LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA DAN GIZI PANGAN ACARA IV DAYA KOAGULASI SUSU
OLEH LALU M. ROIS ANOM J1A015047 KELOMPOK IV
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI UNIVERSITAS MATARAM 2018
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan ini dibuat sebagai syarat untuk menyelesaikan praktikum Biokima dan Gizi Pangan.
Mataram, 2 Juli 2018 Mengetahui, Co.Asst. Praktikum Biokimia dan Gizi Pangan
Praktikan,
Mia Ulpiana NIM. J1A014065
Lalu M. Rois Anom NIM. J1A015047
ACARA IV DAYA KOAGULASI SUSU
PENDAHULUAN Latar Belakang
Susu merupakan bahan makanan yang hampir sempurna dan merupakan makanan alamiah bagi binatang menyusui yang baru lahir, dimana susu merupakan satu-satunya sumber makanan pemberi kehidupan segera sesudah kelahiran. Susu didefinisikan sebagai sekresi dari kelenjar susu binatang mamalia yang kaya akan protein dan vitamin, uaitu vitamin A, Bdan vitamin C. Susu adalah suatu sekresi yang komposisinya sangat berbeda dari komposisi darah yang merupakan asal susu. Susu merupakan cairan kompleks yang memiliki banyak kandungan gizi yang berasal dari mamalia. Susu dapat dijadikan sebagai sumber protein hewani yang dapat dikonsumsi setiap harinya karena bergizi tinggi dan memiliki kandungan asam amino esensial yang tinggi. Susu terdiri dari kasein dan whey protein. Kasein adalah protein yang terfosforilasi. Kasein kaya akan asam amino polar dan nonpolar yang berfungsi untuk mengemulsi dan membentuk busa, kasein lebih tahan terhadap suhu panas. Whey protein adalah bagian susu yang tidak tahan terhadap panas sehingga saat dipanaskan susu akan membentuk layer pada bagian atasnya, layer itulah yang disebut whey. Protein pada susu sangat sensitif terhadap pengaruh panas, pH asam, penambahan garam dari logam berat dan adanya aktivitas enzim seperti bromelin. Kerusakan struktur dari susu akan menunjukkan adanya gumpalan atau endapan . Susu yang dipanaskan akan membuat ikatan peptida dan fosfatnya terputus. Penambahan asam akan menghidrolisis dan mendenaturasi protein sehingga akan menjadikan protein susu terkoagulasi. Sedangkan susu yang ditambah garam akan menjadi terhidrolisis sehingga proteinnya akan mengendap. Perlakuan susu yang ditambah enzim bromelin dari nanas akan menyebabkan protein susunya terdegradasi sehingga menciptakan off flavor. Oleh karena itu dilakukan praktikum untuk mengetahui pengaruh suhu dan penambahan koagulan (asam, basa, enzim) terhadap daya koagulasi susu.
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan praktikum adalah untuk mengetahui pengaruh suhu dan penambahan koagulan (aam, basa, enzim) terhadap daya koagulasi susu.
