5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ayam Broiler
Ayam pedaging Broiler merupakan ayam ras yang memiliki daya produktivitas tinggi sehingga dapat menghasilkan produksi daging dalam waktu relatif singkat 5-6
minggu.Ayam broiler sering dibudidayakan karena memiliki masa panen yang pendek dan relatif mudah dalam pemeliharaan, sehingga dalam waktu yang singkat sudah dapat
dipasarkan Abbas dan Rusmana, 1995. Kulit ayam merupakan bagian yang berfungsi melindungi permukaan tubuh.Kulit
terdiri dari dua lapis, lapisan luar disebut epidermis dan bagian dalam disebut dermis.Dermis tersusun dari jaringan pengikat yang mengandung banyak lemak dan serat
kolagen Nurwantoro dan Mulyani, 2003.Kolagen merupakan sejenis protein yang mengandung asam amino prolin dan hidroksiprolin. Kandungan kolagen pada kulit ayam
diperkirakan sebesar 38,9 Cliche, 2003 sehingga kulit ayam berpotensi untuk dikembangkan menjadi bahan baku pembuatan gelatin.
2.2 Kolagen
Kolagen merupakan komponen struktural utama dari jaringan ikat putih
whiteconnetive tissue
yang meliputi hampir 30 persen dari total protein pada jaringan dan organ tubuh vertebrata dan invertebrata. Pada mamalia, kolagen terdapat di kulit, tendon,
tulangrawan, dan jaringan ikat. Demikian juga pada burung dan ikan, sedangkan pada avertebrata kolagen terdapat pada dinding sel Bailey dan Light,1989. Molekul kolagen
tersusun dari kira-kira dua puluh asam amino yang memiliki bentuk agak berbeda bergantung pada sumber bahan bakunya. Asam amino glisin, prolin, dan hidroksiprolin
merupakan asam amino utama kolagen. Asam-asam amino aromatik dan sulfur terdapat dalam jumlah yang sedikit. Hidroksiprolin merupakan salah satu asam amino pembatas
dalam berbagai protein Chaplin, 2005. Molekul dasar pembentuk kolagen disebut tropokolagen yang mempunyai struktur batang dengan BM 300 kDa, dimana di dalamnya
terdapat tiga rantai polipeptida yang sama panjang bersama-sama membentuk struktur heliks. Tiap tiga rantai polipeptida dalam unit tropokolagen membentuk struktur heliks
6
tersendiri, menahan bersama-sama dengan ikatan hidrogen antara group NH dari residu glisin pada rantai yang satu dengan grup CO pada rantai lainnya. Cincin pirolidin, prolin,
dan hidroksiprolin membantu pembentukan rantai polipeptida dan memperkuat triple heliks Wong, 1989.
Gambar 2.1. Struktur Triple Helix Penyusun Gelatin Tropokolagen akan terdenaturasi oleh pemanasan atau perlakuan dengan zat seperti
asam, basa, urea, dan potassium permanganat, selain itu serabut kolagen dapat mengalami penyusutan jika dipanaskan di atas suhu penyusutannya Ts. Suhu penyusutan
Ts kolagenikan adalah 45
o
C. Jika kolagen dipanaskan pada TTs misalnya 65 ± 70
o
C, serabut triple heliks yang dipecah menjadi lebih panjang. Pemecahan struktur tersebut
menjadi lilitan acak yang larut dalam air inilah yang disebut gelatin. Menurut Fernandez- Diaz,
et. al
2001, kolagen kulit ikan lebih mudah hancur daripada kolagen kulit hewan, dimana kedua jenis kolagen ini akan hancur oleh proses pemanasan dan aktivitas enzim.
