PENGARUH LEMAK DAN BASA KUAT DALAM PEMBUATAN ISOLAT PROTEIN DARI KECIPIR .

Disusun oleh:

Tony Handoko

Budi Husodo Bisowarno

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2004/2005

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas hikmat

dan bimbingan-Nya dalam penyusunan laporan penelitian berjudul Pengaruh

Lemak dan Basa Kuat dalam Pembuatan Isolat Protein dari Kecipir.

Dalam kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima

kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu selama penyusunan laporan ini,

yaitu:

1. Dr. Ir. Budi Husodo Bisowarno M.Eng, selaku partner dalam penelitian

dan diskusi.

2. Dewi Pompon, selaku asisten dalam penelitian.

3. Jurusan Teknik Kimia, atas waktu dan semangat yang diberikap kepada

penulis.

4. LP UNP AR, atas bantuan dana selama penelitian.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, karena itu

penulis akan.menerima saran ·dan kritik yang membangun dari pembaca. Akhirnya

penulis berharap bahwa laporan ini dapat bermanfaat pembaca dan dapat

dikembangkan ke arah yang lebih sempurna.

Bandung, Agustus 2005

Penulis

11

DAFTARISI

Halaman Judul ..... .............. ............ ... . . .... ..... . ... . ........ . ...... .. ..... . .i

Kata Pengantar ..... . . . .. .. . ... . ....... . .......... .... ... .. .. .... . ........ ........ . . . ... .ii

Daftar Isi .. .. .. .. . . . . . . .. ....... ..... . .. .. .......... . . ............ . .. . . . . ... ... . . . ... . .. .. iii

Daftar Garn bar ... . ... ......... . .... ... . . ... .......... ..... . . . .. . .. . .... . .. .... ... . . . . .. .iv

Daftar Tabel .................... . . ... . .. . ....... .. . . ... ..... .. . . ....................... .. v

Intisari . ...... . ...... . . . . . . . ..... ..... . ... .. . ...... .. ..... . .. . ... . . . ... . ... ...... ..... .. .. . vi

BAB I PENDAHULUAN .. ....... ... . . . .. ..... . . . . ............ .... . . ..... ... . . ..... . 1

1.1 Latar Belakang .. .... .. ... ...... . .. .... . . .. . . . ... . .. . ...... . . ... .. .. .... .. . . 1

1.2 Terna Sentral Masalah .. .. . ... ... .. .... . .. ... ... .. . . . . .. . .... . ........ .... 2

1.3 Identifikasi Masalah .. ....... .... .... . .. .. ..... ... .. . .... .. . . .. . .. . ...... . 2

1.4 Premis ............ .. . . .. ....... . .. ..... ... .. , ....... .. . . .. . .... ....... . . . .. . 2

1.5 Hipotesis . ...... . . .... . .. . .. . ... .. .... ....... .. . . ....... .. .. .. . . . ... . . . . ... .. 3

1.6 Tujuan Penelitian .......... .. . . . .. . . .. .... ... .... . ... . .. .. ... . .. . ..... . ... . 3

1.7 Ruang Lingkup Penelitian .... ...... ........ .......... . . . . ... .. . . ...... .... 3

BAB II DASAR TEO RI ... . . . ...... . . ... ...... .. . ... ......... . . . .. . .. .. ... ... ...... .... 5

2.1 Kecipir .... . ... .. . . . . ... . . .. . ... ........ ...... ... . . ....... . .. .... . . ... .... . . ... 5

2.2 Isolat Protein ........ ... ...... .. .... . . .. ..... ....... .. ...... ... ... .... ....... ... ... . 8

2.3 Protein ..... .. .. .. ....... ...... .. ....... .......... ..... .... . ..... . .. .... . ....... . . . . . ...... 9

2.4 Proses Pembuatan Isolat Protein .. ......... .... .... .. ........ . . ..... .. . .. .. .. .10

2.4.1 Pembuatan Defatted Flake . ... .... ..... . ... .. . .. .. .. ..... ~ .. ..... . .10 ..

2.4.2 Pembuatan Isolat Protein ... .. ..... . . .. . . .. .... .. .. ... . ... . ... .... .11

2.5 Analisis Hasil Isolat Protein ........ .. . ...... .. .. ... .. ... . . . . ... . . ....... . 13

BAB ill METODOLOGI PENELITIAN ....... . ... . ... . ..... . ... .... ... .. .. ... ... . 14

BAB N HASIL DAN PEMBAHASAN ...... . ...... ...... . . ... ... ... ...... ........ ... .. . 15

BAB V KESl1\1PULAN ........ . . . . . . ...... .. ..... . .. . .... . . . ...... ... .......... ...... ... .. . 21

DAFT AR PUST AKA ........ .. ..... . . .. .. . ... . . .. ...... .. .... .. ........ ... .... . . . ... . . 22

lll

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Umum a-asam amino ... .... .... . .. . .. .... . .......... . ... .. .. .... .. 9

Gambar 3.1 Diagram Penelitian ... .. ....... . . .. ... . . .. . . . . . . ... . . .... . ...... . ... . ... . . .. . 14

Garn bar 4.1 Kurva standar .... .. .... .... ..... ... .... .. .... .. ... ......... . .. ...... . ... ..... 16

Garn bar 4.2 Ekstraksi protein dengan berbagai pelarut tanpa ekstraksi lemak ... 17

Gambar 4.3 Ekstraksi protein dengan berbagai pelarut dengan ekstraksi lemak.18

Gambar 4.4 Cake protein setelah disaring ...... . .... . .. ..... ..... . . ...... .. . .. ... .. . . .. 19

IV

DAFTAR TABEL

Tab el 1.1 Perbandingan komposisi kecipir dengan kedelai dalam %-b . . ... .. . ..... . 1

