzim limbah kulit
nenas untuk menghidrolisis protein
sehingga semakin tinggi rendemen protein. Hasil penelitian Purbasari
(2008) menunjukkan bahwa konsentrasi enzim papain 6% (b/v) dari total volume
substrat dan lama inkubasi 48 jam memberikan hasil terbaik yaitu rendemen
sebesar 31,58%. Menurut Winarno (1983), lama inkubasi dapat memberi kesempatan
enzim untuk memecah substrat sehingga
hasil hidrolisa semakin meningkat.
2.
Konsentrat
Protein Hasil Hidrolisis enzim rumen Domba
Rerata kadar
protein dengan perlakuan lama inkubasi dengan konsentrasi enzim cairan rumen
domba berkisar antara 49,7 % - 54,135 %. Rerata kadar protein tertinggi didapat
pada perlakuan lama inkubasi 24 jam dengan konsentrasi enzim 0 ml/100 gram
sebagai perlakuan control yaitu (54,135%), sedangkan pada perlakuan lama
inkubasi 48 jam dengan konsentrasi enzim 6 ml/100 gram merupakan rerata kadar
protein terendah (49,7%).
Tabel 2. Rendemen
protein hasil hidrolisis cairan rumen domba.
Perlakuan
|
Rendemen Protein (%)
|
|
Lama
Inkubasi
|
Konsentrasi Enzim
(ml/100gram)
|
|
24
24
24
24
24
24
 48
48
48
48
48
48
|
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
|
117.06
114,79
114,74
112.37
109.84
114.10
114.21
114.55
111.89
107.46
108.78
113.77
|
3.
Konsentrat Protein Hasil Ekstraksi
Basa
Pemekatan protein dilakukan dengan
pengaturan pH. Kelarutan optimum protein pada pH sebesar 9; 10 dan 11
menggunakan NaOH 0,5 N kemudian mengendapkannnya dengan proses sentrifugasi.
Rendemen konsentrat protein yang didapatkan pada pH 9 rata-rata sebesar 2,37%,
pada pH 10 didapatkan 3,19% dan pada pH 11 didapatkan konsentrat protein
sebesar 5,58%
Tabel 3. Rendemen Konsentrat
protein yang didapatkan dari hasil ekstraksi basa
Perlakuan
|
Rendemen Protein (%)
|
|
PH 9
|
109,21
|
|
PH 10
|
95,83
|
|
PH 11
|
108.17
|
Faktor penting yang perlu mandapat perhatian
dalam pemanfaatan protein lamtoro gung dalam produk pangan adalah sifat-sifat
fungsionalnya. Hal ini didasari pada berbagai fakta bahwa produk pangan
diproduksi tidak hanya untuk meningkatkan nilai gizinya saja, akan tetapi
justru sifat-sifat fungsional sangat menentukan penerimaannya oleh konsumen.
Sifat-sifat fungsional dari proteinat dapat
digunakan untuk memprediksikan penerapan penggunaan protein dalam sistem
pangan. Hasil ekstraksi skala laboratorium dari tepung kacang polong dapat
menghasilkan 62 persen dari proteinnya, walaupun koagulasi dengan asam atau
garam menunjukkan kandungan nitrogen yang sama, namun kelarutan, sifat gelasi
dan stabilitas emulsi menunjukkan perbedaan. Proteinat asam mudah terdispersi
dan mempunyai kelarutan yang tinggi pada pH rendah. Hal ini membuatnya dapat
difungsikan untuk minuman atau soups (Sutrisno, 2004)
4. Konsentrat Protein Hasil Hidrolisis Enzim α-Amilase
Hidrolisis tepung lamtoro gung
dengan enzim alfa-amilase diharapkan protein akan benar-benar terpisah dari
komponen karbohidrat sehingga konsentrat protein yang didapatkan akan maksimal.
Rata-rata rendemen konsentrat protein yang didapatkan sebesar 10,6%. PH
optimum mendapatkan konsentrat protein
dengan enzim alfa amylase terdapat pada pH 11.
Tabel 4. Rendemen konsentrat
protein dari hasil hidrolisis dengan enzim amylase
PH
|
Rendemen Protein (%)
|
PH 9
|
104.65
|
PH 10
|
107.87
|
PH 11
|
120.45
|
5.