TINJAUAN PUSTAKA
Susu didefinisikan sebagai cairan berwarna putih hasil pemerahan sapi ata u hewan menyusui lainnya yang dapat dimakan atau digunakan sebagai bahan makanan yang aman dan sehat. Didalam susu mengandung berbagai macam zat gizi maupun mineral yang dibutuhkan oleh manusia. Nilai gizinya yang tinggi menyebabkan susu menjadi medium yang sangat disukai oleh mikroorganisme untuk pertumbuhan dan perkembangannya sehingga dalam waktu yang sangat singkat susu menjadi tidak layak dikonsumsi bila tidak ditangani secara benar (Geantaresa, 2010). Susu tersusun dari bahan organik sehingga mudah mengalami kerusakan. Kerusakan pada susu dapat terjadisecara kimia, fisik maupun secara biologis. Kerusakan fisik dapat terjadi karena pemanasan atau gunangan sedangkan kerusakan kimia dapat terjadi karena adanya asam, garam, atau bahan kimia lainnya. Nilai gizinya yang tinggi juga menyebabkan susu yang merupakan medium yang
sangat
disukai
oleh
mikroorganisme
untuk
pertumbuhan
dan
perkembangannya sehingga dalam waktu yang sangat singkat susu menjadi tidak layak dikonsumsi bil atidak ditangani secara benar . Susu merupakan bahan pangan yang mudah mengalami koagulasi. Koagulasi merupakan salah satu kerusakan pada susu. Susu yang mengalami koagulasi akan menggumpal (berwujud gel). Koagulasi pada susu dapat disebabkan oleh penambahan asam, garam atau pemanasan. Koagulasi tidak diharapkan pada beberapa produk susum, amun pada produk tertentu koagulasi memiliki peranan yang sangat penting, contoh produk susu yang merupakan koagulasi adalah keju dan yoghurt (Makfoeld, 2008). Koagulasi adalah keadaan dimana protein tidak lagi terdispersi sebagai suatu koloid karena unit ikatan yang terbentuk cukup banyak. Koagulasi juga dapat diartikan sebagai kerusakan protein yang terjadi akibat pemanasan dan terjadi adanya penggumpalan serta pengerasan pada protein karena menyerap air pada proses tersebut. Koagulasi berbeda dari denaturasi protein, dimana pada koagulasi protein sifat biologi dan aktivitas protein tidak berubah sedangkan denaturasi adalah proses yang mnegubah struktur molekul tanpa memutuskan ikatan kovalen.
Proses ini bersifat khusus untuk protein dan mempengaruhi protein yang berlainan dan sampai yang tingkat berbeda pula. Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab yang paling penting adalah bahan, pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh hilangnya aktivit as biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fsika dan fungsi seperti kelarutan (Deman, 1989). Protein merupakan suatu zat makanan yang penting bagi tubuh. Protein adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsur C, H, O, dan N yang tidak dimiliki oleh lemak maupun karbohidrat. Molekul protein juga mengandung fosfor, belerang dan ada pula yangmengandung unsur logam seperti besi dan tembaga. Molekul proteintersusun dari sejumlah asam amino sebagai bahan dasar yang saling berkaitan satu sama lain (Winarno, 2008). Protein dengan penambahan asam atau pemanasan akan mengalami koagulasi. Pada pH iso-elektrik (pH larutan tertentu biasanya bekisar 4-4,5 protein mempunyai muatan positif dan negatif sama, sehingga saling menetralkan), kelarutan protein sangat menurun atau mengendap. Pada temperatur diatas 60°C kelarutan protein akan berkurang karena pada temperatur yang tinggi energi kinetik molekul protein meningkat sehingga terjadi getaran yang cukup kuat untuk merusak ikatan atau struktur sekunder, tersier dan kuartener yang menyebabkan koagulasi (Sudjati, 2012)
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 9 Juni 2018 di Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
Alat dan Bahan Praktikum
a. Alat-alat Praktikum Adapun alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah tabung reaksi, rak tabung reaksi, pipet tetes, pipet volume, spatula, dan rubble bulb.. b. Bahan-bahan Praktikum Adapun bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah larutan susu, jeruk nipis, air, asam asetat 1 M, asam sitrat, dan NaCl .
Prosedur Kerja Larutan susu/sari kedelai
Jeruk nipis, Cuka, Garam, Asam sitrat,
Ditambahkan koagulan
Diaduk
Diamati perubahan yang terjadi
HASIL PENGAMATAN
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Pengaruh Koagulan Terhadap Daya Koagulasi Susu No.
