ANALISIS LEMAK DAN PROTEIN DARI SAMPEL SUSU BUBUK
Tujuan 1.1 Menentukan kadar lemak sampel susu bubuk dengan cara ekstraksi menggunakan alat sohxlet. 1.2 Menentukan kadar nitrogen sampel bubuk dengan metode kjehdahl. I.
Prinsip Percobaan 2.1 Analisa Lemak A. Hukum Distribusi Nerst Apabila ke dalam dua macam pelarut yang tidak saling bercampur ditambahkan zat ketiga maka zat yang ditambahkan tersebut akan terdistribusi diantara kedua pelarut tersebut dengan perbandingan tetap pada suhu tetap. B. Hukum Dalton Tekanan uap total suatu larutan merupakan jumlah tekanan parsial masing-masing komponen larutan tersebut. P Total = PA+PB+ . . . . . . . . +Pn Keterangan : P : Tekanan parsial PA : Tekanan parsial unsur A PB : Tekanan parsial unsur B P N ; Tekanan parsial unsur n C. Hukum Roult Tekanan uap larutan merupakan hasil kali antara tekanan uap pelarut murninya 0 C dikalikan fraksi mol pelarut dalam larutan. P = X x P 0 Keterangan : P : Tekanan uap pelarut murni C P : Tekanan uap dalam larutan X : Fraksi Mol D. Like dissolve like Suatu senyawa akan cenderung larut pada pelarut dengan kepolaran yang sama II.
2.2 Penentuan Kadar Nitrogen dengan Metode Kjehdahl A. Destruksi (Pemecahan) Proses pemecahan nitrogen dari protein oleh asam sulfat dengan campuran kalium sulfat dan tembaga sulaft sebagai katalisator yang akan membentuk garam ammonium sulfat. B. Destilasi Proses pemisahan suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya.
C. Netralisasi dan Titrasi Reaksi penetralan HCL oleh larutan menghasilkan garam HCL dan H2O
III.
NaOH
dengan
indicator
toshiro
Landasan Teori
3.1 Lemak Lemak merupakan sekelompok besar molekul-molekul alam yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen meliputi asam lemak, malam, sterol, vitamin-vitamin yang larut di dalam lemak (contohnya A, D, E, dan K), monogliserida, digliserida, fosfolipid, glikolipid, terpenoid (termasuk di dalamnya getah dan steroid) dan lain-lain. Lemak secara khusus menjadi sebutan bagi minyak hewani pada suhu ruang, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair, yang terdapat pada jaringan tubuh yang disebut adipose (Lehninger,1995). Mengekstraksi lemak secara murni sangat sulit dilakukan, sebab pada waktu mengekstraksi lemak, akan terekstraksi pula zat-zat yang larut dalam lemak seperti sterol, phospholipid, asam lemak bebas, pigmen karotenoid, khlorofil, dan lain-lain. Pelarut yang digunakan harus bebas dari air agar bahan-bahan yang larut dalam air tidak terekstrak dan terhitung sebagai lemak dan keaktifan pelarut tersebut menjadi berkurang. Pelarut ini seperti dietil eter, hexana, benzena, dan lain-lain. Ada dua kelompok umum untuk mengekstraksi lemak yaitu metode ekstraksi kering dan metode ekstraksi basah. Metode kering pada ekstraksi lemak mempunyai prinsip bahwa mengeluarkan lemak dan zat yang terlarut dalam lemak tersebut dari sampel yang telah kering benar dengan menggunakan pelarut anyhidrous. Keuntungan dari dari metode kering ini, praktikum menjadi amat sederhana, bersifat universal, dan mempunyai ketepatan yang baik. Kelemahannya metode ini membutuhkan waktu yang cukup lama, pelarut yang digunakan mudah terbakar dan adanya zat lain yang ikut terekstrak sebagai lemak (Lucas dkk, 1945). Prinsip soxhlet ialah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang umumnya sehingga terjadi ekstraksi kontiyu dengan jumlah pelarut konstan dengan adanya pendingin balik. Soxhlet terdiri dari pengaduk atau granul anti-bumping, still pot (wadah penyuling, bypass sidearm, thimble selulosa, extraction liquid, syphon arm inlet, syphon arm outlet, expansion adapter, condenser (pendingin), cooling water in, dan cooling water out. Penentuan kadar lemak dengan pelarut organik, selain lemak juga terikut fosfolipida, sterol, asam lemak bebas, karotenoid, dan pigmen yang lain . Karena itu hasil ekstraksinya disebut lemak kasar (Darmasih 1997). Mekanisme