Tabel 2.1 Perbandingan gizi kecipir dibandingkan daging ................. ... . . . ...... 5

Tabel 2.2 Komposisi nutrisi kecipir . . . ..... . .... .. ...... .. .. . ................. ... . .. ... . . 6

Tabel 2.3 Spesifikasi isolat protein kedelai ..... .... . . .... . . .. . .. . .. . . . . . ... . .. . ... . .... . 8

Tabel 4.1 Basil analisis aw al kecipir .. . ...... .... . . . . . . . . .. ....... . .. .. .. .. . . .. . .. ... .. . 15

Tabel 4.2 Data percobaan ekstraksi lemak ...................... ...... .. . . ... .. ..... .. . 16

Tabel 4.3 Perolehan protein pada tiap tempuhan .............. . . ... . .. ..... . .. .. .. .. .. 17

Tabel 4.4 Data pengeringan isolat protein menggunakan tray drier .... . .. .. . .. .. .. 20

v

INTI SARI

Kecipir merupakan tanaman tropis yang mudah tumbuh di Indonesia. Komposisi kecipir hampir sama dengan kedelai namun pemanfaatan tanaman tersebut sangat terbatas. Padahal dengan komposisi yang sama dengan kedelai, kecipir memiliki potensi inenggantikan kedelai yang selama ini masih impor. Salah satu produk kedelai yang diminati dan banyak digunakan adalah isolate protein.

Penelitian ini bertujuan untuk membuat isolat protein dari kecipir. Variasi yang dilakukan adalah perlakuan awal kecipir, yaitu dengan ekstraksi lemak dan tanpa ekstraksi lemak, dan "jenis pelarut pengekstrak protein, yaitu NaOH, KOH, dan Ca(OH)2 . Percobaan dilakukan dengan rangkaian percobaan pendahuluan berupa penghilangan senyawa -beracun, analisis kadar awal protein dan lemak, serta ekstraksi lemak dengan heksana dan percobaan utama berupa ekstraksi protein dengan pelarut basa dan pembuatan isolat protein. Pembuatan isolat protein dilakukan terhadap perlakuan awal kecipir yang memberikan hasil protein yang tinggi saja.

Basil penelitian menunjukkan bahwa ekstraksi lemak akan membuat protein lebih mudah terekstrak dan tidak menimbulkan bau tidak sedap. Pelarut yang baik untuk ekstraksi protein adalah NaOH selama 45 menit dengan ekstraksi lernak terlebih dahulu. Protein yang dapat diekstrak mencapai 1026 ppm .. Isolat protein dapat diperoleh dengan kadar 97 % namun mengalami browning karena terlalu lama waktu pei:igeringanpya.

VI

BABI

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas tentang latar belakang, tema sentral masalah,

identifikasi masalah, prem1s, hipotesis, tujuan penelitian, dan ruang lingkup

penelitian.

1.1 Latar Belakang

Kecipir merupakan tanaman yang mudah tumbuh dan ditanam di

Indonesia. Tanaman ini dapat tumbuh di daerah yang mempunyai kelembaban

tinggi dan mempunyai akar yang dapat menyerap nitrogen dengan baik sehingga

sering dipakai sebagai tanaman selingan pada perkebunan karet dan kelapa.

Kecipir merupakan tanaman kacang-kacangan dan mempunyai kandungan gizi

yang tidak kalah dari kedelai . Perbandingan komposisi kecipir dengan kedelai

dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perbandingan komposisi kecipir dengan kedelai dalam %-b

Komposisi Kecipir Kedelai

Air 8.18 10.2

Protein 35.37 36.1

Lemak 17.78 17.7

Abu 3.96 5

Serat kasar 5.08 4.2

Karbohidrat 29.61 31

Melihat kandungan protein kecipir yang hampir sama dengan kedelai,

dipastikan bahwa kecipir dapat digunakan untuk menggantikan kedelai dan

produk tutunannya. Penggunaan kecipir akan dapat mengurangi impor kedelai dan

memberikan nilai tambah bagi pertanian kecipir. Namun demikian, kecipir

memiliki senyawa-senyawa beracun yang dapat mengganggu kesehatan sehingga

perlu hati-hati dalam pengolahannya. Salah satu produk turunan kedelai yang

1

bemilai tinggi dan yang akan dicoba digantikan oleh kecipir adalah isolat protein.

Isolat protein tersebut digunakan untuk pembuatan daging tiruan, campuran

makanan bayi, campuran sosis, campuran alat-alat kecantikan, dan lain-lain.

Pembuatan isolat protein dari kecipir belum pemah dilakukan sehingga hal

tersebut akan menjadi fokus utama dari penelitian ini.

1.2 Terna Sentral Masalah

Tidak adanya landasan teori yang menunjang metode pembuatan isolat

protein dari kecipir, termasuk pemisahan lemak dari kecipir dan jenis pelarut yang

digunakan untuk mengekstrak protein dari kecipir.

1.3 ldentifikasi Masalah

ldentifikasi masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh lemak dalam ekstraksi protein dari kecipir?

2. Perlukah dilakukan ekstraksi lemak dalam pembuatan isolat protein dari

kecipir?

3. Pelarutjenis apa yang baik dalam mengekstraksi protein dari kecipir? . . .

4 ... Bagaimana pengaruh waktu ekstraksi terhadap yield proteil_'l?

5. Apakah metode pembuatan isolat protein dari kecipir dapat disamakan dengan

metode pembuatan isolat protein dari kedelai?

1.4 Premis

Premis yang dipakai pada penelitian ini adalah :

1. Kadar protein pada kecipir adalah 3 5 .3 7% 1 •

2. Kecipir direndam selama dua belas jam pada suhu kamar dengan mengganti

air rendaman setelah enam jam pertama untuk menurunkan kadar anti nutrisi 1•

3. Dengan proses perendaman dan pengupasan kulit, kadar racun HCN pada

kecipir sudah hilang1•

4. Kecipir dikeringkan pada suhu 40°C sampai kandungan kelembabannya 8.5-

10% unmk memudahkan ekstraksi lemak2.

