Isolasi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris)
ISOLASI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN DARI KULIT
IKAN BUNTAL PISANG (Tetraodon lunaris)
FIQI FAISAL
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Isolasi dan
Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris) adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Fiqi Faisal
NIM C34100006
ABSTRAK
FIQI FAISAL. Isolasi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang
(Tetraodon lunaris). Dibimbing oleh BUSTAMI IBRAHIM dan PIPIH
SUPTIJAH.
Kolagen merupakan salah satu jenis protein yang banyak terkandung dalam
tubuh hewan dengan proporsi sekitar 30% dari total protein dalam tubuh secara
keseluruhan. Pemanfaatan limbah kulit ikan buntal pisang menjadi kolagen adalah
salah satu alternatif untuk meningkatkan nilai jual limbah. Tujuan penelitian ini
adalah untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi kolagen yang berasal dari kulit
ikan buntal pisang. Pretreatment yang digunakan yaitu perbedaan konsentrasi
NaOH (0,05; 0,1; dan 0,2 M) dan lama waktu perendaman (2, 4, 6, dan 8 jam).
Pretreatment terbaik yang didapatkan yaitu konsentrasi NaOH sebesar 0,1 M
dengan lama peredaman 6 jam karena dapat menghilangkan protein non-kolagen
secara maksimum dengan nilai protein terlarut paling kecil yaitu 0,142 mg/ml.
Rendemen kolagen yang dihasilkan yaitu 8,65%. Kolagen memiliki nilai pH 5,49
dan kelarutan 79%. Analisis spektra Fourier transform infrared (FTIR)
menunjukkan wilayah penyerapan utama amida A, B, I, II, dan III masing-masing
pada 3310, 2935, 1651, 1551, dan 1242 cm-1. Spektroskopi FTIR menunjukkan
bahwa molekul kolagen memiliki struktur heliks tiga yang kompak stabil oleh
ikatan hidrogen.
Kata kunci: FTIR, ikan buntal, kolagen, NaOH, rendemen.
ABSTRACT
FIQI FAISAL. Isolation and Characterization Collagen from Skin of Puffer Fish
(Tetraodon lunaris). Supervised by BUSTAMI IBRAHIM and PIPIH SUPTIJAH.
Collagen is one type of proteins in the animal’s body with proportion about
30% of total whole body proteins. Utilization of waste from puffer fish skin to
produce collagen is one alternative to increase its market value. The purpose of
the research was to isolate and to characterize collagen from skin of puffer fish.
Pretreatment was used different concentration of NaOH (0.05; 0.1; and 0.2 M)
and soaking time (2, 4, 6, and 8 hours). The best results of pretreatment was used
NaOH 0.1 M and 6 hours soaking time, it could remove noncollagen protein
respectively with the lowest soluble protein value (0.142 mg/ml). The yield, pH,
and solubility of collagen were 8.65%, 5.49, and 79% respectively. Fourier
transform infrared (FTIR) spectra analysis showed major absorption bands of
amide A, B, I, II and III at 3310, 2935, 1651, 1551, and 1242 cm-1 respectively.
FTIR spectroscopic revealed that collagen molecules had the compact triple
helical structure stabilized mainly by the hydrogen bond.
Keywords : collagen, FTIR, puffer fish, NaOH, yield.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ISOLASI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN DARI KULIT
IKAN BUNTAL PASANG (Tetraodon luaris)
FIQI FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan pada
Departemen Teknologi Hasil Perairan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Isolasi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang
(Tetraodon lunaris)
Nama
: Fiqi Faisal
NIM
: C34100006
Program studi : Teknologi Hasil Perairan
Disetujui oleh,
Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc
Pembimbing I
Dr Dra Pipih Suptijah, MBA
Pembimbing II
Diketahui oleh,
Prof Dr Ir Joko Santoso, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian
yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 dengan judul skripsi Isolasi dan
Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris).
Dalam kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan
dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, yaitu:
1. Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc dan Dr Pipih Suptijah, MBA selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan pengarahan dalam penyusunan skripsi
ini.
2. Dr Eng Uju, SPi MSi selaku dosen penguji dan Prof Dr Ir Djoko Santoso,
MSi selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan.
3. Seluruh dosen, pegawai, dan staf TU Departemen Teknologi Hasil Perairan
atas bantuannya selama ini.
4. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan semangat, dukungan moril
dan materi serta cinta yang luar biasa kepada penulis.
5. Teman-teman THP 47 untuk kebersamaan dan kerjasama selama menempuh
studi di THP.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Fiqi Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... ii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang .................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2
Ruang Lingkup Penelitian ................................................................................... 2
METODE PENELITIAN ........................................................................................ 2
Waktu dan Tempat .............................................................................................. 2
Bahan dan Alat .................................................................................................... 2
Prosedur Penelitian .............................................................................................. 3
Metode Analisis ................................................................................................... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 8
Karakteristik Bahan Baku ................................................................................... 8
Optimasi Ekstraksi Kolagen ................................................................................ 9
Karakteristik Kolagen ........................................................................................ 11
Rendemen Kolagen ........................................................................................ 11
Nilai pH Kolagen ........................................................................................... 11
Kelarutan Kolagen ......................................................................................... 12
Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform InfraRed (FTIR)............ 12
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 14
Kesimpulan ........................................................................................................ 14
Saran .................................................................................................................. 14
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 14
LAMPIRAN .......................................................................................................... 17
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 20
DAFTAR TABEL
1 Morfometrik dan bobot ikan buntal pisang ..................................................... 8
2 Komposisi kimia kulit ikan buntal pisang dan berbagai ikan lain .................. 9
3 Rendemen kolagen kulit ikan buntal pisang dan beberapa kulit ikan
lainnya .......................................................................................................... 11
4 Nilai pH kolagen kulit ikan buntal pisang dan ikan lainnya ......................... 11
5 Karakteristik gugus fungsi kolagen kulit ikan buntal pisang dan ikan
lainnya .......................................................................................................... 13
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir pembuatan kolagen .................................................................... 3
2 Ikan buntal pisang ........................................................................................... 8
3 Diagram batang rendemenb bagian tubuh ikan butal pisang
(Tetraodon lunaris) ........................................................................................ 8
4 Protein terlarut pada NaOH sisa perendaman kulit. ..................................... 10
5 Spektrum infrared kolagen............................................................................ 12
DAFTAR LAMPIRAN
1 Kurva regresi linier standar BSA. ................................................................. 18
2 Hasil uji Anova nilai konsentrasi protein larutan NaOH sisa
perendaman kulit .......................................................................................... 18
3 Hasil uji DMRT untuk pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai
konsentrasi protein larutan sisa perendaman ................................................ 18
4 Hasil uji DMRT untuk pengaruh waktu perendaman terhadap nilai
konsentrasi protein larutan sisa perendaman ................................................ 19
5 Gambar kolagen kulit ikan buntal pisang ..................................................... 19
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ikan buntal merupakan ikan yang mempunyai nilai gizi yang tinggi. Ikan ini
sangat digemari di Negara Jepang sebagai menu masakan yang mempunyai cita
rasa yang lezat dan sangat bergizi. Ikan buntal pisang ini secara empiris sangat
digemari oleh nelayan-nelayan di daerah Gebang, Kabupaten Cirebon. Kulit ikan
buntal tidak dimanfaatkan dengan baik karena yang dikonsumsi hanya dagingnya
sedangkan kulit menjadi limbah. Kulit ikan ini sangat potensial untuk diolah
sehingga dapat meningkatkan nilai komersialnya. Salah satu upaya pengolahan
yang dapat dilakukan yaitu pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang.
