SKRIPSI
Oleh :
ERDIANTI
NPM 1033010030
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JAWA
TIMUR
KARAKTERISTIK PROTEIN KACANG-KACANGAN LOKAL HASIL
EKSTRAKSI MENGGUNAKAN ASAM KHLORIDA
ERDIANTI NPM. 1033010030
INTISARI
Jenis kacang kacangan lokal seperti kacang tunggak (Vigna unguiculata), kacang hijau (Phaseolus radiates L.) dan kacang merah (Phaseolus vulgaris L.) memiliki kandungan protein berkisar antara 20%-30% sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pengganti pekatan protein kedelai. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pembuatan pekatan protein kacang kacangan lokal menggunakan ekstraksi asam khlorida, mengetahui karakteristik sifat fungsional dan mendapatkan pekatan protein terbaik dengan konsentrasi asam khlorida yang sesuai.
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari 3 level dengan 3 kali ulangan, faktor I adalah jenis kacang (kacang hijau, kacang tunggak, kacang merah) dan faktor II adalah jenis konsentrasi asam khlorida (3%, 5%, 7%).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pekatan protein optimal dari kacang hijau didapatkan pada proses ekstraksi menggunakan asam khlorida 3%. Hasil analisa proksimat pekatan protein yaitu kadar protein (21,67%), kadar lemak (1,69%), kadar air (10,36%), kadar abu (1,14%) dengan sifat fungsional pekatan protein yaitu densitas kamba (0,79g/ml), daya serap minyak (2,09ml/g), daya serap air (2,73ml/g), daya buih (4,20%) dan kapasitas emulsi (23,62%).
Hasil pekatan protein optimal dari kacang tunggak didapatkan pada proses ekstraksi menggunakan asam khlorida 7%. Hasil analisa proksimat pekatan protein yaitu kadar protein (21,21%), kadar lemak (1,61%), kadar air (12,98%), kadar abu (1,10%) dengan sifat fungsional pekatan protein yaitu densitas kamba (0,77g/ml), daya serap minyak (1,82ml/g), daya serap air (2,73ml/g), daya buih (0,97%) dan kapasitas emulsi (5,38%)
Hasil pekatan protein optimal dari kacang merah didapatkan pada proses ekstraksi menggunakan asam khlorida 3%. Hasil analisa proksimat pekatan protein yaitu kadar protein (21,18), kadar lemak (2,07%), kadar air (10,23%), kadar abu (1,06%) dengan sifat fungsional pekatan protein yaitu densitas kamba (0,75g/ml), daya serap minyak (1,91ml/g), daya serap air (3,67ml/g), daya buih (1,00%) dan kapasitas emulsi (5,61%)
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat
rahmat-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas penyusunan skripsi
yang berjudul Karakteristik Protein Kacang-kacangan Lokal Hasil Ekstraksi
menggunakan Asam Khlorida.
Penyusunan skripsi ini diajukan guna memenuhi persyaratan dalam
menyelesaikan studi pada Program Studi Teknologi Pangan di Fakultas
Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
guna meraih Gelar Sarjana Teknologi Pangan (S1).
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
yang tak terhingga kepada:
1. Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran”
Jawa Timur.
2. Ibu Dr. Dedin F. Rosida, STP., M.Kes, selaku Dosen Pembimbing I yang
bersedia memberikan sebagian dari hibahnya kepada penulis serta
memberikan arahan, bimbingan dan meluangkan waktunya untuk
membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini dan Ketua program studi
teknologi pangan fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Jawa Timur
3. Ir. Sri Djajati, Mpd selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
arahan, bimbingan dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis
dalam penyusunan skripsi ini.
4. Ir. Sudaryati, HP. MP dan Ir. Ulya Sarofa, MM selaku Dosen Penguji seminar
proposal dan hasil penelitian yang telah banyak memberikan saran dalam
penulisan skripsi ini.
5. Ir. Enny Karti BS, MP selaku Dosen Penguji Lisan yang telah banyak
memberikan saran dalam penulisan skripsi ini.
6. Seluruh Dosen dan Staf (khususnya Ir. Rudi Nurismanto Msi, Mbak Rani,
Mbah Jan, Mas Taufik, Mb Lupy) yang telah banyak membantu pada saat
penelitian di Laboratorium Program Studi Teknologi Pangan UPN “Veteran”
ii
8. Buat teman-teman seperjuanganku TEPA’10 (khususnya WTP, Mbak
Wienda, Fauziah) terima kasih atas semangat dan saran yang diberikan
untuk menyelesaikan skripsi ini.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa di Program Studi
Teknologi Pangan pada khususnya dan bagi pihak yang memerlukan pada
umumnya. Skripsi ini masih jauh dari sempurna serta banyak kekurangannya,
untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat obyektif
dan membangun guna sempurnanya tulisan ini.
Surabaya, November 2014
iii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 2
C. Manfaat Penelitian ... 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pekatan protein ... 3
B. Ekstraksi ... 4
C. Asam Khlorida ... 4
D. Titik Isoelektrik ... 6
E. Protein dan Asam amino ... 7
F. Kacang Tunggak (Vigna unguiculata, L) ... 8
G. Kacang merah (Phaseolus vulgaris L.) ... 10
H. Kacang hijau (Phaseolus radiates L.) ... 11
I. Landasan Teori ... 13
J. Hipotesis ... 14
BAB III. BAHAN DAN METODE A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 15
B. Bahan Penelitian ... 15
C. Alat Penelitian ... 15
D. Metodologi Penelitian ... 15
E. Variabel Tetap ... 16
F. Parameter yang Diamati ... 17
iv
2. Kadar Lemak ... 25
3. Kadar Air ... 27
4. Densitas Kamba (Bulk Density) ... 29
5. Daya Serap Minyak (DSM) ... 32
6. Daya Serap Air (DSA) ... 34
7. Daya Buih ... 36
8. Kapasitas Emulsi ... 39
9. Uji Organoleptik Warna ... 41
Uji Organoleptik Bau ... 42
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN ... 44
B. SARAN... 44
DAFTAR PUSTAKA ... 45
v
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik dan kimia asam khlorida ... 5
Tabel 2.2 Komposisi kimia kacang tunggak per 100 gram ... 9
Tabel 2.3 Komposisi asam amino dalam kacang tunggak (mg/g protein) ... 9
Tabel 2.4 Komposisi kimia kacang merah (per 100 g) ... 10
Tabel 2.5 Kandungan asam amino dalam kacang merah (per 100 g) ... 11
Tabel 2.6 Komposisi kimia kacang hijau (per 100 g) ... 12
Tabel 2.7 Kandungan asam amino dalam kacang hijau (per 100 g) ... 12
Tabel 4.1 Hasil analisa bahan baku tepung biji kacang kacangan bebas lemak ... 22
Tabel 4.2 Nilai rata-rata kadar protein pekatan protein jenis kacang hijau pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 23
Tabel 4.3 Nilai rata-rata kadar protein pekatan protein jenis kacang tunggak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 24
Tabel 4.4 Nilai rata-rata kadar protein pekatan protein jenis kacang merah pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 24
Tabel 4.5 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang hijau pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 25
Tabel 4.6 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang tunggak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 26
Tabel 4.7 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang merah pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 26
Tabel 4.8 Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang hijau pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 27
Tabel 4.9 Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang tunggak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 28
Tabel 4.10 Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang merah pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 28
Tabel 4.11 Nilai rata-rata densitas kamba pekatan protein jenis kacang hijau pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 30
vi
Tabel 4.15 Nilai rata-rata daya serap minyak pekatan protein jenis kacang
tunggak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida... 33
Tabel 4.16 Nilai rata-rata daya serap minyak pekatan protein jenis kacang merah
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 33
Tabel 4.17 Nilai rata-rata daya serap air pekatan protein jenis kacang hijau
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 35
Tabel 4.18 Nilai rata-rata daya serap air pekatan protein jenis kacang tunggak
