Penghambatan Kemunduran Mutu Ikan Bandeng (Chanos chanos) dengan Melibatkan Inhibitor Protease Alami

Pe n g
gh a m ba t a n Ke m u n du r a n M u t u I k a n
Ba n de n g ( Ch a n os ch a n os) de n ga n
M e liba t k a n I n h ibit or Pr ot e a se Ala m i
Dr. Tati Nurhayati,
Nurhayati, SPi,
SPi, MSi
Dra.. Ella Salamah
Dra

D EPARTEM EN TEKN OLOGI H ASI L PERAI RAN
I N STI TUT PERTAN I AN BOGOR
2009

PENDAHULUAN

Pe r a ir a n I n don e sia k a ya
su m be r da ya

I kan


Ta h u n 2 0 0 2

I k a n ba n de n g
( Ch a n os ch a n os)
os )

Pr odu k si Pe r ik a n a n I n don e sia
5 ,6
6 j u t a t on ( M u lya w a n 2 0 0 6 )

Sa a t in i h a sil
pe r ik a n a n be n t u k
se ga r m a k in
dim in a t i

Ke m u n du r a n
m utu

Mati


Penurunan mutu ikan segar
g diawali dengan
g pproses
perombakan protein oleh enzim (Huss 1995)

Ke m u n du r a n
M u t u ik a n
se ga r

En zim
pe n gu r a i
pr ot e in
( e n zim
pr ot e olit ik )

Akum ulasi
m et abolit

Hidrolisis
prot ein

i
oleh
enzim

Perubahan
P
b h
cit a rasa

Terbent uk
kom p
ponen
volat il

Pengham bat an
oleh
I nhibit or
alam i

I nhibit or

alam i

( a) . m em pelaj ari pola kem unduran m ut u
ikan bandeng
( b) . m engekst rak inhibit or kat epsin dan
kolagenase dari ikan bandeng yang
dapat m engham bat akt ivit as kat epsin
d
dan
kolagenase
k l
yang t erlibat
lib t dalam
d l
kem unduran m ut u ikan;
( c) . m engaplikasikan inhibit or t ersebut
unt uk m engham bat kem unduran m ut u
ikan bandeng.

METODOLOGI


WAKTU PENELITIAN
¾2008-2009

TEMPAT PENELITIAN
¾ Laboratorium di Departemen Teknologi
Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan
Il
Ilmu
K l t IPB
Kelautan
¾ Laboratorium
Terpadu
Fakultas
Kedokteran Hewan IPB

TAHAPAN PENELITIAN
(1)
(1).


pengamatan pola kemunduran mutu ikan
bandeng
( ) e
(2).
ekstraksi
s a s inhibitor
b o katepsin
a eps da
dan
kolagenase dari ikan bandeng yang
dapat menghambat aktivitas katepsin
dan kolagenase yang terlibat dalam
kemunduran mutu ikan;
(3) aplikasi inhibitor tersebut untuk
(3).
menghambat kemunduran mutu ikan
bandeng
bandeng.

PROSEDUR ANALISIS

Uj i organolept ik ( BSN 2006)
Uj i nilai pH ( Apriyant ono et al. 1989)
Uj i TPC ( Fardiaz 1987)
Uj i TVB ( Apriyant
A i
t ono ett al.
l 1989)
Assay akt ivit as kat epsin ( Dinu et al. 2002)
Assay
y akt ivit as kolagenase
g
( Moore dan St ein
1954 diacu dalam Park et al. 2002)
y Penguj ian inhibit or kat epsin ( Dinu et al.2002
y Penguj ian inhibit or kolagenase ( Moore dan
St ein 1954 diacu dalam Park et al. 2001)
y
y
y
y

y
y

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan Fase Post Mortem
Suhu penyimpanan
Tahap
Pre rigor
Rigor awal
Post rigor awal
Busuk
Sangat busuk

Ruang

chilling

0 jam
j


0 jam
j

10 jam

84 jam

15 jam

300 jam

19 jam

540 jam

-

972 jam


Dokumentasi Penentuan Fase Post Mortem
Ikan Bandeng
Ikan Dipuasakan
Penyimpanan Suhu Ruang

