## Isolation and Characterization of Rice Bran Protein Using NaOH Solution

## Akyunul Jannah
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang
Email: akyunul_jannah2008@yahoo.com

## Abstract
The high protein content in rice bran potential to be developed into food. The purpose of this study was to isolate the protein in rice bran using NaOH solution with various concentration of 0.05; 0.1; 0.15; 0.2 M and characterization of functional properties. The results showed the concentration of 0.2 M NaOH produced the best results. The protein content obtained was 82%, stability of  emulsion of 42% and 47% stabilty of foam.
Keywords : NaOH, protein, rice bran

## Abstrak
Tingginya  kandungan  protein  pada  bekatul  cukup  potensial  untuk  dikembangkan  menjadi  bahan pangan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengisolasi protein dalam bekatul dengan menggunakan larutan NaOH dengan  variasi  konsentrasi  0,05;  0,1;  0,15;  0,2  M  dan  karakterisasi  sifat  fungsionalnya.  Hasil  penelitian menunjukkan pada konsentrasi 0,2 M NaOH dihasilkan hasil yang terbaik. Kadar protein yang didapat adalah 82 %, sedangkan untuk stabilitas emulsi sebesar 42 % dan stabiltas buih 47%.
Kata kunci : NaOH, protein, bekatul

## I. PENDAHULUAN
Bekatul  mengandung  11,8-13,0  % protein; 10,1-12,4 % lemak; 2,3-3,2 % serat kasar;  51,1-55,0  %  karbohidrat;  5,2-7,3  % abu; dan 7,0-11,4 % serat kasar. Tingginya kandungan  protein  pada  bekatul  cukup potensial  untuk  dikembangkan  menjadi bahan  pangan.  Komposisi  protein  dalam bekatul antara lain adalah 37 % albumin, 36 %  globulin,  22  %  glutelin,  dan  5  % prolamin  (Wang,  et  al.,  1999).  Protein merupakan salah satu jenis zat penting yang sangat dibutuhkan oleh tubuh dengan sifat- sifat fungsional dan gizi yang baik. Limbah bekatul  bebas  lemak  merupakan  sumber alternatif  yang  perlu  dimanfaatkan  selain sumber-sumber  protein  tradisional  lain yang  telah  dikenal.  Isolat  protein  bekatul mempunyai  potensi  untuk  dikembangkan pemanfaatannya.
Faktor penting yang perlu
diperhatikan  dalam  pemanfaatan  protein sebagai  produk  pangan  adalah  sifat-sifat fungsionalnya  karena  sifat-sifat  fungsional
dapat  mempengaruhi  karakteristik  produk pangan. Setiap sumber dan  struktur protein meliliki  sifat  fungsional  yang  berbeda. Sifat-sifat fungsional protein dapat dianalisis sehingga dapat diketahui bagaimana  karakteristik  protein  yang  pada ahirnya dapat menentukan arah pemanfaatannya  dalam  proses  pengolahan pangan. Untuk memperoleh protein bekatul, perlu  dilakukan  isolasi  untuk  mengetahui suatu  protein  mempunyai  sifat-sifat  kimia dan  fisika  yang  baik  dalam  isolat  protein. Isolasi  protein  dilakukan  dengan  variasi konsentrasi  NaOH.  Penggunaan  larutan NaOH karena dimungkinkan dalam keadaan  basa  kelarutan  suatu  protein bertambah besar, sehingga dilakukan proses ekstraksi menggunakan NaOH untuk memisahkan kandungan protein.

## II. METODE PENELITIAN 1. Preparasi Sampel
Prosedur  preparasi  sampel  adalah bekatul  yang  diperoleh  hasil  pengilingan

## ALCHEMY , Vol. 4 No. 1 Maret 2015, hal 1-5
diayak  menggunakan  ayakan  60  mesh, selanjutnya  bekatul  yang  lolos  ayakan dilakukan  penghilangan  lemak  (delipid) bekatul. Ditimbang 20 gram sampel bekatul dalam  kertas  saring  kemudian  dimasukkan ke  dalam  tabung  ektraksi  soxhlet  dalam thimble.  Kemudian  dimasukkan  pelarut petroleum  ether  secukupnya  dan  dirangkai alat  ektraksi  soxhlet.  Ekstrkasi  dilakukan pada  suhu  30    (±  3  kali  siklus)  sampai pelarut berwarna pucat.
Kemudian
dipisahkan  sampel  dari  pelarut  dan  sampel dikeringkan dalam
lemari asam.
Selanjutnya sampel yang kering diisolasi.

