Perubahan Metabolisme Pada Ikan

Mata Kuliah Biokimia
Perubahan Metabolisme Pada Ikan
Dini Surilayani, S.Pi., M.P., M.Sc.
Tahap-Tahap Perubahan Biokimiawi daging ikan
yang telah mati (post-mortem)
Perubahan Biokimiawi (pre-rigor)
•
•
•
•
Terjadi sebelum ikan menjadi kaku
Pembongkaran ATP dan kreatin-fosfat menjadi tenaga
Glikogen membongkar menjadi asam laktat melalui proses glikolisa  daging menjadi asam
 aktivitas enzim ATP-ase dan kreatinfosfokinase meningkat
Antara 1 – 7 jam setelah ikan mati (tergantung jenis)
Daging ikan mengeras (rigor-mortis)
•
•
pH menurun  jumkah ATP menurun  otot tidak mampu mempertahankan kekenyalannya
Terjadi penggabungan: protein aktin + protein miosin protein komplek aktomiosin 
tekstur daging kaku
Daging ikan kembali melunak
•
•
•
pH daging akan mengalami kenaikan mendekati netral 7,5 – 8 atau lebih tinggi  kerja
enzim ini tidak terkontrol karena organ pengontrol sudah tidak berfungsi  enzim dapat
merusak organ tubuh ikan (autolysis)
Aktivitas bakteri mulai berkembang
Daging mulai membusuk, sehingga secara organoleptik sudah tidak menarik
Perubahan yang dapat terjadi
IKAN MATI
Setelah Ikan Mati
SIRKULASI DARAH BERHENTI
PEMASOKAN OKSIGEN BERHENTI
GLIKOLISA BERLANGSUNG ANAEROB
Glikogen  Co2 + H2O
RESPIRASI BERHENTI
Glikogen  Co2 + H2O
TIMBUL ENERGI DARI
PEMECAHAN ATP DAN
KREATINFOSFAT
LEMAK MEMADAT
ENZIM ATP-ASE DAN
KERATIN FOSFOKINASE
MENJADI AKTIF
pH DAGING IKAN
TURUN
AKTIN DAN MIOSIN
MEMBENTUK
AKTOMIOSIN
DAGING IKAN
MENJADI KAKU
ENZIM KATEPSIN
MENJADI AKTIF
PROTEIN TERURAI
OKSIDASI LEMAK:
TERJADI
KETENGIKAN
Hadiwiyoto (1993)
BERBAGAI METABOLIT
TERAKUMULASI
TIMBUL BAU
PERUBAHAN FISIKAWI:
TIMBUL NODA NODA
WARNA
BAKTERI
TUMBUH PESAT
Durasi Proses Rigor Mortis Beberapa Jenis Ikan
Jenis
Kondisi
Suhu °C
Waktu dari mati awal rigor (jam)
Waktu dari mati akhir rigor (jam)
Cod (Gadus morhua)
Stressed
0
2-8
20-65
Stressed
10-12
1
20-30
Stressed
30
0.5
1-2
Unstressed
0
14-15
72-96
Unstressed
2
2
18
Stressed
0
1
Unstressed
0
6
Unstressed
0-2
2-9
26.5
Lemuru (Engraulis anchoita)
Stressed
0
20-30
18
Mas (Cyprinus carpio)
Stressed
0
1
Unstressed
0
6
Kerapu (Epinephelus malabaricus)
Nila (Areochromis aureus)
Mujaer (Tilapia mozambica) size
60g
SOURCES: Hwang et al., 1991; Iwamoto et al., 1987; Korhonen et al., 1990; Nakayama et al., 1992; Nazir and Magar, 1963; Partmann, 1965;
Pawar and Magar, 1965; Stroud, 196; Trucco et al., 1982
Proses-Proses Biokimiawi
Setelah Ikan Mati
• Perubahan Karbohidrat
– Perubahan Adenosintrifosfat (ATP)
• Perubahan Protein
• Perubahan Lemak
Pembongkaran Glikogen menjadi Asam Laktat
melalui proses amilolitik (hidrolisa), proses fosforilasi dan glikolisa
GLIKOGEN
DEKSTRIN
MALTOSA
GLUKOSA-1-FOSFAT
GLUKOSA
heksokinase
GLUKOSA-6-FOSFAT
fosfomonoesterase
fosfoheksoisomerase
FRUKTOSA-6-FOSFAT
fosfofruktokinase
FRUKTOSA-1,6-DIFOSFAT
TRIOASETON FOSFAT
trioseisomerase
GLISERALDEGIDA-3-FOSFAT
Griseraldehida-3fosfodehidrogenase
1,3-DIFOSFOGLIRAT
FOSFO-ENOLPIRUVAT
3-fosfogliseratkinase
ASAM PIRUVAT
laktatdehidrogenase
ASAM LAKTAT
Hadiwiyoto (1993)
enolase
piruvatkinase
3-FOSFOGLISERAT
fosfogliseromutase
2-FOSFOGLISERAT
Perubahan Protein
• Perubahan komposisi kimiawi ikan dapat dilihat dengan melakukan analisa
terhadap perubahan kadar TMA, TVB, NH3, dan perubahan pH.
• Ikan mengandung trimetilamin (TMA) yang dapat menyebabkan berbau
amis, dihasilkan oleh senyawa lipoprotein yang diuraikan terlebih dahulu
menjadi kolin, kemudian diuraikan lebih lanjut menjadi trimetil amin
oksida (TMAO).
