DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

EKSTRAKSI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN DARI

KULIT IKAN COBIA (Rachycentron canadum)

CHRISTY ARIESTA

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Perikanan pada

Departemen Teknologi Hasil Perairan

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

EKSTRAKSI DAN KARAKTERISASI KOLAGEN DARI KULIT

IKAN COBIA (Rachycentron canadum)

CHRISTY ARIESTA

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Ekstraksi dan

karakterisasi kolagen dari kulit ikan cobia (Rachycentron canadum)” adalah karya

saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk

apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Januari 2014

Christy Ariesta

NIM C34090028

ABSTRAK

CHRISTY ARIESTA. Ekstraksi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Cobia

(Rachycentron canadum). Dibimbing oleh TATI NURHAYATI dan PIPIH

SUPTIJAH.

Ikan cobia (Ranchycentron canadum) digunakan untuk tujuan konsumsi,

sebagian kulit merupakan limbah. Konversi dalam bentuk produk nilai tambah

berupa kolagen baik untuk manajemen pasca panen. Isolasi kolagen dari kulit ikan

cobia (Rachycentron canadum) telah berhasil dilakukan dengan tiga tahap yaitu

pertama perendaman dalam 0,05 M NaOH dengan rasio sampel/larutan 1:10 (b/v)

selama 6 jam, tahap kedua perendaman dalam 0,1 M asam asetat dengan rasio

sampel/larutan 1:6 (b/v) selama 2 jam, dan tahap ketiga yaitu ekstraksi dengan air

destilasi pada suhu 40 ºC selama 3 jam. Rendemen kolagen yang diperoleh

10,508%. Kolagen memiliki pH 7,08; memiliki kandungan protein 86,46%; kadar

air 11,08%; lemak 0,26%; dan abu 0,19%. Analisis asam amino menunjukkan

bahwa kolagen memiliki prolin dan glisin yang tinggi. Analisis spektra FTIR

menunjukkan bahwa molekul kolagen memiliki struktur heliks tiga yang kompak

stabil oleh ikatan hidrogen. Spektroskopi FTIR menunjukkan wilayah penyerapan

utama amida A, B, I, II, dan III masing-masing pada 3310 , 2932 , 1651 , 1543

dan 1242 cm-1

.

Kata kunci: kolagen, cobia (Rachycentron canadum), ekstraksi air, FTIR

ABSTRACT

CHRISTY ARIESTA. Extraction and Characterization of cCollagen from the

Skin of Cobia Fish (Rachycentron canadum). Supervised by TATI NURHAYATI

and PIPIH SUPTIJAH.

Cobia fish (Ranchycentron canadum) was used for a culinary purpose, but

their skin was waste part. Convert in a value added product like collagen was a

good practice of post harvest management. Isolation of collagen from the skin of

cobia fish (Rachycentron canadum) has been successfully conducted with three

stages: first soaked in 0,05 M NaOH with a sample/solution ratio of 1:10 (w/v) for

6 hour, second soaked in 0,1 M acetic acid with a sample/solution ratio of 1:6

(w/v) for 2 hour, and third extraction with destilated water at temperature 40 ºC

for 3 hour. The yield of collagen was 10,508%. The pH of collagen was 7,08;

protein content 86,46%; moisture 11,08%; fat 0,26%; and ash contents 0,19%.

Amino acid analysis of collagen revealed the high proline and glycine. FTIR

spectra analysis revealed that collagen molecules had the compact triple helical

structure stabilized mainly by the hydrogen bond. Fourier transform infrared

(FTIR) spectroscopic study showed major absorption bands of amide A, B, I, II

and III at 3310, 2932, 1651, 1543 and 1242 cm-1

respectively.

Key words: collagen, cobia (Rachycentron canadum), water ekstraction, FTIR

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

Judul Skripsi : Ekstraksi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Cobia

(Rachycentron canadum)

Nama : Christy Ariesta

NIM : C34090028

Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

Dr Tati Nurhayati, SPi, MSi

Pembimbing I

Dr Pipih Suptijah, MBA

Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Joko Santoso, MSi

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Judul Skripsi : Ekstraksi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Cobia (Rachycentron canadum)

Nama : Christy Ariesta NIM : C34090028 Program Studi: Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

---Dr Tati Nurhayati, SPi, MSi Dr Pipih Suptijah, MBA Pembimbing I Pembimbing II

Tanggal Lulus: 2 6 FEB 2014

KATA PENGANTAR

Penulis sangat bersyukur atas diselesaikannya karya tulis ini. Penelitian ini

dilaksanakan pada bulan Maret 2013 hingga November 2013 dengan judul

“Ekstraksi dan Karakterisasi Kolagen dari Kulit Ikan Cobia (Rachycentron

canadum)”. Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan

dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yaitu :

1. Dr Tati Nurhayati, SPi, MSi dan Dr Pipih Suptijah, MBA selaku dosen

pembimbing yang telah memberikan pengarahan dalam penyusunan

skripsi ini.

2. Dr Ir Wini Trilaksani, MSc selaku dosen penguji yang telah memberikan

saran dan kritik untuk perbaikan skripsi ini.

3. Dr Ir Sri Purwaningsih, MSi selaku perwakilan komisi pendidikan yang

telah mewakili departemen pada saat ujian dan saran perbaikan.

4. Dr. Ir. Joko Santoso, M.Si selaku ketua Departemen Teknologi Hasil

Perairan.

5. Staf dosen dan tata usaha Departemen Teknologi Hasil Perairan

6. Mama, Papa dan Adik, serta seluruh keluarga yang telah memberikan

motivasi kepada penulis.

7. Nani Nur’aenah, MSi atas kesediaanya membagi ilmu tentang kolagen.

8. Silvana GMF teman seperjuangan selama penelitian ini.

9. Amelia, Margaretha, Zaikanur dan teman-teman yang senantiasa

memberikan bantuannya selama penelitian.

10. Teman-teman THP 46 (alto) untuk kebersamaan dan bantuannya terhadap

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna.

Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak

sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua

pihak yang memerlukannya.

Bogor, Januari 2014

Christy Ariesta

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ............................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ x DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... x

PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 Latar Belakang......................................................................................... 1

Perumusan Masalah ................................................................................. 2 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2

Manfaat Penelitian ................................................................................... 2 Ruang Lingkup Penelitian ........................................................................ 3

METODE ......................................................................................................... 3 Bahan ...................................................................................................... 3

Alat.......................................................................................................... 3 Prosedur Penelitian .................................................................................. 3

Preparasi bahan baku ...................................................................... 4 Optimasi ekstraksi kolagen (Kittiphattanabawon et al. 2010) .......... 4

Ekstraksi kolagen (modifikasi Sukkwai et al. 2011) ........................ 4 Analisis.................................................................................................... 4

Uji Bradford (Bradford 1976) ......................................................... 4 Analisis rendemen (AOAC 1995) ................................................... 5

Analisis proksimat (AOAC 2005) ................................................... 5 Analisis pH (AOAC 2005) .............................................................. 6

Analisis asam amino (AOAC 1995) ................................................ 6 Analisis gugus fungsi dengan FTIR (Muyonga et al. 2004) ............. 7

Analisis data (Steel dan Torrie 1993) .............................................. 7 HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................... 8

Karakteristik Bahan Baku ........................................................................ 8 Optimasi Ekstraksi Kolagen ..................................................................... 9

Komposisi Kimia Kolagen ..................................................................... 10 Rendemen Kolagen .................................................................................. 11

Nilai pH Kolagen ..................................................................................... 11 Komposisi Asam Amino Kolagen ............................................................ 11

Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform InfraRed (FTIR) ........ 12 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 15

Kesimpulan.............................................................................................. 15 Saran ....................................................................................................... 15

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 15 LAMPIRAN ..................................................................................................... 19

RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... 21

DAFTAR TABEL

Komposisi kimia kulit ikan cobia dan berbagai ikan ........................................ 8

Persentasi penurunan komposisi non kolagen pada kulit ................................ 10 Komposisi kimia kolagen kulit ikan cobia dan berbagai ikan ........................... 10

Rendemen kolagen kulit ikan cobia dan beberapa kulit ikan lainnya ................ 11 Nilai pH kolagen kulit ikan cobia dan ikan lainnya.......................................... 11

Komposisi asam amino kolagen dari kulit ikan cobia ...................................... 12 Karakteristik gugus fungsi kolagen hasil deteksi dengan FTIR sebagai acuan.. 13

Karakteristik gugus fungsi kolagen kulit ikan cobia dan ikan lainnya .............. 14

DAFTAR GAMBAR

Ikan cobia (Rachycentron canadum) ................................................................ 2

Diagram alir pembuatan kolagen ...................................................................... 5 Konsentrasi protein larutan NaOH sisa perendaman kulit ................................. 9

Spektra infrared kolagen .................................................................................. 13

DAFTAR LAMPIRAN

Kurva regresi linear standar BSA ..................................................................... 19

Hasil uji Anova nilai konsentrasi protein larutan NaOH sisa perendaman

kulit ................................................................................................................. 19

Hasil uji DMRT untuk pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai

konsentrasi protein larutan sisa perendaman ..................................................... 19

Hasil uji DMRT untuk pengaruh waktu perendaman terhadap nilai

konsentrasi protein larutan sisa perendaman ..................................................... 20

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ikan cobia (Rachycentron canadum) merupakan ikan ekonomis penting di

Asia dan mempunyai pertumbuhan yang sangat cepat. Ikan cobia ini termasuk

ikan pelagis yang hidup di perairan tropis dan sub tropis, dan banyak ditemukan di

Samudra Pasifik, Atlantik dan sebelah baratdaya Meksiko. Ikan ini sering

dijumpai di sekitar perairan Pulau Bali dan telah dibudidayakan di Lampung. Ikan

cobia dapat dijual dalam bentuk fillet. Produksi fillet ikan cobia menghasilkan

limbah samping berupa kepala, jeroan, tulang, dan kulit. Hasil samping ini sangat

potensial untuk diolah sehingga dapat meningkatkan nilai komersialnya. Salah

satu upaya pengolahan yang dapat dilakukan yaitu pembuatan kolagen dari kulit

ikan cobia. Ikan cobia dapat dilihat pada Gambar 1.

Lee et al. (2001) menyatakan kolagen merupakan biomaterial yang penting

bagi aplikasi medis karena sifatnya yang biodegradable. Kolagen telah banyak

digunakan untuk kepentingan biomedis, pharmaceutical, industri makanan,

industri obat, dan industri kosmetik. Kumar et al. (2011) menyatakan bahwa

kolagen mengandung 90% protein dan 18 jenis asam amino, 7 diantaranya

merupakan asam amino esensial.

Kumar et al. (2011) menyatakan kolagen memiliki kemampuan untuk

memberikan sifat elastis pada kulit dan dapat mengurangi keriput yang terjadi

sebagai efek dari penuaan. Kolagen pada kosmetik jika digunakan pada kulit

wajah akan mampu menahan air sehingga membuat kulit wajah tetap dalam

keadaan lembab. Manfaat kolagen bagi kesehatan kulit yaitu mengurangi kerutan

pada wajah, menghilangkan bekas jerawat, dan menutup pori-pori.

Peng et al. (2004) menyatakan bahwa sebagian besar kolagen komersial dibuat

dari kulit sapi dan kulit babi yang seringkali tidak sesuai bagi kebanyakan agama

dan etnis tertentu. Pemanfaatan tulang dan kulit ikan sebagai bahan baku kolagen

merupakan alternatif untuk mengatasi masalah-masalah tersebut.

Nagai dan Suzuki (2000) menyatakan bahwa kolagen dapat diekstraksi dari

kulit chub mackerel (Scomber japanicus) dengan pretreatment menggunakan

NaOH, deffated menggunakan butil alkohol, dan perendaman dalam asam asetat.

Nagai et al. (2001) menyatakan bahwa PSC dari cuttlefish (Sepia lycidas)

diekstraksi dengan cara pretreatment menggunakan NaOH, perendaman dalam

asam asetat, serta penambahan pepsin. Pembuatan ASC telah dilakukan dari

berbagai jenis kulit ikan, contoh: kakap mata besar (Priachantus tayenus)

(Kittiphattanabawon et al. 2005); serta ballon fish (Diodon holochantus)

(Huang et al. 2011). Pembuatan PSC telah dilakukan dari berbagai jenis kulit ikan,

contoh: baltic cod (Gadus morhua) (Skierka dan Sadowska 2007); ballon fish

(Diodon holocanthus) (Huang et al. 2011); serta stripped cathfish

(Pangasianodon hypophthalamus) (Singh et al. 2011).

Karim dan Bhat (2009) menyatakan bahwa kolagen dapat diekstraksi secara

kimiawi maupun kombinasi secara kimiawai dan enzimatis. Ekstraksi kolagen

secara kimiawai dapat dilakukan dengan preses asam atau basa. Proses asam

cocok digunakan untuk bahan baku yang memiliki sedikit ikatan silang misalnya

babi dan kulit ikan. Proses basa umumnya digunakan untuk bahan baku yang

2

memiliki ikatan silang lebih kompleks dan padat seperti tulang dan kulit sapi.

Potaros et al. (2009) menyatakan bahwa kolagen dapat diekstraksi dengan tiga

metode yang umum dilakukan yaitu neutral salt-solubilized collagen, acid

solubilized collagen (ASC) and pepsin solubilized collagen (PSC). Kolagen

umumnya diekstraksi pada kondisi temperatur 4 °C dan disentrifugasi dengan

kecepatan tinggi.

Pembuatan kolagen dari kulit ikan cobia sangat potensial untuk

dikembangkan mengingat besarnya pemanfaatan kolagen bagi berbagai industri

serta kurangnya pemenuhan kebutuhan kolagen di Indonesia secara lokal.

Kumar et al. (2011) menyatakan bahwa kolagen yang terbuat dari kulit dan tulang

ikan memiliki struktur molekul yang lebih kecil dibandingkan dengan kolagen

yang terbuat dari sapi atau babi sehingga lebih mudah untuk diserap. Pembuatan

kolagen dari kulit ikan cobia juga merupakan alternatif pemanfaatan limbah

menjadi produk dengan nilai komersial lebih tinggi. Pembuatan kolagen degan

metode lain penting untuk diupayakan untuk meningkatkan keefisienan ekstraksi

serta menurunkan biaya produksi kolagen.

Gambar 1 Ikan cobia (Rachycentron canadum) (NOOA 2014)

Perumusan Masalah

Pengolahan ikan cobia berupa pemfilletan menghasilkan limbah yang belum

termanfaatkan secara optimal. Pembuatan kolagen dari kulit ikan cobia sangat

potensial untuk dikembangkan mengingat pemanfaatan kolagen yang besar di

berbagai industri serta kurangnya pemenuhan kebutuhan kolagen di Indonesia

secara lokal. Pembuatan kolagen dari kulit ikan cobia juga alternatif pemanfaatan

limbah menjadi produk dengan nilai komersial lebih tinggi. Ekstraksi kolagen dari

kulit ikan cobia dapat menjadi alternatif pada usaha pemanfaatan limbah hasil

perikanan menjadi produk dengan nilai komersial yang lebih tinggi. Karakterisasi

kolagen dari kulit ikan cobia dapat menjadi referensi mengenai kualitas kolagen

yang dihasilkan.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan ekstraksi dan karakterisasi

kolagen yang berasal dari kulit ikan cobia (Rachycentron canadum).

