37

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Uji Taksonomi

Hasil uji taksonomi menunjukkan bahwa ikan kurisi yang digunakan pada

penelitian ini adalah ikan kurisi dengan spesies Nemipterus bathybius. Ikan kurisi

jenis Nemipterus bathybius merupakan jenis ikan kurisi dengan kategori

komersial, penyebaran ikan kurisi jenis Nemipterus bathybius cukup luas, tercatat

ditemukan dari laut Sumatera hingga laut timur.

Hasil pengamatan ikan mengenai karakter-karekter ikan kurisi

menyatakan bahwa ikan kurisi jenis Nemipterus bathybius memiliki bentuk tubuh

pipih tegak, memiliki tipe sisik stenoid. Selain itu juga memiliki operkulum namun

tidak memiliki barbel atau sungut. Secara umum warna tubuh ikan adalah

kemerahan dan putih mutiara dengan tiga garis kuning horizontal. Panjang tubuh

ikan secara keseluruhan sebesar 20,8 cm dengan panjang kepala 4,51 cm.

5.2 Analisa Proksimat Bahan Baku

Analisa bahan baku dilakukakan untuk mengetahui sejumlah komponen

kimia yang terkandung dalam kepala ikan kurisi (tulang, kulit dan insang) segar

yang digunakan untuk memproduksi gelatin. Analisa bahan bahan baku kepala

ikan kurisi meliputi analisa kadar air, analisa kadar abu, analisa kadar protein dan

analisa kadar lemak. Hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 9 :

Tabel 9. Hasil Uji Proksimat Bahan Baku

Parameter Jumlah (%)

Kadar Air 59,71 ± 0,4 Kadar Abu 10,85 ± 0,4 Kadar Protein 18,04 ± 0,8 Kadar Lemak 9,31 ± 0,3

Catatan: hasil diperoleh dari nilai ata-rata tiga kali ulangan ± SE

Kandungan air dalam bahan merupakan penentu acceptability, kesegaran

dan daya tahan bahan (Astiana et al., 2016). Kadar air yang terkandung dalam

kepala ikan kurisi segar yang digunakan untuk memproduksi gelatin sebesar

59,71%, yakni lebih rendah dibandingkan kadar air kepala ikan makarel 65,3%

(Khiari et al., 2011), tulang ikan swanggi 62,27% (Kittiphattanabawon et al.,

2005), tulang ikan tigawaja 78,63%, tulang ikan kurisi 74,83% (Koli et al., 2011)

dan lebih tinggi dibandingkan dengan kadar air kepala ikan lele 19,6% dan tulang

kepala ikan lele 12,6% (Liu et al., 2009), tulang ikan lele 44,48% (Sanaei et al.,

2013) serta tulang ikan trout 48,03% (Tabarestani & Mahoonak, 2012).

38

Analisa kadar abu dapat digunakan untuk menentukan total mineral

dalam bahan karena pada tahap pengabuan akan terjadi proses pembakaran

dan oksidasi komponen organik bahan pangan dan menyisakan residu anorganik

seperti mineral (Astiana et al., 2016). Kadar abu kepala ikan kurisi sebesar

10,85%. Sejumlah penelitian melaporkan bahwa kadar abu kepala ikan lele dan

tulang kepala ikan lele masing-masing 38,3% dan 53,7% (Liu et al., 2009),

kepala ikan makarel 4,3% (Khiari et al., 2011), tulang ikan swanggi 14,4%

(Kittiphattanabawon et al., 2005), tulang ikan trout 13,4% (Tabarestani &

Mahoonak, 2012), tulang ikan tigawaja dan tulang ikan kurisi masing-masing

1,88% dan 1,56% (Koli et al., 2011).

Kadar protein kepala ikan kurisi sebesar 18,04%. Kandungan protein

dalam kepala ikan kurisi berhubungan dengan jumlah gelatin yang akan

dihasilkan dalam proses ekstraksi karena gelatin merupakan jenis turunan

protein. Kadar protein ikan umumnya berkisar antara 15 – 25% (Nurjanah &

Abdullah, 2010). Khiari et al. (2011) melaporkan bahwa kadar protein kepala ikan

makarel sebesar 16,3%. Selain itu, kadar protein kepala ikan lele dan tulang

kepala ikan lele masing-masing 24,4% dan 21,3% (Liu et al., 2009), tulang ikan

tigawaja dan tulang ikan ikan kurisi masing-masing 14,6% dan 14,7% (Koli et al.,

2011), tulang ikan swanggi 13,3% (Kittiphattanabawon et al., 2005) dan tulang

ikan trout sebesar 20,27% (Tabarestani & Mahoonak, 2012).

Kadar lemak kepala ikan kurisi sebesar 9,31%. Ikan dapat dikelompokkan

berdasarkan kandungan lemaknya, yakni ikan yang memiliki kandungan lemak

rendah jika kurang dari 2%, ikan dengan kandungan lemak sedang 2 – 5% dan

ikan dengan kandungan lemak tinggi jika lebih dari 5% (Sun, 2006). Beberapa

penelitian lain menyebutkan bahwa kadar lemak kepala ikan makarel 14,2%,

kepala ikan lele 20,5%, tulang keapala ikan lele 13,5%, tulang ikan tigawaja

1,38%, tulang ikan kurisi 1,25%, tulang ikan swanggi 8,77% dan tulang ikan trout

18,29% (Khiari et al., 2011; Liu et al., 2009; Koli et al., 2011; Kittiphattanabawon

et al., 2005; Tabarestani & Mahoonak, 2012).

5.3 Penelitian Tahap 1 (Optimasi Pretreatment Kepala Ikan Kurisi)

Proses pretreatment kepala ikan kurisi merupakan tahap awal yang

sangat penting dilakukan dalam memproduksi gelatin. Pada penelitian ini

pretreatment dilakukan dengan merendam kepala ikan kurisi dalam HCl yang

merupakan asam kuat. Asam kuat digunakan untuk proses demineralisasi, yakni

melarutkan sejumlah mineral yang terkandung di dalam bahan baku karena

39

sebagian besar komponen kepala yang digunakan untuk memproduksi gelatin

adalah tulang kepala ikan kurisi. Salah satu penyusun tulang adalah mineral

yang berfungsi sebagai penstabil dan menghasilkan tekstur yang keras (Olszta et

al., 2007). Selain untuk proses demineralisasi, HCl juga berfungsi untuk untuk

menghidrolisis ikatan silang trivalen pada struktur triple helix kolagen (Regenstein

& Zhou 2007) sehingga pada proses perendaman dihasilkan tulang dengan

tekstur lunak dan disebut dengan ossein.

Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian tahap 1 yaitu

Response Surface Methodology (RSM) dengan one factor, yakni faktor yang

digunakan hanya konsentrasi HCl. Rancangan percobaan dibuat degan

menentukan titik tengah konsentrasi HCl yaitu pada konsentrasi 4% titik bawah

2% dan titik atas 6%. Penentuan titik tengah didasarkan pada penelitian

terdahulu yang menyebutkan bahwa pada perendaman dengan HCl konsentrasi

4% diperoleh hasil terbaik dalam proses ekstrasksi gelatin tulang ikan kakap

merah dan tulang ikan kaci-kaci (Suryanti et al., 2006; Ayudiarti and

Paranginangin, 2007). Selain itu juga didasarkan pada terbentuknya ossein pada

penelitian pendahuluan, karena jika konsentrasi HCl terlalu rendah maka ossein

tidak dapat dapat terbentuk dan proses ekstraksi tidak dapat berjalan dengan

maksimal. Sedangkan respon yang diamati adalah rendemen dan kekuatan gel

gelatin seperti yang ditunjukkan pada Tabel 10.

