Morfologi Sarang Burung Walet

8 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Tabel 2.2 Kandungan Asam Amino pada Sarang Burung Walet Rumah dan Sarang Burung Walet Gua Asam amino Mean dan standar deviasi ww Sarang burung walet rumah Sarang burung walet gua Asam aspartat 4,64 ± 0,57 4,94 ± 0,22 Serin 4,16 ± 0,39 4,57 ± 0,63 Asam glutamat 3,75 ± 0,52 3,83 ± 0,25 Glisin 1,80 ± 0,18 1,83 ± 0,15 Histidin 1,82 ± 0,14 1,59 ± 0,24 Arginin 3,27 ± 0,28 3,56 ± 0,44 Treonini 3,15 ± 0,30 3,34 ± 0,44 Alanin 1,34 ± 0,16 1,68 ± 0,07 Prolin 3,39 ± 0,35 3,57 ± 0,36 Sistein 0,73 ± 0,06 0,46 ± 0,02 Tirosin 2,49 ± 0,19 2,41 ± 0,32 Valin 3,51 ± 0,35 3,53 ± 0,40 Metionin 0,27 ± 0,02 0,20 ± 0,01 Lisin 2,30 ± 0,30 1,79 ± 0,24 Isoleusin 1,62 ± 0,17 1,72 ± 0,18 Leusin 3,32 ± 0,34 3,48 ± 0,29 Fenilalanin 2,68 ± 0,21 2,67 ± 0,30 Sumber: Ismail et al., 2013. 2.1.4 Khasiat dan Kandungan Sarang burung walet merupakan makanan berkhasiat yang dihormati oleh bangsa Cina yang telah terbukti memiliki nutrisi yang baik protein larut air, karbohidrat, besi, garam inorganik, dan serat dan manfaat dari sisi medis anti-aging, antikanker, dan meningkatkan imunitas. Sarang walet dari genus Aerodramus mengandung lemak 0,14- 1,28, abu 2,1, karbohidrat 25,62-27,26, dan protein 62-63 Marcone, 2005. Salah satu glikonutrien utama pada sarang walet adalah sialic acid 9 Colombo et al., 2003; Kathan dan Weeks, 1969. Sialic acid memiliki peran penting pada perkembangan neurologi dan intelektual pada bayi Chau et al., 2003. Selain itu, sialic acid juga mempengaruhi hambatan aliran lendir untuk mengusir bakteri, virus dan mikroba 9 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta berbahaya. Dalam hal kandungan nutrisi, komponen utama dari sarang burung walet meliputi protein yang larut dalam air, karbohidrat, elemen seperti kalsium, fosfor, besi, natrium, dan kalium dan asam amino yang memainkan peran penting dalam meningkatkan kekuatan tubuh. Sarang burung walet mengandung jumlah tertinggi dari kalsium dan natrium dibandingkan dengan mineral lain. Telah dilaporkan bahwa jumlah kandungan kalsium dalam olahan sarang burung walet berkisar antara 503,6 sampai 2071,3 mgg dan natrium konten berkisar antara 39,8 sampai 509,6 mgg yang lebih tinggi dari mineral lainnya Norhayati et al., 2010. Selain manfaat di atas, sarang burung walet terbukti dapat menghambat hemaglutinasi terhadap virus influenza Howe, 1961; Howe, Lee, Rose, 1960 dan sebagai faktor pertumbuhan epidermal burung Kong et al., 1987; Ng, Chan Kong, 1986. Selain itu, Matsukawa 2011 menemukan bahwa pemberian oral ekstrak sarang burung walet meningkatkan kekuatan tulang dan kadar kalsium tulang. 2.2 Protein Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama protein, karena terdapat di dalam semua protein akan tetapi tidak terdapat di dalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16 dari berat protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya Almatsier, 1989. 2.2.1 Struktur Protein Molekul protein merupakan rantai panjang yang tersusun oleh mata rantai asam-asam amino. Dalam molekul protein, asam-asam amino saling 10 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dirangkaikan melalui reaksi gugusan karboksil asam amino yang satu dengan gugusan amino dari asam amino yang lain, sehingga terjadi ikatan yang disebut ikatan peptida. Bila tiga molekul asam amino berikatan, disebut tripeptida dan bila lebih banyak lagi disebut polipeptida. Polipeptida yang hanya terdiri dari sejumlah beberapa molekul asam amino disebut oligopeptida. Molekul protein adalah suatu polipeptida, dimana sejumlah besar asam-asam aminonya saling dipertautkan dengan ikatan peptida tersebut Gaman, 1992. Berdasarkan strukturnya, protein dibentuk oleh: 1. Struktur primer, dibentuk oleh ikatan peptida antar asam amino. Struktur ini mengacu pada jumlah, jenis, serta urutan asam amino yang membentuk rantai polipeptida. Gambar 2.2 Struktur primer protein Sumber: Brown, 2002. 