Protein dan Peptida Susu Kambing serta Potensinya sebagai Antibakteri

PROTEIN DAN PEPTIDA SUSU KAMBING SERTA
POTENSINYA SEBAGAI ANTIBAKTERI

DIANA LESTARI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Protein dan Peptida Susu
Kambing serta Potensinya sebagai Antibakteri adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Juni 2015
Diana Lestari
NIM F251120251

RINGKASAN
DIANA LESTARI. Protein dan Peptida Susu Kambing serta Potensinya sebagai
Antibakteri. Dibimbing oleh MAGGY THENAWIDJAJA SUHARTONO
dan HARSI DEWANTARI KUSUMANINGRUM.
Peptida bioaktif adalah fragmen protein spesifik yang memiliki dampak
positif pada fungsi atau kondisi tubuh. Kandungan protein yang cukup tinggi dalam
susu kambing menjadikannya sangat potensial sebagai penghasil peptida susu yang
memiliki sifat bioaktif. Protease merupakan enzim proteolitik yang dapat memecah
protein. Fragmen protein dan peptida hasil hidrolisis dapat diketahui dengan
analisis SDS PAGE yang memberikan gambaran profil protein berupa berat
molekul protein.
Pada penelitian ini papain digunakan untuk memperoleh peptida bioaktif
dari susu kambing. Selanjutnya peptida yang dihasilkan diuji sifat bioaktif nya
sebagai antibakteri. Tujuan dari penelitian ini yaitu menganalisis profil protein dan
peptida hasil hidrolisis kasein dan whey susu kambing oleh enzim papain, serta
menguji sifat bioaktif peptida yang dihasilkan sebagai antibakteri terhadap bakteri

patogen pangan Escherichia coli dan Staphylococcus aureus.
Proses hidrolisis susu menjadi peptida dilakukan dengan menginkubasikan
kasein dan whey dengan papain pada pH 7 dan suhu 50°C selama 15, 30, dan
45menit. Penghentian hidrolisis dilakukan dengan pemanasan 80°C selama 15
menit, selanjutnya hasil hidrolisis disimpan pada suhu -20°C. Sampel peptida yang
telah disterilisisasi dengan membran filter 0,45 µm dianalisis profil proteinnya
dengan metode SDS PAGE (gel pemisah 15% untuk sampel kasein dan 20% untuk
sampel whey, pada tegangan 70 Volt dan 50 mA), serta analisis kemampuan
antibakteri dengan dua metode yaitu: metode cakram dan metode kontak.
Susu kambing memiliki sepuluh pita protein dengan berat molekul 68, 60,
55, 34, 24, 21, 19, 18, 15 dan 11 kDa. Setelah dilakukan pemisahan kasein dan
whey, kesepuluh pita protein tersebut muncul kembali pada kasein dengan disertai
penambahan pita protein 12 kDa, sedangkan whey memiliki 6 pita protein yaitu pita
protein 85, 69, 61, 25, 14, dan 12 kDa. Hidrolisis kasein susu kambing
menggunakan enzim papain menyebabkan α- dan β- kasein terhidrolisis/ dan
menyisakan κ-kasein serta satu peptida dengan berat molekul sekitar 10 kDa.
Sedangkan pada whey hidrolisis oleh papain menyebabkan protein laktoferin
terhidrolisis sehingga dapat menjadi faktor yang menurunkan aktivitas antibakteri
pada whey.
Baik kasein dan whey utuh maupun yang sudah terhidrolisis sama-sama

menghasilkan zona hambat yang signifikan terhadap pertumbuhan E. coli, tetapi
tidak pada S. aureus. Pengujian lanjut dengan metode kontak menunjukkan kasein
utuh dapat menghambat pertumbuhan E. coli secara signifikan sejak jam ke 2
bahkan menunjukkan penurunan jumlah bakteri sebanyak 2,8 log yang
mengindikasikan sifat baterisidal kasein susu kambing.
Kata kunci: antibakteri, papain, peptida bioaktif, SDS-PAGE, susu kambing

SUMMARY
DIANA LESTARI. Caprine Milk Protein and Peptides, and Its Potestial as
Antibacterial. Supervised by MAGGY THENAWIDJAJA SUHARTONO
and HARSI DEWANTARI KUSUMANINGRUM.
Bioactive peptides are specific protein fragments derived from hydrolysis
that has positive effect on human health. Caprine milk is one of animal protein
sources with high nutrition and relatively easy to digest. Caprine milk has high
protein content (3.4%) which is potential to produce bioactive peptides.
Protease is an enzyme capable to hydrolyze protein, and thus is used to
hydrolyze protein to produce bioactive peptide. Fragments of protein and peptide
hydrolysates can be determined by SDS PAGE analysis that show protein profiles
in the form of protein molecular weight. In this study, papain was used to produce
bioactive peptides from caprine milk. The objective of this study was to analyze the

profile of peptides from caprine casein hydrolyzed with papain, and analyze their
bioactivity as antibacteria toward food pathogens bacteria Escherichia coli and
Staphylococcus aureus.
The caprine casein was produced by adding HCl to defatted caprine milk
until isoelectric point and coagulated by centrifugation. Hydrolysis process was
performed by incubating casein and whey with papain in optimum condition (pH 7,
50°C) for 15, 30, and 45 min. Hydrolysis was terminated by heating at 80°C, 15
minutes and then stored at -20°C. Culture of pathogenic bacteria that used in this
study was Escherichia coli ATCC 25 922 and Staphylococcus aureus ATCC 25923.
Protein and peptides samples that have been sterilized with membrane filter (0.45
μm) were analyzed the protein profile by SDS-PAGE (consisted of 15% running
gel for casein samples, 20% running gel for whey samples, 4% stacking gel and
subjected to electrophoresis at constant voltage and current of 70 volt and 50 mA)
and the antibacterial activity by disc diffusion method and contact method.
Caprine milk has ten protein bands with molecular weight of 68, 60, 55, 34,
24, 21, 19, 18, 15 and 11 kDa. After separation, all protein bands were maintained
in casein with addition of 12 kDa protein bands, whereas whey has six protein bands
with molecular weight of 85, 69, 61, 25, 14, and 12 kDa. Caprine casein hydrolysis
by papain enzyme, hydrolyzed α-casein (MW 32 kDa), β-casein (MW 24 kDa) and
other caprine milk protein after 15 minutes incubation leaving κ-casein (MW 21

kDa) and one new peptide band (MW 10 kDa). Papain hydrolyzed lactoferrin
protein in whey that can be a factor which reduce the antibacterial activity in whey.
Both casein, whey and their peptide hydrolysates inhibited E. coli but not S. aureus.
Further analysis showed that casein (unhydrolyzed) reduced E. coli growth
significantly by 2.8 log after 2 hours exposure and the inhibition increased by
exposure time.