2

5. Kondisi optimum untuk ekstraksi protein dari kecipir adalah pada pH 12 dan

suhu 30° 2'3

•

6. Kondisi pengendapan yang paling baik adalah pada titik isoelektrik protein

yaitu pada pH= 42•

1.5 Hipotesa

Hipotesa yang diajukan dalam penelitian ini adalah :

1. Lemak dalam kecipir perlu dihilangkan dalam pembuatan isolat protein,

2. Pelarut yang baik untuk mengekstrak protein adalah basa kuat golongan I,

3. Metode pembuatan protein dari kecipir sama dengan metode pembuatan dari

kedelai.

1.6 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Menentukan pengaruh lemak dalam pembuatan isolate protein dari kecipir

2. Menentukan perfo. tidaknya ekstraksi lemak.

3. Menentukanjenis pelarut yang baik untuk mengekstraksi protein dari kecipir.

4. Menentukan waktu ekstraksi protein yang maksimum.

5. Metode pembuatan isolat protein dari kecipir.

1.7 Ruang Lingkup

Penelitian meliputi pembuatan tepung kecipir, dengan terlebih dahulu

melakukan analisis terhadap senyawa beracun yang ada di dalam kecipir. Setelah

terbentuk tepung, dilakukan penghilangan lemak dan tanpa penghilangan lemak

untuk melihat pengaruh terhadap ekstraksi protein dari kecipir. Ekstraksi protein

dilakukan dengan pelarut basa kuat yaitu NaOH, KOH, dan Ca(OH)2. Dalam

proses ekstraksi akan dilakukan penentuan waktu ekstraksi untuk masing-masing

3

jenis pelarut. Hasil yang diinginkan adalah isolat protein dari kecipir memenuhi

Standar Nasional Indonesia

4

BABII

DASAR TEORI

Pada bab berikut akan disajikan tentang kecipir, isolat protein dan proses

pembuatannya, serta analisis protein

2.1 Kecipir

Kecipir merupakan tanaman yang mudah ditanam sehingga tidak heran bila

tanaman kecipir terdapat di hampir seluruh bumi Nusantara. Bahkan tidak seperti

·kedelai, kecipir dapat tumbuh di daerah yang mempunyai tingkat kelembaban tinggi.

Karena luasnya penyebaran kecipir, tanaman ini mempunyai beberapa nama daerah

seperti cipir (Jawa Tengah dan Jawa Timur), jaat (Sunda), kaceper (Madura),

kalongkang (Bali), kacang blimbing (Padang), dan kacang embing (Palembang).

Terdapat dua jenis tanaman kecipir yaitu kecipir konsumsi (Psophocarpus

tetragonolobus) dan kecipir hutan (Psophocarpus polustris). Kecipir konsumsi mungkin

sudah tidak asing lagi sedangkan kecipir hutan memang tidak banyak dibudidayakan

dan digunakan sebagai penutup tanah perkebunan seperti perkebunan kelapa sawit dan

karet.

Kecipir memiliki kemrggulan dalam kandungan gizi. Bijinya mempunya1

kandungan kalori dan protein nabai yang tinggi sementara daun kecipir kaya vitamin,

terutama vitamin A. Yang lebih menarik adalah kecipir temyata memiliki kandungan

gizi yang lebih dibandingkan daging sapi dan daging domba. Perbandingan gizi kecipir

dengan daging dapat dilihat pada Tabel 2.1 ..

Tabel 2.1 Perbandingan gizi kecipir dibandingkan daging

No. Kandungan Kecipir Daging Sapi Daging Domba

1. Kalori (kal) 405,00 190,00 206,00

2. Protein (gr) 32,80 27,00 17,10

3. Lemak (gr) 17,00 10,00 14,80

4. Karbohidrat (gr) 36,50 0,00 0,00

5

Dari seluruh kandungan protein pada kecipir (35-40%), sekitar 29-33% nya

adalah globulin dan 15-22% nya adalah albumin. Selain untuk bahan pangan, kecipir

dapat digunakan untuk pengobatan altematif seperti sebagai obat tetes mata dan telinga,

penutup bisul, penambah nafsu makan, dsb. Komposisi nutrisi kecipir dapat dilihat pada

Tabel 2.2~

Tabel 2.2 Komposisi nutrisi kecipir

Abu (g I 100 g) 2

Faktor Kolesterol 3.84

Kalsium (mg I 100 g) 30

Karbohidrat (g I 100 g) 28.1 Tembaga (mg I 100 g) 1.386 Energi (k.kal I 100 g) 148 Faktor lemak 8.37 Folat (ug I 100 g) 19 Folat Makanan (ug I 100 g) 19 Folat (mg ekivalen diet folat I 100 g) 19 Asam lemak, total jenuh (g I 100 g) 0.222 Asam lemak, total {g I 100 g) 0.234 Asam lemak, total tak jenuh ganda (g I 100 g) 0.174 Besi 2 Total Lipida/lemak ( g I 100 g) 0.9 Mangan (mg I 100 g). 0.532 FaktorN 6.25 Niasin (mg I 100 g) 1.64 Faktor Protein 2.78 Protein (g I 100 g) 11.6 Phosphorus (mg I 100 g) 45 Kalium (mg I 100 g) 586 Asam Pantotenik (mg I 100 ) 0.116 Riboflavin (mg I 100 g) 0.149 Natrium 35 Natrium (mg I 100 g) 0.7 Thiamin (mg I 100 g) 0.379 Vitamin B6 (mg I 100 g) 7.50E-02 Air (g I 100 g) 57.4 Seng (mg I 100 g) 1.39