2. Struktur sekunder, dibentuk oleh ikatan hidrogen intramolekular yang terjadi di antara oksigen karbonil dan nitrogen amida pada perangkat peptida. Gambar 2.3 Struktur sekunder protein; a α helix; b β sheet Sumber: Brown, 2002. 3. Struktur tersier, merupakan rangkaian molekular yang menggambarkan bentuk keseluruhan dari protein. a 11 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 4. Struktur kuartener dibentuk oleh beberapa polipeptida yang berikatan satu sama lain tidak secara kovalen Bintang, 2010. Gambar 2.4 Struktur protein; a struktur tersier; b struktur kuartener Sumber: Russel, 2010. 2.2.2 Fungsi Protein Berdasarkan fungsi biologinya, protein dapat diklasifikasikan sebagai enzim dehidrogenase, kinase, protein penyimpanan feritin, mioglobin, protein pengatur protein pengikat DNA, hormon peptida, protein struktural kolagen, proteoglikan, protein pelindung faktor pembekuan darah, imunoglobulin, protein pengangkut hemoglobin, lipoprotein plasma, dan protein kontraktilmotil aktin, tubulin Murray, 2003. Protein yang mempunyai fungsi sebagai media perambatan impuls saraf ini biasanya berbentuk reseptor; misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor penerima warna atau cahaya pada sel – sel mata Winarno, 1997. 2.2.3 Pengukuran Kadar Protein Metode Kjeldahl pertama kali dikembangkan pada tahun 1883 oleh Johann Kjeldahl. Metode penetapan kadar protein dengan metode ini sangat umum digunakan untuk menentukan kandungan protein dalam bahan pangan. Metode ini didasarkan pada pengukuran kadar nitrogen total yang ada di dalam sampel. Kandungan protein dapat dihitung dengan mengasumsikan rasio tertentu antara protein terhadap nitrogen untuk produk tertentu yang dianalisis. Karena unsur nitrogen bukan hanya berasal dari protein, maka metode ini umumnya didasarkan pada asumsi 12 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta bahwa kadar nitrogen di dalam protein sekitar 16. Oleh karena itu, untuk mengubah dari kadar nitrogen ke dalam kadar protein, sering digunakan angka faktor konversi sebesar 10016 atau 6,25. Namun demikian, untuk beberapa jenis bahan pangan faktor konversi yang digunakan berbeda Andarwulan, Kusnandar dan Herawati, 2011. Tabel 2.3 Faktor Konversi untuk Mengkonversi Persen Nitrogen Menjadi Protein Jenis pangan X N dalam protein Faktor konversi F 100X Campuran 16,00 6,25 Daging 16,00 6,25 Maizena 16,00 6,25 Roti, gandum, makaroni, bakmi 16,00 6,25 Susu dan produk susu 1566 6,38 Tepung 17,54 5,70 Telur 14,97 6,68 Gelatin 18,02 5,55 Kedelai 17,51 5,71 Beras 16,81 5,95 Kacang tanah 18,32 5,46 Sumber: Andarwulan, Kusnandar dan Herawati, 2011. Dalam penetapan protein metode Kjeldahl, sampel yang akan dianalisis harus dihancurkan destruksi dahulu secara sempurna, sehingga seluruh karbon dan hidrogen teroksidasi dan nitrogen diubah menjadi amonium sulfat. Proses penghancuran ini dilakukan dengan menambahkan asam sulfat ke dalam sampel dan proses pemanasan pada suhu tinggi, sehingga dihasilkan larutan berwarna jernih yang mengandung amonium sulfat. Untuk mempercepat proses penghancuran ini, ditambahkan juga katalisator. Selanjutnya, amonium sulfat dinetralkan dengan menggunakan alkali pekat dan didestilasi, destilat ditampung ke dalam beaker yang berisi larutan asam borat. Ion borat ini kemudian dititrasi dengan menggunakan asam klorida. Hasil yang diperoleh merupakan kandungan protein kasar disebabkan nitrogen yang terukur bukan hanya dari protein tetapi juga dari komponen nonprotein yang mengandung nitrogen. Andarwulan, Kusnandar dan Herawati, 2011. 