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 35
Tabel 4.19 Nilai rata-rata daya serap air pekatan protein jenis kacang merah
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 35
Tabel 4.20 Nilai rata-rata daya buih pekatan protein jenis kacang hijau
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 37
Tabel 4.21 Nilai rata-rata daya buih pekatan protein jenis kacang tunggak
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 37
Tabel 4.22. Nilai rata-rata daya buih pekatan protein jenis kacang merah
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 38
Tabel 4.23. Nilai rata-rata kapasitas emulsi pekatan protein jenis kacang hijau
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 40
Tabel 4.24. Nilai rata-rata kapasitas emulsi pekatan protein jenis kacang tunggak
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 40
Tabel 4.25. Nilai rata-rata kapasitas emulsi pekatan protein jenis kacang merah
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 40
Tabel 4.26. Nilai rata-rata uji skoring terhadap warna pekatan protein jenis
kacang-kacangan pada masing-masing konsentrasi
asam khlorida... 42
Tabel 4.27. Nilai rata-rata uji skoring terhadap bau pekatan protein jenis kacang
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur asam amino ... 8
Gambar 2. Biji kacang tunggak ... 8
Gambar 3. Biji kacang merah ... 10
Gambar 4. Biji kacang hijau ... 11
Gambar 5. Pembuatan tepung bebas lemak modifikasi Yuni, 2009 ... 19
Gambar 6.Pembuatan pekatan protein dengan metode ekstraksi asam modifikasi Tjokroadikoesoemo, 1986 ... 21
Gambar 7. Kadar protein pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 23
Gambar 8. Kadar lemak pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 26
Gambar 9. Kadar Air pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 28
Gambar 10. Kadar Abu pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 30
Gambar 11. Densitas kamba pekatan protein jenis kacang pada masing- masing konsentrasi asam khlorida ... 32
Gambar 12. Daya serap minyak pekatan protein jenis kacang pada masing- masing konsentrasi asam khlorida ... 35
Gambar 13. Daya serap air pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida... 37
Gambar 14. Daya buih pekatan protein jenis kacang pada masing-masing konsentrasi asam khlorida ... 39
viii
Lampiran 2. Kadar Lemak ... 51
Lampiran 3. Kadar Air ... 54
Lampiran 4. Densitas Kamba ... 57
Lampiran 5. Daya Serap Minyak ... 60
Lampiran 6. Daya Serap Air ... 63
Lampiran 7. Daya Buih ... 67
Lampiran 8. Kapasitas Emulsi ... 70
Lampiran 9. Perhitungan Uji Organoleptik warna pekatan protein kacang kacangan dengan Metode Friedman ... 73
Lampiran 10. Perhitungan Uji Organoleptik bau pekatan protein kacang kacangan dengan Metode Friedman ... 74
Lampiran 11. Kuisioner Uji Skoring Warna ... 75
Lampiran 12. Kuisioner Uji Skoring Bau ... 76
Lampiran 13. Perhitungan Warna ... 77
Lampiran 14. Perhitungan Bau ... 78
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber protein, salah
satunya berasal dari kacang kacangan lokal. Kacang kacangan memiliki
kandungan protein berkisar antara 20% sampai dengan 30%. Hal tersebut
menyebabkan kacang kacangan banyak digunakan sebagai bahan dalam
pembuatan pekatan protein. Pekatan protein merupakan protein-protein hasil
ekstraksi dari bahan pangan dengan menggunakan metode ekstraksi tertentu
sehingga menghasilkan produk dengan konsentrasi protein yang tinggi.
Protein-protein tersebut banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam industri
pangan karena memiliki sifat-sifat fungsional tertentu yang mampu meningkatkan
mutu produk pangan (Hudson, 1994).
Jenis kacang kacangan seperti kacang tunggak (Vigna unguiculata),
kacang hijau (Phaseolus radiates L.) dan kacang merah (Phaseolus vulgaris L.)
dapat dimanfaatkan sebagai pengganti kedelai. Kandungan protein kacang hijau
sebesar 22,85%, kandungan protein kacang tunggak berkisar antara 18.3 –
25,53% dan kandungan protein kacang merah sebesar 22%.
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk proses ekstraksi protein
adalah dengan menggunakan metode asam. Prinsip dari penelitian ini adalah
proses pengendapan protein dengan menggunakan asam pada pH
isoelektriknya. Umumnya pH isoelektrik dari protein kacang kacangan berkisar
antara pH 4 - 5. Senyawa yang dapat digunakan untuk melarutkan protein adalah
NaOH dan KOH dan senyawa yang digunakan proses pengendapan adalah HCl
(Zheng et al., 2009).
Kandungan protein dan asam amino yang menyerupai kacang kedelai
merupakan potensi kacang kacangan lokal sebagai sumber protein nabati
alternatif untuk menggantikan produk pekatan kedelai. Kacang kacangan dapat
dijadikan produk pekatan protein untuk diaplikasikan pada berbagai jenis produk
pangan.
Hasil penelitian Agus Triyono (2010) pembuatan larutan kacang hijau
lama perendaman 6 jam dengan menggunakan asam klorida pada pH 4,5
pembuatan isolat protein kacang merah dan kacang tunggak pada pH 4,5
diperoleh kadar protein isolat kacang tunggak 94,57% dengan kadar air 4,76%
dan kadar protein isolat kacang merah 91,12% dengan kadar air 4,02%. Hasil
penelitian Elly Kurniati (2009) pada pembuatan konsentrat protein biji kecipir
dengan penambahan HCl 0,3 N pada pH 4,5 di peroleh kadar protein 80,05%.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian adalah :
1. Pembuatan pekatan protein dari kacang hijau, kacang tunggak dan
kacang merah menggunakan ekstraksi asam khlorida
2. Mengetahui karakteristik sifat fungsional pekatan protein kacang hijau,
kacang tunggak dan kacang merah
3. Mendapatkan pekatan protein terbaik dari kelompok kacang-kacangan
lokal dengan konsentrasi asam khlorida yang sesuai.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian adalah :
1. Memberikan nilai tambah pada kelompok kacang-kacangan lokal.
2. Sebagai alternatif pengganti atau pensubsitusi penggunaan pekatan
kedelai.
3. Memberikan informasi mengenai proses pembuatan pekatan protein
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pekatan protein
Pekatan protein merupakan bentuk protein yang dibuat dengan proses
penghilangan kulit dan komponen non protein. Untuk memperoleh protein suatu
bahan yang mengandung protein, perlu dilakukan isolasi/pemisahan protein.
Isolasi protein dapat dilakukan dengan cara mengendapkan seluruh protein yang
dikandung oleh bahan pada titik isoelektriknya yaitu pH dimana seluruh protein
menggumpal. Dalam isolasi protein dapat digunakan contoh berupa tepung yang
sudah dihilangkan lemaknya. Penghilangan lemak biasanya dilakukan dengan
menggunakan pelarut organik misalnya heksan, petroleum eter atau dengan cara
pengepresan ataupun kombinasi keduanya (Natarjan, 1980 dalam Kartika,
2009).
Pemisahan protein dari lemak, air dan gula pereduksi akan menghasilkan
produk yang tahan terhadap penyimpanan. Protein yang terpisah (pekatan)
berbentuk pasta atau tepung dan mempunyai kadar protein lebih tinggi
dibandingkan bahan asalnya menyebutkan bahwa isolasi protein pada prinsipnya
terdiri dari tahap-tahap ekstraksi protein dalam medium pengekstrak,
penghilangan bahan tidak larut dengan sentrifusi, filtrasi, kombinasinya,
pengendapan, pencucian dan pengeringan pekatan (Natarjan, 1980 dalam
Kartika, 2009).
Prinsip yang digunakan untuk mengisolasi protein total adalah pengendapan
seluruh protein kacang pada titik isoelektriknya yaitu pH dimana seluruh protein
menggumpal. Pemilihan suasana asam sebagai pH dimana selama ekstraksi
sebagian besar asam amino akan bermuatan negatif pada pH di atas titik
isoelektriknya, muatan sejenis cenderung untuk tolak menolak, hal ini
menyebabkan minimumya interaksi antara residu-residu asam amino yang
berarti kelarutan protein akan meningkat (Cheftel et al, 1985).
Penggumpalan protein pada titik isoelektriknya yaitu muatan total
masing-masing asam amino dalam protein sama dengan nol yang artinya terjadi
keseimbangan antara gugus bermuatan positif dengan gugus bermuatan negatif.
