ANALISIS SIFAT KIMIA, FISIK, DAN THERMAL

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
Aplikasinya luas dalam berbagai bidang
(makanan, kosmetik, fotografi, dll).
Gelatin ikan
IKAN TUNA
(Euthynnus affinis)
Waktunya relatif lebih
singkat dibanding proses
basa
-Proses Asam
-Proses Basa
Selama ini penelitian dilakukan
Hanya pada satu asam .
Oleh karena itu kami memvariasikan
asam
triple helix kolagen
perendaman asam
α-heliks kolagen
perendaman basa
β-heliks kolagen
Karena perendaman asam lebih cepat,
Maka kami menggunakan tiga asam yang memiliki
Kemampuan 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 suhu
sama yaitu 5 % dan 75⁰C serta waktu perendaman
12 jam?
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian bertujuan :
untuk mengetahui efek asam terhadap sifat termal
gelatin dari tulang ikan tuna yang direndam dalam
tiga larutan asam yang berbeda, HCl, H3PO4, dan
CH3COOH dengan konsentrasi 5 % serta suhu
ekstraksi 75⁰C dengan waktu perendaman yang
sama 12 jam.
•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 Kimia Gelatin
STRUKTUR LIMIA GELATIN
METODOLOGI PENELITIAN
Alat
-Timbangan
-Alat- alat gelas
-Waterbath
-Pemanas
-Termometer
-Kertas pH indikator
universal
-Gelas ukur
-Beker glass
-TGA
-Pipet volum
-Spektrometer
-Differential Scanning
Calorimetry (DSC),
-Viskometer ostwald
-SEM
-HPLC
-Labu ukur
-Kertas saring
Bahan
-Tulang ikan tuna
-HCl 5%
-H3PO4 5%
-CH3COOH 5%
-Aquades
-Aqua DM
PROSEDUR KERJA
A. Pengolahan Bahan Baku
Ikan Segar
Diambil Tulangnya dan dibersihkan dari daging yang menempel
Dicuci dengan air mengalir
Dimasukkan kantong plastik
Disimpan dalam lemari pendingin (freezer)
Tulang ikan
Dilakukan preparasi gelatin
Serbuk Gelatin
Ditentukan massa molekul relatif gelatin
Dianalisis dengan FTIR, DSC/TGA dan HPLC
Hasil
B. Preparasi Gelatin
Tulang ikan
Dicuci dengan air mengalir
Direndam dalam air panas 60-700C selama 1-2 menit
Ditiriskan dan dipotong kecil- kecil
Dicuci dan ditimbang ± 15 gram
Direndam 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 perbandingan
tulang dengan air 1:2
Disaring
Filtrat
Disimpan dalam lemari pendingin hingga terbentuk gel
Dioven pada suhu 70oC selama 24 jam
Lapisan Tipis Gelatin
Dihitung total rendemen
Dikecilkan ukurannya dan disimpan dalam wadah tertutup
Serbuk gelatin
*Pelarut asam yang digunakan ialah HCl. CH3COOH. dan H3PO4 5%
C. Analisis FTIR
Serbuk gelatin
Diambil sebanyak ± 2 mg dan dicampur dengan ±100mg KBr
kemudian dimampatkan menjadi kepingan tipis
Diuji pada range spektra 4000- 500 cm-1
Hasil
D. Pengukuran Massa Molekul Relatif Rata- Rata
Gelatin
Aquades
0,03 Gram Serbuk Gelatin*
Dilarutkan dalam pelarut aquades 10 ml
pada suhu kamar
Dimasukan dalam viskometer Ostwald
Diukur waktu alir
Larutan Gelatin
Viskositas
Dimasukkan dalam viskometer Ostwald
Diukur waktu alir diantara dua tanda kalibrasi
Pelarut
Viskositas Larutan
Dibandingkan
Viskositas Spesifik
* Perlakuan diulangi dengan variasi massa gelatin 0.035; 0.04; 0.045; 0.05;0,055 dan 0,06 gram
E. Analisis SEM
Serbuk gelatin