Tabel 10 Hasil Variabel Respon berdasarkan konsentrasi HCl

No Kode Aktual Respon

X1 Konsentrasi HCl

(%) Rendemen

(%) Kekuatan Gel

(g.bloom)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

-1 -1

-0,5 0,5 1 1 0 0 0

2 2 3 5 6 6 4 4 4

2,37 2,60 4,90 7,01 6,25 6,94 6,97 6,96 7,08

356,90 353,50 302,51 244,73 207,34 217,54 265,12 261,72 258,32

40

5.3.1 Pengaruh Konsentrasi Asam terhadap Respon Rendemen dan

Kekuatan Gel Gelatin

5.3.1.1 Evaluasi Model Respon

a. Evaluasi model berdasarkan jumlah Kuadrat dari urutan model (Sequential

Model Sum of Squares/SMSS)

Evaluasi model berdasarkan jumlah Kuadrat dari urutan model (SMSS)

pada respon rendemen (Lampiran 4a) menunjukkan bahwa model respon yang

disarankan (Suggested) model kuadratik karena memiliki nilai F paling tinggi

135,15 dan memiliki nilai P (Prob>F) yang paling rendah yaitu F) yang paling rendah yaitu 0,0037. Nilai P (Prob>F) yang ditampilkan

oleh model linear lebih rendah (lebih signifikan) dibandingkan Nilai P (Prob>F)

model Kuadratik, Namun model Kuadratik lebih disarankan. Hal ini terjadi karena

pemilihan model yang tepat dalam proses analisa tidak hanya berdasarkan hasil

evaluasi jumlah kuadrat (Sequential Model Sum of Squares), namun juga

mempertimbangkan nilai Lack of Fit test dan Model Summary Statistic, sehingga

dari berbagai evaluasi tersebut model kuadratik menjadi model yang disarankan

(suggested).

b. Evaluasi Model berdasarkan Pengujian Ketidaktepatan model (Lack of Fit test)

Pemilihan model berdasarkan lack of fit test ditentukan dengan nilai P

yang tidak signifikan. Evaluasi model berdasarkan pengujian ketidaktepatan (lack

of fit test) model pada respon rendemen maupun kekuatan gel gelatin (Lampiran

4b) menunjukkan bahwa model kuadratik memiliki nilai P (Prob>F) > 0,05,

artinya tidak ada pengaruh nyata antara ketidaktepatan model dengan respon

rendemen maupun kekuatan gel gelatin, sehingga model quadratik merupakan

model yang disarankan (suggested) oleh program Design Expert.

41

c. Evaluasi Model Berdasarkan Statistik Ringkasan Model (Model Summary

Statistis/MSS)

Hasil evaluasi model berdasarkan Statistik Ringkasan Model (Model

Summary Statistics/MSS) pada respon rendemen dan kekuatan gel gelatin

(Lampiran 4c) menunjukkan bahwa model kuadratik merupakan model yang

disarankan karena memiliki standar deviasi yang rendah 0,28 dan 6,07, nilai

Adjusted R2 dan predicted R2 yang juga rendah masing-masing sebesar 0,9792

dan 0,9614 untuk rendemen gelatin, 0,9872 dan 0,9789 untuk kekuatan gel

gelatin. Hasil adjusted R2 menunjukkan variabel konsentrasi HCl berpengaruh

pada keragaman respon baik pada rendemen gelatin sebesar 97,92% dan

kekuatan gel gelatin sebesar 98,72%. Selain itu evaluasi model didasarkan pada

nilai PRESS (prediction error sum of squares) yang paling kecil, masing-masing

1,14 dan 485,72 untuk rendemen dan kekuatan gel gelatin, sehingga

berdasarkan semua kriteria tersebut model kuadratik dipilih untuk menjelaskan

hubungan antara faktor konsentrasi HCl terhadap respon rendemen maupun

kekuatan gel gelatin.

5.3.1.2 Analisa Ragam (ANOVA) pada Respon Permukaan

Hasil analisa ragam (ANOVA) dalam mengetahui pengaruh faktor

konsentrasi HCl terhadap respon rendemen dan kekuatan gel gelatin (Lampiran

4d) menunjukkan bahwa faktor konsentrasi HCl berpengaruh nyata terhadap

respon rendemen gelatin maupun kekuatan gel gelatin karena memiliki nilai P

(Prob>F) < 0,0001. Selain itu ketidaktepatan model (lack of fit) tidak berpengaruh

nyata pada model kuadratik sehingga dapat dinyatakan bahwa model kuadratik

merupakan model yang tepat untuk menjelaskan pengaruh konsentrasi HCl

terhadap respon rendemen dan kekuatan gel gelatin. Grafik yang menyatakan

pengaruh faktor konsentrasi HCl terhadap respon rendemen gelatin maupun

kekuatan gel gelatin ditunjukkan pada Gambar 10.

42

Gambar 10. hubungan konsentrasi HCl terhadap rendemen gelatin

Pengaruh konsentrasi asam (Gambar 10) menunjukkan bahwa

peningkatan konsentrasi HCl hingga 5% dapat meningkatkan rendemen gelatin

hingga 7,01%, namun terjadi penurunan nilai rendemen jika konsentrasi HCl

dinaikkan hingga 6%. Sejumlah penelitian melaporkan bahwa terjadi peningkatan

rendemen gelatin (protein) kulit ikan nila, ikan grascarp dan ikan trout pelangi

seiring bertambahnya konsentrasi asam hingga mencapai nilai rendemen

maksimum, namun nilai rendemen akan mengalami penurunan jika konsentrasi

asam semakin dinaikkan (Niu et al., 2013; Kasankala et al., 2007; Tabarestani,

2010).

Perendaman dengan larutan asam pada konsentrasi sedang mampu

mengganggu stabilitas ikatan non kovalen intramolekul maupun antarmolekul

sehingga mampu mengikat sejumlah mineral dalam bahan, akibatnya bahan

akan mengalami pembengkakan (swelling) dan melunak serta menghasilkan

kolagen yang bersifat tidak larut (ossein) dan ekstraksi gelatin berjalan optimal

pada konsentrasi asam yang optimal pula (Ahmad & Benjakul, 2011;

Kittiphattanabawon et al., 2016). Namun pada penggunaan konsentrasi asam

yang tinggi akan meningkatkan ion H+ yang dapat menghidrolisis kolagen serta

berpotensi terjadinya reaksi lebih lanjut menjadi gelatin yang terlarut dalam asam

(Niu et al., 2013). Hal inilah yang menyebabkan menurunnya jumlah rendemen

gelatin pada konsentrasi HCl 6%.

y = 1,0306x + 1,5533

43

Rendemen gelatin kepala ikan kurisi yang dihasilkan dengan faktor

konsentrasi HCl berkisar antara 2% – 7%. Koli et al. (2011) melaporkan bahwa

rendemen gelatin yang dihasilkan dari kulit dan tulang ikan kurisi masing-masing

5,57% dan 3,55%. Selain itu, Rendemen gelatin tulang ikan kakap dengan

perendaman dalam HCl 2% – 6% berkisar 7% – 14% (Kusumawati, 2008;

Suryanti et al., 2006).

Adapun pengaruh konsentrasi HCl terhadap respon kekuatan gel gelatin

(Gambar 11) menunjukkan bahwa kekuatan gel menurun seiring bertambahnya

nilai faktor konsentrasi HCl. Nilai kekuatan gel gelatin umumnya ditentukan oleh

banyaknya interaksi intramolekul maupun intermolekul yang erat kaitannya

dengan berat molekul gelatin, rasio rantai α dan β serta komposisi asam amino

gelatin (Ahmad and Benjakul, 2011).

Gambar 11. Hubungan konsentrasi HCl terhadap kekuatan gel gelatin

Kisaran kekuatan gel gelatin kepala ikan kurisi sebesar 207,34 – 356,90

g.bloom. menurut Koli et al. (2011) nilai kekuatan gel gelatin kulit dan tulang ikan

kurisi (Nemipterus japonicus) sebesar 140 gr.bloom dan 130 g.bloom. Sejumlah

penelitian juga melaporkan bahwa peningkatan konsentrasi HCl dapat

menurunkan nilai kekuatan gel gelatin, salah satunya yang berasal dari tulang

ikan kaci-kaci dengan kisaran kekuatan gel 163 – 120 g.bloom pada konsentrasi

HCl 4% - 6% (Ayudiarti and Paranginangin, 2007), tulang ikan kakap dengan

y = -34,934x + 413,92

44

kisaran kekuatan gel 202 – 22 g.bloom dan 226 – 127 g.bloom pada konsentrasi

HCl 2% – 4% dan 4% – 6% (Kusumawati, 2008; Suryanti et al. 2006).

Secara kimiawi pembentukan gel pada gelatin ditandai dengan

terbentuknya “Junction Zone” dan jaringan tiga dimensi rantai gelatin.

Pembentukan Junction Zone ditentukan dengan terbentuknya ikatan heliks

antara dua rantai gelatin maupun lebih ketika terjadi penurunan suhu. Kondisi

inilah yang sering disebut dengan renaturasi kolagen (Djabourov et al., 1988).

Sedangkan jaringan tiga dimensi dapat terbentuk dengan kuat apabila terdapat

inetraksi antarmolekul melalui ikatan hidrogen pada gugus –NH dan –CO dari

tiga rantai oligomer gelatin yang berbeda yang telah membentuk junction zone.