Interaksi elektrostatik antar asam amino akan maksimum karena bermuatan tidak
sejenis sehingga cenderung untuk tarik menarik (Thanh & Shibasaki, 1976 dalam
B. Ekstraksi
Ekstraksi merupakan pemisahan senyawa yang diinginkan untuk dipisahkan
dari senyawa lain yang tidak diinginkan. Ekstraksi adalah proses pemisahan
bahan/senyawa berdasarkan partisi senyawa diantara 2 cairan yang tidak bisa
bercampur bisanya pelarut organik dan air (Windjanarko, 1996).
Proses ekstraksi merupakan salah satu cara pemisahan satu atau lebih
komponen dari suatu bahan yang merupakan sumber komponen tersebut.
Komponen yang dipisahkan adalah padatan dari suatu sistem campuran
padat-cair (leaching), padat-cairan dari suatu sistem campuran padat-cair-padat-cair, padatan dari suatu
sistem campuran padat-padat.
Umumnya mekanisme proses ekstraksi dibagi menjadi 3 bagian :
1. Perubahan fasa konstituen larut ke dalam pelarut, misalnya dari bentuk padat
menjadi cair
2. Difusi melalui pelarut di dalam pori-pori untuk selanjutnya keluar dari partikel
3. Akhirnya perpindahan konstituen ini dari sekitar partikel ke dalam larutan
keseluruhannya (Suhardi, 1989).
Ada 4 faktor yang harus diperhatikan dalam pelarutan yaitu ukuran partikel,
pelarut, suhu operasi dan pengadukan. Proses pelarutan dapat dibuat pekatan
protein dari tepung kacang-kacangan pada pH diatas isoelektriknya sampai basa
dengan penambahan NaOH, kemudian digunakan HCl untuk menurunkan pH
sampai 4,5 akan terjadi reaksi sbb :
NaOH + HCl NaCl + H2O
(Mc Murry dkk, 1988).
Kemampuan ekstraksi protein dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain
ukuran partikel tepung, umur tepung, perlakuan panas sebelumnya, rasio
pelarutan, pH dan kekuatan ion dari medium pengekstrak (Kinsella, 1979).
Pemisahan protein menggunakan pelarut alkali dan pengendapan protein
pada pH isoelektriknya adalah cara yang banyak dilakukan (Wang et al, 1999).
C. Asam Khlorida
Asam Khlorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen khlorida (HCl) yang
termasuk asam kuat dan merupakan komponen utama dalam asam lambung.
Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Warnanya bervariasi dari
5
kemurniannya. Pada konsentrasi diatas 10 %, asam khlorida menghasilkan bau
yang sangat menyengat. Asam klorida bersifat sangat korosif dan bisa merusak
logam-logam seperti besi dan baja (Wikipedia, 2002).
Tabel 2.1 Sifat-Sifat Fisik dan Kimia Asam Khlorida
Karakteristik Asam klorida
Nama lain
Rumus molekul Titik didih Titik leleh
Densitas pada 25 oC
Kelarutan
Asam Hidroklorit, Anhidrous hydrogen
klorida, Asam muriatik HCl
-85 oC (HCl gas)
-114 oC (HCl gas)
1,49 g/l
Larut dalam air, alcohol, benzena dan eter tetapi tidak larut dalam hidrokarbon
Sumber : CRC (1994)
Hidrogen khlorida (HCl) adalah asam monoprotik yang dapat berdisosiasi
untuk melepaskan satu H+ hanya sekali. Dalam larutan asam khlorida, H+ ini
bergabung dengan molekul air membentuk ion hidronium, Ion lain yang terbentuk
adalah ion khlorida (Cl−).
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
Asam khlorida adalah asam kuat karena ia berdisosiasi penuh dalam air dan
tidak berbahaya dibandingkan dengan asam kuat lainnya, tidak reaktif dan tidak
beracun. Asam klorida dalam konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan
dan terus mempertahankan konsentrasinya. Oleh karena itu, asam khlorida
merupakan reagen pengasam yang sangat baik dan sering digunakan
dalam analisis kimia untuk menghidrolisis sampel-sampel analisis (Anonimousc,
2014).
Perlakuan penambahan asam dan pemanasan mengakibatkan gumpalan
protein yang banyak pada filtrat, dengan intensitas gumpalan cukup tinggi.
Hidrolisis protein dapat dilakuan dengan penambahan larutan asam kuat seperti
HCl dan asam lemah seperti asam asetat serta asam sitrat pada suhu tinggi yang
dapat mengakibatkan terjadinya denaturasi. Penambahan asam mengakibatkan
penambahan ion K+ sehingga akan menetralkan protein dan tercapainya pH
isoelektrik (Triyono, 2010).
Menurut Suhardi (1991) pada titik isoelektrik protein bersifat hidrofobik, setiap
jenis protein mempunyai titik isoelektrik pada pH tertentu. Pada titik isoelektrik
protein akan berikatan antara muatannya sendiri membentuk lipatan ke dalam
Kelarutan protein akan meningkat jika diberi perlakuan asam yang berlebih,
hal ini terjadi karena ion positif pada asam yang menyebabkan protein yang
semula bermuatan netral atau nol menjadi bermuatan positif yang menyebabkan
kelarutan bertambah. Semakin jauh derajat keasaman larutan protein dari titik
isoelektriknya, maka kelarutannya akan semakin bertambah (Suhardi, 1991).
D. Titik Isoelektrik
Titik isoelektrik adalah suatu nilai pH dimana protein memiliki jumlah muatan
negatif yang sama dengan jumlah muatan positifnya atau bermuatan netral.
Pada nilai pH yang lebih rendah dari titik isoelektriknya, protein memiliki muatan
positif sedangkan nilai pH yang lebih besar dari titik isoelektriknya, protein akan
bermuatan negatif (Deny, 2013).
Pengaruh titik Isoelektrik adalah nilai suatu protein yang memberikan
pengaruh penting pada sifat biokimia protein sehingga dapat dimanfaatkan pada
proses pemurnian dan elektroforesis (Poejiadi, 1994).
Muatan suatu protein tergantung pada nilai pH dari media tempatnya berada.
Pada titik isoelektriknya, suatu protein memperlihatkan gaya tolak-menolak paling
kecil karena protein akan memiliki kelarutan paling rendah dan mudah
mengendap. Karakteristik tersebut sangat berguna dalam proses kristalisasi
protein. Ketika pH larutan mencapai titik isoelektrik tertentu, maka protein akan
mengendap dan terpisah dari protein lainnya yang memiliki titik isoelektrik yang
berbeda. Prinsip itulah yang digunakan dalam memisahkan satu protein dari
protein lainnya (Suhardi,1998).
Perbedaan titik isoelektrik pada protein didasarkan atas perbedaan
asam-amino penyusunnya. Setiap asam asam-amino memiliki karakteristik tersendiri yang
membedakan antara yang satu dengan yang lainnya. Asam-asam amino yang
bermuatan positif/negatif/netral ketika beberapa asam amino bergabung
membentuk protein maka setiap muatan asam amino akan berkontribusi pada
muatan total protein yang disusunnya (Suhardi,1998).
Protein akan mengalami kekeruhan terbesar pada saat mencapai pH
Isoelektrik yaitu pH dimana protein memiliki muatan positif dan negatif yang
sama, pada saat inilah protein mengalami denaturasi yang ditandai kekeruhan
7
Lehninger (1990) menyatakan pengaruh pH didasarkan adanya perbedaan
muatan antara asam-asam amino penyusun protein, daya tarik menarik paling
kuat antar protein yang sama terjadi pada pH isoelektrik. Sedangkan pH di atas
dan di bawah titik isoelektrik protein akan mengalami perubahan muatan yang
menyebabkan menurunnya daya tarik menarik antar molekul protein, sehingga
molekul mudah terurai. Semakin jauh perbedaan pH dari titik isoelektrik maka
kelarutan protein akan semakin meningkat.
Larutan asam amino dalam air mempunyai muatan positif maupun negatif
sehingga asam amino disebut ion zwiter. Setiap jenis protein dalam larutan
mempunyai pH tertentu yang disebut pH isoelektrik (berkisar 4 - 4,5). Pada pH
isoelektrik molekul protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama,
sehingga saling menetralkan atau bermuatan nol. Pada titik isoelektrik, protein
akan mengalami pengendapan (koagulasi) paling cepat (Yazid, 2006).