Kerja
Sampel yang sudah dihaluskan, ditimbang 5-10 gram dan kemudian dibungkus atau ditempatkan dalam thimble (selongsong tempat sampel), di atas sample ditutup dengan kapas. Pelarut yang digunakan adalah petroleum spiritus dengan titik didih 60-80°C. Selanjutnya labu kosong diisi butir batu didih. Fungsi batu didih ialah untuk meratakan panas. Setelah dikeringkan dan didinginkan, labu diisi dengan petroleum spiritus 60-80°C sebanyak 175 ml. Digunakan petroleum spiritus karena kelarutan lemak pada pelarut organic (Whitaker,1915). Thimble yang sudah terisi sampel dimasukan ke dalam soxhlet. Soxhlet disambungkan dengan labu dan ditempatkan pada alat pemanas listrik serta kondensor. Alat pendingin disambungkan dengan soxhlet. Air untuk pendingin dijalankan dan alat ekstraksi lemak mulai dipanaskan. Ketika pelarut dididihkan, uapnya naik melewati soxhlet menuju ke pipa pendingin. Air dingin yang dialirkan melewati bagian luar kondenser mengembunkan uap pelarut sehingga kembali ke fase cair, kemudian menetes ke thimble. Pelarut melarutkan lemak dalam thimble, larutan sari ini terkumpul dalam thimble dan bila volumenya telah mencukupi, sari akan dialirkan lewat sifon menuju labu. Proses dari pengembunan hingga pengaliran disebut sebagai refluks. Proses ekstraksi lemak kasar dilakukan selama 6 jam. Setelah proses ekstraksi selesai, pelarut dan lemak dipisahkan melalui proses penyulingan dan dikeringkan (Darmasih 1997). Ekstraksi dengan Soxhlet memberikan hasil ekstrak yang lebih tinggi karena pada cara ini digunakan pemanasan yang diduga memperbaiki kelarutan ekstrak. Dibandingkan dengan cara maserasi, ekstraksi dengan Soxhlet memberikan hasil ekstrak yang lebih tinggi. Makin polar pelarut, bahan terekstrak yang dihasilkan tidak berbeda untuk kedua macam cara ekstraksi. Fenolat total yang tertinggi didapatkan pada proses ekstraksi menggunakan pelarut etil asetat. Sifat antibakteri tertinggi terjadi pada ekstrak yang diperoleh dari ekstraksi menggunakan pelarut etil asetat untuk ketiga macam bakteri uji Gram-positif. Semua ekstrak tidak menunjukkan daya hambat yang berarti pada semua bakteri uji Gram-negatif (Whitaker 1915) 3.2 Protein Protein merupakan polimer asam amino. Ada puluh asam amino yang berbeda merupakan penyusun protein alami. Protein dibedakan satu sama lain berdasarkan tipe, jumlah dan susunan asam aminonya. Perbedaan ini menyebabkan perbedaan struktur molekuler, kandungan nutrisi dan sifat fisikokimia. Protein merupakan konstituen penting dalam makanan, dimana protein merupakn sumber energi sekaligus mengandung asamasam amino esensial seperti lysine, tryptophan, methionine, leucine, isoleucine dan valine (esensial berarti penting bagi tubuh, namun tidak bisa disintesis dalam tubuh). Protein juga merupakan komponen utama dalam berbagai makanan alami, yang menentukan tekstur keseluruhan, misalnya keempukan produk daging atau ikan, dan sebagainya.