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memberikan informasi mengenai karakteristik

kolagen yang dihasilkan dari kulit ikan cobia (Rachycentron canadum).

3

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini adalah pengambilan sampel, preparasi sampel,

analisis proksimat sampel, pembuatan kolagen dari sampel, analisis karakteristik

sampel, analisis data, serta panulisan laporan.

METODE

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Maret 2013 sampai November 2013.

Preparasi dilakukan di Laboratorium Pengetahuan Bahan Baku Industri Hasil

Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Ekstraksi kolagen dilakukan di Laboratorium

Biokimia Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Analisis Gugus Fungsi

dilakukan di Laboratorium Analisis Bahan, Departemen Fisika, Fakultas MIPA,

Institut Pertanian Bogor. Analisis asam amino dan proksimat dilakukan di

Laboratorium Saraswanti Indo Genetech.

Bahan

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit ikan cobia

(Rachycentron canadum). Ikan cobia diperoleh dari Pelabuhan Perikanan

Nusantara Muara Angke (Jakarta). Bahan yang digunakan pada penentuan analisis

protein kualitatif yaitu larutan Bradford. Bahan yang digunakan untuk membuat

kolagen adalah akuades, NaOH, asam asetat (CH3COOH). Bahan-bahan lain

meliputi bahan untuk analisis karakteristik kolagen.

Alat

Alat yang digunakan pada pembuatan kolagen dari kulit ikan cobia yaitu

termometer, labu ukur (Pyrex), dan tabung reaks (Pyrex). Alat yang digunakan

untuk analisis proksimat adalah, oven (Yamato), desikator (analisis kadar air);

tabung kjeldahl, destilator, biuret (analisis kadar protein); tabung sokhlet, (analisis

kadar lemak); tanur dan desikator (analisis kadar abu). Pengujian gusus fungsi

dilakukan dengan menggunakan alat FTIR (Fourier Transform InfraRed) merk

Abbmb3000. Pengujian asam amino menggunakan High Performance Liquid

Chromatography (HPLC) mrek waters coorporation USA.

Prosedur Penelitian

Penelitian ini diawali dengan pengambilan sampel di Pelabuhan Perikanan

Nusantara Muara Angke (Jakarta). Selanjutnya dilakukan preparasi kulit ikan

cobia. Penelitian ini dilakukan dengan empat tahap, yaitu karakterisasi bahan baku

kulit ikan kobia, penentuan perlakuan terbaik pada pembuatan kolagen, ekstraksi

kolagen, dan karakterisasi kolagen.

4

Preparasi bahan baku

Preparasi dilakukan dengan memisahkan bagian kulit dari bagian ikan

lainnya. Kulit ikan dipotong hingga ukurannya 0,5 x 0,5 cm. Kulit ikan disimpan

pada suhu -20°C hingga akan digunakan.

Optimasi ekstraksi kolagen (Kittiphattanabawon et al. 2010)

Pembuatan kolagen diawali dengan perendaman kulit pada larutan alkali.

Larutan alkali digunakan untuk menghilangkan protein non kolagen pada sampel.

Kulit ikan direndam dalam larutan NaOH konsentrasi 0,05 M; 0,1 M; dan 0,2 M

dengan perbandingan 1:10 (b/v) dan diaduk terus-menerus selama 6 jam pada

suhu ruang. Larutan NaOH diganti setiap 2 jam sekali kemudian diuji kandungan

protein secara kuantitatif dengan uji Bradford untuk menentukan konsentrasi

NaOH dan lama waktu perendaman terbaik.

Ekstraksi kolagen (modifikasi Sukkwai et al. 2011)

Hidrolisis diawali dengan perendaman kulit dalam larutan NaOH dengan

konsentrasi dan waktu sesuai hasil praperlakuan yang diperoleh pada proses

optimasi dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:10 (b/v). Sampel kulit

selanjutnya dinetralisasi dengan akuades hingga netral. Kulit yang sudah netral

kemudian direndam dalam larutan CH3COOH 0,1 M selama 2 jam dengan

perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:6 (b/v). Sampel kulit dinetralisasi

menggunakan larutan akuades hingga netral. Proses dilakukan pada suhu ruang.

Sampel kemudian diekstraksi menggunakan akuades selama 3 jam pada suhu

40 ºC dengan perbandingan sampel dan pelarut yaitu 1:2 (b/v). Hasil ekstraksi

yang diperoleh merupakan kolagen larut air yang selanjutnya pelu dikering

bekukan agar diperoleh dalam bentuk serbuk. Diagram alir pembuatan kolagen

disajikan pada Gambar 1.

Analisis

Analisis yang dilakukan untuk mengarakterisasi kolagen dari kulit ikan

cobia yaitu uji Bradford, analisis komposisi kimia, analisis asam amino, uji pH,

uji FTIR, dan analisis data.

Uji Bradford (Bradford 1976)

Uji Bradford dilakukan untuk menentukan konsentrasi protein pada sampel

dengan Bovine Serum Albumin (BSA) sebagai standar. Larutan Bradford dibuat

dengan mencampurkan 10 mg Coomasive Briliant Blue (CBB) dengan 5 mL

etanol 95%, kemudian ditambahkan 10 mL larutan asam fosfat 85% dan akuades

hingga volumenya mencapai 500 mL. Larutan Bradford tersebut kemudian

disaring menggunakan kertas saring.

Penentuan protein terlarut dengan metode Bradford dilakukan dengan

menggunakan spektrofotometer. Sampel sebanyak 0,01 mL ditambah 1,99 mL

akuades kemudian divortex. Larutan Bradford sebanyak 5 mL ditambahkan pada

sampel dan divortex. Sampel ditentukan absorbansinya dengan spektrofotometer

pada panjang gelombang 595 nm.

Analisis proksimat (AOAC 2005)

Analisis proksimat merupakan suatu analisis yang dilakukan untuk

mengetahui komposisi kimia suatu bahan yang meliputi, analisis kadar air, kadar

lemak, kadar protein, dan kadar abu.

5

Gambar 2 Diagram alir pembuatan kolagen Keterangan : *1(Kittiphattanabawon et al. 2010); *2(modifikasi Sukkwai et al. 2011)

Analisis rendemen (AOAC 1995)

Rendemen kolagen diperoleh dari perbandingan berat kering kolagen yang

dihasilkan dengan berat bahan kulit. Rendemen diperoleh dengan rumus:

Uji konsentrasi protein terlarut

pada larutan sisa perendaman

NaOHsetiap 2 jam

Kandungan protein terendah

Perendaman dalam larutan CH3COOH

rasio kulit terhadap larutan CH3COOH (1:6) (b/v)

konsentrasi CH3COOH = 0,1 M waktu perendaman 2 jam*2

Ikan cobia

(Rachycentron canadum)

Perendaman dalam larutan NaOH

rasio kulit terhadap larutan NaOH (1:10) (b/v)

konsentrasi NaOH = 0,05 M; 0,1 M: 0,2 M

waktu = 6 jam*1

Preparasi sampel

Netralisasi

Analisis proksimat

Kulit hasil perendaman

NaOH perlakuan terbaik

Netralisasi

Ekstraksi dengan air (40 °C, 3 jam) dengan

rasio air terhadap kulit = 2:1 (b/v)*2

Kolagen

Freez dryer

Serbuk kolagen

6

Rendemen kolagen (%) = Berat kering kolagen x 100%

Berat bahan baku kulit

Analisis pH (AOAC 2005)

Analisis pH kolagen yaitu 1 gram sampel dilarutkan dalam 20 mL akuades,

ditambahkan 50 mL akuades dan dihomogenkan. Alat pH meter dinyalakan dan

dibiarkan hingga stabil terlebih dahulu, kemudian elektroda dicelupkan ke dalam

sampel hingga beberapa saat sampai diperoleh angka yang stabil pada proyektor

pH meter.