## 2. Isolasi Protein
Protein  bekatul  dimaserasi  dengan pelarut NaOH dalam perbandingan 1:10 b/v pada  suhu  ruang  selam  2  jam  dengan menggunakan shaker dengan variasi konsentrasi  0,05;  0,1;  0,15;  0,2  M, selanjutnya disentrifuse untuk
menghilangkan fraksi bekatul. Filtrat diendapkan dengan HCl 2 N sampai pH 4,5. Untuk  memberi  kesempatan  pengendapan berlangsung  dengan  baik  maka  masa endapan  dibiarkan  selama  lebih-kurang  12 jam  pada  suhu  4-5 ° C  (dalam  almari pendingin). Selanjutnya endapan dipisahkan  dengan  cara  disaring.  Endapan protein  yang  diperoleh  dikeringkan  pada udara  terbuka  ±  24-30  jam.  Setelah  kering isolat protein dihaluskan dengan mortar.

## 3. Karakterisasi Protein Bekatul

## a. Penentuan Kadar Protein dengan Metode
Kjeldahl
Sampel  ditimbang  sebanyak  1  g  lalu dilarutkan  bahan  dengan  aquades  dengan volum  tertentu  (menentukan  nilai  faktor pengencerannya).  Dimasukkan  bahan  ke dalam  tabung  kjeldahl,  lalu  ditambahkan  2 ml  H 2 SO 4 pekat  dan  tambahkan  2  gram campuran  Na 2 SO 4 –  HgO  (20:1)  untuk katalisator. Didihkan sampai jernih (kurang lebih  4  jam)  dan  lanjutkan  pendidihan  30 menit  lagi  (pengerjaan  harus  dilakukan  di
lemari  asam/ fume  hood ).  Setelah  dingin ditambahkan 35 ml aquades dan ditambahkan  8,5  ml  NaOH-Na 2 S 2 O 3 dan dilakukan  destilasi,  destilat  ditampung dalam  6,5  ml  H 3 BO 3 4%  yang  telah  diberi tetesan indikator metil merah dan ditampung  sebanyak  25  ml.  Dititrasi destilat  yang diperoleh dengan HCl 0,02 N (b)  sampai  terjadi  perubahan  warna,  dari kuning  menjadi  merah.  Kadar  protein dihitung menggunakan rumus:
% 100 6,25 fp 14,008 1000 a c b (%) Protein       
Keterangan: a  : berat sampel b  : volume titran HCl
c   : N titran HCl fp : faktor pengenceran

## b. Stabilitas Emulsi
Sebanyak 0,5 gram sampel disuspensi dalam 5 ml aquades setelah itu ditambahkan  aquades  sampai  7,5  ml  dan minyak  jagung  sebanyak  7,5  ml,  kemudian diblender  selama  ±  2  menit.  Hasilnya dituang dalam beaker gelas dan dipanaskan pada suhu 80  C selama 30  menit. Air  yang sudah  tidak  membentuk  emulsi  dipisakhan dan  emulsi  yang  terbentuk  kemudian ditimbang.  Stabilitas  emulsi  dinyatakan sebagai  campuran  yang  masih  membentuk emulsi  setelah  mengalami  pemanasan  dan dihitung menggunakan rumus:
% 100 emulsi bahan l berat tota tersisa fase berat emulsi Stabilitas  

