Teknologi Pengolahan Konsentrat Secara Kimiawi KULIAH V Teknologi Pengolahan Konsentrat Secara Kimiawi

PENGOLAHAN BAHAN PAKAN A. SECARA FISIK/MEKANIS HAMMER MILLING ROLLING POPPING MICRONIZING ROASTING EXTRUDE SOAKING RECONSTITUTION PELLETING STEAM ROLLING STEAM FLAKING PRESSURE COOKING EXPLOADING B. KIMIAWI ALKALI TREATMENT ACID TREATMENT C. MIKROBIOLOGIS MENGGUNAKAN JASA MIKROBA/FERMENTASI BAKTERI KAPANG RAGI

PENGOLAHAN BAHAN PAKAN SECARA KIMIAWI Pengolahan limbah industri dan pertanian untuk dijadikan bahan pakan yg bernilai gizi diperlukan proses pengolahan dg cara perlakuan tertentu, salah satunya : PENGOLAHAN SECARA KIMIAWI. Pengolahan kimiawi dapat meningkatkan : 1. daya cerna bahan pakan 2. efisiensi penggunaan limbah industri dan pertanian Perlakuan perendaman dg bahan kimia dapat menghancurkan atau meregangkan ikatan protein limbah (seperti pada kulit udang) sehingga meningkatkan daya cerna. Pengolahan kimiawi terhadap limbah (seperti pada kulit udang) dapat memperkecil partikel kalsium dan mengurangi kandungan lemak.

Keuntungan pengolahan secara kimiawi : proses reaksi dapat dilakukan dg cepat, dan biaya lebih murah dibandingkan dengan pengolahan secara fisik maupun mikrobiologi. Kerugiannya : terjadinya polusi, tingkat korosif yg sangat tinggi, dan terjadinya depolimerisasi yg berlebihan. Reaksi kimia yang terjadi selama pengolahan mempengaruhi nilai gizi bahan pakan. Reaksi kimia tersebut melibatkan reaktan atau substrat, dan bergantung pada jenis bahan serta kondisi bahan pakan tersebut.

Reaksi yang terjadi antara lain ; reaksi pencoklatan non enzimatis (reaksi Maillard) yang melibatkan senyawa karbonil yang berasal dari gula pereduksi atau hasil oksidasi asam askorbat, hidrolisis pati, dan oksidasi lemak. Oksidasi dapat melibatkan lemak, protein, vitamin, dan pigmen Reaksi Maillard dapat menurunkan nilai gizi bahan pakan, karena asam amino essensial dan residu asam amino lisin ikut dalam reaksi Maillard. Reaksi Maillard dapat menghasilkan senyawa toksik senyawa tersebut termasuk ke dalam kelompok amin heterosiklik yang dikenal dengan nama imodazaquinolin (IQ) dan imidazaquinoxalin (IQX),

Reaksi kimia yang terjadi selama pengolahan dipengaruhi oleh suhu, lama pemanasan, pH, adanya oksidator, antioksidan, radikal bebas, dan senyawa aktif lainnya khususnya karbonil. Beberapa reaksi yang tidak diinginkan dapat dikurangi dengan penstabil, seperti polifosfat dan sitrat yang dapat mengikat Ca2+ dan meningkatkan stabilitas panas protein pada pH netral Pengolahan secara kimiawi dg menggunakan alkali (NaOH) membantu dalam menghidrolisis protein yg terkandung dalam limbah industri dan pertanian .

Ikatan peptida pada protein dapat dihidrolisis dg perebusan menggunakan asam atau basa untuk menghasilkan komponen asam amino dalam bentuk bebas. Ikatan peptida juga dapat dihidrolisis dg enzim tertentu seperti tripsin dan khimotripsin Hidrolisis dg menggunakan asam seperti HCL atau H2SO4 memiliki kelemahan, yaitu triptophan akan mengalami kerusakan, dan apabila terkandung karbohidrat dalam bahan pangan akan membentuk senyawa humin yg berwarna kehitaman

Hidrolisis protein menjadi asam amino diikuti proses deaminasi untuk membebaskan amonia. Kecepatan deaminasi biasanya lebih lambat daripada proteolisis Hidrolisis dg menggunakan alkali dapat mendegradasi protein, namun tergantung pada konsentrasi, suhu, dan lama perlakuan. Akan tetapi dapat menyebabkan kerusakan yg bertahap pada asam amino Hasil penguraian protein oleh basa akan membentuk garam kompleks antara ion logam dari hidroksida dg molekul protein

Pemanasan protein dapat menyebabkan terjadinya reaksi baik yg diharapkan maupun yg tidak diharapkan. Reaksi-reaksi tersebut diantaranya denaturasi, kehilangan, aktivitas enzim, perubahan kelarutan dan hidrasi, perubahan warna, derivatisasi residu asam amino, cross linking, pemutusan ikatan peptida, dan pembentukan senyawa sensori aktif Denaturasi = perubahan atau modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier, dan kuartener terhadap molekul protein, tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Protein akan terdenaturasi jika dipanaskan pada suhu 60 – 900 C selama 1 jam.

