BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perairan kaya akan sumberdaya biotik dan abiotik. Sumberdaya biotik di perairan terutama laut lebih banyak daripada di daratan karena luas perairan yang mencapai 70% dari luas bumi . Lingkungan lautan dikenal kaya akan keanekaragaman sumberdaya hayati yang mempunyai potensi yang besar untuk aplikasi bioteknologi, obat - obatan dan pangan. Menurut data FAO tahun 2008, pada tahun 2006 sekitar 110 juta ton ikan baik dari laut maupun budidaya masuk di pasaran dunia dan dikonsumsi oleh 2,9 miliar orang dengan animal protein intake sedikitnya 15 %. Hal tersebut menujukkan potensi yang besar dari ikan sebagai sumber protein hewani. Ikan merupakan sumber protein hewani yang potensial, dengan kandungan protein 17-21% dari beratnya. Produksi ikan di Indonesia sangat tinggi dan menunjukkan kecenderungan meningkat tiap tahunnya. Di Jawa Timur saja produksinya mencapai 321.315, 346.748 dan 379.409 ton untuk tahun 1992, 1995 dan 1997. Kandungan protein ikan sangat tinggi dibandingkan dengan protein hewan lainnya, dengan asam amino essensial sempurna, karena hampir semua asam amino esensial terdapat pada daging ikan. Berdasarkan lokasi terdapatnya dalam daging, yaitu protein sarkoplasma, miofibrillar dan protein pengikat (stroma), protein pembentuk atau pembentuk enzim, koenzim dan hormon (Hadiwiyoto, 1993). 1.2. Tujuan Makalah Tujuan dari pembuatan makalh ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk melengkapi tugas mata kuliah Genetika dan Pemuliaan Ikan. 2. Untuk mengetahui protein dalam ikan. 1.3. Rumusan Masalah Dari pendahuluan di atas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1 1. Apa sajakah kandungan gizi yang ada pada ikan 2. Apakah yang dimaksud dengan protein 3. Macam-macam protein pada ikan 4. Bagaimana struktur protein pada ikan 5. Apakah denaturasi protein itu 2 BAB II ISI 2.1. Kandungan Gizi Ikan Berdasarkan habitatnya, ikan digolongkan menjadi dua yaitu ikan air laut dan ikan air tawar. Habitat tersebut akan menentukan jenis makanan ikan, yang kemudian akan mempengaruhi kandungan zat gizi ikan. Ikan air tawar terutama kaya akan karbohidrat dan protein, sedangkan ikan laut kaya akan lemak, vitamin dan mineral (Khomsan,2004 : 43). Hal senada juga diungkapkan oleh Astawan (2005) bahwa kandungan gizi ikan air tawar cukup tinggi dan hampir sama dengan ikan air laut. Komposisi gizi ikan sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh banyak faktor yaitu spesies, jenis kelamin, tingkat kematangan (umur), musim, siklus bertelur dan letak geografis. Kandungan protein ikan sangat dipengaruhi oleh kadar air dan lemaknya. Namun secara umum dapat dikatakan bahwa ikan bersirip mengandung protein 16 – 24 %, sedangkan pada ikan yang telah diolah kandungan proteinnya dapat mencapai 35 persen. Proporsi protein kolektif (kolagen) pada ikan jauh lebih rendah daripada daging ternak yaituberkisar antara 3 – 5 persen dari total protein. Hal ini juga yang menyebabkan daging ikan lebih empuk (Khomsan, 2004 : 41). Ikan sebagai salah satu sumber protein hewani mempunyai kandungan protein yang cukup tinggi. Ikan basah sekitar 17 % dan kering 40 %. Susunan asam amino di dalam protein ikan cukup baik, sehingga dapat dikatakan mutu gizinya setingkat dengan pangan hewani asal ternak seperti daging dan telur 3 Tabel 1. kandungan zat gizi ikan Per 100 gram. 2.2. Pengertian Protein Istilah protein berasaldari bahasa yunani proteos , yang berarti yang utama atau yang di dahulukan. Kata ini diperkenalkan oleh ahli kimia belanda, Gerardus Mulder (1802-1880). Ia berpendapat bahwa protein adalah zat yang paling penting dalam setiap organisme. Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh setelah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein separohnya ada di dalam otot, seperlima dalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluh dalam kilit dan selebihnya dalam jaringan lain dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon pengengkut zat-zat gizi dan darah. Di samping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor, sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul esensial untuk kehidupan. Protein mempunyai fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat kimia lain, yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh. Begitupun fungsi protein pada ikan juga sama. 4 2.3. Macam- macam protein pada ikan Jebsen (1983) membagi protein ikan menjadi 3 kelompok yaitu : 1) kelompok yang terdiri dari tropomiosin, aktin, miosin dan aktomiosin yang terdapat kira-kira 65 % dari total protein dan larut dalam natrium klorida netral dengan kekuatan ion lebih tinggi dari (0,50), 2) etrdiri dari globin, miosin dan mioglobin yang terkandung sekitar 25 sampai 30 persen dari total protein yang diekstrak dengan larutan netral dengan kekuatan ion lebih rendah (0,15), 3) meliputi stroma protein yang terdapat kira-kira 3 persen dari protein ikan. Kelompok protein ini tidak dapat larut dalam larutan garam netral, asam encer atau alkali. Protein miofibrilar bersifat sedikit larut dalam air pada pH netral tetapi larut dalam larutan garam kuat. Protein miofibrilar adalah protein yang membentuk miofibril yang terdiri dari protein struktural (aktin, miosin dan aktomiosin) dan protein regulasi (troponin, tropomiosin dan aktinin). Protein miofibrilar merupakan bagian terbesar dari protein ikan, yaitu sekitar 66 – 77 % dari total protein ikan. Protein terdapat dalam bentuk serabut (fibrous), globularutan, dan kunjngsi. a. Protein dalam bentuk serabut. Terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral dan terjalin satu sama lain, sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristiknya : - Rendah daya larutannya. - Mempnayi kekuatan mekanis yang tinggi. - Tahan terhadap enzim pencernaan. Contoh protein serabut :Kolagen, elastin, keratin, miosin. b. Protein globular Karakteristiknya : - Berbentuk bola. - larutan dalam larutanan garam dan asam encer. - Mudah berubah dalam pengaruh suhu. - Konsentrasi garam mudah mengalamidenaturasi. 5 Contoh : Albumin, globumin, histon, proteinamin. Albumin Albumin merupakan salah satu protein plasma darah yang disintesis di dalam hati. Albumin sangat berperan penting menjaga tekanan osmotik plasma, mengangkut molekul-molekul kecil melewati plasma maupun cairan ekstrasel serta mengikat obat-obatan. Albumin ikan gabus memiliki kualitas jauh lebih baik dari albumin telur yang biasa digunakan dalam penyembuhan pasien pasca bedah. Ikan gabus sendiri, mengandung 6,2% albumin dan 0,001741% Zn dengan asam amino esensial yaitu treonin, valin, metionin, isoleusin, leusin, fenilalanin, lisin, histidin, dan arginin, serta asam amino non-esensial seperti asam aspartat, serin, asam glutamat, glisin, alanin, sistein, tiroksin, hidroksilisin, amonia, hidroksiprolin dan prolin (Suprayitno, 2008 dalam Sulthoniyah ,et al., 2013). c. protein konjungsi. Merupakan protein sederhana yang terikat dengan bahan-bahan non asam amino (gugus prostetik). Contoh : Nukleoprotein, lipoprotein, fosfoprotein, metaloprotein. Jenis-jenis protein : a. Berdasarkan Komponen. 