6

Kecipir juga mengandung beberapa senyawa antigizi maupun pengganggu

sehingga perlu untuk dihilangkan terlebih dahulu. Senyawa-senyawa tersebut adalah :

1. Tripsin inhibitor

Senyawa ini dapat menghambat aktivitas enz1m tripsin dalam tubuh yang

mengakibatkan menurunnya daya cema terhadap protein. Tripsin inhibitor pada

kecipir dihilangkan dengan cara perendaman dan ekstraksi menggunakan larutan

garam 5% NaCL

2. Phytohemagglutinin (PHA) atau lectin

Senyawa ini dapat mengakibatkan penggumpalan sel darah merah (meliputi

golongan darah A, B, dan 0) dan menimbulkan hemolisis bila dikonsumsi dalam

jumlah banyak. Hem-aglutinin mempunyai berat molekul sekitar 46000 ± 2000 dan

kaya akan asam amino.

3. Tannin (polifenol)

Tannin yang disebut juga asam glutanat merupakan senyawa polifenol yang

mempunyai rasa sepat dengan berat molekul lebih besar dari 500. Tannin berwama

. putih kekuningari atau kecoklatan. Tannin yang menyebabkan rasa sepat tersebut

tergolong tanin yang larut dalam air, sedangkan tannin yang tidak larut dalam air

tidak menyebabkan rasa sepat. Kecipir tidak mengandung tannin dalam jumlah yang . . . . . . . banyak sehingga sebenamya dapat diabaikan.

4. Asam fitat

Senyawa ini mempunyai sifat rakhitogenik (menimbulkan penyakit tulang

karena tubuh kekurangan kalsium). Asam fitat dapat membentuk garam yang tidak

larut apabila berikatan dengan kalsium atau mineral. lain, sehingga mineral tersebut

tidak dapat diserap oleh dinding usus. Jumlah kandungan senyawa asam fitat pada

kecipir tidak jauh berbeda dengan yang ada pada kedelai.

5. Asam sianida

Merupakan senyawa beracun dan mengakibatkan rasa pahit. Senyawa m1

ditemukan di batang kecipir dan kulit biji kecipir.

6. Senyawa lipoksigenase

Senyawa lipoksigenase ini menyebabkan rasa langu. Kandungan senyawa m1

dalam kecipir termasuk rendah dibandingkan tanaman lain.

7

Senyawa antigizi tersebut menyebabkan kecipir harus melalui pengolahan awal

terlebih dahulu sebelum melalui pengolahan selanjutnya.

2.2 lsolat Protein

Isolat protein adalah suatu produk yang mengandung 90% protein basis kering,

mengandung semua asam amino esensial serta hampir tidak mengandung kolesterol,

lemak, maupun karbohidrat sehingga didapat produk yang mempunyai rasa netral.

Spesifikasi isolat protein dari kedelai dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Spesifikasi isolat protein kedelai

Persen Komp on en be rat

Protein 90 Lemak 0.5

Abu 4.5 Karbohidrat 0.3

Isolat mempunyai kelebihan-kelebihan ·seperti :

1. Mempunyai kemampuan emulsifying dan properti_ penstabil emulsi, merupakan

pengikat yang sangat baik untuk minyak-air, serta merupakan agen adhesif yang

sangat ·baik. Hal ini _sangat b~rguna dalam proses produksi daging seperti sosis.

2. Mengandung protein nabati yang lebih rendah kolesterol (hypolipidemic) sebingga

mempunyai aplikasi . luas dalam formulasi makanan rehdah kolesterol maupun

rendah lemak.

3. Dapat dicampur dengan berbagai sumber makanan lain dengan tujuan meningkatkan

kmditas maupun kuantitas. Sebagai contoh, isolat protein dapat digunakan untuk

produksi susu bagi anak-anak yang menderita alergi (hypo-allergenic infant

formulations). Isolat protein juga merupakan sumber yang sangat baik untuk pasien

di rumah sakit yang memerlukan nutrisi komplet.

4. Mempunyai daya cema yang baik. Walaupun isolat protein terbuat dari produk

nabati, isolat protein mempunyai daya cema setara dengan daging, susu, dan ikan

karena komponen anti nutrisi nya sudah dihilangkan.

Isolat protein terbuat dari bahan-bahan yang mengandung protein tinggi seperti

kacang-kacangan (legume). Kacang yang biasa dipakai ·untuk pembuatan isolat protein

8

adalah kacang kedelai. Salah satu legume yang berpotensial untuk menyairtgi kacang

kedelai adalah kecipir, karena kandungan protein kecipir tidak berbeda jauh dari

kedelai . Perbandingan kandungan protein kecipir dengan kedelai dapat dilihat pada

Tabel 1.1.

2.3 Protein

Protein adalah sebuah polimer yang terdiri dari monomer-monomer a-asam

amino. Struktur umum a.-asam amino dapat dilihat pada Gambar 2.1.

H

HzN - C-COOH

R

Gambar 2.l Struktur Umum a.-asam amino

Asam ammo terdiri dari dua gugus fungsi, yaitu gugus asam (-COOH) dan

gugus basa (-NH2). Kedua gugus tersebut dapat terionisasi dalam larutan. Kelarufan

protein, sama halnya dengan kelarutan asai:n amino, sang~t bergantung pada pH. Hampir

80% protein dari bahan mentah dapat terekstraksi dalam air pada pH netral atau sedikit . . basa. Tetapi sayangnya pada pH yang sangat tinggi protein akan terdenaturasi.

Denaturasi protein adalah peristiwa rusaknya struktur molekul protein tanpa mengubah

ikatan kovalennya sehingga protein akan kehilangan fungsi biologisnya. Beberapa hal

yang dapat menyebabkan denaturasi protein adalah suhu tinggi, . bahang, garam,

pengaruh perrnukaan, dan perubahan pH yang ekstrim. Suhu denaturasi dari protein

albumin dan globulin adalah 73.3°C dan 78.9°C.