Kandungan protein yang cukup tinggi pada kulit ikan buntal menjadikan
kulit ini sangat potensial sebagai bahan baku kolagen. Kolagen adalah salah satu
dari jaringan ikat utama protein hewani dan telah banyak digunakan sebagai bahan
biomedis. Kolagen adalah protein yang paling berlimpah dalam jaringan hewan
dengan proporsi 30% dari total protein tubuh sebagai komponen utama dari
jaringan ikat, otot, gusi dan kulit (Kittiphattanabawon et al. 2005). Aberoumand
(2012) menyatakan kolagen merupakan biomaterial yang penting bagi aplikasi
medis karena sifatnya yang biodegradable. Kolagen telah banyak digunakan
untuk kepentingan biomedis, pharmaceutical, industri makanan, industri obat, dan
industri kosmetik. Keistimewaan penggunaan kolagen berkaitan dengan
karakteristik fisikokimia dari kolagen diantaranya mudah diserap dalam tubuh,
sifat antigenitas rendah, afinitas dengan air tinggi, tidak beracun, biocompatible
dan biodegradable, relatif stabil, dapat disiapkan dalam berbagai bentuk sesuai
kebutuhan, dan mudah dilarutkan dalam air maupun asam (Lee et al. 2001).
Sumber bahan baku produksi kolagen yang banyak beredar di pasaran
adalah kulit dan tulang babi maupun sapi. Merebaknya issu penyakit sapi gila atau
lebih dikenal dengan istilah bovine spongiform encephalopathy (BSE)
mengakibatkan kekhawatiran pengguna kolagen yang berasal dari hewan darat ini.
Penggunanan jenis bahan yang berasal dari babi dilarang bagi umat Islam juga
mengakibatkan terbatasnya penggunaan kolagen dari babi. Perlu ada upaya untuk
mencari alternatif sumber kolagen lain. Ikan merupakan salah satu pilihan sebagai
alternatif sumber kolagen yang baik. Pemanfaat kulit ikan sebagai bahan baku
kolagen merupakan alternatif untuk mengatasi masalah-masalah tersebut.
Pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang sangat potensial untuk
dikembangkan mengingat besarnya pemanfaatan kolagen bagi berbagai industri
serta kurangnya pemenuhan kebutuhan kolagen di Indonesia secara lokal.
Kolagen yang terbuat dari kulit dan tulang ikan memiliki struktur molekul
yang lebih kecil dibandingkan dengan kolagen yang terbuat dari sapi atau babi
sehingga lebih mudah untuk diserap (Kumar et al. 2011). Kulit memiliki tekstur
yang lunak sehigga lebih mudah untuk diekstrak dibandingkan dengan tulang.
Optimasi ekstraksi menggunakan perbedaan konsentrasi NaOH dan lama waktu
perendaman. Kedua varabel ini berpengaruh penting dalam menghilangkan
protein non-kolagen. Proses ekstrasi kolagen kulit ikan menggunakan air dengan
temperatur 40oC dan disentrifugasi dengan kecepatan tinggi untuk menghasilkan
kolagen larut air (Nur’aenah 2013).
2
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan perlakuan terbaik dengan
menggunakan perbedaan konsentrasi NaOH dan lama waktu perendaman serta
mengisolasi dan mengkarakterisasi kolagen yang berasal dari kulit ikan buntal
pisang.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini meliputi penentuan pretreatment terbaik serta
isolasi dan karakterisasi kolagen. Karakterisasi kolagen meliputi analisis
proksimat, analisis FTIR, analisis kelarutan, analisis pH, pengolahan data serta
penulisan laporan.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juni 2014. Preparasi,
Uji Bradford dan analisis kelarutan dilakukan di Laboratorium Pengetahuan Bahan
Baku Industri Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Analisis proksimat di
Laboratorium Analisis Pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Analisis Gugus Fungsi dilakukan di
Laboratorium Fisika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Analisis Titik Leleh dilakukan di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia,
Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ikan buntal pisang
(Tetraodon lunaris). Bahan yang digunakan untuk pembuatan kolagen adalah
aquades, NaOH 1 M dan asam asetat (CH3COOH 98%). Bahan yang digunakan
analisis kuantitatif protein adalah larutan Bradford. Analisis proksimat
menggunakan bahan aquades, H2SO4, NaOH, HCl, H3BO4 dan pelarut
heksana 96%. Bahan-bahan lain meliputi bahan untuk analisis karakteristik
kolagen.
Alat yang digunakan pada pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang
yaitu termometer, labu ukur (Pyrex), dan tabung reaksi (Pyrex). Alat yang
digunakan untuk analisis proksimat adalah timbangan (Fisher Scietific A-160),
oven (Heraeus Instrument), desikator, tabung kjeldahl (Pyrex), tabung sokhlet
(Duran), tanur (Vulcan TM 3-550) dan hotplate (Cimarec 3). Pengujian gusus
fungsi dilakukan dengan menggunakan alat FTIR (Fourier Transform InfraRed)
merk Abbmb3000.
3
Prosedur Penelitian
Penelitian ini diawali dengan preparasi sampel yaitu dilakukan pemisahan
kulit ikan buntal dari perairan Gebang, Kabupaten Cirebon. Selajutnya dilakukan
tahap karakterisasi bahan baku kulit ikan buntal, penentuan perlakuan terbaik pada
pembuatan kolagen, ekstraksi kolagen, dan karakterisasi kolagen.
Kulit ikan
buntal pisang
Preparasi
Analisis Proksimat
(Deproteinasi)
Perendaman dalam larutan NaOH rasio kulit terhadap
larutan NaOH (1:10) (b/v) konsentrasi NaOH = 0,05
M; 0,1 M: 0,2 M waktu = 8 jam*1
Uji konsentrasi protein terlarut pada
larutan sisa perendaman NaOH
setiap 2 jam
Kulit hasil perendaman
NaOH perlakuan terbaik
Kandungan protein
terendah
Netralisasi
(Hidrolisis)
Perendaman dengan CH3COOH 0,3 M dengan rasio (1:6)
(b/v) selama 2 jam*2
Netralisasi
Ekstraksi dengan air (40 °C, 3 jam) dengan rasio kulit
dengan air = 1:2 (b/v)*2
Kolagen larut
air
Freez dryer
Kolagen
Karakterisasi kolagen
Gambar 1 Diagram alir pembuatan kolagen
Keterangan : *1(Kittiphattanabawon et al. 2010); *2(modifikasi Sukkwai et al. 2011)
4
Preparasi bahan baku
Preparasi dilakukan dengan memisahkan bagian kulit dari bagian ikan
lainnya. Kulit ikan dipotong hingga ukurannya 1 x 1 cm. Kulit ikan disimpan pada
suhu -20°C hingga akan digunakan. Karakterisasi bahan baku meliputi analisis
proksimat kulit.
Optimasi ekstraksi kolagen (Kittiphattanabawon et al. 2010)
Pembuatan kolagen diawali dengan perendaman kulit pada larutan alkali.
Larutan alkali digunakan untuk menghilangkan protein non-kolagen pada sampel.
Kulit ikan direndam dalam larutan NaOH konsentrasi 0,05 M; 0,1 M; dan 0,2 M
dengan perbandingan 1:10 (b/v) selama 6 jam pada suhu ruang. Larutan NaOH
diganti setiap 2 jam sekali kemudian diuji kandungan protein secara kuantitatif
dengan uji Bradford untuk menentukan konsentrasi NaOH dan lama waktu
perendaman terbaik.
Hidrolisis (modifikasi Sukkwai et al. 2011)
Hidrolisis dilakukan dengan perendaman kulit dalam larutan CH3COOH 0,3
M selama 2 jam dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:6 (b/v). Sampel
kulit dicuci menggunakan larutan akuades hingga netral. Proses dilakukan pada
suhu ruang.