Selain ikatan hidrogen, interaksi elektrostatik dan ikatan hidrofobik dapat

meningkatkan pembentukan jaringan tiga dimensi. Terbentuknya jaringan tiga

dimensi pada molekul kolagen akan membuat air terperangkap dalam jaringan

tersebut sehingga gel akan terbentuk (Burey at al., 2008; Ahmad & Benjakul,

2011; Duconseille et al., 2014).

Perbedaan konsentrasi HCl berpengaruh pada tingkat hidrolisis terhadap

bahan baku. Ion H+ pada HCl berfungsi untuk menghidrolisis rantai tropokolagen

dalam bahan, namun konsentrasi HCl yang tinggi akan meningkatkan terjadinya

hidrolisis lanjutan pada kolagen menjadi gelatin dengan rantai yang lebih pendek

sehingga akan menurunkan berat molekul gelatin (Niu et al., 2013). Gelatin

dengan berat molekul rendah lebih sulit mengalami proses renaturasi

(membentuk ikatan heliks), akibatnya jaringan tiga dimensi yang merupakan

penentu dalam pembentukan gel akan sulit terbentuk jika renaturasi tidak terjadi

(Duconseille et al., 2014), oleh karena itu hasil penelitian (Gambar 11)

menunujukkan bahwa terjadi penurunan kekuatan gel gelatin seiring

bertambahnya konsentrasi HCl.

5.3.2 Penentuan Titik Optimum dan Verifikasi

Penentuan titik optimum mengenai pengaruh konsentrasi HCl terhadap

rendemen dan kekuatan gel gelatin didasarkan pada kriteria yang telah

disesuaikan dengan tujuan maupun tingkat kepentingan yang diharapkan. Pada

penelitian ini faktor konsentrasi HCl ditetapkan minimize, karena konsentrasi

asam sangat berpengaruh terhadap karakteristik gelatin, apabila konsentrasi

asam terlalu tinggi maka akan didapatkan gelatin dengan kulaitas yang rendah

baik dari segi fisik maupun kimiawi (Karim & Bhat, 2009). Selain itu, pada

45

konsentrasi HCl yang tinggi, sisa HCl yang tidak bereaksi akan terperangkap

dalam jaringan fibril kolagen, sehingga akan sulit untuk dinetralkan dan dapat

mempengaruhi tingkat keasaman (pH) gelatin yang dihasilkan (Ayudiarti &

Paranginangin, 2007).

Variabel respon rendemen maupun kekuatan gel gelatin ditetapkan

maximize, karena yang diharapkan pada kondisi optimum dapat menghasilkan

rendemen gelatin yang tinggi dengan kualitas gelatin yang baik pula. Karim and

Bhat (2009) menyatakan bahwa kekuatan gel dapat menggambarkan sifat kimia

gelatin dan dapat digunakan dalam menentukan penggunaan gelatin di bidang

industri. Selain itu, kekuatan gel tersebut juga merupakan salah satu parameter

fisik penentu stabilitas produk dalam penggunaannya di bidang industri, sehingga

yang diharapkan dalam penelitian ini adalah gelatin dengan kekuatan gel yang

tinggi. Adapun kriteria penentuan titik optimum ditunjukkan pada Tabel 11:

Tabel 11. Kriteria Penentuan Titik Optimum

Kriteria Goal Batas Nilai

Bawah Atas

Konsentrasi HCl Rendemen Gelatin Kekuatan Gel Gelatin

Minimize Maximize Maximize

2,00% 2,37%

207,34 g.bloom

6,00% 7,08%

356,90g.bloom

Selanjutnya, setelah penentuan kriteria titik optimum, program Design

Expert akan mengeluarkan solusi optimum dengan nilai desirability yang paling

tinggi (mendekati 1), pada tahap ini solusi optimum yang dikeluarkan hanya satu,

yaitu dengan konsentrasi HCl 2,98%, nilai rendemen dan kekuatan gel masing-

masing 5,17% dan 305,11 g.bloom. Sedangkan nilai desirability dari solusi

optimum tersebut adalah 0,665. Solusi optimum pada program Design Expert

selanjutnya diverifikasi dengan cara membandingkan dengan hasil pengamatan

di laboratorium. Verifikasi diperlukan untuk menguji keakuratan model.

Perbandingan solusi titik optimum yang terbaik dan hasil pengamatan

laboratorium ditampilkan dalam Tabel 12:

Tabel 12. Solusi Titik Optimum dan Hasil Verifikasi

Variabel Bebas Respon

Desirability Konsentrasi HCl

Rendemen (%)

Kekuatan Gel (g.bloom)

Solusi Optimum 2,98% 5,17 305,11 0,665 Verifikasi 2,98% 4,92 312,71

Tingkat ketepatan 95,16% 97,51%

46

Tabel 12 menunjukkan bahwa tingkat ketepatan hasil verifikasi respon

dengan solusi optimum pada program Design Expert > 95%. Yakni untuk respon

rendemen memiliki tingkat ketepatan sebesar sebesar 95,16%, sedangkan untuk

respon kekuatan gel meiliki tingkat ketepatan 97,51%. Menurut Zhu dan Liu

(2013), jika perbedaan hasil verifikasi respon dengan solusi optimum tidak lebih

dari 5 %, maka dapat dinyatakan bahwa model yang digunakan pada proses

optimasi cukup akurat. Hasil penelitian ekstraksi ikan kakap menunjukkan bahwa

pada konsentrasi HCl 2% didapatkan hasil terbaik dengan rendemen gelatin

14,16%, kekuatan gel 202 g.bloom dan viskositas 7,46 cPs (Kusumawati, 2008).

Selain itu, juga dilaporkan bahwa pada konsentrasi HCl 4% selama 48 jam

didapatkan hasil terbaik gelatin ikan kakap dengan rendemen gelatin 7,4%,

kekuatan gel 226,8 g.bloom dan viskositas 6,73 cP (Suryanti, 2006).

5.4 Penelitian Tahap 2 (Optimasi Ekstraksi Gelatin Kepala Ikan Kurisi)

Ekstraksi gelatin merupakan tahap lanjutan dari proses prereatment pada

tahap 1. Proses ekstraksi gelatin dilakukan dengan merendam ossein (hasil dari

pretreatment) di dalam akuades dengan suhu diatas suhu denaturasi kolagen.

Pada tahap ini, parameter suhu dan waktu perendaman merupakan parameter

yang sangat berpengaruh terhadap rendemen, kekuatan gel maupun viskositas

gelatin yang dihasilkan (Karim and Bhat, 2009). Sehingga pada penelitian tahap

2 dilakukan pengamatan mengenai pengaruh faktor suhu dan waktu ekstraksi

terhadap jumlah rendemen, nilai kekuatan gel dan viskositas gelatin kepala ikan

kurisi. Data variabel respon rendemen, kekuatan gel dan viskositas gelatin dari

13 kombinasi rancangan komposit pusat (Central Composite Design) RSM

disajikan pada Tabel 13.

47

Tabel 13. Nilai variabel respon rendemen, kekuatan gel dan viskositas berdasarkan faktor suhu dan waktu ekstraksi Perlakuan Kode Aktual Respon X1 X2 Suhu

(0C)

Waktu (Jam)

Rendemen (%)

Kekuatan Gel

(g.bloom)

Viskositas (cP)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13

1,00 1,00 -1,00 1,00

-1,414 1,414 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

-1,00 -1,00 1,00 1,00 0,00 0,00

-1,414 1,414 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

50 90 50 90

41,7 98,3 70 70 70 70 70 70 70

3 3 7 7 5 5

2,17 7,83

5 5 5 5 5

1,01 6,66 2,39 8,10 1,04 8,85 1,95 5,45 4,52 5,04 4,90 4,81 4,50

57,78 88,37 163,15 47,59 2,67 0,00

149,56 214,14 309,31 302,51 319,51 316,11 305,91

3,33 3,00 3,67 2,67 3,40 2,33 3,33 3,67 5,33 4,67 5,00 5,67 4,67

5.4.1 Pengaruh Suhu dan Waktu Ekstraksi terhadap Respon Rendemen

dan Kekuatan Gel dan Viskositas Gelatin

5.4.1.1 Evaluasi Model Respon

a. Evaluasi model berdasarkan jumlah Kuadrat dari urutan model (Sequential

Model Sum of Squares/SMSS)

Evaluasi model berdasarkan jumlah kuadrat dari urutan model (SMSS)

pada respon rendemen gelatin akibat perbedaan suhu dan waktu ekstraksi

(Lampiran 6a) menunjukkan bahwa model yang disarankan (suggested) adalah

model Kuadratik dengan nilai P (Prob>F) 0,0192 (pF) paling

kecil

48

bahwa model kuadratik memiliki pengaruh yang signifikan terhadap respon

kekuatan gel dan viskositas.

b. Evaluasi Model berdasarkan Pengujian Ketidaktepatan model (Lack of Fit test)

Pemilihan model berdasarkan lack of fit test ditentukan dengan nilai p

yang tidak signifikan secara statistik yakni pada taraf p-value (Prob>F) > 0,05.