1. protein Bersahaja. Merupakan campuran yang terdiri atas asam amino. 2. protein Kompleks. Selain terdiri atas asam amino juga terdapat komponen lain (unsur logam, gugus posfat, dll). 3. protein. Merupakan ikatan antara intermediet produk sebagai hasil hidrolisa parsial dari protein native. b. Berdasarkan Sumber. 1. protein Hewani. Berasal dari binatang, contoh :daging, susu, dll. 6 2. protein Nabati. Berasal dari tumbuhan, contoh :jagung. Klasifikasi protein dapat pula dilakukan berdasarkan fungsi fisiologiknya, berhubungan dengan adanya dukungan bagi prtumbuhan badan dan bagi pemeliharan jeringan : a. protein sempurna. b. protein setengah sempurna. c. protein tidak sempurna. 2.4. Struktur protein pada Ikan Protein Ikan berdasarkan kelarutanannya 1. Sarcoplasma (larutan) , albumin. Yaitu protein yang larutan dalam air/ larutan garam lemah/ garam encer 16 – 22,0 %. ( enzim, pigmen, myoglobin) Myoglobin Perbedaan utama antara daging putih dan daging merah adalah kandungan pigmennya, dimana myoglobin menjadi pigmen utama yang terdapat pada daging merah. Myoglobin mirip dengan hemoglobin berbentuk lebih kecil, yaitu kira-kira satu per empat bagian dari besar hemoglobin. Satu molekul myoglobin terdiri dari satu rantai polipeptida yang terdiri satu rantai polipeptida yang terdiri dari 150 buah asam amino. Keterangan : M = methyl (-CH3) V = vinyl (-CH-CH2) P = Propinic acid (CH2CH2COOH) 7 Gambar 1 Struktur molekul myoglobin (Simpson, 1962) Gugus heme yang terdapat dalam molekul hemoglobin sama dengan gugus heme pada myoglobin, yaitu terdiri dari porpirin yang mengandung sebuah atom besi (Fe). Gambar 2 Struktur molekul heme Berdasarkan sifat fisiknya, myoglobin merupakan bagian dari protein sarkoplasma daging, bersifat larut dalam air dan larutan garam encer. Beberapa faktor yang mempengaruhi jumlah hemoglobin dan myoglobin pada daging antara lain 1) tingkat aktivitas jaringan, (2) suplai darah, (3) tingkat kebutuhan oksigen, serta (4) umur dan species. 2. Fibril larutan (Kontraktil) : aktin dan miosin. Yaitu protein yang larutan dalam larutan garam yang mempunyai kekuatan ion tinggi namun tidak dapat larutan dalam air. ± 75 %. 8 Aktin tersusun tiga macam protein ,yaitu aktin/aktinin, tropomiosin dan troponin. Tropomoisin adalah molekul berbentuk batang silinder tersusun 2 rantai polipeptida. Triponin adalah protein asimetrik yang trsuusn 3 sub unit protein. Gambar 3 aktin Myosin berbentuk asimeytrik, berbentuk batang tersuusn atas 6 subunit protein.molekul myosin utuh peka terhadap pemotngan enzim proteineolitik pada beberapa titik. Gambar 4 Struktur myosin 3. Stoma (tak larutan ) Yaitu protein yang tidak larutan dalam air maupun larutan garam yang mempunyai kekuatan ion tinggi. protein ini berasal dari jaringan- jaringan pengikat / penghubung 9 (connective tissue). 3,0 % Ikan bertulang keras. ± 10 % Ikan bertulang rawan. Struktur protein A. Struktur Primer merupakan struktur yang paling sederhana, berupa susunan linier ( rantai lurus ) asam amino yaitu akibat dari ikatan peptida dari asam amino yang satu dan asam amino yang lain. Gambar 5 struktur primer protein B. Struktur sekunder • Asam amino penyusun protein dihubungkan oleh ikatan peptida dan ikatan hidrogen. • Oleh karena itu polipeptida tidak berupa rantai lurus, melainkan berbentuk rantai terpilin (alpha helix ) • Ikatam hidrogen terjadi