Karakteristik Hidrolisat Protein Ikan Lele Dumbo

4.5 Karakteristik Hidrolisat Protein Ikan Lele Dumbo

Hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan dalam penelitian ini berbentuk serbuk yang berwarna putih kekuningan disajikan pada Gambar 8. Rendemen hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan sebesar 21,16. Karakteristik hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan dapat dilihat dari hasil beberapa analisis, meliputi analisis proksimat kadar air, kadar abu, kadar protein dan kadar lemak, daya cerna protein in vitro dan asam amino. Gambar 8 Hidrolisat protein ikan lele dumbo. 4.5.1 Komposisi kimia hidrolisat protein ikan lele dumbo Komposisi kimia hidrolisat protein ikan lele dumbo ditentukan melalui analisis proksimat yang meliputi analisis kadar air, kadar abu, kadar protein dan kadar lemak. Komposisi kimia hidrolisat protein ikan lele dumbo disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Komposisi kimia hidrolisat protein ikan lele dumbo Parameter Hidrolisat protein ikan lele dumbo bb Hidrolisat protein ikan nila bb Hidrolisat Protein Ikan Komersial bb Kadar air 5,46 1,22 5,00 Kadar abu 5,71 2,25 0,30 Kadar protein 53,29 97,57 84,00 Kadar lemak 1,94 0,67 11,00 Keterangan: = Foh et al. 2011 = International Quality Ingredients 2005 Air merupakan komponen terbesar yang menyusun berbagai jenis bahan pangan. Air berperan sebagai tempat terjadinya reaksi kimia dan merupakan pereaksi utama dalam reaksi hidrolisis Belitz et al. 2009. Kadar air yang terkandung dalam hidrolisat protein ikan lele dumbo 5,46 tidak jauh berbeda dengan kadar air pada hidrolisat protein ikan komersial 5,00, namun lebih tinggi dibandingkan hidrolisat protein ikan nila 1,22. Perbedaan kadar air dapat disebabkan oleh penggunaan metode pengeringan yang berbeda, yaitu hidrolisat protein ikan lele dumbo dan hidrolisat ikan komersial menggunakan metode spray drying, sedangkan hidrolisat protein ikan nila menggunakan metode freeze drying. Struktur bahan pangan akan mengalami perubahan akibat proses pengeringan. Sebagian besar air akan menguap ketika mengalami kontak dengan panas saat proses pengeringan berlangsung, sehingga kadar air yang terkandung dalam bahan pangan juga akan menurun. Pengeringan protein menggunakan freeze drying dapat mencapai kadar air yang sangat rendah dengan resiko kerusakan protein yang kecil karena proses pengeringan terjadi pada suhu yang sangat rendah. Kadar air yang dihasilkan dari proses pengeringan dengan metode spray drying dipengaruhi oleh suhu inlet dan outlet yang digunakan. Apabila suhu yang digunakan terlalu tinggi maka resiko kerusakan protein akibat panas juga akan semakin besar. Metode freeze drying memiliki beberapa kelemahan, yaitu biaya operasional yang mahal sehingga pemakaiannya kurang ekonomis dan waktu pengeringan yang cukup lama. Produk yang dihasilkan dari metode spray drying berupa serbuk yang berwarna cerah dan bersifat porous Berk 2009. Pembuatan hidrolisat protein ikan lele dumbo dalam bentuk serbuk dapat mempermudah proses penyimpanan serta memperpanjang masa simpan produk. Pengeringan dan atau penyimpan pada suhu rendah merupakan metode yang telah umum digunakan untuk memperpanjang daya simpan produk pangan yang mengandung kadar air tinggi Belitz et al. 2009. Sebagian besar bahan pangan terdiri atas 96 bahan organik dan air, sisanya terdiri atas unsur-unsur mineral. Proses pembakaran bahan pangan sampai suhu 600 °C akan menyebabkan bahan organik terbakar, namun bahan anorganik tidak terbakar, yaitu dalam bentuk abu yang terdiri atas berbagai unsur mineral seperti Ca, Mg, Na, P, K, Fe, Mn dan Cu. Kadar abu menunjukan kandungan mineral dalam bahan pangan Winarno 2008. Kadar abu pada hidrolisat protein ikan lele dumbo lebih tinggi dibandingkan kadar abu pada hidrolisat