Analisis asam amino (AOAC 1995)

Komposisi asam amino ditentukan dengan HPLC. Sebelum dipakai,

perangkat HPLC harus dibilas terlebih dahulu dengan eluen yang akan digunakan

selama 2-3 jam. Begitu pula dengan syringe yang akan digunakan harus dibilas

dengan akuades. Analisis asam amino menggunakan HPLC terdiri dari 4 tahap,

yaitu: (a) pembuatan hidrolisat protein; (b) pengeringan; (c) derivatisasi; dan (d)

injeksi.

(a) Pembuatan hidrolisat protein

Preparasi sampel dilakukan dengan membuat hidrolisat protein. Sampel

ditimbang sebanyak 0,1 gram dan dihancurkan, sampel yang telah hancur

ditambahkan dengan HCl 6 N sebanyak 5-10 mL. Larutan tersebut dipanaskan

dalam oven pada suhu 100 °C selama 24 jam. Hal ini dilakukan untuk

menghilangkan gas atau udara yang ada pada sampel agar tidak menganggu

kromatogram yang dihasilkan. Setelah pemanasan selesai, hidrolisat protein

disaring menggunakan milipore berukuran 45 mikron.

(b) Pengeringan

Hasil saringan diambil sebanyak 10 μL dan ditambahkan 30 μL larutan

pengering. Larutan pengering dibuat dari campuran antara metanol, natrium asetat,

dan trimetilamin dengan perbandingan 2:2:1. Setelah sampel dikeringkan dengan

pompa vakum untuk mempercepat proses dan mencegah oksidasi.

(c) Derivatisasi

Larutan derivatisasi dibuat dari campuran antara larutan metanol,

pikoiodotiosianat, dan trinetilamin dengan perbandingan 3:3:4. Proses

derivatasisasi dilakukan agar detektor mudah untuk mendeteksi senyawa yang ada

pada sampel. Selanjutnya dilakukan pengenceran dengan cara menambahkan 10

ml asetonitril 60 % dan natriun asetat 1 M lalu dibiarkan selama 20 menit. Hasil

pengenceran disaring kembali dengan menggunakan milipore berukuran

45 mikron. Larutan derivatatisasi sebanyak 30 μL ditambahkan pada hasil

pengeringan.

(d) Injeksi ke HPLC

Hasil saringan diambil sebanyak 20 μL untuk diinjeksikan ke dalam HPLC.

Untuk perhitungan konsentrasi asam amino pada bahan, dilakukan pembuatan

kromatogram standar menggunakan asam amino standar yang telah siap pakai

yang mengalami perlakuan yang sama dengan sampel. Kondisi alat HPLC saat

berlangsungnya analisis asam amino:

Temperatur kolom : 38 °C

Jenis kolom : Pico tag 3.9 x 150 nm columm

Kecepatan alir eluen : 1 mL/menit

7

Program : Gradien

Tekanan : 3000 psi

Fase gerak : Asetonitril 60 % dan Natrium asetat 1 M 40 %

Detektor : UV / 254 nm

Merk : Waters

Kandungan asam amino pada bahan dapat dihitung dengan rumus yaitu

persentase asam amino dalam 100 gram sampel :

Asam Amino (%) = AC x BS x BM x Fp x 100%

AS x BC

Keterangan :

AC = Luas area sampel

AS = Luas area standar

BC = Berat sampel (μg)

BS = Berat standar (μg)

BM = Berat molekul masing-masing asam amino

Fp = Faktor pengenceran

Analisis gugus fungsi dengan FTIR (Muyonga et al. 2004) Analisis FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi dan keberadaan

kolagen nanopartikel yang dihasilkan. Kolagen sebanyak 0,2 gram dihaluskan dengan

KBr dalam mortar hingga homogen, kemudian dimasukkan ke dalam cetakan pellet

dan dipadatkan serta divakum dalam mesin pencetak pellet. Selanjutnya pellet

dimasukkan ke dalam sel dan dimasukkan pada media penempatan sel dengan

ditembakkan sinar dari spektofotometer inframerah IR-408 yang sudah dinyalakan

dengan kondisi yang stabil, kemudian dilakukan pendeteksian menggunakan tombol

detektor dan akan dihasilkan rekorder histogram FTIR pada monitor yang akan

menampilkan puncak-puncak dari gugus fungsi yang terdapat pada sampel.

Histogram yang diperoleh selanjutnya akan dianalisis untuk memperoleh data

kualitatif maupun kuantitatif.

Analisis data (Steel dan Torrie 1993)

Data yang diperoleh dari penelitian tahap pendahuluan (pretreatment)

dianalisis dengan menggunakan softwear Statistical Product and Service

Solutions (SPSS) 17. Analisis statistik data penelitian diolah dengan Rancangan

Acak Faktorial dengan 2 faktor yaitu konsentrasi NaOH sebanyak 3 taraf (0,05M;

0,1 M; 0,2 M) dan faktor lama waktu perendaman dengan 3 taraf (2 jam, 4 jam, 6

jam). Semua perlakuan dilakukan sebanyak 2 kali ulangan. Model rancangannya

adalah:

Yijk = μ + τi + βj + (τ β)ij + εijk

Keterangan:

Yij = Nilai pengamatan dari perlakuan ke-i konsentrasi NaOH) dan ulangan ke-j

μ = Nilai rataan umum populasi

τi = Pengaruh perlakuan ke-i (konsentrasi NaOH)

βj = Pengaruh lama waktu perendaman ke-j

(τβ)ij = Pengaruh interaksi perlakuan konsentrasi NaOH ke-I dengan lama waktu

perendaman ke-j

εijk = Galat pengamatan pada perlakuan ke-i dengan ulangan ke-j.

8

Data yang diamati dianalisis secara statistik dengan analisis ragam

(ANOVA). Apabila hasil analisis menunjukkan berpengaruh nyata, maka

dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) dengan taraf

kepercayaan 95%. Hipotesis Pengaruh kosentrasi NaOH:

H0 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar

perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen

terlarut

H1 = Perbedaan konsentrasi NaOH, waktu perendaman, dan interaksi antar

perlakuan berpengaruh nyata terhadap total protein non-kolagen terlarut.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Bahan Baku

Komposisi kimia suatu bahan perlu diketahui untuk menentukan kandungan

gizi yang terdapat di dalam suatu bahan. Komposisi kimia juga merupakan salah

satu indikasi kualitas suatu bahan. Analisis komposisi kimia yang dilakukan pada

penelitian ini meliputi kadar air, protein, lemak, dan abu. Komposisi kimia kulit

ikan cobia dan beberapa kulit ikan lain disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi kimia kulit ikan cobia dan berbagai ikan

Sumber Kadar air

(% bb)

Kadar protein

(% bb)

Kadar lemak

(% bb)

Kadar abu

(% bb)

Kulit ikan cobia 71,79±0,49 19,02±0,21 7,09±0,18 1,36±0,16

Kulit ikan cobia1

70,00±0,98 12,94±0,44 12,00±0,28 4,50±0,02

Kulit ikan pari2

63,80 28,49 6,08 0,65

Kulit ikan cucut3

58,70 29,77 0,16 14,43 Keterangan : 1(Killekar et al. 2012); 2(Nur’aenah 2013); 3(Mahardika 2013)

Kulit ikan cobia yang diteliti memiliki kadar air yang hampir sama dengan

yang diteliti (Killekar et al. 2012). Kadar air kulit ikan cobia lebih tinggi dari

kadar air pada kulit ikan pari (Nur’aenah 2013) dan kulit ikan cucut bambu

(Mahardika 2013). Perbedaan komposisi kimia dipengaruhi oleh jenis spesies,

habitat, genetik, serta makanan. Perbedaan komposisi kimia pada kulit ikan cobia

yang diteliti dengan yang digunakan Killekar et al. (2012) dapat disebabkan oleh

kondisi ikan yang digunakan. Killekar et al. (2012) menggunakan ikan cobia yang

telah dibekukan. Ikan cobia yang digunakan pada penelitian ini dalam kondisi

segar. Amiza dan Aishah (2011) menyatakan bahwa pembekuan bahan baku

menghasilkan gelatin dengan kualitas kurang baik dibandingkan metode

preservasi lainnya seperti pengeringan.