antara O pada karbonil dan H pada amina 10 ( -C= O ……… H –N- ) Gambar 6 strutur sekunder protein C. Struktur tersier • Merupakan struktur yang lebih komplek, karena adanya ikatan yang menghubungkan antara protein yang satu ( primer dan sekunder ) dengan protein yang lain. • Ikatan yang mungkin ada : - Ikatan hidrogen - ikatan ionik ( elektrostatik) - ikatan disulfida - ikatan hidrophobik - Ikatan dipole / ikatan hidrofilik Gambar 7 struktur tersier protein D. Struktur quartener 11 • Struktur yang terbentuk dari beberapa unit molekul protein tersier, membentuk suatu molekul protein. • Ikatan yang ada sama dengan pada struktur tersier Gambar 8 struktur quartener protein 2.5. Protein pada Ikan Laut Berdasarkan lokasinya dalam daging, protein ikan dapat digolongkan menjadi 3 macam yaitu protein sarkoplasma, protein miofibril dan protein stroma. Protein miofibril adalah protein-protein yang terdapat pada benang-benang daging (mifibril dan miofilamen). Yang tergolong protein ini adalah tipe golongan protein globulin misalnya myosin, aktin dan tropomyosin. Golongan protein ini memegang peranan penting pada proses kontraksi dan relaksi daging ikan. Jumlah protein golongan ini kurang lebih 50 % dari seluruh protein yang ada pada daging. 2.6. Denaturasi Protein Daging merah mengandung mioglobin dan hemoglobin yang bersifat prooksidan serta kaya akan lemak. Warna merah pada daging ikan disebabkan kandungan hemoproteinnya tinggi yang tersusun atas protein moiety, globin dan struktur heme. Di antara hemoprotein yang ada, mioglobin adalah hemoprotein yang terbanyak. Lebih 80 % hemoprotein pada daging merah adalah mioglobin dan hemoglobin. Kandungan mioglobin pada daging merah ikan tuna dapat lebih dari 3.500 mg/100 g. Hal ini yang 12 menyebabkan mudahnya terjadi ketengikan pada daging merah ikan tuna . Protein merupakan biomolekul utama yang sangat berpengaruh pada karakteristik fisik maupun kimiawi bahan pangan termasuk daging ikan dapat mengalami kerusakan oksidatif baik oleh radikal-radikal pengoksidasi maupun oleh interaksinya dengan molekul non radikal seperti produk-produk hasil oksidasi lipida diantaranya 4–hidroksinonenal (HNE) dan malonaldehida (MDA) serta beberapa aldehid maupun keton reaktif lainnya. Penggunaan bahan kimia berbahaya dalam proses penanganan, produksi maupun pengolahan produk - produk hasil perikanan beberapa tahun terakhir ini juga dapat merupakan pemicu terjadinya oksidasi maupun modifikasi struktur protein yang memberikan dampak langsung terhadap kualitas gizi hasil perikanan terutama protein ikan. Contohnya, penggunaan formalin sebagai bahan pengawet ikan, penggunaan sodium hipoklorit atau larutan chlorine sebagai penganti larutan garam (brine) dalam proses pendinginan ikan, maupun hidrogen peroksida sebagai pemutih surimi dari daging ikan (khususnya ikan yang berdaging merah) serta penggunaan boraks dalam pembuatan sosis maupun bakso ikan. Terjadinya denaturasi protein ini berhubungan erat dengan terjadinya penurunan kelarutan protein karena agregasi maupun terbentuknya kompleks diantara protein,terbentuknya jembatan disulfida yang dapat perlakuan jenis daging dan konsentrasi metil menyebabkan meningkatnya hidropobisitas permukaan protein. Dimana kesemuanya itu akan berdampak pada perubahan konformasi struktur sekunder maupun tersier protein tersebut (Viljannen, 2005 dalam Apituley, 2008). Semakin tinggi suhu pengukusan mengakibatkan kadar protein pada ikan semakin menurun. Selain suhu pengukusan yang