F
Fase
pre rigor
i

Fase post rigor

Fase rigor mortis

Fase busuk

I kan Dipuasakan
p
Penyim
y panan

p
Suhu Chilling
g

Fase pre rigor

Fase rigor mortis

Fase post rigor

Fase busuk

I k a n Tida k D ipu a sa k a n
P n yim
Pe
i pa n a n S
Su h u R
Ru a n g

Fase pre rigor

Fase rigor mortis

I kan Tidak Dipuasakan
Penyim panan Suhu Ruang
Fase post rigor

Fase busuk

I k a n Tida k D ipu a sa k a n
Pe n yim pa n a n Su h u Ch illin g

Fase pre rigor

Fase rigor mortis

Fase post rigor

Fase busuk

Kondisi Isi Perut Saat Ikan Sudah Sangat
g Busuk

Ikan Dipuasakan

Ikan Tidak Dipuasakan
p

Pengamatan Laju Kemunduran Mutu Ikan
● Kulit ikan
● Daging ikan
●Jeroan ikan

Pengamatan Laju Kemunduran Mutu Ikan


Laju kerusakan jeroan ikan lebih cepat
dibandingkan dengan kulit dan daging ikan,
ditunjukkan oleh:
- nilai organoleptik yang menurun tajam
dibandingkan kulit dan daging ikan;
- nilai TVB yang meningkat tajam walaupun masih
dalam
kondisi rigor (> 40 %);
- Nilai TPC jjeroan jjuga
g sudah melampaui
p
batas
aman untuk dikonsumsi pada fase rigor mortis (>
5x105).

Pengamatan Laju Kemunduran Mutu Ikan
● Kondisi ini terjadi pada kulit dan daging ikan
setelah memasuki fase kebusukan.
kebusukan
● Selama proses kemunduran mutu ikan, terjadi
peningkatan aktivitas katepsin dan kolagenase
● Peningkatan paling tajam terjadi pada fase post
rigor

Opt im a si pr ose s e k st r a k si
Pe r se n ( % ) pe n gh a m ba t a n e k st r a k in h ibit or ik a n ba n de n g

% penghambatan
n

% penghambatan ekstrak inhibitor ikan Bandeng pada berbagai
waktu inkubasi

100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120

76.03

87.84

77.75
48.87

39.87
27.58

-11.79

-80.91
-93.46

Perlakuan inkubasi
Daging 60
Kulit 60
Jeroan 60

Daging 70
Kulit 70
Jeroan 70

Daging 80
Kulit 80
Jeroan 80

PENENTUAN KONDISI OPTIMUM INHBITOR
KATEPSIN DAN KOLAGENASE
Inhibitor katepsin bandeng

PENENTUAN KONDISI OPTIMUM INHBITOR
KATEPSIN DAN KOLAGENASE
Inhibitor katepsin
p
patin
p

PENENTUAN KONDISI OPTIMUM INHBITOR
KATEPSIN DAN KOLAGENASE

UJI AKTIVITAS INHIBITOR KATEPSIN DAN
INHIBITOR KOLAGENASE
Inhibitor katepsin bandeng

UJI AKTIVITAS INHIBITOR KATEPSIN DAN
INHIBITOR KOLAGENASE
Inhibitor katepsin patin

UJI AKTIVITAS INHIBITOR KATEPSIN DAN
INHIBITOR KOLAGENASE

Aktivitas inhibitor komersial dalam
menghambat aktivitas katepsin dan
kolagenase

APLIKASI INHIBITOR KATEPSIN IKAN BANDENG UNTUK
MENGHAMBAT KEMUNDURAN MUTU IKAN BANDENG

¾ Inhibitor katepsin dengan
digunakan
g
untuk aplikasi
p

pengenceran

1:1

¾ Perbandingan volume masing-masing inhibitor
yaitu 1:1 (inhibitor katepsin:inhibitor kolagenase)
¾ Perendaman ikan
selama
l
satu
t jam
j

dalam

inhibitor

campuran

APLIKASI INHIBITOR KATEPSIN IKAN PATIN UNTUK
MENGHAMBAT KEMUNDURAN MUTU IKAN BANDENG

¾ Inhibitor katepsin dengan
digunakan
g
untuk aplikasi
p

pengenceran

1:1

¾ Perbandingan volume masing-masing inhibitor
yaitu 1:1 (inhibitor katepsin:inhibitor kolagenase)
¾ Perendaman ikan
selama
l
satu
t jam
j

dalam

inhibitor

campuran

APLIKASI INHIBITOR KOLAGENASE IKAN BANDENG
UNTUK MENGHAMBAT KEMUNDURAN MUTU IKAN
BANDENG
¾ Inhibitor kolagenase dengan pengenceran 1:1
digunakan
g
untuk aplikasi
p
¾ Perbandingan volume masing-masing inhibitor
yaitu 1:1 (inhibitor katepsin:inhibitor kolagenase)
¾ Perendaman ikan
selama
l
satu
t jam
j

dalam

inhibitor

campuran

APLIKASI INHIBITOR KATEPSIN DAN INHIBITOR
KOLAGENASE
¾ Pencampuran inhibitor katepsin dan inhibitor
kolagenase dengan faktor pengenceran terbaik
yaitu
it 1:1
1 1 dari
d i masing-masing
i
i inhibitor
i hibit
¾ Perbandingan volume masing-masing inhibitor
yaitu 1:1 (inhibitor katepsin:inhibitor kolagenase)
¾ Perendaman ikan dalam
selama satu jam

inhibitor campuran

PENGHAMBATAN KEMUNDURAN MUTU IKAN:
ORGANOLEPTIK
10

9
9
8

M
odusNilai Ornganolleptik

Rata-rata Nilai O
Organoleptik

10

8

6

4

2

7
7

6

6
6

4
3

3

2

0
0

100

200

300

400

500

600

700
0

W a k tu P e n y im p a n a n S u h u C h illin g (J a m )