protein ikan komersial maupun hidrolisat protein ikan nila. Penambahan senyawa alkali, seperti NaOH, dan atau senyawa asam, seperti HCl, dalam proses hidrolisis protein bertujuan untuk mencapai nilai pH optimum enzim dan menjaga agar pH tetap konstan selama proses hidrolisis sehingga pemutusan ikatan peptida oleh enzim dapat tetap berlangsung. Gesualdo dan Li-Chan 1999 menyatakan bahwa pencampuran senyawa asam dan alkali dalam larutan hidrolisat protein akan menyebabkan terbentuknya senyawa garam, sehingga dapat meningkatan kadar abu pada hidrolisat protein. Protein merupakan molekul esensial dalam penyusunan struktur maupun proses fungsional tubuh makhluk hidup. Protein terdiri atas rantai asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida sehingga membentuk beragam struktur yang kompleks Vaclavik dan Christian 2008. Kadar protein hidrolisat protein ikan lele dumbo 53,29 lebih rendah dibandingkan kadar protein pada hidrolisat protein ikan komersial 84,00 maupun hidrolisat protein ikan nila 97,57. Enzim papain yang digunakan dalam proses hidrolisis protein ikan lele dumbo memiliki aktivitas spesifik yang rendah, yaitu sebesar 1,305 Umg, hal ini mengakibatkan jumlah ikatan peptida dalam protein daging ikan lele dumbo yang berhasil dihidrolisis oleh enzim papain hanya sedikit, sehingga senyawa nitrogen terlarut yang dihasilkan sedikit dan kadar protein yang terukur juga rendah. Nurhayati et al. 2007 menyatakan bahwa kandungan protein yang terukur pada hidrolisat protein ikan merupakan molekul protein yang terlarut. Shahidi et al. 1995 menyatakan bahwa pada reaksi hidrolisis protein enzimatis, terjadi perubahan struktur jaringan ikan dengan sangat cepat. Pengamatan dengan mikroskop elektron pada otot ikan Cod memperlihatkan bahwa protein miofibril terdegradasi selama proses hidrolisis. Proses hidrolisis secara enzimatis melibatkan proses pemutusan ikatan peptida dalam protein oleh enzim proteolitik sehingga terbentuk senyawa nitrogen yang terlarut dalam larutan hidrolisat protein ikan. Perbedaan kandungan protein pada beberapa jenis hisrolisat protein ikan juga dapat disebabkan oleh adanya perbedaan kadar protein yang terkandung dalam daging ikan yang dijadikan sebagai bahan baku pembuatan hidrolisat protein ikan. Ikan lele dumbo yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kadar protein 13,62 yang lebih rendah dibandingkan kadar protein ikan nila 19,04 dalam penelitian Foh et al. 2011. Komposisi kimia daging ikan dipengaruhi oleh faktor yang berasal dari ikan itu sendiri internal, meliputi jenis ikan, jenis kelamin serta umur panen ikan; dan yang berasal dari luar eksternal meliputi habitat ikan, musim dan jenis makanan yang tersedia Hadiwiyoto 1993. Molekul lemak terdiri atas asam lemak dan gliserol. Lemak terkandung pada setiap jenis bahan pangan, namun pada kadar yang berbeda-beda. Lemak juga tertimbun dalam jaringan beberapa jenis hewan dan organ beberapa jenis tumbuhan. Lemak termasuk dalam kelompok senyawa yang disebut lipida, yang pada umumnya mempunyai sifat tidak larut didalam air Belitz et al. 2009. Berdasarkan Tabel 6 dapat dilihat bahwa kadar lemak hidrolisat protein ikan lele dumbo 1,94 lebih rendah dibandingkan kadar lemak hidrolisat protein ikan komersial 11,00 namun lebih tinggi dibandingkan hidrolisat protein ikan nila sebesar 0,67. Lemak yang terkandung dalam campuran setelah proses hidrolisis, ikut terpisah dari larutan hidrolisat protein ikan bersama dengan komponen protein yang tidak terlarut, yaitu ketika campuran disentrifugasi. Shahidi et al. 1995 menyatakan bahwa pada saat reaksi hidrolisis berlangsung, membran sel akan menyatu dan membentuk gelembung yang tidak terlarut, hal tersebut menyebabkan terlepasnya lemak pada struktur membran. Nilsang et al. 2005 menyatakan bahwa produk hidrolisat protein yang mempunyai kadar lemak rendah umumnya lebih stabil terhadap reaksi oksidasi lemak selama penyimpanan dibandingkan dengan hidrolisat protein ikan yang mempunyai kadar lemak tinggi. 