Evaluasi model berdasarkan pengujian ketidaktepatan (Lack of Fit test) model

pada respon rendemen (Lampiran 6d), kekuatan gel (Lampiran 6e) dan

viskositas gelatin (Lampiran 6f) menunjukkan bahwa model quadratik memiliki

nilai P (Prob>F) > 0,05, dengan nilai p untuk rendemen, kekuatan gel dan

viskositas masing masing sebesar 0,1112, 0,0551, 0,9796. Artinya tidak ada

pengaruh nyata antara ketidaktepatan model dengan respon rendemen kekuatan

gel maupun viskositas gelatin, sehingga model quadratik merupakan model yang

disarankan (Suggested) oleh program Design Expert.

d. Evaluasi Model Berdasarkan Statistik Ringkasan Model (Model Summary

Statistis/MSS)

Hasil evaluasi model berdasarkan Statistik Ringkasan Model (Model

Summary Statistics/MSS) pada respon rendemen (Lampiran 6g), kekuatan gel

(Lampiran 6h) dan viskositas gelatin (Lampiran 6i) menunjukkan bahwa model

Kuadratik merupakan model yang disarankan karena memiliki standar deviasi

yang rendah yaitu sebesar 0,36 untuk respon rendemen, 12,67 untuk kekuatan

respon gel dan 0,33 untuk respon viskositas. Selain itu juga ditentukan dari nilai

Adjusted R2 dan Predicted R2 serta nilai (prediction error sum of squares),

dimana nilai Adjusted R2 dan Predicted R2 respon rendemen gelatin sebesar

0,9790 dan 0,9304, kekuatan gel sebesar 0,9900 dan 0,9642 serta viskositas

sebesar 0,8993 dan 0,8948. Untuk nilai PRESS respon rendemen gelatin,

kekuatan gel dan viskositas masing-masing 5,09, 6886,11 dan 1,41. Sehingga

berdasarkan semua kriteria tersebut model Kuadratik dipilih untuk menjelaskan

hubungan antara faktor suhu dan waktu ekstraksi terhadap respon rendemen,

kekuatan gel maupun viskositas gelatin.

49

5.4.1.2 Analisa Ragam (ANOVA)

a. Analisa Ragam (ANOVA) pada Respon Rendemen Gelatin

Hasil analisa ragam (ANOVA) untuk respon rendemen (Lampiran 6j)

menunjukkan bahwa variabel A (suhu ekstraksi) dan variabel B (waktu ekstraksi)

memiliki pengaruh yang signifikan terhadap respon rendemen gelatin karena

memiliki nilai p

50

ekstraksi juga diamati pada kulit ikan belida (Kittiphattanabawon et al., 2016),

kulit ikan hiu batu dan hiu sirip hitam (Kittiphattanabawon et al., 2010), kulit ikan

kakap putih (Sinthusamran et al., 2014), kulit ikan kod atlantik, ikan salmon dan

ikan haring atlantik (Kołodziejska et al., 2008).

Peningkatan rendemen terjadi karena suhu dapat meningkatkan energi

kinetik sehingga akan terjadi proses hidrolisis ikatan tripel heliks kolagen yang

bersifat tidak larut menjadi rantai α dan β gelatin yang bersifat larut dalam air,

akbatnya gelatin dapat terekstrak lebih banyak. Selain itu, jika waktu ditingkatkan

maka ketersediaan energi untuk menghidrolisis semakin banyak dan kontak

antara pelarut dengan sampel ossein akan semakin lama, sehingga juga dapat

meningkatkan rendemen gelatin (Sinthusamran et al., 2014; Kołodziejska et al,.

2008).

b. Analisa Ragam (ANOVA) pada Respon Kekuatan Gel Gelatin

Hasil analisa ragam (ANOVA) untuk respon kekuatan gel gelatin

(Lampiran 6k) menunjukkan bahwa secara kuadratik faktor A (suhu ekstraksi)

dan faktor B (waktu ekstraksi) memiliki pengaruh yang signifikan terhadap respon

kekuatan gel gelatin karena memiliki nilai p ≤0,05, dimana nilai p utuk faktor A

(suhu ekstraksi)

51

Gambar 13. Grafik Countour Plot dan tiga dimensi Respon Kekuatan Gel

Grafik countour plot dan tiga dimensi respon kekuatan gel gelatin

menunjukkan bahwa nilai kekuatan gel semakin menurun jika suhu dan waktu

semakin ditingkatkan, sama halnya pada suhu ekstraksi yang sangat rendah nilai

kekuatan gel gelatin yang dihasilkan juga rendah. Nilai kekuatan gel gelatin

paling rendah (0,00 g.bloom) berada pada suhu ekstraksi 98,30C dan waktu

ekstraksi 5 jam, pada kondisi tersebut gelatin tidak dapat membentuk gel. Pada

suhu ekstraksi 41,720 C dan waktu ekstraksi selama 5 jam nilai kekuatan gel

gelatin juga rendah yakni sebesar 2,67 g.bloom.

Suhu dan waktu ekstraksi yang tinggi dapat meningkatkan degradasi

protein secara berlebih, sehingga menghasilkan fragmen protein dengan

kemampuan membentuk gel yang rendah. Molekul gelatin dengan rantai pendek

tidak mampu membentuk junction zone yang yang kuat, terutama melalui ikatan

hidrogen maupun ikatan lemah lainnya seperti interaksi hidrofobik dan ionik

(Ravey et al., 2000; Kittiphattanabawon et al., 2016). Menurut Duconseille et al.

(2014) gelatin dengan berat molekul rendah akan menghambat proses renaturasi

ikatan helix, dimana proses renaturasi merupakan bagian dari pembentukan

junction zone, selain itu, gelatin dengan berat molekul besar dan banyak memiliki

cabang serta rantai yang tidak linear juga dapat menghambat proses renaturasi.

Gelatin dengan berat molekul tinggi diduga karena proses hidrolisis tidak

maksimal, dan hal itu dapat terjadi jika suhu dan waktu ekstraksi yang rendah,

oleh karena itu, kekuatan gel gelatin bernilai rendah pada suhu ekstraksi yang

sangat tinggi maupun sangat rendah.

52

c. Analisa Ragam (ANOVA) pada Respon Viskositas Gelatin

Hasil analisa ragam (ANOVA) respon viskositas gelatin (Lampiran 6l)

menunjukkan bahwa secara kuadratik faktor A (suhu ekstraksi) dan faktor B

(waktu ekstraksi) memiliki pengaruh yang signifikan terhadap respon viskositas

gelatin karena memiliki nilai p ≤0,05, dimana nilai p utuk faktor A (suhu ekstraksi)

53

sebesar 8,47 dan, 6,8 cP. Viskositas gelatin dapat dipengaruhi oleh berat

molekul gelatin (Muyonga, 2004). Menurut Niu et al. (2013) rendahnya jumlah

rantai β pada molekul gelatin menyebabkan nilai viskositas gelatin ikan tilapia

semakin rendah.

5.4.2 Penentuan Titik Optimum dan Verifikasi

Penentuan titik optimum pengaruh suhu dan waktu ekstraksi terhadap

rendemen dan kekuatan gel gelatin didasarkan pada kriteria yang diharapkan.

Pada penelitian ini faktor suhu ekstraksi ditetapkan in range dengan batas bawah

41,7 0C dan batas atas 98,3 0C. Sedangkan faktor waktu ekstraksi juga

ditetapkan in range dengan batas bawah 2,17 jam dan batas atas 7,83 jam.

Variabel respon rendemen kekuatan gel dan viskositas gelatin ditetapkan

maximize, karena yang diharapkan pada kondisi optimum dapat menghasilkan

rendemen gelatin yang tinggi dengan sifat fungsional gelatin yang baik pula.