Konsentrat
Protein Hasil Pemisahan dengan Membran
Teknologi membran telah tumbuh dan berkembang
secara dinamis sejak pertama kali dikomersilkan Sartorius-Werke di Jerman pada
tahun 1927, khususnya untuk membran mikrofiltrasi. Pengembangan dan aplikasi
teknologi ini semakin beragam dan penemuan-penemuan baru pun semakin banyak
dipublikasikan. Teknologi membran pada akhirnya menjadi salah satu teknologi
alternatif yang paling kompetitif saat ini dan telah memberikan beragam solusi
bagi umat manusia dalam pemenuhan kebutuhan sehari-hari.
Membran ultrafiltrasi dan reverse osmosis
merupakan beberapa jenis dari teknologi membran yang memiliki spesifikasi
ukuran membran berturut-turut, 0.001-0.1 μm dan 0,0001-0,001 μm. Secara umum
ultrafiltrasi diaplikasikan dalam proses pemisahan unsurunsur partikulat dari
larutannya dengan memanfaatkan beda tekan dalam proses kerjanya.Untuk membran
reverse osmosis digunakan untuk memisahkan zat terlarut berukuran
kecil(<10-4 μm sampai 10-2 μm) dengan prinsip perbedaan konsentrasi dalam
proses kerjanya. Secara umum, ultrafiltrasi diaplikasikan dalam proses pemisahan
unsur-unsur partikulat, makromolekul (fraksionasi), koloid, dan polimer organik
maupun anorganik dari larutannya. Aplikasi proses ultrafiltrasi di industri di
antaranya adalah untuk proses sterilisasi obat-obatan dan produksi minuman,
klarifikasi ekstrak juice, pemrosesan air ultramurni pada industri semi
konduktor, metal recovery, dan sebagainya.
Tabel 5. Kadar protein Hasil Pemisahan dengan
membrane ultrafiltrasi
siklus
|
Rendemen
Protein (%)
|
|
15 menit
0,5 atm
|
98.83
|
|
30 menit
0,5 atm
|
102.03
|
|
45 menit
0,5 atm
|
105.19
|
|
15 menit 1
atm
|
104.28
|
|
30 menit 1
atm
|
105.66
|
|
45 menit 1
atm
|
108
|
KESIMPULAN
Rendemen protein optimal hasil hidrolisis enzim
limbah kulit nanas 103.90%; enzim cairan rumen domba 113.77%; enzim amylase
120.45%, ekstraksi basa 108.17% dan pemisahan dengan membrane ultrafiltrasi
108%
DAFTAR PUSTAKA
Anonim (……). Proses Pemurnian dengan Membran. Institut Teknologi Bandung
Dedin F. Rosida, Lingganingrum F dan Salekha S. 2002. Determination
of protein physicochemical properties from komak seed (Lablab purpureus (L)
sweet) by elektroforesis. Prosiding Seminar PATPI
Malang
Dedin
F.Rosida, Hapsari N, Rosida, Jajati S. 2012.
Pemanfaatan biji
lamtoro gung-angkak untuk pembuatan produk pangan fermentasi dengan kajian perannya
sebagai antioksidan dan efek sinergis penurun kolesterol. Penelitian mandiri (UPNV
Jatim). Proses untuk dipublikasikan.
FaiChan-Chi., Cheung, P.C.K., and ShingWong, Y., 1997. Functional
Properties of Protein Concentration from Three Chinese Indigenous Legume Seeds.
J.Agric.Food. Chem. (45)7:2500-2503.
Purbasari, Dian .(2008). Produksi Dan Karaterisasi Hidrolisat Protein
Dari Kerang Mas Ngur (Atactodea striata) Skripsi. Fakultas perikanan dan
ilmu kelautan. Institut Pertanian Bogor.
Rahayu,
Anny. Suranto!. Purwoko, Tjahjadi.2005. Analisis Karbohidrat, Protein, dan Lemak pada
Pembuatan Kecap Lamtoro Gung (Leucaena leucocephala) terfermentasi Aspergillus
oryzae. Bioteknologi 2 (1): 14-20, Mei 2005, ISSN: 0216-6887. Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta
Slamet DS dan Komari. 1987. Makanan jajanan dan
bahan makanan campuran serelia dan biji lamtoro gung. Pros. KPIG 25-27 November
1986. Jakarta. Hal.105-109
Soetrisno, Uken S. S. 2004. Characterization of yellow pea (Pisum
sativum L. Miranda) Proteins and the Proteinate Functional Properties.
Doctor of Philosopy Thesis. Department ofNutrition and Food Management. Oregon
State University, Corvallis, OR 97331-5103.Home: http://food.oregonstate.edu/
Winarno, F.G. 1983. Gizi Pangan, Teknologi dan Konsumsi.
Jakarta : Gramedia.
No comments:
Post a Comment