E. Protein dan Asam Amino
Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah di dalam sel. Unit
pembangunnya adalah asam amino yang berikatan secara kovalen untuk
menghubungkan molekul-molekul menjadi rantai. Apabila protein dihidrolisis
dengan asam, alkali atau enzim akan dihasilkan campuran asam-asam amino.
Sebuah asam amino terdiri dari gugus R (rantai cabang), gugus asam amino,
gugus karboksil, dan atom hidrogen (Winarno, 1997).
Asam amino umumnya berbentuk serbuk dan mudah larut dalam air, namun
tidak larut dalam pelarut organik nonpolar. Asam amino memiliki titik cair yang
tinggi, kelarutan rendah pada pelarut organik dan bersifat seperti garam
anorganik. Hal ini disebabkan pada satu molekul asam amino terdapat sebuah
gugus karboksil yang kehilangan satu proton, dan sebuah gugus amino yang
dapat menyerap proton (Suharsono, 1970 dalam Sitompul 2004).
Asam amino adalah molekul organik dengan berat molekul relatif rendah
(rata-rata 100-200), yang mengandung paling sedikit gugus karboksil (COOH),
satu gugus amino (NH2) dan merupakan penyusun penting jaringan tanaman dan
hewan. Di samping gugus karboksil dan amino, asam amino juga memiliki rantai
cabang atau sering disebut gugus R (Suhardi, 1988). Struktur asam amino dapat
COOH (gugus karboksil)
(gugus hidrogen) H C R (gugus radikal)
NH2 (gugus amino)
Gambar 2.1 Struktur asam amino
Menurut (Lehninger, 1993 dalam Yatno, 2009) masing-masing asam amino
berbeda satu dengan yang lain pada rantai sampingnya (gugus R) yang
bervariasi dalam struktur, ukuran, muatan listrik dan kelarutan dalam air.
Perbedaan utama asam-asam amino tersebut adalah asam-asam amino yang
rantai sampingnya relatif tidak larut dalam air atau hidrofobik (alani, valin, leusin,
isoleusin, metionin, prolin, fenilalanin, triptopan dan tirosin), asam amino yang
hampir semua kondisi kehidupan terdapat bentuk terionisasi sehingga bersifat
hidrofilik (asam aspartat, asam glutamat, lisin, arginin dan histidin), sedangkan
asam amino yang lainnya tergolong diantara dua kelompok hidrofobik dan
hidrofilik. Sifat asam amino berdasarkan kelarutan yaitu larut dalam pelarut polar
seperti air dan etanol, tetapi tidak larut dalam pelarut non polar atau sebaliknya,
serta mempunyai titik didih yang tinggi yaitu sekitar 200oC.
F. Kacang Tunggak (Vigna unguiculata, L)
Kacang Tunggak atau kacang tolo (Vigna unguiculata, L) memiliki potensi
besar sebagai bahan pangan yang bergizi dan bahan pengganti kacang kedelai.
Kacang tunggak biasanya dimanfaatkan sebagai sayuran (campuran gudeg dan
lodeh), makanan tradisional (campuran lepet, ketan, bubur dan bakpia) dan lauk
(rempeyek) (Anonimousb, 2014).
9
Keunggulan kacang tunggak adalah memiliki kadar lemak yang lebih rendah
sehingga dapat meminimalisasi efek negatif dari penggunaan produk pangan
berlemak dan mempunyai kandungan serat yang tinggi. Kacang tunggak memiliki
kandungan vitamin B (niasin serta riboflavin) dan vitamin C lebih tinggi
dibandingkan kacang-kacang lainnya (Anonimuousa, 1979).
Tabel 2.2 Komposisi kimia kacang tunggak per 100 gram
Komponen Satuan Jumlah
Air gr 11
Protein gr 22.9
Lemak gr 1.4
Karbohidrat gr 61.6
Abu gr 3,7
Serat gr 5,4
Kalsium mg 481
Fosfor mg 449
Besi mg 13,9
Energi kkal 342
Vitamin A SI 30
Vitamin C mg 2
Vitamin B1 mg 0.95
Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI (1990)
Kandungan protein kacang tunggak berkisar antara 18,3 – 25,53%. Asam
amino yang penting dari protein kacang tunggak adalah kandungan asam amino
lisin, asam aspartat dan glutamat (Chavan et al., 1989 dalam Hardiyanti, 2011).
Tabel 2.3 Komposisi asam amino dalam kacang tunggak (mg/g protein)
Komponen asam amino mg/g protein
Kelompok Non Polar
Isoleusin 239
Leusin 440
Valin 283
Metionin 73
Fenilalanin 323
Triptofan 68
Kelompok Polar
Lisin 427
Tirosin 163
Treonin 228
Asam aspartat 689
Asam glutamat 1027
Sistin 68
Sumber : Duke (1981) dalam Hardiyanti (2011)
Dari penelitian Suciono (1995) diperoleh kadar protein isolat kacang tunggak
G. Kacang Merah (Phaseolus vulgaris L.)
Kacang merah (Phaseolus vulgaris L.) merupakan kacang-kacangan yang
cukup potensial sebagai sumber protein sebesar 25,7% (Mahmud, 1990 dalam
Priambodo, 2012). Disamping kaya protein nabati, karbohidrat kompleks, serat,
kalsium, mineral dan vitamin B serta mengandung karoten yang merupakan
prekusor vitamin A sebanyak 30g/100g (Salunkhe dan Kadam, 1985). Kacang
merah sering digunakan untuk beberapa masakan seperti sup, rendang,
makanan bayi dan kue.
Gambar 2.3 Biji kacang merah
Kacang merah memiliki kandungan lemak dan natrium sangat rendah, nyaris
bebas lemak jenuh, serta bebas kolesterol.
Tabel 2.4 Komposisi kimia kacang merah (per 100 g)
Komponen Satuan Jumlah
Kalori kkal 33,6
Protein gr 23,1
Lemak gr 1.7
Karbohidrat gr 61.2
Kalsium gr 80
Fosfor mg 400
Zat Besi mg 5.8
Vitamin A SI 30
Vitamin B1 mg 0.6
Vitamin C mg 12
Air gr 12
Serat gr 4
Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI (1992)
Kacang merah mengandung lebih dari 50% protein globulin, 30% albumin
dan 30% glutein dari total protein. Komposisi asam amino dari ketiga protein
11
terdapat pada glutein dan globulin (Baudonin & Maquet 1999: 221 dalam Novia
2012).
Tabel 2.5 Kandungan asam amino dalam kacang merah (per 100 g)
Komponen asam amino mg protein
Kelompok Non Polar
Isoleusin 383
Leusin 693
Metionin 105
Fenilalanin 469
Triptofan 108
Valin 454
Alanin 364
Kelompok Polar
Lisin 595
Tirosin 252
Treonin 365
Arginin 537
Asam aspartat 1049
Asam glutamat 1323
Histidin 283
Sumber : Kay, 1979 dalam Nuraidah, 2013
Dari penelitian Suciono (1995) diperoleh kadar protein isolat kacang merah
91,12% dengan kadar air 4,02%.
H. Kacang Hijau (Phaseolus radiates L.)
Kacang hijau merupakan tanaman yang mempunyai potensi pasar yang
cukup menjanjikan karena masih dapat dikembangkan lebih lanjut. Kacang hijau
merupakan sumber protein, karbohidrat, vitamin dan mineral yang penting bagi
manusia serta mempunyai kandungan gizi yang cukup tinggi (Andrianto, 2004).
