BAB I

PENDAHULUAN

I. Dasar Teori

1.1 Susu

Susu merupakan sumber nutrisi yang penting untuk

pertumbuhan bayi mammalia, termasuk manusia, yang

mengandung karbohidrat, protein, dan lemak, mineral dan

vitamin. Laktosa yang merupakan satu-satunya

karbohidrat dalam susu mammalia, adalah disakarida yang

terdiri dari gabungan 2 monosakrida yaitu glukosa dan

galaktosa (Heyman, 2006).

Rata-rata persentase komposisi susu dari berbagai

hewan

Sumber: Buckle Food Science, 1985.

1.1.1 FATS (LEMAK)

Persentase lemak susu bervariasi antara 2,4% -

5,5%. Lemak susu terdiri atas trigliserida yang

tersusun dari satu molekul gliserol dengan tiga

molekul asam lemak (fatty acid) melalui ikatan-

ikatan ester (ester bonds). Asam lemak susu berasal

dari aktivitas mikrobiologi dalam rumen (lambung

ruminansia) atau dari sintesis dalam sel sekretori.

Asam lemak disusun rantai hidrokarbon dan golongan

1

karboksil (carboxyl group). Salah satu contoh dari

asam lemak susu adalah asam butirat (butyric acid)

berbentuk asam lemak rantai pendek (short chain

fatty acid) yang akan menyebabkan aroma tengik

(rancid flavour) pada susu ketika asam butirat ini

dipisahkan dari gliserol dengan enzim lipase.

Lemak susu dikeluarkan dari sel epitel ambing

dalam bentuk butiran lemak (fat globule) yang

diameternya bervariasi antara 0,1 - 15 mikron.

Butiran lemak tersusun atas butiran trigliserida

yang dikelilingi membran tipis yang dikenal dengan

Fat Globule Membran (FGM) atau membran butiran lemak

susu. Komponen utama dalam FGM adalah protein dan

fosfolipid (phospholipid). FGM salah satunya

berfungsi sebagai stabilisator butiran-butiran lemak

susu dalam emulsi dengan kondisi encer (aqueous)

dari susu, karena susu sapi mengandung air sekira

87%.

Lemak susu mengandung beberapa komponen bioaktif

yang sanggup mencegah kanker (anticancer potential),

termasuk asam linoleat konjugasi (conjugated

linoleic acid), sphingomyelin, asam butirat, lipid

eter (ether lipids), b-karoten, vitamin A, dan

vitamin D. Meskipun susu mengandung asam lemak jenuh

(saturated fatty acids) dan trans fatty acids yang

dihubungkan dengan atherosklerosis dan penyakit

jantung, namun susu juga mengandung asam oleat

(oleic acid) yang memiliki korelasi negatif dengan

2

penyakit tersebut. Lemak susu mengandung asam lemak

esensial, asam linoleat (linoleic acid) dan

linolenat (linolenic acid) yang memiliki bermacam-

macam fungsi dalam metabolisme dan mengontrol

berbagai proses fisiologis dan biokimia pada manusia

(D. Mc Donagh dkk., 1999).

1.1.2 PROTEIN

Susu merupakan salah satu sumber protein hewani

yang memiliki daya cerna tinggi dan kaya akan

protein, laktosa, mineral dan vitamin (Buckle et

al,. 1987; Varnam dan Sutherland, 1994). Protein

susu terdiri atas kasein, laktalbumin dan

laktoglobulin. Kasein merupakan protein yang

terbanyak jumlahnya daripada laktalbumin dan

laktoglobulin. Namun di samping ketiga jenis protein

tersebut terdapat pula protein lainnya sebagai enzim

dan immunoglobulin (Hadiwiyoto, 1994). Protein dalam

susu dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama

yaitu kasein (protein yang dapat diendapkan oleh

asam dan enzim rennin) dan protein whey (protein

yang dapat terdenaturasi oleh panas dengan suhu

sekitar 650C) (Buckle et al,. 1987). Protein dalam

susu mencapai 3,25%. Struktur primer protein terdiri

3

atas rantai polipeptida dari asam-asam amino yang

disatukan ikatan-ikatan peptida (peptide linkages).

Beberapa protein spesifik menyusun protein susu.