## c. Stabilitas Berbuih
Sebanyak 0,5 gram sampel dilarutkan dalam  10  ml  aquades  dan  dihomogenkan dengan  shaker  selama  ±  1  menit.  Larutan kemudian  diatur  pHnya  hingga  8  dan dikocok  selama  2  menit.  Volume  buih sebelum  dan  sesudah  dikocok  dicatat,
kemudian    kapasitas  berbuih  dinyatakan sebagai berikut:
% 100 mula - mula cairan vol. tersisa fase berat ntuk buih terbe vol. berbuih Stabilitas  
Untuk  mengamati  stabilitas  buih selama  waktu  tertentu,  emulsi  yang  sudah terbentuk  disimpan  selama  beberapa  lama pada suhu ruang. Volume buih diamati pada jam ke 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4 kemudian dicatat dan  dibuat  kurva  kestabilan  buih  terhadap waktu.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sampel yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  bekatul  ( rice  bran ) yang  diperoleh  dari  daerah  Malang  yaitu berupa  serbuk  yang  masih  kasar.  Preparasi bekatul  dilakukan  dengan  cara  pengayakan 60  mesh.  Sampel  yang  telah  diayak selanjutnya  dilakukan  proses  penghilangan lemak  (delipid)  yang  dilakukan  dengan metode  soxhletasi  menggunakan  pelarut petroleum  eter.  Adanya  lemak  dalam jumlah yang relatif tinggi akan menyulitkan dalam  pemisahan  protein  karena  lemak akan terdapat pada permukaan atas supernatan ekstrak protein. Semua ini perlu diperhatikan  untuk  memperoleh  isolat dalam  jumlah  dan  kadar  protein  yang tinggi.  Hasil  kadar  lemak  dalam  bekatul diperoleh  sebesar  7,336  %.  Selanjutnya bekatul bebas lemak akan diisolasi proteinnya  dan  dikarakterisasi  sifat-sifat fungsionalnya.

## Isolasi Protein Bekatul
Konsentrasi  NaOH  yang  digunakan dalam isolasi bekatul adalah 0,05; 0,1; 0,15; 0,2  M.  Penggunaan  NaOH  yaitu  untuk memisahkan  asam-asam  amino  dalam sampel  yang  biasa  disebut  sebagai  proses hidrolisis.    Pengendapan  protein  digunakan larutan  HCl  2 3 | P a g e N  pH  4,5. Penggunaan  larutan  HCl  umum  digunakan dalam isolasi protein, selain itu juga NaOH dan  HCl  merupakan  pereaksi  yang  sangat efektif dan ekonomis dalam  isolasi protein.
Sedangkan  pengggunaan  pH  4,5  karena pada  Rukmini  (1988)  telah  melakukan pengendapan protein pada NaOH
menggunakan  HCl  dengan  variasi  pH,  dan pH pengendapan yang maksimal adalah pH 4,5.Dengan demikian diharapkan larutan ini dapat menjamin diperolehnya protein bekatul  dengan  sifat-sifat  fungsional  yang lebih  baik.  Hasil  Pengendapan  protein disajikan dalam tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengendapan Ekstrak NaOH Konsentrasi NaOH (M) Jumlah Endapan yang diperoleh 0,05 + 0,1 ++ 0,15 +++ 0,2 ++++
Ket: + = Sedikit ++ = Sedang +++ = Banyak
++++ = Sangat Banyak

## Karakterisasi Protein Bekatul a.  Penentuan  kadar  Protein  dengan Metode Kjeldahl
Hasil  analisis  uji  protein  didapatkan kadar  protein  dalam  bekatul  ekstrak  NaOH lebih  besar  seiring  dengan  meningkatnya konsentrasi NaOH yang digunakan. Melalui titrasi  ini,  dapat  diketahui  kandungan  N dalam  bentuk  NH4  sehingga  kandungan  N dalam  protein  pada  sampel  bekatul  dapat diketahui.  Hasil  kadar  protein  bekatul dengan  variasi  konsentrasi  NaOH  adalah pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Kadar Protein Analisis Kjeldahl
Konsentrasi NaOH (M) Kadar Protein (%) 0,05 74,630 0,10 77,374 0,15 81,391 0,20 82,131
Kadar  protein  bekatul  yang  diekstrak dengan  larutan  NaOH  0,2  M  lebih  besar daripada konsentrasi yang lebih rendah. Hal ini  menunjukan  bahwa  kelarutan  protein

## ALCHEMY , Vol. 4 No. 1 Maret 2015, hal 1-5
dalam  pelarut  dapat  meningkat  dengan penambahan  konsentrasi  NaOH.  Bera  dan Mukherjee (1989) melaporkan bahwa kadar protein  bekatul  hasil  dari  isolasi  yang didapatkan adalah 90 %.