Ekstraksi kolagen (Nur’aenah 2013)
Sampel kemudian diekstraksi menggunakan akuades selama 2 jam pada
suhu 40ºC dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:2 (b/v). Hasil
ekstraksi yang diperoleh merupakan kolagen larut air yang selanjutnya perlu
dikeringbekukan agar diperoleh kolagen kering dalam bentuk lembaran, tepung
ataupun kristal. Diagram alir pembuatan kolagen disajikan pada Gambar 1.
Metode Analisis
Analisis yang dilakukan pada karakterisasi kolagen dari kulit ikan buntal
yaitu analisis proksimat, analisis rendemen, analisis kelarutan, analisis pH,
analisis FTIR.
Analisis protein terlarut (Bradford 1976)
Uji Bradford dilakukan untuk menentukan konsentrasi protein pada sampel
dengan Bovine Serum Albumin (BSA) sebagai standar. Larutan Bradford dibuat
dengan mencampurkan 10 mg Coomasive Briliant Blue (CBB) dengan
5 ml
etanol 96%, kemudian ditambahkan 10 ml larutan asam Ortofosfat 85% dan
akuades hingga volumenya mencapai 500 ml. Larutan Bradford tersebut
kemudian disaring menggunakan kertas saring.
Penentuan protein terlarut dengan metode Bradford dilakukan dengan
menggunakan spektrofotometer. Sampel sebanyak 0,1 ml ditambah larutan
Bradford sebanyak 5 ml kemudian divortex. Sampel ditentukan absorbansinya
dengan spektrofotometer UV-2500 pada panjang gelombang 595 nm.
5
Analisis proksimat (SNI 1992-01-2891)
Analisis proksimat merupakan suatu analisis yang dilakukan untuk
memprediksi komposisi kimia suatu bahan, termasuk di dalamnya analisis kadar
air, abu, lemak, protein dan abu tak larut asam.
1) Analisis kadar air
Cawan porselen dikeringkan dalam oven selama 30 menit, lalu cawan
didiamkan dalam desikator selama 15 menit. Selanjutnya cawan ditimbang hingga
menunjukkan berat yang konstan. Selanjutnya sampel sebanyak 2 gram ditimbang
dalam cawan dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC selama 3 jam atau
sampai beratnya konstan. Cawan beserta isinya kemudian didinginkan dalam
desikator dan ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. Perhitungan kadar air dapat
dilihat sebagai berikut:
Kadar air (%) =
Keterangan :
A = berat cawan kosong (gram)
B = berat cawan + sampel awal (gram)
C = berat cawan + sampel kering (gram)
−
−
�
%
2) Analisis kadar abu
Cawan pengabuan dikeringkan di dalam oven selama satu jam pada suhu
105.oC, kemudian didinginkan selama 15 menit di dalam desikator dan ditimbang
hingga didapatkan berat yang konstan. Sampel yang telah ditimbang sebanyak 5 g
dimasukkan ke dalam cawan pengabuan dan dipijarkan di atas nyala api bunsen
hingga tidak berasap lagi. Setelah itu dimasukkan ke dalam tanur pengabuan
dengan suhu 600 oC selama 1 jam, selanjutnya dimasukkan ke dalam desikator
hingga suhu ruang, kemudian ditimbang hingga didapatkan berat yang konstan.
Kadar abu ditentukan dengan rumus:
Kadar abu (%) =
−
−
�
%
Keterangan :
A = berat cawan porselen kosong (gram)
B = berat cawan dengan sampel (gram)
C = berat cawan dengan sampel setelah dikeringkan (gram)
3) Analisis kadar protein
Tahap analisis protein terdiri dari tiga, yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi.
Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode mikrokjeldahl. Sampel
ditimbang sebanyak 1 gram, kemudian dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 100
ml, lalu ditambah 0,25 gram selenium dan 3 ml H2SO4 pekat. Contoh didestruksi
pada suhu 410 oC selama kurang lebih 1 jam sampai larutan jernih lalu
didinginkan. Setelah dingin, ke dalam labu kjeldahl ditambahkan 50 ml akuades
dan 20 ml NaOH 40%, kemudian didestilasi dengan suhu destilator 100oC. Hasil
destilasi ditampung dalam labu Erlenmeyer 125 ml yang berisi campuran 10 ml
asam borat (H3BO3) 2% dan 2 tetes indikator bromcherosol green-methyl red
yang berwarna merah muda. Setelah volume destilat mencapai 40 ml dan
berwarna hijau kebiruan, maka proses destilasi dihentikan. Destilat lalu dititrasi
dengan HCl 0,1 N sampai terjadi perubahan warna merah muda. Volume titran
6
dibaca dan dicatat. Larutan blanko dianalisis seperti contoh. Dengan metode ini
diperoleh kadar nitrogen total yang dihitung. Kadar protein dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
N (%) =
�−
× ��
× 4
�×
×
%
Keterangan:
S = Volume titran sampel (ml)
B = Volume titran blanko (ml)
W = Bobot sampel kering (mg)
% Kadar Protein: % Nitrogen x faktor konversi
Keterangan : Protein mengandung rata-rata 16 % nitrogen
Faktor konversi =
100 %
16 %
4) Kadar lemak
= 6,25
Sebanyak 2 gram sampel disebar diatas kapas yang beralas kertas saring dan
digulung membentuk thimble, kemudian dimasukkan ke dalam labu soxhlet.
Sampel diekstraksi selama 6 jam dengan pelarut lemak berupa heksan sebanyak
150 ml. Lemak yang terekstrak dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oC selama
1 jam. Kadar lemak dihitung dengan rumus:
�
Kadar lemak (%) =
� �
Analisis rendemen (AOAC 1995)
×
�
%
Rendemen kolagen diperoleh dari perbandingan berat kering kolagen yang
dihasilkan dengan berat bahan kulit. Rendemen diperoleh dengan rumus:
Rendemen kolagen (%) =
�
� � �
�
��
ℎ
×
Analisis kelarutan (modifikasi Kittiphattanabawon et al. 2005)
%
Analisis kelarutan yaitu 100 mg sampel dilarutkan dalam 10 ml akuades
kemudian diaduk hingga larut. Larutan disaring menggunakan kertas saring bebas
abu kemudian dioven dengan suhu 100oC selama 60 menit lalu ditimbang.
Kelarutan diperoleh dengan rumus:
Kelarutan (%) =
�
� � �
Keterangan:
A = Berat kertas saring awal (gram)
B = Berat kertas saring akhir (gram)
�
�−
�
−
×
%
Analisis pH (AOAC 2005)
Analisis pH kolagen yaitu 1 gram sampel dilarutkan dalam 20 ml akuades,
ditambahkan 50 ml akuades dan dihomogenkan. Alat pH meter dinyalakan dan
dibiarkan hingga stabil terlebih dahulu, kemudian elektroda dicelupkan ke dalam
sampel hingga beberapa saat sampai diperoleh angka yang stabil pada proyektor
pH meter.
7
Analisis gugus fungsi dengan FTIR (Muyonga et al. 2004)
Analisis FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi dan keberadaan
kolagen yang dihasilkan. Kolagen sebanyak 0,2 gram dihaluskan dengan KBr
dalam mortar hingga homogen, kemudian dimasukkan ke dalam cetakan pellet
dan dipadatkan serta divakum dalam mesin pencetak pellet. Selanjutnya pellet
dimasukkan ke dalam sel dan dimasukkan pada media penempatan sel dengan
ditembakkan sinar dari spektofotometer inframerah IR-408 yang sudah dinyalakan
dengan kondisi yang stabil, kemudian dilakukan pendeteksian menggunakan
tombol detektor dan akan dihasilkan rekorder histogram FTIR pada monitor yang
akan menampilkan puncak-puncak dari gugus fungsi yang terdapat pada sampel.