Protein terisolasi sering digunakan dalam makanan sebagai unsur kandungan (ingredient) karena sifat atau fungsi uniknya, antara lain kemampuannya menghasilkan penampilanm tekstur atau stabilitas yang diinginkan. Misalnya, protein digunakan sebagai agen pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi (emulsifier), pembentuk busa (foaming agent) dan pengental (thickener). Beberapa protein makanan merupakan enzim yang mampi meningkatkan laju reaksi biokimia tertentu, baik yang menguntungkan maupun yang merugikan merusak. Di dalam analisis makanan, mengetahui kadar total, jenis, struktur molekul dan sifat fungsional dari protein sangat penting (Sudarmadji,1996). 3.2.2 Penentuan Kadar Protein Metode Kjeldahl dikembangkan pada taun 1883 oleh pembuat bir bernama Johann Kjeldahl.Makanan didigesti dengan asam kuat sehingga melepaskan nitrogen yang dapat ditentukan kadarnya dengan teknik titrasi yang sesuai. Jumlah protein yang ada kemudian dihitung dari kadar nitrogen dalam sampel.Prinsip dasar yang sama masih digunakan hingga sekarang, walaupun dengan modifikasi untuk mempercepat proses dan mencapai pengukuran yang lebih akurat. Metode ini masih merupakan metode standart untuk penentuan kadar protein. Karena metode Kjeldahl tidak menghitung kadar protein secara langsung, diperlukan faktor konversi (F) untuk menghitung kadar protein total dan kadar nitrogen. Faktor konversi 6,25 (setara dengan 0,16 g nitrogen per gram protein) digunakan untuk banyak jenis makanan, namun angka ini hanya nilai rata-rata, tiap protein mempunyai factor konversi yang berbeda tergantung komposisi asam aminonya. Metode Kjeldahl terdiri dari tiga langkah : digesti, netralisasi dan titrasi a. Digestion Sampel makanan yang akan dianalisis ditimbang dalam labu digesti dan didigesti dengan pemanasan dengan penambahan asam sulfat (sebagai oksidator yang dapat mendigesti makanan), natrium sulfat anhidrat (untuk mempercepat tercapainya titik didih) dan katalis sepert tembaga (Cu), selenium, titanium, atau merkurium (untuk mempercepat reaksi).Digesti mengubah nitrogen dalam makanan (selain yang dalam bentuk nitrat atau nitrit) menjadi amonia, sedangkan unsur oganik lain menjadi CO2 dan H2O. Gas amonia tidak dilepaskan ke dalam larutan asam karena berada dalam bentuk ion amonium (NH4+) yang terikat dengan ion sulfat (SO42-) sehingga yang berada dalam larutan adalah :
b. Netralisasi Setelah proses digesti sempurna, labu digesti dihubungkan dengan labu penerima (recievingflask) melalui sebuah tabung. Larutan dalam labu digesti dibasakan dengan penambahan NaOH, yang mengubah amonium sulfat menjadi gas amonia : + 2 H2O + Na2SO4 (2) Gas amonia yang terbentuk dilepaskan dari larutan dan berpindah keluar dari labu digesti masuk ke labu penerima, yang berisi asam borat berlebih. Rendahnya pH larutan di labu penerima mengubah gas amonia menjadi ion amonium serta mengubah asam borat menjadi ion borat: - (3)
c. Titrasi Kandungan nitrogen diestimasi dengan titrasi ion amonium borat yang terbentuk dengan asam sulfat atau asam hidroklorida standar, menggunakan indikator yang sesuai untuk menentukan titik akhir titrasi.H2BO3ion hidrogen (dalam mol) yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir titrasi setara dengan kadar nitrogen dalam sampel makanan (persamaan 3). Persamaan berikut dapat digunakan untuk menentukan kadar nitrogen dalam mg sampel menggunakan larutan HCl xM untuk titrasi. Dimana vs dan vb adalah volume titrasi sampel dan blanko, 14g adalah berat molekul untuk nitrogen N. Penetapan blanko biasanya dilakukan pada saat yang sama dengan sampel untuk memperhitun gkan nitrogen residual yang dapat mempengaruhi hasil analisis. Setelah kadar nitrogen ditentukan, dikonversi menjadi kadar proteind dengan faktor k onversi yang sesuai : % Protein = F x %N (Harper dkk,1979). IV.
