EFEK ASAM TERHADAP SIFAT TERMAL

EKSTRAK GELATIN DARI TULANG

IKAN TUNA (Euthynnus affinis)

Oleh :MARSAID/ 1409.201.717

Pembimbing:Drs.Lukman Atmaja, M.Si.,Ph.D.

LATAR BELAKANG PENELITIAN

GELATIN

ALTERNATIF Gelatin ikan

IKAN TUNA(Euthynnus affinis)

-Proses Asam-Proses Basa

Waktunya relatif lebihsingkat dibanding prosesbasa

Aplikasinya luas dalam berbagai bidang(makanan, kosmetik, fotografi, dll).

Selama ini penelitian dilakukanHanya pada satu asam .Oleh karena itu kami memvariasikanasam

triple helix kolagen

β-heliks kolagenα-heliks kolagen

perendaman asam perendaman basa

Karena perendaman asam lebih cepat, Maka kami menggunakan tiga asam yang memilikiKemampuan yang berbeda dalam mengion yaitu HCl,H3PO4, dan CH3COOH

PERUMUSAN MASALAH

Bagaimana efek asam terhadap sifat termal gelatin yang dihasilkan dari perendaman tulang ikan tuna dengan larutan berbeda, konsentrasi dan suhusama yaitu 5 % dan 75⁰C serta waktu perendaman12 jam?

TUJUAN PENELITIAN

Penelitian bertujuan :untuk mengetahui efek asam terhadap sifat termalgelatin dari tulang ikan tuna yang direndam dalamtiga larutan asam yang berbeda, HCl, H3PO4, danCH3COOH dengan konsentrasi 5 % serta suhuekstraksi 75⁰C dengan waktu perendaman yang sama 12 jam.

Struktur Kimia Gelatin

•Gelatin ialah protein serat yang diperoleh dari ekstraksi kolagen.•Gelatin merupakan rantai-α tunggal.•Glisin ada pada tiap tiga residu protein, dan residu protein diantaranya sebagian besar adalah prolin dan hidroksiprolin

STRUKTUR LIMIA GELATIN

METODOLOGI PENELITIAN

Alat

-Timbangan -Pipet volum-Alat- alat gelas -Spektrometer-Waterbath -Differential Scanning

-Pemanas Calorimetry (DSC),-Termometer -Viskometer ostwald-Kertas pH indikator -SEMuniversal -HPLC-Gelas ukur -Labu ukur-Beker glass -Kertas saring-TGA

Bahan

-Tulang ikan tuna-HCl 5%-H3PO4 5%-CH3COOH 5%-Aquades-Aqua DM

A. Pengolahan Bahan Baku

Diambil Tulangnya dan dibersihkan dari daging yang menempelDicuci dengan air mengalirDimasukkan kantong plastikDisimpan dalam lemari pendingin (freezer)

Dilakukan preparasi gelatin

Ditentukan massa molekul relatif gelatinDianalisis dengan FTIR, DSC/TGA dan HPLC

Ikan Segar

Tulang ikan

Serbuk Gelatin

Hasil

PROSEDUR KERJA

B. Preparasi Gelatin

Dicuci dengan air mengalirDirendam dalam air panas 60-700C selama 1-2 menitDitiriskan dan dipotong kecil- kecilDicuci dan ditimbang ± 15 gramDirendam dalam pelarut asam (1:6) selama 12 jam*Ditimbang, dicuci dengan air mengalir hingga pH netral (6-7)Diekstraksi dalam sistem waterbath pada 750C selama 2 jam dengan perbandingantulang dengan air 1:2Disaring

Disimpan dalam lemari pendingin hingga terbentuk gelDioven pada suhu 70oC selama 24 jam

Dihitung total rendemenDikecilkan ukurannya dan disimpan dalam wadah tertutup

*Pelarut asam yang digunakan ialah HCl. CH3COOH. dan H3PO4 5%

Tulang ikan

Filtrat

Lapisan Tipis Gelatin

Serbuk gelatin

C. Analisis FTIR

Diambil sebanyak ± 2 mg dan dicampur dengan ±100mg KBrkemudian dimampatkan menjadi kepingan tipisDiuji pada range spektra 4000- 500 cm-1

Serbuk gelatin

Hasil

D. Pengukuran Massa Molekul Relatif Rata- Rata

Gelatin

Dimasukkan dalam viskometer OstwaldDiukur waktu alir diantara dua tanda kalibrasi

Dibandingkan

* Perlakuan diulangi dengan variasi massa gelatin 0.035; 0.04; 0.045; 0.05;0,055 dan 0,06 gram

Viskositas Pelarut

Viskositas Spesifik

Viskositas Larutan

Larutan Gelatin

Aquades0,03 Gram Serbuk Gelatin*

Dilarutkan dalam pelarut aquades 10 ml pada suhu kamar

Dimasukan dalam viskometer OstwaldDiukur waktu alir

E. Analisis SEM

Diukur MorfologinyaDiambil berat sampel ±10 mg

Serbuk gelatin

Hasil

F. Analisis DSC/TGA

Diukur sifat termalnyaDivariasi berat sampel 5 hingga 10 mgDipanaskan dari suhu 20˚C hingga 400˚C dengan lajupemanasan 10˚C/min

Serbuk gelatin

Hasil

SerbukGelatin

Hasil

G.Komposisi Asam Amino

•Sebanyak 60 mgram sampel ditambahkan 4 ml HCl 6N•Dioven dengan suhu 110⁰C selama 24 jam•Ditambahkan NaOH 6 N•Dipipet sebanyak 25 μl ditambah larutan OPA