Histogram yang diperoleh selanjutnya akan dianalisis untuk memperoleh data
kualitatif maupun kuantitatif.
Analisis data (Steel dan Torrie 1993)
Data yang diperoleh dari penelitian tahap pendahuluan (pretreatment)
dianalisis dengan menggunakan softwear Statistical Product and Service
Solutions (SPSS) 17. Analisis statistik data penelitian diolah dengan Rancangan
Acak Faktorial dengan 2 faktor yaitu konsentrasi NaOH sebanyak 3 taraf (0,05M;
0,1 M; 0,2 M) dan faktor lama waktu perendaman dengan 4 taraf (2 jam, 4 jam, 6
jam, 8 jam). Semua perlakuan dilakukan sebanyak 2 kali ulangan. Model
rancangannya adalah:
Yijk = μ + τi + βj + (τ β)ij + εijk
Keterangan:
Yijk
= Nilai pengamatan dari perlakuan konsentrasi NaOH ke-i, perlakuan lama
perendaman ke-j dan ulangan ke-k
μ
= Nilai rataan umum populasi
τi
= Pengaruh perlakuan konsentrasi NaOH ke-i
βj
= Pengaruh lama waktu perendaman ke-j
(τβ)ij = Pengaruh interaksi perlakuan konsentrasi NaOH ke-i dengan lama waktu
perendaman ke-j
εijk
= Galat pengamatan pada perlakuan konsentrasi NaOH ke-i, perlakuan
lama waktu perendaman ke-j dan ulangan ke-k.
Data yang diamati dianalisis secara statistik dengan analisis ragam
(ANOVA). Apabila hasil analisis menunjukkan berpengaruh nyata, maka
dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) dengan taraf
kepercayaan 95%. Hipotesis Pengaruh kosentrasi NaOH:
H0 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar
perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen
terlarut.
H1 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar
perlakuan berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen terlarut.
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Bahan Baku
Karakteristik bahan baku merupakan sifat penting untuk mengetahui
potensi yang terdapat pada bahan tersebut. Pengukuran morfometrik dan bobot
ikan buntal pisang (Gambar 2) dengan beberapa parameter yaitu panjang baku,
panjang total, tinggi, lebar dan bobot. Ikan buntal pisang memiliki panjang baku
rata-rata 11,83 cm, panjang total rata-rata 14,07 cm, lebar rata-rata 2,50 cm, tinggi
rata-rata 4,63 cm, dan bobot total rata-rata 67,67 g. Perbedaan ukuran dan bobot
dari ikan buntal dipengaruhi oleh pertumbuhan. Morfometrik dan bobot ikan dapat
dilihat pada Tabel 1.
Gambar 2 Ikan buntal pisang
Tabel 1 Morfometrik dan bobot ikan buntal pisang
Parameter
Panjang baku
Panjang total
Tinggi
Lebar
Bobot
Satuan
cm
cm
cm
cm
g
Nilai
11,83±1,04
14,07±1,08
4,63±0,12
2,50±0,20
67,67±1,53
60
45,52
50
(%)
40
30,79
30
20
13,68
10,02
10
0
daging
kulit
jeroan
tulang dan kepala
Bagian tubuh
Gambar 3 Diagram batang proporsi bagian tubuh ikan buntal pisang
(Tetraodon lunaris)
9
Ikan yang telah dihitung morfometrik dan bobotnya segera dipreparasi untuk
memisahkan daging, tulang dan kepala, kulit, dan jeroan agar dapat menghitung
rendemen dari ikan buntal. Rendemen merupakan presentasi bobot bagian tubuh
yang dapat dimanfaatkan sehingga mengetahui nilai ekonomis dari suatu bahan
baku. Semakin tinggi nilai rendemen dari bahan baku maka semakin tinggi pula
nilai ekonomisnya. Persentasi rendemen ikan buntal pisang dapat dilihat pada
Gambar 3.
Rendemen tertinggi terdapat pada kepala sebesar 45,52%, dan rendemen
terendah terdapat pada jeroan sebesar 10,02%. Rendemen daging sebesar 30,79%
dan rendemen kulit sebesar 13,68%. Rendemen kulit yang cukup tinggi
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku kolagen. Komposisi kimia kulit
ikan buntal pisang perlu diketahui untuk menentukan kandungan gizi yang
terdapat di dalam kulit tersebut. Komposisi kimia merupakan salah satu indikasi
kualitas suatu bahan. Analisis komposisi kimia yang dilakukan pada penelitian ini
meliputi kadar air, protein, lemak, dan abu. Komposisi kimia kulit ikan buntal
pisang dan beberapa kulit ikan lain disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Komposisi kimia kulit ikan buntal pisang dan berbagai ikan lain
Sumber kulit
Ikan buntal pisang
Ikan cobia1
Ikan pari2
Kadar air
(% bb)
74,00±0,50
71,79±0,49
63,80
Kadar protein
(% bb)
Kadar lemak
(% bb)
23,08±0,41
19,02±0,21
28,49
0,49±0,05
7,09±0,18
6,08
Kadar abu
(% bb)
1,81±0,56
1,36±0,16
0,65
Keterangan : 1(Ariesta 2014); 2(Nur’aenah 2013).
Kadar air ikan buntal 74,0% lebih besar dibandingkan dengan ikan pari
63,8% maupun ikan cobia 71,79%. Kadar protein kulit ikan buntal pisang 23,08%
lebih rendah dari kadar protein pada kulit ikan pari 28,49% (Nur’aenah 2013)
tetapi lebih tinggi dari kulit ikan cobia 19,02% (Ariesta 2014). Kadungan protein
kulit ikan buntal pisang yang tinggi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan
baku kolagen. Kadar lemak 0,49% lebih rendah dari kulit ikan pari dan kulit ikan
cobia. Kadar abu 1,81% lebih tinggi dari kulit ikan pari dan kulit ikan cobia. lebih
rendah dari kulit ikan pari dan kulit ikan cobia. Perbedaan komposisi kimia pada
bahan disebabkan oleh perbedaan spesies, habitat, umur, jenis pakan, serta teknik
preparasi bahan (Songchotikunpan et al. 2008). Proses pretreatment kulit
bertujuan untuk menghilangkan protein non-kolagen, lemak dan mineral-mineral
dalam kulit ikan sehingga dapat meningkatkan kualitas kolagen yang dihasilkan.
Kandungan lemak dan mineral pada kolagen akan mengganggu efektivitas
kolagen dalam pengaplikasiannya (Shon et al. 2011).
Optimasi Ekstraksi Kolagen
Pembuatan kolagen diawali dengan perlakuan deproteinisasi yaitu
penghilangan protein non-kolagen menggunakan larutan alkali. Zhou dan
Regenstein (2005) menyatakan contoh dari larutan alkali yang dapat digunakan
untuk menghilangkan protein non-kolagen yaitu NaOH dan Ca(OH)2. Perendaman
dalam alkali juga dapat menghilangkan keberadaan lemak pada bahan. Larutan
yang digunakan yaitu NaOH dengan tiga konsetrasi berbeda 0,05; 0,1; dan 0,2 M.
10
Zhou dan Regenstein (2005) menunjukkan bahwa penggunaan larutan basa pada
proses pretreatment kulit lebih efektif dalam proses pengeluaran protein nonkolagen dan hanya menyebabkan tingkat kehilangan kolagen yang rendah
dibandingkan dengan penggunaan larutan asam. Konsentrasi protein terlarut pada
larutan NaOH sisa perendaman disajikan pada Gambar 4.