Tabel 2.6 Komposisi kimia kacang hijau (per 100 g)
Komponen Satuan Jumlah
Energi kkal 345
Protein % 22.2
Lemak % 1.2
Karbohidrat % 62.9
Kalsium mg 125
Fosfor mg 320
Zat Besi mg 6,7
Vitamin A SI 157
Vitamin B1 mg 0.64
Vitamin C mg 6
Air g 10
Sumber : Rukmana,1997
Tabel 2.7 Kandungan asam amino dalam kacang hijau (per 100 g)
Komponen asam amino mg/g protein
Kelompok Non Polar
Isoleusin 675
Leusin 1190
Valin 723
Alanin 415
Metionin 84
Fenilalanin 507
Prolin 452
Triptofan 135
Kelompok Polar
Lisin 792
Arginin 444
Serin 433
Tirosin 282
Treonin 450
Asam aspartat 1110
Asam glutamat 1500
Histidin 405
Glysin 403
Sumber : Anonimousd, 2014
Kacang hijau banyak dimanfaatkan untuk bubur, kue-kue, roti, minuman dan
makanan bayi. Kandungan proteinnya cukup besar untuk kelompok
kacang-kacangan dan terdiri dari berbagai asam amino penyusun, sehingga sangat
menarik untuk diteliti sifat-sifatnya.
Menurut Siswono (2004), protein kacang hijau kaya akan asam amino leusin,
arginin, isoleusin, valin dan lisin. Kualitas protein kacang hijau seperti halnya
13
seperti metionin dan sistein. Keseimbangan asam amino pada kacang hijau mirip
dan sebanding dengan kedelai.
Hasil penelitian Triyono, 2010 menunjukkan bahwa protein isolat kacang
hijau yang mempunyai kadar protein 76,56% dengan penambahan asam
khlorida.
I. Landasan Teori
Pembuatan pekatan protein pada prinsipnya adalah mengekstrak protein
dari komponen non protein. Proses ekstraksi dapat dilakuan dengan beberapa
cara yaitu pengendapan protein pada pH isoelektrik, ekstraksi bahan non protein
dengan alkohol, denaturasi protein dan ekstraksi bahan non protein
menggunakan campuran pelarut organik. Prinsip dari penelititian ini adalah
proses pengendapan protein dengan menggunakan asam khlorida pada pH
isoelektriknya.
Pembuatan pekatan protein menggunakan ekstraksi dengan HCl karena
memiliki indeks kelarutan senyawa N (Nitogen Solubity Index=NSI) lebih besar,
sehingga mudah mengekstraksi protein pada titik isoelektriknya (Suhardi, 1988).
Prinsip ekstraksi pembuatan pekatan protein menggunakan prinsip kelarutan
protein pada berbagai suasana pH. Saat protein dikondisikan pada pH
isoelektriknya, komponen protein akan mengendap sedangkan karbohidrat dan
mineral akan larut dalam air. Protein yang telah mengendap kemudian
dipisahkan dengan sentrifugasi dan dikeringkan. Penggunaan larutan asam pada
pH isoelektrik dapat mengurangi pembukaan lipatan protein, agregasi
(kerusakan) dan kehilangan sifat fungsionalnya (Handoko, 2000).
Pengendapan seluruh protein kacang pada titik isoelektriknya yaitu dimana
seluruh protein menggumpal pada pH berkisar 4 - 5. Larutan asam amino dalam
air mempunyai muatan positif maupun negatif sehingga pada pH isoelektrik
molekul protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama, sehingga
saling menetralkan. Pada titik isoelektrik, protein akan mengalami pengendapan
(koagulasi) paling cepat (Yazid, 2006).
Kelarutan protein akan meningkat jika diberi perlakuan asam yang berlebih,
hal ini terjadi karena ion positif pada asam yang menyebabkan protein yang
kelarutannya bertambah. Semakin jauh derajat keasaman larutan protein dari titik
isoelektriknya, maka kelarutannya akan semakin bertambah (Suhardi 1988).
Kacang-kacangan lokal yang belum dimanfaatkan secara maksimal seperti
kacang tunggak (Vigna unguiculata), kacang hijau (Phaseolus radiates L.) dan
kacang merah (Phaseolus vulgaris L.) dapat dimanfaatkan sebagai pengganti
kacang kedelai. Kandungan protein yang dimiliki kacang tunggak berkisar antara
18.3-25,53%, kandungan protein kacang merah yaitu 22% dan kandungan
protein kacang hijau yaitu 22,85%.
J. Hipotesis
Konsentrasi asam khlorida berpengaruh terhadap kualitas pekatan protein
15
BAB III
BAHAN DAN METODE
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan dilaboratorium Analisa Pangan, laboratorium Uji
Inderawi, laboratorium Teknologi Pengolahan Pangan Program Studi Teknologi
Pangan UPN Veteran Jatim dan laboratorium Peternakan Universitas Brawijaya
Malang. Penelitian ini dimulai dari bulan April sampai dengan Juni 2014.
B. Bahan Penelitian
Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian pekatan protein dari berbagai
kacang-kacangan adalah kacang tunggak, kacang merah dan kacang hijau yang
diperoleh dari pasar tradisional (pasar krampung-Surabaya, pasar wadung asri–
Sidaoarjo). Bahan analisa kimia adalah garam Kjeldahl, asam sulfat (H2SO4),
aquades, Na2SO4-HgO, indikator penolphtalin, asam khlorida (HCl) 37%, asam
borat (H3BO3) 2%, heksan dibeli di toko bahan kimia.
C. Alat Penelitian
Peralatan yang digunakan untuk pembuatan pekatan protein
kacang-kacangan dan analisisnya adalah timbangan analitik, waterbath, pH meter,
setrifuge, kabinet drying.
D. Metodologi Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari
3 level dengan 3 kali ulangan. Selanjutnya dianalisa dengan menggunakan
annova untuk mengetahui adanya perbedaan antar perlakuan.
Model statistik menurut Gasperz (1994), untuk RAL adalah :
Yijk = µ + αi + βi + ( αβ )ij + €ijk
Keterangan :
Yijk = Nilai pengamatan pada suatu percobaan ke – K yang
memperoleh kombinasi perlakuan ij (taraf ke –i dari faktor 1
ke –j dari faktor II).
µ = Nilai tengah umum ( rata – rata yang sesungguhnya)
βj = Pengaruh perlakuan ke – i dari faktor II
( αβ )ij = Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor I dan taraf ke-j faktor II
€ijk = Galat dari satuan percobaan ke-K yang memperoleh
kombinasi perlakuan ke-ij.
1. Faktor I : jenis kacang-kacangan lokal
A1 = Kacang Hijau
A2 = Kacang Tunggak
A3 = Kacang Merah
2. Faktor I : jenis konsentrasi asam khlorida (HCl)
B1 = HCl 3%
B2 = HCl 5%
B3 = HCl 7%
B
A B1 B2 B3
A1 A1B1 A1B2 A1B3
A2 A2B1 A2B2 A2B3
A3 A3B1 A3B2 A3B3
Keterangan :
A1B1 = Kacang hijau dengan konsentrasi asam khlorida 3%
A1B2 = Kacang hijau dengan konsentrasi asam khlorida 5%
A1B3 = Kacang hijau dengan konsentrasi asam khlorida 7%
A2B1 = Kacang tunggak dengan konsentrasi asam khlorida 3%
A2B2 = Kacang tunggak dengan konsentrasi asam khlorida 5%
A2B3 = Kacang tunggak dengan konsentrasi asam khlorida 7%
A3B1 = Kacang merah dengan konsentrasi asam khlorida 3%
A3B2 = Kacang merah dengan konsentrasi asam khlorida 5%
A3B3 = Kacang merah dengan konsentrasi asam khlorida 7%
E. Variabel Tetap :
17
a. Lama perendaman selama 4 jam
b. Perendaman dalam air dengan perbandingan 1 : 3
c. Perebusan selama 30 menit
d. Pengeringan dengan suhu 500C selama 6 jam
e. Ukuran partikel 100 mesh
f. Pelarutan dengan heksana 1 : 4.
- Pembuatan Pekatan Protein
a. Volume konsentrasi asam khlorida 3%, 5% dan 7% sebanyak 1:5
(HCl:tepung)
b. Penyesuaian pH 4 – 5
c. Pemanasan dengan waterbath suhu 50oC selama 1 jam
d. Kecepatan sentrifuse 3000 rpm selama 25 menit
e. Suhu pengeringan tepung pekatan protein 50°C selama 5 jam.