(Orthophalaldehid) 300l dan diaduk•Dimasukkan ke injector HPLC sebanyak 20l

•PERSIAPAN BAHAN BAKU

•RENDEMEN GELATIN

• FTIR

•MASSA MOLEKUL RELATIF RATA- RATA

• SEM

•HPLC

•DSC

• TGA

PEMBAHASAN

.: Persiapan Bahan Baku

Tulang dipotong kecilDirendam dalam

asam

Demineralisasi

DERAJAT PENGGEMBUNGAN

% DP = Wf – Wi X 100 %

Wi

Dimana:Wi = bobot tulang sebelum perendamanWf = bobot tulang setelah perendaman

Larutan Asam Bobot tulang awal

(gram)

Bobot tulang akhir

(gram)

DP (%)

HCl 5 % 15,2234 47,9537 215

H3PO4 5 % 15,1215 46,4952 207

CH3COOH 5 % 15,1450 45,9694 204

.: Konversi Kolagen Menjadi Gelatin

Gelatin dengan perendaman dalam HCl 5 % (C), CH3COOH 5 % (A), dan H3PO4 5 % (F)

Rendemen (%) = bobot kering gelatin x 100%bobot bahan segar

.: Total Rendemen

Rendemen serbuk gelatin :• 12,66% untuk GCl• 5,81 % untuk GA• 8,12 % untuk GF

.: Analisis FTIR

Spektra Infra Merah Gelatin pada GCl, GA, dan GF

.: Pengukuran Massa Molekul Relatif Rata- Rata Gelatin

Hubungan viskositas dengan massamolekul relatif rata-rata gelatindinyatakan oleh persamaan MHS (Mark-Houwink-Sakurada)

[η] = k . Mvα

Dimana k =1,66 x10-5

α sebesar 0,885

Mr yang diperoleh:•GCl = 305.586 gram/mol•GA = 227.165 gram/mol•GF = 299.194 gram/mol

y = 18.54x - 0.913R² = 0.995

y = 24.80x - 1.165R² = 0.992

y = 17.58x - 1.187R² = 0.989

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 0.2 0.4 0.6 0.8

C (gram)

GA

GF

GCl

Linear (GA)

Linear (GF)

Linear (GCl)

η/c

.: Analisis dengan SEM

GA GF GCl

keretakanSerat teratur

.: Analisis Komposisi Asam Amino

Asam Amino Komposisi asam amino ( % )

GCl GF GA

Glisin 10,37 6,13 2,65

alanin 3,10 1,79 1,95

valin 3,01 0,66 2,32

leusin 2,35 0,49 1,98

isoleusin 6,26 1,95 5,08

Serin 3,16 1,39 2,10

metionin 0,29 0,28 0,26

Fenilalanin 2,46 2,23 1,90

tirosin 9,74 6,56 6,16

Lisin 6,01 0,98 3,93

arginin 6,38 3,63 5,69

histidin 2,35 0,54 1,60

Aspartat 9,32 4,36 7,61

glutamat 2,52 2,51 2,50

Glisin tinggi ikatan hidrogenlebih kuat

GCl > GF > GA

KURVA DARI DSC

.: Analisis DSC

KURVA DARI TGA

.: Analisis TGA

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwaefek asam terhadap sifat termal ekstrak gelatin dari tulang ikan tuna(Euthynnus affinis) adalah gelatin yang dihasilkan dari perendaman asamklorida 5 % (GCl) merupakan gelatin yang memiliki kemampuan terhadapstabilitas termal yang lebih baik dibandingkan gelatin yang dihasilkan dariperendaman asam fosfat 5 % (GF ) dan gelatin yang dihasilkan dariperendaman asam asetat 5 % (GA).

1. Data DSC, GCl memiliki titik denaturasi (Tg) 75,50⁰C dan titik leleh(Tm) 134,5⁰C yang lebih tinggi dibandingkan pada GF yang memiliki titikdenaturasi (Tg) 70,50⁰C dan titik leleh (Tm) 132,33⁰C maupun GA yangmemiliki titik denaturasi (Tg) 68,80⁰C dan titik leleh (Tm) 130,3⁰C.

2. Data TGA, GCl mengalami dekomposisi yang paling kecildibandingkan GF dan GA, yaitu GCl mengalami dekomposisi sebesar59,74%, sedangkan pada GF 65,78% dan GA 72,84%.

TERIMA KASIH

Jenis pelarut yang berbeda dalam konsentrasi yang samaakan memiliki pH yang berbeda, sehingga konsentrasi ion H+ didalam pelarut menjadi berbeda. Hal ini dikarenakankemampuan ionisasi asam yang berbeda- beda. Semakin banyakion H+ maka hidrolisis akan semakin efektif sehingga rendemenyang dihasilkan juga semakin tinggi.

CH3COOH(l) + H2O(l) CH3COO-(aq) + H3O+

(aq)

HCl(l) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl−

(aq)

H3PO4(s) + H2O(l) H3O+(aq) + H2PO4

–(aq)

Ekstraksi Gelatin dalam Air Hangat

N

O

O

R

N

O

NH

O

H

OH

H

N

O

RO

H

H

ROAD MAP PENELITIANPenelusuran Pustaka Masalah Penyusunan Proposal

Pelaksanaan Penelitian :

DATA Kesimpulan Laporan

Persiapan bahan dan InstrumenPengolahan Bahan BakuPreparasi GelatinKadar AirAnalisis FTIRPengukuran Massa Molekul RelatifPenentuan Sifat TermalAnalisis HPLC