Adapun kriteria penentuan titik optimum ditunjukkan pada Tabel 14:

Tabel 14. Kriteria Penentuan Titik Optimum

Kriteria Goal Batas Nilai

Bawah Atas

Suhu Ekstraksi Waktu Ekstraksi Rendemen Gelatin Kekuatan Gel Gelatin Viskositas Gelatin

In range In range Maximize Maximize Maximize

41,7 oC

2,17 jam 1,01 %

0,00 g.bloom 2,33 cP

98,3 oC 7,83 jam 8,85 %

319,51 g.bloom 5,67 cP

Selanjutnya, setelah penentuan kriteria titik optimum, program Design

Expert menentukan solusi optimum dengan nilai desirability yang paling tinggi

(mendekati 1), pada tahap ini solusi optimum yang dikeluarkan hanya satu, yaitu

dengan suhu ekstraksi 74,40 oC, waktu ekstraksi, 5,42 jam, nilai rendemen

kekuatan gel dan viskositas masing-masing 5,56, 300,21 dan 4,91. Sedangkan

nilai desirability dari solusi optimum tersebut adalah 0,749. Solusi optimum pada

program Design Expert selanjutnya diverifikasi dengan cara membandingkan

dengan hasil pengamatan di laboratorium. Verifikasi diperlukan untuk menguji

keakuratan model. Hasil menunjukkan bahwa Perbedaan hasil verifikasi dengan

solusi optimum ≤ 5%, artinya model yang digunakan pada proses optimasi cukup

akurat. Perbandingan solusi titik optimum yang terbaik dan hasil pengamatan

laboratorium ditampilkan dalam Tabel 15.

54

Tabel 15. Solusi Titik Optimum dan Hasil Verifikasi

Variabel Bebas Respon

Desirability Suhu Ekstraksi

Waktu Ekstraksi

Rendemen (%)

Kekuatan Gel

(g.bloom)

Viskositas (cP)

Solusi Optimum

74,40 oC 5,42 jam 5,56 300,21 4,91

0,749 Verifikasi 74,40 oC 5,42 jam 5,31 311,01 5,00 Tingkat ketepatan 95,50% 97,48% 98,17%

Hasil verifikasi (Tabel 15) menunjukkan bahwa tingkat ketepatan hasil

verifikasi respon dengan solusi optimum pada program Design Expert ≥ 95%.

Yakni untuk respon rendemen memiliki tingkat ketepatan sebesar sebesar

95,50%, sedangkan untuk respon kekuatan gel memiliki tingkat ketepatan

97,48%, sedangkan untuk hasil viskositas memiliki tingkat ketepatan 98,17%.

Telah dilaporkan hasil optimasi ekstraksi gelatin dari tulang ikan lele diperoleh

pada konsentrasi HCl 3.35%, suhu ekstraksi 67,32 oC dan waktu ekstraksi 5,2

jam dengan nilai rendemen 17,52% kekuatan gel 230,25 g dan viskositas

sebesar 4,64 mpa.s (Sanaei et al., 2013).

5.5 Karakterisasi Gelatin Kepala Ikan Kurisi

5.5.1 Komposisi Unsur Gelatin

Analisa komposisi unsur yang terkandung dalam gelatin komersial dan

gelatin ikan kurisi ditentukan dengan Energy Dispersive X-ray (EDX). Penentuan

unsur secara kuantitatif berdasarkan persen berat (% Wt) dan persen atom (%

At) masing-masing unsur seperti yang terlihat pada Tabel 16.

Tabel 16. Komposisi Unsur Gelatin

Element

Weight (Wt) (%) Atom (At) (%)

Gelatin komersial

Gelatin Ikan Kurisi

Gelatin komersial

Gelatin Ikan Kurisi

C (Karbon) 51,87a 30,72b 58,53a 41,64b

N (Nitrogen) 17,84a 8,09b 17,29a 9,37b

O (Oksigen) 26,79a 36,11b 22,71a 36,92b

Na (Natrium) 1,02a 0,68a 0,61a 0,48a

P (Fosfor) - 10,20 - 5,41

S (Sulfur) 1,05a 1,29a 0,45a 0,66a

Cl (Klor) 1,60a 4,28b 0,61a 1,97b

K (Kalium) 3,49 - 1,20 -

Ca (Kalsium) - 8,63 - 3,55

Matrix Correctin Correctin ZAF ZAF

Catatan : Notasi yang berbeda untuk baris yang sama menunjukkan perbedaan pada α = 0,05

55

Tabel 16 menunjukkan jumlah unsur yang terkandung dalam gelatin

komersial maupun pada gelatin perlakuan terbaik persatuan berat (% Wt) dan

persatuan atom (% At). Hasil analisa persen berat (% Wt) dan persen atom (%

At) dengan independent t test menunjukkan bahwa persen berat unsur Na

(natrium), S (sulfur) tidak memiliki perbedaan yang signifikan (P≤0,05) antara

gelatin komersial dan gelatin ikan ikan kurisi.

Hasil pengamatan menunjukkan jumlah unsur C, N dan O yang

merupakan penyusun utama protein memiliki persentase paling tinggi diantara

unsur yang lain. Namun persentase C,N pada gelatin komersial lebih besar

dibandingkan dengan persentase C,N pada gelatin ikan kurisi, hal ini dapat

menggambarkan kadar protein pada gelatin komersial lebih tinggi dibandingkan

gelatin ikan kurisi, hasil tersebut sesuai dengan hasil analisa protein gelatin

komersial dan gelatin ikan kurisi. Selain itu persentase unsur Cl pada gelatin ikan

kurisi lebih tinggi dibanding gelatin komersial, tingginya persentase unsur Cl

diduga karena residu hasil perendaman dengan HCl masih tersisa di dalam

gelatin ikan kurisi.

Jenis mineral yang terkandung dalam gelatin dapat berpengaruh terhadap

pembentukan gel gelatin. Sarbon et al. (2014) menyebutkan bahwa penembahan

kalsium klorida (CaCl2) mampu menurunkan kekuatan gel gelatin. Selain itu, Choi

and Regenstein (2000) juga melaporkan bahwa kekuatan gel gelatin menurun

seiring meningkatnya konsentrasi natrium klorida (NaCl). Hal itu disebabkan

karena natrium klorida dapat menghambat pembentukan ikatan hidrogen

maupun interaksi hidrofobik lainnya, sehinggal hal ini dapat berpengaruh

terhadap stabilitas junction zone pada gelatin.

5.5.2 Warna Gelatin

Analisa warna gelatin bertujuan untuk mengetahui perbedaan

karakteristik warna pada gelatin komersial dan gelatin ikan kurisi hasil perlakuan

terbaik. Secara visual, warna gelatin komersial dan gelatin ikan kurisi ditunjukkan

pada Gambar 15.

56

Gelatin Komesial

Gelatin Ikan Kurisi

Gambar 15. Warna Gelatin

Warna gelatin secara visual sebanding dengan pengukuran nilai L*, a*

dan b* menggunakan colour Reader, dimana warna kuning gelatin komersial

lebih pekat dibandingkan dengan gelatin kepala ikan kurisi seperti yang

ditunjukkan pada Tabel 17.

Tabel 17. Hasil Analisa Warna Gelatin

Parameter Nilai

Gelatin komersial Gelatin Ikan Kurisi

L* (Lightness) 78,41a ± 0,57 78,79a ± 0,37

a* (Redness) 1,81a ± 0,22 1,75a ± 0,14

b* (Yellowness) 24,57a ± 0,6 21,81b ± 0,48

Catatan : Notasi yang berbeda untuk baris yang sama menunjukkan perbedaan

pada α = 0,05 ± SE

Hasil analisa warna gelatin (Tabel 17) menunjukkan bahwa L* (lightness)

memiliki nilai yang paling tinggi, yakni 78,79 untuk gelatin ikan kurisi dan 78,41

untuk gelatin komersial, namun secara statistik (independent t test) perbedaan

hasil tersebut tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara keduanya dengan

nilai P 0,580 (P>0,05). Nilai a* (redness) untuk gelatin komersial dan gelatin ikan

kurisi masing-masing sebesar 1,81 dan 1,75, berdasarkan analisa independent t

test nilai tersebut tidak berbeda nyata dengan nilai P 0,803 (P>0,05). Sedangkan

nilai b* (yellowness) gelatin komersial sebesar 24,57 dan gelatin ikan kurisi

sebesar 21,81. Hasil analisa nilai b* dengan independent t test menunjukkan

adanya perbedaan yang signifikan karena memiliki nilai P sebesar 0,001

(P≤0,05).