Keywords: antibacterial, bioactive peptides, caprine milk, papain, SDS-PAGE

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

PROTEIN DAN PEPTIDA SUSU KAMBING SERTA
POTENSINYA SEBAGAI ANTIBAKTERI

DIANA LESTARI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji luar komisi pada ujian tesis: Dr Puspo Edi Giriwono, STP MAgr

Judul Tesis : Protein dan Peptida Susu Kambing serta Potensinya sebagai
Antibakteri
Nama
: Diana Lestari

NIM
: F251120251

Disetujui oleh

Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Maggy T. Suhartono
Ketua

Dr Ir Harsi Dewantari Kusumaningrum
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Ilmu Pangan

Prof Dr Ir Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc

Tanggal Ujian: 26 Juni 2015

Dekan Sekolah Pascasarjana IPB

Dr Ir Dahrul Syah, MSc Agr

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
atas karunia-Nya sehingga Tesis yang berjudul ” Protein dan Peptida Susu Kambing
serta Potensinya sebagai Antibakteri” ini berhasil diselesaikan. Terima kasih
penulis ucapkan kepada Proyek Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi, DIPA IPB,
tahun anggaran 2013, Kode MAK: 2013.089.521219 yang telah mendanai
penelitian ini.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Ir. Maggy Thenawidjaja Suhartono selaku
ketua komisi pembimbing dan Dr. Ir. Harsi Dewantari Kusumaningrum selaku
anggota komisi pembimbing atas waktu dan kesempatan yang telah diluangkan
dalam memberikan bimbingan, ilmu, arahan, motivasi, dan masukkan selama
penulis mengikuti pendidikan, penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian,

pembuatan artikel jurnal hingga penyusunan tesis. Ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Dr. Puspo Edi Giriwono, S.TP, M.Agr selaku penguji luar
komisi pembimbing atas saran dan masukannya demi kesempurnaan Tesis ini.
Terima kasih kepada keluarga terutama orangtua penulis Bapak Inkanta dan
Ibu Wachyuni Devi, kedua adik penulis Evianthy Dwi Kanta dan Andi Utomo
Inkanta, serta Penfen Fealty atas doa, bantuan, dan dukungannya hingga penulis
berhasil menyelesaikan Tesis ini. Serta kepada teknisi, dan staf di Program Studi
IPN, Departemen ITP dan SEAFAST, terutama Ibu Ika, Mbak Ari, Pak Taufik, dan
Teh Yayam, kepada rekan-rekan penelitian di laboratorium, Mba Ino, Mas Novan,
Silvie, Pak Rinto, Mba Eni, Ibu Retnani, Mba Nur, Rina, Anis, dan Wulan, Laras,
Tuti, Puri, Ka Tiwi serta teman-teman IPN lainnya yang tidak dapat disebutkan satu
per satu. Terima kasih atas bantuan, masukkan, dukungan, dan kerjasama selama
melakukan penelitian ini, serta kepada semua pihak yang turut mendukung
penyelesaian tesis ini.
Akhir kata penulis berharap semoga penelitian dan tesis ini dapat bermanfaat bagi
pembaca serta mampu memberikan sumbangan yang berarti bagi ilmu
pengetahuan.

Bogor, Juni 2015

Diana Lestari

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan
Hipotesis
Manfaat Penelitian
2. TINJAUAN PUSTAKA
Susu Kambing
Protease
Papain
Peptida Bioaktif
Peptida Sebagai Antibakteri
3. METODE
Waktu dan Tempat

Bahan
Alat
Metode
Preparasi susu kambing
Hidrolisis susu kambing
Analisis peptida hasil hidrolisis
Pengujian statistik
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Profil Protein dan Peptida Kasein serta Whey Susu Kambing
Protein kasein dan peptida turunannya
Protein whey dan peptida turunannya
Profil Situs Pemotongan Peptida
Sifat Antibakteri Protein Susu Kambing
Aktivitas antibakteri dengan metode cakram
Aktivitas antibakteri dengan metode kontak
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

xi
xi
xii
1
1
2
2
2
3
4
4
5
5
6
7
10
10
10
10
10
12
12
12
14
15
15
15
16
18
22
22
25
30
30
30
31
34
40

DAFTAR TABEL

1. Perbandingan komposisi susu kambing, susu sapi dan ASI
2. Komponen bioaktif utama pada susu dan sifat fungsionalnya
3. Fragmen peptida, asal, sifat antibakteri dan sifat bioaktif lainnya dari

peptida antibakteri
Hasil hidrolisis protein kasein oleh enzim papain
Hasil hidrolisis laktoferin oleh enzim papain
Diameter zona hambat kasein utuh dan peptida kasein
Diameter zona hambat peptida whey
Pertumbuhan E. coli dalam media dengan penambahan kasein utuh dan
peptida kasein
9. Pertumbuhan E. coli dalam media dengan penambahan whey utuh dan
peptida whey
10. Jenis dan spesifisitas enzim

4.
5.
6.
7.
8.

4
7
8
19
21
23
24
25
26
28

DAFTAR GAMBAR

1. Skema senyawa fungsional bioaktif utama yang berasal dari susu

(Park 2009)

6

2. Mekanisme perusakan membran oleh peptida antibakteri (Fjell et al.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.

2012)
Diagram Alir Penelitian
Pengukuran zona penghambatan
Pola SDS-PAGE kasein pada gel pemisah 15%.
Pola SDS-PAGE hasil hidrolisis kasein oleh papain (Luo et al. 2014)
Pola SDS-PAGE whey pada gel pemisah 20%
Pola SDS-PAGE hasil hidrolisis whey (bovine) oleh papain (Kim et al.
2007)
Perbandingan sekuen asam amino α-S1 kasein susu kambing dan sapi
Perbandingan sekuen asam amino α-S2 kasein susu kambing dan sapi
Perbandingan sekuen asam amino α-S2 kasein susu kambing dan sapi
Perbandingan sekuen asam amino κ- kasein susu kambing dan sapi
Perbandingan sekuen asam laktoferin susu kambing dan sapi
Zona hambat kasein dan peptida kasein terhadap E. coli
Zona hambat whey dan peptida whey terhadap E. coli
Perbedaan struktur dinding sel bakteri gram positif dan gram negatif
(Madigan et al. 2012)
Penghambatan kasein utuh dan peptida kasein terhadap pertumbuhan
E. coli

9
11
14
15
16
17
17
18
19
19
19
21
22
23
24
26

18. Penghambatan whey utuh dan peptida whey terhadap pertumbuhan

E. coli
19. Perbandingan hasil SDS PAGE hidrolisis whey oleh enzim A. Papain
B. Enzim pencernaan

27
28

DAFTAR LAMPIRAN
1. Hasil uji ANOVA dan Duncan zona hambat protein dan peptida kasein

terhadap E. coli
2. Hasil uji ANOVA dan Duncan zona hambat protein dan peptida kasein
terhadap S. aureus
3. Hasil uji ANOVA dan Duncan zona hambat protein dan peptida whey
terhadap E. coli
4. Hasil uji ANOVA dan Duncan zona hambat protein dan peptida whey
terhadap S. aureus
5. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap protein dan
peptida kasein pada jam ke-0
6. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap protein dan
peptida kasein pada jam ke-2
7. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap protein dan
peptida kasein pada jam ke-4
8. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap protein dan
peptida kasein pada jam ke-6
9. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap whey volume
2ml pada jam ke-0
10. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap whey volume
2ml pada jam ke-2
11. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap whey volume
2ml pada jam ke-4
12. Hasil uji ANOVA dan Duncan metode kontak terhadap whey volume
2ml pada jam ke-6