Bahan
1 2
Susu full cream
Perlakuan
Keterangan
Jeruk nipis 20 ml
Terbentuk sedikit gumpalan dan globula berukuran kecil
Cuka 20 ml
3
Garam 15 gram
4
Asam sitrat 20 ml
5
Jeruk nipis 20 ml
6
Cuka 20 ml Sari kedelai
7
Garam 15 gram
Mulai terbentuk gumpalan berukuran kecil tersebar diseluruh bahan Tercampur homogen tetapi tidak terbentuk globula Mulai terbentuk gumpalan berukuran kecil di permukaan bahan Ukuran globula kecil, jumlahnya banyak tetapi campurannya tidak terpisah Ukuran globula besar, jumlahnya banyak tetapi campurannya tidak memisah Ukuran globula kecil, jumlahnya banyak, campuran memisah dan endapan protein berada diatas ukuran globula kecil, jumlahnya banyak, campuran memisah dan endapan protein berada di bawah
PEMBAHASAN
Susu merupakan salah satu hasil produksi hewan ternak selain daging dan produksi susu di Indonesia juga cukup besar. Seperti telah diketahui bahwa susu mengandung nutrisi lengkap yang dibutuhkan oleh tubuh dan memiliki sifat fungsional yang dapat bermanfaat dalam pengolahan pangan. Namun, selain manfaat yang dimilikinya, susu juga memiliki kelemahan, yaitu daya simpan yang terbatas. Oleh karena itu, susu segar membutuhkan penanganan yang tepat agar kualitas susu tetap terjamin hingga dikonsumsi. Susu dapat digumpalkan atau dikoagulasikan dengan bantuan asam. Koagulan dari asam yang biasanya digunakan adalah asam asetat, asam cuka, asam sitrat, jeruk nipis, asam laktat, dan asam klorida (Cahyadi, 2008). Daya koagulasi merupakan salah satu sifat fungsional yang dimiliki oleh susu. Pada umumnya, kebanyakan protein berfungsi aktif biologis pada daerah pH dan suhu tertentu. Jika pH dan suhu melewati batas-batas tersebut. Sifat koagulasi ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain suhu pemanasan dan penambahan koagulan, seperti asam, basa, dan enzim protease. Koagulasi disebabkan karena protein mengalami agregasi dan terbentuknya ikatan antar molekul. Pemanasan suhu tinggi pada bahan yang mengandung protein tinggi akan menyebabkan semakin banyak protein yang mengendap atau mengalami koagulasi. Prakikum ini menggunakan bahan full cream dan sari kedelai, dengan penambahan perlakuan jeruk nipis, cuka, garam, dan asam sitrat. Untuk bahan susu full cream dengan penambahan jeruk nipis, setelah diaduk terbentuk sedikit gumpalan dan globula berukuran kecil. Dengan penambahan cuka pada susu full cream tersebut setelah diaduk mulai tersebar gumpalan kecil yang tersebar diseluruh bahan. Dengan penambahan garam pada susu full cream setelah diaduk tercampur homogen tetapi tidak terbentuk globula. Dengan penambahan as am sitrat pada susu full cream setelah diaduk mulai terbentuk gumpalan berukuran kecil di
permukaan bahan. Untuk bahan sari kedelai dengan penambahan jeruk nipis, setelah diaduk ukuran globula kecil, jumlahnya banyak tetapi campurannya tidak terpisah. Dengan penambahan cuka pada sari kedelai setelah diaduk ukuran globula besar, jumlahnya banyak tetapi campurannya tidak memisah. Dengan penambahan garam pada sari kedelai setelah diaduk ukuran globula kecil, jumlahnya banyak, campuran memisah dan endapan protein berada diatas ukuran globula kecil, jumlahnya banyak, campuran memisah dan endapan protein berada di bawah. Salah satu koagulan yang digunakan adalah ekstrak jeruk nipis. Karena ekstrak jeruk nipis terdapat asam sitrat sebagai pengganti enzim rennet sebagai penggumpal susu serta memiliki kelebihan mudah didapat, tersedia dalam jumlah banyak, lebih tahan dalam kondisi asam dan basa, suhu tinggi dan harga relatif murah (Tutik, 2003). Jeruk nipis mengandung senyawa kimia yang bermanfaat, misalnya: limonen, linalin asetat, geranil asetat, fellandren dan sitral. Di samping itu jeruk nipis mengandung asam sitrat (Putri, 2011). Koagulasi atau gelatinasi produk adalah proses kimia dimana cairan sol berubah menjadi gel. Koagulasi ditandai dengan perubahan dari molekul rantai panjang menjadi struktur tiga dimensi, di mana struktur makromolekul pada sol menjadi matriks gel tiga dimensi. Kekuatan elektrostatis yang kuat mengikat makromolekul di dalam fase sol dengan ikatan hidrogen, ikatan disulfide dan ikatan intermolekul menyebabkan makro molekul insoluble dalam gel. Makromolekul protein dan karbohidrat, baik putih maupun kuning telur mempunyai kemampuan membentuk gel (Bell dan Weaver, 2002). Ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan koagulasi suatu protein, yaitu :
Asam Proses koagulasi protein dapat terjadi karena penambahan asam. Pada
proses pembuatan yogurt, susu yang didalamnya terkandung bahan protein dalam bentuk laktosa dan kasein difermentasi dengan penambahan bakteri dari spesies lactobacillus. Dalam proses fermentasi tersebut, susu kemudian mengalami
koagulasi karena berubahnya sifat susu menjadi asam yang disebabkan oleh dihasilkannya asam laktat oleh bakteri yang ditambahkan. Perubahan tersebut mengakibatkan susu teragulasi yang membuat teksturnya menjadi kental sehingga terbentuk curd atau youghurt.