57

Warna gelatin dapat dipengaruhi oleh reaksi pencoklatan non enzimatis

seperti reaksi maillard. banyaknya jumlah gugus amina bebas yang bereaksi

dengan gugus karbonil dapat meningkatkan reaksi pencoklatan sehingga dapat

meningkatkan nilai a* dan b* dan menurunkan nilai L* seperti pada gelatin

komersial (Nagarajan et al. 2012). Koli et al. (2011) menyebutkan bahwa nilai L*,

a* dan b* gpelatin tulang ikan kurisi masing-masing sebesar 62,50, 1,97 dan

22,60. Sedangkan nilai L* gelatin kulit ikan lele sebesar 57,60, nilai a* 0,23 dan

nilai b* sebesar 2,66. Warna gelatin umumnya bergantung pada jenis bahan

baku, proses ekstraksi dan proses penyaringan (Jamilah and Harvinder, 2002;

Ward and Courts, 1977), namun perbedaan warna pada gelatin tidak

berpengaruh terhadap sifat fungsional gelatin (Ockerman and Hansen, 1988).

5.5.3 Karakteristik Berat Molekul Gelatin

Karakterisasi berat molekul gelatin dilakukan dengan metode SDS-PAGE

(Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrilamide Gel). Komponen penyusun gelatin

adalah protein yang merupakan polimer asam amino yang dihubungkan oleh

ikatan peptida. Salah satu penentu berat molekul gelatin adalah panjang rantai

dan jenis asam amino. Berat molekul protein pada gelatin sangat erat kaitannya

dengan karakteristik fisik gelatin. hasil analisa berat molekul gelatin dengan SDS-

PAGE ditunjukkan pada Gambar 16 dan Tabel 18.

M A B

Gambar 16. Hasil SDS-PAGE Gelatin

M: Marker; A: Gelatin Komersial; B: Gelatin Ikan Kurisi

150

100

75

35

25

kDa

58

Tabel 18. Nilai Berat Molekul Gelatin

NO Nama Sampel Nilai Berat Molekul (kDa)

1

2

Gelatin Komersial Gelatin Ikan Kurisi

86,19 80,61 73,18 65,06 56,53 44,28 49,77

Pengukuran berat molekul gelatin dengan SDS-PAGE (Tabel 18)

menunjukkan bahwa gelatin komersial memiliki enam pita dengan kisaran berat

molekul 44,28 – 86,19 kDa. Sedangkan gelatin yang diproduksi dari kepala ikan

kurisi hanya menghasilkan satu pita protein dengan berat molekul 49,77 kDa, hal

ini terjadi karena proses pemisahan protein yang tidak maksimal. Pada Gambar

16 menunjukkan adanya protein yang tidak terdistribusi dengan baik pada

kisaran berat molekul 150 – 100 kDa baik pada gelatin komersial dan gelatin ikan

kurisi, sehingga diduga gelatin komesial dan gelatin ikan masih mengandung

protein dengan berat molekul >100 kDa namun tidak terlihat adanya pita protein

karena proses pemisahan yang tidak maksimal.

Protein dengan berat molekul 1 kDa umumnya memiliki 9 residu asam

amino (Promega, 2017), sehingga jumlah asam amino penyusun protein untuk

masing-masing pita protein gelatin komersial berkisar 398 – 776 residu asam

amino, sedangkan pada gelatin ikan kurisi, diduga jumlah asam amino penyusun

protein gelatin yang terpisahkan sebesar 447 residu asam amino. Nilai berat

molekul dan jumlah residu asam amino gelatin ikan kurisi yang mampu

terpisahkan lebih rendah dibandingkan dengan berat molekul pada gelatin

komersial. Rendahnya berat molekul gelatin ikan kurisi diduga karena banyaknya

rantai α senyawa gelatin yang terhidrolisis selama proses ekstraksi berlangsung.

Karim and Bhat (2009) menyebutkan bahwa rendahnya berat molekul gelatin

akan menyebabkan sifat fungsional gelatin akan menurun terutama kekuatan gel

dan viskositas gelatin. hal ini sesuai dengan hasil pengukuran kekuatan gel dan

viskositas gelatin ikan kurisi yang lebih rendah dibandingkan dengan gelatin

komersial.

59

5.5.4 Karakteristik Mikrostruktur Gelatin

Karakterisasi mikrostruktur gelatin menggunakan SEM-EDX (Scanning

Electron Microscopy- Energy Dispersive X-ray) berfungsi untuk menunjukkan

bentuk topografi atau bentuk permukaan gelatin. Selain itu juga untuk

menentukan komposisi unsur gelatin, yakni data kuantitatif unsur dan senyawa

yang terkandung di dalam sampel gelatin. hasil topografi gelatin ditunjukkan

pada Gambar 17.

(a)

(b)

Gambar 17. Bentuk topografi gelatin (a) Gelatin komersial; (b) Gelatin ikan kurisi

Hasil topografi gelatin menunjukkan bahwa pemukaan gelatin komersial

memiliki jaringan permukaan yang lebih seragam dibandingkan dengan gelatin

ikan kurisi hasil perlakuan terbaik, selain itu permukaan gelatin ikan terlihat lebih

kompak, sedangkan permukaan gelatin ikan kurisi terlihat lebih porus dan ukuran

pori gelatin komersial lebih kecil dibandingkan dengan gelatin ikan kurisi.

Yang et al. (2008) menyebutkan bahwa bentuk mikrostruktur jaringan

gelatin berhubungan dengan karakteristik fisikokimia sperti sifat gel, tekstur

gelatin maupun distribusi berat molekul gelatin. gelatin dengan berat molekul

tinggi akan memiliki junction zone dengan ikatan yang lebih kuat dibandingkan

dengan gelatin yang memiliki berat molekul rendah, hal ini akan menyebabkan

agregasi dengan jaringan yang kuat dan mampu bertahan terhadap gaya yang

diberikan (Yang and Wang, 2009).

Struktur permukaan yang halus dengan rongga yang lebih kecil dan

seragam (Gambar 17a) cenderung lebih mampu bertahan terhadap gaya yang

diberikan dan umumnya memiliki kekuatan gel yang lebih tinggi dibandingkan

3,63 µm 1,82 µm

60

gelatin dengan bentuk permukaan yang berongga lebih besar dan tidak seragam

(Gambar 17b) (Sinthusamran, 2014). Hal ini sesuai dengan karakteristik fisik dan

tekstur gelatin hasil pengamatan, dimana untuk gelatin komersial dengan bentuk

permukaan yang lebih baik memiliki karakteristik dan tekstur yang lebih baik pula

dibandingkan dengan gelatin ikan kurisi

5.5.5 Karakteristik Gugus Fungsi Gelatin

Hasil karakterisasi gugus fungsi gelatin dengan FTIR (Fourier Transform

Infra Red) menunjukkan bentuk vibrasi khas yang dihasilkan oleh tiap-tiap gugus

fungsi pada panjang gelombang tertentu. Analisa gugus fungsi gelatin bertujuan

untuk mengetahui spektra khas dan gugus fungsi penyusun protein baik pada

gelatin komersial maupun gelatin ikan kurisi. Adapun hasil pengamatan

karakteristik gugus fungsi gelatin ditunjukkan pada Gambar 18 dan Tabel 19.

Gambar 18. Spektra FTIR

a) gelatin komersial dan b) gelatin ikan kurisi

61

Tabel 19. Hasil Karakterisasi gugus fungsi dengan FTIR

NO Gugus Fungsi

Frekuensi

Gelatin Komersial

Gelatin Ikan Kurisi

Referensi

1

2

3

4

5

Amida A (vibrasi N-H Stretching) Amida B (vibrasi =C-H dan NH3

+ Asymmetric Stretching) Amida I (vibrasi C=O Stretching) Amida II (vibrasi N-H Bending dan C-N Stretching) Amida III (vibrasi C-N stretching N-H yang mengalami deformasi)

3293 cm-1

3074 cm-1

1653 cm-1

1541 cm-1

1238 cm-1

3300 cm-1

3080 cm-1

1649 cm-1

1539 cm-1

1233 cm-1

3289-3304 cm-1

3071-3087 cm-1

1632-1653 cm-1

1539-1543 cm-1

1233-1239 cm-1

Tabel 19 menunjukkan bahwa gelatin komersial maupun gelatin dari

perlakuan terbaik tahap 2 mengandung pita amida A masing-masing pada

frekuensi 3293 cm-1 dan 3300 cm-1. Pita amida A menunjukkan adanya vibrasi

regangan (stretching) gugus N-H. Fekuensi gugus N-H bebas berada pada

kisaran 3400 – 3440 (Kittiphattanabawon et al., 2010). Namun frekuensi akan

menurun ketika gugus N-H terlibat dalam pembentukan ikatan hidrogen pada

rantai α gelatin dan memiliki kisaran frekuensi 3289 – 3304 cm-1 (Doyle and

Chemistry, 1975; Sinthusamran et al., 2014).