4.5.2 Komposisi asam amino hidrolisat protein ikan lele dumbo Sebuah asam amino terdiri dari sebuah gugus amino NH 2 , sebuah gugus karboksil COOH, sebuah atom hidrogen dan gugus R rantai cabang yang terikat pada sebuah atom karbon Winarno 2008. Rantai asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida akan membentuk protein dengan beragam struktur yang komplek dan khas. Reaksi hidrolisis protein bertujuan untuk mengubah protein menjadi bentuk yang lebih sederhana, yaitu asam amino dan peptida melalui pemutusan ikatan peptida Vaclavik dan Christian 2008. Komposisi asam amino hidrolisat protein ikan lele dumbo disajikan pada Tabel 7. Metode yang saat ini banyak digunakan untuk menentukan kandungan asam amino dalam suatu bahan adalah high performance liquid chromatography HPLC. Butikofer et al. 1991 menyatakan bahwa keunggulan metode HPLC adalah hasil yang akurat, pendeteksi flouresensi yang lebih sensitif dan proses analisis yang berlangsung dalam waktu singkat. Lookhart dan Jones 1985 menyatakan bahwa proses derivatisasi asam amino sebagai reaksi pra kolom menggunakan larutan o-pththaldialdehyde OPA yang didalamnya mengandung 2-mercaptoethanol akan menghasilkan komponen berflouresensi dengan baik sehingga dapat dideteksi menggunakan HPLC. Kromatogram hasil pengujian asam amino menggunakan HPLC untuk asam amino standar, hidrolisat protein ikan lele dumbo ulangan 1 dan 2 disajikan pada Gambar 9. Tabel 7 Komposisi asam amino hidrolisat protein ikan lele dumbo Jenis Asam Amino Hidrolisat Protein Ikan Lele Dumbo bb Hidrolisat Protein Ikan Nila bb Hidrolisat Protein Ikan Komersial bb Valin a 2,57 3,96 4,90 Leusin a 3,55 7,67 6,50 Isoleusin a 1,97 3,59 4,00 Metionin a 0,98 2,87 3,10 Treonin a 2,22 4,37 4,40 Histidin a 1,68 2,01 2.60 Lisin a 5,23 8,65 7,50 Arginin a 2,77 5,71 6,80 Fenilalanin a 2,02 3,63 3,70 Asam aspartat 5,98 9,65 9,50 Asam glutamat 7,77 17,48 14,00 Serin 2,61 3,87 4,90 Glisin 4,85 4,44 11,00 Alanin 2,93 6,41 7,30 Tirosin 2,56 2,05 2,90 Keterangan: = Foh et al. 2011 = International Quality Ingredients 2005 Asam amino dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi fisiologi dalam tubuh, yaitu asam amino esensial dan non esensial. Asam amino esensial tidak dapat diproduksi oleh tubuh sehingga harus disuplai melalui makanan, sedangkan asam amino non-esensial dapat diproduksi dalam tubuh. Asam amino esensial antara lain valin, leusin, isoleusin, fenilalanin, triptofan, metionin, treonin, histidin, lisin dan arginin. Asam amino non esensial antara lain glisin, alanin, prolin, serin, sistein, tirosin, asparagin, asam glutamat, asam aspartat dan glutamin Belitz et al. 2009. Kualitas protein dapat ditentukan berdasarkan kandungan asam amino esensial yang menyusunnya. Pada prinsipnya suatu protein yang dapat menyediakan asam amino esensial dalam suatu komposisi yang hampir menyamai kebutuhan manusia, merupakan protein yang bermutu tinggi Damodaran 1996. Berdasarkan Tabel 7 dapat dilihat bahwa hidrolisat protein ikan lele dumbo mengandung hampir semua jenis asam amino, kecuali triptofan, prolin, sistein, asparagin dan glutamin, yang dalam penelitian ini tidak dianalisis. Sebagian besar kadar asam amino pada hidrolisat protein ikan lele dumbo lebih rendah dibandingkan dengan kadar asam amino pada hidrolisat protein ikan nila dan hidrolisat protein ikan komersial. Hal ini diduga karena protein yang terlarut pada hidrolisat protein ikan lele dumbo sebagian masih dalam bentuk peptida-peptida. Perbedaan jenis enzim yang digunakan dalam reaksi hidrolisis dapat menghasilkan komposisi asam amino yang berbeda. Proses hidrolisis