Garam Garam berfungsi dalam membantu pengeluaran protein (whey) dari
koagulan, pengaturan kadar air dan keasaman keju (sebagai contoh dari adanya koagulasi), pembentukan cita rasa keju (Foster et.al., 1961). Prescott dan Dunn, 1982 mengatakan bahwa jumlah penambahan garam juga berpengaruh pada cita rasa, tekstur, penampakan, jumlah asam laktat, dan menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk. Bila tidak dilakukan penggaraman, maka keju akan lunak, teksturnya tidak elastis, dan pematangan tidak normal. Apabila penggaraman diberikan terlalu banyak maka akan membuat keju menjadi keras dan proses pematangannya berjalan lambat. Penggaraman dapat menyebabkan produksi a sam terhambat, sehinggu pH keju setelah penggaraman tidak akan turun lagi.
Panas Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan tumbukan antar partikel-
partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan. Suhu lingkungan juga merupakan faktor pentingbagi pertumbuhan mikroba dan sintesis produk metabolisme. Pada suhu optimum mikroba dapat tumbuh dan melakukan metabolism sebaik-baiknya. Suhu optimum pertumbuhan belum tentu merupakan suhu optimum untuk pembentukan enzim. Suhu adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan produksi metabolit, mengingat suhu mempengaruhi kecepatan reaksi kimia, konfigurasi tiga dimensi protein dan kecepatan aktivitas enzim. Suhu yang terlalu rendah menyebabkan reaksi metabolism relative rendah karena tidak cukup energy untuk mencapai suatu reaksi. Pada suhu yang lebih tinggi molekul enzim yang terproduksi lebih aktif dan terjadi tumbukan molekul, dapat memulai suatu reksi selama protein
enzim tidak terdenaturasi. Optimal produksi enzim didefinisikan sebagai maksimum produk, pada kondisi ini enzim diproduksi ter us-menerus.
Enzim Enzim adalah suatu protein yang bertindak sebagai katalisator reaksi biologi
(biokatalisator). Pemanfaatan enzim saat ini berkembang pesat terutama pada industry
pengolahan
pangan
misalnya
penggunaan
enzim
rennet
untuk
menggumpalkan susu pada proses pembuatan keju.Suhu dan pH merupakan factor yang mempengaruhi aktivitas enzim rennet mikrobia. Oleh karena itu, perlu dikaji penggunaan enzim amobil dengan matriks alginate terhadap lingkungan suhu dan pH yang berbeda sehingga diperoleh kondisi yang optimum bagi enzim amobil untuk melaksanakan reaksi katalitik. Proses koagulasi susu dengan penambahan enzim rennet mikrobia pada saat pembuatan keju memiliki suhu optimum sekitar 30 – 400C, sedangkan pada suhu 150C tidak akan terjadi koagulasi susu dan bila suhu 600C enzim rennet mikrobia menjadi inaktif (Winarno, 1983). Menurut Radiati dan Fardiaz (1991) enzim rennet stabil dalam menggumpalkan susu pada pH 4 – 6.