34
34
35
35
36
36
37
37
38
38
39
39

1

1. PENDAHULUAN

Latar Belakang
Susu telah dikenal sebagai bahan pangan dengan kandungan gizi lengkap.
Selain nilai zat gizi (karbohidrat, protein, lemak, vitamin, dan mineral) komponen
bioaktif yang terkandung dalam susu menjadikan susu memiliki fungsi fisiologis
dan biokimia penting yang memberikan dampak positif terhadap kesehatan,
misalnya sebagai antihipertensi, antioksidan, antitrombotik, hipokolesterolemik,
immunomodulator, antibakteri, dan lain sebagainya (Schanbacher et al. 1998;
Korhonen dan Pihlanto–Leppaala 2004; Gobbetti et al. 2007). Komponen bioaktif
susu dapat berasal dari berbagai sumber diantaranya protein, lemak, vitamin dan
mineral.
Salah satu sumber komponen bioaktif susu adalah kasein dan whey. Kasein
merupakan sumber protein susu utama, kandungannya mencapai 80% dari total
protein susu, sedangkan whey adalah protein larut air yang terkandung dalam cairan
sisa pengendapan susu dengan presentase protein 20% dari total protein susu.
Selama dua puluh tahun terakhir, berbagai penelitian menunjukkan bahwa protein
dapat berperan sebagai prekursor peptida antibakteri yang dapat meningkatkan
sistem kekebalan tubuh dalam melawan mikroorganisme patogen. Oleh karena itu
protein dapat dipertimbangkan sebagai sumber pangan yang berperan sebagai
antibakteri.
Susu kambing merupakan salah satu sumber protein hewani yang memiliki
nilai gizi tinggi dan relatif mudah dicerna. Susu kambing memiliki kandungan gizi
yang tidak kalah dengan susu sapi, bahkan kandungan protein susu kambing relatif
lebih tinggi yaitu mencapai 3,4% dibandingkan susu sapi yang hanya 3,2% (Park et
al. 2007). Sumber lain menyebutkan kandungan protein susu kambing berkisar 2,6
– 4,1% (Raynal-Ljutovac et al. 2008) bergantung pada jenis kambing dan
lingkungannya. Kandungan protein yang cukup tinggi ini sangat potensial untuk
menghasilkan peptida susu yang memiliki sifat bioaktif misalnya sebagai
antibakteri.
Peptida bioaktif adalah fragmen protein spesifik yang memiliki dampak
positif pada fungsi atau kondisi tubuh. Peptida bioaktif susu dapat diperoleh dengan
beberapa cara hidrolisis, yaitu: hidrolisis dengan enzim pencernaan, hidrolisis oleh
mikroorganisme proteolitik, dan hidrolisis oleh enzim proteolitik yang dihasilkan
oleh mikroorganisme atau tumbuhan.
Protease merupakan enzim yang dapat menghidrolisis atau memutuskan
ikatan peptida pada protein. Berdasarkan asalnya terdapat tiga jenis protease yaitu
protease tanaman, hewan dan mikroorganisme. Papain, bromelin dan ficin
merupakan contoh protease yang dihasilkan dari tanaman. Protease dari hewan
diantaranya yaitu tripsin, kimotripsin, pepsin, dan renin. Sedangkan protease dari
mikroorganisme contohnya adalah protease intraseluler dari Clostridium
perfringens dan protease ekstraseluler Bacillus lichenisformis F11.4 (Salleh et al.

2
2006; Baehaki 2012). Jenis enzim protease yang berbeda memiliki titik potong
substrat yang berbeda, sehingga menghasilkan fragmen-fragmen peptida yang
berbeda pula. Perbedaan fragmen tersebut dapat diketahui dengan analisis SDS
PAGE yang memberikan gambaran profil peptida dan protein berupa ukuran atau
berat molekul protein.
Protein dari berbagai sumber telah diidentifikasi sebagi prekursor peptida
antibakteri. Salah satu diantaranya adalah protein susu baik yang berasal dari susu
sapi, domba, kambing maupun ASI (Hernández-Ledesma et al. 2014). Hidrolisis
protein whey susu kambing oleh enzim proteolitik manusia (asam lambung dan
enzim duodenum) menghasilkan peptida antibakteri yang dapat menghambat
pertumbuhan Listeria monocytogenes (Almaas et al. 2008). Hal ini menunjukkan
terdapat fragmen peptida spesifik dalam susu kambing yang berpotensi sebagai
antibakteri.

Perumusan Masalah
Kandungan protein yang tinggi dalam susu kambing merupakan potensi
yang sangat besar untuk menghasilkan protein dan peptida bioaktif sebagai
antibakteri. Senyawa antibakteri dari bahan pangan bersifat lebih natural dan relatif
aman bagi tubuh. Saat ini penelitian serta pemanfaatan susu kambing terutama
sebagai peptida bioaktif masih belum banyak dilakukan. Sehingga pemanfaatkan
susu kambing sebagai pangan fungsional khususnya sumber peptida yang potensial
sebagai antibakteri masih sangat terbuka.

Tujuan
Tujuan dari penelitian yang berjudul protein dan peptida susu kambing serta
potensinya sebagai antibakteri ini adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis profil protein dan peptida hasil hidrolisis kasein dan whey
susu kambing Peranakan Etawa (asal Bogor) oleh enzim papain (EC
3.4.22.2)
2. Menguji potensi sifat bioaktif protein utuh dan peptida yang dihasilkan
sebagai antibakteri terhadap bakteri patogen pangan Escherichia coli dan
Staphylococcus aureus.

Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini yaitu:
1. Terdapat protein spesifik dalam susu kambing yang dapat berperan sebagai
antibakteri
2. Papain mampu mendregradasi protein dari kasein dan whey susu kambing.

3
3. Protein atau peptida susu kambing berpotensi sebagai penghambat E. coli
dan S. aureus.

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi pola protein dan
peptida susu kambing hasil hidrolisis enzim papain, mengkarakterisasi protein atau
peptida dari susu kambing sebagai antibakteri, serta meningkatkan pemafaatan susu
kambing sebagai salah satu pangan fungsional.

4

2. TINJAUAN PUSTAKA

Susu Kambing
Susu yang popular beredar dipasaran adalah susu sapi. Namun susu
kambing kini telah mulai dikenal dan diminati oleh masyarakat. Kambing
Peranakan Etawa merupakan kambing hasil persilangan antara kambing lokal
Indonesia dengan kambing lokal dari India, yaitu antara kambing Kacang dan
kambing Etawa, sehingga memiliki sifat diantara keduanya (Atabany 2001).
Kambing Peranakan Etawa dapat menghasilkan susu 0,45 – 2,2 liter/ekor/hari
(Sodiq & Abidin 2008). Rusman (2011) menunjukkan produksi susu kambing
Peranakan Etawa berkisar antara 0,5 – 1,8 liter/ekor/hari bergantung pada
ketinggian tempat dan cara pemeliharaan.
Susu kambing memiliki beberapa perbedaan karakteristik dari susu sapi,
yaitu warnanya lebih putih, globula lemak susunya lebih kecil sehingga lemak susu
kambing lebih mudah dicerna, dan dapat diminum oleh orang yang alergi terhadap
susu sapi, intoleransi laktosa, atau untuk orang-orang yang mengalami berbagai
gangguan pencernaan (Blakely & Blade 1991). Beberapa kelebihan susu kambing
diantaranya adalah:
1) susu kambing memiliki partikel lemak yang lebih kecil dari rantai asam
lemak yang lebih pendek dibandingkan susu sapi sehingga mudah dicerna
oleh tubuh;
2) susu kambing mengandung 13% kadar laktosa yang lebih rendah
dibandingkan susu sapi dan 41% lebih rendah dibanding ASI;
3) susu kambing memiliki daya cerna dan sifat buffer yang tinggi,
menjadikannya sebagai diet yang baik bagi orang yang mengalami
gangguan pencernaan seperti maag.
Perbandingan komposisi susu segar antara susu kambing, susu sapi, dan ASI
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan komposisi susu kambing, susu sapi dan ASI
Nilai gizi
Susu Kambing
Susu Sapi
ASI
Energi (Ka/100 ml)
70
69
68
Padatan non lemak (%)
8,9
9,0
8,9
Laktosa (%)
4,1
4,7
6,9
Protein (%)
3,4
3,2
1,2
Kasein (%)
2,4
2,6
0,4
Albumin, globulin (%)
0,6
0,6
0,7
Abu (%)
0,8
0,7
0,3

Sumber: Park et al. (2007)