Hasil Anova (Lampiran 2) menunjukkan adanya pengaruh terhadap
perbedaan konsentrasi NaOH (p
IKAN BUNTAL PISANG (Tetraodon lunaris)
FIQI FAISAL
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Isolasi dan
Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris) adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Fiqi Faisal
NIM C34100006
ABSTRAK
FIQI FAISAL. Isolasi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang
(Tetraodon lunaris). Dibimbing oleh BUSTAMI IBRAHIM dan PIPIH
SUPTIJAH.
Kolagen merupakan salah satu jenis protein yang banyak terkandung dalam
tubuh hewan dengan proporsi sekitar 30% dari total protein dalam tubuh secara
keseluruhan. Pemanfaatan limbah kulit ikan buntal pisang menjadi kolagen adalah
salah satu alternatif untuk meningkatkan nilai jual limbah. Tujuan penelitian ini
adalah untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi kolagen yang berasal dari kulit
ikan buntal pisang. Pretreatment yang digunakan yaitu perbedaan konsentrasi
NaOH (0,05; 0,1; dan 0,2 M) dan lama waktu perendaman (2, 4, 6, dan 8 jam).
Pretreatment terbaik yang didapatkan yaitu konsentrasi NaOH sebesar 0,1 M
dengan lama peredaman 6 jam karena dapat menghilangkan protein non-kolagen
secara maksimum dengan nilai protein terlarut paling kecil yaitu 0,142 mg/ml.
Rendemen kolagen yang dihasilkan yaitu 8,65%. Kolagen memiliki nilai pH 5,49
dan kelarutan 79%. Analisis spektra Fourier transform infrared (FTIR)
menunjukkan wilayah penyerapan utama amida A, B, I, II, dan III masing-masing
pada 3310, 2935, 1651, 1551, dan 1242 cm-1. Spektroskopi FTIR menunjukkan
bahwa molekul kolagen memiliki struktur heliks tiga yang kompak stabil oleh
ikatan hidrogen.
Kata kunci: FTIR, ikan buntal, kolagen, NaOH, rendemen.
ABSTRACT
FIQI FAISAL. Isolation and Characterization Collagen from Skin of Puffer Fish
(Tetraodon lunaris). Supervised by BUSTAMI IBRAHIM and PIPIH SUPTIJAH.
Collagen is one type of proteins in the animal’s body with proportion about
30% of total whole body proteins. Utilization of waste from puffer fish skin to
produce collagen is one alternative to increase its market value. The purpose of
the research was to isolate and to characterize collagen from skin of puffer fish.
Pretreatment was used different concentration of NaOH (0.05; 0.1; and 0.2 M)
and soaking time (2, 4, 6, and 8 hours). The best results of pretreatment was used
NaOH 0.1 M and 6 hours soaking time, it could remove noncollagen protein
respectively with the lowest soluble protein value (0.142 mg/ml). The yield, pH,
and solubility of collagen were 8.65%, 5.49, and 79% respectively. Fourier
transform infrared (FTIR) spectra analysis showed major absorption bands of
amide A, B, I, II and III at 3310, 2935, 1651, 1551, and 1242 cm-1 respectively.
FTIR spectroscopic revealed that collagen molecules had the compact triple
helical structure stabilized mainly by the hydrogen bond.
Keywords : collagen, FTIR, puffer fish, NaOH, yield.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ISOLASI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN DARI KULIT
IKAN BUNTAL PASANG (Tetraodon luaris)
FIQI FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan pada
Departemen Teknologi Hasil Perairan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Isolasi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang
(Tetraodon lunaris)
Nama
: Fiqi Faisal
NIM
: C34100006
Program studi : Teknologi Hasil Perairan
Disetujui oleh,
Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc
Pembimbing I
Dr Dra Pipih Suptijah, MBA
Pembimbing II
Diketahui oleh,
Prof Dr Ir Joko Santoso, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian
yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 dengan judul skripsi Isolasi dan
Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris).
Dalam kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan
dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, yaitu:
1. Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc dan Dr Pipih Suptijah, MBA selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan pengarahan dalam penyusunan skripsi
ini.
2. Dr Eng Uju, SPi MSi selaku dosen penguji dan Prof Dr Ir Djoko Santoso,
MSi selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan.
3. Seluruh dosen, pegawai, dan staf TU Departemen Teknologi Hasil Perairan
atas bantuannya selama ini.
4. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan semangat, dukungan moril
dan materi serta cinta yang luar biasa kepada penulis.
5. Teman-teman THP 47 untuk kebersamaan dan kerjasama selama menempuh
studi di THP.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Fiqi Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... ii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang .................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2
Ruang Lingkup Penelitian ................................................................................... 2
METODE PENELITIAN ........................................................................................ 2
Waktu dan Tempat .............................................................................................. 2
Bahan dan Alat .................................................................................................... 2
Prosedur Penelitian .............................................................................................. 3
Metode Analisis ................................................................................................... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 8
Karakteristik Bahan Baku ................................................................................... 8
Optimasi Ekstraksi Kolagen ................................................................................ 9
Karakteristik Kolagen ........................................................................................ 11
Rendemen Kolagen ........................................................................................ 11
Nilai pH Kolagen ........................................................................................... 11
Kelarutan Kolagen ......................................................................................... 12
Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform InfraRed (FTIR)............ 12
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 14
Kesimpulan ........................................................................................................ 14
Saran .................................................................................................................. 14
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 14
LAMPIRAN .......................................................................................................... 17
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 20
DAFTAR TABEL
1 Morfometrik dan bobot ikan buntal pisang ..................................................... 8
2 Komposisi kimia kulit ikan buntal pisang dan berbagai ikan lain .................. 9
3 Rendemen kolagen kulit ikan buntal pisang dan beberapa kulit ikan
lainnya .......................................................................................................... 11
4 Nilai pH kolagen kulit ikan buntal pisang dan ikan lainnya ......................... 11
5 Karakteristik gugus fungsi kolagen kulit ikan buntal pisang dan ikan
lainnya .......................................................................................................... 13
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir pembuatan kolagen .................................................................... 3
2 Ikan buntal pisang ........................................................................................... 8
3 Diagram batang rendemenb bagian tubuh ikan butal pisang
(Tetraodon lunaris) ........................................................................................ 8
4 Protein terlarut pada NaOH sisa perendaman kulit. ..................................... 10
5 Spektrum infrared kolagen............................................................................ 12
DAFTAR LAMPIRAN
1 Kurva regresi linier standar BSA. ................................................................. 18
2 Hasil uji Anova nilai konsentrasi protein larutan NaOH sisa
perendaman kulit .......................................................................................... 18
3 Hasil uji DMRT untuk pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai
konsentrasi protein larutan sisa perendaman ................................................ 18
4 Hasil uji DMRT untuk pengaruh waktu perendaman terhadap nilai
konsentrasi protein larutan sisa perendaman ................................................ 19
5 Gambar kolagen kulit ikan buntal pisang ..................................................... 19
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ikan buntal merupakan ikan yang mempunyai nilai gizi yang tinggi. Ikan ini
sangat digemari di Negara Jepang sebagai menu masakan yang mempunyai cita
rasa yang lezat dan sangat bergizi. Ikan buntal pisang ini secara empiris sangat
digemari oleh nelayan-nelayan di daerah Gebang, Kabupaten Cirebon. Kulit ikan
buntal tidak dimanfaatkan dengan baik karena yang dikonsumsi hanya dagingnya
sedangkan kulit menjadi limbah. Kulit ikan ini sangat potensial untuk diolah
sehingga dapat meningkatkan nilai komersialnya. Salah satu upaya pengolahan
yang dapat dilakukan yaitu pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang.