Mikroba Pentingnya mikroba dalam proses penggumpalan protein adalah karena
beberapa jenis mikroba menghasilkan suatu enzim yang dapat menyebabkan penggumpalan. Selain itu, mikroba menghasilkan asam laktat dari laktosa sehingga diperoleh kondisi pH yang diinginkan dan diperlukan saat proses penggumpalan seperti pada proses pembuatan keju. Proses pembentukan curd (gumpalan) pemisahan ataupun pelepasan whey (cairan) dari curd, pembentukan tekstur keju dan pengerasan curd di akhir proses secara signifikan dipengaruhi oleh pH. Fungsi lain dari mikroba adalah menghasilkan residu karbohidrat yang bersama dengan penurunan kelembapan akan mempertahankan stabilitas mikroba keju. Sifat proteolitik dan residu metabolisme mikroba akan akan berperan atau paling tidak sangat esensial dalam pembentukan aroma dan rasa selama proses pemeraman. Mikroba yang digunakan untuk menggumpalkan protein didominasi oleh kelompok grup Streptococcus seperti Streptococcus lactis, S. cremonis, S. diacetylactis dan
Leuconostoc cremonis. Selain itu, mikroba jenis lain yang sering digunakan adalah mikroba thermofil (tahan panas) seperti Lactobacilli dan S. thermophilus. Mikroba umumnya digunakan sebagai starter untuk menggumpalkan protein. Mekanisme koagulasi, koagulasi berawal dari pemanasan yang dapat menyebabkan pemutusan ikatan hydrogen yang menopang struktur sekunder dan tersier suatu protein sehingga menyebabkan sisi hidrofobik dari gugus samping polipeptida akan tebuka. Hal ini menyebabkan kelarutan protein semakin turun dan akhirnya mengendap dan menggumpal. Pada saat inilah terjadi proses koagulasi (Winarno, 2006). Tahapan koagulasi protein : 1. Denaturasi protein : Perubahan utama pada struktur 3 dimensi. 2. Flokulasi / curding : Perubahan struktur protein sekunder, penggumpalan protein yang mengendap berada di dalam keadaan terpisah-pisah. 3. Gelasi/ koagulasi: Gumpalan – menbentuk massa homogen seperti gel.
gumpalan protein sudah
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1.
Daya koagulasi merupakan salah satu sifat fungsional yang dimiliki oleh susu, pada umumnya, kebanyakan protein berfungsi aktif biologis pada daerah pH dan suhu tertentu, jika pH dan suhu melewati batas-batas tersebut.
2.
Koagulasi disebabkan karena protein mengalami agregasi dan terbentuknya ikatan antar molekul, pemanasan suhu tinggi pada bahan yang mengandung protein tinggi akan menyebabkan semakin banyak protein yang mengendap atau mengalami koagulasi.
3.
Untuk bahan susu full cream dengan penambahan jeruk nipis, setelah diaduk terbentuk sedikit gumpalan dan globula berukuran kecil.
4.
Ekstrak jeruk nipis terdapat asam sitrat sebagai pengganti enzim rennet sebagai penggumpal susu serta memiliki kelebihan mudah didapat, tersedia dalam jumlah banyak, lebih tahan dalam kondisi asam dan basa, suhu tinggi dan harga relatif murah.
5.
Faktor yang dapat menyebabkan koagulasi suatu protein, yaitu : asam, garam, panas, enzim, dan mikroba.
DAFTAR PUSTAKA
Deman, M., John., 1989. Kimia Makanan. Institut Teknologi Bandung. Bandung
Geantaresa, Egrina., FM, Titin, Supriyanti., 2010. Pemanfaatan Ekstrak Kasar Papain sebagai Koagulan pada Pembuatan Keju Cottage Menggunakan Bakteri Streptococcus thermophillus , Lactobacillus Lactis, Leuconostoc mesentroides.Jurnal Sains dan Teknologi Kimia. Vol 1 No 1. Hal 38-43
Makfoeld, 2008. Studi Kasus: Pengawasan Kualitas Pangan Hewani Melalui Pengujian Kualitas Susu Yang Beredar Di Kota Yogyakarta. Jurnal Peternakan Indonesia. Vol. 19 (23): 93-102
Sudjati, Agus., 2012. Mempelajari Pengaruh Penambahan Beberapa Asam Pada Proses Isolasi Protein Terhadap Tepung Protein Isolate Kacang Hijau. Jurnal Seminar Rekayasa Kimia dan Proses , 4-5 Agustus 2012 ISSN: 1411-4216
Winarno., F., G., 2008. Kimia Pangan Dan Gizi. M-Brio Press. Bogor
