PENGARUH KONSENTRASI KITOSAN

YANG DIIRADIASI DENGAN SINAR

GAMMA SEBAGAI ANTIBAKTERI

TERHADAP MUTU DAN UMUR SIMPAN

TAHU

DR. IR. Gatot Trimulyadi Rekso, M.Si

LATAR BELAKANG

INDUSTRI MAKANAN

KITIN

LIMBAH UDANG

PENGAWET

KITOSAN

IRADIASI

MUTU

•UJI ORGANOLEPTIK•UJI TOTAL BAKTERI

UJI KARAKTERISTIK TAHU

TAHU

UJI KARAKTERISTIKKITOSAN

PERUMUSAN MASALAH1. Apakah peningkatan dosis iradiasi akan

meningkatkan sifat atau fungsi kitosan sebagai antibakteri.

2. Apakah peningkatan konsentrasi dan dosis iradiasi kitosan sebagai pengawet alami dapat berpengaruh pada peningkatan mutu, kualitas dan umur simpan tahu dengan teknik perendaman mengunakan larutan kitosan.

3. Apakah terdapat perbedaan antara kitosan iradiasi dengan kitosan tanpa iradiasi sebagai pengawet dalam menghambat pertumbuhan bakteri atau jamur pada tahu.

TUJUAN PENELITIAN1. Untuk meningkatkan kemampuan kitosan sebagai

bahan pengawet menggunakan teknik iradiasi dengan dosis dan konsentrasi tertentu pada teknik perendaman air tahu.

2. Untuk mendapatkan konsentrasi dan dosis iradiasi kitosan yang cukup efektif dan aman dalam memperpanjang umur simpan tahu dengan cara teknik perendaman.

3. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan kitosan sebagai bahan pengawet alami terhadap sifat fisik dan kimia pada tahu selama penyimpanan dengan menggunakan teknik perendaman.

MANFAAT PENELITIAN1. Memanfaatkan limbah udang dan mengubah

menjadi kitosan sehingga nilai guna dan nilai ekonominya meningkat.

2. Mengetahui besarnya pengaruh konsentrasi dan dosis iradiasi kitosan dalam mengeliminasi bakteri pada tahu, sehingga manfaat kitosan dapat diaplikasikan dalam bidang pangan.

3. Mengetahui cara untuk mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpan tahu dengan menggunakan pengawet alami yaitu kitosan.

4. Memperoleh data penggunaan kitosan yang efektif sebagai bahan pengawet makanan.

TINJAUAN PUSTAKATaksonomi dan Morfologi udang putihPhilum : ArthropodaSub Philum : Mandibulata Kelas : Crustaceae Sub Kelas : MalacostracaSuper Ordo : EucaridaOrdo : Decapoda Sub Ordo : NatantiaSuper Famili : Penaeidae Famili : Penaidae Sub Famili : Penainae Genus : PenaeusSpesies : Penaeus merquensisNama daerah : Udang jebrug, Udang peci, Udang kelong, Udang

penganten, Udang perempuan, Udang cucuk, Udang wangkang.

Nama Dagang : Banana Prawn

KOMPOSISI KIMIA UDANG UTUH DAN LIMBAH UDANG

Komposisi Udang Utuh Limbah Udang

Protein kasar (%)Lemak (%)Serat (%)Kitin (%)Abu (%)

35,89,9

16,515,938,1

16,40,6

23,623,563,3

KITIN

Kitin merupakan senyawa polisakarida yang tersebar di alam dan merupakan senyawa yang melimpah dibumi. Kitin adalah turunan selulosa berantai lurus panjang tersusun oleh monomer 2-asetamida-2-deoksi-D-glukosa, yang terangkai oleh ikatan glikosidik pada posisi β 1-4. stuktur kitin mirip selulosa, dengan adanya perbedaan pengikatan gugus asetamida pada atom C nomor 2 sebagai penggantian gugus hidroksil.

