Isolasi Kolagen Kelompok 10

Slide 1

ISOLASI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN LARUT ASAM DARI SISIK IKAN LAUT DARI JEPANG DAN VIETNAM

Department of Food Science and Technology, Tokyo University of Marine Science and Technology , Japan.Kelompok X1. Sri Syuhada2. Suhartina Handayani3. Tria Septiana4. Uyun Handayani5. Wahida Rismi W.6. Yudi Setiawan7. Yuyun Septiana8. Muhammad Triyono

PENDAHULUAN 1.1 latar belakangKolagen adalah protein berserat bagian utama penyusun kulit, tulang, tendon dan jaringan ikat lainnya pada hewan darat. Ada 29 kolagen yang berbeda secara genetik terdapat dalam jaringan hewan. Diantara 29 kolagen tersebut, tipe I kolagen adalah yang paling melimpah, dan telah ditemukan aplikasinya secara luas dalam berbagai bidang, seperti produk makanan, biomedis dan farmasi, dan industri kecantikan dan kosmetik (Sobral et al, 2001;. Duan, Zhang, Du, Yao, & Konno, 2009).Umumnya, sumber utama kolagen komersial berasal dari sapi dan babi. Namun, kekhawatiran tentang kesehatan sapi dan babi, seperti munculnya bovine spongiform encephalopathy dan penyakit kaki dan mulut, telah menyebabkan penurunan memasok kolagen mamalia dalam beberapa tahun terakhir (Kittiphattanabawon, Benjakul, Visessaguan, Nagai, & Tanaka, 2005). Oleh karena itu, kolagen ikan adalah alternatif kolagen mamalia (Nagai, Araki, & Suzuki, 2002; Nomura, Sakai, Ishii, & Shirai, 1996).Di Jepang spesies ikan laut dan produk olahan makanannya sangat penting (Nagai dan Suzuki, 2000a; Nagai dan Suzuki, 2000b). Ikan Lizard, makarel kuda, mullet abu-abu, ikan terbang dan yellowback seabream adalah bahan baku yang digunakan untuk olahan surimi di Jepang (Shimizu, 1987; Yamanaka & Tanaka, 2007). Makarel kuda juga digunakan sebagai bahan baku segar untuk sashimi dan sushi, yaitu makanan populer di Jepang (Yamanaka & Tanaka,2007). Di Vietnam, ikan laut juga memainkan peran penting dalampengembangan seafood (makanan laut) sebagai produk ekonomi. ikan Lizard dan makarel kuda juga merupakan bahan baku yang digunakan untuk memproduksi bakso ikan di Vietnam (CTU, http://www.ctu.edu.vn/colleges/aquaculture/aquafishdata. Diakses 31.01.13). Namun, selama pengolahan ikan, sejumlah besar produk sampingan, seperti kulit, sisik dan tulang, yang menyumbang 50-70% dari berat ikan, dibuang (Kittiphattanabawon et al., 2005).

Pemanfaatan limbah laut, termasuk sisik, diperlukan dari sudut pandang lingkungan konservasi dan pengembangan industri-industri baru. Kolagen dari sisik ikan mas (Cyprinus carpio) (Duan et al., 2009), goat fish emas (Parupeneus heptacanthus) (Matmaroh, Benjakul, Prodpran, Encarnacion, & Kishimura, 2011), sarden (Sardinop melanostictus), seabream merah (Pagrus utama) dan Bass Jepang (Lateolabrax japonicus) (Nagai, Izumi, & Ishii, 2004) dan red fish laut dalam (Sebastes mentella) (Wang et al., 2008) telah diisolasi dan dikarakterisasi. Dari literatur dapat diprediksi bahwa kolagen dari berbagai jenis ikan berbedadalam komposisi molekul dan sifat fungsional. Namun, tidak ada informasi yang ada tentang kolagen sisik komersial spesies di Jepang dan Vietnam, seperti makarel kuda dan kadal ikan. Selain itu, suhu air laut juga dianggap mempengaruhi kandungan kolagen sisik ikan . Jongjareonrak, Benjakul, Visessaguan, dan Tanaka (2005) melaporkan pengaruh lingkungan dan suhu tubuh pada sifat kolagen kulit kakap mata besar. Namun, studi banding dari pengaruh suhu habitat pada sifat kolagen dari sisik ikan kurang.

1.2 TujuanTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkarakterisasi kolagen larut asam (ASC) dari sisik ikan kadal dan makarel kuda yang ditangkap di jepang dan vietnam dan mullet abu-abu, ikan terbang, dan seabream yellowback dari jepang. Pengaruh suhu lingkungan pada sifat sisik ikan juga dipelajari dengan menganalisis perbedaan antara ikan kadal dan makarel kuda yang ditangkap di jepang dan vietnam.