Kandungan protein yang cukup tinggi pada kulit ikan buntal menjadikan
kulit ini sangat potensial sebagai bahan baku kolagen. Kolagen adalah salah satu
dari jaringan ikat utama protein hewani dan telah banyak digunakan sebagai bahan
biomedis. Kolagen adalah protein yang paling berlimpah dalam jaringan hewan
dengan proporsi 30% dari total protein tubuh sebagai komponen utama dari
jaringan ikat, otot, gusi dan kulit (Kittiphattanabawon et al. 2005). Aberoumand
(2012) menyatakan kolagen merupakan biomaterial yang penting bagi aplikasi
medis karena sifatnya yang biodegradable. Kolagen telah banyak digunakan
untuk kepentingan biomedis, pharmaceutical, industri makanan, industri obat, dan
industri kosmetik. Keistimewaan penggunaan kolagen berkaitan dengan
karakteristik fisikokimia dari kolagen diantaranya mudah diserap dalam tubuh,
sifat antigenitas rendah, afinitas dengan air tinggi, tidak beracun, biocompatible
dan biodegradable, relatif stabil, dapat disiapkan dalam berbagai bentuk sesuai
kebutuhan, dan mudah dilarutkan dalam air maupun asam (Lee et al. 2001).
Sumber bahan baku produksi kolagen yang banyak beredar di pasaran
adalah kulit dan tulang babi maupun sapi. Merebaknya issu penyakit sapi gila atau
lebih dikenal dengan istilah bovine spongiform encephalopathy (BSE)
mengakibatkan kekhawatiran pengguna kolagen yang berasal dari hewan darat ini.
Penggunanan jenis bahan yang berasal dari babi dilarang bagi umat Islam juga
mengakibatkan terbatasnya penggunaan kolagen dari babi. Perlu ada upaya untuk
mencari alternatif sumber kolagen lain. Ikan merupakan salah satu pilihan sebagai
alternatif sumber kolagen yang baik. Pemanfaat kulit ikan sebagai bahan baku
kolagen merupakan alternatif untuk mengatasi masalah-masalah tersebut.
Pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang sangat potensial untuk
dikembangkan mengingat besarnya pemanfaatan kolagen bagi berbagai industri
serta kurangnya pemenuhan kebutuhan kolagen di Indonesia secara lokal.
Kolagen yang terbuat dari kulit dan tulang ikan memiliki struktur molekul
yang lebih kecil dibandingkan dengan kolagen yang terbuat dari sapi atau babi
sehingga lebih mudah untuk diserap (Kumar et al. 2011). Kulit memiliki tekstur
yang lunak sehigga lebih mudah untuk diekstrak dibandingkan dengan tulang.
Optimasi ekstraksi menggunakan perbedaan konsentrasi NaOH dan lama waktu
perendaman. Kedua varabel ini berpengaruh penting dalam menghilangkan
protein non-kolagen. Proses ekstrasi kolagen kulit ikan menggunakan air dengan
temperatur 40oC dan disentrifugasi dengan kecepatan tinggi untuk menghasilkan
kolagen larut air (Nur’aenah 2013).
2
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan perlakuan terbaik dengan
menggunakan perbedaan konsentrasi NaOH dan lama waktu perendaman serta
mengisolasi dan mengkarakterisasi kolagen yang berasal dari kulit ikan buntal
pisang.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini meliputi penentuan pretreatment terbaik serta
isolasi dan karakterisasi kolagen. Karakterisasi kolagen meliputi analisis
proksimat, analisis FTIR, analisis kelarutan, analisis pH, pengolahan data serta
penulisan laporan.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juni 2014. Preparasi,
Uji Bradford dan analisis kelarutan dilakukan di Laboratorium Pengetahuan Bahan
Baku Industri Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Analisis proksimat di
Laboratorium Analisis Pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Analisis Gugus Fungsi dilakukan di
Laboratorium Fisika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Analisis Titik Leleh dilakukan di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia,
Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ikan buntal pisang
(Tetraodon lunaris). Bahan yang digunakan untuk pembuatan kolagen adalah
aquades, NaOH 1 M dan asam asetat (CH3COOH 98%). Bahan yang digunakan
analisis kuantitatif protein adalah larutan Bradford. Analisis proksimat
menggunakan bahan aquades, H2SO4, NaOH, HCl, H3BO4 dan pelarut
heksana 96%. Bahan-bahan lain meliputi bahan untuk analisis karakteristik
kolagen.
Alat yang digunakan pada pembuatan kolagen dari kulit ikan buntal pisang
yaitu termometer, labu ukur (Pyrex), dan tabung reaksi (Pyrex). Alat yang
digunakan untuk analisis proksimat adalah timbangan (Fisher Scietific A-160),
oven (Heraeus Instrument), desikator, tabung kjeldahl (Pyrex), tabung sokhlet
(Duran), tanur (Vulcan TM 3-550) dan hotplate (Cimarec 3). Pengujian gusus
fungsi dilakukan dengan menggunakan alat FTIR (Fourier Transform InfraRed)
merk Abbmb3000.
3
Prosedur Penelitian
Penelitian ini diawali dengan preparasi sampel yaitu dilakukan pemisahan
kulit ikan buntal dari perairan Gebang, Kabupaten Cirebon. Selajutnya dilakukan
tahap karakterisasi bahan baku kulit ikan buntal, penentuan perlakuan terbaik pada
pembuatan kolagen, ekstraksi kolagen, dan karakterisasi kolagen.
Kulit ikan
buntal pisang
Preparasi
Analisis Proksimat
(Deproteinasi)
Perendaman dalam larutan NaOH rasio kulit terhadap
larutan NaOH (1:10) (b/v) konsentrasi NaOH = 0,05
M; 0,1 M: 0,2 M waktu = 8 jam*1
Uji konsentrasi protein terlarut pada
larutan sisa perendaman NaOH
setiap 2 jam
Kulit hasil perendaman
NaOH perlakuan terbaik
Kandungan protein
terendah
Netralisasi
(Hidrolisis)
Perendaman dengan CH3COOH 0,3 M dengan rasio (1:6)
(b/v) selama 2 jam*2
Netralisasi
Ekstraksi dengan air (40 °C, 3 jam) dengan rasio kulit
dengan air = 1:2 (b/v)*2
Kolagen larut
air
Freez dryer
Kolagen
Karakterisasi kolagen
Gambar 1 Diagram alir pembuatan kolagen
Keterangan : *1(Kittiphattanabawon et al. 2010); *2(modifikasi Sukkwai et al. 2011)
4
Preparasi bahan baku
Preparasi dilakukan dengan memisahkan bagian kulit dari bagian ikan
lainnya. Kulit ikan dipotong hingga ukurannya 1 x 1 cm. Kulit ikan disimpan pada
suhu -20°C hingga akan digunakan. Karakterisasi bahan baku meliputi analisis
proksimat kulit.
Optimasi ekstraksi kolagen (Kittiphattanabawon et al. 2010)
Pembuatan kolagen diawali dengan perendaman kulit pada larutan alkali.
Larutan alkali digunakan untuk menghilangkan protein non-kolagen pada sampel.
Kulit ikan direndam dalam larutan NaOH konsentrasi 0,05 M; 0,1 M; dan 0,2 M
dengan perbandingan 1:10 (b/v) selama 6 jam pada suhu ruang. Larutan NaOH
diganti setiap 2 jam sekali kemudian diuji kandungan protein secara kuantitatif
dengan uji Bradford untuk menentukan konsentrasi NaOH dan lama waktu
perendaman terbaik.
Hidrolisis (modifikasi Sukkwai et al. 2011)
Hidrolisis dilakukan dengan perendaman kulit dalam larutan CH3COOH 0,3
M selama 2 jam dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:6 (b/v). Sampel
kulit dicuci menggunakan larutan akuades hingga netral. Proses dilakukan pada
suhu ruang.