KITOSAN

Kitosan yang merupakan derivat kitin dan biopolimer kedua terbesar yang terdapat di alam sesudah selulosa. Kitosan adalah polisakarida alam 2-amino-2-deoksi-D-glukosa dengan ikatan β (1,4) yang diperoleh dari deasetilasi kitin dan mempuyai reaktifitas kimia yang baik disebabkan terdapatnya sejumlah gugus reaktif hidroksil (OH) dan gugus amin (NH2) didalam rantai polimernya.

DEASETILASI KITIN KITOSANDeasetilasi kitin menjadi kitosan dilakukan dengan cara menghilangkan gugus asetil (-COCH3) pada kitin dengan larutan basa dan menyisakan gugus amino yang bermuatan positif, sehingga kitosan bersifat polikationik. Semakin banyak gugus asetil yang hilang dari polimer kitin, maka semakin kuat intraksi antar ion dan ikatan hidrogen dari kitosan.

TAHUTahu adalah suatu produk berbahan dasar kedelai yang di ekstrak dengan air dan dipresipitasi garam atau asam dalam bentuk gumpalan.

Menurut Badan POM RI adalah produk berupa padatan yang dibuat melalui proses pengolahan kedelai (Glycine max L.) dengan cara mengekstrak cairan dan mengendapkan proteinnya dengan atau tanpa penambahan bahan lain.

Menurut SNI 01-3142-1998 adalah suatu produk makanan berupa padatan lunak yang dibuat melalui proses pengolahan kedelai dengan cara pengendapan proteinnya, dengan atau penambahan bahan lain yang diizinkan.

KOMPOSISI GIZI TAHU DALAM (g/100g)

KOMPOSISI JUMLAH

Energi (kcal)Kadar airProteinLemakKarbohidratAbuSerat

7286,86,64,21,60,80,4

IRADIASI SINAR GAMMA (KOBALT-60)

Iradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan menggunakan sumber radiasi buatan. Pengertian lain mengatakan bahwa iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah. Terdapat dua jenis iradiasi, yaitu :

• Iradiasi bukan pengion

Iradiasi tidak menimbulkan ionisasi pada target materi.

• Iradiasi pengion

Iradiasi dihasilkan pada peristiwa peluruhan inti atom yang tidak stabil menjadi atom yang lebih stabil dengan memancarkan radiasi.

LANDASAN TEORITISKitin berasal dari proses isolasi limbah kulit udang putih (Penaeus merquensis), kitin diproses lebih lajut menjadi kitosan melalui proses deasetilasi dengan mengunakan natrium hidroksida 50% (b/v) untuk melepaskan gugus asetil yang terdapat pada kitin. Kitosan yang diperoleh diiradiasi dengan menggunakan dosis 0 kGy, 3 kGy, 7 kGy dan 10 kGy. Iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi secara sengaja dan terarah. Kitosan diiradiasi bertujuan untuk memperpendek rantai kitosan dan menurunkan bobot molekulnya, sehingga diharapkan dapat mengurangi efek sterik dari kitosan tersebut dan diperoleh kitosan yang memiliki sifat sebagai antibakteri yang lebih baik. Penggunaan variasi konsentrasi kitosan pada teknik perendaman tahu yaitu 0,5% dan 1%, diharapkan dengan meningkatnya konsentrasi kitosan tersebut maka sifat antibakteri kitosan sebagai pengawet pada tahu akan makin maksimal.

HIPOTESIS1. Dengan peningkatan dosis iradiasi pada kitosan, maka

bobot molekul akan menjadi lebih rendah sehingga efek sterik pada kitosan akan berkurang dan sifat kitosan sebagai antibakteri akan meningkat.

2. Makin tinggi konsentrasi kitosan, maka sifat antibakteri dari kitosan akan makin maksimal.

3. Kitosan yang iradiasi memiliki sifat antibakteri yang lebih baik dibandingkan dengan kitosan tanpa iradiasi.

PRINSIP PENELITIANKitin yang diperoleh dari isolasi limbah kulit kepala dan kulit

badan udang. kemudian diproses lebih lanjut menjadi kitosan melalui tahap deasetilasi dengan menggunakan NaOH 50% selama 6 jam.