Metode penelitianBahan :Sisik ikan kadal, mullet abu-abu dan seabream yellow back (dikumpulkan pada Nov 2011 di Prefektur Miyazaki Jepang). Sisik ikan makarel kuda dan ikan terbang (dikumpulkan pada Jan 2012 di Prefektur Nagasaki dan Chiba Jepang). Sisik ikan kadal dan makarel kuda (dikumpulkan pada Jan 2012 dari Perusahaan makanan laut beku di Vietnam). NaOHNa2EDTANaClAsam asetatHClSampel PenyanggaMercaptoethanolPoliakrilamidaPewarna Coomassie biru R-250MetanolSerum Albumin BovineN2

Alat :GuntingKantong plastikSentrifugeFilter membran selulosaPengadukTermogram DSCSoftwere SPSSKalorimeterPanci aluminium

Metode :Hasil dan diskusi Komposisi Proksimat Sisik

Kandungan protein sisik makarel kuda dari Jepang (35,5 1,3%) lebih rendah dibandingkan dari Vietnam (44,8 0,4%). Di sisi lain, kandungan protein dalam sisik ikan kadal dari Jepang (46,2 0,1%) lebih tinggi dibandingkan dari Vietnam (44,4 0,5%). Namun, kandungan abu makarel kuda dan sisik ikan kadal yang ditangkap di Jepang mirip dengan yang dari Vietnam. kandungan Protein dan abu yang tinggi ditemukan dalam sisik dari mullet abu-abu (50,4 0,4% dan 47,9 0,6%, masing-masing), ikan terbang (34,7 0,9% dan 50,2 0,3%, masing-masing) dan yellowback laut bream (38,5 0,9% dan 46,7 1,2%, masing-masing), Dengan penambahan 0,5 M larutan Na2EDTA pada pH 7,5 selama 24 jam efektif menghapus konten abu sisik ikan laut (dari 42,7-54,7% menjadi 1,4-1,9%).

Hasil ekstraksi ASC dari sisik ikan laut Hasil ASC dari sisik ikan disajikan pada Tabel 1. Hasil dari makarel kuda yang tertangkap di Jepang adalah yang tertinggi (1,51 0,01%) sedangkan ikan mullet abu-abu adalah yang terendah (0.43 0,02%). Hasil panen dari makarel kuda dan ikan kadal tertangkap di Jepang (1,51 0,06% dan 0,79 0,01%, masing-masing) lebih tinggi dibandingkan dari Vietnam (0,64 0,02% dan 0,69 0,01%, masing-masing). Hasil panen ASC dalam penelitian ini (0,43-1,51%) jauh lebih kecil dari ikan merah laut dalam (6,8%) (Wang et al., 2008). Dengan demikian, hasil ASC tampaknya tergantung pada jenis ikan dan struktur kolagen (Duan et al., 2009).

Tabel 1. Hasil panen ekstraksi kolagen larut asam

Tabel 2. Komposisi Asam Amino Kolagen Laruta Asam dari sisik IkanKomposisi Asam Amino

Pada Tabel 2. Glycine, yang paling berlimpah asam amino ditemukan dalam kolagen, menyumbang dari 33,2% menjadi 34,4% dari total asam amino, tergantung pada spesies. ASCs dari sisik sampel ikan terutama terdiri dari alanin, prolin, asam glutamat dan hidroksiprolin, mirip dengan kolagen spesies ikan lain (Bae et al, 2008;.. Wang et al, 2008). Tidak ada tryptophan dapat dideteksi dalam semua sampel kolagen. Kandungan metionin (31-38 residu per 1.000 residu) agak lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian lain (Bae et al, 2008; Wang et al, 2008; Duan et al., 2009). Kandungan asam amino (prolin dan hidroksiprolin) ASC (berkisar 165-178 residu per 1.000 residu) agak berbeda dengan sisik ikan merah laut dalam(Wang et al., 2008), sisik goatfish emas (Matmaroh et al., 2011) dan ikan mas (Duan et al., 2009), yang berkisar dari 160 hingga 192 residu per 1.000 residu.Kandungan asam imino adalah faktor penting dalam memperkirakan stabilitas termal kolagen. Kimura, Zhu, Matsui, Shijoh, dan Takamizawa (1988) menjelaskan bahwa kandungan asam imino terkait dengan suhu habitat ikan. ASCs dari jenis ikan yang menghuni lingkungan yang dingin memiliki kandungan asam amino lebih rendah daripada mereka yang berasal dari ikan yang mendiami lingkungan yang hangat (Bae et al., 2008).Perbedaan suhu air dapat menjadi alasan kandungan asam amino rendah ASC dalam sisik makarel kuda dari Jepang (165/1000 residu) dibandingkan dengan yang dari Vietnam (175 / 1000 residu).

Analisis SDS-PAGE dari ASC

Pada gambar ini, Pola SDS-PAGE menunjukkan bahwa semua ASCs terdiri dari dua rantai yang berbeda , 2 dan 1, serta komponen, dan tidak ada perbedaan dalam pola antara spesies. Dari pola elektroforesis dan mobilitas kolagen, ia menyatakan semua ASCs yang tipe I kolagen (terdiri dua rantai berbeda , 1 dan 2 dan kepadatan dari 1 lebih tinggi dari 2). ASCs dari sisik spesies ikan laut lainnya, termasuk sarden, seabream merah, seabass Jepang (Nagai et al., 2004), ikan laut merah dalam (Wang et al., 2008) dan goatfish emas (Matmaroh et al., 2011), juga telah diklasifikasikan sebagai kolagen tipe I.