protein ikan lele dumbo menggunakan enzim papain, sedangkan hidrolisis protein ikan nila menggunakan enzim alkalase. Gauthier et al. 1982 menyatakan bahwa enzim hidrolase akan mengidrolisis ikatan peptida secara spesifik, hal ini menyebabkan perbedaan kandungan asam amino pada hidrolisat protein. Enzim papain tergolong dalam kelompok enzim endopeptidase yang berperan dalam memutuskan ikatan peptida secara spesifik pada bagian tengah rantai protein Grzonka et al. 2007. Enzim papain merupakan golongan protease sulfhihidril yang memiliki kemampuan menghidrolisis rantai peptida pada protein dengan gugus sulfihidril Sisi aktif enzim papain terdiri atas gugus histidin dan sistein. Enzim papain mengkatalis reaksi hidrolisis substrat amida, ester dan thioester Wong 1989. Waktu retensi menit Gambar 9 Kromatogram HPLC a standar; b hidrolisat protein ikan lele dumbo ulangan 1; c hidrolisat protein ikan lele dumbo ulangan 2. F lour es ens i a b c Berdasarkan Tabel 7 dapat dilihat bahwa kadar asam amino tertinggi dalam hidrolisat protein ikan lele dumbo adalah asam glutamat, sebesar 7,77, sedangkan kadar asam amino pembatasnya adalah metionin, sebesar 0,98. Ovissipour et al. 2010 menyatakan bahwa asam glutamat, asam aspartat, glisin dan alanin merupakan asam amino yang berperan dalam meningkatkan aroma flavour enhancer pada produk perikanan. Melihat fakta tersebut, maka hidrolisat protein ikan lele dumbo potensial untuk diaplikasikan sebagai penyedap maupun flavour enhancer. Hidrolisat protein ikan lele dumbo juga potensial untuk dikembangkan sebagai sumber asam amino esensial dalam produk pangan karena mengandung asam amino esensial yang hampir lengkap. 4.5.3 Daya cerna protein in vitro hidrolisat protein ikan lele dumbo Salah satu faktor penting dalam menentukan kualitas protein adalah dengan daya cerna protein. Daya cerna protein didefinisikan sebagai proporsi nitrogen yang terkandung dalam bahan pangan, yang dapat dicerna dan diserap oleh tubuh setelah proses pencernaan. Analisis daya cerna protein dapat dilakukan secara biologis in vivo dan enzimatis in vitro. Analisis daya cerna protein secara in vivo umumnya menggunakan tikus percobaan atau manusia dan cenderung membutuhkan biaya yang besar, serta waktu yang cukup lama Damodaran 1996. Daya cerna protein pada hidrolisat protein ikan lele dumbo dianalisis secara in vitro, yaitu menggunakan beberapa jenis enzim proteolitik yang terlibat dalam pencernaan protein dalam tubuh manusia. Enzim yang digunakan dalam sistem mulitienzim ini adalah pepsin dan pankreatin. Daya cerna protein in vitro hidrolisat protein ikan lele dumbo disajikan pada Tabel 8. Gauthier et al. 1982 menyatakan bahwa prinsip pengukuran daya cerna protein in vitro adalah mengukur kadar protein yang tidak tercerna oleh enzim pada kondisi yang menyerupai metabolisme tubuh ketika mencerna makanan. Sistem enzim yang digunakan dalam analisis daya cerna protein in vitro dapat menggunakan satu jenis enzim maupun beberapa jenis enzim metode multienzim. Tabel 8. Daya cerna protein in vitro hidrolisat protein ikan lele dumbo Sumber protein Daya cerna protein Hidrolisat protein ikan lele dumbo 98,57 Hidrolisat protein ikan nila 92,73 Hidrolisat protein ikan komersial 97,00 Keterangan: = Foh et al. 2011 = International Quality Ingredients 2005 Tabel 8 menunjukkan bahwa daya cerna protein in vitro pada hidrolisat protein ikan lele dumbo 98,57 lebih tinggi dibandingkan nilai daya cerna protein pada hidrolisat protein ikan nila 92,73 dan hidrolisat protein ikan komersial 97,00. Analisis daya cerna protein in vitro pada hidrolisat protein ikan nila hanya menggunakan enzim tripsin, sedangkan pada hidrolisat protein ikan komersial hanya menggunakan enzim pepsin. Enzim pepsin tergolong dalam kelompok aspatic protease, yaitu enzim yang memiliki