F. Parameter yang Diamati
- Analisa tepung kacang kacangan
a. Kadar protein metode semi mikro Kjehdahl (Sudarmadji, 1997)
b. Kadar air (AOAC, 2005)
c. Kadar abu (AOAC, 2005)
d. Kadar lemak (AOAC, 1995)
- Analisa pekatan protein
a. Kadar protein metode semi mikro Kjehdahl (Sudarmadji, 1997)
b. Kadar air (AOAC, 2005)
c. Kadar abu (AOAC, 2005)
d. Kadar lemak (AOAC, 2005)
e. Densitas kamba (Okezie dan Bello,1988)
f. Daya buih (Budijanto dkk, 2011)
g. Daya serap air (Budijanto dkk, 2011)
h. Daya serap minyak (Budijanto dkk, 2011)
i. Kapasitas emulsi (Budijanto dkk, 2011)
G. Prosedur Penelitian
- Pembuatan Tepung Kacang kacangan Bebas Lemak
a. Biji kacang awal ditimbang dan disortasi lalu ditimbang lagi untuk
mengetahui beratnya
b. Perendaman biji kacang dalam air selama 4 jam dan perbandingan
kacang dan air 1 : 3
c. Kemudian dilakukan perebusan selama 30 menit
d. Biji dikupas dan dikeringkan dalam pengering 50oC selama 3 jam
e. Penghalusan kasar dengan blender
f. Tepung kacang kacangan kemudian diekstrak lemaknya dengan
pelarut organik heksan 1:4 selama 4 jam secara bertahap dan
dikeringkan dalam pengering 50oC selama 6 jam
g. Pengayakan menggunakan saringan ukuran 100 mesh
h. Tepung bebas lemak kemudian disimpan pada tempat tertutup
19
Disortasi
Perendaman dengan air 1 : 3 selama 4 jam
Perebusan selama 30 menit
Pengupasan kulit biji kacang
Penghalusan kasar
Pelarutan dengan heksana 1 : 4 selama 4 jam
Pengeringan suhu 50oC selama 6 jam
Penepungan
Residu lemak
Pengayakan 100 mesh Penimbangan 3000 gr
Tepung Kacang bebas lemak Biji Kacang
Analisa : - Kadar Protein - Kadar Air - Kadar Abu - Kadar Lemak Pencucian dengan air 3 kali
Biji kacang bebas lemak Pengeringan suhu 50oC selama 6 jam
Gambar 3.1 Pembuatan tepung bebas lemak modifikasi Yuni, 2009
- Pembuatan Pekatan Protein Biji Kacang kacangan
a. Tepung kacang kacangan disuspensi dengan akuades 10 gr/100 ml
b. Diekstraksi menggunakan asam khlorida konsentrasi 3%,5% dan 7%
sebanyak 1:5 (HCl:tepung) dengan penyesuaian pH 4 - 5
c. Larutan dipanaskan dengan waterbath pada suhu 50OC selama 1 jam
d. Larutan didinginkan dengan suhu ruang dan dinetralisasi dengan
e. Sentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 25 menit dan
didapatkan filtrat dan endapan
f. Filtrat pertama disentrifuse 3000 rpm selama 25 menit sehingga
didapatkan filtrat kedua dan endapan kedua
g. Endapan pertama dan endapan kedua dilakukan pencucian dengan
air 80oC sebanyak 3x dan dikeringkan suhu 50oC selama 5 jam
h. Endapan dianalisa kadar protein, kadar lemak, kadar air, kadar abu,
densitas kamba, daya serap minyak, daya serap air, daya buih,
21
Ekstraksi menggunakan HCl dengan
konsentrasi : 3%, 5% dan 7% sebanyak 1 : 5 (HCl:tepung)
pH 4 - 5
Dipanaskan dalam waterbath pada suhu 50oC selama 1 jam
Pendinginan suhu ruang
Sentrifuse 3000 rpm selama 25 menit
Filtrat Endapan
Netralisasi dengan NaOH 1 N
Suspensi tepung bebas lemak (Kacang Tunggak, Kacang Merah, Kacang Hijau) perbandingan 1 : 10
(tepung:air)
Sentrifuse 3000 rpm selama 25 menit
Endapan
Filtrat
Pekatan Protein
Pencucian dengan air 80oC Sebanyak 3 kali
Filtrat
Dikeringkan 50oC selama 5 jam
Endapan
Analisa : - Kadar Protein - Kadar Lemak - Kadar Air - Kadar Abu - Densitas Kamba - Daya Serap Minyak - Daya Serap Air - Daya Buih - Kapasitas Emulsi
- Organoleptik (warna dan bau)
Gambar 3.2 Pembuatan pekatan protein dengan metode ekstraksi asam
22
Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini dimulai dari analisa bahan baku yaitu
kadar air, kadar abu, kadar protein dan kadar lemak. Analisa dilanjutkan dengan analisa
sifat fungsional dari pekatan protein kacang hijau, kacang tunggak dan kacang merah.
A. Hasil Analisa Bahan Baku
Pembuatan Tepung Biji Kacang kacangan Bebas Lemak
Hasil analisa bahan baku tepung biji kacang kacangan bebas lemak dapat dilihat
pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil analisa bahan baku tepung biji kacang kacangan bebas lemak
Jenis
Analisa
Kacang
Kadar Air
(%)
Kadar Abu
(%)
Kadar Lemak (%)
Kadar Protein (%
db)
Kacang Hijau
8,02±0,04
1,11±0,06
1,22±0,15
25,33±0,17
Kacang Tunggak
10,73±0,08
2,36±0,02
1,40±0,57
22,98±0,49
Kacang Merah
12,71±0,04
1,69±0,08
1,46±0,01
21,30±0,33
Pada Tabel 4.1 menunjukkan bahwa kadar lemak pada kacang hijau sebesar
1,22%, kacang tunggak sebesar 1,40% dan kacang merah sebesar 1,46%. Tepung
kacang kacangan ini sudah memenuhi standar tepung bebas lemak yaitu maksimum 1,5%
(USDA, 2002 dalam Kartika, 2009). Perbedaan yang terkandung dalam kacang hijau,
kacang tunggak dan kacang merah disebabkan oleh beberapa faktor antara lain jenis
kacang kacangan yang berbeda, usia panen, kondisi lingkungan tempat tumbuh, proses
pengolahan, suhu dan waktu pengeringan bahan (Hardiyanti, 2011).
B. Hasil Analisa Pekatan Protein
1. Kadar Protein
Kadar protein awal kacang hijau, kacang tunggak dan kacang merah bebas lemak
mengalami penurunan setelah melalui proses ekstraksi dengan asam khlorida. Hal ini
diduga karena pada saat ekstraksi atau pembuatan pekatan banyak protein yang ikut
terlarut dan ikut dalam setiap proses tahapan sehingga protein banyak yang terbuang.
Pendapat Anglemier (1976) menyatakan protein kacang-kacangan sebagian besar
23
proteosa, prolamin dan albumin bersifat larut dalam air sehingga diperkirakan penurunan
kadar protein dalam pengolahan disebabkan terlepasnya ikatan struktur protein dan
terlarutnya komponen protein dalam air.
Hasil penelitian Asrullah dkk (2012) menyatakan bahwa kadar protein ikan teri segar
sebesar 14,99% mengalami penurunan kadar protein menjadi 11,17% setelah menjadi
produk Lawa Bale dengan proses denaturasi protein. Hal ini diketahui bahwa protein dapat
terdenaturasi oleh penambahan larutan asam dan pemanasan terhadap bahan makanan
yang memiliki kadar protein yang tinggi. Kadar protein pada masing-masing konsentrasi
asam khlorida dan jenis kacang dapat dilihat pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Kadar protein pekatan protein jenis kacang pada masing-masing
konsentrasi asam khlorida
Tabel 4.2 Nilai rata-rata kadar protein pekatan protein jenis kacang hijau pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Protein
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(% db)
Kacang Hijau
3%
21,67±0,02
b1,55
Kacang Hijau
5%
17,82±0,66
aKacang Hijau
7%
17,42±0,09
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Protein
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(% db)
Kacang Tunggak
3%
20,44±0,06
b0,36
Kacang Tunggak
5%
19,80±0,01
aKacang Tunggak
7%
21,21±0,08
cKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Tabel 4.4 Nilai rata-rata kadar protein pekatan protein jenis kacang merah pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Protein
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(% db)
Kacang Merah
3%
21,18±0,13
b0,54
Kacang Merah
5%
20,12±0,08
aKacang Merah
7%
20,17±0,09
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Pada Tabel 4.2 menunjukkan bahwa kadar protein tertinggi kelompok kacang hijau
pada konsentrasi asam khlorida 3% sebesar 21,67 (%db). Hal ini diduga pada hasil
penelitian ini nilai pH dari titik isoelektrik kacang hijau pada konsentrasi asam khlorida 3%
yaitu 5,3 sehingga koagulasi protein mendekati pada hasil penelitian Triyono (2010)
menunjukkan bahwa produk tepung isolat protein kacang hijau mempunyai kadar protein
sebesar 60,48% dengan penambahan asam khlorida dan pH larutan 5,0.
