Hidrolisat Protein Ikan dan Aplikasinya

Hidrolisat protein ikan merupakan hasil hidrolisis protein ikan menggunakan bantuan bahan-bahan tambahan seperti enzim, asam, dan basa. Hidrolisis protein ikan menghasilkan produk yang lebih sederhana seperti asam amino. Ikatan-ikatan peptida antara asam-asam amino pembentuk protein diputus dengan bantuan katalisator.

Hidrolisat protein ikan dapat diproduksi menggunakan protein ikan baik dari seluruh tubuh ikan maupun dari hasil samping yang sudah tidak dimanfaatkan. Proses penangkapan ikan kadang kala menghasilkan by catch (bukan merupakan tangkapan utama alat tangkap ikan). Produksi produk perikanan juga menghasilkan limbah yang tidak dimanfaatkan. By catch dan hasil samping merupakan input yang penting dalam proses pembuatan hidrolisat protein ikan.

Hidrolisat protein ikan dapat dibuat dengan cara hidrolisis enzimatis. Hidrolisis enzimatis menggunakan enzim sebagai katalisator pemutusan ikatan peptida. Daging ikan dihomogenisasi sehingga dihasilkan homogenat. Enzim ditambahkan ke dalam homogenat dan dihidrolisis pada suhu, waktu, dan pH yang sesuai untuk memperoleh aktivitas optimal enzim. Proses dilanjutkan dengan inaktivasi enzim (pengaturan suhu dan pH). Supernatan dikumpulkan menggunakan filtrasi ataupun sentrifugasi. Hidrolisat protein ikan dihasilkan setelah supernatan mendapat perlakuan dehidrasi.

Hidrolisat protein ikan dapat digunakan untuk pakan. Saat ini penelitian sedang dilakukan untuk memanfaatkan hidrolisat protein ikan sebagai bahan pangan. Hasil penelitian menyebutkan hidrolisat protein ikan potensial sebagai antihipertensi, antioksidan, dan bisa dimanfaatkan sebagai neutraceutical.

Kelp sebagai Sumber Biofuel

Laut memberikan sumber daya alam yang bermanfaat untuk kita. berbagai jenis ikan tersedia di laut untuk bisa dimanfaatkan oleh manusia. Bukan hanya untuk pangan, laut juga menyediakan sumber energi untuk manusia misalnya minyak bumi. Namun sekarang ini terdapat permasalahan yang harus dicari solusinya yaitu semakin menipisnya sumber minyak mentah.

Laut kembali menunjukkan manfaatnya bagi manusia untuk masa depan yang lebih cerah. Salah satunya adalah menyediakan rumput laut yang mampu diproduksi menjadi biofuel.

Energi terbarukan menjadi solusi terdepan untuk mengatasi semakin berkurangnya ketersediaan bahan bakar minyak. Penelitian tentunya sudah banyak dilakukan. Alangkah bagusnya jika semakin banyak opsi yang ditemukan. Setidaknya dari sekian banyak opsi, ada satu yang nantinya menjadi energi terbarukan untuk masa depan.

Khanh-Quang Tran adalah salah satu peneliti yang menekuni produksi biofuel. Beliau melakukan penelitian untuk melihat potensi makroalga (rumput laut) sebagai sumber biofuel. Tran memanaskan campuran Laminaria saccharina menggunakan teknik fast hydrotermal liquefaction. Hasilnya adalah Yield yang dihasilkan mencapai 79%. Yield yang tinggi dibandingkan menggunakan yeknik biasa dari spesies yang sama. Terobosan yang dilakukan oleh Tran adalah dengan menggunakan teknik rapid heating.

Penelitian yang dilakukan oleh Tran telah dipublish pada jurnal Quang-Vu Bach, Miguel Valcuende Sillero, Khanh-Quang Tran, Jorunn Skjermo. Fast hydrothermal liquefaction of a Norwegian macro-alga: Screening tests. Algal Research, 2014; DOI: 10.1016/j.algal.2014.05.009  

Anti Bakteri terhadap Mikroorganisme Penyebab Diare

Sanitasi dan higiene merupakan konsep dasar yang perlu diperhatikan dalam pengolahan makanan. Konsep dasar tersebut diperlukan agar makanan yang diproduksi bebas dari cemaran. Salah satu cemaran yang menjadi perhatian adalah total bakteri pada produk. Apakah teman-teman pernah mengalami masalah pencernaan seperti diare? Salah satu penyebabnya adalah bakteri.