Diukur Morfologinya
Diambil berat sampel ±10 mg
Hasil
F. Analisis DSC/TGA
Serbuk gelatin
Diukur sifat termalnya
Divariasi berat sampel 5 hingga 10 mg
Dipanaskan dari suhu 20˚C hingga 400˚C dengan laju
pemanasan 10˚C/min
Hasil
G.Komposisi Asam Amino
Serbuk
Gelatin
•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) 300l dan diaduk
•Dimasukkan ke injector HPLC sebanyak 20l
Hasil
PEMBAHASAN
• PERSIAPAN BAHAN BAKU
• RENDEMEN GELATIN
• FTIR
• MASSA MOLEKUL RELATIF RATA- RATA
• SEM
• HPLC
• DSC
• TGA
.: Persiapan Bahan Baku
Tulang dipotong kecil
Direndam dalam
asam
Demineralisasi
DERAJAT PENGGEMBUNGAN
% DP = Wf – Wi X 100 %
Wi
Dimana:
Wi = bobot tulang sebelum perendaman
Wf = bobot tulang setelah perendaman
Larutan Asam
Bobot tulang awal
Bobot tulang akhir
(gram)
(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)
.: Total Rendemen
Rendemen (%) = bobot kering gelatin x 100%
bobot bahan segar
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 massa
molekul relatif rata-rata
gelatin
dinyatakan oleh persamaan MHS (MarkHouwink-Sakurada)
[η] = k .
Dimana
Mvα
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
16
y = 24.80x - 1.165
R² = 0.992
14
12
η/c
10
GA
GF
y = 18.54x - 0.913
R² = 0.995
8
GCl
Linear (GA)
6
Linear (GF)
y = 17.58x - 1.187
R² = 0.989
4
2
Linear (GCl)
0
0
0.2
0.4
C (gram)
0.6
0.8
.: Analisis dengan SEM
GA
GF
GCl
keretakan
Serat 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 hidrogen
lebih kuat
GCl > GF > GA
.: Analisis DSC
KURVA DARI DSC
.: Analisis TGA
KURVA DARI TGA
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa
efek asam terhadap sifat termal ekstrak gelatin dari tulang ikan tuna
(Euthynnus affinis) adalah gelatin yang dihasilkan dari perendaman asam
klorida 5 % (GCl) merupakan gelatin yang memiliki kemampuan terhadap
stabilitas termal yang lebih baik dibandingkan gelatin yang dihasilkan dari
perendaman asam fosfat 5 % (GF ) dan gelatin yang dihasilkan dari
perendaman 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 titik
denaturasi (Tg) 70,50⁰C dan titik leleh (Tm) 132,33⁰C maupun GA yang
memiliki titik denaturasi (Tg) 68,80⁰C dan titik leleh (Tm) 130,3⁰C.
2. Data TGA, GCl mengalami dekomposisi yang paling kecil
dibandingkan GF dan GA, yaitu GCl mengalami dekomposisi sebesar
59,74%, sedangkan pada GF 65,78% dan GA 72,84%.
 TERIMA KASIH 
Jenis pelarut yang berbeda dalam konsentrasi yang sama
akan memiliki pH yang berbeda, sehingga konsentrasi ion H+ di
dalam pelarut menjadi berbeda. Hal ini dikarenakan
kemampuan ionisasi asam yang berbeda- beda. Semakin banyak
ion H+ maka hidrolisis akan semakin efektif sehingga rendemen
yang 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)
H
O
O
N
N
H
N
O
R
H
O
O
H
O
H
H
N
O
R
Ekstraksi Gelatin dalam Air Hangat
ROAD MAP PENELITIAN
Penelusuran Pustaka
Masalah
Persiapan bahan dan Instrumen
Pengolahan Bahan Baku
Preparasi Gelatin
Kadar Air
Analisis FTIR
Pengukuran Massa Molekul Relatif
Penentuan Sifat Termal
Analisis HPLC
Pelaksanaan Penelitian :
DATA
Penyusunan Proposal
Kesimpulan
Laporan