Kadar lemak dan abu pada kulit ikan cobia yang diteliti lebih rendah dari

kadar air kulit ikan cobia yang digunakan oleh Killekar et al. (2012) dan

Mahardika (2013) pada ikan cucut bambu. Kadar lemak dan abu ini lebih tinggi

dari ikan pari (Nur’aenah 2013). Kadar lemak dikatakan sedang bila nilainya

4-8%. Kandungan yang cukup tinggi ini menyebabkan optimasi proses

pretreatment perlu dilakukan (Ackman 1989), misalnya dengan perendaman pada

alkali dapat menghilangkan lemak pada bahan.

9

Optimasi Ekstraksi Kolagen

Pembuatan kolagen diawali dengan perlakuan deproteinisasi yaitu

penghilangan protein non kolagen menggunakan larutan alkali. Zhou dan

Regenstein (2005) menyatakan contoh dari larutan alkali yang dapat digunakan

untuk menghilangkan protein non kolagen yaitu NaOH dan Ca(OH)2. Perendaman

dalam alkali juga dapat menghilangkan keberadaan lemak pada bahan.

Konsentrasi protein terlarut pada larutan NaOH sisa perendaman disajikan pada

Gambar 3.

Gambar 3 Konsentrasi protein larutan NaOH sisa perendaman kulit ( =NaOH

0,05 M; = NaOH 0,1 M; = NaOH 0,2M)

Gambar 3 menunjukkan bahwa penggunaan NaOH 0,2 M memberikan hasil

kelarutan protein tertinggi pada waktu perendaman yang sama. Zhou dan

Regenstein (2005) menyatakan bahwa NaOH menyebabkan pengembangan yang

signifikan pada kulit dibanding dengan jenis alkali yang lain. Pengembangan ini

menyebabkan terlarutnya protein non kolagen pada kulit. Analisis varian

(ANOVA) protein terlarut pada larutan NaOH sisa rendaman kulit menunjukkan

perlakuan konsentrasi NaOH dan waktu perendaman berpengaruh nyata terhadap

total protein non kolagen terlarut. Interaksi antar perlakuan tidak berpengaruh

nyata terhadap nilai protein terlarut pada larutan sisa perendaman (Lampiran 2-4).

Uji lanjut dengan DMRT pada tingkat kepercayaan 95% menunjukkan perlakuan

terbaik yang diperoleh yaitu perendaman pada NaOH 0,05 M selama 6 jam

(p<0,05) (Steel dan Torric 1993). Hasil ini sama dengan hasil penelitian

Nur’aenah (2013) yang menyatakan bahwa penghilangan protein non kolagen

dapat dilakukan pada konsentrasi NaOH 0,05 M selama 6 jam. Zhou dan

Regenstein (2005) menyatakan bahwa penghilangan protein non kolagen dapat

dilakukan menggunakan NaOH pada konsentrasi 0,01 hingga 0,1 mol/L.

Penggunaan konsentrasi di atas 0,1 mol/L tidak berpengaruh nyata pada

penghilangan protein non kolagen.

Efektivitas proses optimasi terindikasi dari kemampuan NaOH untuk

menghilangkan komponen non kolagen yaitu lemak dan protein non kolagen pada

bahan baku. Perendaman kulit dalam asam asetat dapat menghilangkan komponen

abu pada sampel. Persentasi penurunan komposisi lemak, protein non kolagen,

dan abu disajikan pada Tabel 2.

10

Tabel 2 Persentasi penurunan komposisi non kolagen pada kulit

Parameter Nilai awal

(% bb)

Nilai akhir

(% bb) Penurunan

(bb%)

Protein 19,02±0,21 9,08±0,38 52,25±1,49

Abu 1,36±0,16 0,03±0,01 97,99±0,40

Lemak 7,09±0,18 0,02±0,00 99.73±0,03

Perendaman dalam larutan NaOH 0,1 M telah mampu menghilangkan

sebagian besar komponen non kolagen. Proses deproteinisasi telah mampu

menghilangkan protein non kolagen sebesar 52,247±1,488% dari total protein;

kadar abu sebesar 97,995±0,400%; dan kadar lemak sebesar 99,725±0,030%.

Komposisi Kimia Kolagen

Komposisi kimia kolagen merupakan parameter keefektifan proses

deproteinisasi, defatting, demineralisasi, dan ekstraksi pada pembuatan kolagen.

Perendaman dalam larutan alkali dan asam bertujuan menghilangkan protein non

kolagen serta komponen lain yaitu lemak dan mineral. Proses ini dilakukan agar

diperoleh kandungan protein kolagen yang tinggi. Komposisi kimia kolagen kulit

ikan cobia dan beberapa kolagen kulit ikan lain disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3 Komposisi kimia kolagen kulit ikan cobia dan berbagai ikan

Sumber Kadar air

(% bb)

Kadar protein

(% bb)

Kadar lemak

(% bb)

Kadar abu

(% bb)

Kulit ikan cobia 11,80±0,06 86,46±0,32 0,26±0,07 0,19±0,01

Kulit ikan pari1

11,78 86,97 0,19 0,17

ASC kulit ikan

barramundi2 12,38 68,72 0,04 1,28

PSC kulit ikan

barramundi2 11,55 80,01 0,09 0,95

ASC kulit kakap

mata besar3 7,06 94,00 0,33 0,68

Keterangan : 1(Nur’aenah 2013); 2(Jamilah et al. 2013); 3(Kittiphattanabawon et al. 2005)

Kandungan protein kolagen kulit ikan cobia hampir sama dengan kolagen

ikan pari (Pastinachus solocirostris) yang dibuat dengan metode yang sama.

Kandungan protein ikan cobia lebih tinggi dari ASC dan PSC kulit ikan

barramundi (Lates calcarifer), namun lebih rendah dari ASC kulit ikan kakap

mata besar (Priacanthus tayenus) yang kadar proteinnya mencapai 94%.

Jamilah et al. (2013) menyatakan perbedaan kadar protein dapat disebabkan oleh

perbedaan metode ekstraksi yang digunakan dan perbedaan spesies ikan yang

digunakan.

Kadar abu dan lemak pada kolagen ikan cobia mengalami penuruan

dibandingkan dengan bahan baku. Hal ini mengindikasikan proses perendaman

dengan larutan basa maupun asam telah berhasil mengurangi komponen non

kolagen pada bahan baku. Kadar air pada kolagen ikan cobia berada pada kisaran

yang sama dengan kolagen ikan pari (Pastinachus solocirostris) yang dibuat

dengan metode yang sama serta dengan ASC dan PSC kulit ikan barramundi

(Lates calcarifer), namun lebih tinggi dari ASC kulit ikan kakap mata besar

11

(Priacanthus tayenus) yang kadar airnya 7,06%. Jamilah et al. (2013) menyatakan

perbedaan kadar protein dapat disebabkan oleh perbedaan metode ekstraksi yang

digunakan dan perbedaan spesies ikan yang digunakan

Rendemen Kolagen

Rendemen menunjukkan keefektifan proses ekstraksi. Hasil penelitian

menunjukkan kolagen kulit ikan cobia memiliki rendemen yang lebih tinggi dari

ASC kulit ikan rainbow trout (Tabarestani et al. 2012) serta ASC dan PSC ikan

patin siam (Singhs et al. 2011), namun lebih rendah dari rendemen ikan tuna

(Hema et al. 2013) (Tabel 4). Potaros et al. (2009) menyatakan bahwa perbedaan

nilai rendemen pada kolagen yang dihasilkan dapat disebabkan oleh perbedaan

metode ekstraksi yang digunakan, konsentrasi larutan yang digunakan untuk

menghilangkan protein non kolagen, dan jenis bahan yang digunakan.