Pita amida B juga terdeteksi baik pada struktur gelatin komersial maupun

pada struktur gelatin perlakuan terbaik dengan frekuensi masing-masing 3070 –

3080 cm-1 (Tabel 19). Pita amida B menunjukkan vibrasi regangan (stretching)

asimetrik gugus =C-H dan NH3+. Sejumlah penelitian menyebutkan pita amida B

berada pada frekuensi 3071 – 3079 cm-1 (Sinthusamran et al., 2014) dan 3080 –

3087 cm-1, nilai frekuensi pita amida B yang rendah diduga karena adanya

interaksi antara gugus NH3+ dengan rantai peptida (Nagarajan et al., 2012).

Pita amida I gelatin komersial berada pada frekuensi 1653 cm-1,

sedangkan frekuensi untuk gelatin perlakuan terbaik sebesar 1649 cm-1. Pita

amida I menunjukkan vibrasi regangan (stretching) gugus C=O pada struktur

sekunder protein (Kittiphattanabawon et al., 2010). kisaran panjang gelombang

pita amida I 1632 – 1635 cm-1 (Nagarajan et al., 2012). (Kittiphattanabawon et

al., 2010) melaporkan bahwa nilai frekuensi pita amida I sebesar 1644 -1653 cm-

1. Nilai frekuensi tersebut dapat dipengaruhi oleh berat molekul gelatin, semakin

banyak jumlah gelatin dengan berat molekul randah maka gugus C=O akan lebih

62

terbuka dan bersifat reaktif. Hal ini dapat terjadi pada suhu ekstraksi yang tinggi,

akibatnya frekuensi pita amida I semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah

gelatin dengan berat molekul rendah.

Nilai frekuensi pita amida II pada gelatin komersial sebesar 1541 cm-1 dan

untuk gelatin perlakuan terbaik sebesar 1539 cm-1. Pita amida II menunjukkan

vibrasi bending gugus N-H dan stretching gugus C-N. Sinthusamran et al. (2014)

menyebutkan bahwa kisaran frekuensi pita amida II sebesar 1540 – 1543 cm-1,

Ahmad and Benjakul (2011) juga menyebutkan kisaran pita amida dua berada

pada frekuensi 1539 – 1549 cm-1. Pita amida III gelatin komersial berada pada

frekuensi 1238 cm-1, dan gelatin dengan perlakuan terbaik berada pada frekuensi

1233 cm-1. Nilai frekuensi pita amida III umumnya berada pada kisaran frekuensi

1233 – 1234 cm-1 (Sinthusamran et al., 2014) dan 1237 – 1239 cm-1

(Kittiphattanabawon et al., 2010). Pita amida III menunjukkan adanya kombinasi

antara gerakan vibrasi stretching C-N dan N-H yang mengalami deformasi selain

itu juga berkaitan dengan vibrasi wagging CH2 rantai ujung glisin dan rantai

samping prolin. Pita amida III juga menjelaskan terjadinya degradasi struktur

triple helix kolagen menjadi gelatin dengan struktur yang lebih sederhana

(Ahmad and Benjakul, 2011; Muyonga, 2004; Jackson et al., 1995).

Selain frekuensi pita amida, terdapat pula peak dengan intensitas yang

cukup tinggi yaitu pada frekuensi 1163 cm-1, 1080 cm-1, 1030 cm-1 dan 974 cm-1

untuk gelatin komersial, serta frekuensi 1138 cm-1, 1067 cm-1, dan 988 cm-1 untuk

gelatin perlakuan terbaik. Pita-pita tersebut menunjukkan vibrasi stretching gugus

C-O pada rantai peptida yang pendek, dan mengindikasikan adanya degradasi

rantai peptida (Ahmad and Benjakul, 2011; Jackson et al., 1995).

5.5.6 Proksimat Gelatin

Analisa proksimat gelatin bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia

seperti kandungan air, abu, protein maupun lemak baik pada gelatin komersial

maupun gelatin ikan kurisi hasil perlakuan terbaik. Hasil analisa proksimat gelatin

ditunjukkan pada Tabel 20.

63

Tabel 20. Hasil Analisa Proksimat Gelatin

Parameter Jumlah

Gelatin komersial Gelatin Ikan Kurisi

Kadar Air (%) 7,03a ± 0,5 8,23a ± 0,4

Kadar Abu (%) 0,63a ± 0,02 0,85b ± 0,03 Kadar Protein (%) 90,60a ± 1,0 88,54a ± 0,94 Kadar Lemak (%) 0,18a ± 0,007 0,13a ± 0,02

Catatan : Notasi yang berbeda untuk baris yang sama menunjukkan perbedaan pada α = 0,05 ± SE

Kadar air gelatin ikan kurisi hasil perlakuan terbaik tahap 2 sebesar

7,03% dan kadar air gelatin komersial sebesar 8,23% (Tabel 20). Hasil kadar air

gelatin ikan kurisi lebih tinggi daripada gelatin komersial, namun nilai tersebut

tidak berbeda nyata secara statistik karena memiliki nilai P 0,105 (P≥0,05)

(Lampiran 7a). Kadar air gelatin ikan kurisi hasil penelitian maupun gelatin

komersial tidak jauh berbeda dengan kadar air gelatin dari tulang ikan tigawaja

9,60% dan gelatin tulang ikan kurisi 8,56% (Koli et al., 2011), gelatin tulang ikan

kakap merah 6,73% (Kusumawati, 2008) dan gelatin kepala ikan lele 8,3%.

Kadar air gelatin ikan kurisi pada penelitian ini sudah memenuhi standar

maksimum kadar air gelatin yakni 15% (GME, 2005), 18% (JECFA, 2003) dan

16% (SNI, 1995)

Kadar abu gelatin ikan kurisi dan gelatin komersial masing-masing

sebesar 0,85 dan 0,63 (Tabel 20). Secara statistik nilai kadar abu gelatin ikan

kurisi dan gelatin komersial memiliki perbedaan secara signifikan karena memiliki

nilai P sebesar 0,015 (P≤0,05) (Lampiran 7b), dimana kadar abu gelatin ikan

kurisi lebih tinggi dibandingkan dengan gelatin komesial, nilai kadar abu yang

diperoleh sebanding dengan hasil penentuan komposisi unsur (mineral) yang

terkandung dalam gelatin (Tabel 16). Kadar abu gelatin ikan ikan kurisi dan

gelatin komersial lebih rendah dari nilai maksimum kadar abu yang

direkomendasikan yakni 2% (GME, 2005). Kusumawati (2008) melaporkan

bahwa kadar abu gelatin tulang ikan kakap sebesar 0,88%. Selain itu kadar abu

gelatin tulang ikan tigawaja dan tulang ikan kurisi masing-masing sebesar 2,70 –

2,80% (Koli et al., 2011).

Kadar protein gelatin ikan kurisi dan gelatin komersial masing-masing

sebesar 88,54% dan 90,60%. Kadar protein gelatin ikan kurisi lebih rendah

dibandingkan gelatin komersial, hasil ini sesuai dengan hasil analisa komposisi

unsur dalam gelatin (Tabel 16), dimana pada gelatin komersial unsur C, N, dan O

yang merupakan unsur penyusun protein cenderung lebih tinggi dibandingkan

64

dengan gelatin ikan kurisi. Secara statistik menunjukkan bahwa kadar protein

ikan kurisi dan gelatin komersial tidak berbeda secara signifikan karena memiliki

nilai P 0,239 (P>0,05) (Lampiran 7c). Kadar protein pada penelitian ini lebih tinggi

dibandingkan kadar protein gelatin tulang ikan kakap sebesar 86,61%

(Kusumawati, 2008), kadar protein gelatin tulang ikan tigawaja dan tulang ikan

kurisi masing-masing sebesar 82,50% dan 69,49% (Koli et al., 2011).

Gelatin ikan kurisi memiliki kadar lemak yang lebih rendah (0,13%)

dibandingkan dengan gelatin komersial sebesar 0,18%. Namun nilai kadar lemak

tersebut tidak berbeda secara signifikan karena memiliki nilai P 0,277 (P>0,05)

(Lampiran 7d). Menurut Koli et al. (2011), kadar lemak gelatin tulang ikan

tigawaja sebesar 0,52% dan kadar lemak gelatin tulang ikan kurisi sebesar

0,32%. Selain itu kadar lemak gelatin tulang ikan kakap sebesar 0,16%

(Kusumawati, 2008).