Diare masih merupakan permasalahan yang harus dipecahkan. Penduduk di negara berkembang utamanya masih memiliki tingkat kejadian diare yang tinggi. Kebersihan makanan dan air perlu dijaga karena infeksi bakteri penyebab diare biasanya berasal dari makanan dan air.

Bakteri merupakan mikroorganisme yang pertumbuhannya sangat cepat. Lingkungan yang mendukung akan membuat pertumbuhan bakteri optimal. Bakteri penyebab diare yang telah tumbuh perlu dikendalikan dengan memberikan anti bakteri. Obat-obat komersial saat ini mengklaim bahwa obat tersebut mampu menghentikan diare. Namun ada baiknya terus dilakukan studi tentang antibakteri karena ketahanan bakteri makin meningkat seiring bertambahnya waktu.

Beberapa penelitian pernah dilakukan untuk melihat beberapa aktivitas antibakteri dari beberapa biota seperti Vitex pinnata yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri Salmonella typhi, Staphylococcus aureus (Kosala). Isolat triterpenoid dari biji pepaya mampu menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dan Escherichia coli (Sukadana et al. 2005).  Ekstrak daun Psidium guajava L juga mampu menghambat pertumbuhan Salmonella typhimurium (Ajizah 2004). Ekstrak kerang darah mampu menghambat pertumbuhan S. aureus dan E. coli (Daluningrum 2009).

Penelitian-penelitian masih terus dilakukan untuk melihat efektivitas suatu ekstrak untuk menghambat pertumbuhan bakteri penyebab diare. Apakah teman-teman tertarik? Teman-teman bisa mengangkat pengalaman empiris untuk melihat efektivitas tanaman herbal atau biota yang mampu mengurangi keluhan diare.

Disc Diffusion Method

Penapisan antibakteri saat ini sedang gencar dilakukan, untuk mendapatkan alternatif antibakteri yang memiliki kemampuan yang lebih baik. Untuk menguji antibakteri tersebut perlu adanya metode uji yang mumpuni. Salah satunya adalah dengan metode difusi. Metode difusi dapat dilakukan dengan metode disc diffusion. Tujuan dari tes Kirby-Bauer difusi disk adalah untuk menentukan sensitivitas atau resistensi patogen aerobik dan bakteri fakultatif anaerob untuk berbagai senyawa antimikroba untuk membantu dokter dalam memilih pilihan pengobatan pada pasien-pasiennya. Organisme patogen ditanam di Mueller-Hinton agar dengan berbagai antimikroba di kertas saring. Ada atau tidak adanya pertumbuhan di sekitar disk adalah ukuran tidak langsung dari kemampuan senyawa untuk menghambat organisme.

(http://www.free-photos.biz)

(http://en.engormix.com)

Ketika 6-mm kertas penyaring disk yang diresapi dengan konsentrasi senyawa antimikroba ditempatkan di cawan Mueller-Hinton (MH) agar, air segera diserap ke dalam disk dari agar-agar. Antimikroba mulai berdifusi ke dalam agar-agar sekitarnya. Laju difusi melalui agar tidak secepat laju ekstraksi keluar antimikroba dari disk, sehingga konsentrasi antimikroba paling tinggi paling dekat dengan disk. Laju difusi antimikroba melalui agar-agar tergantung pada sifat difusi dan kelarutan obat dalam agar-agar MH dan berat molekul dari senyawa antimikroba. Faktor-faktor ini mengakibatkan setiap antimikroba memiliki zona yang menunjukkan kerentanan terhadap senyawa antimikroba (Hudzicki 2012).