Tabel 4 Rendemen kolagen kulit ikan cobia dan beberapa kulit ikan lainnya

Sumber Kolagen Rendemen (% bb)

Kulit ikan cobia 10,508±0,483

ASC kulit ikan rainbow trout1

9,448

ASC kulit ikan patin siam2

5,100

PSC kulit ikan patin siam2 7,700

ASC kulit ikan tuna3 13,970

Keterangan : 1 Tabarestani et al. (2012); 2 Singh et al. (2011); 3Hema et al. (2013)

Nilai pH Kolagen

Parameter untuk mengukur derajat keasaman suatu larutan adalah nilai pH.

Nilai pH kolagen kulit ikan cobia sudah netral. Zhou dan Regenstein (2005)

menyatakan kombinasi perlakuan asam dan basa pada proses ekstraksi cenderung

menghasilkan pH akhir kolagen yang netral. Proses penetralan berpengaruh pada

pH akhir kolagen karena proses ini mengurangi sisa-sisa larutan asam atau basa

akibat perendaman. Basa kuat NaOH akan terionisasi lebih dahulu menjadi Na+

dan OH‐. Ion hidroksida ini akan segera bereaksi dengan asam asetat membentuk

air dan ion asetat. Nilai pH kolagen dari kulit ikan cobia disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5 Nilai pH kolagen kulit ikan cobia dan ikan lainnya

Sumber kolagen Nilai pH

Kulit ikan cobia 7,08±0,01

Kulit ikan pari (Pastinachus solocirostris)1

5,00

Kulit ikan cucut bambu (Chiloscyllium punctatum)2

6,30 Keterangan : 1 (Nura’aeni 2013) ; 2 (Mahardika 2013)

Komposisi Asam Amino Kolagen

Kolagen merupakan komponen utama dari matriks ekstraseluler dan

umumnya berfungsi sebagai perlindungan fisik jaringan. Kolagen telah

teridentifikasi sebanyak 28 jenis yaitu kolagen dengan Tipe I-XXVIII. Setiap jenis

kolagen memiliki urutan-urutan asam amino dan struktur molekul yang khas

(Matmaroh et al. 2011). Kumar et al. (2011) menyatakan bahwa kolagen

mengandung 90% protein dan 18 jenis asam amino, 7 diantaranya merupakan

asam amino esensial. Komposisi asam amino kolagen dari kulit ikan cobia

12

disajikan pada Tabel 6. Asam amino yang memiliki jumlah dominan pada kolagen

kulit ikan cobia yaitu glisina dan prolina. Asam amino dengan jumlah terendah

yaitu pada sistina, tirosina, dan isoleusina dengan jumlah masing-masing. Hasil

penelitian ini serupa dengan komposisi asam amino kolagen dari beberapa jenis

kulit ikan lain, contoh: pari (Pastinachus solocirostris) (Nur’aenah 2013), kakap

mata besar (Priacanthus tayenus) (Kittiphattanabawon et al. 2005), dan striped

catfish (Pangasianodon hypophthalmus) (Singh et al. 2011) dengan glisina dan

prolina merupakan asam amino dominan. Kittiphattanabawon et al. (2010)

menyatakan kandungan asam amino berkolerasi dengan habitat ikan dan stabilitas

termal dari kolagen. Susunan triple heliks kolagen (Gly-X-Y) memiliki 35%

prolina dan hidroksiprolina sebagai penyusunnya, sementara glisina terdapat pada

setiap posisi ketiga susunan. Kelompok hidroksil pada hidroksiprolina

berpengaruh pada stabilitas rantai heliks melalui ikatan hidrogen antar-rantai yang

menghubungkan secara langsung molekul air dengan grup karbonil.

Tabel 6 Komposisi asam amino kolagen dari kulit ikan cobia

Asam amino Hasil (%)

Asam aspartat 3,672

Serin 2,696

Asam glutamat 5,833

Glisina 20,751

Histidina 1,521

Agrinina 8,316

Treonina 2,007

Alanina 7,358

Prolina 10,214

Sistina 0,346

Tirosin 0,542

Valina 1,950

Metionina 2,210

Lisina 3,318

Isoleusina 0,979

Leusina 1,422

Fenilalanina 1,823

Nalinanon et al. (2011) menyatakan kolagen tipe I mengandung asam amino

glisina, alananina, dan prolina dalam jumlah yang cukup tinggi, sedangkan asam

amino histidina dan tirosina hanya terdapat dalam jumlah sedikit serta tidak

mengandung sistina. Keberadaan sistina pada kolagen yang dihasilkan

menunjukkan deproteinisasi belum berjalan optimal. Proses deproteinisasi

bertujuan untuk menghilangkan keberadaan protein non kolagen. Pada jam ke-6

perendaman dalam larutan NaOH masih ditemukan adanya protein terlarut sebesar

0,667 mg/mL yang memungkinkan keberadaan asam amino sistina.

Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform InfraRed (FTIR)

Spektroskopi FTIR merupakan teknik analisis yang biasa dimanfaatkan

untuk menentukan gugus fungsi pada suatu senyawa. Setiap frekuensi sinar

(termasuk inframerah) mempunyai bilangan gelombang tertentu. Apabila

13

frekuensi IR tertentu diserap oleh sampel senyawa organik, maka akan timbul

vibrasi dalam molekul senyawa tersebut (Nagarajan et al. 2012). Analisis FTIR

yang dilakukan pada penelitian ini bertujuan memastikan senyawa yang

dihasilkan merupakan kolagen berdasarkan gugus-gugus fungsi penyusunnya.

Hasil spektra infrared kolagen disajikan pada Gambar 4. Karakteristik gugus

fungsi kolagen hasil analisis FTIR disajikan pada Tabel 7 sedangkan

perbandingan karakteristik gugus fungsi kolagen kulit ikan cobia dan ikan lainnya

disajikan pada Tabel 8.

Puncak serapan amida A yang dimiliki kolagen dari kulit ikan cobia

terdeteksi pada bilangan gelombang 3310 cm-1

dan 3333 cm-1

. Nagarajan et al.

(2012) menyatakan bahwa bilangan gelombang normal yang dimiliki amida A

yaitu 3400 cm-1

– 3440 cm-1

, ketika N-H pada peptida dipengaruhi oleh ikatan

hidrogen posisinya bergeser ke frekuensi yang lebih rendah. Coates (2000)

menyatakan senyawa dengan bilangan gelombang 3360 cm-1

– 3310 cm-1

memiliki karakteristik NH stretching.

Gambar 4 Spektra infrared kolagen

Tabel 7 Karakteristik gugus fungsi kolagen hasil deteksi dengan FTIR sebagai

acuan

Amida

Bilangan gelombang puncak serapan (cm-1

)

Wilayah puncak

serapan

Karakteristik

kolagen

Karakteristik

gelatin

Amida A 3400 – 34401

Sama Sama

Amida B 2915 – 29352

Sama Sama

Amida I 1600 – 16903

1649 – 16514

1632 – 16351

Amida II 1480 – 15753

Sama Sama

Amida III 1229 – 13013

1240 – 1244 1235 – 12362

Keterangan : 1 Nagarajan et al. (2012); 2 Coates (2000); 3Kong dan Yu (2007); 4Singh et al.