Prosedur
4.1 Analisa Protein Percobaan dilakukan dengan menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Sampel yang digunakan yaitu susu bubuk terlebih dahulu dioven selama beberapa hari. Susu bubuk yang sudah dioven ditimbang sebanyak 0,3057 gram. Setelah itu dimasukkan ke tabung kjehdahl. Katalisator berupa campuran CuSO4 dengan K 2SO4 ditimbang sebanyak 5 gram dan ditambahkan kedalam tabung. DI dalam ruang asam,H2SO4 pekat ditambahkan. Tabung Kjehdahl didiamkan beberapa saat sampai terbentuk warna hijau jernih. Larutan jernih diencerkan dengan aquades sampai 100 mL. Dari pengenceran tersebut diambil 10 untuk dimasukan pada alat destilasi. HCL 0,1 N sebanyak 25 mL ditambahkan ke tabung berisi larutan tadi. Di wadah lain di siapkan NaOH 30% sebanyak 10 mL ditambah dengan indicator toshiro. Proses destilasi dilakukan sampai volume NaOH bertambah menjadi 12,5 mL .Selanjutnya dilakukan titrasi dengan memasukan NaOH sebanyak 50 mL sampai larutan yang berisi hasil destilasi tadi berwarna hijau ke biri-biruan. Di hitung berapa volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi 4.2 Analisa Lemak Percobaan dilakukan dengan menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan terlebih dahulu.Labu sohxlet diambil dan dilakukan penimbangan pada labu tersebut. Susu bubuk yang sudah dioven ditimbang sebanyak 2,8 gram. Kertas saring disiapkan dan digunakan untuk wadah susu bubuk yang kedua ujungnya di sumbat dengan kapas dan dilipat sehingga tertutup. Kertas saring yang berisi susu dimasukkan ke rangkaian alat sohxlet. PB ditambahkan ke dalam alat sebanyak 50 mL .Labu kecil diletakkan dibawah rangkaian untuk menampung lemak hasil ekstraksi oleh alat
sohxlet ini. Alat sohxlet dinyalakan dan prosesnya ditunggu sampai 3 jam. Setelah didapat hasil ekstraksi berupa lemak di labus sohxlet, labu diukur kembali beratnya dan kemudian dioven. Keesokan harinya labu diukur kembali beratnya. Dan kadar lemak sudah dapat dihitung. Hasil dan Pembahasan 5.1 Hasil Analisa Protein Sampel Perlakuan Hasil - Sample susu bubuk - Dioven,ditimbang,dimasukkan ke tabung 0,3057 gram V.