13 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta a Tahap penghancuran destruksi Tahap penghancuran destruksi dilakukan dengan menambahkan asam kuat, yaitu asam sulfat dan dilakukan proses pemanasan pada suhu sekitar 370 ⁰C. Tahap ini sangat penting karena akan membebaskan nitrogen dari sampel. Supaya proses penghancuran ini berjalan sempurna dan berjalan lebih cepat, maka sering ditambahkan seperti merkuri oksida HgO. Dalam metode AOAC 988.05, campuran tembaga Cu dan titanium Ti dioksida juga telah digunakan dalam proses destruksi pada analisis protein. Untuk mempercepat proses destruksi ini, juga ditambahkan potasium sulfat yang berperan untuk meningkatkan titik didih asam sulfat. Selama proses destruksi ini, nitrogen akan bereaksi dengan asam sulfat menghasilkan amonium sulfat. Reaksi yang terjadi selama proses destruksi adalah sebagai berikut: Pemanasan N contoh + H 2 SO 4 NH 4 2 SO 4 Katalis b Netralisasi dan destilasi Setelah proses destruksi selesai, larutan yang mengandung amonium sulfat diperlukan dengan penambahan alkali NaOH pekat untuk menetralkan asam sulfat. Dengan adanya larutan NaOH pekat ini, maka amonium sulfat akan dipecah menjadi gas amoniak. Dengan melalui proses destilasi, gas amoniak ini kemudian akan menguap ditangkap oleh asam borat H 3 BO 3 . c Titrasi Dalam tahap titrasi, senyawa NH 4 H 2 BO 3 dititrasi dengan menggunakan asam klorida encer 0,02 N, sehingga asam borat terlepas kembali dan terbentuk amonium klorida. Jumlah asam klorida yang digunakan untuk titrasi setara dengan jumlah gas NH 3 yang dibebaskan dari proses titrasi. Reaksi yang terjadi selama proses titrasi adalah sebagai berikut Andarwulan, Kusnandar dan Herawati, 2011: 2 NH 4 H 2 BO 3 + 2 HCl  2 NH 4 Cl + 2 H 3 BO 3 14 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Rumus kadar protein: Kadar Pr otein = 100 100 x F Keterangan: N = Normalitaskadar HCl F = faktor konversi Sudarmadji, 1989 2.2.4 Analisis Profil Protein Pemisahan protein merupakan tahap yang harus dilakukan untuk mempelajari sifat dan fungsi protein. Protein dapat dipisahkan dari protein jenis lain atau dari molekul lain berdasarkan ukuran, kelarutan, muatan, dan afinitas ikatan Nelson, 2004. Salah satu teknis yang digunakan untuk melihat profil protein dan menentukan bobot molekulnya menggunakan SDS-PAGE Stryer, 1995. Elektroforesis adalah suatu teknik pemisahan molekul selular berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan medan listrik yang dialirkan pada suatu medium yang mengandung sampel yang akan dipisahkan. Jika molekul yang bermuatan negatif dilewatkan melalui satu medium, misalnya gel agarosa, kemudian dialiri arus listrik dari satu kutub ke kutub yang berlawanan muatannya, maka molekul tersebut akan bergerak dari kutub negatif ke kutub positif. Kecepatan gerak molekul tersebut tergantung pada rasio muatan terhadap massanya, serta tergantung pula pada bentuk molekulnya Yuwono, 2005. Kegunaan elektroforesis antara lain, 1 menentukan berat molekul, 2 mendeteksi terjadinya pemalsuan bahan, 3 mendeteksi terjadinya kerusakan bahan seperti protein dalam pengolahan dan penyimpanan, 4 memisahkan spesies molekul yang berbeda secara kualitatif maupun kuantitatif, yang selanjutnya masing-masing spesies dapat dianalisis, 5 menetapkan titik isoelektrik protein Yuwono, 2005. 15 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Gambar 2.5 Pemisahan Protein dengan SDS-PAGE Sumber: Stryer , 1995. 2.2.5 Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrilamide Gel Electrophoresis SDS-PAGE Salah satu jenis elektroforesis yang digunakan secara luas pada saat ini adalah sodium dodecyl sulfate-polyacrilamide gel electrophoresis SDS-PAGE. Pemisahan protein dengan metode SDS-PAGE bertujuan untuk memisahkan protein dalam sampel berdasarkan berat molekul. Prinsip dasar SDS-PAGE adalah denaturasi protein oleh sodium dedosil sulfat yang dilanjutkan dengan pemisahan molekul berdasarkan berat molekulnya dengan metode elektroforesis yang menggunakan gel, dalam hal ini yang digunakan adalah poliakrilamid Janson et al., 1998. Gambar 2.6 Struktur Kimia SDS Sumber: http:chemistry.about.comodfactsstructuresigChemical-Structures--- SSodium-Dodecyl-Sulfate.htm SDS-PAGE dilakukan pada pH netral menggunakan SDS dan beta-merkaptoetanol. SDS merupakan deterjen anionik yang bersama dengan beta-merkaptoetanol dan pemanasan merusak struktur tiga dimensi protein. Hal ini disebabkan oleh terpecahnya ikatan