Pendapat Lehninger (1982) yang menyatakan bahwa pengaruh pH didasarkan
adanya perbedaan daya tarik menarik yang paling kuat antar protein yang sama terjadi
pada pH isoelektrik sedangkan pH diatas dan dibawah titik isoelektrik protein akan
mengalami perubahan muatan yang menyebabkan menurunnya daya tarik menarik antar
molekul protein, sehingga molekul mudah terurai. Semakin jauh perbedaan pH dari titik
isoelektrik maka kelarutan protein akan semakin meningkat.
Pada Tabel 4.3 menunjukkan bahwa kadar protein tertinggi kelompok kacang tunggak
pada konsentrasi asam khlorida 7% sebesar 21,21 (%db). Hal ini diduga pada hasil
25
7% yaitu 4,2 3 sehingga koagulasi protein mendekati pada hasil penelitian Suciono (1995)
menunjukkan bahwa kadar protein dalam isolat kacang tunggak sebesar 94,57% dengan
pH larutan 4,6.
Pendapat Kurniati (2009) yang menyatakan bahwa ekstraksi protein menggunakan
asam kuat (HCl) mengakibatkan penambahan ion H
+berlebih sehingga menetralkan
protein dan tercapainya pH isoelektrik. Sifat ionik protein jika protein banyak mengandung
asam maka mempunyai titik isoelektrik yang rendah.
Pada Tabel 4.3 menunjukkan bahwa kadar protein tertinggi kelompok kacang merah
pada konsentrasi asam khlorida 3% sebesar 21,18 (%db). Hal ini diduga pada hasil
penelitian ini nilai pH dari titik isoelektrik kacang merah pada konsentrasi asam khlorida
3% yaitu 4,9 3 sehingga koagulasi protein mendekati pada hasil penelitian Suciono (1995)
menunjukkan bahwa kadar protein dalam isolat kacang merah sebesar 91,12% dengan pH
larutan 4,6.
Pendapat Suhardi (1992) menyatakan titik isoelektrik adalah saat dimana pH berada
pada bentuk amfoter (jumlah kation dan anion sama) dan pada saat titik isoelektrik ini
kelarutan protein menurun dan mencapai angka terendah, protein akan mengendap dan
menggumpal.
2. Kadar Lemak
Lemak atau minyak memiliki peranan yang sangat besar dalam kehidupan manusia.
Lemak merupakan senyawa yang larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut air, sifat
kelarutan lemak sangat tergantung struktur umumnya dan menjadi dasar penggolongan
lemak. Kadar lemak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida dan jenis kacang
dapat dilihat pada Gambar 4.2
Tabel 4.5 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang hijau pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Lemak
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Hijau
3%
1,69±0,18
a0,56
Kacang Hijau
5% 1,34±0,18
aKacang Hijau
7% 1,20±0,23
amenunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Gambar 4.2 Kadar lemak pekatan protein jenis kacang pada masing-masing
konsentrasi asam khlorida
Tabel 4.6 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang tunggak pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Lemak
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Tunggak
3% 1,23±0,21
a0,49
Kacang Tunggak
5% 1,58±0,16
aKacang Tunggak
7% 1,61±0,14
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Tabel 4.7 Nilai rata-rata kadar lemak pekatan protein jenis kacang merah pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Lemak
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Merah
3% 2,07±0,02
c0,14
Kacang Merah
5% 1,80±0,08
bKacang Merah
7% 1,48±0,03
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Pada Tabel 4.5 menunjukkan bahwa kadar lemak tertinggi kelompok kacang hijau
27
konsentrasi asam khlorida 3% terjadi denaturasi dan koagulasi protein yang
mengakibatkan gugus hidrofobik terbuka sehingga mampu mengikat lemak lebih besar.
Pendapat Suwarno, (2003) yang menyatakan bahwa denaturasi protein dapat
meningkatkan kemampuan protein untuk mengikat lemak dikarenakan terbukanya gugus
hidrofobik protein dalam bahan.
Pada Tabel 4.6 menunjukkan bahwa kadar lemak tertinggi kelompok kacang tunggak
pada konsentrasi asam khlorida 7% sebesar 1,61%. Hal ini diduga semakin tinggi
konsentrasi asam khlorida yang ditambahkan, maka dapat meningkatkan kadar protein
yang sebanding dengan peningkatan kadar lemak.
Pendapat Michaud, (1998) yang menyatakan bahwa kadar lemak meningkat seiring
dengan peningkatan pH sampai pada pH tertentu sesuai dengan kadar protein konsentrat
protein. Lemak yang terdapat pada konsentrat protein ini merupakan asam lemak yang
terjerat pada protein karena adanya proses ekstraksi dengan asam.
Pada Tabel 4.7 menunjukkan bahwa kadar lemak tertinggi kelompok kacang merah
pada konsentrasi asam khlorida 3% sebesar 2,07%. Hal ini diduga pada penambahan
konsentrasi asam khlorida 3% terjadi denaturasi dan koagulasi protein yang
mengakibatkan gugus hidrofobik terbuka sehingga mampu mengikat lemak lebih besar.
Pendapat Suwarno, (2003) yang menyatakan bahwa denaturasi protein dapat
meningkatkan kemampuan protein untuk mengikat lemak dikarenakan terbukanya gugus
hidrofobik protein dalam bahan.
3. Kadar Air
Kadar air merupakan salah satu parameter yang cukup penting pada produk tepung
karena berkaitan dengan mutu. Kadar air pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
dan jenis kacang dapat dilihat pada Gambar 4.3
Tabel 4.8. Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang hijau pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Air
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Hijau
3%
10,36±0,27
a2,89
Kacang Hijau
5% 10,59±1,58
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Gambar 4.3 Kadar air pekatan protein jenis kacang pada masing-masing
konsentrasi asam khlorida
Tabel 4.9. Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang tunggak pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Air
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Tunggak
3% 12,35±0,23
a2,89
Kacang Tunggak
5% 13,26±1,77
aKacang Tunggak
7% 12,98±0,12
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Tabel 4.10. Nilai rata-rata kadar air pekatan protein jenis kacang merah pada
masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Kadar Air
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(%)
Kacang Merah
3% 10,23±0,89
a1,86
Kacang Merah
5% 9,87±0,06
aKacang Merah
7% 12,93±0,73
b29
Pada Tabel 4.8 menunjukkan bahwa kandungan kadar air tertinggi kelompok kacang
hijau pada konsentrasi asam khlorida 7% sebesar 12,71%. Hal ini diduga jenis asam
amino yang banyak terkandung pada kacang hijau yaitu asam amino polar sehingga pada
penambahan konsentrasi asam khlorida dapat meningkatkan kemampuan mengikat air.
Pendapat Damodaran dan Paraf (1997) yang menyatakan bahwa Sifat hidrofilik dari
protein timbul oleh adanya rantai sisi polar di sepanjang rantai peptida yaitu gugus
karboksil dan amino. Molekul protein mempunyai beberapa gugus yang mengandung atom
N atau O yang tidak berpasangan. Atom N pada rantai peptida bermuatan negatif
sehingga mampu menarik atom H dari air yang bermuatan positif. Molekul air yang telah
terikat dapat berikatan dengan molekul air yang lain, karena memiliki sebuah atom O
dengan elektron yang tidak berpasangan.