Ekstraksi kolagen (Nur’aenah 2013)
Sampel kemudian diekstraksi menggunakan akuades selama 2 jam pada
suhu 40ºC dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:2 (b/v). Hasil
ekstraksi yang diperoleh merupakan kolagen larut air yang selanjutnya perlu
dikeringbekukan agar diperoleh kolagen kering dalam bentuk lembaran, tepung
ataupun kristal. Diagram alir pembuatan kolagen disajikan pada Gambar 1.
Metode Analisis
Analisis yang dilakukan pada karakterisasi kolagen dari kulit ikan buntal
yaitu analisis proksimat, analisis rendemen, analisis kelarutan, analisis pH,
analisis FTIR.
Analisis protein terlarut (Bradford 1976)
Uji Bradford dilakukan untuk menentukan konsentrasi protein pada sampel
dengan Bovine Serum Albumin (BSA) sebagai standar. Larutan Bradford dibuat
dengan mencampurkan 10 mg Coomasive Briliant Blue (CBB) dengan
5 ml
etanol 96%, kemudian ditambahkan 10 ml larutan asam Ortofosfat 85% dan
akuades hingga volumenya mencapai 500 ml. Larutan Bradford tersebut
kemudian disaring menggunakan kertas saring.
Penentuan protein terlarut dengan metode Bradford dilakukan dengan
menggunakan spektrofotometer. Sampel sebanyak 0,1 ml ditambah larutan
Bradford sebanyak 5 ml kemudian divortex. Sampel ditentukan absorbansinya
dengan spektrofotometer UV-2500 pada panjang gelombang 595 nm.
5
Analisis proksimat (SNI 1992-01-2891)
Analisis proksimat merupakan suatu analisis yang dilakukan untuk
memprediksi komposisi kimia suatu bahan, termasuk di dalamnya analisis kadar
air, abu, lemak, protein dan abu tak larut asam.
1) Analisis kadar air
Cawan porselen dikeringkan dalam oven selama 30 menit, lalu cawan
didiamkan dalam desikator selama 15 menit. Selanjutnya cawan ditimbang hingga
menunjukkan berat yang konstan. Selanjutnya sampel sebanyak 2 gram ditimbang
dalam cawan dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC selama 3 jam atau
sampai beratnya konstan. Cawan beserta isinya kemudian didinginkan dalam
desikator dan ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. Perhitungan kadar air dapat
dilihat sebagai berikut:
Kadar air (%) =
Keterangan :
A = berat cawan kosong (gram)
B = berat cawan + sampel awal (gram)
C = berat cawan + sampel kering (gram)
−
−
�
%
2) Analisis kadar abu
Cawan pengabuan dikeringkan di dalam oven selama satu jam pada suhu
105.oC, kemudian didinginkan selama 15 menit di dalam desikator dan ditimbang
hingga didapatkan berat yang konstan. Sampel yang telah ditimbang sebanyak 5 g
dimasukkan ke dalam cawan pengabuan dan dipijarkan di atas nyala api bunsen
hingga tidak berasap lagi. Setelah itu dimasukkan ke dalam tanur pengabuan
dengan suhu 600 oC selama 1 jam, selanjutnya dimasukkan ke dalam desikator
hingga suhu ruang, kemudian ditimbang hingga didapatkan berat yang konstan.
Kadar abu ditentukan dengan rumus:
Kadar abu (%) =
−
−
�
%
Keterangan :
A = berat cawan porselen kosong (gram)
B = berat cawan dengan sampel (gram)
C = berat cawan dengan sampel setelah dikeringkan (gram)
3) Analisis kadar protein
Tahap analisis protein terdiri dari tiga, yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi.
Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode mikrokjeldahl. Sampel
ditimbang sebanyak 1 gram, kemudian dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 100
ml, lalu ditambah 0,25 gram selenium dan 3 ml H2SO4 pekat. Contoh didestruksi
pada suhu 410 oC selama kurang lebih 1 jam sampai larutan jernih lalu
didinginkan. Setelah dingin, ke dalam labu kjeldahl ditambahkan 50 ml akuades
dan 20 ml NaOH 40%, kemudian didestilasi dengan suhu destilator 100oC. Hasil
destilasi ditampung dalam labu Erlenmeyer 125 ml yang berisi campuran 10 ml
asam borat (H3BO3) 2% dan 2 tetes indikator bromcherosol green-methyl red
yang berwarna merah muda. Setelah volume destilat mencapai 40 ml dan
berwarna hijau kebiruan, maka proses destilasi dihentikan. Destilat lalu dititrasi
dengan HCl 0,1 N sampai terjadi perubahan warna merah muda. Volume titran
6
dibaca dan dicatat. Larutan blanko dianalisis seperti contoh. Dengan metode ini
diperoleh kadar nitrogen total yang dihitung. Kadar protein dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
N (%) =
�−
× ��
× 4
�×
×
%
Keterangan:
S = Volume titran sampel (ml)
B = Volume titran blanko (ml)
W = Bobot sampel kering (mg)
% Kadar Protein: % Nitrogen x faktor konversi
Keterangan : Protein mengandung rata-rata 16 % nitrogen
Faktor konversi =
100 %
16 %
4) Kadar lemak
= 6,25
Sebanyak 2 gram sampel disebar diatas kapas yang beralas kertas saring dan
digulung membentuk thimble, kemudian dimasukkan ke dalam labu soxhlet.
Sampel diekstraksi selama 6 jam dengan pelarut lemak berupa heksan sebanyak
150 ml. Lemak yang terekstrak dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oC selama
1 jam. Kadar lemak dihitung dengan rumus:
�
Kadar lemak (%) =
� �
Analisis rendemen (AOAC 1995)
×
�
%
Rendemen kolagen diperoleh dari perbandingan berat kering kolagen yang
dihasilkan dengan berat bahan kulit. Rendemen diperoleh dengan rumus:
Rendemen kolagen (%) =
�
� � �
�
��
ℎ
×
Analisis kelarutan (modifikasi Kittiphattanabawon et al. 2005)
%
Analisis kelarutan yaitu 100 mg sampel dilarutkan dalam 10 ml akuades
kemudian diaduk hingga larut. Larutan disaring menggunakan kertas saring bebas
abu kemudian dioven dengan suhu 100oC selama 60 menit lalu ditimbang.
Kelarutan diperoleh dengan rumus:
Kelarutan (%) =
�
� � �
Keterangan:
A = Berat kertas saring awal (gram)
B = Berat kertas saring akhir (gram)
�
�−
�
−
×
%
Analisis pH (AOAC 2005)
Analisis pH kolagen yaitu 1 gram sampel dilarutkan dalam 20 ml akuades,
ditambahkan 50 ml akuades dan dihomogenkan. Alat pH meter dinyalakan dan
dibiarkan hingga stabil terlebih dahulu, kemudian elektroda dicelupkan ke dalam
sampel hingga beberapa saat sampai diperoleh angka yang stabil pada proyektor
pH meter.
7
Analisis gugus fungsi dengan FTIR (Muyonga et al. 2004)
Analisis FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi dan keberadaan
kolagen yang dihasilkan. Kolagen sebanyak 0,2 gram dihaluskan dengan KBr
dalam mortar hingga homogen, kemudian dimasukkan ke dalam cetakan pellet
dan dipadatkan serta divakum dalam mesin pencetak pellet. Selanjutnya pellet
dimasukkan ke dalam sel dan dimasukkan pada media penempatan sel dengan
ditembakkan sinar dari spektofotometer inframerah IR-408 yang sudah dinyalakan
dengan kondisi yang stabil, kemudian dilakukan pendeteksian menggunakan
tombol detektor dan akan dihasilkan rekorder histogram FTIR pada monitor yang
akan menampilkan puncak-puncak dari gugus fungsi yang terdapat pada sampel.
