3
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Ikan Buntal Pisang (Tetraodon lunaris) Puffer fish (Tetraodontiformes) merupakan kelompok ikan yang memiliki karakteristik adaptasi yang tinggi pada perairan karang, dalam hal tingkah laku dan anatomi. Hanya beberapa jenis ikan ini yang tidak menetap pada perairan karang, yaitu triggerfish dan molas yang dapat hidup di perairan laut yang luas (Grzimek 1974). Kelompok ikan ini pun ada yang hidup di perairan tawar, pada umumnya mereka menyukai daerah perairan yang tenang dan berlumpur (Kottelat et al. 1993). Ikan buntal pisang termasuk ke dalam Ordo Tetraodontiformes. Nama Tetraodontiformes berasal dari morfologi ikan ini, yaitu memiliki dua gigi besar pada rahang atas dan bawahnya. Morfologi ikan buntal pisang dapat dilihat pada Gambar 1. Adapun klasifikasi ikan buntal pisang menurut Saanin (1984) adalah: Filum
: Chordata
Sub Filum
: Vertebrata
Kelas
: Pisces
Subkelas
: Teleostei
Ordo
: Pleognathi (Tetraodontiformes)
Famili
: Tetraodontidae
Genus
: Tetraodon
Spesies
: Tetraodon lunaris (buntal pisang)
Gambar 1 Ikan buntal pisang Ikan buntal pisang memiliki bentuk badan membulat. Mulut kecil dengan moncongnya yang tumpul. Ikan ini memiliki 4 buah gigi seri yaitu 2 buah gigi di
4
rahang atas menyatu dan 2 buah berada di rahang bawah menyatu. Gigi tersebut menyerupai paruh burung kakak tua (Kottelat et al. 1993). Ikan buntal pisang berwarna kuning kecokelatan dari ujung kepala, bagian punggung (dorsal) sampai sirip ekor dan berwarna putih di bagian perut (ventral) serta ujung sirip ekor. Ikan buntal pisang memiliki satu sirip punggung, satu sirip ekor, satu sirip dubur, dan sepasang sirip dada. Sirip punggung memiliki 12-13 jari-jari lemah. Sirip dubur memiliki 10-11 jari-jari lemah dan sirip dada memiliki 16 jari-jari lemah. Gurat sisinya terlihat dari bagian anterior mata sampai ke dorsal dan berakhir di pangkal ekor (Tarp dan Kaliola 1983 dalam Yusfiati 2006). Ikan buntal merupakan jenis ikan omnivora yang dapat memakan segalanya, makanan ikan ini antara lain adalah spermatophyta laut (jenis rumput laut), sponge, kepiting, polychaeta, pelechypoda, hydroid, dan alga (Hilary 1984 dalam Yusfiati 2006). 2.2 Komposisi Kimia Ikan Buntal Ikan buntal merupakan ikan yang mempunyai nilai gizi yang tinggi. Ikan ini sangat digemari di Negara Jepang sebagai menu masakan yang mempunyai cita rasa yang lezat dan sangat bergizi. Salah satunya adalah ikan buntal jenis Takifugu rubripes. Ikan buntal ini memiliki beberapa kandungan gizi yang sangat berguna bagi tubuh manusia diantaranya ialah asam amino, asam lemak, mineral, dan zat gizi lainnya. Kandungan asam amino taurin pada ikan buntal ini sebanyak 120,1 mg/100 g (Saito dan Kunisaki 1998). Kandungan gizi ikan buntal Takifugu rubripes dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kandungan gizi ikan buntal Takifugu rubripes (g/100 g) Sampel
Air
Protein
Lemak
Karbohidrat
Abu
Wild
78,9
16,5
0,7
2,5
1,4
Cultured
78,7
16,5
0,9
2,7
1,3
Sumber: Saito dan Kunisaki (1998)
2.3 Asam Amino Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus, yaitu gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H) dan satu gugus sisa (R atau residue) atau disebut juga gugus rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya (Winarno 1997).
