83Fractionation Technology and Drying for Hen Egg's Albumen Protein (Legowo et al)

TEKNOLOGI FRAKSINASI DAN PENGERINGANPROTEIN ALBUMIN TELUR AYAM

(Fractionation Tecnology and Drying of Hen Egg’s Albumin Protein)

A. M. Legowo, Soepardie, dan A. HintonoFakultas Peternakan Universitas Diponegoro, Semarang

ABSTRAK

Albumin merupakan fraksi protein didalam putih telur dan mempunyai beberapa sifat fungsional yangpenting pada proses pengolahan pangan. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan fraksinasi albumin denganmetoda modifikasi dan melakukan pengeringan dengan beberapa metoda, serta evaluasi hasilnya.

Proses fraksinasi protein albumin dilakukan berdasarkan metoda Johnson dan Zabiek (1981) yangdimodifikasi dan kemudian dilakukan analisis kimiawi cairan protein albumin yang diperoleh. Selanjutnya,hasil fraksinasi dikeringkan dengan tiga metoda, yaitu : (1) menggunakan oven, (2) menggunakan ovendengan didahului perlakuan enzimatis, dan (3) pengeringan beku (“freeze drying”). Protein albumin keringdiuji, yaitu meliputi variabel komposisi kimiawi, daya buih dan stabilitas buih.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar protein dan kadar total abu cairan albumin hasil modifikasidan metoda terdahulu berbeda sangat nyata (p<0,01). Ketiga metoda pengeringan menghasilkan proteinalbumin kering yang mempunyai kadar protein dan total abu tidak berbeda nyata, tetapi kadar glukosa berbedasangat nyata (p<0.01). Daya buih dan stabilitas buih ketiga jenis protein albumin kering berbeda sangat nyata(p<0,01).

Kata kunci : fraksionasi, pengeringan, albumin, telur ayam

ABSTRACT

Albumin is the protein fractions in egg white and it has several functional properties that are importantin the food processing. The objectives of this study were to fractionate and dry the albumin, and then toevaluate the properties of dried albumin.

The albumin was fractionated by the modified procedures, followed by chemical analysis of albumin.In the further step, the fractionated albumin was dried using three methods of : (1) oven drying, (2) enzymaticallytreatments prior to oven drying, and (3) freeze drying. The dried albumins were evaluated for chemicalcomposition, foaming ability and foaming stability.

The results indicated that the protein and ash contens of albumin from the previous and modifiedmethods were significantly different (P<0,01). The three drying methods resulted in similar protein and ashcontens, but significantly different in glucose contents (P<0,01). Foaming ability and stability of three driedalbumins were significantly different (P<0,01).

Keywords : fractionation, drying, albumen, hen’s egg

84 J.Indon.Trop.Anim.Agric.28(2) June 2003

PENDAHULUAN

Telur ayam merupakan sumber protein hewaniyang relatif murah dan mudah didapat. Bagian teluryang banyak mengandung protein adalah putih telur(albumin). Didalam albumin terdapat sekitar 40 jenisprotein yang berbeda (Osuga dan Feeney, 1977).Sebagai satu kesatuan, keseluruhan protein yangada didalam albumin disebut sebagai protein albumin(Ziegler dan Foegeding, 1990).

Protein albumin mempunyai berbagai sifatfungsional yang penting pada proses pengolahanmakanan, misalnya membentuk gel, membentukemulsi, dan membentuk buih. Upaya fraksinasi danpengawetan protein albumin perlu dilakukan agardapat dimanfaatkan secara khusus untuk jangkawaktu lama.

Protein dapat difraksinasi/dipisahkan dariprotein jenis lain atau bahan bukan proteinberdasarkan ukuran, kelarutan, muatan, dan afinitasikatan (Winarno, 1986a). Fraksinasi proteinberdasarkan ukurannya dapat dilakukan dengan caradianalisis melalui membran semipermiabel, ataudengan cara kromatografi gel (Winarno, 1986a; Robytdan White, 1987).

Fraksinasi protein albumin telah dilakukanoleh Sorensen & Hoyrup yang dimodifikasi olehJohnson dan Zabiek (1981). Pada garis besarnyametoda fraksinasi meliputi pemisahan albumin daribagian telur yang lain, kemudian dilanjutkan denganpembuangan kalaza dan komponen lain yang terikut,homogenisasi, dan dialisis membran (Johnsoin danZabiek, 1981). Metoda fraksinasi ini masih dapatdimodifikasi pada beberapa tahap prosesnya untukmengurangi fraksi non-protein dan mineral yangterikut.