Histogram yang diperoleh selanjutnya akan dianalisis untuk memperoleh data
kualitatif maupun kuantitatif.
Analisis data (Steel dan Torrie 1993)
Data yang diperoleh dari penelitian tahap pendahuluan (pretreatment)
dianalisis dengan menggunakan softwear Statistical Product and Service
Solutions (SPSS) 17. Analisis statistik data penelitian diolah dengan Rancangan
Acak Faktorial dengan 2 faktor yaitu konsentrasi NaOH sebanyak 3 taraf (0,05M;
0,1 M; 0,2 M) dan faktor lama waktu perendaman dengan 4 taraf (2 jam, 4 jam, 6
jam, 8 jam). Semua perlakuan dilakukan sebanyak 2 kali ulangan. Model
rancangannya adalah:
Yijk = μ + τi + βj + (τ β)ij + εijk
Keterangan:
Yijk
= Nilai pengamatan dari perlakuan konsentrasi NaOH ke-i, perlakuan lama
perendaman ke-j dan ulangan ke-k
μ
= Nilai rataan umum populasi
τi
= Pengaruh perlakuan konsentrasi NaOH ke-i
βj
= Pengaruh lama waktu perendaman ke-j
(τβ)ij = Pengaruh interaksi perlakuan konsentrasi NaOH ke-i dengan lama waktu
perendaman ke-j
εijk
= Galat pengamatan pada perlakuan konsentrasi NaOH ke-i, perlakuan
lama waktu perendaman ke-j dan ulangan ke-k.
Data yang diamati dianalisis secara statistik dengan analisis ragam
(ANOVA). Apabila hasil analisis menunjukkan berpengaruh nyata, maka
dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) dengan taraf
kepercayaan 95%. Hipotesis Pengaruh kosentrasi NaOH:
H0 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar
perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen
terlarut.
H1 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar
perlakuan berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen terlarut.
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Bahan Baku
Karakteristik bahan baku merupakan sifat penting untuk mengetahui
potensi yang terdapat pada bahan tersebut. Pengukuran morfometrik dan bobot
ikan buntal pisang (Gambar 2) dengan beberapa parameter yaitu panjang baku,
panjang total, tinggi, lebar dan bobot. Ikan buntal pisang memiliki panjang baku
rata-rata 11,83 cm, panjang total rata-rata 14,07 cm, lebar rata-rata 2,50 cm, tinggi
rata-rata 4,63 cm, dan bobot total rata-rata 67,67 g. Perbedaan ukuran dan bobot
dari ikan buntal dipengaruhi oleh pertumbuhan. Morfometrik dan bobot ikan dapat
dilihat pada Tabel 1.
Gambar 2 Ikan buntal pisang
Tabel 1 Morfometrik dan bobot ikan buntal pisang
Parameter
Panjang baku
Panjang total
Tinggi
Lebar
Bobot
Satuan
cm
cm
cm
cm
g
Nilai
11,83±1,04
14,07±1,08
4,63±0,12
2,50±0,20
67,67±1,53
60
45,52
50
(%)
40
30,79
30
20
13,68
10,02
10
0
daging
kulit
jeroan
tulang dan kepala
Bagian tubuh
Gambar 3 Diagram batang proporsi bagian tubuh ikan buntal pisang
(Tetraodon lunaris)
9
Ikan yang telah dihitung morfometrik dan bobotnya segera dipreparasi untuk
memisahkan daging, tulang dan kepala, kulit, dan jeroan agar dapat menghitung
rendemen dari ikan buntal. Rendemen merupakan presentasi bobot bagian tubuh
yang dapat dimanfaatkan sehingga mengetahui nilai ekonomis dari suatu bahan
baku. Semakin tinggi nilai rendemen dari bahan baku maka semakin tinggi pula
nilai ekonomisnya. Persentasi rendemen ikan buntal pisang dapat dilihat pada
Gambar 3.
Rendemen tertinggi terdapat pada kepala sebesar 45,52%, dan rendemen
terendah terdapat pada jeroan sebesar 10,02%. Rendemen daging sebesar 30,79%
dan rendemen kulit sebesar 13,68%. Rendemen kulit yang cukup tinggi
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku kolagen. Komposisi kimia kulit
ikan buntal pisang perlu diketahui untuk menentukan kandungan gizi yang
terdapat di dalam kulit tersebut. Komposisi kimia merupakan salah satu indikasi
kualitas suatu bahan. Analisis komposisi kimia yang dilakukan pada penelitian ini
meliputi kadar air, protein, lemak, dan abu. Komposisi kimia kulit ikan buntal
pisang dan beberapa kulit ikan lain disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Komposisi kimia kulit ikan buntal pisang dan berbagai ikan lain
Sumber kulit
Ikan buntal pisang
Ikan cobia1
Ikan pari2
Kadar air
(% bb)
74,00±0,50
71,79±0,49
63,80
Kadar protein
(% bb)
Kadar lemak
(% bb)
23,08±0,41
19,02±0,21
28,49
0,49±0,05
7,09±0,18
6,08
Kadar abu
(% bb)
1,81±0,56
1,36±0,16
0,65
Keterangan : 1(Ariesta 2014); 2(Nur’aenah 2013).
Kadar air ikan buntal 74,0% lebih besar dibandingkan dengan ikan pari
63,8% maupun ikan cobia 71,79%. Kadar protein kulit ikan buntal pisang 23,08%
lebih rendah dari kadar protein pada kulit ikan pari 28,49% (Nur’aenah 2013)
tetapi lebih tinggi dari kulit ikan cobia 19,02% (Ariesta 2014). Kadungan protein
kulit ikan buntal pisang yang tinggi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan
baku kolagen. Kadar lemak 0,49% lebih rendah dari kulit ikan pari dan kulit ikan
cobia. Kadar abu 1,81% lebih tinggi dari kulit ikan pari dan kulit ikan cobia. lebih
rendah dari kulit ikan pari dan kulit ikan cobia. Perbedaan komposisi kimia pada
bahan disebabkan oleh perbedaan spesies, habitat, umur, jenis pakan, serta teknik
preparasi bahan (Songchotikunpan et al. 2008). Proses pretreatment kulit
bertujuan untuk menghilangkan protein non-kolagen, lemak dan mineral-mineral
dalam kulit ikan sehingga dapat meningkatkan kualitas kolagen yang dihasilkan.
Kandungan lemak dan mineral pada kolagen akan mengganggu efektivitas
kolagen dalam pengaplikasiannya (Shon et al. 2011).
Optimasi Ekstraksi Kolagen
Pembuatan kolagen diawali dengan perlakuan deproteinisasi yaitu
penghilangan protein non-kolagen menggunakan larutan alkali. Zhou dan
Regenstein (2005) menyatakan contoh dari larutan alkali yang dapat digunakan
untuk menghilangkan protein non-kolagen yaitu NaOH dan Ca(OH)2. Perendaman
dalam alkali juga dapat menghilangkan keberadaan lemak pada bahan. Larutan
yang digunakan yaitu NaOH dengan tiga konsetrasi berbeda 0,05; 0,1; dan 0,2 M.
10
Zhou dan Regenstein (2005) menunjukkan bahwa penggunaan larutan basa pada
proses pretreatment kulit lebih efektif dalam proses pengeluaran protein nonkolagen dan hanya menyebabkan tingkat kehilangan kolagen yang rendah
dibandingkan dengan penggunaan larutan asam. Konsentrasi protein terlarut pada
larutan NaOH sisa perendaman disajikan pada Gambar 4.
Hasil Anova (Lampiran 2) menunjukkan adanya pengaruh terhadap
perbedaan konsentrasi NaOH (p