KOLAGEN
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.
Molekul dasar pembentuk kolagen
disebut tropokolagen yang mempunyai struktur batang, dimana di dalamnya
terdapat tiga rantai polipeptida dalam unit tropokolagen membentuk struktur
heliks tersendiri, menahan bersama-sama dengan ikatan hidrogen antara gruop NH
dari residu glisin pada rantai yang satu dengan group CO pada rantai lainnya.
Cincin piirolidin, prolin, dan hidroksiprolin membantu pembentukan rantai
polipeptida dan memperkuat triple heliks.
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 diatas suhu penyusutan (Ts). Suhu penyusutan kolagen ikan
adalah 45°C. Jika kolagen dipanaskn pada T>Ts (misalnya 65-70°C),
serabut triple heliks yang dipecah menjadi lebih panjang. Pemecahan struktur
tersebut menjadi lilitan acak yang larut dalam air inilah yang disebut gelatin.
Kolagen kulit ikan lebih mudah hancur dari pada kolagen kulit hewan, dimana
kedua jenis kolagen ini akan hancur oleh proses pemanasan dan aktivitas enzim.
Gelatin
Gelatin adalah derivat protein dari
serat kolagen yang ada pada kulit, tulang, dan tulang rawan. Susunan asam
aminonya hampir mirip dengan kolagen, dimana glisin sebagai asam amino utama dn
merupakan 2/3 dari seluruh asam amino yang menyusunnya, 1/3 asam amino yang
tersisa diisi oleh prolin dan hidroksiprolin.
Asam-asam amino saling terikat
melalui ikatan peptida membentuk gelatin. Pada Gambar 2 dapat dilihat susunan
asam amino gelatin berupa Gly-X-Y dimana X umunya asam amino prolin dan Y
umumnya asam amino hidroksiprolin. Tidak terdapatnya triptofan pada gelatin
menyebabkan gelatin tidak dapat digolongkan sebagai protein lengkap.
Berat molekul gelatin rata-rata
berkisar antara 15.000-250.000. Berat molekul gelatin sekitar 90.000 sedangkan
rata-rata berat molekul gelatin komersial berkisar antara 20.000-70.000
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.
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 jagat sapi. Gelatin ikan
dikategorikan 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 dibanding proses basa.
Proses perubahan kolagen menjadi
gelatin melibatkan tiga perubahan berikut:
1. Pemutusan sejumlah ikatan peptida untuk
memperpendek rantai
2. Pemutusan atau pengacauan sejumlah
ikatan camping antar rantai
3. Perubahan konfigurasi rantai
Gelatin larut dalam air, asam asetat
dan pelarut alkohol seperti gliserol, propilen glycol, sorbitol dan manitol,
tetapi tidak larut dalam alkohol, aseton, karbon tetraklorida, benzen, petrolum
eter dan pelarut organic lainnya. Gelatin mudah larut pada suhu 71,1°C dan
cenderung membentuk gel pada suhu 48,9°C. Sedangkan pemanasan yang dilakukan
untuk melarutkan gelatin sekurang-kurangnya 49°C atau biasanya pada suhu
60-70°C
Gelatin
memiliki sifat dapat berubah secara reversible dari bentuk sol ke gel,
membengkak atau mengembang dalam air dingin, dapat membentuk film, mempengaruhi
viskositas suatu bahan, dan dapat melindungi sistem koloid. Sifat-sifat seperti
itulah yang membuat gelatin lebih disukai dibandingkan bahan-bahan semisal
dengannya seperti gum xantan, keragenan dan pektin.
Pembuatan Gelatin
Pada prinsipnya proses pembuatan
gelatin dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu proses asam dan proses basa.
Perbedaan kedua proses ini terletak pada proses perendamannya. Berdasarkan
kekuatan ikatan kovalen silang protein dan jenis bahan yang diekstrak, maka
penerapan jenis asam maupun basa organik dan metode ekstraksi lainnya seperti
lama hidrolisis, PH dan suhu akan berbeda-beda.
Proses produksi utama gelatin dibagi
dalam tiga tahap :
1) Tahap
persiapan bahan baku antara lain penghilang komponen non kolagen dari bahan
baku.