Untuk mendapatkan protein albumin yangawet antara lain dapat dilakukan dengan carapengeringan. Salah satu masalah didalam prosespengeringan albumin adalah terjadinya pencoklatan(“browning”) karena adanya glukosa (Meyer, 1973;Tomasik, 1997). Pengurangan kandungan glukosaalbumin dapat dilakukan antara lain secara enzimatis.Penelitian ini mempunyai tujuan antara lain :1. Fraksinasi protein albumin telur ayam dengan

memodifikasi metoda yang telah ada.

2. Pengeringan protein albumin dengan beberapacara, yaitu dengan oven, menggunakan ovendengan perlakuan enzimatis, dan dengan “freezedryer”.

3. Menguji dan membandingkan sifat fungsionalprotein albumin kering dari ketiga carapengeringan tersebut serta dengan kontrol(albumin telur segar).

MATERI DAN METODE

Penelitian ini dilaksanakan di LaboratoriumTeknologi Hasil Ternak Fakultas PeternakanUniversitas diponegoro dan di Laboratorium PusatAntar Universitas (PAU) Pangan dan Gizi UniversitasGadjah Mada.

Penelitian ini menggunakan 250 butir telurinfertil berumur 1 hari dari ayam strain Lohman Brownyang berumur 52 minggu dari produksi Peternakan“E dan E” di Desa Mijen, Kecamatan Gunung Pati,Kota Semarang. Bahan penunjang meliputi membrandianalisis, enzim glukosa oksidase, dan enzimkatalase (Sigma Chemical Co., St. Louis – MO, USA).Bahan kimia lain yang digunakan antara lain asamsitrat, H2O2, dan larutan buffer untuk pH-meter yangmemenuhi standar kualitas untuk analisa.

Fraksinasi dan Pengeringan Protein AlbuminMula-mula dilakukan pemisahan dan

homogenisasi putih telur ayam. Protein albumindifraksinasikan dari cairan putih telur homogendengan prosedur yang dimodifikasi dari metodaJohnson dan Zabiek (1981). Modifiksi yangdilakukan meliputi cara homogenisasi, sentrifugasiuntuk pemisahan albumin, dan dialisis membran.Homogenisasi dilakukan dengan cara mengencerkanputih telur dengan akuades (1:1), kemudiandihomogenisasi menggunakan “waring blendor’pada kecepatan rendah selama 10 menit. Sentrifugasipada 6.000 rpm selama 15 menit untuk memisahkanprotein dari sisa-sisa kalaza, dan presipitat komponenalbumin. Dialisis membran dilakukan selama 3 harimenggunakan akuades (penggantian 5 kali yaitusetiap 12 jam) untuk menghilangkan sebagian besarmineral dan komponen terlarut bukan protein.

85Fractionation Technology and Drying for Hen Egg's Albumen Protein (Legowo et al)

Cairan protein albumin ynag diperolehdikeringkan dengan cara sebagai berikut : (1)menggunakan oven pada suhu 45o C selama 22 jam;(2) menggunakan oven pada suhu 45o C selama 22

jam, dengan didahului pemberian enzim glukosaoksidase dan katalase (Winarno, 1986b); dan (3)dengan menggunakan alat pengering beku (“freezedryer”).

Telur Ayam Segar

Pemisahan Putih Telur

Pengenceran (dengan air 1 : 1 )

Homogenisasi ( 10 menit )

Sentrifugasi ( 6000 rpm, 15 menit )

Klarifikasi

Dialisis Membran

Presipit & Sisa Khalaza

Mineral & Zat terlarut Non – protein

Cairan Protein Albumin

Cangkang, Kuning Telur, Khalaza

Ilustrasi 1. Diagram Alir Proses Fraksinasi protein Albumin Telur

86 J.Indon.Trop.Anim.Agric.28(2) June 2003

Besarnya suhu pemanasan dengan ovendidasarkan hasil percobaan pendahuluanpengeringan pada berbagai tingkat suhu (40-60o C)yaitu optimal pada suhu 45o C. Pemberian enzimglukosa oksidase didasarkan kadar glukosa sebesar58.000 unit pada pH 6,7 – 6,8 (diatur dengan asamsitrat 10%), suhu 37o C, dan ditambah 0,6 mL H2O2

serta enzim katalase 0,26 g. Setelah diaduk perlahanselama 30 menit, cairan protein albumin dikeringkandidalam oven. Untuk pengeringan beku, cairan

protein dibekukan (-10o C) selama 20 jam, kemudiandibawa ke Laboratorium PAU Pangan dan Gizi UGMdengan thermos es untuk dibekukan kembali dankemudian dikering bekukan.