Kitosan yang dihasilkan kemudian diiradiasi dengan variasi dosis 0 kGy, 3 kGy, 7 kGy dan 10 kGy. Setelah itu dikarakterisasi gugus fungsi, derajat desetalisasi, dihitung berat molekulnya dengan viskometer, analisa kadar abu, kelarutan , susut pengeringan dan uji aktivitas antibakteri.

Pemberian kitosan iradiasi dengan konsentrasi 0,5% dan 1,0% pada teknik perendaman tahu merupakan pengujian efek antibakteri yang dapat berpengaruh pada peningkatan mutu dan umur simpan tahu sebagai bahan pangan.

TEMPAT PENELITIANPenelitian dilakukan di Laboratorium Bidang Radiasi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pasar Jumat, Jakarta Selatan.

BAHAN DAN ALAT

TAHAP DAN METODE PENELITIAN

1. Proses deasetilasi kitin menjadi kitosan

2. Iradiasi sinar gamma

3. Pemeriksaan bahan baku

a. Analisis karakteristik kitosan

- Bobot molekul

- Kelarutan

- Susut Pengeringan

- Kadar abu

- Analisa gugus fungsi dengan FT IR

- Uji aktivitas antibakteri

TAHAP DAN METODE PENELITIAN

b. Analisis karakteristik tahu

- Kadar air

- Kadar protein

- Kadar abu

- Kadar lemak

- Uji organoleptik

- Uji total bakteri (TPC)

c. Rancangan percobaan dan Analisis data

- Rancangan acak lengkap

- Kruskal Wallis

SKEMA KERJAKITIN

KITOSAN

Analisis karakteristik kitosan

- Bobot molekul

- Kelarutan

- Susut Pengeringan

- Kadar abu

- Analisa gugus fungsi

dengan FT IR

- Uji aktivitas antibakteriIRADIASI

TAHU

Analisis karakteristik tahu

- Kadar air

- Kadar protein

- Kadar abu- Kadar lemak

- Uji organoleptik

- Uji total bakteri (TPC)MUTU & UMUR SIMPAN TAHU

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Karakteristik Kitosan1. Hasil perhitungan bobot molekul kitosan dengan metode viskositas

Dosis iradiasi

Konsentrasi kitosan (%)

t0

(detik)t1

(detik)ηsp ηsp/C M

0 kGy

0,1

32,0

61,4 0,92 9,19

7,739 x1030,2 90,0 1,81 9,06

0,3 144,0 3,50 11,67

0,4 191,6 4,99 12,47

3 kGy

0,1

31,4

53,3 0,70 6,97

5,844 x103 0,2 70,1 1,23 6,16

0,3 88,2 1,81 6,03

0,4 139,2 3,43 8,58

7 kGy

0,1

31,2

45,4 0,46 4,55

3,377 x1030,2 65,0 1,08 5,42

0,3 83,7 1,68 5,61

0,4 126,0 3,04 7,60

10 kGy

0,1

31,0

40,0 0,29 2,90

1,807 x1030,2 61,0 0,97 4,84

0,3 80,0 1,58 5,27

0,4 115,0 2,71 6,77

Analisis Karakteristik Kitosan2. Hasil uji kelarutan kitosan dalam asam asetat 0,5%

Konsentrasi pelarut (%)

Dosis iradiasi (kGy)

Kelarutan kitosan (%)

0,5 %

0 0,3588

3 0,3713

7 0,4052

10 0,4023

Analisis Karakteristik Kitosan3. Hasil uji penetapan susut pengeringan

Dosis iradiasi kitosan

W0

(rata-rata)W1

(rata-rata)W2

(rata-rata)Susut

pengeringan (%)

0 kGy 18,8674 19,3696 19,3206 9,76

3 kGy 19,9333 20,4354 20,3892 9,21

7 kGy 18,8667 19,3665 19,3194 9,41

10 kGy 19,9401 20,4420 20,3829 11,76

0

5

10

15

0 3 7 10Susu

t pe

nger

inga

n (%

)