• TMAO akan diubah oleh enzim-enzim yang berada pada proses kimiawi
yang menyebabkan bau menjadi amis. Ikan air tawar memiliki kandungan
TMA yang rendah dibandingkan ikan air laut (Anonim, 2009).
• Parameter Total Volatile Bases (TVB) digunakan sebagai parameter tingkat
kerusakan ikan pada tahap akhir penyimpanan, bila TVB sudah terbentuk
dalam jumlah yang nyata, maka produk sudah mengalami perubahan
mutu yang mengarah pada pembusukan.
• Peningkatan kandungan TVB disebabkan oleh peningkatan aktivitas
mikroba menguraikan protein yang menghasilkan basa menguap selama
proses pembusukan. Proses penguraian protein dan derivatnya oleh
mikrobia selama penyimpanan akan menghasilkan basa-basa menguap
seperti amonia dan TMA.
• Batas maksimum kesegaran ikan untuk parameter TVB yang masih dapat
diterima ialah sebesar 30 mgN% dan untuk nilai TMA ialah sebesar 15 mg
N% (Anonim, 2009; Adams, 2008).
**Hasil penguraian asam amino menjadi senyawa
berbau busuk melalui reaksi dekarboksilasi
NH2 – (CH2)4 – CH – COOH
1) Kadaverin dihasilkan dari
asam amino lisin
NH2
lisin
CH2
(CH2)3 + CO2
CH2 – NH2
kadaverin
CH2 – (CH2)3 – CH – COOH
2) Putresin dihasilkan dari
asam amino ornitin
NH2
ornitin
CH2 – NH2
(CH2)2 + CO2
CH2 – NH2
putresin
 Asam amino – butirat dihasilkan dari asam glutamat
 Isobutilamin dihasilkan asam amino valin
 Tiramin dihasilkan dari tirosin
 Indol dihasilkan dari triptofan
 Degradasi histidin yang dikatalis oleh enzim histamin
dekarboksilase menjadi hitamin. Histamin tidak berbau akan
tetapi bersifat racun “ scromboid food poisoning”
**Ammonia dihasilkan dari penguraian asam amino
• Perubahan isoleusin menjadi metil
ketoglutarat
• Triptopan, asam glutamat, asam aspartat,
serin, treonin, prolin, hidroksiprolin dan sistin
• Valin, leusin, isoleusin alanin dengan reaksi
dehidrogenasi (penggabungan alanin dengan
glisin melalui reaksi Stickland) menghasilkan
ammonia
**Trimethilaminoksida + Asam laktat  TMA
TMA  senyawa lipoprotein  Kolin  TMAO + enzim
dehidrogense (dengan rekduksi)  TMA
2(CH3)3 ≡ N = 0 + CH3 – CH – COOH
TMAO
2(CH3)3 ≡ N
+ CH3 – COOH
TMN
+ CO2 + H20
OH
asam laktat
**Asam fumarat dihasilkan dari asam aspartat
NH2 – CH2 – COOH
CH2 – COOH
asam aspartat
H
COOH
C
HOOC
+ NH3
H
asam fumarat
Pembongkaran ATP
dalam daging ikan selama Pembusukan
ATP
ADP + P
IDP + NH3
AMP + P
ITP + AMP
deaminase
IMP + NH3
fosfatase
INOSIN + P
nukleosida hidrolase
HIPOKSANTIN + RIBOSA
Hadiwiyoto (1993)
nukleosida fosforilase
HIPOKSANTIN + RIBOSA-1-FOSFAT
Pembongkaran ATP pada daging ikan.
Melibatkan enzim a/l:
1. ATP-ase;
2. myokinase;
3. AMP deaminase;
4. IMP phosphohydrolase;
5. a. nucleoside phosphorylase;
b. inosine nucleosidase;
6,7. xanthine oxidase.
Pembongkaran Mioglobin dan Hemoglobin
pada daging ikan selama proses pembusukan
MIOGLOBIN
(HEMOGLOBIN)
oksigenasi
deoksigenasi
oksidasi
OKSIMIOGLOBIN
(OKSIHEMOGLOBIN)
oksidasi
reduksi
reduksi
METMIOGLOBIN
(METHEMOGLOBIN)
oksidasi
FOSFIRIN BEBAS
FOSFIRIN TEROKSIDASI
Kaitan Proses Biokimia & Sifat Fisikawi
dengan Organoleptik Daging Ikan
Kelenturan (Tenderness) & Tekstur Daging
•
•
Terjadi aktomiosin : Hasil interaksi protein aktin & miosin
Daging ikan yang kaku tidak disukai, jika dimasak menjadi keras / alot
Ketegaran (Firmness)
•
Dibedakan berdasarkan banyaknya cairan daging
Timbulnya Noda Warna
•
•
•
Bola mata berubah menjadi abu-abu suram
Insang semula merah menjadi merah gelap : oksidasi hemoglobin  methemoglobin
Noda hijau pada beberapa tubuh ikan : Verdhomone (kerusakan lebih lanjut pada
mioglobin)
Kesukaan Konsumen
•
•
•
Bola mata berubah menjadi abu-abu suram
Insang semula merah menjadi merah gelap : oksidasi hemoglobin  methemoglobin
Noda hijau pada beberapa tubuh ikan : Verdhomone (kerusakan lebih lanjut pada
mioglobin)