5
Asam amino memiliki atom C pusat yang mengikat empat gugus yang berbeda, maka asam amino memiliki dua konfigurasi yaitu konfigurasi D dan konfigurasi L. Molekul asam amino mempunyai konfigurasi L apabila gugus NH2 terdapat di sebelah kiri atom karbon α dan bila posisi gugus NH2 di sebelah kanan, maka molekul asam amino disebut asam amino konfigurasi D (Lehninger 1982). Struktur asam amino dapat dilihat pada Gambar 2.
H N H
H
C
RR
O C OH
Gugus amina
Gugus rantai samping
Gugus karboksil
Gambar 2 Struktur umum asam amino Sumber: Winarno (1992)
Asam amino pada umumnya larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar, yaitu eter, aseton, dan kloroform. Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika non polar (Lehninger 1982). Tidak semua asam amino yang terdapat pada molekul protein dapat dibuat dalam tubuh kita, jadi apabila ditinjau dari segi pembentukannya asam amino dibagi menjadi dua golongan, yaitu asam amino endogen dan asam amino eksogen. Asam amino eksogen disebut juga asam amino esensial dan asam amino endogen disebut juga asam amino non esensial (Winarno 1997). 2.3.1 Asam amino esensial Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh dan harus diperoleh dari makanan sumber protein yang disebut juga asam amino eksogen (Winarno 1997). Asam amino seringkali disebut dan dikenal sebagai zat pembangun yang merupakan hasil akhir dari metabolisme protein. Jenis-jenis asam amino esensial disajikan pada Tabel 2.
6
Tabel 2 Jenis asam amino esensial Asam amino Histidin Arginin Treonin Valin Metionin Isoleusin Leusin Fenilalanin Lisin Triptofan
Singkatan tiga huruf His Arg Thr Val Met Ile Leu Phe Lys Trp
berat molekul (g/mol) 155,2 174,2 119,1 117,1 149,2 131,2 131,2 165,2 146,2 204,2
Sumber: Hames dan Hooper (2005)
Asam amino seringkali disebut dan dikenal sebagai zat pembangun yang merupakan hasil akhir dari metabolisme protein. Manfaat dari beberapa asam amino esensial adalah sebagai berikut: a. Asam amino histidin diperoleh dari hasil hidrolisis protein yang terdapat pada sperma suatu jenis ikan (kaviar). Histidin berfungsi mendorong pertumbuhan dan memperbaiki jaringan tubuh yang rusak (Edison 2009). Asam amino ini juga bermanfaat baik untuk kesehatan radang sendi. Histidin merupakan asam amino yang esensial bagi perkembangan bayi, tetapi tidak diketahui pasti apakah dibutuhkan oleh orang dewasa (Linder 1992). b. Arginin adalah asam amino yang dibentuk di hati dan beberapa diantaranya terdapat dalam ginjal. Arginin bermanfaat untuk meningkatkan daya tahan tubuh atau produksi limfosit, meningkatkan pengeluaran hormon pertumbuhan (HGH) dan meningkatkan kesuburan pria (Linder 1992). c. Treonin dapat meningkatkan kemampuan usus dan proses pencernaan, mempertahankan keseimbangan protein, penting dalam pembentukan kolagen dan elastin, membantu fungsi hati, jantung dan sistem syaraf pusat serta mencegah serangan epilepsi (Harli 2008). d. Valin merupakan asam amino rantai bercabang yang berfungsi sebagai prekursor glukogenik. Valin sangat penting untuk pertumbuhan dan memelihara jaringan otot. Valin juga dapat memacu kemampuan mental, memacu koordinasi otot, membantu perbaikan jaringan yang rusak dan menjaga keseimbangan nitrogen (Harli 2008). Kekurangan asam amino ini
7
dapat menyebabkan kehilangan koordinasi otot dan tubuh menjadi sangat sensitif terhadap rasa sakit, panas dan dingin (Edison 2009). e. Metionin penting untuk metabolisme lemak, menjaga kesehatan hati, menenangkan syaraf yang tegang, mencegah penumpukan lemak di hati dan pembuluh darah arteri terutama yang menyuplai darah ke otak, jantung dan ginjal, penting untuk mencegah alergi, osteoporosis, demam rematik, dan detoksifikasi
zat-zat
berbahaya
pada
saluran
pencernaan.