2) Tahap
konversi kolagen menjadi gelatin
3) Tahap
pemurnian gelatin dengan penyaringan dan pengeringan
Pada
tahap persiapan dilakukan pencucian pada kulit dan tulang. Kulit atau tulang
dibersihkan dari sisa-sisa daging, sisik dn lapisan luar yang mengandung
deposit-deposit lemak yang tinggi. Untuk memudahkan pembersihan maka sebelumnya
dilakukan pemanasan pada air mendidih selama 1-2 menit.
Proses
penghilangan lemak dari jaringan tulang yang biasa disebut degresing, dilakukan
pada suhu antara titik cair lemak dan suhu koagulasi albumin tulang yaitu antar
32-80°C sehingga dihasilkan kelarutan lemak yang optimum.
Pada
tulang, sebelum dilakukan pengembungan terlebih dahulu dilakukan proses
demineralisasi yang bertujuan untuk menghilangkan garam kalsium dan garam
lainnya dalam tulang, sehingga diperoleh tulang yang sudah lumer disebut
ossein. Asam yang biasa digunakan dalam proses demineralisasi adalah asam
klorida dengan konsentrasi 4-7%. Proses demineralisasi ini sebaiknya dilakukan
dalam wadah tahan asam selama beberapa hari sampai dua minggu.
Selanjutnya
pada kulit dan ossein dilakukan tahap pengembungan (swelling) yang bertujuan
untuk menghilangkan kotoran-kotoran dan mengkonversi kolagen menjadi gelatin.
Pada tahap ini perendaman dapat dilakukan dengan larutan asam organik seperti
asam asetat, sitrat, fumarat, askorbat, malat, suksinat, tartarat dan asam
lainnya yang aman dan tidak menusuk hidung. Sedangkan asam anorganik yang biasa
digunakan adalah asam hidroklorat, fosfat, dan sulfat. Jenis pelarut alkali
yang umum digunakan adalah sodium karbonat, sodium hidroksida, potassium
karbonat dan potassium hidroksida.
Asam
mampu mengubah serat kolagen triple heliks menjadi rantai tunggal, sedangkan
larutan perendam basa hanya mampu menghasilkan rantai ganda. Hal ini
menyebabkan pada waktu yang sama jumlah kolagen yang dihidrolisis oleh larutan
asam lebih banyak dari pada larutan basa. Karena itu perendaman dalam larutan
basa membutuhkan waktu yang lama untuk menghidrolisis kolagen. Tahapan ini
harus dilakukan dengan tepat akan terjadi kelarutan kolagen dalam pelarut yang
menyebabkan penurunan rendemen gelatin yang dihasilkan.
Dalam
pembuatan gelatin dari kulit ikan menunjukkan bahwa pada tahap pengembungan kulit
lama perendaman yang terbaik adalah 24 jam dengan konsentrasi asam asetat 4%.
Dalam pembuatan gelatin dari tulang menggunakn larutan HCL 5% dengan waktu
perendaman 1-2 hari.
Tahapan
selanjutnya, kulit dan ossein diekstraksi dengan air yang dipanaskan. Ekstraksi
bertujuan untuk mengkonversi kolagen menjadi gelatin. Ekstraksi kolagen tulang
ikan dilakukan dalam suasana asam pada pH 4-5 karena umumnya pH tersebut
merupakan titik isoelektrik dari komponen protein non kolagen, sehingga mudah
terkoagulasi dan dihilangkan. Apabila pH lebih rendah perlu penanganan cepat
untuk mencegah denaturasi lanjutan.
Larutan
gelatin hasil ekstraksi kemudian dipekatkan terlebih dahulu sebelum dilakukan
pengeringan. Pemekatan dilakukan untuk meningkatkan total solid larutan gelatin
sehingga mempercepat proses pengeringan. Hal ini dapat dilakukan dengan
menggunakan evaporator vakum, Selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu
40-50°C. Pengecilan ukuran dilakukan untuk lebih memperluas permukaan bahan
sehingga proses dapat berlangsung lebih cepat dan sempurn. Dengan demikian
gelatin yang dihasilkan lebih relatif dan lebih mudah digunakan.
0 comments:
Post a Comment