2.3. Gelatin
Gelatin merupakan salah satu produk turunan protein yang diperoleh dari hasil hidrolisis kolagen hewan yang terkandung dalam tulang dan kulit, dan merupakan senyawa
yang tidak pernah terjadi secara alamiah. Gelatin mempunyai titik leleh 35
o
C, di bawah suhu tubuh manusia. Titik leleh inilah yang membuat produk gelatin mempunyai
karakteristik yang unik bila dibandingkan dengan bahan pembentuk gel lainnya seperti pati, alginat, pektin, agar-agar dan karaginan yang merupakan senyawa karbohidrat Gomez dan
Montero, 2001. Sifat gelatin antara lain hampir tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna sampai kekuningan, larut dalam air, asam asetat, dan pelarut alkohol seperti gliserol,
7
propilen glikol, sorbitol dan manitol tetapi tidak larut dalam aseton, karbon tetraklorida, benzene, petroleum eter, dan pelarut organik lainnya. Pada kondisi tertentu juga larut dalam
campuran aseton-air dan alkohol-air Viro, 1992. Gelatin dapat berubah secara
reversible
dari bentuk sol ke gel, mengembang dalam air dingin, dapat membentuk film, mempengaruhi viskositas suatu bahan. Sifat-sifat yang dimiliki gelatin tersebut
menyebabkan gelatin lebih disukai dibandingkan bahan-bahan pembentuk gel lain seperti karagenan, pektin, dan gum arab Peranginangin, 2007.
Senyawa gelatin merupakan suatu polimer linier asam-asam amino. Pada umumnya rantai polimer tersebut merupakan perulangan dari asam amino glisin-prolin-prolin atau
glisin-prolin-hidroksiprolin. Dalam gelatin tidak terdapat asam amino triptofan, sehingga gelatin tidak dapat digolongkan sebagai protein yang lengkap Gelatin Food Science,
2007. Gelatin tersusun atas 18 asam amino yang saling terikat dan dihubungkan dengan ikatan peptida membentuk rantai polimer yang panjang Eastoe dan Leach, 1977. Secara
lengkap komposisi asam amino gelatin disajikan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Komposisi Asam Amino Gelatin
Asam Amino Jumlah
Asam Amino Jumlah
Alanin 11,0
Lisin 4,5
Arginin 8,8
Metionin 0,9
Asam aspartat 6,7
Prolin 16,4
Asam glutamat 11,4
Serin 4,2
Asparginin 2,2
Sistin 0,07
Glisin 27,5
Threonin 2,2
Histidin 0,78
Tirosin 0,3
Hidroksiprolin 14,1
Valin 2,6
Leusin dan iso Leusin 5,1
Fenilalanin 1,9
Sumber: Eastoe dan Leach 1977
8
Komposisi asam amino mempengaruhi sifat mekanik dari produk gelatin. Bila kandungan asam iminonya prolin dan hidroksi prolin rendah maka kekuatan gel dan titik
lelehnyapun akan rendah sehingga sifat mekaniknyapun kurang bagus. Penurunan komposisi asam amino tergantung pada metode pembuatannya. Pembuatan dengan proses
alkali umumnya lebih banyak mengandung hidroksiprolin dan lebih sedikit tirosin dibandingkan dengan proses asam Ward dan Courts, 1977. Struktur kimia gelatin dapat
dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Struktur Kimia Gelatin Poppe, 1992 Gelatin terbagi menjadi dua tipe berdasarkan perbedaan proses pengolahannya,
yaitu tipe A dan tipe B. Dalam pembuatan gelatin tipe A, bahan baku diberi perlakuan perendaman dalam larutan asam sehingga proses ini dikenal dengan sebutan proses asam.
Sedangkan dalam pembuatan gelatin tipe B, perlakuan yang diaplikasikan adalah perlakuan basa. Proses ini disebut proses alkali Utama, 1997.Bahan baku yang biasanya digunakan
pada proses asam adalah tulang dan kulit babi, sedangkan bahan baku yang biasa digunakan pada proses basa adalah tulang dan kulit jangat sapi Viro, 1992. Menurut Wiyono 2001,
gelatin ikan dikatagorikan sebagai gelatin tipe A. Secara ekonomis, proses asam lebih disukai dibandingkan proses basa. Hal ini karena perendaman yang dilakukan dalam proses
asam relatif lebih singkat dibandingkan proses basa Wiyono, 2001. Sifat gelatin berdasarkan tipenya dapat dilihat pada Tabel 2.1.