Media untuk Uji Disc Diffusion
Mueller-Hinton agar dianggap sebagai media terbaik untuk pengujian kerentanan bakteri nonfastidious untuk alasan berikut : dapat diterima batch ke batch untuk reproduktifitas uji kerentanan; sangat rendah dalam sulfonamida, trimetoprim, dan inhibitor tetrasiklin, mendukung pertumbuhan yang memuaskan untuk patogen nonfastidious; data-data dalam jumlah besar dan pengalaman telah dikumpulkan tentang uji kerentanan dilakukan dengan media ini

Formula Mueller-Hinton agar dalam satu liter air murni adalah sebagai berikut : Beef (300.0 g), Casamino acid, technical (17.5 g), Starch (1.5 g), Agar (17.0 g). pH MH harus berkisar antara 7,2 dan 7,4 pada suhu kamar setelah pemadatan dan harus diuji ketika media pertama disiapkan. Jika pH < 7,2 obat-obatan tertentu akan kehilangan potensi (aminoglikosida, kuinolon, makrolid), sementara agen lain mungkin tampak memiliki aktivitas yang berlebihan (tetrasiklin). Jika pH > 7,4 hasil yang sebaliknya dapat terjadi (Hudzicki 2012).


Standar untuk persiapan Inokulum
Standar McFarland adalah suspensi barium sulfat atau partikel lateks yang memungkinkan perbandingan visual dari kepadatan bakteri. Standar komersial tersedia untuk dibeli dari perusahaan seperti Remel atau BD BBL. Ini sering menyertakan kartu Wickerham, yang merupakan kartu kecil yang berisi garis-garis hitam paralel. Sebuah standar McFarland 0,5 setara dengan suspensi bakteri yang mengandung antara 1 x 108 dan 2 x 108 CFU / ml.

0,5 McFarland disiapkan dengan cara sebagai berikut : tambahkan 0,5-ml 0,048 mol/liter BaCl2 (1,175% berat/volume BaCl2 • 2H20) dan 99,5 ml dari 0,18 mol/liter H2SO4 (1% vol/vol) dengan pengadukan yang konstan untuk mempertahankan suspensi. Periksa kepadatan yang benar dari standar kekeruhan dengan mengukur absorbansi pada spektrofotometer dengan Absorbansi pada 625 nm. Kekeruhan harus bernilai 0,08-0,13 untuk 0,5 McFarland standar. Transfer suspensi barium sulfat dalam 4 - 6-ml aliquot ke tabung dengan ukuran yang sama dengan yang digunakan dalam standardisasi inokulum bakteri. Tutup tabung dan disimpan dalam gelap pada suhu kamar.

Peletakan disk ke permukaan agar

Cakram yang telah berisi antimikroba diletakkan pada permukaan agar, baik menggunakan forsep untuk mengeluarkan setiap disk antimikroba satu persatu, atau dispenser multidisk untuk mengeluarkan beberapa disk sekaligus. Setiap cakram harus ditekan untuk memastikan kontak dengan media. Disk harus ditempatkan secara merata, dengan jarak antar pusat tidak kurang dari 24 mm. Untuk plate yang berukuran 150 mm, jumlah disk yang boleh ditempatkan maksimal 12 disk, sedangkan untuk plate berukuran 100 mm, maksimal 5 disk yang boleh ditambahkan ke agar.

Penempatan cakram sekaligus menggunakan alat

Penempatan cakram satu per satu

Pembacaan Hasil dan Interpretasi

Plate yang telah diinkubasi selama 16-18 jam diamati pertumbuhan bakterinya. Diameter zona bening diamati dengan mata telanjang. Zona diukur pada diameter terdekat. Pengamatan dilakukan menggunakan penggaris pada bagian belakang plate. Pengamatan dilakukan beberapa inch diatas latar belakang berwarna hitam dengan pencahayaan yang dipantulkan. Jika darah ditambahkan ke dalam agar, maka pengamatan dilakukan dari atas agar, dengan pencahayaan hasil pantulan, dan penutup dilepaskan.