Metionin
memberikan gugus metal untuk sintesis kolin dan kreatinin (Harli 2008). Metionin juga diperlukan tubuh untuk membentuk sistein (Edison 2009). f. Isoleusin diperlukan untuk pertumbuhan yang optimal, membantu dalam perbaikan jaringan yang rusak, perkembangan kecerdasan, mempertahankan keseimbangan nitrogen tubuh, pembentukan asam amino non esensial lainnya, dan pembentukan hemoglobin serta menstabilkan kadar gula darah. Kekurangan isoleusin dapat memicu gejala hypoglycemia (Harli 2008). g. Leusin dapat memacu fungsi otak, menambah tingkat energi otot, membantu menurunkan kadar gula darah yang berlebihan, membantu penyembuhan tulang, jaringan otot dan kulit (terutama untuk mempercepat penyembuhan luka post-operative) (Harli 2008). Leusin juga berfungsi dalam menjaga sistem imun (Edison 2009) . h. Fenilalanin merupakan prekursor tirosin. Fenilalanin diperlukan oleh kelenjar tiroid untuk menghasilkan tiroksin yang dapat mencegah penyakit gondok. Selain itu, fenilalanin juga berfungsi memproduksi epinefrin dan neropinefrin (Edison 2009). Asam amino ini dipakai untuk mengatasi depresi juga untuk mengurangi rasa sakit akibat migrain, menstruasi dan arthritis, menghasilkan neropinefrin otak yang membantu daya ingat dan daya hafal, serta mengurangi obesitas (Harli 2008). i. Lisin berfungsi sebagai bahan dasar antibodi darah, memperkuat sistem sirkulasi, mempertahankan pertumbuhan sel-sel normal bersama prolin dan vitamin C akan membentuk jaringan kolagen, menurunkan kadar trigliserida darah yang berlebih (Harli 2008). Lisin juga berperan penting dalam memproduksi karnitin, yang sangat penting untuk mengoksidasi asam lemak (Edison 2009). Kekurangan lisin dapat menyebabkan mudah lelah, sulit
8
konsentrasi, rambut rontok, anemia, pertumbuhan terhambat dan kelainan reproduksi (Harli 2008). j. Triptofan merupakan prekursor vitamin niasin dan pengantar syaraf serotonin. Triptofan dapat meningkatkan penggunaan dari vitamin B kompleks, meningkatkan kesehatan syaraf, menstabilkan emosi, meningkatkan rasa ketenangan dan mencegah insomnia (membantu anak yang hiperaktif), serta meningkatkan pelepasan hormon pertumbuhan (Harli 2008). 2.3.2 Asam amino non esensial Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh disebut juga asam amino endogen (Winarno 1997). Beberapa asam amino non esensial dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Jenis asam amino non esensial Asam amino Singkatan tiga huruf Asam aspartat Asp Asam glutamat Glu Serin Ser Glisin Gly Alanin Ala Prolin Pro Tirosin Tyr Sistin Sis
Berat molekul 133,1 147,2 105,1 75,0 89,0 115,1 181,1 120,1
Sumber: Hames dan Hooper (2005)
Asam amino non esensial seperti juga asam amino esensial, asam amino ini memiliki beberapa manfaat yang baik untuk tubuh makhluk hidup. Manfaat dari beberapa asam amino non esensial adalah sebagai berikut: a. Asam glutamat dan asam aspartat dapat diperoleh masing-masing dari glutamin dan asparagin. Gugus amida yang terdapat pada molekul glutamin dan asparagin dapat diubah menjadi gugus karboksilat melalui proses hidrolisis asam atau basa. Asam glutamat bermanfaat untuk menahan konsumsi alkohol berlebih, mempercepat penyembuhan luka pada usus, meningkatkan kesehatan mental serta meredam depresi. Asam aspartat merupakan komponen yang berperan dalam biosintesis urea, prekursor glukonik dan prekursor pirimidin. Selain itu asam aspartat bermanfaat untuk penanganan pada kelelahan kronis dan peningkatan energi (Linder 1992).