5
Protease
Protease merupakan enzim proteolitik yang dapat menghidrolisis/
memutuskan ikatan peptida pada protein. Protease sering kali dibedakan menjadi
proteinase dan peptidase. Proteinase mengkatalis hidrolisis molekul protein
menjadi fragmen-fragmen besar, sedangkan peptidase mengkatalisis hidrolisis
fragmen polipeptida menjadi asam amino. Berdasarkan asalnya terdapat tiga jenis
protease yaitu protease tanaman, hewan dan mikroorganisme (Salleh et al. 2006).
Protease yang dihasilkan dari tanaman diantaranya papain, bromelin dan
ficin. Protease dari hewan yaitu tripsin, kimotripsin, pepsin, dan renin. Sedangkan
protease dari mikroorganisme contohnya adalah protease intraseluler dari
Clostridium perfringens dan protease ekstraseluler Bacillus lichenisformis F11.4
(Salleh et al. 2006; Baehaki 2012).
Dilihat dari letak hidrolisis ikatan peptida, protease dibedakan menjadi
eksopeptidase dan endopeptidase. Eksopeptidase memecahkan protein dari ujung
rantai sehingga dihasilkan satu asam amino dan sisa peptida, yang terbagi lagi
menjadi karboksi (ekso) peptidase yaitu protease yang memotong peptida dari arah
gugus karboksil terminal dan amino (ekso) peptidase yaitu protease yang
memotong peptida dari arah gugus amino terminal. Sedangkan Endopeptidase
memecahkan protein pada bagian “dalam” rantai protein, sehingga dihasilkan
peptida-peptida (Salleh et al. 2006).
Berdasarkan sifat kimia dan sisi aktifnya, protease digolongkan kedalam
empat jenis protease yaitu protease serin, protease sulfhidril, protease metal dan
protease asam. Pertama adalah protease serin, enzim golongan ini memiliki residu
serin pada sisi aktifnya. Contohnya adalah enzim-enzim tripsin, kimotripsin,
elastase dan subtilisin. Kedua, protease sulfhidril atau sering juga disebut protease
thiol adalah enzim yang aktivitasnya bergantung pada adanya satu atau lebih residu
sulfhidril pada sisi aktifnya. Contoh dari enzim golongan ini adalah papain, fisin
dan bromelin. Ketiga, protease metal, yaitu protease yang aktivitasnya tergantung
pada adanya logam. Logam-logam yang dapat mengaktifkan enzim ini adalah
magnesium (Mg), seng (Zn), kobalt (Co), besi (Fe), merkuri (Hg), Kadmium (Cd),
Tembaga (Cu), dan nikel (Ni). Enzim yang termasuk jenis ini adalah
karboksipeptidase A, beberapa aminopeptidase dan beberapa protease bakteri.
Terakhir adalah protease asam, enzim golongan ini keaktifannya disebabkan
adanya gugus karboksil pada sisi aktifnya. Protease yang termasuk golongan ini
adalah pepsin, renin, dan banyak protease lain yang aktif pada pH rendah, yaitu pH
2 sampai 4 (Salleh et al. 2006).
Papain
Papain merupakan enzim protease yang berasal dari getah papaya (Carica
papaya). Papain menghidrolisis protein dengan spesifisitas ikatan peptida yang
luas, terutama asam amino yang memiliki rantai samping hidrofobik yang besar
pada posisi P2. Papain oleh Comission on Enzyme and The International Union of
Biochemistry diberi nomor EC 3.4.22.2. Tata nama ini berarti EC 3.-.-.- merupakan

6
golongan enzim jenis hydrolase, EC 3.4.-.- beraksi pada ikatan peptida, EC 3.4.22.merupakan golongan sistein endopeptidase, EC 3.4.22.2 berarti papain. Kondisi
optimum enzim papain (pepaya burung varietas jawa) dalam menghidrolisis kasein
yaitu pada pH 6 dan suhu 50ºC (Kusumadjaja & Dewi 2005).

Peptida Bioaktif
Peptida bioaktif didefinisikan sebagai fragmen protein spesifik yang
memberikan dampak positif bagi fungsi atau kondisi tubuh dan dapat
mempengaruhi kesehatan (Kitts & Wiler 2003). Peptida bioaktif dapat diperoleh
dengan mengonsumsi pangan konvensional, suplemen, pangan fungsional, atau
melalui obat. Peptida bioaktif belum aktif dalam bentuk parent protein sehingga
protein harus dipecahkan terlebih dahulu. Peptida bioaktif dapat diperoleh melalui
tiga cara, yaitu: hidrolisis dengan enzim pencernaan, hidrolisis protein oleh
mikroorganisme proteolitik, hidrolisis oleh enzim proteolitik yang dihasilkan oleh
mikroorganisme atau tumbuhan (Korhonen & Pihlanto 2007).
Penelitian pada dekade terakhir ini menunjukkan peptida bioaktif memiliki
fungsi biologi yang luas dan sangat penting meliputi antimikroba, antihipertensi,
antioksidan, antisitotoksik, immunomodulator, opioid, dan aktivitas pengangkutan
mineral. Skema sederhana yang mempresentasikan sumber komponen bioaktif
utama yang berasal dari susu dapat dilihat pada Gambar 1 dan Tabel 2. Beberapa
peptida susu bahkan menunjukkan sifat fungsional ganda, yaitu pada satu sekuen
peptida spesifik memiliki dua atau lebih aktivitas fisiologis yang berbeda.

Gambar 1. Skema senyawa fungsional bioaktif utama yang berasal dari susu (Park 2009)

7
Tabel 2. Komponen bioaktif utama pada susu dan sifat fungsionalnya
Prekursor atau
komponen susu
α,β kasein
α,β kasein

Senyawa Bioaktif

Kemampuan bioaktif yang diteliti

Casokinins
Fosfopeptida

α-Lactalbumin (α-La,),
β- Lactoglobulin (β-La)
Serum albumin
α- La, β- La dan Serum
albumin
Oligosakarida

Lactorphins

penghambat ACE
Mineral binding (meningkatkan
penyerapan mineral)
Immunomodulator
(meningkatkan respon imum dan
aktivitas fagositosis)
Antimikroba
Antimikroba
Antitrombotik
Probiotik (pertumbuhan
bifidobakteria di saluran pencernaan)
Opioid antagonis

Serorphin
Lactokinins

Opioid antagonis
penghambat ACE

OLigosakarida

Prolactin
Glikolipid
Laktoferin

Prolactin
Glikolipid
Laktoferin

Probiotik (pertumbuhan
bifidobakteria di saluran pencernaan)
Immunomodulator
Antimikroba
Immunomodulator
Antimikroba
Probiotik
Pembentukan dan fungsi organ

α,β kasein
αs1-kasein
αs1-kasein
k-kasein
k-kasein

Growth Factor

Imunopeptida
Casomorphins
Casokinin
Iscraidin
Casicidin
k-kasein
Casoplatelin

IGF-1,TGF-α,
EGF,TGF-β
Sumber: Park (2009) dengan modifikasi

Peptida Sebagai Antibakteri
Aktivitas antimikroba protein susu yang diturunkan sebagai peptida sangat
beragam, mulai dari memiliki efek prebiotik, peptida dengan kemampuan untuk
mencegah invasi mikroorganisme patogen, dan peptida yang menghambat
pertumbuhan mikroorganisme (Hernandez-Ledesma et al. 2014). Menurut Gobbetti
et al. (2007) efek antibakteri total dalam susu lebih besar daripada kontribusi
immunoglobulin dan nonimmunoglobulin individu (laktoferin, laktoperoksidase,
dan lisozim). Tabel 3 merupakan ringkasan penelitian mengenai fragmen peptida
bioaktif antibakteri dari berbagai sumber, cara mengisolasinya, aktivitas antibakteri
yang dihasilkan, serta aktivitas bioaktif lainnya.