Dosis (kGy)

Analisis Karakteristik Kitosan4. Hasil uji penetapan kadar abu

Dosis iradiasi kitosan

Kadar abu (%)

0 kGy 0,16

3 kGy 0,13

7 kGy 0,08

10 kGy 0,06

Kitosan 0 kGy

Analisis Karakteristik Kitosan

Kitosan 3 kGy

Kitosan 7 kGy

5. Hasil penetapan derajat deasetilasiDosis

(kGy)1Bil. Gelombang

(cm-1)P0 P A= log (P0/P) Derajat

deasetilasi (%)

0 1655 69,75 58,50 0,0764 60,373450 90,75 65,00 0,1449

3 1655 77,25 66,75 0,0634 67,663450 95,50 68,00 0,1475

7 1655 88,00 83,80 0,0212 71,343450 98,00 86,20 0,0557

10 1655 83,50 79,00 0,0241 68,233450 95,20 83,50 0,0569

Kitosan 10 kGy

Analisis Karakteristik Kitosan6. Uji aktivitas antibakteri dengan metode difusi agar

Larutan sampel Rata- rata besar hambatan (mm)

Staphylococcus aureus Escherichia coli

Kitosan dosis 0 kGy 71,67 81,67

Kitosan dosis 3 kGy 75,00 83,33

Kitosan dosis 7 kGy 80,00 86,67

Kitosan dosis 10 kGy 76,67 83,33

Asam asetat 0,5% 55,00 55,00

Antibiotik (kloramfenikol) 86,67 90,00

Analisis Karakteristik Tahu1. Hasil uji penetapan kadar air

Tahu dengan

Konsentrasi kitosan

Sampelke

Cawan kosong

Cawan+

sampel(W1)

Sampel(gram)

Bobot konstan

(W2)

W1

(rata-rata)Sampel(rata-rata)

W2

(rata-rata)

Kadar air(%)

0%

I 6,3952 16.5229 10.1277 8.0612

16.7657 10.2298 8.2996 82.76II 6,6702 17.0103 10.3401 8.5350

III 6,5424 16.764 10.2216 8.3027

0.5%

I 6,9379 16.9772 10.0393 8.7541

16.9143 10.1246 8.7315 80.82II 6,777 16.9104 10.1334 8.8125

III 6,6543 16.8554 10.2011 8.6280

1%

I 6,3307 16.3734 10.0427 7.9475

16.1962 10.066 7.7715 83.69II 5,8580 15.9473 10.0893 7.5246

III 6,2018 16.2680 10.0662 7.8425

8081828384858687888990

0% 0% 0% 1% 1% 1% 1%

Konsentrasi Kitosan

Ka

da

r A

ir t

ah

u (

%)

Kadar air tahu

Analisis Karakteristik Tahu2. Hasil uji penetapan kadar abu

Tahu dengan

Konsentrasi kitosan

Sampel ke

Cawan + sampel

(A)

BobotSampel (gram)

(C)

Bobot konstan

(B)

A(rata-rata)

C(rata-rata)

B(rata-rata)

Kadar abu(%)

0% I 24.8104 4.0411 20.7945

36.5780 4.1064 32.4970 0.62II 49.2681 4.1969 45.0967

III 35.6554 4.0812 31.5999

0.5% I 49.4644 4.5924 44.9037

37.0129 3.9730 33.0671 0.68II 25.1109 3.1477 21.9849

III 36.4634 4.1788 32.3127

1% I 28.7083 4.0176 24.7209

36.9585 4.0689 32.9202 0.75II 48.5655 4.1767 44.4207

III 33.6017 4.0124 29.619

Analisis Karakteristik Tahu3. Hasil uji penetapan kadar lemak

Tahu dengan

konsentrasi kitosan

Bobot sampel

Bobot lemak

Bobot sampel

(rata-rata)

Bobot lemak

(rata-rata)Dry basis

(%)Wet basis

(%)