9
b. Serin merupakann komponen pada fosfolipid f yang menngandung gugus g min dan kolin hidrokksil. Serin digunakaan sebagaii prekursoor etanolam (Lindeer 1992). c. Glisin adalah asaam amino yang y dapat menghambbat proses ddalam otak yang menyeebabkan kekkakuan geraak seperti paada multiplee sclerosis ((Harli 2008). d. Alaninn merupakaan asam am mino dengaan gugus R nonpolar yang digun nakan sebagaai prekursorr glukogenik dan pemb bawa nitroggen dari jariingan permu ukaan untuk ekskresi nittrogen (Lindder 1992). e. Prolin adalah asam m amino yaang gugus R-nya R nonpoolar dan berrsifat hidroffobik. Prolin memiliki gugus g aminno yang beb bas dan membentuk sttruktur arom matik. Asam amino ini dapat d diperooleh dari hassil hidrolisis kasein (Hawab 2007)). mino yang mempunyaai gugus feenol dan beersifat f. Tirosinn merupakaan asam am asam lemah. l Asam m amino inni dapat diperoleh dari kasein, yaiitu protein utama u yang terdapat paada keju. Tirosin T mem miliki bebeerapa manffaat, yaitu dapat menguurangi
streess,
antideepresi
sertta
detoksiifikasi
obaat
dan
kokain k
(Lindeer 1992). g. Sistin dihasilkan bila dua moolekul sisteein berikatann kovalen ssebagai jem mbatan disulfiida atau ikkatan disulffida. Sistin digunakann sebagai pprekursor taaurin. Sistin berperan paada strukturr beberapa protein p funggsional sepeerti pada ho ormon insulinn, imunoglobin sebaggai antibod di dan keraatin yang ditemukan pada rambuut, kulit dan kuku (Haw wab 2007). 2.3.3 Taurin Taaurin atau 2-aminoetha 2 anesulphoniic acid adallah asam am mino non prrotein yang menngandung beelerang. Taaurin merup pakan asam amino nonn esensial karena k dapat disinntesis dari sistein dan metionin (W Welborn daan Manahann 1995). Strruktur kimia taurrin (C2H7O3SN) dapat dilihat d padaa Gambar 3..
Gam mbar 3 Struk ktur Taurin S Sumber: Pateel (2006)
10
Taurin merupakan asam amino bebas terbanyak yang terdapat dalam jaringan, yakni otot jantung dan otak (Patel 2006). Taurin mengandung gugus amino, tetapi tidak memiliki gugus karboksil yang diperlukan untuk membentuk ikatan peptida. Itu sebabnya, molekul tersebut tidak berfungsi sebagai pembangun struktur protein. Taurin merupakan senyawa tidak esensial bagi nutrien manusia karena secara internal dapat disintesis dari asam amino metionin atau sistein dan piridoksin (Vitamin B6). Taurin sangat diperlukan pada saat masa pertumbuhan. Taurin banyak ditemukan dalam susu murni, telur, daging dan ikan. Taurin banyak dijumpai pada produk suplemen makanan atau minuman. Taurin dibentuk oleh tubuh di dalam hati yang diikuti dengan reaksi oksidasi dari dekarboksilasi asam amino sistein (Marsh dan May 2009). Pada manusia, taurin berfungsi mempertahankan keseimbangan sel membran pada jaringan yang aktif, yaitu pada jaringan otak dan jantung (Patel 2006). Taurin juga berfungsi membantu metabolisme kolesterol dan mengemulsi asam empedu sehingga meringankan beban kerja dari hati, pankreas dan kantong empedu (Smayda 2002). 2.4 Penggorengan Proses penggorengan mengakibatkan produk berubah menjadi cokelat keemasan. Munculnya warna ini disebabkan karena reaksi Maillard. Tingkat intensitas warna ini tergantung dari waktu, suhu menggoreng, dan komposisi kimia permukaan luar dari bahan pangan, sedangkan jenis lemak yang digunakan berpengaruh
sangat
kecil
terhadap
warna
permukaan
bahan
pangan