8
Tabel 3. Fragmen peptida, asal, sifat antibakteri dan sifat bioaktif lainnya dari peptida antibakteri
Fragment

Cara Isolasi

αs1-CN f(99-109)

Sodium kaseinat
bovine dihidrolisis
dengan pepsin
Sodium kaseinat
bovine

αs1-CN f(21-29)
αs2-CN f(183207)

Bovine αs2-CN
hidrolisis dengan
pepsin

Hk-CN f(43-97)

ASI hidrolisis
dengan pepsin

k-CN

Kasein bovine
hidrolisis dengan
kimotripsin

f(106-169)

k-CN

Aktivitas
antibakberi
Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif
Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif
Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif

Aktivitas lain

Referensi

-

McCann et al.
(2006)

-

Hayes, Ross,
Fitzgerald, Hill,
Stanton (2006)
Lo’pezExpo’sito,
Gomez-Ruiz,
Amigo, Recio
(2006); Recio et
al. (2006)
Liepke, Zucht
Frossmann,
Stondker (2001)

Antihipertensi,
antioksidan

Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif,
yeast
S. mutans,
P. gingivalis,
E. coli

-

Bifidogenik,
Immunomodulator

f(18-24),
f(30-32),
k-CN f(139-146)

k-CN

bovine
hidrolisis dengan
pepsin

Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif

-

β-CN f(184210)

β-CN ASI hidrolisis
dengan proteinase
Lactobacillus
helveticusPR4

Beberapa bakteri
gram positif dan
gram negatif

-

k-CN

H

Malkoski et al.
(2001); Prouxl,
Gauthier, Roy
(1992); Brody
(2000)
Lo’pezExpo’sito,
Minervini,
Recio, Amigo
(2006)
Minervini et al.
(2003)

Sumber: Hernandez-Ledesma et al. (2014) dengan modifikasi
Peptida antibakteri bekerja dengan cara berinteraksi pada membran bakteri
yang kemudian diikuti dengan kerusakan membran, gangguan fisiologi membran
seperti biosintesis dinding sel, pembelahan sel atau translokasi melewati membran
untuk berinteraksi dengan sitoplasma sel target. Secara umum diasumsikan bahwa
kutub positif dari peptida berinteraksi dengan kutub negatif dari lipida pada
permukaan luar ataupun membran sitoplasma. Selanjutnya peptida menyisip
dengan orientasi posisi paralel pada bilayer ke bagian dalam membran sitoplasma
yang kemudian mengakibatkan pelepasan lipida (Gambar 2, Fjell et al. 2012).

9

Gambar 2. Mekanisme perusakan membran oleh peptida antibakteri (Fjell et al. 2012)

10

3. METODE

Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari 2014 sampai Februari 2015.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia Pusat Antar
Universitas (PAU) IPB, Laboratorium Mutu dan Keamanan Pangan PAU IPB, dan
Laboratorium Mutu dan Keamanan Pangan SEAFAST Center IPB.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah susu kambing segar
(jenis kambing peranakan etawa) yang diperoleh dari unit pengolahan susu, EcoFarm, Fakultas Peternakan IPB. Isolat bakteri patogen Escherichia coli ATCC
25922 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923. Enzim papain (Merck, Darmstadt,
Germany). Media pertumbuhan bakteri Triptic Soy Broth (TSB, Oxoid, Hampshire,
UK), Luria Bertani (LB, Himedia), Muller Hinton (MH, Himedia), Agar Powder
Bacteriological (Himedia). Bahan kimia Hydrochloric acid, Natrium klorida, Etanol
absolute, Methanol, β-Merchaptoetanol, Akrilamida, Bis-akrilamida, Na2HPO4,
NaH2PO4, Gliserol, Glycine (Merck, Darmstadt, Germany). Coomassie brilliant
blue R-250 (CBB), Sodium dodecyl sulfate (SDS) (Sigma Aldrich). Standar protein
berat molekul rendah (LMW) Multicolor Low Range Protein Ladder Thermo
Scientific.
Alat
Alat-alat yang digunakan antara lain: spektofotometer UV-VIS (Pharmacia
Novaspec II), sentrifugasi dingin (Tomy MRX-125 dan Himag CR 21G), peralatan
elektroforesis SDS-PAGE (Bio-rad, Mini Protean 3), inkubator shaker (Rosi 1000),
waterbath (Certomat), laminar air flow (Gelaire BSB 4A), membran filter 0,45µm
(Minisart, Sartorius, Germany), pipet mikro 10-100µL, pipet mikro 100-1.000 µL,
(finnpipette, Thermo Fisher Scientific, USA), serta berbagai jenis alat-alat gelas.
Metode
Secara umum penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap yaitu: preparasi
susu kambing, hidrolisis susu kambing, dan analisis protein dan peptida hasil
hidrolisis. Tahapan kerja dari penelitian ini secara lebih jelas dapat dilihat pada
diagram alir berikut.

11
Diagram Alir Penelitian

Susu kambing segar

 Hilangkan lemak (Sentrifugasi 2.000 g, 30 menit)
 Pasteurisasi (Pemanasan 72ºC ,15 detik)

Sentrifugasi 7.100 g, 20 menit

Whey

Kasein

+ NaOH hinggga pH 7

Freeze dry hingga menyust 1/5
volume awal

Dilarutkan dalam buffer fosfat
0,05M konsentrasi 15%

Hidrolisis menggunakan enzim papain
Enzim : Substrat = 1:1000
Waktu hidrolisis: 15, 30, dan 45 menit

Hidrolisat Peptida

Analisis protein dengan
SDS-PAGE

Analisis antibakteri:
1. metode cakram
2. metode kontak

Informasi Karakter peptida
susu kambing antibakteri
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian

12
Preparasi susu kambing
Susu kambing segar disentrifugasi 2.000 g, 4ºC selama 30 menit untuk
memisahkan komponen lemak, kemudian dilakukan pasteurisasi selama 15 detik
dengan suhu 72ºC untuk menghilangkan kontaminasi mikroorganisme yang
terbawa pada susu (Almaas et al. 2008). Isolasi kasein dilakukan dengan cara susu
yang sudah dipasteurisasi ditambahkan HCl 2N pada suhu 40ºC hingga mencapai
titik isoelektrik ( pH 4,6), kemudian dilakukan setrifugasi 7.100 g selama 30 menit.
Hal ini bertujuan untuk memisahkan antara kasein dan whey. Setelah terpisah,
kasein dibilas dengan akuades sebanyak 1x (Behera et al. 2013).
Hidrolisis susu kambing
Persiapan kondisi hidrolisis dalam penelitian ini yaitu: untuk substrat kasein
dilakukan dengan cara melarutkan kasein padat dalam buffer fosfat 0,05 M pH 7
dengan konsentrasi kasein 15% (b/v), sedangkan untuk substrat whey, whey yang
diperoleh dinetralkan dengan NaOH 1N kemudian dipekatkan dengan cara freeze
drying hingga volume menyusut menjadi 1/5 volume awal. Masing-masing substrat
tersebut dihidrolisis menggunakan enzim papain Merck dengan perbandingan
enzim dan substrat 1:1000 (w/w, 4.000-6.000 unit/g) pada pH 7 dan suhu 50°C
(Kusumadjaja & Dewi 2005), dengan interval waktu 15, 30, dan 45 menit.
Penghentian hidrolisis dilakukan dengan cara pemanasan pada suhu 80°C selama
15 menit (Lo’pez-Expo’sito 2007). Protein dan peptida disentrifugasi 1.600 g
selama 5 menit pada suhu ruang, dan disaring dengan membran filter (0,45 µm).
Penyaringan juga dilakukan terhadap kasein dan whey utuh.
Analisis peptida hasil hidrolisis
1) Analisis profil protein dan peptida dengan SDS PAGE
Penentuan profil dan estimasi berat molekul peptida dilakukan
menggunakan Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrilamide Gel Electrophoresis
(SDS-PAGE, Laemmli 1970). Beberapa modifikasi dilakukan berdasarkan Singh
et al. (2001). Sampel dilarutkan dalam larutan SDS 5% dengan perbandingan
sampel : larutan SDS adalah 1:5. Campuran tersebut kemudian diinkubasi dalam
waterbath pada suhu 85°C selama 1 jam. Campuran sampel dan SDS disentrifugasi
1.600 g, selama 5 menit untuk memisahkan komponen tidak larutnya. Supernatan
yang diperoleh dicampurkan dengan buffer sampel (0,6% Tris HCl 1M, pH 6,8;
20% SDS; 50% gliserol; 1% bromophenol blue; 0,9% akuabides, 5% βMerchaptoetanol) dengan perbandingan 1:1. Campuran tersebut kemudian
dipanaskan dalam air mendidih selama 2 menit. 15µl sampel dimasukan ke dalam
sumur gel SDS PAGE (gel pemisah 15% untuk sampel kasein dan gel pemisah 20%
untuk sampel whey, serta gel penahan 4%). Elektroforesis dilakukan pada tegangan
70 Volt dan 50 mA selama 4 - 5 jam. Gel diwarnai dengan larutan staining (10%