disulfida yang selanjutnya tereduksi menjadi gugus-gugus sulfihidril Janson et al., 1998. SDS-PAGE dilakukan pada medan gerak vertikal dan pembuatannya lebih sulit dibanding elektroforesis gel agarosa, karena 16 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta biasanya digunakan poliakrilamid dengan resolusi yang tinggi dan membutuhkan biaya yang lebih mahal serta preparasi yang lebih lama. SDS-PAGE dapat memisahkan protein dengan ukuran 5—200 kDa Konservasi Biodiversitas Raja4, 2012. Gambar 2.7 Pemutusan ikatan disulfida protein oleh SDS Sumber: http:www.bio-rad.comen-idapplications-technologiesprotein-electrophoresis- methods

2.3 Asam Amino

Asam amino merupakan unit dasar struktur protein. Suatu asam amino α terdiri dari gugus amino, gugus karboksil, atom H dan gugus R tertentu, yang semuanya terikat pada atom karbon α. Atom karbon ini disebut α karena bersebelahan dengan gugus karboksil asam. Gugus R menyatakan rantai samping Stryer, 1995. Gambar 2.8 Struktur umum asam amino Sumber: Nelson dan Cox, 2004. Berdasarkan polaritas gugus R, asam amino dibedakan menjadi 4 golongan yaitu 1 asam amino dengan gugus-R yang bersifat non polar, seperti alanin, leusin, isoleusin, valin, prolin, fenilalanin, triftopan, dan metionin, 2 asam amino dengan gugus –R polar tidak bermuatan, seperti 17 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta serin, treonin, tirosin, aspargin, glutamin, sistein dan glisin, 3 asam amino dengan gugus –R bermuatan positif, seperti lisin, arginin, histidin, dan 4 asam amino dengan gugus –R bermuatan negatif, seperti asam aspartat dan asam glutamat Bodanszky, 1993; Sumarno et al., 2002. 2.3.1 Analisis Profil Asam Amino Pemisahan kromatografi kolom klasik secara khas dilakukan dengan menggunakan kolom kaca yang dikemas bersama suatu penyangga kompresibel sehingga menghindarkan diperlukannya penggunaan tekanan tinggi. Pemisahan dengan cara ini menuntut kecepatan alir pelarut dan karenanya, kecepatan analisis, yang lebih tinggi. Ada dua pilihan untuk pemeriksaan analisis. Asam amino dapat direaksikan dengan reagen yang memudahkan deteksi dan penentuan kuantitas sebelum, atau sesudah KCKT. Deteksi pasca-kolom umumnya menggunakan ninhidrin, yang dengan asam amino akan membentuk warna ungu. Meskipun demikian, metode deteksi pasca-kolom ini sekarang diganti dengan pereaksi campuran asam-asam amino dengan reagen seperto 6-aminokuinolil-N- hidroksisuksinimidil karbamat AQC sebelum KCKT; reaksi ini akan membentuk derivat asam amino fluoresen yang menyerap sinar UV. Sensitivitas pendekatan pasca-kolom ini memungkinkan analisis material dengan jumlah pikomolar yaitu, umumnya 1-2 µg protein murni atau 0,2 µg peptida pendek Rodwell, 2003. 2.3.2 Kromatografi Cair Kinerja Tinggi KCKT KCKT secara mendasar merupakan perkembangan tingkat tinggi dari kromatografi kolom. KCKT adalah kromatografi yang dikembangkan menggunakan cairan sebagai fase gerak baik cairan polar maupun cairan nonpolar, dan bekerja pada tekanan tinggi Adnan, 1997. KCKT merupakan suatu cara pemisahan komponen dari suatu campuran berdasarkan perbedaan distribusiabsorbsiadsorbsi komponen di antara dua fase yang berbeda, yaitu fase diam dan fase gerak Salamah, 1997. 18 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Gambar 2.9 Skema alat KCKT Sumber: NMSU Board of Regents, 2006. Pelarut yang biasanya digunakan pada KCKT adalah air, metanol, asetonitril, kloroform, dan pelarut lainnya yang berada dalam keadaan murni HPLC grade. Pelarut-pelarut tersebut sebelum digunakan harus disaring terlebih dahulu dengan kertas saring milipore 0,45 mm dan harus dihilangkan gasnya degassing. Komponen utama alat yang dipakai dalam KCKT antara lain 1 reservoir zat pelarut untuk fase gerak; 2 pompa; 3 injektor; 4 kolom; 5 detektor, dan 6 rekorder Adnan, 1997. Jantung dari peralatan KCKT adalah kolom dimana terdapat fase diam dan terjadi pemisahan komponen antara fase diam dan fase bergerak yang dialirkan dengan bantuan pompa Salamah, 1997.