Isolasi Kolagen dari Kulit Ikan Salmon (Salmo salar) dengan Metode Asam dan Enzim Papain serta Karakterisasi Sifat-sifat Fisikokimianya

Abstract

Kolagen terus meningkat dalam penggunaannya di berbagai bidang terutama kesehatan dan kecantikan yang secara tidak langsung meningkatkan permintaan kolagen di pasaran. Kulit ikan salmon merupakan salah satu komoditas yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk ekstraksi kolagen. Kulit ikan salmon memiliki protein yang cukup tinggi yaitu sebesar 20.76%. Kolagen dapat diisolasi menggunakan proses kimiawi, atau dengan kombinasi proses kimiawi dan enzimatik. Kolagen larut asam umumnya menghasilkan rendemen yang tidak terlalu tinggi. Untuk mengatasi masalah tersebut, enzim protease telah digunakan untuk meningkatkan nilai rendemen. Enzim protease yang umum digunakan adalah pepsin dan papain. Namun menurut Yang dan Shu (2014), porcine pepsin atau pepsin adalah protease yang berasal dari lambung babi. Enzim papain dari pepaya menjadi salah satu enzim yang dapat menjadi alternatif untuk mengekstrak kolagen selain pepsin. Enzim papain juga mudah didapatkan di pasaran dan berlabel halal. Penambahan enzim pada proses ekstraksi kolagen tidak terlepas dari penggunaan asam karena kolagen yang umum ditemukan merupakan protein fiber, maka sifat kolagen juga sama dengan sifat protein fiber, kolagen tidak dapat larut dalam air dan sukar diuraikan oleh enzim. Oleh karena itu, larutan asam diperlukan untuk membuka serat-serat kolagen dan memudahkan enzim bisa masuk untuk melarutkan kolagen. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Astiana et al. (2016) dan Dhakal et al. (2017) menunjukkan ekstraksi kolagen menggunakan kombinasi larutan asam dan enzim papain menghasilkan rendemen kolagen yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstraksi kolagen yang hanya menggunakan larutan asam tanpa mengubah struktur triple helix dari kolagen. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu pretreatment, isolasi dengan asam, isolasi dengan kombinasi asam-enzim papain, dan analisis nilai tambah dari kolagen larut asam serta kolagen larut papain. Proses pretreatment bertujuan untuk menghilangkan zat-zat nonkolagen seperti protein nonkolagen, pigmen, dan lemak sehingga didapatkan rendemen kolagen yang optimal. Proses pretreatment menggunakan NaOH dengan 4 konsentrasi yaitu 0.01 M, 0.03 M, 0.5 M, 0.1 M selama 2 jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam, 10 jam, sampai 12 jam dan larutan diganti setiap 2 jam untuk diuji kelarutan proteinnya dengan uji Bradford. Tahap selanjutnya adalah isolasi kolagen menggunakan asam asetat yang dilakukan pada konsentrasi 0.1 M, 0.3 M, dan 0.5 M selama 1 hari, 2 hari, dan 3 hari. Ekstraksi kolagen menggunakan asam asetat dan enzim papain dilakukan pada konsentrasi enzim papain sebesar 500 U/mg/g kulit, 1000 U/mg/g kulit, dan 1500 U/mg/g kulit. Hasil kolagen larut asama (KLA) dan kolagen larut papain (KLPa) diuji karakter fisikokimianya yaitu rendemen, asam amino, bobot molekul, dan gugus fungsi. Tahap terakhir yaitu perhitungan nilai tambah untuk kolagen KLA dan KLPa skala laboratorium dan skala industri menggunakan metode Hayami (1987).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi terbaik tahap pretreatment adalah pada 8 jam menggunakan larutan NaOH 0.01 M. Rendemen KLA dan KLPa masing-masing adalah 12.79% dan 15.58% (%bb). Asam amino dominan yang terkandung pada KLA adalah glisin (27.98%), alanin (8.76%), arginin (10.14%) dan prolin (12.07%) sedangkan di KLPa adalah glisin (27.77%), alanin (7.96%), arginin (11.73%) dan prolin (11.34%). Gugus fungsi KLPa terdiri atas amida A (3425 cm -1 ), dan amida III (1242 cm ), amida B (2924 cm -1 ), amida I (1651 cm -1 ), amida II (1543 cm -1 ), amida B (2924 cm -1 ). Gugus fungsi KLA terdiri atas amida A (3441 cm -1 -1 ), amida I (1651 cm -1 ), amida II (1543 cm -1 ), dan amida III (1242 cm 1 ). ). KLA dari kulit ikan salmon memiliki struktur protein β (179.92 kDa), α1 (58.11 kDa), dan α2 (45.61 kDa) sedangkan KLPa memiliki struktur protein α1 (141.22 kDa) dan α2 (100.21 kDa). Nilai tambah KLA dan KLPa pada produksi skala laboratorium yaitu sebesar Rp. -1,139,680/kg dan Rp. -992,656/kg sementara untuk skala industri sebesar Rp. -265,343/kg dan Rp. -328,919/kg.