Putih telur segar dan cairan protein albuminyang diperoleh dianalisis kimiawi yang meliputi :Kadar air dengan metoda oven (Sudarmadji et al.,1989); kadar glukosa dengan metoda Kjeldhal(Sudarmadji et al., 1989); kadar glukosa denganmetoda spektroskopi (Apriantono et al., 1989); kadartotal abu/mineral (Sudarmadji et al., 1989).

Uji Hasil PengeringanProtein albumin kering yang diperoleh

dihaluskan dengan mortir dan diayak dengansaringan berukuran 100 mesh. Seperti halnya putihtelur segar dan cairan protein albumin, serbuk proteindari ketiga perlakuan selanjutnya dianalisis kimiawi,yaitu meliputi kadar air, kadar protein, kadar glukosadan total abu/mineral.

Uji Daya Buih dan Stabilitas BuihDaya buih diukur berdasarkan besarnya

perbandingan volume sampel cairan protein sebelum

dan sesudah dikocok menggunakan “mixer” dengankecepatan medium selama 90 detik dilanjutkandengan kecepatan tinggi selama 90 detik.Pengukuran daya buih ini merupakan modifikasimetoda yang dikemukakan oleh Taylor dan Bigbee(1973).

Stabilitas buih ditentukan berdasarkanbesarnya perubahan daya buih pada saat mula-muladan setelah 30 menit didiamkan pada suhu sekitar30o C selama 30 menit. Dengan demikian, stabilitas

buih adalah selisih nilai daya buih mula-mula dannilai daya buih setelah 30 menit, kemudian dibagidengan nilai daya buih mula-mula dan dikalikan 100%.

Rancangan Percobaan dan Pengolahan DataPercobaan menggunakan rancangan acak

lengkap dengan 4 kali ulangan. Parameter yangdiamati adalah sifat kimiawi protein albumin yangberupa cairan dan kering, serta daya buih danstabilitas buih. Data dianalisis ragam dan diuji lanjutdengan uji wilayah ganda Duncan (Steel dan Torrie,1980).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Fraksinasi Protein AlbuminFraksinasi albumin dilakukan melalui

beberapa modifikasi prosedur Johnson dan Zabiek(1981). Modifikasi mencakup 3 tahapan proses, yaituhomogenisasi, sentrifugasi, dan dialisis membran(Ilustrasi 1).

Bila Johnson dan Zabiek (1981) tidakmelakukan pengenceran, maka dalam penelitian ini

Tabel 1. Komposisi Kimiawi Putih Telur segar dan Cairan Protein Albumin Protein

Glukosa Abu Jenis Bahan Air

(% berat basah) (-------------% berat kering ----------)

Putih Telur Segar

Cairan Prot. Albumin

Cairan Albumin *)

86,46

89,15

88,56

90,78A

86,30B

85,83B

2,01

1,99

2,01

0,73C

0,42E

0,68D

Superskrip huruf besar yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang sangat nyata (P<0,01). *) Cairan albumin hasil fraksinasi metoda Johnson dan Zabiek (1981).

87Fractionation Technology and Drying for Hen Egg's Albumen Protein (Legowo et al)

putih telur diencerkan dengan air (1:1) untukmempermudah homogenisasi. Selanjutnya Johnsondan Zabiek (1981) tidak menjelaskan spesifikasiprosesnya, namun dalam penelitian ini digunakanhomogenisasi dengan kecepatan rendah selama 10menit. Penetapan kecepatan homogenisasi iniberdasarkan percobaan pendahuluan, yaitu setelahhomogenisasi > 10 menit putih telur sudah homogen.

Pada prosedur Johnson dan Zabiek (1981)pemisahan sisa-sisa khalaza tidak dijelaskan secararinci. Didalam penelitian ini, pemisahan sisa-sisakhalaza dan endapan/presipitat protein dihilangkandengan cara sentrifugasi. Setelah sentrifugasi pada6000 rpm selama 15 menit cairan putih telur (berupasupernatan) dapat dipisahkan dan diperoleh.