Kompos dari Rumput Laut

Rumput laut dikumpulkan sebagai limbah setiap tahunnya. Sumber lain limbah rumput laut adalah sampah dari industri yang digunakan untuk menyerap logam berat pada air limbah. Rumput laut dan kompos rumput laut dapat digunakan untuk pupuk. Namun kandungan garam dan logam berat yang masih tinggi menjadi masalah yang dihadapi. Masalah lain yang dihadapi adalah kandungan polisakarida yang cukup tinggi seperti laminaran, fukoidan, dan alginat. Alginat dalam tanah mengalami perombakan yang cukup lambat sehingga perlu ditambahkan enzim tertentu untuk mendegradasinya. Undaria pinnatifida memiliki kandungan alginat yang cukup tinggi. Wakame digunakan untuk mengurangi kandungan N dan P dari air laut yang terkontaminasi 

Selama pembuatan kompos rumput laut Undaria pinnatifida terjadi perubahan pada suhu, pH, CO2, dan rasio C/N. Suhu kompos rumput laut meningkat seiring dengan lama proses pembuatan kompos. Namun setelah 83 jam terjadi penurunan. Suhu rumput laut pada perlakuan kontrol (tanpa penambahan bakteri pendegradasi alginate) masih terus meningkat yang menunjukkan bahwa proses dekomposisi rumput laut dengan menggunakan bakteri dimulai lebih awal. 

Kandungan CO2 selama dekomposisi bahan organik mengalami peningkatan selama waktu tertentu. Peningkatan ini terjadi karena respirasi yang dilakukan bakteri selama proses dekomposisi. Kandungan CO2 dan perubahan suhu selama dekomposisi berhubungan satu dengan yang lain yang dikarenakan oleh respirasi mikroba. Perubahan pH terjadi selama proses dekomposisi rumput laut Undaria pinnatifida. pH meningkat selama proses dekomposisi. Hal ini terjadi karena degradasi komponen yang mengandung nitrogen. Rasio C/N merupakan faktor penting yang memperlihatkan proses dekomposisi dan kualitas kompos. Peningkatan nilai C/N terjadi karena ada degradasi komponen selain alginate. 

Koloni bakteri dalam proses komposting mengalami peningkatan dengan A7 > AW4 > kontrol. Jumlah bakteri pada perlakuan A7 lebih besar jika dibandingkan dengan yang lain karena diduga bakteri Gracilibacillus sp dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri lain dengan mendegradasi wakame. Peningkatan bakteri perlakuan AW4 tidak diikuti dengan pemecahan alginat yang banyak, hal ini mengindikasikan bahwa pemecahan alginat oleh bakteri A7 lebih efektif. 

Terjadi penurunan gula selama proses pembuatan kompos. Selama alginate merupakan komponen utama pada wakame, maka penurunan kadar alginate merupakan acuan untuk mengetahui kemampuan mikroba untuk mendegradasi polisakarida. Dekomposisi wakame dengan menggunakan bakteri pendegradasi alginate terjadi lebih optimal jika dibandingkan dengan menggunakan bakteri lain dari lingkungan laut, namun aktivitas bakteri ini untuk mendegradasi alginate masih terlihat. 

Produksi kompos menggunakan bakteri pendegradasi alginat dapat menjadi sumber pupuk yang baik, dengan pertimbangan kandungan logam berat dan bahan-bahan berbahaya lainnya masih dalam batas yang dapat diterima. Masalah lainnya adalah kandungan garam yang tinggi dalam rumput laut. Masalah ini dapat diatasi dengan mencampur wakame dengan bahan yang lain atau dengan menggunakan rumput laut pada saat masa pertumbuhan yang memiliki kandungan garam terendah.

Sumber :

Tang J, Wang M, Zhou Q, Nagata S. 2011. Improved composting of Undaria pinnatifida seaweed by inoculation with Halomonas and Gracilibacillus sp. isolated from marine environments. Bioresource Technology. 102: 2925–2930

Limbah Ikan Bisa Disulap Menjadi Emas

Kali ini topik kita mengenai sulap (hehe). Tidak tanggung-tanggung kita akan menyulap limbah ikan menjadi emas, seperti judul postingan ini "Limbah Ikan Bisa Disulap Menjadi Emas". Percaya???

Siapa yang pernah melihat ikan? Lalu siapa yang tidak pernah melihat limbah ikan? Bagi teman-teman yang sering membantu ibu pergi ke pasar, teman-teman akan melihat limbah-limbah ikan yang berbau khas sedikit menyengat.

Limbah-limbah itu sebaiknya tidak dibuang begitu saja. Limbah-limbah itu dapat diolah menjadi berbagai produk yang bermanfaat. Sebagai contoh adalah tepung ikan. Tepung ikan ini nantinya akan digunakan sebagai pakan untuk ternak atau untuk ikan.

