oven, cawan petri, cawan porselin, tanur, labu kjeldahl, desikator, erlenmeyer, labu takar, chiller, pH meter, viskometer dan voland stevens Texture Analayzer, chromameter.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan dua (2) tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Sebelum dilakukan penelitian, terlebih dahulu dilakukan analisa proksimat terhadap tulang sapi yang akan digunakan. Hasil analisa proksimat pada tulang sapi (Tabel 7).
Tabel 7 Hasil analisa proksimat tulang sapi
Komponen Hasil analisa
.……..(%)... Air 7.68 Abu 34.81 Protein 15.46 Lemak 39.86 Kalsium 6.24 Phospor 1.50
Keterangan : Laboratorium Kimia Pangan, PAU (2005) Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan ini bertujuan untuk memperoleh metode degreasing
yang efektif dan konsentrasi serta lama perendaman asam klorida yang optimum untuk demineralisasi. Hasil penelitian pendahuluan ini digunakan sebagai acuan pada penelitian utama.
Pada penelitian tahap ini dilakukan demineralisasi tulang sapi dengan menggunakan asam klorida. Konsentrasi HCl dan lama perendaman yang digunakan mengacu pada pernyataan Mrak dan Stewart (1957), yaitu konsentrasi 4%, 5%, 6%, 7% dengan lama perendaman masing-masing 10 hari, 12 hari, 14 hari. Pada penelitian ini diukur kadar kasium yang terlarut. Jumlah kadar kalsium yang paling tinggi terlarut dijadikan sebagai acuan untuk demineralisasi pada penelitian utama.
Degreasing (penghilangan lemak) dilakukan dengan beberapa metode untuk mendapatkan metode yang optimal. Menurut Hinterwaldner (1977) proses
degreasing efektif dilakukan antara suhu cair lemak dan suhu koagulasi albumin 15
tulang, yaitu antara 32-80 oC, sehingga dihasilkan kelarutan lemak yang optimum. Metode degreasing yang telah dilakukan pada penelitian ini dengan penggantian air rebusan tiap jam dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8 Deskripsi hubungan lama suhu perebusan dan pelepasan daging serta kandungan lemak gelatin
No Metode perebusan Deskripsi
1 Suhu 70 oC selama 2 jam Daging menempel pada tulang sangat keras dan sangat sukar untuk dilepaskan.
2 Suhu 70 oC selama 2 jam + nonnyl phenol 1 %
Daging menempel pada tulang sangat keras dan sangat sukar untuk dilepaskan
3 Suhu 80 oC selama 4 jam Daging menempel pada tulang cukup mudah dikeluarkan tetapi jaringam ikat sukar dilepaskan
4 Suhu 80 oC selama 4 jam + hexan
Daging menempel pada tulang mudah dikeluarkan tetapi kandungan lemak gelatin masih tinggi yakni 4.21 %
5 Suhu 100 oC selama 4 jam Daging dan semua kotoran mudah dilepaskan dari bagian tulang serta lemaknya semakin menurun.
Jumlah tulang yang diperoleh setelah didegreasing dan dikeringkan sebesar 78% dari tulang segar. Untuk menghilangkan mineral, tahap selanjutnya adalah penghilangan mineral (demineralisasi) sehingga tulang menjadi lunak yang disebut dengan ossein. Tahap demineralisasi dilakukan dengan cara merendam tulang dalam larutan asam kuat. Asam kuat yang digunakan adalah asam klorida (HCl) dengan konsentrasi 5%, 6% dan 7%. Hasil analisa jumlah mineral yang terlarut pada prosese demineralisasi dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9 Jumlah mineral terlarut selama demineralisasi selama 10 hari
Konsentrasi HCl Jumlah mineral yang terlarut
……(%)……. ……….(%)……….
5 16.48
6 17.32
7 14.98
Keterangan : Laboratorium Kimia Pangan, PAU (2005)
Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan diperoleh jumlah mineral yang terlarut lebih banyak yakni 6%. Oleh sebab itu pada penelitian utama diberikan perlakuan untuk demineralisasi konsentrasi HCl 6%.
Penelitian Utama
Penelitian utama dilakukan berdasarkan demineralisasi yang terbaik dari penelitian pendahuluan. Sedangkan proses asam dilakukan dengan perendaman HCl pada konsentrasi 2%, 3.5% dan 5% dengan lama perendaman 24 jam, 36 jam dan 48 jam.
