Gambar 4 Penampang serat daging ikan 1 penampang menyilang, 2 penampang searah.
Sumber: Hultman 2003
Gambar 5 Penampang jaringan penghubung pada serat daging ikan. Sumber: Clucas dan Ward 1996
2.5 Kolagen dan Kolagenase
Kolagen adalah protein yang berbentuk serabut, terdapat hanya pada hewan, misalnya otot achilles dan pada kulit. Kolagen merupakan jenis protein
yang berupa agregat supramolekul serat. Kolagen terdiri dari tiga rantai polipeptida yang besar dan berulang dan terdiri dari lebih dari 1000 residu asam
amino. Polipeptida tersebut adalah glisin-prolin dan hidroksiprolin atau Gly-X-Y, dimana residu glisin tersenbunyi pada bagian dalam rantai, dan asam amino X-Y
berada di bagian permukaan rantai tripel polipeptida Hulmes 2008. Masing- masing rantai polipeptida berisi sekitar 100 residu asam amino dengan jarak
molekul rantai 3000 Å Branden Tooze 1998. Kolagen mengandung kira-kira 35 glisin dan kira-kira 11 alanin;
persentase asam amino ini luar biasa tinggi. Demikian pula kandungan prolin dan 4-hidroksiprolin kadarnya tinggi. Asam amino tersebut jarang terdapat pada
protein selain kolagen dan elastin. Jumlah hidrosksi prolin dan prolin mencapai
myocomma sarkolemma
Serat daging
ikan myofibril
+100 µm
21 dari residu asam amino pada kolagen Lehninger 1993. Kolagen pada daging dan kulit ikan mengandung lebih sedikit hidroksiplrolin, tetapi
mengandung lebih banyak asam amino esensialnya dibandingkan kolagen dari daging sapi Hargin 2001.
Kolagen dapat digolongkan menjadi dua, yaitu fibril dan non fibril. Kolagen tipe I, II, III, V, XI merupakan jenis kolagen fibril. Kolagen jenis I, II
dan III menyusun sebagian besar dari kulit, tendon, tulang, dan tulang rawan cartilage. Kolagen jenis II dan XI merupakan kolagen spesifik tulang rawan.
Kolagen jenis V tersebar pada jaringan penghubung, dan kolagen jenis IV adalah penyusun membran sel. Kolagen yang lain terdapat pada permukaan kolagen
fibril dan antara kolagen fibril dan membran Sato et al. 2008. Kolagen non fibril yaitu tipe IV, VI, VII, VIII, XV terdapat bagian dalam membran sel, sel
jaringan, sel epitelium, sel endotelium, otot dan sel urat syaraf Hulmes 2008. Kolagen dari berbagai jenis ikan telah diekstraksi. Nagai et al. 2004
mengekstraksi kolagen dari beberapa jenis ikan menggunakan NaOH 0,1 N selama 3 hari pada suhu 4
o
C, kemudian dicuci, dikeringkan, disimpan pada suhu - 85
o
C, selanjutnya direndam dalam asam asetat 0,5 M selama 3 hari, dan disentrifuse 50.000 g selama 1 jam. Supernatan diendapkan dengan NaCl. Yield
kolagen yang dihasilkan sangat tinggi, yaitu kolagen dari ikan sardin Sardinops melanosticus
50,9, ikan red sea bream Pagrus major 37,5, dan ikan Japanese sea bass Lateobrax japonicus
41,0. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Nomura et al. 1996, kolagen hasil ektraksi dengan asam sulfat
dari ikan sardin menghasilkan yield 5. Yunoki
et al. 2003 melaporkan bahwa kolagen dari kulit ikan relatif
lebih mudah diekstrak dan menghasilkan yield yang lebih tinggi dari pada kolagen dari kulit hewan mamalia, seperti sapi. Pemanfaatan kolagen dari kulit ikan
mempunyai resiko yang lebih rendah terkontaminasi patogen seperti bovine spongiform enchepalopathy
BSE daripada kolagen dari kulit sapi. Matriks kolagen dari kulit ikan chum salmon Oncorhynchus keta mempunyai kelebihan
yaitu lebih tahan terhadap kolagenase, daripada kolagen dari kulit sapi. Menurut Chung et al. 2004, konformasi triple heliks pada kolagen
menyebabkan kolagen resisten terhadap sebagian besar proteinase. Tetapi
kolagenase dapat memecah tripolipeptida ini walaupun pada suhu tubuh 37
o
C bahkan 4
o
C dan 10
o
C walaupun lebih sedikit kolagen yang terpecah. Kolagenase adalah enzim endopeptidase yang dapat menghidrolisis
kolagen. Kolagenase disintesa oleh pre-proenzim dan disekresikan sebagai proenzim yang inaktif zimogen berisi propeptida, domain katalitik, bagian yang
kaya prolin dan domain C-terminal hemopexin Hpx Visse Nagase 2003. Reaksi hidrolisis protein oleh enzim pada umumnya ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Reaksi hidrolisis protein oleh enzim. Sumber: Hultman 2003.
Chung et al. 2004 menyatakan bahwa pemecahan struktur tiga rantai heliks polipeptida sebagai penyusun kolagen sangat penting pada saat
perkembangan embrio, morfogenesis organ dan pembentukan serta perbaikan jaringan Kolagenolisis yang tidak normal menyebabkan tidak dapat
dikendalikannya sistem regulasi sel, sehingga menyebabkan artristis, kanker, aterosklerosis, aneurisme dan fibrosis. Pada invertebrata, kolagenase termasuk
dalam kelompok matriks metalloproteinase MMP. Peranan kolagenase bukan hanya sekedar memecah kolagen, tetapi juga mengontrol fungsi seluler selama
perbaikan jaringan. Berdasarkan fungsi fisiologisnya, kolagenase digolongkan menjadi dua
tipe, yaitu serin kolagenase dan metallokolagenase. Serin kolagenase terlibat pada produksi hormon dan farmakologi peptida aktif, sebagai fungsi seluler. Fungsi
tersebut meliputi pencernaan protein, penggumpalan darah, fibrinolisis, aktivasi kompleks dan fertilisasi. Enzim tipe ini juga secara luas digunakan dalam
industri kimia, industri obat, makanan dan eksperimen biologi molekuler. Serin kolagenase yang diisolasi dari ikan macakarel telah diuji mampu memecah
kolagen type I, II, III dan V. Pemecahan yang lebih tinggi terlihat pada kolagen yang kuat seperti kolagen type I Kim et al. 2008.
Metallokolagenase terdiri dari zink yang mengandung enzim yang membutuhkan kalsium untuk kestabilan. Selain itu, metallokolagenase termasuk
dalam enzim ekstraseluler yang terlibat dalam pembentukan kembali matriks ekstraseluler. Jenis enzim ini telah banyak dipelajari dari berbagai jaringan
mamalia, dari bakteri, dan bisa ular Park et al. 2002. Penggunaan kolagenase yang cukup penting dalam bidang biomedis
adalah dalam perbaikan jaringan pada peradangan, transplantasi klinis, fungsi seluler dalam penggumpalan darah, fibrinolisis dan fertilisasi Simpson 2000
dan mempercepat proses penyembuhan luka Rilley Herman 2005. Kolagenase sangat efektif untuk mengempukan daging, sehingga pengeraman
tidak lama untuk memperoleh daging dengan tekstur yang lunak. Penggunaan kolagenase berkembang untuk mencegah penuaan kulit pada manusia.
Kolagenase dari hepatopankreas kepiting telah digunakan untuk deskinning pada cumi-cumi Lopez Carreno 2000.
2.6 Ekstraksi dan Pemurnian Enzim