Kjehdal ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Ditambah H2SO4 dan CuSO4 : K 2SO4
- Didestruksi
Diperoleh larutan berwarna orange kecoklatan
-
Larutan coklat tua menjadi hijau jernih
-. Diencerkan sampai 100 ml
Larutan menjadi berwarna biru muda
- Dimasukkan ke dalam alat destilasi Kjehdahl dan ditambah NaOH 30 % - Ditrambah indicator Toshiro
- Destilat ditampung dalam Erlenmeyer
Larutan berwarna ungu muda Larutan yang
berisi HCl 0,1 M
dihasilkan berwarna bening
-. Kelebihan HCl dititrasi dengan NaOH 0,1 N
Larutan menjadi warna biru kehijauan volume NaOH yang terpakai 21,9
5.2 Hasil analisa lemak Sampel
Perlakuan
Hasil
Labu Sohxlet
- ditimbang
- berat rata2 labu 31,15 gr
Susu bubuk
- ditimbang
- berat sampel 2,85 gr
- dimasukkan ke dalam kertas
- sampel di dalam
pembungkus,ditutup kapas
kertas
- ditambahkan Petroleum Benzena - dilakukan ektraksi selama 3 jam
- pelarut yang turun ke labu berwarna bening
- ekstraksi dihentikan dan pelarut
- labu dimasukkan
dalam labu diuapkan
dalam gelas untuk dioven
kimia
- didinginkan dalam eksikator
lemak siap ditimbang
untuk
- ditimbang berat labu beserta
berat labu + lemak =
isinya
32,26 gr . Lemak = 12,92 % per 2,8 gr
- dikeringkan dalam oven sampai beratnya konstan
5.2 Pembahasan 5.1.1 Analisa Protein Percobaan analisa protein dilakukan dengan menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Sampel yang digunakan yaitu susu bubuk terlebih dahulu dioven selama beberapa hari untuk memastikan bahwa kandungan air yang terdapat pada susu bubuk tersebut sudah kering ataupun tidak ada lagi. Susu bubuk yang sudah dioven ditimbang sebanyak 0,3057 gram setelah itu dimasukkan ke tabung kjehdahl. Dalam percobaan ini digunakan sebanyak 5 gram katalisator berupa campuran CuSO4 dengan K 2SO4 untuk mempercepat reaksi karena penambahan tadi menyebabkan titik didih asam sulfat yang akan ditambahkan nantinya bertambah sehinnga reaksi berjalan dengan cepat. Beberapa tetes H2SO4 pekat ditambahkan sebagai oksidator yang dapat mendisgesti makanan.Penambahan dilakukan di dalam ruang asam untuk menjaga keasaman larutan dan tidak lupa menggunakan sarung tangan untuk menghindari bahaya yang diakibatkan oleh larutan tersebut. Hasil penyampuran larutan tadi berupa warna hitam yang merupakan Tabung Kjehdahl yang berisi campuran larutan tadi berwarna hitam diduga proses destruksi yang ada melibatkan pemutusan ikatan C yang ada di sampel,karena Carbon berwarna hitam sehingga membuat larutan berwarna hitam pula. Tabung didiamkan beberapa saat sampai terbentuk warna hijau jernih.Akhir dari proses destruksi adalah terbentuknya garam ammonium sulfat. Setelah proses destruksi selesai, dilakukan proses destilasi. Pada tahap ini, ammonium sulfat akan dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Amonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh asam klorida dengan jumlah yang berlebih. Dalam destilasi ini digunaka indicator toshiro untuk mengetahui jumlah asam yang berlebih. Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah : 2NaOH (aq) + (NH4)2SO4 -> 2 NH(g) + 2H2O (l) + Na2SO4(l) NH3(aq) _+ HCL (aq) -> NH4Cl (aq) + HCl sisa (l) (Fessenden,1989) Apabila penampung destilat digunakan asam klorida maka sisa asam klorida yang bereaksi dengan ammonia dititrasi dengan NaOH standar (0,1 N). Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi bening bila menggunakan indicator Toshiro. Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah :
HCl sisa (aq) + NaOH -> Nacl (l) + H2O (l) Kandungan nitrogen pada sampel dapat dihitung denga rumus sebagai berikut : %N = (Va . Na – Vb . Nb) x 14 x factor pengenceran x 100 % : berat sampel (mg) Setelah diperoleh % N, selanjutnya dihitung kadar proteinnya dengan mengalikan dengan suatu factor . Besarnya factor perkalian N menjadi protein ini tergantung pada presentase N yang menyusun protein dalam suatu bahan. Kadar protein (%) = %N x Faktor konversi. Faktor konversi untuk susu bubuk hani yaitu 6.25. Sehingga diperoleh hasil kadar protein dalam 0,3057 gram adalah27,12 %. 5.1.2 Analisa Lemak Percobaan analisa lemak dilakukan dengan penetapan kadar lemak pada sampel susu bubuj yang terdapat di pasaran dengan menggunakan metode sohxlet (metode ekstraksi kering) . Jenis susu bubuk yang digunakan merupakan susu Dancow. Penetapan kadar lemak pada susu bubuk ini dilakukan dengan mengeluarkan lemak dari susu bubuk dengan menggunakan pelarut anhydrous. Pelarut anhydrous merupakan pelarut yang benar-benar bebas air. Pelarut tersebut adalah Petroleum Benzena yang merupakan turunan dari bensin. PB digunakan supaya bahan-bahan yang larut air tidak terekstrak dan terhitung sebagai lemak serta keaktifan larutan tersebut tidak berkurang. Pertama Labu sohxlet diambil dan dilakukan penimbangan pada labu tersebut untuk mengetahui berat labu yang belum tertempel lemak. Sampel susu bubuk yang sudah dioven ditimbang sebanyak 2,8 gram lalu dibungkus dengan kertaas sampel untuk wadah susu bubuk yang kedua ujungnya di sumbat dengan kapas bebas lemak dan dilipat sehingga tertutup. Tujuan pemberian kapas ini agar sampel tidak keluar/bocor dari kertas sampel. Kertas sampel yang berisi susu dimasukkan ke rangkaian alat sohxlet. Sohxlet disambungkan dengan labu dan ditempatkan pada alat pemanas listrik serta kondensor. Air untuk pendingin dijalankan yang akan masuk melalui lubang bagian bawah agar kecepatannya konstan. Alat ekstraksi lemak mulai dijalankan selama 3 jam. Diduga dalam waktu tersebut lemak yang terdapat pada sampel sudah terekstrak dengan baik. Ketika pelarut didihkan, uapnya naik melalui sohxlet menuju pendingin. Air dingin yang dialirkan melewati bagian luar kondensor, mengembunkan uap pelarut sehingga kembali ke fase cair. Kemudian menetes ke kertas pembungkus. Pelarut PB akan melarutkan lemak dalam kertas pembungkus. Larutan ini akan terkumpul dalam kertas pembungkus dan apabila volumenya telah mencukupi,sari lemak akan dialirkan menuju labu. Setelah proses ekstraksi selesai,pelarut dari lemak dipisahkan dengan cara dikeringkan didalam oven. Hasil yang diperoleh dari praktikum ini adalah kadar lemak dari sampel susu bubuk yang didapatkan melalui rumus. Kadar lemak diperoleh melalui selisih berat
labu lemak akkir dengan labu lemak awal,dibagi dengan berat sampel, kemudian dikalikan 100 %. Sehinnga hasil perhitungan diperoleh kadar lemak dalam 2,8 gram yaitu sebanyak 12,92 %. VI.
Kesimpulan
Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
-
Penentuan kadar lemak pasa samppel susu bubuk dengan menggunakan metode sohxlet memberikan hasil sebanyak 12,92 % per 2,8 gr. Penentuan kadar protein pada sampel susu bubuk dengan menggunakan metode kjehdahl diperoleh hasil sebanyak 27,12 % pada 0,3057 gr.
VII. Daftar
Pustaka
Darmasih. 1997. Prinsip Sohxlet. Available at peternakan. .lit.go.id/user/ptek 9724.pdf Harper,V.W. Rodwell,P.A Mayes. 1979. Biokimia. Jakarta : Penerbit EGC Lehninger.A.L. 1995. Dasar-dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta Lucas,Haward J, David Pressman. 1945. Principles and Practice Inorganic Chemistry. New York : John Wiley and sons,Inc Sudarmadji.S. dan Haryono,B. 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta. Whitaker.1915. The Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Eastun Eschenbach Printing Company.