sisi aktif berupa gugus asam aspartat untuk menghidrolisis ikatan peptida pada protein. Pepsin juga termasuk dalam kelompok enzim endopeptidase yang memutus ikatan peptida secara spesifik pada bagian tengah rantai polipeptida Martin dan Hernandez 2007. Pankreatin merupakan gabungan dari beberapa jenis enzim yaitu amilase, lipase dan protease. Enzim protease yang terkandung dalam pankreatin adalah tripsin. Tripsin tergolong dalam kelompok serin protease, yaitu enzim yang memiliki sisi aktif berupa gugus serin untuk menghidrolisis ikatan peptida dan ester. Tripsin termasuk dalam kelompok enzim endopeptidase Donlon 2007. Penelitian Denadai et al. 2007 menunjukkan bahwa pengukuran daya cerna protein yang terkandung dalam tanaman Lecythis pisonis menggunakan metode multienzim yang terdiri atas tripsin, kimotripsin dan porcine peptidase, menghasilkan nilai daya cerna protein invitro yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan satu jenis enzim, yaitu tripsin atau pepsin atau kimotripsin saja. Gauthier et al. 1982 juga menyatakan bahwa pemilihan jenis enzim pencernaan untuk proses hidrolisis protein dalam analisis daya cerna protein in vitro akan mempengaruhi hasil akhir analisis. Semakin beragam jenis enzim yang digunakan, maka akan menghasilkan daya cerna protein yang lebih tinggi. Penggunaan beberapa enzim sekaligus metode multienzim akan menghasilkan daya cerna yang lebih tinggi dibandingkan dengan satu jenis enzim saja. Penelitian Denadai et al. 2007 menunjukkan bahwa komponen antinutrisi seperti inhibitor proteinase, lektin dan tanin dapat menurunkan daya cerna protein in vitro dan penyerapan asam amino dengan cara membentuk ikatan dengan enzim pencernaan atau dengan asam amino. Metode pengolahan seperti fermentasi dan perebusan juga dapat meningkatkan daya cerna protein in vitro karena proses pengolahan tersebut dapat menghancurkan atau menginaktifkan inhibitor protease dan merombak struktur protein menjadi lebih sederhana melalui denaturasi protein Hidrolisat protein ikan lele dumbo memiliki kualitas protein yang baik, yaitu memiliki asam amino esensial yang hampir lengkap dan daya cerna protein in vitro yang tinggi. Asam amino tertinggi yang terkandung dalam hidrolisat protein ikan lele dumbo adalah asam glutamat. Hidrolisat protein ikan lele dumbo juga memiliki kandungan protein yang sesuai dengan kriteria bahan baku flavour enhancer berdasarkan Thaddee dan Lyraz et al. 1990, yaitu 45,0. Karakteristik hidrolisat protein ikan lele dumbo tersebut menunjukkan bahwa hidrolisat protein ikan lele dumbo sangat potensial untuk dikembangkan sebagai flavour enhancer. 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Hidrolisat protein ikan lele dumbo dapat dihasilkan melalui hidrolisis enzimatis menggunakan enzim papain. Kondisi optimum untuk menghidrolisis daging ikan lele dumbo menjadi hidrolisat protein adalah konsentrasi enzim papain sebesar 5 bv dengan waktu hidrolisis selama 6 jam sehingga dihasilkan derajat hidrolisis sebesar 35,37. Karakteristik hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan berupa serbuk berwarna putih kekuningan dengan rendemen sebesar 21,16. Hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan memiliki komposisi kimia sebagai berikut: kadar air 5,46, kadar abu 5,71, kadar protein 53,29 dan kadar lemak 1,94. Hidrolisat protein ikan lele dumbo mengandung 15 jenis asam amino yang terdiri atas asam aspartat, asam glutamat, serin, histidin, glisin, treonin, arginin, alanin, tirosin, metionin, valin, fenilalanin, isoleusin, leusin dan lisin. Kadar asam amino tertinggi adalah asam glutamat, yaitu sebesar 7,77 dan kadar asam amino terendah adalah metionin, yaitu sebesar 0,98. Hidrolisat protein ikan lele dumbo yang dihasilkan memiliki daya cerna protein in vitro sebesar 98,57.

5.2 Saran