0%8.0100 2.6119

8.0626 2.6321 32.65 5.638.1023 2.6496

8.0755 2.6348

0,5%9.0428 2.9155

9.0069 2.9087 32.29 6.198.9678 2.9010

9.0100 2.9096

1%8.5113 2.6881

8.3261 2.6288 31.57 5.087.9587 2.51218.5083 2.6863

Analisis Karakteristik Tahu4. Hasil uji penetapan kadar protein

Konsentrasi kitosan pada rendaman tahu

% Kadar protein(Wet basis)

% Kadar protein(Dry basis)

0 % 8,59 10,62

0,5 % 8,74 10,86

1 % 8,92 11,20

Analisis Karakteristik Tahu5. Hasil uji organoleptik

4

4.5

5

5.5

sampel 1 sampel 2 sampel 3

Nila

i rat

-rat

a m

utu

hedo

nik

war

na

Sampel tahu

Analisis Karakteristik Tahu6. Hasil uji total bakteri (TPC)

Sampel tahu dengan kitosan

Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3

0% 0,8425 x 106 2,8067 x 106 3,9067 x 106

0,5%0,1247 x 106 1,0993 x 106 2,5133 x 106

1%0,1390 x 106 0,3057 x 106 0,3385 x 106

Kesimpulan • Kapasitas antibakteri kitosan iradiasi telah dibuktikan dengan daya hambat

pertumbuhan bakteri E. coli dan Staph. aureus pada uji aktivitas antibakteri dengan medium agar yang merupakan salah satu analisis karakteristik kitosan iradiasi. Dimana kedua bakteri tersebut termasuk dalam kelompok bakteri yang berperan dalam pembusukan atau pengrusakan produk makan. Hal ini menjadi salah satu alasan penggunaan kitosan dengan iradiasi sinar gamma sebagai pengawet alami dengan cara menghambat pertumbuhan bakteri.

• Perbedaan derajat deasetilasi pada berbagai dosis iradiasi kitosan yang digunakan, yaitu 3 kGy, 7 kGy dan 10 kGy maupun tanpa iradiasi (0 kGy). Memberikan respon yang berbeda pada penghambatan bakteri E.coli dan Staph. aureus. Dengan tingginya nilai derajat deasetilasi yang dalam penelitian ini terlihat pada dosis 7 kGy terlihat aplikasinya kedalam tahu sebagai bahan pangan lebih baik dari pada perlakuan lainnya. Hal ini disebabkan karena iradiasi yang dilakukan pada kitosan bertujuan untuk memutuskan rantai panjang dari kitosan menjadi kitosan dengan rantai yang lebih pendek sehingga dengan pendeknya rantai kitosan akan mempengaruhi efek steriknya dan meningkatkan efektifitas sebagai antibakteri pada bahan pangan terutama pengujian pada tahu.

Kesimpulan • Dari pengujian organoleptik mutu tahu terhadap parameter warna, aroma, tekstur

dan over all pada panelis masing-masing dapat diterima atau tidak berbeda nyata, walaupun penggunaan larutan kitosan iradiasi sebagai bahan campuran dalam perendaman tahu dengan konsentrasi 1% memiliki tingkat penerimaan yang tinggi secara keseluruhan (over all). 

• Daya simpan tahu dari uji Total Plate count (TPC) yang paling tinggi diperoleh adalah pada perlakuan penggunaan konsentrasi tertinggi, yaitu 1% selama 3 hari pada suhu kamar. Sedangkan yang terendah diperoleh pada kontrol (tanpa kitosan) yang hanya bertahan selama 1 hari. Terlihat bahwa makin besar konsentrasi kitosan iradiasi, maka semakin tinggi pula daya hambat bakteri. Hal ini sangat berguna dalam aplikasinya terhadap bahan pangan, salah satunya sebagai pengawet alami pada tahu.

 

Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk pengujian antimikroba terhadap pengaruh konsentrasi kitosan yang diiradiasi dengan dosis tertentu pada bahan pangan lain.

TERIMA KASIH