Asam amino akan bermuatan positif (kation) pada pH rendah dan akan

bermuatan negatif pada (anion) pada pH tinggi. Pada pH sedang, asam amino akan

berfungsi sebagai ion dipolar atau zwitterion, yang tidak bermuatan. pH pada saat amino

tidak berrnuatan ini dinamakan titik isoelektrik. Asam amino pada saat berada pada titik

isoelektrik ini tidak akan terpengaruh oleh medan magnet dan mempunyai tingkat

· kelarutan ya~g paling kecil. Titik isoelektrik kecipir berada pada pH = 4.

9

2.4 Proses Pembuatan Isolat Protein

Proses pembuatan isolat protein dari kecipir dianggap sama dengan pembuatan

dari kedelai. Proses pengolahan terdiri dari dua bagian, yaitu proses ekstraksi lemak dari

kecipir dan proses pembuatan isolat protein. Ekstraksi lemak dilakukan untuk

menghilangkan kadar lemak dari kecipir.

2.4.1 Pembuatan defattedflakes

Defatted flakes adalah daging kecipir yang sudah dihilangkan lemaknya dengan

proses ekstraksi. Ekstraksi lemak perlu dilakukan untuk menghilangkan resiko daging

menjadi tengik (rancidity) . Pembuatan defatted flakes dibagi menjadi tiga tahap yaitu

pengolahan awal kecipir, ekstraksi lemak, dan desolvenasi.

1. Pengolahan awal kecipir

Sebelum diolah lebih lanjut, kecipir harus melalui proses penyortiran awal

terlebih dahulu. Proses ini harus dapat mereduksi kandungan material asing seperti pasii"

ataupun tanah hingga hampir nol. Setefah disortir, kecipir direndam dengan air.

Perendaman dilakukan selama 12 jam pada temperatur kamar dan air.rendaman diganti

setelah enam jam pertama. Perendaman dengan waktu selama itu perlu dilakukan karena

kecipir termasuk kacang ·yang mempunyai. indeks kekerasan (hardness) . tertinggi.

Perendaman dapat menurunan kadar racun (asam sianida) dan aktivitas senyawa antigizi

seperti tripsin inhibitor, hemagglutin; asam fitat, dan polifenol (tanin). Selain itu

perendaman dapat memudahkan pengupasan kulit dan melunakkan biji. Setelah

perendaman dilakukan pengupasan kulit kecipir secara manual. Setelah pengupasan,

kecipir direbus pada suhu 40°C selama empat jam kemudian dianalisis kadar HCN-nya.

2. Ekstraksi Lemak

Minyak diekstraksi dari kecipir yang telah dikeringkan pada suhu 40°C dengan

pelarut organik selama 4 jam dengan F : S = 1 : 4. Pelarut (solvent) yang dipilih harus

memiliki sifat mempunyai selektivitas yang tinggi terhadap solut yang akan diekstrak,

stabil pada kondisi proses, tidak beracun, tidak mudah terbakar, densitas rendah,

viskositas rendah, tekanan uap rendah, tegangan permukaan rendah, mudah dan murah

proses recovery-nya dari aliran ekstrak serta berharga niurah. Oleh sebab itu biasanya

10

digunakan pelarut n-heksana karena mempunyai selektivitas terhadap minyak yang

tinggi, tekanan uap rendah, densitas rendah, tidak mudah terbakar, dan berharga murah

serta dapat mengekstrak minyak pada kacang secara optimum. Selain itu n-heksana juga

mempunyai kalor penguapan yangjauh lebih tinggi daripadajenis pelarut lainnya.

3. Desolvenasi

Tepung tanpa lemak yang dihasilkan kemudian didesolvenasi pada temperatur

ruang selama dua jam dan segera dimasukkan ke refrigerator pada suhu 4°C untuk

menunggu proses selanjutnya. Desolvenasi dapat pula dilakukan dengan memanggang

pada suhu 40°C.

2.4.2 Pembuatan Isolat Protein

Isolat protein dibuat dengan cara mengekstraksi protein dari kecipir yang sudah

dihilangkan minyaknya maupun belum. Pembuatan isolat protein dimulai dengan isolasi

prot~in dari kecipir n:ielalui ekstraksi dan pengendapan protein.

1. Ekstraksi Protein

E~straksi prot~in dilakukan melalui tiga tahap. Tahap pertama adalah dengan

merendam b~bu: ke~ipir dalam air destilasi, kemudian dilanjutkan dengan perendaman

menggunakan larutan 5% NaCL S,upematan yang terdapat dikumpulkan_ kemudian

diekstraksi menggunakan alkali seperti NaOH, lime, atau ammonia. Untuk kecipir,

kondisi optimum untuk ekstraksi adalah pada pH 12 dan suhu 40°C. Ekstraksi

menggunakan air bertujuan untuk mengekstraksi albumin. Ekstraksi menggunakan

larutan garam bertujuan untuk mengekstraksi globulin, sedangkan ekstraksi

menggunakan basa bertujuan untuk mengekstraksi protein dan gula. Penggunaan larutan

5% NaCl juga dapat menurunkan kadar tripsin inhibitor dan tannin secara signifikan

pada kecipir karena tannin akan terkondensasi dan terpolimerisasi menjadi tannin yang

tidak larut dalam air. Tannin yang tidak larut dalam air akan mengendap dan tidak

menyebabkan rasa sepat. Selain cara di atas, ekstraksi protein juga dapat dilakukan

dengan hanya menggunakan basa saja.