Kasein merupakan komponen protein yang terbesar

dalam susu dan sisanya berupa whey protein. Kadar

kasein pada protein susu mencapai 80%. Kasein

terdiri atas beberapa fraksi seperti alpha-casein,

betha-casein, dan kappa-casein. Kasein merupakan

salah satu komponen organik yang berlimpah dalam

susu bersama dengan lemak dan laktosa.

Kasein penting dikonsumsi karena mengandung

komposisi asam amino yang dibutuhkan tubuh. Dalam

kondisi asam (pH rendah), kasein akan mengendap

karena memiliki kelarutan (solubility) rendah pada

kondisi asam. Susu adalah bahan makanan penting,

karena mengandung kasein yang merupakan protein

berkualitas juga mudah dicerna (digestible) saluran

pencernaan.

(Sumber : Lainpert, H.L. 1965. Modern Uairy Products. Chemical Publishing

Co., Inc. New York).

Kasein asam (acid casein) sangat ideal

digunakan untuk kepentingan medis, nutrisi, dan

produk-produk farmasi. Selain sebagai makanan, acid

casein digunakan pula dalam industri pelapisan

kertas (paper coating), cat, pabrik tekstil,

perekat, dan kosmetik.

Pemanasan, pemberian enzim proteolitik

(rennin), dan pengasaman dapat memisahkan kasein

4

dengan whey protein. Selain itu, sentrifugasi pada

susu dapat pula digunakan untuk memisahkan kasein.

Setelah kasein dikeluarkan, maka protein lain yang

tersisa dalam susu disebut whey protein.

Whey protein merupakan protein butiran (globular).

Betha-lactoglobulin, alpha-lactalbumin,

Immunoglobulin (Ig), dan Bovine Serum Albumin (BSA)

adalah contoh dari whey protein. Alpha-lactalbumin

merupakan protein penting dalam sintesis laktosa dan

keberadaannya juga merupakan pokok dalam sintesis

susu.

Dalam whey protein terkandung pula beberapa

enzim, hormon, antibodi, faktor pertumbuhan (growth

factor), dan pembawa zat gizi (nutrient

transporter). Sebagian besar whey protein kurang

tercerna dalam usus. Ketika whey protein tidak

tercerna secara lengkap dalam usus, maka beberapa

protein utuh dapat menstimulasi reaksi kekebalan

sistemik. Peristiwa ini dikenal dengan alergi

protein susu (milk protein allergy).

1.1.3 KARBOHIDRAT

Karbohirat merupakan zat organik yang terdiri

atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat

dapat dikelompokan berdasarkan jumlah molekul gula-

gula sederhana (simple sugars) dalam karbohidrat

tersebut. Monosakarida, disakarida, dan polisakarida

merupakan beberapa kelompok karbohidrat. Laktosa

5

adalah karbohidrat utama susu dengan proporsi 4,6%

dari total susu. Laktosa tergolong dalam disakarida

yang disusun dua monosakarida, yaitu glukosa dan

galaktosa. Rasa manis laktosa tidak semanis

disakarida lainnya, semacam sukrosa. Rasa manis

laktosa hanya seperenam kali rasa manis sukrosa.

Laktosa dapat memengaruhi tekanan osmosa susu,

titik beku, dan titik didih. Keberadaan laktosa

dalam susu merupakan salah satu keunikan dari susu

itu sendiri, karena laktosa tidak terdapat di alam

kecuali sebagai produk dari kelenjar susu. Laktosa

merupakan zat makanan yang menyediakan energi bagi

tubuh. Namun, laktosa ini harus dipecah menjadi

glukosa dan galaktosa oleh enzim bernama laktase

agar dapat diserap usus.

1.2 Laktosa

6

Laktosa yang terdapat pada susu, perlu dihidrolisa

menjadi glukosa dan galaktosa terlebih dahulu supaya

bisa diserap oleh dinding usus dan memasuki peredaran

darah (Ingram et al. 2009). Untuk proses hidrolisa

tersebut diperlukan enzim laktase, yang terdapat pada

brush border mukosa usus halus. Adanya defisiensi ensim

tersebut akan menyebabkan kondisi yang disebut

intoleransi laktosa (Sinuhaji, 2006).