13
asam asetat, 40% methanol, 0,1% Coomassie Brilliant Blue-R 250, 49,9%
akuades), kemudian dilanjutkan pembilasan dengan larutan destaining (10% asam
asetat, 40% methanol, 50% akuades). Standar protein yang digunakan adalah
standar berat molekul rendah (LMW) dengan ukuran 2–40 kDa.
2) Analisis situs pemotongan peptida
Data sekuen asam amino protein αs1-, αs2-, β-, dan κ-kasein serta laktoferin
diperoleh dari http://www.uniprot.org dengan memasukan swissprot accession
number (Tabel 4). Kemudian dengan informasi spesifitas enzim papain yang telah
diperoleh dilakukan analisis posisi pemotongan yang terjadi terhadap proteinprotein tersebut. Hasil pemotongan berupa asam amino, dipeptida, tripeptida, dan
polipeptida dilaporkan dalam bentuk tabel.
Tabel 4. Swissprot accession number protein terpilih

Swissprot Accession Number
P18626
P02662
P33049
P02663
P33048
P02666
P02669
P02668
P24627
Q29477

Nama Protein
αs1-kasein
αs1-kasein
αs2-kasein
αs2-kasein
β-kasein
β-kasein
κ-kasein
κ-kasein
Laktoferin
Laktoferin

Sumber
susu kambing
susu sapi
susu kambing
susu sapi
susu kambing
susu sapi
susu kambing
susu sapi
susu kambing
susu sapi

3) Analisis antibakteri protein dan peptida
Kultur mikroorganisme patogen yang digunakan pada penelitian ini yaitu
Escherichia coli ATCC 25922 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923. Sampel
peptida yang telah disterilisasi menggunakan membran filter 0,45 µm dianalisis
kemampuan antibakteri nya dengan metode cakram dan metode kontak.
a) Metode cakram (Jorgensen & Ferraro 2009)
Cakram disk steril dijenuhkan dengan 40 µl senyawa uji, cakram
tersebut diletakan dalam cawan berisi Muller Hinton Agar yang telah
ditambahkan 100 µl bakteri uji dengan konsentrasi 107 cfu/ml. Penambahan
bakteri uji dilakukan dengan cara menyebarkan pada permukaan agar.
Inkubasi dilakukan selama 24 jam pada suhu 37ºC. Sifat antibakteri
ditentukan dengan mengukur diameter zona hambat yang
dihasilkan. Kontrol digunakan buffer fosfat untuk kontrol negatif dan
Amoxilin untuk kontrol positif. Hasil diperoleh dengan mengukur diameter
zona bening dibeberapa sisi dan kemudian dirata-ratakan (Gambar 4).

14

Gambar 4. Pengukuran zona penghambatan

b) Metode kontak (Zuhud et al. 2001)
Metode kontak merupakan metode evaluasi aktivitas antibakteri
berdasarkan perkembangan atau kematian bakteri dengan menghitung
jumlah bakteri setelah ditambahkan zat antibakteri (kontak langsung) dan
diinkubasi dalam waktu tertentu. Disiapkan media Tryptic Soy Broth
masing-masing 1 ml dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml
sampel peptida antibakteri yang akan di uji dan 100 µl bakteri uji dengan
konsentrasi 105 cfu/ml. Inkubasi dilakukan dalam inkubator dengan suhu
37°C, pada waktu kontak 0, 2, 4, dan 6 jam dilakukan pemupukan pada
cawan dan jumlah bakteri diukur dengan metode hitung cawan berdasarkan
BAM (2001) dalam media Luria Bertani Agar.
Pengujian statistik
Pengambilan sampel dilakukan dua kali dengan dua ulangan dan dirataratakan. Uji Anova dengan uji lanjut Duncan dilakukan untuk membandingkan
perbedaan diameter zona hambat dan kurva tumbuh bakteri setiap 2 jam. Perbedaan
dinyatakan signifikan jika p< 0,05. Hasil dilaporkan dengan nilai rata-rata±SD.
Software yang digunakan untuk pengolahan data adalah SPSS 16.0 for Windows.

15

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Profil Protein dan Peptida Kasein serta Whey Susu Kambing
Protein kasein dan peptida turunannya
Susu kambing mengandung 3,4% protein (Park et al. 2007). Kasein
merupakan 80% dari total protein yang terkandung dalam susu. Sama halnya
dengan susu sapi dan susu domba, kasein susu kambing terdiri dari dari α-,β-, dan
κ-kasein. Pemisahan kasein dapat dilakukan dengan menurunkan pH susu hingga
mencapai 4,6 baik dengan penambahan asam maupun dengan cara fermentasi
menggunakan starter bakteri.
Estimasi berat molekul protein pada penelitian ini dilakukan dengan metode
SDS-PAGE menggunakan marker dengan berat molekul rendah. Perhitungan berat
molekul protein dilakukan dengan menghitung Rf dari masing-masing pita protein
marker yang sudah diketahui berat molekulnya. Berdasarkan nilai-nilai tersebut
dapat dibuat kurva standar untuk melakukan estimasi berat molekul sampel.
Analisis SDS-PAGE terhadap susu kambing menunjukkan 10 pita protein dengan
berat molekul dari yang tertinggi adalah 68, 60, 55, 34, 24, 21, 19, 18, 15 dan 11
kDa. Setelah dilakukan pemisahan kasein dan whey menggunakan HCl 2N, terjadi
pemisahan protein dimana ke 10 pita protein tersebut muncul pada kasein dengan
pita protein 69, 61, 52, 15 dan 11 kDa menjadi lebih tipis, pita protein 21 dan 19
kDa menjadi lebih tebal, serta penambahan pita protein 12 kDa (Gambar 5).

40 kDa

α-kasein
β-kasein
κ-kasein

25 kDa

15 kDa
10 kDa
5 kDa
1

2

3

4

5

6

7

Gambar 5. Pola SDS-PAGE kasein pada gel pemisah 15%. 1. Natrium kaseinat (Luo et
al. 2014), 2. Protein kasein utuh susu kambing, 3-5. Peptida kasein hidrolisis:
15 menit (3), 30 menit (4), 45 menit (5), 6. Protein susu kambing, 7. Marker.