Penelitian utama ini bertujuan untuk mengkarakteristik gelatin dari tulang sapi dengan metode perendaman asam klorida dan membandingkan mutu gelatin pada konsentrasi dan lama perendaman yang berbeda sesuai perlakuan. Proses pembuatan gelatin dari tulang sapi dilakukan sebagai berikut :
Perlakuan Awal
Bahan baku dibersihkan dari sisa-sisa daging yang menempel dan dipotong-
potong dengan ukuran 3-5 cm2, dilakukan proses penghilangan lemak
(degreasing) dengan cara tulang sapi dimasak selama 4 jam pada suhu 100 oC. Selama proses degreasing, dilakukan pengadukan secara kontinyu dan air rebusan diganti setiap jam sehingga air rebusan tidak berminyak. Tulang yang telah didegreasing dijemur di bawah sinar matahari selama 2 hari untuk menghindari kerusakan bahan baku. Kemudian tulang dipotong lebih lanjut dengan ukuran tulang sapi menjadi 1-2 cm2. Pengecilan ukuran ini bertujuan untuk memperluas permukaan tulang sehingga dalam proses selanjutnyadapatberjalan efektif. Demineralisasi
Tulang direndam dalam larutan HCl 6% selama 10 hari. Tulang yang telah direndam dalam larutan asam ini disebut ossein dan dipisahkan dengan cara penyaringan dengan menggunakan kain tetra. Selanjutnya ossein dinetralkan dengan menggunakan air.
Proses Asam
Ossein yang dihasilkan dari perlakuan demineralisasi direndam dalam HCl dengan konsentrasi HCl 2%, 3.5% dan 5% dan lama perendaman 24 jam, 36 jam dan 48 jam. Selanjutnya ossein dinetralkan dengan menggunakan air.
Ekstraksi
Ossein diekstraksi dengan menempatkan ossein dalam panci stainless steel
dan ditambahkan aquades. Proses ekstraksi dalam tiga tahap, masing-masing tahap berlangsung pada temperatur 65 oC (5 jam), 75 oC (4 jam), 85 oC (3 jam)
dengan perbandingan ossein dan aquades 1 : 2. Filtrat diperoleh melalui filtrasi vakum (vacum filtration) secara bertahap pada suhu 50-70 oC dengan ukuran filter masing-masing tahap sebesar 100 mesh, 150 mesh dan 200 mesh.
Pemekatan
vakum pada suhu 55 oC hingga diperoleh tingkat kepekatan 15-25%. Pendinginan
Larutan gelatin yang diperoleh masih dalam keadaan encer. Kemudian dilakukan pendinginan dalam ruangan pendingin 10 oC.
Pengeringan
Gelatin yang telah berbentuk gel selanjutnya dikeringkan. Pengeringan dilakukan dengan menggunakan oven pada suhu 50 oC sampai diperoleh gelatin kering dengan kadar air pada kisaran 9-16%. Selanjutnya dilakukan proses penghalusan (grinding), sehingga diperoleh gelatin kering dalam bentuk butiran- butiran halus. Diagram alir proses pembuatan gelatin dari tulang sapi dapat lihat pada Gambar 4.
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati pada penelitian ini yaitu sifat fisik dan kimia gelatin. Sifat fisik yang diuji adalah rendemen, warna, kekuatan gel, viskositas, stabilitas emulsi dan kapasitas emulsi. Sedangkan sifat kimia yaitu pH, kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak dan kadar kalsium.
Rendemen
Rendemen diperoleh dari perbandingan berat kering sheet gelatin yang dihasilkan dengan bahan segar (tulang yang telah dibersihkan dari sisa daging dan lemak)(AOAC 1995). Rendemen dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
Rendemen (% ) = x 100% segar bahan berat gelatin kering berat 18
Gambar 4 Proses ekstraksi gelatin dari tulang sapi (Modifikasi dari Glicksman 1969)
Demineralisasi (direndam dengan HCl 6% selama 10 hari)
Dicuci dengan air mengalir sampai pH netral (6–7) Dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 hari
Dibersihkan dari sisa daging dan dipotong-potong dengan ukuran 3-5 cm2
Dipotong-potong dengan ukuran 1- 2 cm2
Degreasing dengan cara dimasak pd suhu 100 oC selama 4 jam
Ossein direndam dengan HCl 2%, 3.5% dan 5% lama perendaman 24 jam, 36 jam dan 48 jam
Dicuci dengan air mengalir sampai pH netral (6–7) selama 9 jam
Ossein diekstraksi dlm waterbath pada suhu 65 oC (5jam), 75 oC (4 jam),dan 85 oC (3 jam)
Ekstrak disaring dgn saringan ukuran 100 mesh, 150 mesh dan 200 mesh
Dipekatkan dengan evaporator pada suhu 55 oC
Didinginkan dalam ruang pendingin dengan suhu 10 oC
Gelatin dicairkan lalu dicetak dalam pan-pan cetakan
Dikeringkan dalam oven pada suhu 50 oC selama 36 jam
Sheet gelatin Tulang sapi
Kekuatan Gel
Sampel sebanyak 6.67 gram dilarutkan dalam aquades sampai mencapai volume 100 ml dalam labu takar, kemudian dipindahkan dalam gelas piala 100 ml dipanaskan sebentar sampai gelatin larut kemudian didinginkan pada suhu 10 oC selama 17 jam. Gel yang terbentuk selanjutnya dianalisis menggunakan Volland- Stevens LFRA Texture Analizer. Dari grafik yang diperoleh ditentukan kekuatan gelnya sebagai berikut :
Kekuatan gel (dyne/cm2) = x 980 G F
Nilai kekuatan gel (dyne/cm2) dikonversikan ke nilai kekuatan gel (Bloom) dengan menggunakan rumus :
Kekuatan gel (Bloom) = 20 + 2.86.10-3 D Keterangan : F = tinggi grafik sebelum patah G = konstanta (0.07)
D = kekuatan gel (dyne/cm2) Viskositas
Viskositas gelatin diukur berdasarkan (British Standard 757 1975), dengan cara larutan gelatin dengan konsentrasi 6.67% (b/b) disiapkan dengan aquades kemudian diukur viskositasnya dengan menggunakan alat Haake Viskometer.
