Pengambilan Kembali Protein (Protein Recovery) Se Proses Isolasi Kitin dari Kulit Udang

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

LATAR BELAKANG
Total produksi penangkapan dan perikanan udang dunia menurut Food and

Agriculture Organization pada tahun 2009 berkisar 6 juta ton pada tahun 2006 [1]
dan mempunyai nilai dagang yang cukup tinggi dengan persentase 16 % dari total
perdagangan produk perikanan dunia [2]. Udang juga merupakan salah satu
komoditas sektor perikanan Indonesia yang bernilai ekonomis tinggi dengan pangsa
pasar di manca negara cukup luas dan cenderung meningkat, sehingga pada era
1980-an udang pernah menjadi penyumbang devisa negara keempat dari sektor non
migas setelah kayu, tekstil dan karet [3].
Menurut Kementerian Kelautan dan Perikanan pada tahun 2014 bahwa
perkembangan produksi udang nasional tahun 2010-2014 mengalami kenaikan ratarata sebesar 14,03 % dengan rincian kenaikan rata-rata udang windu 4,08 % dan
udang vaname 20,49 % [4]. Kemudian, pemerintah telah menargetkan produksi
udang sebesar 786.000 ton pada tahun 2015 dengan rincian udang windu 189.700
ton, udang vaname 518.600 ton dan jenis udang lain sebesar 77.600 ton [5]. Capaian
volume produksi perikanan budidaya untuk komoditas udang ditunjukkan pada Tabel
1.1.

Tabel 1.1 Capaian Volume Produksi Perikanan Budidaya Komoditas Udang
Tahun 2010-2015*[6]
Komoditas Udang
Total
Tahun
(Ton)
Windu
Vaname
Lainnya
2010
2011
2012
2013
2014
2015*
Ket : *target

125.519
126.157
117.888

178.582
126.595
189.700

206.578
246.420
251.763
390.278
411.729
518.600

48.875
46.052
73.707
53.894
77.600

380.972
372.577
415.703

642.568
592.218
786.000

Hal ini didukung juga dengan data realisasi nilai ekspor produk perikanan oleh
Kementerian Kelautan dan Perikanan pada tahun 2014 mencapai USD 4,64 miliar.

1
Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan data ekspor tersebut, komoditas yang memberikan kontribusi nilai
tertinggi adalah udang, yakni sebesar 45,4 % atau setara dengan USD 2,11 miliar.
Volume ekspor udang tersebut mencapai 191.139 ton atau meningkat dari
pencapaian tahun 2013 sebesar 165.000 ton [4].
Jumlah limbah ekspor ini sangatlah besar, karena normalnya udang dijual tanpa
kepala dan kulit. Produksi kulit udang oleh industri pengolahan udang ini biasanya
berkisar 40-45 % dari udang mentah, itu berarti akan tersedia kulit udang sebanyak
76.455 ton apabila kita bandingkan dengan volume ekspor pada tahun 2014. Kulit
tersebut akan dibuang begitu saja ke lingkungan sehingga akan menyebabkan polusi
yang berbahaya bagi lingkungan [7]. Oleh karena itu untuk menanggulangi hal

tersebut perlu dilakukan penelitian guna meningkatkan nilai dari kulit udang tersebut.
Kulit udang ini dapat bernilai ekonomi tinggi di pasaran, karena di dalam kulit udang
terdapat kitin, protein dan pigmen seperti astaksantin, betakaroten dan karoten
lainnya [8].
Kandungan yang terdapat dalam kulit udang ini tersusun atas protein (35-40
%), kitin (10-15 %), mineral (10-15 %) dan karoten. Sehingga, kulit udang tersebut
sangat berpotensi sebagai sumber protein yang baik. Protein tersebut bisa digunakan
sebagai suplemen dalam makanan hewan [9] dan juga suplemen diet bernilai tinggi
bagi manusia [10].
Selain itu, kulit udang ini juga berpotensi tinggi sebagai bahan pakan alternatif
sumber protein untuk pakan unggas dan sebagai pengganti tepung ikan. Namun
kendala pemanfaatan kulit udang tersebut adalah adanya kitin yang mengikat protein
dan mineral, sehingga sulit dicerna oleh enzim-enzim pencernaan ternak unggas [11].
Protein yang terdapat dalam kulit udang sebagian nitrogennya adalah dari nitrogen
kitin, yaitu senyawa N-asetil-D-glukosamin polisakarida yang berikatan erat dengan
kitin dan kalsium karbonat pada kulitnya. Eratnya ikatan tersebut menyebabkan daya
cernanya menjadi rendah [12].
Tabel 1.2 berikut ini menunjukkan rangkuman dari beberapa hasil penelitian
protein recovery yang telah dilakukan.