Laktosa, β galacotse 1,4 glukosa merupakan komposisi

gula pada susu mammalia yang unik. Laktosa merupakan

disakarida yang terdiri dari glukosa dan galaktosa

(Solomons, 2002). Laktosa merupakan sumber energi yang

memasok hampir setengah dari keseluruhan kalori yag

terdapat pada susu (35-45%). Selain itu, laktosa juga

diperlukan untuk absorbsi kalsium. Hasil hidrolisa

laktosa yang berupa galaktosa, adalah senyawa yang

penting untuk pembentukan sebrosida. Serebrosida ini

penting untuk perkembangan fan fungsi otak. Galaktosa

juga dapat dibentuk oleh tubuh dari glukosa di hati.

Karena itu keberadaan laktosa sebagai karbohidrat utama

yang terdapat di susu mammalia, termasuk ASI, merupakan

hal yang unik dan penting (Sinuhaji, 2006). Laktosa

hanya dibuat di sel-sel kelenjar mamma pada masa

menyusui melalui reaksi antara glukosa dan galaktosa

uridin difosfat dengan bantuan lactosesynthetase. Kadar

laktosa dalam susu sangat bervariasi antara satu

mammalia dengan yang lain. ASI mengandung 7% laktosa,

7

sedangkan susu sapi hanya mengandung 4% (Sinuhaji,

2006).

Struktur laktosa:

1.3 Metabolisme Laktosa

Karbohidarat yang dimakan diserap dalam bentuk

monosakarida (glukosa, galaktosa, dan fruktosa). Karena

itu laktosa harus dihidrolisa menjadi glukosa dan

galaktosa terlebih dahulu agar proses absorbsi dapat

berlangsung. Hidrolisa ini dilakukan oleh laktase (β-

galactosidase), suatu enzim yang terdapat pada brush

border mukosa usus halus (Mattews, 2005). Laktosa dalam

bentuk bebas dan tidak terikat dengan molekul

lainnyahanya dapat ditemukan pada susu. Laktosa

disintetase dengan menggunakan UDP-galaktose dan glukosa

sebagai substrat. Sintetase laktose terdiri dari 2

subunit: galactosyltransferase dan α-lactalbumin. α-

lactalbumin merupakan subunit yang meyebabkan

galactosyltransferase mengubah galaktosa menjadi glukosa.

8

Subunit katalitik meningkat selama kehamilan, dimana

kadar α-lactalbumin dipengaruhi oleh hormon dan meningkat

hanya pada akhir kehamilan ketika kadar prolaktin

meningkat (Campbell et al. 2005).

Gambar 1. Laktosa yang merupakan disakarida terdiri

dari gugus galaktose dan glukosa akan dihidrolisa

dengan bantuan ensim laktase menghasilkan

monosakarida yaitu galaktosa dan glukosa.

1.4 Intoleransi Laktosa

Intoleransi laktosa merupakan suatu kondisi yang

sering terjadi di seluruh dunia dimana laktosa tidak

bisa tercerna dengan baik karena adanya defisiensi

ensim laktase. Laktosa yang tidak bisa terpecah menjadi

glukosa dan galaktosa inilah yang akan menimbulkan

beberapa manifestasi klinis yang beragam, mulai dari

9

sakit perut, mual, muntah, kembung, hingga diare

(Heyman, 2006).

Intoleransi laktosa merupakan sindroma klinis yang

ditandai oleh satu atau lebih manifestasi klinis

seperti sakit perut, diare, mual, kembung, produksi gas

di usus meningkat setelah konsumsi laktosa atau makanan

yang mengandung laktosa. Jumlah laktosa yang

menyebabkan gejala bervariasi dari individu ke

individu, tergantung pada jumlah laktosa yang

dikonsumsi, derajat defisiensi laktosa, dan bentuk

makanan yang dikonsumsi (Heyman, 2006). Beberapa

terminologi yang berkaitan dengan intoleransi laktosa

antara lain:

Malabsorbsi laktosa

Permasalahan fisiologis yang bermanifestasi sebagai

intoleransi laktosa dan disebabkan karena

ketidakseimbangan antara jumlah laktosa yang yang

dikonsumsi dengan kapasitas laktase untuk menghidrolisa

disakarida (Heyman, 2006).

Defisiensi laktase primer

Tidak adanya laktase baik secara relatif maupun

absolut yang terjadi pada anak-anak pada usia yang

bervariasi pada kelompok ras tertentu dan merupakan

penyebab tersering malabsorbsi laktosa dan intoleransi

laktosa. Defisiensi laktase primer juga sering disebut

hipolaktasia tipe dewasa, laktase nonpersisten, atau

defisiensi laktase herediter (Heyman, 2006).