Pada Tabel 4.9 menunjukkan bahwa kandungan kadar air tertinggi kelompok
kacang tunggak pada konsentrasi asam khlorida 5% sebesar 13,26%. Hal ini diduga pada
konsentrasi asam khlorida 5% menurunkan gaya tarik menarik molekul dimana pH jauh
dari titik isoelektriknya sehingga dapat mengurung air dalam jumlah yang besar.
Pendapat Suhardi (1989) yang menyatakan bahwa gaya tarik menarik protein
meningkat pada pH titik isoelektrik akan terjadi pengkerutan gel (air keluar sebagian) dan
dengan menurunkan gaya tarik menarik yaitu pH jauh dari titik isoelektriknya gel dapat
mengurung air dalam jumlah yang besar.
Pada Tabel 4.10 menunjukkan bahwa kandungan kadar air tertinggi kelompok kacang
merah pada konsentrasi asam khlorida 7% sebesar 12,93%. %. Hal ini diduga jenis asam
amino yang banyak terkandung pada kacang merah yaitu asam amino polar sehingga
pada penambahan konsentrasi asam khlorida dapat meningkatkan kemampuan mengikat
air.
Pendapat Suwarno, (2003) yang menyatakan bahwa pengikatan air bergantung
pada komposisi asam amino polar. Interaksi antara air dan gugus polar dari rantai samping
protein dapat terjadi melalui ikatan hydrogen. Jumlah air yang dapat ditahan oleh protein
bergantung pada komposisi asam amino polar.
4. Densitas kamba (Bulk Density)
Densitas kamba didefinisikan sebagai massa partikel yang menempati suatu unit
dan merupakan hasil pembagian dari berat bubuk dengan volume wadah. Densitas kamba
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida dan jenis kacang dapat dilihat pada
Gambar 4.5
Tabel 4.11 Nilai rata-rata densitas kamba pekatan protein jenis kacang hijau
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Densitas kamba
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(g/ml)
Kacang hijau 3%
0,79±0,03
a0,07
Kacang hijau 5%
0,85±0,02
aKacang hijau 7%
0,81±0,02
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Gambar 4.4 Densitas kamba pekatan protein jenis kacang pada masing-masing
konsentrasi asam khlorida
Tabel 4.12 Nilai rata-rata densitas kamba pekatan protein jenis kacang tunggak
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Densitas kamba
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(g/ml)
Kacang tunggak
3%
0,70±0,01
b0,03
Kacang tunggak
5%
0,65±0,01
a31
Ket : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Pada Tabel 4.11 menunjukkan bahwa nilai densitas kamba tertinggi pada kelompok
kacang hijau dengan konsentrasi asam khlorida 5% sebesar 0,85g/ml. Hal ini diduga
perbedaan nilai densitas kamba pekatan protein dipengaruhi oleh peningkatan gaya tarik
menarik antar partikel dan kadar air, semakin rendah kadar air maka semakin tinggi
densitas kamba yang dihasilkan.
Pendapat Wirakartakusumah
et al (1992) yang menyatakan bahwa penyerapan air
dihubungkan dengan peningkatan kohesivitas, terutama disebabkan oleh jembatan cairan
antar partikel. Oleh karena itu,
food powder yang higroskopis pada kadar air yang tinggi
menyebabkan penurunan bulk density.
Tabel 4.13 Nilai rata-rata densitas kamba pekatan protein jenis kacang merah
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Densitas kamba
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(g/ml)
Kacang merah 3%
0,75±0,01
a0,03
Kacang merah 5%
0,77±0,01
aKacang merah 7%
0,76±0,01
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Pada Tabel 4.12 menunjukkan bahwa nilai densitas kamba tertinggi kelompok kacang
tunggak pada konsentrasi asam khlorida 7% sebesar 0,77g/ml. Hal ini diduga pada
konsentrasi asam khlorida 7% memiliki porositas yang lebih sedikit dengan kadar air yang
rendah sehingga berpengaruh tinggi pada masa partikel yang menempati suatu volume
tertentu.
Pendapat Wirakartakusumah
et al (1992) yang menyatakan bahwa porositas
merupakan bagian yang tidak ditempati oleh partikel atau bahan padatan. Suatu bahan
apabila dikatakan kamba apabila nilai densitas kambanya kecil sehingga dibutuhkan
volume yang besar untuk berat yang ringan. Penyerapan air dihubungkan dengan
peningkatan kohesivitas, terutama disebabkan oleh jembatan cairan antar partikel. Oleh
karena itu,
food powder
yang higroskopis pada kadar air yang tinggi menyebabkan
Pada Tabel 4.13 menunjukkan bahwa nilai densitas kamba tertinggi kelompok kacang
merah pada konsentrasi asam khlorida 5% sebesar 0,77g/ml. Hal ini diduga perbedaan
intensitas gaya tarik menarik antar partikel dan kadar air yang tinggi pada konsentrasi
asam khlorida 5% sehingga berpengaruh rendah pada masa partikel yang menempati
suatu volume tertentu.
Pendapat Peleg dan Bagley (1983) dalam Kartika (2009) yang menerangkan bahwa
densitas kamba makanan tergantung pada intensitas gaya tarik menarik antar partikel dan
ukuran partikel. Perubahan densitas kamba dapat disebabkan oleh penyerapan air oleh
tepung-tepungan maupun pengurangan secara mekanik.
5. Daya Serap Minyak (DSM)
Daya serap minyak merupakan pengikatan minyak secara fisik oleh protein. Daya
serap minyak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida dan jenis kacang dapat
dilihat pada Gambar 4.5
Gambar 4.5 Daya serap minyak pekatan protein jenis kacang pada masing-masing
konsentrasi asam khlorida
Tabel 4.14. Nilai rata-rata daya serap minyak pekatan protein jenis kacang hijau
pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Daya Serap Minyak BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(ml/g)
Kacang hijau 3%
2,09±0,09
a0,28
33
Kacang hijau 7%
1,93±0,07
aKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Pada Tabel 4.14 menunjukkan bahwa nilai daya serap minyak tertinggi pada
kelompok kacang hijau dengan konsentrasi asam khlorida 3% sebesar 2,09ml/g. Hal ini
diduga pada kacang hijau asam amino non polar yang lebih dominan seperti fenilalanin
sehingga kemampuan penyerapan minyak/lemak meningkat, seiring dengan hasil
penelitian ini menunjukkan pada konsentrasi asam khlorida 3% memiliki nilai kadar protein
tinggi dan nilai kadar lemak tinggi.
Pendapat Lin et al (1974) dalam Budijanto (2010) yang menyatakan bahwa daya
serap minyak suatu protein tergantung pada strukturnya. Struktur yang bersifat lipolitik
yaitu jenis lipoprotein yang diduga mengandung asam amino non polar (glisin, alanin,
fenilalanin, triptofan, valin, leusin dan prolin) dengan kandungan cabang protein nonpolar
yang lebih dominan, berkontribusi terhadap peningkatan daya serap minyak.
Tabel 4.15 Nilai rata-rata daya serap minyak pekatan protein jenis kacang
tunggak pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Daya Serap Minyak BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(ml/g)
Kacang tunggak
3%
1,58±0,04
a0,17
Kacang tunggak
5%
2,01±0,06
cKacang tunggak
7%
1,82±0,08
bKet : nilai yang diikuti huruf yang berbeda pada masing-masing pengamatan
menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5%
Tabel 4.16 Nilai rata-rata daya serap minyak pekatan protein jenis kacang
merah pada masing-masing konsentrasi asam khlorida
Perlakuan
Rerata
BNJ 5%
Jenis Kacang Konsentrasi HCl
(ml/g)
Kacang merah
3%
1,91±0,10
a0,17
Kacang merah
5%
1,83±0,03
aKacang merah
7%
1,81±0,03
aPada Tabel 4.15 menunjukkan bahwa nilai daya serap minyak tertinggi kelompok
kacang tunggak pada konsentrasi asam khlorida 5% sebesar 2,01ml/g. Hal ini diduga pada
proses pengolahan konsentrasi asam khlorida 5% mengalami denaturasi protein sehingga
dapat meningkatkan kemampuan protein untuk mengikat lemak yang lebih banyak pada
asam amino non polar.
Pendapat Suwarno (2003) yang menyatakan bahwa
denaturasi protein dapat
meningkatkan kemampuan protein untuk mengikat lemak dikarenakan terbukanya struktur