11

2. Pemisahan Ekstrak-Rafinat

Pada operasi skala industri, proses pemisahan dilakukan lewat dua tahap:

1. Screening (vibrating screen, rotary screen, dll) untuk memisahkan hampir semua

padatan, yang kemudian diikuti dengan

2. Centrifugal clarification pada ekstrak. Padatan basah dapat dipress untuk

menghilangkan ekstrak yang terperangkap. Kedua proses ini dapat dilakukan

sekaligus dengan menggunakan decanter centrifuges.

3. Pengendapan (Precipitation)

Asam fitat dalam isolat protein dapat diturunkan dengan mengatur pH pada

proses pengendapan protein. Protein diendapkan dengan menurunkan pH ekstrak hingga

batas isoelektrik. Titik isoelektrik adalah titik pada saat protein bermuatan netral

(zwitter ion) dan mempunyai tingkat kelarutan yang paling rendah. Titik yang dipilih

adalah pada pH 4 karena pada pH kelarutan asam fitat paling besar. Asam fitat yang

bermuatan negatif tidak akan mengendap s•edangkan protein yang bermuatan netral akan

mengendap. Hal ini menyebabkan sebagian fraksi protein (globulin dan alb.umin)

mengendap sebagai curd berwarna putih. Curd yang dihasilkan dalam proses ini kira­

kira hanya 1/3 dari berat awal bahan mentah. Yield yang sangat rendah ini

mengakibatkan pembuatan ISP yang mahal. Whey adalah supernatant .cair yang didapat

setelah protein diendapkan. Whey mengandung gula dan substansi nitrogen· yang tidak

terendapkan pada pengasaman. Whey tidak dapat diolah lebih lanjut karena akan sangat

tidak ekonomis untuk mengeringkan padatan dengan rasio solvent yang besar. Hal ini

mengakibatkan whey biasanya dikategorikan sebagai aliran limbah. Pengendapan

dilakukan menggunakan HCl dan diagitasi selama dua jam pada suhu 55°C dan setelah

itu kecipir didinginkan semalaman (kira-kira 12 jam). Pendinginan juga dimaksudkan

untuk menghilangkan tannin yang masih terkandung dan mempercepat pengendapan.

4. Pemisahan dan Pengeringan Curd

Protein yang terendapkan (curd) dipisahkan dari supernatant (whey) dengan

filtrasi ataupun sentrifugasi. Sentrifugasi dilakukan selama 20 menit pada 25000 x g.

Curd kemudian hams dicuci untuk menghilangkan residu whey yang terlarut. Hal

tersebut dapat dilakukan dengan mencampurkan curd dalam air dan meng-:-sentrifugasi

12

ulang. Pencucian yang teliti sangat mempengaruhi kemumian isolat protein.

Pengeringan protein dilakukan menggunakan spray dryer untuk memperoleh bentuk

bubuk.

2.5 Analisis Hasil Isolat Protein

Analisis utama isolat protein meliputi analisis protein, lemak, air, dan senyawa

beracun. Analisis protein menggunakan metode Lowry. Analisis kadar lemak dilakukan

dengan metode soxhlet, sedangkan analisis kadar air dilakukan dengan metode

gravimetri. Senyawa beracun yang dianalisis adalah tannin, asam fitat, dan HCN.

13

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metode percobaan yang dilakukan dapat dibagi menjadi percobaan pendahuluan

dan percobaan utama. Percobaan pendahuluan berupa penentuan ekstraksi lemak dalam

kecipir dan waktu ekstraksi dan percobaan utama berupa pembuatan isolat dari kecipir.

Diagram alir metode penelitian dapat dilihat pada Garn bar 3 .1. Variasi yang digunakan

dalam percobaan utama adalahjenis basa yaitu NaOH, KOH, dan Ca(OH)2 .

Pengupasan biji kecipir untuk penghilangan HCN

Ekstraksi lemak dengan heksana

Ekstraksi protein dengan berbagai macam pelarut

Pembuatan isolate protein

Ekstraksi protein dengan berbagai macam pelarut

Analisis basil isolate dan pembuatan dagirtg tiruari

Pembuatan isolate protein

Gambar 3.1 Diagram Penelitian

14

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan dibabas tentang basil analisis awal kecipir, basil ektraksi lemak dan tanpa

lemak, hasil ekstraksi dan waktu ekstraksi serta pelarut yang baik untuk ekstraksi

protein.

4.1 Hasil Analisis Awai Kecipir

Analisis awal kecipir meliputi kadar protein, kadar lemak, dan kadar BCN. Basil

analisis disajikan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Basil analisis awal kecipir

Kadar Kecipir Rat a-

I II rata

Protein (oom) 1172 1186 1179

Air(%) 11.65 10.48 11.07

Lemak (%) "15.36 16.52 15.94

HCN - - -

?asil analisis ~enunjtil~l<.an babwa· perendaman dan p~ngupasan kulit kecipir berhasil . .

mengbilangkan BCN dari kecipir. Kadar air yang ada pada kecipii masib tinggi

sebingga perlu dilakukan pengeringan agar proses ekttaksi lemak dapat berjalan dengan

baik. Kadar air yang baik adalab 8 - 10 %.

4.~ Ekstraksi Lemak

Ekstraksi lemak dilakukan menggunakan metode soxblet dengan pelarut n­

beksan pada suhu 40°C selama empat jam. Dari percobaan didapatkan data seperti di

tabel 4.2.

Tabet 4.2 Data percobaan ekstraksi lemak

massa kecipir massa minyak % lemak

rata-rata (gr) rata-rata (gr)

Sebelum ekstraksi lemak 45 7.173 15.94%

Setelah ekstraksi lemak 40.06 1.751 4.37%

15

Ekstraksi dengan heksana dapat menghilangkan lemak dari kecipir sebesar 72,6 %. Hal

ini menunjukkan bahwa heksana merupakan pengekstrak yang baik untuk lemak. Kedua

jenis kecipir tersebut diekstraksi proteinnya dengan pelarut NaOH, KOH dan Ca(OH)2 . ·

4.3 Ekstraksi Protein

Sebelum proses ekstraksi protein, terlebih dahulu dibuat kurva standar protein

untuk menentukan kadar protein pada kecipir setelah ekstraksi. Pembuatan kurva

standar menggunakan metode Lowry menggunakan spektrofotometer dengan

menentukan panjang gelombang maksimum. Kurva standar yang didapat dari percobaan

dapat dilihat pada gambar 4.1. Panjang gelombang maksimum yang diperoleh untuk

percobaan ini adalah 700 run.

c:

0.60

O.SO

0.40 .