## b. Stabilitas Emulsi
Emulsi merupakan suatu dispersi atau suspensi  suatu  cairan  dalam  cairan  yang lain,  yang  mana  molekul-molekul  kedua cairan  tidak  saling  berbaur  tetapi  saling antagonistik.  Protein  bekatul  mempunyai stabilitas  emulsi  yang  semakin  baik berdasarkan  peningkatan  konsentrasi  yang digunakan, sehingga dapat dijadikan sebagai  sumber  alternatif  untuk  bahan pangan yang membutuhkan stabilitas emulsi  seperti  pembuatan  mayoninnaise dan  susu.  Grafik  stabilitas  emulsi  ekstrak NaOH dilihat pada Gambar 3.
Gambar  3. Grafik  rata-rata  nilai  stabilitas emulsi ekstrak NaOH
Nilai  stabilitas  emulsi  tertinggi  pada konsentrasi  0,2  M  yakni  42,879  %.  Nilai stabilitas  emulsi  protein  bekatul  dalam penelitian  ini  masih  berada  dibawah  nilai stabilitas  emulsi  pada  penelitian  yang dilakukan  oleh  Mukherjee  (1989)  terhadap protein  bekatul  yakni  sebesar  74  %. Perbedaan ini dimungkinkan karena sampel bekatul  yang  digunakan  didapatkan  dari tempat  yang  berbeda.  Semakin  tinggi stabilitas emulsi maka semakain tinggi pula sifat  fungsional  protein  tersebut,  sehingga
dapat  dimungkinkan  digunakan  sebagai bahan produk pangan.

## c. Sifat Buih
Buih  merupakan  dispersi  koloid  dari fase  gas  dalam  fase  cair,  yang  dapat terbentuk saat dikocok. Selama pengocokan akan  terjadi  peningkatan  dan  penurunan ukuran dan  jumlah gelembung udara. Daya buih merupakan ukuran kemampuan protein bekatul untuk membentuk buih  jika dikocok, sedangkan stabilitas buih merupakan  ukuran  kemampuan  struktur buih  putih  telur  untuk  bertahan  kokoh  atau tidak  mencair  selama  waktu  tertentu.  Data tabel  dapat  dilihat  pada  lampiran  4.  Grafik kestabilan  buih ekstrak NaOH dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Grafik  rata-rata  nilai  stabilitas buih ekstrak NaOH
Berdasarkan  Gambar  4  diketahui bahwa  nilai  stabilitas  buih  protein  bekatul ekstrak  larutan  NaOH  semakin  tinggi konsentrasi  yang  digunakan  maka  semakin tinggi kestabilan buihnya. Salah satu faktor yang  mempengaruhi kestabilan  buih adalah viskositas.  Powrie  dan  Tung  (1976) mengemukakan bahwa stabilitas buih dapat ditingkatkan dengan meningkatkan viskositas  larutan,  sedangkan  viskositas akan  semakin  tinggi  dengan  tingginya konsentrasi  protein.  Buih  dapat  stabil apabila viskositas semakin tinggi.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang didapatkan, maka dapat disimpulkan bahwa pada  variasi  konsentrasi  larutan  NaOH untuk  isolasi  protein  bekatul  didapatkan konsentrasi  terbaik  adalah  0,2  M  baik  dari hasil  kadar  protein  maupun  sifat-sifat fungsional  protein.  Kadar  protein  yang didapat  adalah  82  %,  sedangkan  untuk stabilitas emulsi  sebesar 42 % dan stabiltas buih  pda  ekstrak  NaOH  0,2  M  memiliki stabilitas yang terbaik dari pada konsentrasi yang lain.

## V. DAFTAR PUSTAKA
M.B.Bera  &  R.K.  Mukherjee.  1989.
Solubility, Emulsifying and Foaming  Properties  of  Rice  Bran
Protein  Concentrate. J.  Food  Sci. , Vol. 54 (1): 142-145
Powrie,  W.D.  &  Tung,  M.A.  1976.  Food Dispersions,  In  Principle  of  Food Science,  Part  1,  Food  chemistry, Fennema  OR.  Marcel  Dekker,  Inc, New York.
Rukmini,  H.  S.  1988.  Perbaikan  sifat-sifat Fungsional  Protein  Dedak  Padi Secara Kimiawi. Tesis Tidak Diterbitkan. Bogor: ITB Wang, M., Hettiarachchy, N. S., Qi, Burks, M. W., dan Siebenmorgen, T. 1999. Preparation and Functional Properties  of  Rice  Bran  Protein
Isolate. J Food Chem, Vol. 47: 411- 416.