Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Tahukah anda mengapa kadar Nitrogen Non-Kasein (Non Casein Nitrogen/NCN) dan Nitrogen Non Protein (Non Protein Nitrogen/NPN) perlu diketahui? Dalam proses  pasteurisasi susu segar berkualitas tinggi, jumlah serum protein terlarut atau soluble whey protein (WP) yang merupakan salah satu parameter untuk klasifikasi susu pasteurisasi adalah tidak boleh kurang dari 15,5% total Nitrogen (N). Dilain sisi, untuk menentukan soluble whey protein (WP), maka perlu diketahui jumlah total nitrogen (N total) susu, nitrogen non-kasein (NCN) dan zat nitrogen non-protein (NPN). Kandungan WP dihitung sebagai selisih non-kasein nitrogen (NCN) dan non-protein nitrogen (NPN) pada total nitrogen (Ntotal) dalam susu.

 

Apa itu soluble whey protein (WP)?

Susu mengandung lebih dari 100 protein yang berbeda. Bagian utama dari mereka diklasifikasikan ke dalam tiga fraksi nitrogen: kasein (CN) yang paling melimpah yaitu 78% dan terdiri dari empat protein individu (αs1- kasein, αs2-kasein, b-kasein, dan K-kasein); protein serum atau whey / soluble whey protein (WP) sebesar 17%, yang meliputi a-laktalbumin (a-la), b-laktoglobulin (b-lg), albumin serum darah (BSA) dan imunoglobulin (Ig); dan fraksi non-protein nitrogen (NPN) sebesar 5%. Protein whey larut didefinisikan sebagai “protein susu yang tidak didenaturasi dengan perlakuan panas yang dapat ditemukan dalam serum”; protein tersebut adalah salah satu parameter untuk klasifikasi susu pasteurisasi. 

 

Penentuan Protein Whey dalam susu menurut metode Kjeldahl 

Kjeldahl saat ini merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk menentukan kandungan nitrogen dan protein dalam makanan dan pakan, berkat tingkat presisi dan reproduktivitas yang tinggi serta aplikasinya yang sederhana. Metode Kjeldahl modern terdiri dari prosedur mineralisasi bahan organik yang didukung secara katalitik dalam campuran mendidih asam sulfat dan garam sulfat pada suhu pencernaan lebih tinggi dari 400 °C. Selama proses, nitrogen yang terikat secara organik diubah menjadi amonium sulfat. Alkalizing larutan yang didestruksi membebaskan amonia yang secara kuantitatif disuling dengan uap dan ditentukan dengan titrasi.

Berikut adalah perhitungan untuk mendapatkan nilai WP. 

WP % = (NCN - NPN)/N total x 100%

Penentuan non kasein nitrogen (NCN) dan non protein nitrogen (NPN) diperlukan dalam perhitungan protein whey (WP) dalam susu. NCN dan NPN diperoleh dengan memisahkan dan menyaring susu. Lalu apakah NCN dan NPN? NCN adalah fraksi larut dalam kondisi buffer asam asetat/natrium dan NPN merupkan fraksi larut dalam 12% asam trikloroasetat (TCA). Referensi metode untuk Penentuan Non-casein Nitrogen yaitu AOAC 998.05, sedangkan Non-protein Nitrogen yakni AOAC 991.21. Berikut adalah prosedur penetapan nilai NCN dan NPN:

1. Pengadukan produk susu/produk dairy dengan tujuan agar homogen menggunakan alat magnetic stirrer dimana kecepatan diatur  sebesar 700rpm selama 60 detik. 

​Dalam tahap pemisahan NCN dan NPN dilakukan secara terpisah. Sebelum tahap pengendapan dan penyaringan, untuk NCN ditambahkan larutan asam asetat dan natrium asetat. Sedangkan untuk NPN ditambahkan larutan trikloroasetat. 

2. Pengendapan kasein (untuk NCN) dan protein untuk NPN dan penyaringan.

Masing-masing larutan diendapkan dengan jangka waktu tertentu yang berbeda. Setelah itu, dilakukan penyaringan filtrat untuk masing-masing sampel masuk ke tahap metode kjeldahl.

3. Tahap dekstruksi filtrat

Dalam tahap penentuan NCN dan NPN yang digunakan sebagai sampel adalah filtrat. Lakukan pengujian sesuai dengan referensi yang diacu. Pada tahap destruksi, bahan yang mengandung nitrogen organik dirombak menjadi bahan Nitrogen anorganik (garam ammonium sulfat) pada suhu tinggi dengan asam sulfat pekat. Tahap destruksi adalah tahapan yang paling memakan waktu. Reaksi-reaksi ini dapat dipercepat oleh suhu yang digunakan selama destruksi (semakin tinggi suhu yang digunakan, semakin cepat digesti dapat diperoleh). Reaksi destruksii dapat dipercepat juga dengan penambahan katalis (selenium, tembaga, merkuri, titanium).

Untuk tahap destruksii sampel produk dairy selain menggunakan larutan destruksi dan katalis disarankan menggunakan antifoam untuk mereduksi busa yang dihasilkan yang bisa mempengaruhi hasil destruksi. 

Gambar 1. Contoh Alat Digesti

4. Tahap distilasi dan titrasi

Setelah hasil destruksi mencapai suhu ruang, proses dapat dilanjutkan pada alat distilasi dengan memilih program pada unit distilasi yang sesuai dengan sampel.  Pada tahap distilasi, Ammonium sulfat yang ada dalam sampel yang didestruksi diubah menjadi gas amonia, dipanaskan dan disuling. Gas amonia dituntun ke dalam larutan penangkap asam yaitu asam borat di mana gas tersebut larut dan terperangkap menjadi ion amonium. Setelah proses distilasi selesai, distilat sampel akan ditransfer ke labu penampung untuk siap dititrasi.

Tahap titrasi adalah tahapan terakhir dari Tujuan dari tahap titrasi ini adalah untuk menentukan jumlah amonia yang didestilasi dari larutan yang didestruksi dengan menghitung jumlah nitrogen atau protein, sebagai %.

Gambar 2. Contoh Alat Distilasi dan Sistem Titrasi

 

5. Perhitungan Whey Protein (WP)

Hasil nitrogen non-kasein (NCN) dan nitrogen non-protein (NPN) dihitung sebagai persentase nitrogen, dengan menggunakan jumlah sampel volume filtrat (V filtrat) dikalikan 0,4.

Penetapan % NCN dalam Produk Susu/ Dairy

%NCN = mg N / [(G /V sol) x 1000 x V filtrat] x 100 

Keterangan:

G  = berat produk susu (20 g) 

V sol   = larutan susu yang mengandung semua bahan kimia yang diperlukan untuk memisahkan, diisi hingga volume (50 ml) 

V filtrat = filtrat yang digunakan untuk melakukan 1 analisis (ml)

Penetapan % NPN dalam Produk Susu/ Dairy

%NPN = mg N / [(G /V sol) x 1000 x V filtrat] x 100 

G = berat susu (20 g) 

V sol = larutan susu yang mengandung semua bahan kimia yang diperlukan untuk memisahkan, diisi hingga volume ((50 ml) 

V filtrat = filtrat yang digunakan untuk melakukan 1 analisis (ml)

 

Terakhir, perlu dilakukan pengujian Total nitrogen untuk dimasukkan ke rumus dalam perhitungan WP.

WP % = (NCN - NPN)/Ntotal x 100