Gambar 5 menunjukkan perbandingan hasil SDS PAGE natrium kaseinat
yang telah dilakukan oleh Luo et al. (2014) dengan kasein utuh, peptida kasein hasil
hidrolisis enzim papain, dan susu kambing yang diperoleh dari penelitian ini. Dapat

16
dilihat bahwa pola hasil SDS-PAGE kasein yang diperoleh dalam penelitian ini
memiliki pola protein yang mirip dengan Luo et al. (2014) yaitu memiliki 11 pita
protein. dengan tiga pita utama merupakan α-kasein, β-kasein, dan κ-kasein dengan
BM masing-masing adalah 34 kDa, 24 kDa dan 21 kDa.
Hidrolisis kasein oleh enzim papain sejak 15 menit pertama sudah
mengakibatkan α-kasein dan β-kasein terhidrolisis dan hanya menyisakan pita κkasein (21 kDa) dengan penambahan satu pita peptida baru dengan BM sekitar 10
kDa, sehingga pada waktu hidrolisis 30 dan 45 menit sudah tidak menunjukkan
perubahan. Hal ini mungkin disebakan oleh kemampuan enzim papain yang sangat
kuat dalam menghidrolisis substrat kasein sehingga perlu penggunaan range waktu
hidrolisis yang lebih sempit.

Gambar 6. Pola SDS-PAGE hasil hidrolisis kasein oleh papain (Luo et al. 2014). 0. sodium
kaseinat, 1-5. hidrolisis 10, 30 menit, 1, 4, 24 jam. 6. marker

Hidrolisis sodium kaseinat oleh enzim papain yang dilakukan oleh Luo et
al. (2014) dengan suhu hidrolisis yang lebih rendah (37°C) menunjukkan terjadi
pemecahan substrat yang lebih lambat, sehingga degradasi protein yang terjadi
lebih terlihat (Gambar 6). Namun pada penelitian tersebut enzim papain tetap
menunjukkan aktivitas yang lebih kuat dibandingkan enzim lainnya dengan derajat
hidrolisis 13-22%.
Perbedaan hasil SDS-PAGE antara kasein susu kambing yang dihidrolisis
menggunakan papain dalam penelitian ini dengan natrium kaseinat yang
dihidrolisis menggunakan papain dalam Luo et al. (2014) disebabkan oleh
perbedaan jenis kasein dan suhu hidrolisis yang digunakan. Pada penelitian ini
menggunakan kasein susu kambing dan suhu 50°C yang merupakan suhu optimum
bagi enzim papain sedangkan Luo et al. (2014) menggunakan kasein komersial
(susu sapi) dengan suhu 37°C.
Protein whey dan peptida turunannya
Selain bagian protein susu yang mengendap dalam fase padat berupa kasein,
terdapat pula bagian protein susu yang larut pada fase cair yang dikenal sebagai
whey. Gambar 7 menunjukkan perbandingan hasil SDS-PAGE pola protein whey

17
susu kambing yang diperoleh dari penelitian ini dan whey susu kambing (Eriksen
et al. 2010), serta peptida whey hasil hidrolisis enzim papain dan juga susu kambing
sebelum dilakukan pemisahan kasein dan whey. Hasil analisis SDS PAGE
menunjukkan whey susu kambing memiliki 6 pita protein yaitu pita protein 85, 69,
61, 25, 14, dan 12 kDa.
Laktoferin
Serum albumin

40 kDa

Immunoglobulin
heavy chain

25 kDa

Immunoglobulin
light chain

15 kDa

β -Laktoglobulin
α -Laktalbumin
1

2

3

4

5

6

7

10 kDa
5 kDa

Gambar 7. Pola SDS-PAGE whey pada gel pemisah 20%. 1. Protein whey utuh susu
kambing (Eriksen et al. 2010), 2. Protein whey utuh susu kambing, 3-5.
Peptida whey hidrolisis: 15 menit (3), 30 menit (4), 45 menit (5), 6. Protein
susu kambing, 7. Marker.

Dapat dilihat pada Gambar 7 bahwa pola protein hasil SDS-PAGE whey
yang diperoleh dalam penelitian ini memiliki pola yang mirip dengan penelitian
yang dilakukan oleh Eriksen et al. (2010) yaitu memiliki pita laktoferin (85 kDa),
serum albumin (69 kDa), immunoglobulin heavy chain (61 kDa), immunoglobulin
light chain (25 kDa), β-Laktoglobulin (14 kDa), dan α-Laktalbumin (12 kDa).
Hidrolisis whey menggunakan enzim papain menyebabkan pita laktoferin
terhidrolisis, hal ini ditunjukkan dengan menipisnya pita laktoferin tersebut pada
menit ke 15 dan hilang sempurna pada menit ke 30 dan 45. Selain itu hidrolisis
whey oleh papain juga menyebabkan muncul pita-pita protein dengan BM 54, 38,
11 dan 8 kDa.

Gambar 8. Pola SDS-PAGE hasil hidrolisis whey (bovine) oleh papain (Kim et al. 2007)
(A). Standar protein, (B). WPC (Whey Protein Concentrate), (C). WPC dengan
pemanasan, (1-7) Inkubasi 50°C selama 30, 60, 90 ,120, 150, 180, 240 menit

18
Hidrolisis whey protein concentrate (WPC) dari bovine oleh enzim papain
juga dilakukan oleh Kim et al. (2007) dengan suhu hidrolisis 50°C (Gambar 8).
Pemecahan substrat yang ditunjukkan oleh Kim et al. (2007) sedikit berbeda
dibandingkan dengan hasil penelitian ini, dimana protein dengan berat molekul
besar seperti laktoferin, serum albumin dan immunoglobulin telah terhidrolisis
secara keseluruhan dan menghasilkan peptida dengan berat molekul kurang dari
atau sama dengan β-Lg (15 kDa). Sedangkan pada peneltian ini protein whey
dengan berat molekul besar masih dapat terdeteksi (Gambar 7). Perbedaan hasil ini
mungkin disebabkan oleh perbedaan jenis substrat whey dan konsemtrasi enzim
papain yang digunakan.
Profil Situs Pemotongan Peptida
Protein kasein
Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, hidrolisis protein salah satunya
dapat dilakukan menggunakkan enzim. Papain merupakan enzim hidrolase yang
memotong ikatan peptida pada posisi N dari asam amino arginin, lisin, glutamin,
histidin, glisin, dan tirosin, yang dikenal dengan spesifitas enzim.

Sekuen protein atau sekuen peptida adalah urutan asam amino pada suatu
protein atau peptida (oligopeptida maupun polipeptida). Dengan mengetahui sekuen
asam amino protein yang dihidrolisis dan spesifisitas enzim yang digunakan, maka dapat
dilakukan analisis titik potong yang terjadi serta asam amino dan sekuen peptida yang
dihasilkan. Perbandingan data sekuen asam amino dari protein αs1-, αs2-, β-, dan κ-

kasein antara susu kambing dan susu sapi ditunjukkan pada Gambar 9, 10, 11 dan
12.
10
20
30
40
50
C: M↓KLLILTCLV AVALA↓RP↓K↓HP IN↓HR↓GLSPEV
PNENLL↓RFVV APFPEVF↓R↓KE
B: M↓KLLILTCLV AVALA↓RP↓K↓HP I↓K↓H↓Q↓GLP↓QEV LNENLL↓RFFV APFPEVF↓G↓KE
60
70
80
90
100
C: NINELS↓KDI↓G SESTED↓QAME DA↓K↓QM↓KA↓GSS SSSEEIVPNS AE↓Q↓K↓YI↓Q↓KED
SSSEEIVPNS VE↓Q↓K↓HI↓Q↓KED
B: ↓KVNELS↓KDI↓G SESTED↓QAME DI↓K↓QMEAESI
110
120
130
140
150
C: VPSER↓YL↓GYL E↓QLLRL↓K↓K↓YN VP↓QLEIVP↓KS AEE↓QL↓HSM↓KE ↓GNPA↓H↓Q↓K↓QPM
B: VPSER↓YL↓GYL E↓QLLRL↓K↓K↓Y↓K VP↓QLEIVPNS AEERL↓HSM↓KE ↓GI↓HA↓Q↓Q↓KEPM
160
170
180
190
200
C: IAVN↓QELA↓YF ↓YP↓QLF↓R↓QF↓Y↓Q LDA↓YPS↓GAW↓Y ↓YLPL↓GT↓Q↓YTD APSFSDIPNP
B: I↓GVN↓QELA↓YF ↓YPELF↓R↓QF↓Y↓Q LDA↓YPS↓GAW↓Y ↓YVPL↓GT↓Q↓YTD APSFSDIPNP
210
C: I↓GSENS↓G↓KTT MPLW
B: I↓GSENSE↓KTT MPLW