Dialisis membran semi-permiabel denganmedia akuades dapat mengurangi garam-garam,mineral, dan zat terlarut bukan protein. Dialisisselama 3 hari (5 kali penggantian) telah dapatmenurunkan kadar sebesar 43%. Hasil analisiskimiawi cairan albumin hasil fraksinasi pada Tabel 1.

Pada Tabel 2 tampak bahwa kadar proteincairan albumin lebih rendah dibandingkan denganprotein putih telur segar. Hal ini disebabkan selamaproses fraksinasi ada sebagian protein yang hilang,misalnya pada sentrifugasi dan klarifikasi. Proteinyang hilang tersebut terutama terikat bersama kalazadan protein-protein yang mudah terpresipitasi sepertiglobulin dan protein minor (Osuga dan Feeney, 1977).

Hasil Analisis Kimiawi Protein Albumin KeringProses pengeringan cairan albumin dilakukan

dengan tiga metoda, yaitu menggunakan oven tanpapenambahan enzim, menggunakan oven denganpenambahan enzim, dan dengan pengeringan beku.

Protein albumin kering dari ketiga cara pengeringantersebut dianalisis kimiawi dan hasilnya disajikanpada Tabel 2.

Ketiga protein albumin kering mempunyaikadar air dan kadar total abu hampir sama (Tabel 2).Kesamaan tersebut menunjukkan bahwa perbedaancara pengeringan tidak berpengaruh terhadapperubahan abu/mineral. Kadar protein hasilpengeringan dengan oven lebih rendah dibandinghasil pengeringan menggunakan oven denganperlakuan enzimatis dan hasil pengeringan beku.Perbedaan ini diduga berkaitan terjadinya reaksipencoklatan Maillard antara protein dan senyawagula. Sejauh ini diketahui bahwa pengeringanberpengaruh terhadap perubahan struktur proteintetapi tidak mengurangi jumlah nitrogen (N)penyusun molekul protein, sehingga perbedaankadar protein ketiga albumin kering relatif kecil.

Pada Tabel 2 tampak bahwa glukosa ketigaprotein albumin kering tersebut berbeda sangatnyata. Kadar glukosa albumin yang dikeringkandengan oven sedikit lebih rendah dari pada kadarglukosa albumin sebelum dikeringkan. Perubahan inididuga bahwa sebagian glukosa mengalami prosespencoklatan (“browning”) membentuk senyawaberwarna coklat (Meyer, 1973).

Protein albumin yang dikeringkanmenggunakan oven dengan perlakuan enzimatismempunyai kadar glukosa paling rendah (Tabel 2).Pemberian enzim glukosa oksidase dapat mengubahglukosa menjadi asam glukonat (Winarno, 1986b).

Daya Buih dan Stabilitas Buih Protein AlbuminDaya buih dan stabilitas buih protein albumin

disajikan pada Tabel 3. Daya buih merupakan rasio

Tabel 2. Komposisi Kimiawi Albumin Kering Air Protein Glukosa Total Abu Jenis Bahan (% berat basah) (---------------% berat kering ---------------)

Albumin Kering – A

Albumin Kering – B

Albumin Kering - C

5,32

5,24

4,75

85,01B

86,92A

87,16A

1,08A

0,01B

1,97C

0,39

0,41

0,42 Superskrip huruf besar yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang sangat nyata (P<0,01). Albumin Kering–A = Albumin hasil pengeringan dengan oven. Albumin Kering–B = Albumin hasil pengeringan oven dengan perlakuan enzimatis Albumin Kering–C = Albumin hasil pengeringan beku

88 J.Indon.Trop.Anim.Agric.28(2) June 2003

volume buih yang terbentuk dengan volume awalcairan protein; sedangkan stabilitas buih merupakanbesarnya perubahan volume buih setelah 30 menit.

Daya buih ketiga jenis albumin kering danputih telur segar berbeda sangat nyata (Tabel 3).Daya buih terbesar dimiliki oleh putih telur segar,sedangkan daya buih terkecil adalah protein albuminhasil pengeringan beku. Dari data ini tampak bahwametoda pengerigan berpengaruh terhadap daya buihprotein albumin.

Daya buih sangat dipengaruhi oleh jenisprotein didalam albumin (Baldwin, 1977). Perbedaandaya buih diduga berkaitan dengan pengaruhpengeringan terhadap jenis-jenis protein tertentuyang mudah terkoagulasi akibat panas (Palmer, 1972).Didalam penelitian ini ada perbedaan panas yangdiberikan pada masing-masing perlakuanpengeringan.