Tapi tahukah teman-teman, kalau selain itu limbah-limbah ikan tersebut dapat diolah menjadi produk yang bernilai jual tinggi. Harga jualnya pun menjadi berkali lipat. Yak benar sekali, seperti judul postingan ini LIMBAH IKAN tersebut dapat diolah menjadi bukan EMAS, tapi pepton.

Lalu apa itu pepton???

Pepton adalah salah satu bahan yang digunakan untuk membuat media kultur bakteri. pernahkah kamu mendengar media nutrient agar? atau media Luria Broth? Jika teman-teman pernah bekerja di laboratorium mikrobiologi pasti pernah mendengarnya. Pepton ternyata merupakan salah satu bahannya selain tentunya bahan-bahan yang lain seperti yeast extract, NaCl, dsb. Pepton dapat dihasilkan melalui beberapa proses. seperti hidrolisis, sntrifuse, filtrasi, pengeringan.

Pepton berbentuk bubuk yang bersifat higroskofis, jadi jangan dibiarkan lama kontak dengan udara. Warna yang dihasilkan juga bergantung dari proses saat pembuatan. Ketika dilarutkan ke dalam akuades, pepton itu akan larut. Tingkat kelarutan pepton mencapai 100%. Hal ini diduga disebabkan oleh derajat hidrolisis yang dialami oleh protein hingga menjadi pepton.

Harganya???

Informasi yang saya dapat, harga pepton masih bisa terjangkau $88 per 500 gram (pepton komersial). Lumayan jika dikonversi menjadi rupiah. Makanya teman-teman yang melakukan penelitian tentang mikrobiologi atau sebangsanya harus mengeluarkan kocek yang tak sedikit. Wajib hukumnya penelitian itu merupakan proyek atau hibah (hehe). Harga pepton aja segitu, belum lagi bahan-bahan yang lain.

Jadi limbah ikan masih bisa diolah menjadi produk yang bernilai jual tinggi. Catatannya adalah proses produksi yang dilakukan juga harus baik.

Hidrolisis Enzimatis

Pepton dapat diekstrak dengan cara hidrolisis asam, alkali, atau enzimatis. Hidrolisis asam paling sering digunakan untuk menganalisis komposisi asam amino dari hidrolisat protein untuk flavor. Hidrolisis protein dan peptida sederhana dengan asam atau alkali menghasilkan campuran asam amino bebas (Sahidi et al. 1995). Setiap jenis protein menghasilkan campuran atau proporsi jenis-jenis asam amino yang khas setelah hidrolisis (Lehninger 1982).

Hidrolisis asam merupakan proses yang keras dan menggunakan suhu yang tinggi. Hidrolisis asam memutuskan ikatan-ikatan peptida pada protein dan menghancurkan beberapa asam amino yang dibebaskan. Triptofan biasanya hancur sepenuhnya. Sistein, serin dan treonin sebagian rusak pada hidrolisis asam. Asparagin dan glutamin diubah menjadi bentuk asamnya. Vitamin hancur selama hidrolisis asam. Garam terbentuk selama netralisasi yang menghasilkan produk dengan kadar garam yang tinggi (Anonim 2006).
Hidrolisis dengan menggunakan enzim proteolitik lebih aman dibandingkan dengan hidrolisis asam, tidak menggunakan suhu yang tinggi dan biasanya memiliki target ikatan peptida yang spesifik. Hasil dari pemecahan oleh enzim proteolitik berupa campuran asam amino dan polipeptidan dengan panjang yang bervariasi. Enzim pepsin akan memotong rantai asam mino dengan ikatan leusin atau fenilalanin. Papain akan memotong ikatan yang berdekatan dengan arginin, lisin, dan fenilalanin. Pancreatin menunjukkan aktivitas untuk arginin, lisin, tyrosin, triptofan, fenilalanin dan leusin (Anonim 2006).