(2012)

14

Tabel 8 Karakteristik gugus fungsi kolagen kulit ikan cobia dan ikan lainnya

Daerah

serapan

Bilangan gelombang puncak serapan (cm-1

)

Keterangan

Puncak serapan

kolagen

ikan cobia

ASC kulit

stripped

catfish (Singh et al. 2011)

PSC kulit stripped

catfish

(Singh et al.

2011)

Kolagen kulit ikan

cucut bambu

(Mahardika

2013)

Amida

A

3310

3333 3321 3321

3310

3333 NH streching

Amida B

2932 2926 2928 2939 asymmetrical stretch of CH2

Amida

I 1651 1651 1645 1651

C=O

stretching

Amida II

1543 1551 1551 1549 NH bending, CN stretching

Amida

III 1242 1242 1244 1240

NH bending,

CN stretching,

Adanya puncak pada bilangan gelombang 2932 cm-1

mengindikasikan

adanya gugus khas kolagen yaitu amida B. Coates (2000) menyatakan gugus

amida B dengan wilayah serapan pada bilangan gelombang 2915cm-1

– 2935 cm-1

atau 2845 cm-1

– 2865 cm-1

. Kong dan Yu (2007) menyatakan bilangan

gelombang yang mengindikasikan serapan amida B terbentuk dari asymmetrical

stretch of CH2.

Bilangan gelombang amida I yang terdeteksi pada kolagen dari kulit ikan

cobia yaitu 1651 cm-1

. Shah dan Manekar (2012) menyatakan bahwa amida I

terkait dengan vibrasi peregangan gugus karbonil. Amida I merupakan gugus

fungsi khas yang menyusun kolagen. Kong dan Yu (2007) menyatakan bahwa

amida I terdeteksi pada kisaran bilangan gelombang 1600 cm-1

– 1690 cm-1

. Nilai

ini serupa dengan hasil yang diperoleh oleh Singh et al. (2012), ASC kulit ikan

stripped catfish memiliki gugus amida I pada bilangan gelombang 1651 cm-1

.

Nilai bilangan gelombang pada PSC kulit ikan stripped catfish lebih rendah yaitu

1649 cm-1

. Nagarajan et al. (2012) menyatakan bahwa nilai bilangan gelombang

amida I gelatin dari kulit luar cumi-cumi yaitu 1632 cm-1

– 1635 cm-1

. Bilangan

gelombang pada kisaran 1633 cm-1

merupakan karakteristik random coil pada

gelatin. Nikoo et al. (2011) menyatakan bahwa gugus fungsi amida I kolagen kulit

ikan cobia terdeteksi pada bilangan 1651 cm-1

lebih tinggi gelatin yaitu pada

kisaran 1633 cm-1. Hal ini mengindikasikan senyawa molekul yang dihasilkan

dari proses ekstraksi merupakan kolagen.

Amida II yang merupakan gugus fungsi khas kolagen yang terdeteksi pada

bilangan gelombang 1543 cm-1

. Kong dan Yu (2007) menyatakan wilayah serapan

amida II yaitu pada kisaran 1575 cm-1

– 1480 cm-1

. Amida II terkait dengan

adanya gugus CN stretching dan NH bending.

Kong dan Yu (2007) menyatakan Amida III memiliki wilayah serapan

1229cm-1

– 1301 cm-1

. Wilayah serapan pada bilangan gelombang 1242 cm-1

mengindikasikan adanya gugus fungsi amida III. Nilai ini serupa dengan hasil

yang diperoleh oleh Singh et al. (2012), ASC kulit ikan stripped catfish memiliki

gugus amida III dengan bilangan gelombang 1242 cm-1

. Nilai bilangan gelombang

pada PSC kulit ikan stripped catfish lebih tinggi yaitu 1244 cm-1

. Penelitian

15

Nagarajan et al. (2012) menghasilkan gelatin dari kulit luar cumi-cumi yang

memiliki gugus fungsi amida III dengan wilayah serapan 1236,86 cm-1

–

1235,79 cm-1

. Nikko et al. (2011) menyatakan wilayah serapan gelatin memiliki

nilai bilangan gelombang pada kisaran 1235 cm-1

yang mengindikasikan

hilangnya struktur triple heliks akibat perubahan α-heliks menjadi struktur random

coil (single heliks) yang disebabkan denaturasi kolagen menjadi gelatin. Hal ini

mengindikasikan ekstrasi kolagen kulit ikan cobia dengan air pada suhu 40 ºC

belum mengubah kolagen menjadi gelatin yang terindikasi dengan masih adanya

struktur triple heliks.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Perlakuan terbaik pada proses pretreatment dengan larutan NaOH pada

pembuatan kolagen dari kulit ikan cobia (Rachycentron canadum) yaitu

konsentrasi 0,05 M selama 6 jam. Rendemen yang dihasilkan dari proses ekstraksi

kolagen yaitu 10,508% (bb). Karakteristik proksimat kolagen dari kulit ikan cobia

yaitu kadar air 11,80%; kadar protein 86,46%; kadar lemak 0,26 %; dan kadar abu

0,19%. Nilai pH akhir produk kolagen yaitu 7,08. Analisis FTIR menunjukkan

adanya amida A dengan wilayah serapan 3310cm-1

dan 3333 cm-1

; amida B

dengan wilayah serapan 2932 cm-1

; amida I pada 1651 cm-1

; amida II pada 1542

cm-1

; serta amida III pada 1242 cm-1

. Struktur triple heliks pada amida I dan III

mengindikasikan bahwa senyawa yang dihasilkan merupakan kolagen.

Saran

Penambahan waktu perendaman dalam larutan NaOH penting untuk

dilakukan agar penghilangan protein non kolagen optimal. Perlu dikembangkan

pengaplikasian kolagen kulit ikan cobia pada bidang farmasi maupun kosmetik.

Perlu dikembangkan pembuatan nanokolagen dari kulit ikan cobia. Perlu

diupayakan pengolahan kulit ikan cobia menjadi produk lain yaitu gelatin dan

enzim.

DAFTAR PUSTAKA

Aberoumand A. 2012. Comparative study between different methods of collagen

extraction from fish and its properties. World Applied Sciences Journal 16

(3): 316-319.

Ackman RG. 1989. Characteristics of the fatty acid composition and biochemistry

of some fresh-water fish oils and lipids in comparison with marine oils and

lipids. Comparative Biochemistry and Physiology 22(3): 907-922.

[AOAC] Association of Official Analytical Chemyst. 1995. Official Method of

Analysis of The Association of Official Analytical of Chemist. Arlington,

16

Virginia, USA : Published by The Association of Official Analytical

Chemist, Inc.

Association of Official Analytical Chemyst. 2005. Official Method of

Analysis of The Association of Official Analytical of Chemist. Arlington,

Virginia, USA: Published by The Association of Official Analytical

Chemist, Inc.

Amiza MA & Aishah DS. 2011. Effect of drying and freezing of cobia

(Rachycentron canadum) skin on its gelatin properties. Insternational Food

Research Journal 18: 159-166.

Bradford MM. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of

microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye

binding. Analytical Biochemistry 72: 248-254.

Coates J. 2000. Interpreration of infrared spectra, a practical approach. Di dalam:

Meyers RA, editor. Encyclopedia of Analytical Chemistry. Chichester [GB]:

John Wiley & Sons Ltd.

Hema GS, Shyni K, Mathew S, Anandan R, Ninan G, Lakshmanan PT. 2013. A

simple method for isolation of fish skin collagen-biochemical

characterization of skin collgagen extracted from Albacore Tuna (Thunnus

alalunga), Dog Shark (Scoliodon sorrakowah), and Rohu (Labeo rohita).

Annals of Biological Research 4(1): 271-278.

Huang YR, Shiau CY, Chen HH, Huang BC. 2011. Isolation and characterization

of acid and pepsin-solobilized collagen from the skin of ballon fish

(Diodon holochantus). Food hydrocolloid 25:1507-1543.