10

Defisiensi laktase sekunder

Defisiensi laktase yang diakibatkan oleh injuri usus

kecil, seperti pada gastroenteritis akut, diare

persisten, kemoterapi kanker, atau penyebab lain injuri

pada mukosa usus halus, dan dapat terjadi pada usia

berapapun, namun lebih sering terjadi pada bayi

(Heyman, 2006).

Defisiensi laktase kongenital

Merupakan kelainan yang sangat jarang yang

disebabkan karena mutasi pada gen LCT. Gen LCT ini

yang memberikan instruksi untuk pembuatan ensim

laktase (Madry, 2010).

2 Tujuan

Terampil melakukan isolasi laktosa dari susu skim.

BAB II

METODE KERJA

11

I. Prosedur

Place 25 gram of nonfat dry milk powder in a 250 ml

beaker, add 75 ml of warm water and stir to mix. Adjust

the temperature of the mixture to between 40 and 50oC by

heating or cooling. Add about 10 ml of 10% acetic acid

solution and stir the mixture to coagulate the casein.

Precipitation can be judge to be complete when the liquid

changes from milky to clear. Remove the precipitated

casein by filtering the mixture by gravity through

cheesecloth. Collect the filtrate in a 250 ml beaker. Add

about 2 grams of calcium carbonate powder to the

filtrate, stir it well, and boil the suspension for about

10 minutes. Add to the hot mixture as much decolorizing

carbon as would cover a nickel, stir the mixture

thoroughly, and filter it by suction through a layer of

wet filter aid on a Buchner funnel. Transfer the filtrate

to a 250 ml beaker and concentrate in to a volume of

about 30 ml by boiling over a low flame with wire gauze

between the flame and the beaker. When the volume has

been reduced to 30 ml, turn off the burner and add 125 ml

of 95% ethanol and about the same amount of decolorizing

carbon as used before. Stir the mixture well and filter

it through a layer of wet filter aid on Buchner funnel.

Allow the clear filtrate to stand for crystallization for

at least 24 hours in a stoppered Erlenmeyer flask.

Collect the crystals of lactose by suction filtration.

They may be washed with a small amount of 95% ethanol.

Yield between 2,5 and 4,5 gram.

12

Sumber: J.Cason, H.Rapoport. 1950. Laboratory in Organic

Chemistry.Prentice Hall,New York.,p.113.

II. Alat dan Bahan

Alat Bahan- Gelas ukur

- Beaker glass

- Pengaduk

- Termometer

- Labu hisap

- Corong buchner

- Susu skim 12,5 gram

- Asam asetat 5 ml

- CaCO3 2,61 gram

- Etanol 65 ml

- Air 104,6 ml

III. Skema Kerja

13

IV. Gambar Pemasangan Alat14

15

16

17

Diuapkan hingga

V. Struktur Laktosa

4-O(β-D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa

18

Etanol 65

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

I. Hasil

- Hasil teoritis :12,5 gram

- Hasil percobaan :1,7 gram

- Rendemen : 1,7gram12,5gram

x100%=13,60%

II.Pembahasan

Dalam percobaan ini dilakukan dengan susu skim yangdidalamnya hanya mengandung laktosa dan protein,sedangkan lemaknya sudah dihilangkan. Percobaan inidiawali dengan menimbang susu skim sebanyak 12,5 gram

19

lalu dimasukkan ke dalam beaker glass 500 ml dan ditambah

air 104,6 ml didapat dari perhitungan : 12,523,9 x 200 ml =

104,6 ml kemudian diaduk sampai semua susu larut.Dalam campuran tersebut kemudian dipanaskan sampai 40˚Ckarena suhu 40˚ C merupakan suhu konstan untukmengendapkan kasein. Jika suhu di atas 400C casein akantidak stabil dan terurai menjadi asam amino tetapi jikasuhu kurang dari 400C maka pembentukan caseinnyatidaksempurna. Kemudian saat mencapai suhu konstan apidimatikan lalu menambahkan asam asetat encer sebanyak

1:10 dari jumlah air yaitu : 110

x104,6=10,46ml tetapi

pada saat meneteskan sedikit demi sedikit sampai 5 mlasam asetat, endapan casein sudah mengendap sempurnaditandai dengan pada saat meneteskan sudah tidak terjadiendapan. Penambahan asam asetat tidak boleh berlebihkarena laktosa bisa terhidrolisis menjadi D-glukosa danD-galaktosa. Seperti pada gambar berikut.