Denaturasi yg berlebihan dapat menyebabkan insolubilisasi yg dapat mempengaruhi sifat-sifat fungsional protein. Pengembangan molekul protein yg terdenaturasi akan membuka gugus reaktif yg ada pada rantai polipeptida. Selanjutnya akan terjadi pengikatan kembali pada gugus reaktif yg sama atau yg berdekatan. Bila unit ikatan yg terbentuk cukup banyak sehingga protein tidak lagi terdispersi sebagai koloid, maka protein mengalami koagulasi

Pengolahan kimiawi melalui pemanasan pada suhu 60-900 C dapat menginaktivasi beberapa enzim seperti protease, lipase, lipoksigenase, amilase, polifenoloksidase, enzim oksidatif dan hidrolitik lainnya. Jika gagal menginaktivasi enzim ini maka akan mengakibatkan ketengikan, perubahan struktur, dan berubahan warna bahan selama penyimpanan Larutan asam kuat yg sering digunakan untuk pengolahan bahan pakan adalah asam klorida, asam sulfat atau asam laktat

Asam sulfat merupakan cairan kental seperti minyak yg membeku pada suhu 10,40 C. Proses pencampuran asam sulfat dg air sangat eksotermik. Oleh karena itu, pada pengenceran asam sulfat pekat harus dituangkan secara perlahan ke dalam air (bukan sebaliknya) dan sambil diaduk secara terus menerus. asam sulfat dapat bereaksi menurut lima cara berbeda, yaitu sebagai asam, pengering terhadap air, pengoksida, agen sulfida dan sebagai suatu basa

1. Perlakuan dengan menggunakan asam Jenis asam yg biasa digunakan ; H2SO4, CH3COOH, dan HCOOH - Hidrolisis asam akan memutuskan/ mendegradasi ikatan hidrogen, ester, dan kovalen, tergantung konsentrasi asam yang digunakan

2. Perlakuan dengan Basa Kuat 2. Perlakuan dengan Basa Kuat Jenis basa kuat yg biasa digunakan ; NaOH, KOH. Perlakuan dg basa kuat akan terjadi proses pemasakan, dan dikenal dengan proses soaking

3. Perlakuan dengan Basa Lemah. Jenis Basa yg digunakan 3. Perlakuan dengan Basa Lemah Jenis Basa yg digunakan ; NH4OH dan dikenal dengan proses amoniasi

Cara Kimia : -Hanya dapat meningkatkan daya cerna bahan, dan tidak dapat meningkatkan palatabilitas. Hal demikian disebabkan karena setelah bahan diperlakukan akan terjadi kehilangan nutrien yg dapat meningkatkan palatabilitas.

CONTOH Salah satu contoh alkali yg digunakan adalah NaOH Asam yang biasa digunakan ; H2SO4 dan asam- asam organik (asam formiat, propionat, dan asetat) Umumnya : NaOH digunakan dg dosis 4% H2SO4 digunakan dg dosis 2%.

Tujuan : Degradasi Protein (De-Proteinasi) Contoh penggunaan NaOH (pada pengolahan limbah udang untuk bahan pakan) Limbah udang digiling atau dicacah Dilakukan pengukuran kadar air (atau bahan kering) Penambahan NaOH sebanyak 4% (dengan perbandingan padatan : cairan = 1 : 10) Selanjutnya dipanaskan pada water bath dengan pengaturan suhu 550 C Proses (deproteinasi) dilakukan selama 2 jam Tujuan : Degradasi Protein (De-Proteinasi)

Selanjutnya dipanaskan pada water bath dengan pengaturan suhu 350 C Contoh penggunaan H2SO4 (pada pengolahan limbah udang untuk bahan pakan) Limbah udang hasil de-proteinasi, dilanjutkan proses mineralisasi, dengan cara sbb: Penambahan H2SO4 sebanyak 2% (dengan perbandingan padatan : cairan = 1 : 10) Selanjutnya dipanaskan pada water bath dengan pengaturan suhu 350 C Proses (mineralisasi) dilakukan selama 1 jam Tujuan : Pelepasan dan pembentukan mineral, dalam hal ini Ca dan P (Mineralisasi)