AA

In h ib ito r
K o n tro l

100

200

300

400

500

Waktu Penyimpanan Suhu Chilling (Jam)
Inhibitor
Kontrol

10

10

8

8
Rata-ratam
odusorganoleptik

Nilai Organoleptik

0

6

4

2

600

700

B

6

4

2

0

0
0

100

200

300

400

500

600

Waktu Penyimpanan Chilling
Inhibitor
Kontrol

C

700

0

200
400
600
Waktu penyimpanan pada suhu chilling (jam)
Ikan direndam Inhibitor campuran
Ikan tanpa perendaman inhibitor
(kontrol)

800

D

PENGHAMBATAN KEMUNDURAN MUTU IKAN: PH
10
10
9
9
8

Modus Nilai Ornganolep
pttik

Rata-rata Nilaai pH

8

6

4

2

7
7

6

6
6

4
3

3

2

0
0

100

200

300

400

500

600

700

0

W a k tu P e n y im p a n a n S u h u C h illin g (J a m )

0

100

200

300

400

500

Waktu Penyimpanan Suhu Chilling (Jam)

A

In h ib ito r
K o n tro l

Inhibitor
Kontrol

600

700

B

8
8

6
Rata-ratanilai pH

nilaipH

6

4

2

4

2

0
0

100

200

300

400

500

600

700

0
0

Waktu penyimpanan suhu chilling

200

400

600

800

Waktu penyimpanan pada suhu chilling (jam)
Inhibitor
Kontrol

C

Ikan direndam Inhibitor campuran
Ikan tanpa perendaman inhibitor
(kontrol)

D

PENGHAMBATAN KEMUNDURAN MUTU IKAN: TPC
10

8
Rata-rataNilai LogTPC
C(
(CFU/m
l)

Rata-rata Nilai Log
g TPC (CFU/ml)

10

6

4

2

7.49

8

7.52

6.72
6 70
6.70
6
4.83
3.54

4.82

4
3.53
2

0
0

100

200

300

400

500

600

700
0

W a k tu P e n y im p a n a n S u h u C h illin g (J a m )

8

6

6

2

0

200

300

400

500

Inhibitor
Kontrol

8

4

100

Waktu Penyimpanan Suhu Chilling (Jam)

Rata-rata logTPC(CFU/ml)

Nilai TPC

0

A

In h ib ito r
K o n tro l

600

700

B

4

2

0
0

100

200

300

400

500

Waktu Penyimpanan Chilling
Inhibitor
Kontrol

600

C

700

0

200
400
600
Waktu penyimpanan pada suhu chilling (jam)
Ikan direndam Inhibitor campuran
Ikan tanpa perendaman inhibitor
(kontrol)

800

D

PENGHAMBATAN KEMUNDURAN MUTU IKAN: TVB
70

80

60

70

76,1

Rata-rataNilai TVB(mgN/100g)

Rata-rata Nilai TVB (mg N/100g)

80

50
40
30
20
10

60
50
40
26,4

30

24,4

16,0

20
8,4
10

0

14.8

8,4

0

100

200

300

400

500

600

W a k tu P e n y im p a n a n S u h u C h illin g (J a m )
In h ib ito r
K o n tro l

700

0
0

A

100

200

300

400

500

Waktu Penyimpanan Suhu Chilling (Jam)
Inhibitor
Kontrol

600

700

B

70

70

60
Rata-ratanilai TVB(m
gN/100g)

60

50

Nilai TVB

72,1

40

30

20

50

40

30

20

10

10
0
0

0
0

100

200

300

400

500

Waktu Penyimpanan Chilling
Inhibitor
kontrol

600

200
400
600
Waktu penyimpanan pada suhu chilling (jam)

700
ikan direndam
inhibitor campuran
ikan tanpa perendaman
inhibitor (kontrol)

800

PURIFIKASI DAN KARAKTERISASI
INHIBITOR KATEPSIN

Pe n in gk a t a n a k t ivit a s in h ibit or pr ot e a se pa da
be r ba ga i t a h a p pe m u r n ia n
tahap
pemurnian

volume
(ml)