Stabilitas buih protein albumin hasilpengeringan dengan oven langsung dan denganperlakuan enzimatis tidak berbeda nyata. Stabilitasbuih kedua jenis protein ini berbeda sangat nyatadengan stabilitas buih putih telur segar dan jugaberbeda sangat nyata dengan stabilitas buih proteinalbumin hasil pengeringan beku. Palmer (1972)menyatakan bahwa ovomusin didalam albuminberperan menstabilkan buih. Kendati jumlahovomusin didalam putih telur relatif kecil (Osuga danFeeney, 1977), namun diduga mengalami perubahanfungsi akibat pengeringan dengan oven danselanjutnya mempengaruhi stabilitas buih.

KESIMPULAN

1. Cairan protein albumin hasil fraksinasi denganmetoda modifikasi mempunyai kadar total abulebih rendah, tetapi kadar protein dan glukosarelatif sama bila dibandingkan metoda terdahulu.

2. Pengeringan dengan tiga metoda, yaitu (1)menggunakan oven, (2) menggunakan ovendengan perlakuan enzimatis, dan (3) pengeringanbeku, mengakibatkan menurunnya daya buih danstabilitas buih dibanding telur segar.

DAFTAR PUSTAKA

Apriantono, A., D. Fardiaz, N.L. Puspitasari,Sedarnawati, dan S. Budiyanto. 1989. PetunjukLaboratorium Analisis Pangan. DepdikbudDitjen Dikti – PAU Pangan dan Gizi IPB,Bogor.

Baldwin, R.E. 1997. Functional properties in food. InW.J. Stadelman & O.J Cotterill (Eds.), EggSciense and Technology. The Avi PublishingCo., Westport Connecticut.

Johnson, T. M. and Zabiek, M. E. 1981. Egg albumenproteins interactions in an angel food cakesystem. J. Food Sci. 46 : 1231 – 1236.

Meyer, L. H. 1973. Food Chemistry. Affiliated East –West Press PVT. Ltd., New Delhi.

Tabel 3. Rerata Daya Buih dan Stabilitas Buih Protein Albumin Daya Buih Stabilitas Buih Jenis Bahan ----------------------- % --------------------------

Putih Telur Segar Albumin Kering – A Albumin Kering – B Albumin Kering – C

440,95A

357,50B 368,42C

349,66D

89,61E

82,34F 82,70F 84,95G

Superskrip huruf besar yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang sangat nyata (P<0,01). Albumin Kering – A, B, dan C = seperti keterangan pada Tabel 2.

89Fractionation Technology and Drying for Hen Egg's Albumen Protein (Legowo et al)

Osuga, D. t. and Feeney, R. E. 1977. Egg proteins. In: Food Proteins, J. R. Whitaker & S. R.Tannenbaum (Eds.). Avi Publ. Co., Inc.,Westport, Connecticut. p.209 – 266.

Palmer, H. H. 1972. Eggs. In : P.P.Paul and H.H. Palmer(Eds.). Food Theory and Applications. JohnWiley and Sons, Inc. New York.

Robyt, J.F. White. 1987. Biochemical TechniquesTheory and Practice. Waveland Press Inc.Illinois.

Steel, R. G. D. and Torrie, J. H. 1980. Principles aandprocedures of statistic. McGraw Hill Book Co.,New York.

Sudarmadji, S., Haryono, B., dan Syhardi. 1989.Prosedur Analisa Bahan Makanan danPertanian. Liberty, Yogyakarta.

Taylor, M.H. and D.E. Bigbee. 1973. Poultry and eggproducts. In : A. Kramer & B.A. Twigg (Eds.),

Quality control for the Food Industry, 3rd ed.The Avi Publising Co. Inc., Westport –Connecticut.

Tomasik, P. 1997. Saccharides. In : Z. E. Sikorski (ed).Chemical and functional Properties of foodComponents. Technomic Publishing Co. Inc.Pennsylvania

Winarno, F. G. 1986a. Kimia Pangan dan Gizi. P. T.Gramedia, Jakarta.

Winarno, F. G. 1986b. Enzim Pangan dan Gizi. P. T.Gramedia, Jakarta.

Ziegler, G. R. and Foegeding, E. A. 1990. The gelationof proteins. In : Advances in Food andNutrition Research, J. E. Kinsella (Ed.).Academic Press, San Diego. p. 204-297.