Friess 1998. Kittiphattanabawon et al. 2010a mengatakan glisina merupakan asam amino utama pembentuk kolagen yang meliputi 13 dari total asam amino.
Friess 1998 menyatakan bahwa asam amino glisina terdapat pada setiap posisi ketiga susunan asam amino triple heliks kolagen Gly-X-Y, sementara 35 dari
asam amino penyusun triple heliks kolagen merupakan prolina dan hidroksiprolina. Muyonga et al. 2004a menyatakan bahwa gabungan prolina
dan hidroksiprolina yang dikenal dengan istilah asam imino memiliki fungsi sebagai bahan penstabil panas dari kolagen. Menurut Regenstein dan Zhou
2007, komposisi asam imino dalam kolagen bervariasi antar spesies tergantung dari lingkungan hidup terutama suhu habitat spesies tersebut. Kittiphattanabawon
et al. 2010a menyatakan bahwa kolagen yang berasal dari spesies yang hidup di lingkungan dingin mengandung prolina dan hidroksiprolina yang lebih rendah
dibandingkan dengan kolagen dari ikan yang hidup dalam lingkungan yang lebih hangat sehingga kolagen yang berasal dari spesies yang hidup di lingkungan
dingin memilki titik lebur dan stabilitas termal lebih rendah daripada kolagen yang berasal dari spesies yang hidup di lingkungan hangat.
Gambar 4 Jalur biosintesis fibril kolagen Shoulders dan Raines 2009.
Kolagen tipe I mempunyai struktur triple superhelik dengan tiga rantai polipeptida yang merupakan jenis kolagen yang banyak terdapat pada jaringan
kulit, tendon, tulang, kornea, dentin, fibrokartilago, usus, uterus, dan dermis Friess 1998. Kolagen jenis ini memiliki fungsi mekanik untuk menjaga
stabilitas, kekuatan, dan ketangguhan dari jaringan tersebut Fratzl 2008. Triple heliks kolagen tipe I berbentuk heterotrimer dari dua ikatan
α1I dan satu ikatan α2I. Kolagen tipe I yang terkandung pada kulit sebagian besar berkomposit
dengan kolagen tipe III Gelse et al. 2003. Tropokolagen pada kolagen tipe I berbentuk batang dengan berat molekul rata-rata sekitar 300 kDa, panjang 300 nm
dengan diameter 1,5 nm. Kolagen tipe I juga memiliki wilayah non helical teleopeptida yang mengandung 9
26 asam amino. Tropokolagen beragregasi membentuk mikrofibril yang terdiri dari empat hingga delapan tropokolagen dan
selanjutnya membentuk fibril dengan diameter mencapai 10 500 nm Friess
1998. Struktur kimia dari kolagen tipe I ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Struktur kimia kolagen tipe I: susunan asam amino a; struktur sekunder dan tersier triple heliks b; struktur kuartener.
2.5 Ekstraksi kolagen
Karakteristik sifat fisik dan kimia dari kolagen tidak hanya tergantung pada asal hewan tetapi juga dipengaruhi oleh teknologi yang digunakan dalam proses
ekstraksi. Ekstraksi kolagen dapat dilakukan secara kimiawi maupun kombinasi secara kimiawi dan enzimatis. Ekstraksi secara kimiawi dikelompokkan menjadi
dua yaitu proses asam dan basa. Proses asam cocok digunakan untuk bahan baku yang memiliki struktur kolagen dengan sedikit ikatan silang, misalnya babi dan
kulit ikan; sedangkan proses basa umumnya digunakan untuk bahan baku yang memiliki ikatan silang lebih padat dan kompleks seperti tulang dan kulit sapi
Karim dan Bhat 2009. Ekstraksi kolagen dari kulit ikan dapat dapat dilakukan dengan berbagai
metode Tabel 3. Ekstraksi kolagen dari kulit ikan meliputi tahapan pretreatment kulit, ekstraksi dengan asam atau kombinasi asam dengan enzim, purifikasi, dan
pengeringan. Ekstraksi kolagen diawali dengan proses pretreatment kulit dengan melakukan perendaman kulit dalam larutan NaOH. Proses ini bertujuan untuk
menghilangkan zat selain protein kolagen, misalnya lemak, kotoran, pigmen, dan protein non kolagen. Hinterwaldner 1977 menyatakan bahwa perendaman kulit
dalam larutan basa mengakibatkan hancurnya sebagian ikatan silang pada struktur kolagen sehingga kulit dapat melepaskan zat selain protein kolagen.