Jamilah B, Hartina MU, Hashim DM, Sazili AQ. 2013. Properties of collagen

from barramundi (Lates calcarifer) skin. International Food Research

Journal 20(2): 835-842.

Karim AA & Bhat R. 2009. Fish gelatin, properties, challenges, and prospect as

an alternative to mamalian gelatins. Food Hydrocolloids 23:536-576.

Killekar VC, Koli JM, Sharangdhar ST, Metar SY. 2012. Functional properties of

gelatin extracted from skin of black kingfish (Ranchycentron canadus).

Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences 2(3): 106–116.

Kittiphattanabawon P, Benjakul S, Visessanguan W, Nagai T, Tanaka M. 2005.

Characterisation of acid-soluble collagen from skin and bone of bigeye

snapper (Priacanthus tayenus). Food Chemistry 89: 363–372.

Kittiphattanabawon P, Benjakul S, Visessanguan W, Shahidi F. 2010. Isolation

and characterization of collagen from the cartilages of brownbanded

bamboo shark (Chiloscyllium punctatum) and blacktip shark (Carcharhinus

limbatus). Food Science and Technology 43: 792–800.

Kong J & Yu S. 2007. Fourier transform infrared spectroscopic analysis of protein

secondary structures. Acta Biochim Biophys Sin 39(8): 549–559.

Kumar MH, Spandana V, and Poonam T. 2011. Extraction and determination of

collagen peptide and its clinical importance from tilapia fish scales

Oreochromis niloticus). International Research Journal of Pharmacy 2(10):

97-99.

Lee CH, Singla A, Lee Y. 2001. Biomedical application of collagen. International

Journal of Pharmaceutics 22: 1-22.

Mahardika S. 2013. Isolasi dan karakterisasi kolagen nanopartikel dari kulit ikan

cucut bambu (Chiloscyllium punctatum) [skripsi]. Bogor [ID]: Program

17

Studi Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu kelautan,

Institut Pertanian Bogor.

Matmaroh K, Benjakul S, Prodpran, Encarnacion AB, Kishimura H. 2011.

Characteristics of acid soluble collagen and pepsin soluble collagen from

scale of spotted golden goatfish (Parupeneus heptacanthus). Food

Chemistry 129: 1179-1186.

Muyonga JH, Cole CGB, Duodu KG. 2004. Characterisation of acids soluble

collagen from skins of young and adulti Nileperch (Lates niloticus). Food

Chemistry 85(1): 81-89.

Nagai T, Suzuki N, 2000. Isolation of collagen from fish waste material – skin,

bone and fins. Food Chemistry 68:227-281

Nagai T, yamashita E, Taniguchi K, Kanamori, N, Suzuki N. 2001. Isolation and

characterization of collagen from the outer skin waste material of cuttlefish

(Sepia lycidas). Food Chemistry 72:425-429.

Nagarajan M, Benjakul S, Prodpran T, Songtipya P, Kishimura H. 2012.

Characteristics and functional properties of gelatin from splendid squid

(Loligo formosana) skin as affected by extraction temperatures. Food

Hydrocolloids 29: 389-397.

[NOOA] National Oceanic and Atmospheric Administration. 2014. Cobia

[internet]. [diacu 7 Februari 2014] Tersedia dari: http://www.fishwatch.gov.

Nikoo M, Xu X, Benjakul S, Xu G, Ramires-Suarez JC, Ehsani A, Kasankala LM,

Duan X, Abass S. 2011. Characterization of gelatin from the skin of farmed

Amur sturgeon Acipenser schrenckii. International Aquatic Research

3: 135-145.

Nur’aenah N. 2013. Ekstraksi dan karakterisasi kolagen dan nanopartikel kolagen

dari kulit ikan pari (Pastinachus solocirostris) sebagai bahan baku kosmetik

[tesis]. Bogor [ID]: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Peng Y, Glattauer V, Werkmeister JA, Ramshaw JAM. 2004. Evaluation for

collagen product for cosmetic application. Journal of Cosmetic Science. 55:

327-341.

Potaros T, Raksakulthai N, Runglerdkreangkrai J, and Worawattanamateekul W.

2009. Characteristics of collagen from nile tilapia (Oreochromis niloticus)

skin isolated by two different methods. Kasetsart Journal 43: 584-593.

Shah V & Manekar A. 2012. Isolation and characterization of collagen from the

placenta of buffalo (Bovidae bubalus bubalis) for the biomaterial

applications. Trend in Life Science 1(4): 26–32.

Singh P, Benjakul S, Maqsood S, Kishimura H. 2011. Isolation and

characterisation of collagen extracted from the skin of striped catfish

(Pangasianodon hypophthalmus). Food Chemistry 124: 97–105.

Skierka E & Sadowska M. 2007. The influence of different acid and pepsin on the

extractibility of collagen from the skin of Baltic cod (Gadus morhua). Food

Chemistry 105:1032-1306.

Steel RGD & Torrie JH. 1993. Prinsip dan Prosedur Statistika, Suatu Pendekatan

Biometrik. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Sukkwai S, Kijroongrojana K, and Benjakul S. 2011. Extraction of gelatin from

bigeye snapper (Priacanthus tayenus) skin for gelatin hydrolysate

production. International Food Research Journal 18(3): 1129-1134.

18

Tabarestani Sh, Maghshoudlou Y, Motamedzadegan A, Mahoonak ARS,

Rostamzad H. 2012. Study on some properties of acid-soluble collagens

isolated from fish skin and bones of rainbow trout (Onchorhyncus mykiss).

International Food Research Journal 19(1): 251-257.

Zhou P & Regenstein JM. 2005. Effects of alkaline and acid pretreatments on

Alaska Pollock skin gelatin extraction. Journal of Food Science 70(6): 392-

396.

19

LAMPIRAN

Lampiran 1 Kurva regresi linear standar BSA

Lampiran 2 Hasil uji Anova nilai konsentrasi protein larutan NaOH sisa

perendaman kulit

Source Jumlah kuadrat Db Kuadrat

tengah F Nilai-p

Konsentrasi NaOH 0,065 2 0,032 5,782 0,024

Waktu perendaman 1,160 2 0,580 103,703 0,000

Interaksi antar

perlakuan 0,035 4 0,009 1,578 0,261

Galat 0,050 9 0,006

Total 21,434 17

Lampiran 3 Hasil uji DMRT untuk pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai

konsentrasi protein larutan sisa perendaman

Konsentrasi NaOH N Rata-rata konsentrasi protein

terlarut (mg/mL) Notasi

0,050 M 6 0,979 A

0,100 M 6 1,069 AB

0,200 M 6 1,124 B

20

Lampiran 4 Hasil uji DMRT untuk pengaruh waktu perendaman terhadap nilai

konsentrasi protein larutan sisa perendaman

Waktu

perendaman N

Rata-rata konsentrasi

protein terlarut (mg/mL) Notasi

6 jam 6 1,389 A

4 jam 6 1,011 B

2 jam 6 0,773 C

21

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Purwokerto pada tanggal 16 April 1991. Penulis

merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan ayah bernama

Santoso dan Ibu bernama Marifatin Rahmawati. Pendidikan yang telah ditempuh

penulis dimulai dari TK Karitas Purwokerto pada tahun 1995 dan melanjutkan

pendidikan di Yayasan Pius SD Karitas Purwokerto dan lulus pada tahun 2003.

Penulis selanjutnya menempuh pendidikan di SMP Marsudirini Marganingsih

Muntilan serta Asrama Pendidikan Marsudirini Santa Clara Muntilan dan lulus

pada tahun 2006. Pendidikan yang ditempuh penulis selanjutnya yaitu SMAN 4

Purwokerto dan lulus pada tahun 2009. Penulis diterima sebagai mahasiswa di

Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).

Penulis aktif pada kegiatan di UKM Century IPB.