5.5.7 Sifat Fisik Gelatin

Analisa sifat fisik gelatin meliputi pengukuran kekuatan gel, viskositas dan

pH gelatin. Sifat fisik gelatin ikan kurisi hasil perlakuan terbaik kemudian

dibandingkan dengan sifat fisik gelatin komersial. Hasil pengukuran kekuatan gel,

viskositas dan pH gelatin ditunjukkan pada Tabel 21.

Tabel 21. Sifat Fisik Gelatin

Parameter Jumlah

Gelatin Komersial Gelatin Ikan Kurisi

Kekuatan Gel (g.bloom) 364,54a ± 6,4 311,01b ± 13,0 Viskositas (cP) 6,25a ± 0,2 5,00a ± 0,4

pH 6,38a ± 0,1 5,43b ± 0,05 Suhu Gel (oC) 15,50a ± 0,1 10,12b ± 0,2

Suhu Leleh (oC) 34,12a ± 0,1 20,37b ± 0,5

Catatan : Notasi yang berbeda untuk baris yang sama menunjukkan perbedaan pada α = 0,05 ± SE

Nilai kekuatan gel gelatin ikan kurisi sebesar 311,01 g.bloom, sedangkan

kekuatan gel gelatin komersial sebesar 364,54 g.bloom. hasil uji t (independent t

test) menunjukkan bahwa nilai kekuatan gel ikan kurisi dan gelatin komersial

berbeda secara signifikan dengan nilai P 0,023 (P

65

terjadinya interaksi intermolekuler yang lebih setabil sehingga dapat membentuk

struktur triple helix yang lebih kuat (Tabarestani et al., 2010). Selain itu, nilai

kekuatan gel gel gelatin juga sesuai dengan bentuk topografi gelatin, dimana

gelatin komersial dengan bentuk topografi yang lebih kompak, ukuran pori yang

lebih kecil dan lebih seragam memiliki nilai kekuatan gel yang lebih baik

dibandingkan dengan gelatin komersial yang memiliki bentuk topografi yang

terlihat lebih porus dan memiliki ukuran pori yang lebih besar.

Nilai viskositas gelatin ikan kurisi (5 cP) lebih rendah dibandingan

viskositas gelatin komersial (6,25 cP), secara statistik (independent t test) nilai

viskositas gelatin komersial dan gelatin ikan kurisi tidak berbeda secara signifikan

karena memiliki nilai P 0,059 (P>0,05). Viskositas menunjukkan daya hambat

yang disebabkan oleh gesekan antar molekul pada cairan (Warsito et al., 2009).

Tingginya nilai viskositas gelatin komersial dibandingkan gelatin ikan kurisi

disebabkan oleh pembukaan rantai polipeptida dengan berat molekul tinggi

sehingga terjadi interaksi hidrodinamik intermolekuler gelatin (Tabarestani et al.,

2010).

Nilai viskositas gelatin erat kaitannya dengan nilai berat molekul protein

gelatin, yakni gelatin komersial dengan distribusi berat molekul yang lebih besar

akan memiliki interaksi hidrodinamik yang lebih besar pula sehingga dapat

meningkatkan daya hambat akibat adanya gesekan antar molekul. Berbeda

dengan gelatin ikan kurisi yang memiliki berat molekul yang cenderung lebih

rendah, maka interaksi hidrodinamik yang terjadi akan lebih sedikit, sehingga hal

ini yang menyebabkan nilai viskositas gelatin komersial lebih tinggi

dibandingakan dengan gelatin ikan kurisi.

Nilai pH gelatin ikan kurisi dan gelatin komersial masing-masing sebesar

5,4 dan 6,3. Hasil uji t (independent t test) nilai pH menunjukkan perbedaan

secara signifikan dengan nilai P 0,007 (P

66

Masirah (2016) melaporkan hasil optimum gelatin tulang ikan bandeng memiliki

kekuatan gel 337,46 g.bloom, viskositas 5,90 cP dan pH 5,55 (Masirah, 2016)

Suhu gel menunjukkan suhu yang dibutuhkan gelatin untuk membentuk

gel. Suhu gel ikan kurisi 10,12 oC dan gelatin komersial 15,50 oC. Sedangkan

suhu leleh berhubungan dengan penyerapan panas maksimum oleh gelatin dan

merupakan panas yang dibutuhkan oleh gelatin untuk melelehkan gel (Tsereteli

and smirnova, 1991). Nilai suhu leleh gelatin ikan kurisi dan gelatin komersial

masing-masing 20,37 oC dan 34,12 oC. Secara statistik, nilai suhu gel maupun

suhu leleh ikan kurisi dan gelatin komersial berbeda secara signifikan dengan

nilai p

67

Tabel 22. Data Profil Tekstur Gelatin

Parameter Gelatin Komersial Gelatin Ikan Kurisi

Hardness (g) Springiness Cohesiveness Chewiness

28,57a ± 1,56 0,96a ± 0,02

0,86a ± 0,08 21,11a ± 1,2

21,03b ± 0,38 0,75b ± 0,02

0,60a ± 0,009 9,60b ± 0,52

Catatan : Notasi yang berbeda untuk baris yang sama menunjukkan perbedaan pada α = 0,05 ± SE

Kekerasan (hardness) secara kuantitatif menyatakan jumlah beban yang

dibutuhkan (g) untuk menghancurkan bahan yang akan dianalisis. Sedangkan

elastisitas (springiness) menunjukkan seberapa besar produk dapat kembali ke

kondisi semula setelah diberikan tekanan pertama (Haliza et al, 2012). Hasil

analisa profil tekstur (Tabel 22) menunjukkan bahwa nilai kekerasan (hardness)

dan elastisitas (springiness) gelatin komersial lebih tinggi dibandingkan dengan

gelatin ikan kurisi, dan nilai tersebut berbeda secara signifikan (p-value0,05). Daya kunyah (chewiness)

menunjukkan energi yang dibutuhkan untuk mengunyah akibat adanya

ketahanan elastis dari bahan makanan hingga siap ditelan (Tribuana, 2015).

Gelatin komersial juga memiliki nilai chewiness yang lebih tinggi dibandingkan

gelatin ikan kurisi. Secara statistik nilai chewiness masing-masing gelatin

berbeda secara signifikan dengan nilai p 0,014.

5.5.9 Kandungan Logam Berat Gelatin

Analisa kandungan logam berat gelatin dengan AAS (Atomic Absorption

Spectrophotometry) merupakan salah satu parameter untuk menetahui mutu

68

gelatin dan kelayakannya untuk dikonsumsi dengan membandingkan hasil

pengukuran dengan standar mutu yang dikeluarkan oleh FAO. Kandungan logam

berat gelatin ditunjukkan pada Tabel 23.

Tabel 23. Kandungan Logam Berat Gelatin

Unsur Logam

Gelatin Komersial

Gelatin Ikan Kurisi

Standar FAO*

Standar SNI**

Hg

Pb

Tidak Terdeteksi

Tidak Terdeteksi

0,78 ± 0,00 mg/kg

8,79 ± 1,38 mg/kg

0,15 mg/kg

1,5 mg/kg

50 mg/kg

50 mg/kg

Sumber * : JECFA, 2004. **: SNI 06-3735-1995

Tabel 23 menunjukkan bahwa gelatin komersial tidak terdeteksi

mengadung logam berat raksa (Hg) dan timbal (Pb). Sedangkan untuk gelatin

ikan kurisi terdeteksi kandungan logam raksa (Hg) 0,78 mg/kg sedangkan logam

timbal (Pb) sebesar 8,79 mg/kg. Kandungan logam tersebut cukup tinggi jika

dibandingkan dengan standar kandungan Hg dan Pb yang keluarkan oleh FAO

masing-masing sebesar 0,15 mg/kg dan 1,5 mg/kg (JECFA, 2004). Namun, jika

dibandingkan dengan standar kandungan logam yang dikeluarkan oleh SNI,

kandungan logam gelatin ikan masih dibawah batas maksimal yang disyaratkan

yakni 50 mg/kg. Tingginya kandungan logam Hg dan Pb diduga karena

akumulasi dari kondisi lingkungan yang tercemar logam berat, bahkan akibat

akumulusi logam berat pada ikan akan mengakibatkan kandungan logam berat

pada ikan lebih tinggi dibandingkan lingkungannya.