Pengukuran ini dilakukan pada suhu 60 oC dengan laju geser 60 rpm
menggunakan spindel no. 1. Nilai viskositasnya dalam satuan centripoise (cP). Kapasitas Emulsi
Sebanyak 2 gram sampel dilarutkan dalam 40 ml aqudes, lalu pH diatur menjadi 8 sambil diaduk dengan magnetic stirrer selama 5 menit. Ditambahkan minyak jagung sebanyak 10 ml, pengadukan dilanjutkan selama 10 menit. Emulsi yang terbentuk lalu dipanaskan dalam penangas air pada suhu 85 oC selama 15 menit sambil sesekali diaduk. Selanjutnya diletakkan pada air mengalir selama 15 menit pada suhu 25 oC, setelah itu dilakukan sentrifuse pada 3000 rpm selama 25 menit. Butiran minyak yang tidak teremulsi dipisahkan, kemudian bahan ditimbang kembali. Kapasitas emulsi dinyatakan dengan persentase volume minyak yang teremulsi tiap gram sampel yang digunakan (ml/gr) ( Ige et al. 1984).
Stabilitas Emulsi
Sebanyak 10 gram sampel di suspensi dalam 100 ml aquades setelah itu ditambahkan air sampai 150 ml dan minyak jagung sebanyak 150 ml, kemudian diblender selama dua menit. Hasilnya dituang dalam tabung sentrifuse dan dipanaskan pada suhu 80 oC selama 30 menit. Air yang sudah tidak membentuk emulsi dipisahkan kemudian ditimbang (Sathe dan Salunkhe 1981). Stabilitas emulsi dinyatakan sebagai campuran yang masih membentuk emulsi setelah mengalami pemanasan dan dihitung menggunakan rumus :
Stablitas emulsi = x 100% emulsi bahan l berat tota tersisa yang fase berat Derajat Keasaman (pH)
Larutan gelatin dengan konsentrasi 6.67% (b/b) disiapkan dengan larutan aquades. Larutan sample dipanaskan pada suhu 70 oC dan dihomogenkan dengan
magnetic stirrer, kemudian diukur derajat keasamannya pada suhu kamar dengan pH meter(British Standard 757 1975).
Warna
Warna dihitung menggunakan alat chromameter tipe Minolta CR 300. Pada penelitian ini menggunakan sistem notasi Hunter yaitu dicirikan dengan tiga notasi warna L, a dan b. Notasi warna L menyatakan kecerahan (light) yang mempunyai nilai dari 0 (hitam) sampai 100 (putih). Nilai L menyatakan cahaya pantul yang menghasilkan warna kromatik putih, abu-abu dan hitam. Notasi a menyatakan warna kromatik campuran hijau-merah, dengan nilai +a (positif) dari 0 sampai +60 untuk warna merah dan nilai –a (negatif) dari 0 sampai -60 untuk warna hijau. Notasi b menyatakan warna kromatik campuran biru-kuning, dengan nilai +b (positif) dari 0 sampai +60 untuk warna kuning dan nilai –b (negatif) dari 0 sampai -60 untuk warna biru (Soekarto 1990).