..2l (5 0.30 11 ~ 0.20 ·

0.10 -

Kurva Standar

y = 0.0021x R2 =0.9984

0.00 ~-~--~-~--~-~~-~--~-~--~-~ 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

ppm albumin

Gambar 4.1 Kurva standar

Ekstraksi protein pada kecipir dilakukan pada suhu A0°C dengan tiga variasi

pelarut yang berbeda, yaitu NaOH, KOH, dan Ca(OH)2 masing-masing 1 N hingga

mencapai pH = 12 dengan perbandingan kecipir : pelarut= 1 : 9. pH 12 merupakan

kondisi optimum pengekstraksian protein dari kecipir karena kelarutan protein berada

pada titik tertinggi sehingga protein dapat terlarut dengan baik. Selain itu, asam fitat

yang terkandung pada kecipir berada pada keadaan tidak larut sehingga dapat

dipisahkan dari ekstrak menggunakan sentrifugasi. Hasil ekstraksi protein disajikan

pada tabel 4.3. Perbandingan hasil ekstraksi dapat dilihat pada gambar 4.2 dan 4.3.

16

Tabel 4.3. Perolehan protein pada tiap tempuhan

Na OH KOH Ca(OH)z Men it

.. A B A B A B

15 721 950 684 904 457 631

30 770 1001 736 958 508 692

45 803 1051 770 1009 528 717

60 812 1059 776 1014 533 723

90 814 1065 779 1020 535 725

120 814 1068 783 1023 537 727

A = tempuhan yang tidak melalui tahap ekstraksi lemak

B = tempuhan yang melalui tahap eksktraksi lemak

Ekstraksi Protein dengan Berbagai Pelarut (Tanpa Ekstraksi Lemak)

850 .. 800 ~-

,,....v-- - .. •.

E 750 /. .

~ 700 (ii/

c 650 'Qi .....

2 600 CL . ... ~ 550

'- ----, . -·--- ----~-- -- ;-\ Ill - ·-~ 500 .... :...1 ---+-NaOH

.. -./" -~--KOH 450 A

-a-- Ca(OH)2 400

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Waktu, menit

Gambar 4.2 Ekstraksi protein dengan berbagai pelarut tanpa ekstraksi lemak

17

Ekstraksi Protein dengan Berbagai Pelarut (Dengan Ekstraksi Lemak)

1200

1100 ~

..ti·-------... ~

---E 1000 .e ~ -.,,. .--· 0.. y-·-0..

c 900 'Qj .... 800 0 ... 0.. ·, -- ·-- - .. ----- ------· - --" - --:?:~ ... 700 - " Ill

"C Ill 600 -:::e:

--4--· Na OH

500 KOH ~---,,, Ca(OH)2

400 0 15 30 45 60 75 90 105 120

Waktu, menit

Gambar 4.3 Ekstraksi protein dengan berbagai pelarut dengan ekstraksi lemak

Dari hasil analisis dapat dilihat bahwa perolehan protein untuk kecipir yang

melalui tahap ekstraksi lemak menjadi lebih banyak bila dibandingkan dengan

perolehan protein untuk kecipir yang tidak melalui tahap ekstraksi lemak. Hal ini

disebabkan karena lemak yang terkandung dalam kecipir menghalangi mekanisme

1arutnya protein dalam pelarut. Selain itu penghilangan lemak terlebih dahulu

menyebabkan larutan kecipir yang diekstraksi tidak berbau.

Dari hasil percobaan tersebut juga dapat dilihat bahwa perolehan protein paling

banyak adalah menggunakan NaOH, disusul KOH dan Ca(OH)2, baik untuk kecipir

yang diektra:ksi lemak maupun tanpa ekstraksi lemak.NaOH dan KOH tidak

menghasilkan perolehan protein yang berbeda jauh sedangkan Ca(OH)2 menghasilkan

protein jauh lebih sedikit dibandingkan kedua pelarut lainnnya. Perbedaan ini dapat

disebabkan karena perbedaan kekuatan ionik dari NaOH, KOH, dan Ca(OH)2• Na+ dan

K+ merupakan logam golongan pertama yang mempunyai kekuatan ion yang hampir

sama sedangkan Ca2+ adalah logam golongan kedua yang mempunyai kekuatan ion di

bawah kedua logam pertama.

Dari keseluruhan data hasil percobaan, dapat dilihat bahwa perolehan protein

paling banyak adalah tempuhan yang melalui tahap ekstraksi lemak dan menggunakan

pelarut NaOH. Waktu ekstraksi yang dipilih adalah 45 menit karena setelah waktu

18

tersebut kenaikan jumlah perolehan protein hanya sedikit dan dihasilkan bau tidak

sedap. Kondisi yang dipilih untuk dibuat menjadi isolate protein adalah kecipir yang

diekstraksi lemak terlebih dahulu karena memberikan hasil protein yang tinggi.

4.4 Pembuatan Isolat Protein

Setelah proses ekstraksi protein; terbentuk 2 fasa yaitu fasa kaya protein yang

berada di bagian bawah dan miskin protein yang berada di bagian atas. Kedua fasa

dipisahkan menggunakan centrifuge. Setelah dipisahkan, ekstrak kaya protein

dikumpulkan kemudian diendapkan menggunakan asam (HCl) pada pH=4, yaitu pada

titik isoelektrik protein. Pada titik tersebut, protein tidak bermuatan sehingga tidak larut

dalam air.