9
Tabel 2.2. Sifat Gelatin Berdasarkan Jenisnya
Sifat Tipe A
Tipe B
Kekuatan gel bloom 50,0
– 300,0 50,0
– 300,0 Viskositas cP
1,50 – 7,50
2,0 – 7,50
Kadar Abu 0,30
– 2,00 0,50
– 2,00 pH
3,80 – 6,00
5,00 – 7,10
Titik Isoelektrik 7,00
– 9,00 4,70
– 5,40 Sumber: GMIA 2007
Salah satu sifat fisik gelatin yang menentukan mutu gelatin adalah kemampuannya untuk membentuk gel yang disebut kekuatan gel. Sifat fisik penting lainnya adalah
viskositas Poppe 1992. Viskositas terutama dipengaruhi oleh interaksi hidrodinamik antar molekul gelatin, dipengaruhi suhu, pH dan konsentrasi. Standar mutu gelatin untuk
industri dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3. Standar Mutu Gelatin Menurut SNI No. 06-3735 Tahun 1995 dan British
Standard: 757 Tahun 1975
Karakteristik SNI No. 063735a
British Standar 757b
Warna Tidak berwarna sampai
kekuningan Kuning pucat
Bau. rasa Normal
- Kadar air
Maksimum 16 -
Kadar abu Maksimum 3,25
- Kekuatan gel
- 50
– 300 bloom Viskositas
- 15
– 70 mps atau 1,5 – 7 cP
pH -
4,5 – 6,5
10
Logam berat Maksimum 50 mgkg
- Arsen
Maksimum 2 mgkg -
Tembaga Maksimum 30 mgkg
- Seng
Maksimum 100 mgkg -
Sulfit Maksimum 1000 mgkg
- Sumber: a Dewan Standarisasi Nasional SNI 06.3735-1995 1995
b British Standard: 757 1975 Proses produksi utama gelatin dapat dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu persiapan
bahan baku, konversi kolagen menjadi gelatin, dan yang terakhir perolehan gelatin dalam bentuk kering. Metode pengkonversian kolagen menjadi gelatin adalah dengan denaturasi
kolagen. Proses denaturasi terjadi dengan pemanasan kolagen pada suhu 40
o
C atau lebih dengan penambahan senyawa pemecah ikatan hidrogen pada suhu kamar atau lebih rendah,
berupa pemecahan struktur koil kolagen menjadi satu, dua atau tiga rantai polipeptida secara acak Gomez dan Montero, 2001.
Konversi kolagen menjadi gelatin terjadi dalam tiga tahap, yaitu hidrolisis lateral, hidrolisis ikatan polipeptida terutama glisin, dan penghancuran struktur kolagen Ward dan
Courts, 1977. Menurut Hadiwiyoto 1983 produksi gelatin meliputi tahap-tahap pengecilan ukuran bahan baku, perendaman, pencucian, pemanasan, pemekatan,
pendinginan, dan pengeringan. Pengecilan ukuran disini menurutnya diperlukan untuk lebih memperluas permukaan bahan sehingga proses dapat berlangsung lebih cepat dan
sempurna. Ekstraksi adalah proses denaturasi untuk mengubah kolagen menjadi gelatin dengan
penambahan senyawa pemecah ikatan hidrogen pada suhu kamar atau suhu ang lebih rendah. Ekstraksi juga dapat dilakukan dengan menggunakan air panas, dimana pada proses
ini terjadi denaturasi, peningkatan hidrolisis dan kelarutan gelatin. Setelah diperoleh ekstrak gelatin, dilakukan pengeringan untuk mengurangi kadar air sebanyak 85-90. Hal ini dapat
11
dilakukan dengan menggunakan evaporator vakum dengan suhu 43-45
o
C dan dilanjutkan dengan menggunakan freeze dryer atau oven pada suhu antara 30-60
o
C Viro, 1992.
2.3. SDS-PAGE Elektroforesis Gel Poliakrilamida-Sodium Dodesil Sulfat
Kategori