Protein
(mg/ml)

aktivitas
inhibitor
(U/ml)

total
protein
(mg)

total
aktivitas

aktivitas
spesifik
(U/mg)

Yield
(%)

kelipatan
pemurnian

ekstrak kasar

300

0 408
0.408

1 6450
1.6450

122 438
122.438

493 506
493.506

4 030
4.030

100 00
100.00

1 00
1.00

pengendapan

50

0.322

1.7222

16.103

86.111

5.347

17.45

1.33

dialisis

30

0.272

1.5794

8.160

47.381

5.806

9.60

1.44

ion exchange

5

0.105

1.9867

0.529

9.933

18.762

2.01

4.65

gel filtrasi

5

0.026

1.8281

0.134

9.141

68.159

1.85

16.91

Karakterisasi inhibitor katepsin
Param et er

Nilai

Suhu opt im um

40 o C

pH opt im um

8

St abilit as panas

Sam pai suhu 50 o C

St abilit as pH

7- 8

Ka r a k t e r isa si I n h ibit or Ka t e psin
Penentuan Bobot Molekul

1 5 ,6 5 k D a

Hasil elekt roforesesis : ( M) Marker, ( 1) ekst rak
kasar ( 2) ppengendapan am m onium sulfat , ( 3)
kasar,
hasil dialisis, ( 4) penukar I on, ( 5) filt rasi gel.

PURIFIKASI DAN KARAKTERISASI
KOLAGENASE

PEMILIHAN SUMBER ENZIM
0.0090
0 0080
0.0080

0.0082

0.0070
0.0060
0.0050
0.0040
0.0030
0.0020
0.0010

0.0026

0.0024

pilorik
kaeka

hat i

0.0019

0 0000
0.0000
sisa organ
dalam

usus

HASIL PEMURNIAN KOLAGENASE

Tahapan
Ekstraksi
Hasil
pengendapa
n 70% ZA
Dialisis
Di
li i
DEAE
Sephadex
A-50
Sephadex
G-100

Vol
(ml)

Aktvitas Aktivitas Protein
Unit/ml
(U)
(mg/ml)

Protein
(mg)

Aktivitas
spesifik
U/mg

Derajat
kemurnian

450

0.140

63.000

0.785 353.250

0.178

1.000

45

0.496

22.320

1.185

53.325

0.419

2.347

20

0 451
0.451

9 02
9.02

1 020
1.020

23 260
23.260

0 388
0.388

2 484
2.484

5

0.657

1.314

0.095

0.190

6.916

38.778

5

0.133

0.798

0.0065

0.039

20.462

114.731

Karakterisasi kolagenase
Param et er

Nilai

Suhu opt im um

50 o C

pH opt im um

8

St abilit as panas

Sam pai suhu 50 o C

St abilit as pH

8- 9

P
Penentuan
t
berat
b t molekul
l k l

27,61 kD
14,36 kD

KESIMPULAN

KESIMPULAN
1 Suhu
1.
S h penyimpanan
i
d
dan b
bagian
i ttubuh
b h ik
ikan
berpengaruh terhadap laju kemunduran mutu ikan
bandeng
g
2. Inhibitor katepsin dapat diekstrak dengan baik dari
bagian daging ikan dengan suhu ekstraksi 80oC
3 Inhibitor kolagenase dapat diekstrak dengan baik
3.
dari bagian kulit ikan dengan suhu ekstraksi 60oC
4. Penggunaan inhibitor dapat menghambat laju
k
kemunduran
d
mutu
t ikan
ik b
bandeng
d
yang di
disimpan
i
suhu chilling: 5 hari (inhibitor katepsin bandeng), 2
hari ((inhibitor katepsin
p
p
patin),
) 3 hari ((inhibitor
kolagenase), dan 5 hari (campuran inhibitor
katepsin dan kolagenase)

4. Inhibitor katepsin dapat dimurnikan dengan gel
filtrasi sephadex G-100 dengan kelipatan
pemurnian 16,91 kali
5. Karakteristik inhibitor katepsin: suhu dan pH
optimum 40oC dan 8; stabil sampai suhu 50oC;
stabil pada pH 7-8;berat molekul: 15,65 kDa
6 Kolagenase dapat diekstrak dengan baik dari
6.
bagian usus.
7. Enzim ini dapat dimurnikan menggunakan gel
filtrasi sephadex G-100 dengan kelipatan
pemurnian: 114,731 kali
8. Karakteristik kolagenase: suhu dan pH optimum
50oC dan 8; stabil sampai suhu 50oC, stabil pada
ph 8-9; berat molekul: 27,61 dan 14,36 kDa.