Endapan yang terbentuk kemudian diresuspensi menggunakan aquades untuk

menghilangkan sisa-sisa pelarut maupun zat-zat yang masih bisa terlarut supaya

diperoleh protein saja. Setelah diresuspensi, endapan protein kemudian disaring

menggunakan kertas saring sehingga terbentuk cake protein. Cake protein dapat dilihat

pada gambar 4.4.

·-··:_·~ T~/?~ ·- ·~?"···?!~' .

Gambar 4.4 Cake protein setelah disaring

Cake protein ini kemudian dikeringkan menggunakan pengering tray drier.

Proses pengeringan bertujuan untuk menentukan kadar protein hasil ekstraksi protein.

Data pengeringan dapat dilihat pada tabel 4.4.

19

Tabel 4.4 Data pengeringan isolat protein menggunakan tray drier

Waktu Isolat protein

(men it) Na OH KOH Ca(OHh 0 68.43 57.53 52.82

15 62.86 51.46 45.95 30 57.42 45.48 40.08 45 52.31 41.61 34.91 60 47.75 37.16 30.1 75 43.33 32.99 25.93 90 39.09 29.18 22.19

105 35.4 25.61 19.15 120 31.93 22.47 16.48 135 28.65 19.54 14.01 150 25.49 16.87 11.67 165 22.35 14.4 10.43 180 19.23 12.06 9.29 195 16.06 10.82 8.21 210 12.91 9.68 7.36 225 10.94 8.6 6.62 240 9.1 7.75 6.04 255 7.97 7.01 5.36 270 7.19 6.43 4.89 285 6.51 5.75 -

300 5.96 5.15 -315 5.78 - -

Isolat protein yang diperoleh bila dibandingkan dari bahan baku semula hanya

sedikit, dari 20 gram kecipir hanya dihasilkan protein sebesar 28,9% untuk NaOH,

25,75% untuk KOH, dan 24,45% untuk Ca(OH)2. Hal ini menyebabkan harga jual

isolat protein yang tinggi. Isolat protein yang dihasilkan sangat baik, mencapai kadar 97

% untuk pelarut NaOH namun mengalami kerusakan protein. Kerusakan protein ..

ditrinjukkan dengan berubahnya wama protein menjadi coklat yang diakibatkan reaksi

browning. Reaksi ini diakibatkan proses pengeringan yang tedalu lama, lebih dari 240

menit. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dalam proses pengeringan

isolate protein.

20

BABV

KESIMPULAN DAN SARAN

Beberapa hal yang dapat diperoleh dari hasil penelitian adalah :

1. Perendaman dan pengupasan dapat menghilangk<in kadar HCN dari kecipir.

2. Ekstraksi lemak perlu dilakukan untuk menghilangkan bau tidak sedap dan

meningkatkan perolehan ekstraksi protein.

3. Pelarut basa yang baik untuk ekstraksi protein adalah NaOH, yang ditunjukkan

dengan tingginya perolehan protein sebesar 1026 ppm.

4. Waktu ekstraksi protein adalah 45 menit dengan pelarut NaOH.

5. Proses pengeringan protein perlu diperhatikan untuk mendapatkan isolat protein

dengan kadar di atas 90 % tanpa mengalami browning. Basil penelitian belum

memberikan isolat yang baik.

6. Metode pembuatan isolat protein dari kecipir dapat dilakukan dengan cara yang

sama seperti pembuatan dari kedelai.

Saran untuk penelitian lebih lanjut :

1. Perlu dilakukan optimalisasi ekstraksi lemak supaya protein dapat diekstrak lebih

banyak.

2. Perlu dilakukan peneliti~ penentu.an kondisi pengeringan protein dalam pembuatan

isolat protein.

21

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim, (1992), Daftar Komposisi Bahan Makanan, Bhatara Karya, Jakarta.

2. Kantha, Sachi Sri, Navam S. Hettiarachchy, dan John W. Erdman, Jr, (1986),

"Nutrient, Antinutrient Contents, and Solubility Profiles of Nitrogen, Phytic Acid,

and Selected Minerals in Winged Bean Flour", Cereal Chemistry vol 63(1) hal 9-13.

3. Mario R. Gonzales, et al, (2003), "Ebony and proteins fractionation, solubilization,

characterization and production of an

isolate ",b..1:1.Q ://www .scielo.org. ve/sc ie] o. php ?pi d=S0004-

06222003000100013&script=sci mitext

4. Kantha, S. Sri, Navam S Hettiarachchy, dan John W. Erdman, Jr., (1984), "The

Winged Bean as an Oil and Protei"n Source:A Review", Journal of the American Oil

Chemists' SocietyVol 61/Number 1, Hal 515.

5. Berk, Zeki, (1992), "Isolated Soybean Protein",

http://www.fao.org/docrep/t0532E/t0532e07.htm.

6 . . Fieser, Louis F. dan Mary Fieser, (1952), "Textbook of Organic Chemistry",

Maruzen Co~pany.

7. Bello AB, Okezie BO., ( 1989-1990), "Effect of extraction conditions on the

extractability of w_znged be~n (P_sop~ocarpus tetragonolobus (L) DC) prot~ins ", J

Food Sci. 1989 hal 54.

8. T. A. Revina, A. S.'Speranskaya, G. V. Kladnitskaya, A. V .. Shevelev,

and T. A. Valueva, "Subtilisin Protein Inhibitor from Potato Tubers'',

9. http:/164.233.167 .104/search?g=cache:LmioSJ2CIEA.T: l .mol.bio.msu.rn/biokhimiya

/ inpress/pdf/BM04-l 24.pdf+isolate+psophocarpus protein&bJ=en&ie=U Tf -8

22