Sumber :
Lehninger A L. 1982. Principle of Biochemistry. Diterjemahkan oleh : Thenawidjaja M. Jakarta : Penerbit Erlangga.
Anonim. 2006. Bionutrient Technical Manual. http://bd.com. [20 Juli 2010]

Pepton dari ikan

Pepton merupakan salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan media ppertumbuhan bakteri. Pepton memberikan asupan nitrogen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk tumbuh. Namun tidak hanya nitrogen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk tumbuh. Berikut akan diuraikan beberapa pengertian seputar pepton yang dibuat dari ikan.

Pepton ikan adalah suatu orisuk turunan atau derivat dari hidrolisat protein yang larut dalam air dan tidak mengalami proses koagulasi pada air panas. Pepton ikan ini merupakan produk yang sangat memiliki nilai ekonomis penting pada industri perikanan, karena memiliki harga pasar yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan produk sampingan lainnya seperti silase ikan dan tepung ikan.

Hidrolisat protein ikan dibuat dengan mencerna ikan menggunakan enzim proteolitik seperti papain, ficin, tripsin, pankreatin, pronase, atau enzim yang diisolasi dari mikroorganisme proteolitik pada temperatur dan pH optimal yang dibutuhkan oleh enzim. Hidrolisat dituangkan dan disentrifuse untuk menghilangkan sisik dan tulang dan di spray drying untuk membuat bubuk protein. Peptida pada hidrolisat ikan memiliki peran fungsional. Aktivitas biopeptida bergantung pada bahan mentah dan kondisi hidrolisis.

Enzim proteolitik ditapis untuk penggunaannya pada hidrolisis protein ikan. Pancreatin, papain, dan pepsin cocok untuk proses ini. Studi mengenai pencernaan protein menyatakan bahwa penggunaaan papain pada pH 7,0 memberikan kelarutan maksimum pada beberapa jam pertama treatment. Suhu 40 0C daripada 65 0C dianjurkan untuk dapat memperoleh peptida yang lebih panjang pada saat pencernaan protein. Hidrolisat protein dari ikan berlemak memberikan produk dengan kandungan lemak yang signifikan. Bubuk yang berasal dari ikan berlemak rendah, umumnya memiliki kandungan protein 92%, lemak 1,7%, dan abu 6,4%. Proses pembuatan hidrolisat protein ikan dari hasil tangkapan samping, dengan perlakuan enzim papain pada suhu 55 0C selama 2 jam. Bubuk hidrolisat protein mengandung 90% protein.

Pepton sebagai bahan intermediet antara peptida dan protein bersifat larut dalam air, tidak terkoagulasi oleh panas, dan dapat diendapkan dengan amonium sulfat dan seng sulfat, dimana senyawa ini sering digunakan sebagai nutrisi dalam media bakteriologi. Pepton dapat diekstrak dari protein hewani berupa daging organ tubuh bagian dalam, gelatin, susu dan kasein serta tanaman maupun kamir.

Satu dari beberapa penggunaan potensial enzim untuk modifikasi dan peningkatan protein adalah dengan mengontrol proses hidrolisis. Berbagai produk antara dan berbiaya tinggi mungkin diproduksi. Persiapan produk dari ikan berlemak rendah dan ikan berlemak tinggi bisa dilakukan. Ikan berlemak rendah yang umumnya disebut konsentrat ‘type A’ yang mengandung paling sedikit 67,5% protein kasar, pada basis kering, dan tidak lebih dari 0,75% lemak. Produk pda tipe ini biasanya tidak berwarna, tawar, dan tidak berbau. Konsentrat dari ikan berlemak menghasilkan produk ‘type B’ dengan lemak lebih dari 10% dengan flavor ikan yang jelas

Sumber :

Ariyani F et al. 2001. Pemanfaatan kepala ikan tuna dan isi perut ikan pari sebagai seumber pepton kasar bagi media pertumbuhan mikroorganisme. Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia. Vol 7 No. 1 : 75-84.

Dufossë L, Denis De La Broise, Fabienne Guerard. 2001. Evaluation of Nitrogenous Substrates Such as Peptones from Fish: A New Methode on Gompertz Modeling of Microbial Growth. J Microbiology. Vol 42. 32-39pp.

Shahidi F dan Botta J R. 1994. Seafood Chemistry, Processing Technology and Quality. London : Blackie Academic & Professional.

Venugopal V. 2006. Seafood Processing. New York : CRC Press.