Gambar 1. SDS-PAGE kolagen larut asam dari sisik ikan. garis1, penanda berat molekul tinggi; jalur. Garis 2, ikan kadal dari Jepang; garis 3, ikan kadal dari Vietnam; garis 4, makarel kuda dari Jepang; garis 5, makarel kuda dari Vietnam; garis 6, mullet abu-abu; garis 7, ikan terbang; garis 8, seabream yellowback.

Kelarutan Kolagen

Gambar 2. Kelarutan Relative kolagen larut asam dari sisik ikan pada berbagai konsentrasi NaCl. (a) ikan Lizard dan makarel kuda dari Jepang dan Vietnam. (b) abu-abu mullet, ikan yellowback seabream dan ikan terbang.

Kelarutan ASC pada konsentrasi NaCl yang berbeda ditunjukkan pada Gambar. 2a dan b. Semua sampel kolagen menunjukkan perilaku kelarutan yang sama. Semua ASCs menunjukkan kelarutan tinggi pada konsentrasi NaCl dari 0.2- 0,4 M (75,14-100%). Kelarutan semua sampel menurun tajam dengan konsentrasi NaCl> 0,4 M. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: pada konsentrasi NaCl yang tinggi, kelarutan menurun dengan meningkatkan interaksi hidrofobik-hidrofobik antara rantai protein, menyebabkan timbulnya protein (Damodaran, 1996).

Gambar. 3.Pengaruh pH pada kelarutan ASC dari sisik ikan. (a) ikan Lizard dan makarel kuda dari Jepang dan Vietnam. (b) Abu-abu mullet, seabream yellowback dan ikan terbang.

Pengaruh pH pada kelarutan ASCs untuk 0,1 M asam asetat adalah ditunjukkan pada Gambar. 3a dan b. Semua ASCs menunjukkan kecenderungan yang sama;semua menunjukkan kelarutan tinggi pada pH asam (1-5). Kelarutan menurun secara drastis dalam kisaran pH 7-10, terlepas dari spesies. Hal ini menunjukkan bahwa pH ASC mencapai pI dalam kisaran ini, yaitu, total muatan bersih ASC, menjadi nol, sehingga timbulnya protein (Jongjareonrak et al., 2005).

Gambar 4. Thermograms DSC ASC dari sisik ikan laut dalam 0,1 M asam asetat

Dimana x adalah suhu denaturasi (C) dan Y merupakan kandungan asam imino (residu / 1000 residu). Suhu Denaturasi adalah indeks penting untuk mengevaluasi stabilitas termal dari kolagen. Dengan menggunakan DSC untuk mengukur aliran panas endotermik, suhu denaturasi kolagen dapat dihitung.Ikan kadal dari Jepang dan Vietnam menunjukkan ASC Td yang sama, 27,6 C (DH = 0,44 mJ / mg) dan 27,4C (DH = 0,42 mJ / mg), masing-masing. Makarel kuda dari Jepang memiliki Td dari 26,1 C (DH = 0,29 mJ / mg), yang lebih rendah dari itu dari Vietnam (28.1 C, DH = 0,59 mJ / mg).Secara umum, Td kolagen dari sisik ikan laut sekitar 26-29 C, menunjukkan bahwa kolagen ikan umumnya kurang stabil terhadap panas daripada kolagen mamalia (Td about 41 C) (Burjanadze, 1992). Hasil ini mirip dengan yang dilaporkan untuk kolagen dari sisik ikan laut red fish (17,7 C) (Wang et al., 2008) dan sisik ikan mas (sekitar 28? C) (Duan et al., 2009). Ketahanan panas kolagen meningkat dengan kandungan asam amino (Wong, 1989). Selain itu, stabilitas termal kolagen tidak hanya tergantung pada kandungan asam imino tetapi juga berhubungan langsung dengan suhu lingkungan dan striktur spesies ikan (Rigby, 1968). Secara umum, kolagen didenaturasi dengan gelatin bila digunakan sebagai bahan makanan dalam industri makanan. Suhu denaturasi rendah kolagen skala diamati dalam penelitian ini memungkinkan untuk ekstrak gelatin pada suhu rendah dibandingkan dengan gelatin mamalia. Ini mungkin menjadi keuntungan ekonomi untuk menggunakan sisik ikan sebagai bahan baku gelatin.

KESIMPULANKolagen dapat diperoleh secara efektif dari limbah pengolahan beberapa ikan laut komersial dari Jepang dan Vietnam, yang ternyata memiliki potensi sebagai alternatif kolagen mamalia. Seperti, ikan kadal (Saurida spp.) Dan makarel kuda (Trachurus japonicus) dari Jepang dan Vietnam dan mullet abu-abu (Mugil cephalis), ikan terbang (Cypselurus melanurus) dan yellowback seabream (Dentex tumifrons) dari Jepang.Semua kolagen yang diekstrak dari sisik ikan laut diidentifikasi merupakan jenis tipe I kolagen.