semakin tinggi, penurunan jumlah protein juga disebabkan karena suhu penggorengan. Hal ini diduga, kandungan protein pada bahan mengalami denaturasi karena pemasakan yang berulang yaitu pengukusan dan penggorengan. Menurut Palupi et al. (2007), pengolahan bahan pangan berprotein yang tidak dikontrol dengan baik dapat menyebabkan terjadinya penurunan nilai gizinya. Pengolahan yang paling banyak dilakukan adalah proses pengolahan menggunakan pemanasan seperti sterilisasi, pemasakan dan pengeringan. Sebaliknya semakin rendah suhu pengukusan yang digunakan maka kadar protein pada abon ikan semakin tinggi. 13 BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan Dari isi makalah di atas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : ˗ Ikan air tawar terutama kaya akan karbohidrat dan protein, sedangkan ikan laut kaya akan lemak, vitamin dan mineral ˗ Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh setelah air. ˗ Protein ikan dibagi menjadi 3 kelompok yaitu : kelompok yang terdiri dari tropomiosin, aktin, miosin dan aktomiosin, kelompok yang terdiri dari globin, miosin dan mioglobin, dan kelompok yang meliputi stroma protein yang terdapat kira-kira 3 persen dari protein ikan. ˗ Kandungan protein pada bahan makanan mengalami denaturasi karena pemasakan yang berulang yaitu pengukusan dan penggorengan. 3.2. Saran Dari isi makalah di atas dapat diberikan saran yaitu sebaiknya agar protein tidak mengalami denaturasi maka dihindari untuk melakukan pemasakan pada bahan makanan secara berulang-ulang. 14 DAFTAR PUSTAKA Apituley, D. A. N. 2008. Dampak Interaksi Protein Daging Ikan dengan Metil Glioksal: Pembentukan Protein Karbonil, Denaturasi Protein serta Komposisi Asam Amino. Ichthyos, 8 (1) : 1-5 Astawan, M. 2005. Ikan Air Tawar Kaya Protein Dan Vitamin. http://www.senior.co.id. Diakses pada 20 Maret 2014 pukul 13.31 Handayani, W.; A. A. I. Ratnadewi, dan A. B. Santoso. 2007. Pengaruh Variasi Konsentrasi Sodium Klorida terhadap Hidrolisis Protein Ikan Lemuru (Sardinella lemuru Bleeker, 1853) oleh Protease Ekstrak Nanas (Ananas comosus [L.] Merr. var. Dulcis). Jurnal Teknologi Proses 6(1) : 1 – 9 Khomsan, A. 2004. Ikan, Makanan Sehat dan Kaya Gizi, dalam Peranan Pangan dan Gizi untuk Kualitas Hidup. Gramedia Widiasarana, Jakarta. Khomsan, A. 2004. Manfaat Omega-3, Omega-6, dan Omega-9, dalam Peranan Pangan dan Gizi untuk Kualitas Hidup. Gramedia Widiasarana, Jakarta. Nugroho, M. 2012. Isolasi Albumin dan Karakteristik Berat Molekul Hasil Ekstraksi Secara Pengukusan Ikan Gabus (Ophiocephalus striatus). Jurnal Teknologi Pangan. 4 (1) Soekirman.1999. Ilmu Gizi dan Aplikasinya untuk Keluarga dan Masyarakat. Ditjend Pendidikan Tinggi, Depdiknas. Sulthoniyah, S. T. M. , T. D.Sulistiyati dan E. Suprayitno. 2013. Pengaruh Pengukusan terhadap Kandungan Gizi dan Organoleptik Abon Ikan Gabus (Ophiocephalus striatus). THPi Student Journal, I (1) : 33-45 Subagio, A.; W. S. Windrati; M. Fauzi dan Y. Witono. 2004. Karakterisasi Protein Miofibril dari Ikan Kuniran (Upeneus moluccensis) dan Ikan Mata Besar (Selar crumenophtalmus). Jurnal Teknologi dan Industri Pangan. 15(1): 70-78 Susanto, E. Dan A.S. Fahmi. 2012. Senyawa Fungsional dari Ikan: Aplikasinya dalam Pangan. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 1(4) : 95-102 Yuniarti, D. W.; T. D. Sulistiyati dan E. Suprayitno. 2013. Pengaruh Suhu Pengeringan 15 Vakum terhadap Kualitas Serbuk Albumin Ikan Gabus (Ophiocephalus striatus). THPi Student Journal, 1(1) : 1-9 16