2
Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.2 Rangkuman Hasil Penelitian Protein Recovery Terdahulu
Judul Penelitian
Beltagy dan Sayed, 2012 /
Functional
dan
Nutritional
Characteristic of Protein Recovered
During Isolation of Chitin from
Shrimp Waste. [10]

Metode
Variasi persiapan sampel digunakan
ekstraksi asam (1 : 15 w/v) dalam asam
nitrat (30 %), pengadukan 24 jam,
temperatur ruangan (25 ºC ± 2) dan
ekstraksi alkali ( 1 : 15 w/v) dalam 1 N
NaOH, temperatur 100 ºC, selama 2 jam


Hasil Penelitian
Alkali protein mempunyai chemical score dan
perhitungan PER yang lebih tinggi dibandingkan protein
asam. Produk yang dihasilkan dari limbah udang bisa
dijadikan suplemen diet manusia yang bernilai tinggi.

Ramyadevi, dkk., 2012 / Potential
Recovery of Protein from Shrimp
Waste in Aqueous Two Phase
System. [9]

Metode Aqueous Two Phase System
dengan menggunakan Amonium Sitrat
30 % (w/w) dan Polietilen glikol 40 %
dengan variasi berat molekul (4000,
6000 dan 10000), pH ( 6, 7, dan 8) dan
rasio molar NaCl ( 0 ; 0,5 dan 1 ).

Kondisi yang terbaik tercapai dengan menggunakan

ATPS dengan komposisi PEG 4000, garam amonium
sitrat, pH 8, 1 M NaCl dan tie line 36,28 dengan
persentase yield maksimum protein yang diperoleh
sebesar 74,50 %.

Benhabiles, dkk., 2013 / Protein
Recovery by Ultrafiltration During
Isolation of Chitin from Shrimp
Shells Parapenaeus longirostris.
[1]

Pada saat deproteinasi alkali dilakukan
variasi molar 0,5 – 5 M dengan rasio
dari 1/10 sampai 1/40 (w/v), waktu
reaksi dari 10 – 400 menit, dan
temperatur 20 – 100 ºC.

Kondisi deproteinasi yang paling baik hingga 96 %
protein yang hilang adalah saat NaOH (2 N) selama 2
jam, pada temperature 45 ºC dan rasio padatan dan

solven 1 : 2 (w/v). Koefisien solute rejection (Ro)
sebesar 97 % diperoleh dengan menggunakan proses
ultrafiltrasi.

3
Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan tersebut, maka
penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan pengolahan pengambilan kembali
protein (protein recovery) untuk meningkatkan nilai ekonomis kulit udang dan
mengatasi beberapa masalah lingkungan akibat limbah kulit udang.
Pada proses deproteinasi pengolahan kulit udang biasanya digunakan basa kuat
natrium hidroksida (NaOH), namun pada penelitian ini digunakan kalium hidroksida
(KOH) sebagai pengganti natrium hidroksida (NaOH). Hal ini dikarenakan, KOH
merupakan basa yang lebih kuat dibandingkan NaOH. Kekuatan basa berhubungan
dengan jumlah OH- yang dapat ditambahkan ke dalam air. Jumlah OH- akan lebih
banyak dilepaskan ke air oleh KOH dibandingkan NaOH dimana proses pelepasan
ikatan protein dengan kitin akan berlangsung lebih baik [13]. Sehingga, protein yang
dihasilkan dapat digunakan sebagai pakan ternak dan juga suplemen diet dengan
melakukan pengolahan lebih lanjut.

Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian mengenai pengolahan limbah kulit
udang sebagai sumber protein. Sehingga, kulit udang yang terbuang memiliki nilai
ekonomis yang tinggi. Dengan demikian, maka nantinya akan mengurangi kuantitas
limbah yang akan dibuang ke lingkungan dan akan meningkatkan jumlah produk dan
keuntungan dari industri pengolahan udang. Selain itu, melihat sifat kebasaan KOH
dibandingkan NaOH diharapkan mampu menghasilkan protein yang lebih banyak
kuantitasnya dibandingkan NaOH sehingga menghasilkan keuntungan yang lebih
maksimum.

1.2

RUMUSAN MASALAH
Agar diperoleh protein dengan sifat fisis dan kimia yang baik maka perlu dikaji

upaya-upaya untuk meningkatkan kualitas dari protein. Upaya- upaya yang dapat
dilakukan antara lain menentukan variasi perlakukan saat deproteinasi dengan
menggantikan penggunaan NaOH dengan KOH serta memvariasikan konsentrasi
KOH, temperatur dan lama waktu perendaman sehingga hasil diperoleh diharapkan
bisa lebih banyak kuantitasnya. Oleh karena itu, yang menjadi permasalahan adalah
bagaimana pengaruh penggunaan KOH sebagai pengganti NaOH dengan variasi

konsentrasi, serta pengaruh temperatur dan lama waktu perendaman terhadap jumlah
protein yang dihasilkan.

4
Universitas Sumatera Utara

1.3

TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain:
1. Untuk mengetahui kadar protein limbah kulit udang.
2. Untuk mendapatkan kondisi optimum pengambilan protein, menghasilkan
protein dengan yield dan kadar protein yang tinggi.
3. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh dalam pengambilan
protein.

1.4

MANFAAT PENELITIAN
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Memberikan wawasan tambahan dalam bidang ilmu pengetahuan terkait
penerapannya dalam mengkonversi limbah menjadi suatu produk pangan
bernilai ekonomis.
2. Dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan untuk melakukan penelitian
selanjutnya.
3. Dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari sebagai bahan pangan
alternatif dan meningkatkan nilai tambah limbah kulit udang.

1.5

RUANG LINGKUP PENELITIAN
Lokasi Proses pembuatan protein :
1. Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan
2. Laboratorium Operasi Teknik Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan
3. Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara, Medan
Lokasi Analisis kualitas produk protein yang dihasilkan :
1. Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara, Medan
2. Laboratorium Teknologi Pangan, Departemen Teknologi Pangan Fakultas
Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

5
Universitas Sumatera Utara

Penelitian ini dilakukan selama lebih kurang 6 bulan. Adapun variabel-variabel
dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Variabel tetap :
a. Jenis bahan baku yang digunakan adalah kulit udang merah
(Metapenaeus Sp).
Kulit udang yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari
Kampung Darul Aman, Pulau Rupat Provinsi Riau.
b. Rasio padatan terhadap perlarut 1 : 10 [14]
c. Ayakan yang digunakan adalah ayakan dengan nomor mesh 50 [13]

2. Variabel berubah
Pembuatan kitosan dari kulit udang dilakukan dengan desain dan analisis
percobaan Respon Surface Methodology

dengan 3 variabel bebas

(menggunakan minitab 16 Statistical Software), yaitu :
a. Konsentrasi KOH : 2 M dan 4 M [1]
b. Suhu reaksi : 40 oC dan 50 oC [1]
c. Waktu reaksi : 60 menit dan 120 menit [1]

3.

Analisis mutu yang dilakukan
a. Analisis kadar air
b. Analisis kadar abu
c. Analisis derajat deasetilasi

6
Universitas Sumatera Utara