Kadar Air
Cawan dikeringkan pada suhu 105 oC selama 1 jam kemudian didinginkan dan ditimbang. Sampel yang akan ditentukan kadar airnya ditimbang sebanyak 5 g. Cawan yang berisi sampel dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105 oC sampai mencapai berat konstan (AOAC 1995). Kadar air dihitung berdasarkan persamaan berikut :
Kadar air (% bk) = x 100% basah contoh berat A - B
Keterangan : bk = bahan kering
A = berat cawan + contoh kering (gr) B = berat cawan + contoh basah (gr) Kadar Abu
Sampel yang telah diuapkan airnya dimasukkan ke dalam tanur bersuhu 600 oC. Sebelumnya berat cawan kering dan berat sampel telah diketahui. Proses penguapan dilakukan sampai semua bahan berubah warna menjadi abu–abu kemudian contoh ditimbang (AOAC 1995). Kadar abu dihitung dengan menggunakan rumus : Kadar abu (%) = x 100% sampel Berat abu Berat Kadar Protein
Sampel seberat 0.2-0.05 gr dimasukkan dalam labu Kjeldahl 100 ml, kemudian ditambahkan 2-3 gr katalis (1.2 gr Na2SO4 dan 1 gr CuSO4 dan 2 ml
H2SO4 pekat. Dilakukan destruksi sampai larutan menjadi jernih. Setelah itu
didinginkan kemudian sampel didestilasi dan ditambahkan 35 ml aquades dan 10 ml NaOH 50%. Hasil destilasi dalam erlenmeyer 125 ml yang berisi 5 ml H3BO3 kemudian dititrasi dengan HCl 0.02 N dengan menggunakan indikator.
Hal yang sama dilakukan untuk blanko (AOAC 1995). Persentase nitrogen dan kadar protein kasar dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Kadar nitrogen = x 100% (mg) kering contoh berat 14.007 x HCl Normalitas x blanko) ml - HCl (ml Kadar protein = % N x 6.25 Kadar Lemak
Sebanyak 5 gram sampel dibungkus dalam kertas saeing dan dimasukkan ke dalam labu soxhlet (labu sebelumnnya dikeringkan dalam oven, dimasukkan ke dalam desikator lalu ditimbang). Dimasukkan pelarut hexana kemudian dilakukan reflux selama 6 jam. Lalu labu hasil reflux dipanaskan dalam oven dengansuhu 105 oC (Apriyantono et al. 1989).
Kadar lemak ditentukan dengan rumus :
% Lemak = 100% sampel berat lemak berat x Kadar Kalsium
HCl ekstrak sebanyak 50 ml dipipet kedalam gelas piala 250 ml dan ditambahkan 100 ml pereaksi Chapman, kemudian dipanaskan diatas penangas air. Ditambahkan NH4OH pekat (27-27%), sambil diaduk hingga terbentuk warna
hijau (pH 4.6), lalu didiamkan sekurang-kurangnya 1 jam diatas penangas air dan jika sudah jernih dapat disaring. Endapan dan kertas saring dimasukkan kedalam gelas piala semula, larutkan dengan 20 ml H2SO4 (1:4) lalu ditambahkan ± 150 ml
H2O dan dipanaskan ditasa penangas air pada suhu 80-90 oC. Kemudian dititar
denga KMnO4 0.02 atau 0.05 N. Blanko dibuat dengan cara mengencerkan 2.5 ml
HCl 25% atau 8.8 ml HCl pekat hingga 100 ml, kemudian diambil 20 ml untuk blanko dan dikerjakan seperti contoh.
% CaO = 100% D 28 x C x KMnO titar B) - (A 4 x
A = ml KMnO4 yang terpakai untuk menitar contoh
B = ml KMnO4 yang terpakai untuk menitar blanko
C = Pengenceran
D = mg abu yang digunakan
Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor, yaitu konsentrasi larutan HCl (2%, 3.5 % dan 5%) dan lama perendaman (24 jam, 36 jam dan 48 jam) dengan tiga kali ulangan. Model Matematika rancangan percobaan yang digunakan menurut Steel dan Torrie (1995) adalah :
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + å(ij)k
Keterangan :
Yijk = Hasil pengamatan pengaruh konsentrasi ke - i dengan lama
perendamam ke - j pada ulangan ke - k µ = Rata-rata pengamatan yang sebenarnya
Ai = Pengaruh konsentrasi HCl pada taraf ke-i (dimana i = 2%, 3.5% dan
5%)
Bj = Pengaruh lama perendaman pada taraf ke-j (dimana j =
24 jam, 36 jam dan 48 jam)
(AB)ij = Pengaruh interaksi konsentrasi HCl ke-i dan lama perendaman ke-j
å(ij)k = Galat percobaan ulangan ke-k (dimana k = 1, 2, 3)
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan analisis ragam (ANOVA). General data diolah dengan prosedur General Linear Models (GLM) dari program SAS. Jika hasil analisis ragam berpengaruh nyata maka dilakukan uji lanjut Least Square Mean.