Keterarangan:
C : caprine (susu kambing)

B : bovine (susu sapi)

↓ : posisi titik potong

Gambar 9. Perbandingan sekuen asam amino α-S1 kasein susu kambing dan sapi

19
10
20
30
40
50
C: M↓KFFIFTCLL AVALA↓K↓H↓KME ↓HVSSSEEPIN IF↓QEI↓Y↓K↓QE↓K NMAI↓HPV↓R↓KE↓K
B: M↓KFFIFTCLL AVALA↓KNTME
↓HVSSSEESII S↓QET↓Y↓K↓QE↓KN MAINPS↓KENL
60
70
80
90
100
↓RNANEEE↓YSI ↓RSSSEESAEV APEEI↓KITVD D↓K↓H↓Y↓Q↓KALNE
C: LCTTSCEEVV
B: CSTFC↓KEVV↓R NANEEE↓YSI↓G SSSEESAEVA TEEV↓KITVDD ↓K↓H↓Y↓Q↓KALNEI
110
120
130
140
150
C: IN↓QF↓Y↓Q↓KFP↓Q ↓YL↓Q↓YP↓Y↓Q↓GPI VLNPWD↓QV↓K↓R NA↓GPFTPTVN ↓RE↓QLSTSEEN
B: N↓QF↓Y↓QKFP↓Q↓Y L↓Q↓YL↓Y↓Q↓GPIV LNPWD↓QV↓K↓RN AVPITPTLN↓R E↓QLSTSEENS
160

170

180

190

C: S↓K↓KTIDMEST EVFT↓K↓KT↓KLT EEE↓KNRLNFL ↓K↓KIS↓Q↓Y↓Y↓Q↓KF
B: ↓K↓KTVDMESTE VFT↓K↓KT↓KLTE EE↓KNRLNFL↓K ↓KIS↓Q↓R↓Y↓Q↓KFA
200
210
220
↓Q↓H↓Q↓KAM↓KPWT ↓QP↓KTNAIP↓YV ↓R↓YL
C: AWP↓Q↓YL↓KTVD
B: LP↓Q↓YL↓KTV↓Y↓Q ↓H↓Q↓KAM↓KPWI↓Q P↓KT↓KVIP↓YVR ↓YL

Keterarangan:
C : caprine (susu kambing)

↓ : posisi titik potong

B : bovine (susu sapi)

Gambar 10. Perbandingan sekuen asam amino α-S2 kasein susu kambing dan sapi
10
20
30
40
50
C: M↓KVLILACLV ALAIA↓RE↓QEE LNVV↓GETVES LSSSEESIT↓H IN↓K↓KIE↓KF↓QS
B: M↓KVLILACLV ALALA↓RELEE LNVP↓GEIVES LSSSEESIT↓R IN↓K↓KIE↓KF↓QS
60
70
80
90
100
C: EE↓Q↓Q↓QTEDEL ↓QD↓KI↓HPFA↓QA ↓QSLV↓YPFT↓GP IPNSLP↓QNIL PLT↓QTPVVVP
B: EE↓Q↓Q↓QTEDEL ↓QD↓KI↓HPFA↓QT ↓QSLV↓YPFP↓GP IPNSLP↓QNIP PLT↓QTPVVVP
110
120
130
140
150
C: PFL↓QPEIM↓GV P↓KV↓KETMVP↓K ↓H↓KEMPFP↓K↓YP VEPFTES↓QSL TLTDVE↓KL↓HL
B: PFL↓QPEVM↓GV S↓KV↓KEAMAP↓K ↓H↓KEMPFP↓K↓YP VEPFTES↓QSL TLTDVENL↓HL
160
170
180
190
200
C: PLPLV↓QSWM↓H ↓QPP↓QPLSPTV MFPP↓QSVLSL S↓QP↓KVLPVP↓Q ↓KAVP↓Q↓RDMPI
B: PLPLL↓QSWM↓H ↓QP↓H↓QPLPPTV MFPP↓QSVLSL S↓QS↓KVLPVP↓Q ↓KAVP↓YP↓Q↓RDM
210
220
C: ↓QAFLL↓Y↓QEPV L↓GPV↓R↓GPFPI LV
B: PI↓QAFLL↓Y↓QE PVL↓GPV↓R↓GPF PIIV

Keterarangan:
C : caprine (susu kambing)

↓ : posisi titik potong

B : bovine (susu sapi)

Gambar 11. Perbandingan sekuen asam amino α-S2 kasein susu kambing dan sapi
10

20

30

40

50

C: CCE↓KDE↓RFFD D↓KIA↓K↓YIPI↓Q ↓YVLS↓R↓YPS↓Y↓G LN↓Y↓Y↓Q↓Q↓RPVA LINN↓QFLP↓YP
B: MMKSFFLVVT
ILALTLPFL↓G
A↓QE↓QN↓QE↓QPI ↓RCE↓KDE↓RFFS
D↓KIA↓K↓YIPI↓Q
60
70
80
PNTVPA↓KSC↓Q
C: ↓Y↓YA↓KPIAV↓RS PA↓QTL↓QW↓QVL
B: ↓YVLS↓R↓YPS↓Y↓G LN↓Y↓Y↓Q↓Q↓KPVA LINN↓QFLP↓YP
110
C: P↓K↓KD↓QD↓KTEI
B: SNTVPA↓KSC↓Q

120
PAINTIASAE
A↓QPTTMA↓RHP

130
PTVHSTPTTE
HPHLSFMAIP

90
D↓QPTTLA↓RHP
↓Y↓YA↓KPAAV↓RS

140
AIVNTVDNPE
P↓K↓KN↓QD↓KTEI

100
HPHLSFMAIP
PA↓QIL↓QW↓QVL

150
ASSESIASAP
PTINTIAS↓GE

160
170
180
190
C: ETNTA↓QVTST EV
B: PTSTPTTEAV ESTVATLEDS PEVIESPPEI NTV↓QVTSTAV

Keterarangan:
C : caprine (susu kambing)

B : bovine (susu sapi)

↓ : posisi titik potong

Gambar 12. Perbandingan sekuen asam amino κ- kasein susu kambing dan sapi

20
Hasil pemotongan protein αs1-, αs2-, β-, dan κ-kasein berupa asam amino,
dipeptida, tripeptida, dan polipeptida dari pemotongan diatas dilaporkan dalam
Tabel 5 sebagai berikut.
Tabel 5. Hasil hidrolisis protein kasein oleh enzim papain

α-S1
kasein
α-S2
kasein
βkasein
κkasein

susu
kambing
susu
sapi
susu
kambing
susu
sapi
susu
kambing
susu
sapi
susu