Kemudian campuran tersebut disaring dan ditambah 2,61

gram CaCO3didapat dari perhitungan: 12,523,9x5gram = 2,61

gram. Kegunaan adalah untuk menurunkan kelarutan proteinakibat penambahan garam konsentrasi tinggi. Dalam hal iniakan terjadi pengendapan protein (albumin ) sehingga

20

interaksi hidrofobik akan lebih besar jika dibandingkandengan hidrofilik membentuk Ca-albumin. Lalu dipanaskanselama 10 menit. Karena Ca albumin memiliki kelarutanrendah pada suhu tinggi, setelah dipanaskan lalu disaringkembali dan filtratnya diuapkan sampai volume 15,7 ml

dari perhitungan: 12,523,9 x 30 ml = 15,7 ml.

Pada saat penguapan diberi batu didih agar tidakterjadi bumping. Kemudian pada larutan panas ditambahkan65 ml etanol 95% tujuannya agar etanol mendesak airsehingga kristal laktosa mengendap. Kemudian dilakukanpenyaringan lalu filtratnya dimasukkan ke dalam botol danditutup dengan kertas perkamen yang telah dilubangidengan peniti agar etanol dapat menguap, lalu didiamkanselama semalam, setelah itu disaring dengan corongbuchner dan labu hisap, lalu kristal dikeringkan dengandiangin- anginkan sebentar.

Skema:

21

Berikut perbedaan laktosa dan

laktulosa.

Laktosa merupakan disakarida yang terdiri atas satu

molekul D-glukosadan D-galaktosa yang terikat dengan

ikatan 1,4’-β-glikosidik, sedangkan laktulosa adalah

suatu disakarida sintetis yang mengandung senyawa

galaktosa dan fruktosa, (1,4)-galactosido-fructose.

Laktulosa tingkat kemanisannya lebih tinggi

dibandingkan dengan laktosa, karena fruktosa

memiliki tingkat kemanisan yang tinggi.

Struktur molekular laktulosa terbagi menjadi α-

laktulosa dan β-laktulosa, yang digambarkan sebagai

berikut

Laktulosa tidak termetabolisme ataupun terserap pada

usus kecil pencernaan manusia. Karena tubuh tidak

memiliki enzim untuk mencernanya, menyebabkan

laktulosa tidak dapat dicerna oleh usus. Dikarenakan

senyawa laktulosa adalah senyawa sintetik atau

buatan, sehingga proses sintesisnya tidak terjadi

secara biologis, tetapi secara kimiawi.

Terdapat tiga tahap utama dalam pembuatan laktulosa

laktulosa untuk kepentingan dalam bilang farmasi

yaitu, tahap konsentrasi, kristalisasi, dan

22

purifikasi. Secara umum, whey atau air dadih adalah

bagian dari susu yang akan dihasilkan dari proses

produksi keju, kaya akan senyawa laktosa.Laktosa ini

kemudian yang diisomerasi gugus glukosanya, menjadi

fruktosa. Didapatkan ikatan antara galaktosa-

fruktosa = laktulosa.

Salah satu fungsi dari laktulosa adalah menyembuhkan

gejala konstipasi pada manusia umumnya pada wanita,

anak-anak atau usia lanjut. Pada konstipasi,

laktulosa bekerja dengan meningkatkan kandungan air

di usus, untuk melunakkan feses.

Laktulosa dalam dosis besar digunakan sebagai obat

untuk mengurangi komplikasi terkait hepatic

encephalopathy. Laktulosa juga berperan penting dalam

mengembalikan fungsi saluran intestinal pra dan

pasca operasi.

BAB IV

KESIMPULAN

Jadi dalam mengisolasi laktosa digunakan susu skim yang

sudah tidak lagi mengandung lemak. Selain laktosa, didalam

susu juga mengandung beberapa komponen protein seperti casein

23

dan albumin yang mudah larut dalam air. Di dalam dunia

kesehatan dilakukan isolasi adalah untuk penderita intoleransi

laktosa dimana laktosa tidak bisa tercerna dengan baik karena

adanya defisiensi ensim laktase oleh karena itu dilakukan

isolasi.

24