Penghilangan lemak dapat dilakukan pada proses pretreatment kulit menggunakan butil alkohol. Proses ini dilakukan setelah proses perendaman kulit dalam larutan
NaOH. Ekstraksi kolagen umumnya dilakukan dengan menggunakan 0,5 M asam asetat, namun jenis asam organik yang juga dapat digunakan untuk ekstraksi
kolagen diantaranya asam asam sitrat dan asam laktat. Rendemen kolagen dapat ditingkatkan dengan proses ekstraksi kombinasi asam dan enzim. Beberapa jenis
enzim yang dapat digunakan adalah pepsin, tripsin, pankreatin, fisin, bromelin, dan papain. Enzim tersebut mengakibatkan terputusnya ikatan kovalen cross-
linking pada struktur kolagen Skierka dan Sadowska 2007. Kolagen larut asam dipurifikasi dengan metode presipitasi menggunakan NaCl yang dilanjutkan
dengan dialisis. Kolagen hasil dialisis dikeringkan dengan freeze dryer.
Tabel 3 Metode ekstraksi kolagen dari kulit ikan
Jenis ikan Pretreatment
Ekstraksi Sumber pustaka
Japanese sea-bass Lateolabrax
japonicus, Chub mackerel
Scomber japonicus
Bullhead shark Heterodontus
japonicus Deproteinasi dengan
0,1 N NaOH dan dilanjutkan dengan
deffated dengan 10 butil alkohol selama
1 hari Perendaman dalam 0,5 M
asam asetat selama 3 hari Nagai dan Suzuki
2000
Cuttlefish Sepia lycidas
Deproteinasi dengan 0,1 M NaOH selama
3 hari Acid Soluble Collagen
ASC Perendaman dalam 0,5 M
asam asetat selama 3 hari Pepsin Soluble Collagen
PSC Perendaman dalam 0,5 M
asam asetat ditambah 10 wv pepsin selama 48
jam Nagai et al. 2001
Bigeye snapper Priacanthus
tayenus Deproteinasi dengan
0,1 N NaOH 1:10 wv selama 6 jam
dan pelarut diganti 2 jam sekali,
dilanjutkan deffated dengan 10 butil
alkohol 1:10 wv selama 18 jam dan
pelarut diganti 6 jam sekali
Perendaman dalam 0,5 M asam asetat 1:30 wv
selama 24 jam Kittiphattanabawon
et al. 2005
Baltic cod Gadus morhua
- 1 Ekstraksi dengan
variasi jenis asam dan variasi waktu ekstraksi.
Jenis asam yang digunakan: 0,15 M HCl;
0,5 M asam sitrat; 0,5 M asam asetat; 0,5 M asam
laktat 1:6 wv dan waktu ekstraksi: 24, 48, dan 72
jam. 2 Ekstraksi dengan
kombinasi asam dan enzim pepsin. Jenis asam
dan waktu ekstraksi seperti pada proses 1
dengan penambahan variasi pepsin yaitu 3,3;
6,6; 10; dan 20 mgg bahan baku
Skierka dan Sadowska 2007
Lanjutan Tabel 3
Jenis ikan Pretreatment
Ekstraksi Sumber pustaka
Brownbanded bamboo shark
Chiloscyllium punctatum
Deproteinasi dengan 0,1 M
NaOH 1:10 wv selama 6 jam dan
pelarut diganti 2 jam sekali
Acid Soluble Collagen ASC
Perendaman dalam 0,5 M asam asetat 1:15
wv selama 48 jam Pepsin Soluble
Collagen PSC Perendaman dalam
0,5 M asam asetat 1:15 wv ditambah porcin
pepsin 20 unitg selama 48 jam
Kittiphattanabawon et al. 2010a
Balloon fish Diodon
holocanthus Deproteinasi
dengan 0,1 M NaOH 1:10 wv
selama 3 hari dilanjutkan
deffated dengan 10 butil alkohol
1:10 wv selama 1 hari
Acid Soluble Collagen ASC
Perendaman dalam 0,5 M asam asetat 1:10
wv selama 1 hari Pepsin Soluble
Collagen PSC Perendaman dalam
0,5 M asam asetat 1:2 ditambah 15 ww
pepsin selama 30 jam Huang et al. 2011
Striped catfish Pangasianodon
hypophthalmus Deproteinasi
dengan 0,1 M NaOH 1:10 wv
selama 6 jam dan pelarut diganti
setiap 2 jam sekali, dilanjutkan dengan
deffated dengan 10 butil alkohol
1:10 wv selama 48 jam dan pelarut
diganti setiap 8 jam sekali.
Acid Soluble Collagen ASC
Perendaman dalam 0,5 M asam asetat 1:15
wv selama 24 jam Pepsin Soluble
Collagen PSC Perendaman dalam
0,5 M asam asetat 1:15 wv ditambah porcin
pepsin 20 Ug selama 48 jam
Singh et al. 2011
2.6 Pembuatan Nanopartikel
Nanopartikel dapat dibuat dari berbagai bahan seperti protein, polisakarida dan polimer sintetis. Pembuatan nanopartikel dapat dilakukan dengan berbagai
metode diantaranya dispersi polimer, polimerisasi monomer, proses gelasi ionik koaservasi, dan teknologi superkritikal fluida. Dispersi polimer merupakan
teknik umum yang digunakan untuk membuat nanopartikel biodegradable dari