(Ketaren 1986). Tujuan utama dari penggorengan adalah untuk memperoleh karakteristik warna, flavor, aroma, dan crust yang khas dari bahan pangan. Karakteristik yang khas ini diperoleh dari kombinasi antara reaksi Maillard dengan komponen volatil yang diserap minyak (Fellows 1990). Deep-fat frying merupakan metode penggorengan yang cepat dengan produk secara langsung terendam dalam medium minyak panas sehingga menghasilkan tekstur dan flavor produk yang diiinginkan. Pada sistem penggorengan deep-fat frying, transfer panas terjadi melalui kombinasi antara konveksi dengan minyak dan konduksi dengan permukaan bahan pangan. Semua permukaan bahan pangan akan menerima perlakuan panas yang sama, untuk
11
menghasilkan penampakan dan warna yang seragam. Sistem ini cocok untuk berbagai bentuk bahan pangan, tetapi pada bahan pangan dengan bentuk yang tidak beraturan cenderung untuk menyerap minyak dalam jumlah yang lebih banyak (Fellows 1990). Beberapa proses yang terjadi selama penggorengan secara deep-fat frying (Hui 1996) adalah: 1) Air akan terevaporasi dari produk mengakibatkan suhu permukaan produk meningkat. 2) Produk akan mengalami pemanasan hingga mencapai temperatur yang diinginkan untuk memperoleh karakteristik yang diinginkan. 3) Suhu permukaan produk meningkat sehingga diperoleh warna cokelat dan produk yang renyah. Derajat pencokelatan tergantung pada jumlah surfaktan pada minyak. 4) Produk akan mengalami perubahan dimensi. Produk dapat mengecil, membesar, atau tetap pada ukuran yang sama. 5) Produk tidak hanya berubah dimensinya saja, tetapi juga densitasnya menyebabkan beberapa produk mengambang di permukaan. 6) Perubahan sifat fisiko-kimia minyak dan kemampuan transfer panas, menyebabkan perubahan kualitas produk (misalnya perubahan flavor, pencokelatan, dan perubahan aroma). Adapun beberapa keuntungan dari sistem penggorengan deep-fat frying antara lain (Hui 1996) adalah: 1) Diperoleh produk dengan rasa, flavor, tekstur, dan mouthfeel yang baik 2) Terbentuk lapisan (coating) yang akan berbentuk kerenyahan. 3) Diperoleh produk dengan warna kecokelatan yang mengundang selera. 4) Terjadi penyerapan minyak kedalam bahan pangan yang berpengaruh terhadap mouthfeel yang diinginkan. 5) Produk yang telah digoreng dapat dengan mudah direkonstitusi dalam penggorengan, oven konvensional, dan oven microwave. 6) Suhu penggorengan (biasanya diatas 177˚C) akan memberikan efek blanch pada produk. Proses blanching biasa digunakan untuk inaktivasi enzim,
12
mengurangi udara intraseluler, mengurangi volume, dan menghancurkan beberapa mikroorganisme. 7) Suhu penggorengan akan menghancurkan beberapa mikroorganisme, dan beberapa
proses
penggorengan
didesain
untuk
menghancurkan
mikroorganisme patogen. 8) Minyak merupakan medium transfer panas yang sangat baik. Sistem penggorengan deep-fat frying juga menyebabkan reaksi oksidasi minyak menjadi penyusunnya yakni volatile carbonyls, hidroxy acids, keto acids, dan epoxy acids. Kelemahan tersebut berpengaruh terhadap gizi suatu bahan pangan (Fellows 1990). 2.5 High Performance Liquid Chromatography (HPLC) Unit HPLC didefinisikan sebagai suatu teknik analisis kromatografi menggunakan tekanan tinggi yang berguna untuk pemisahan ion atau molekul terlarut dalam suatu larutan. Teknik ini berkembang untuk mengatasi kelemahankelemahan pemisahan pada kromatografi gas, seperti senyawa yang relatif tidak tahan panas dan senyawa yang tidak volatil. Berdasarkan kepolaran kolomnya HPLC dibagi menjadi dua, yaitu fase normal dan terbalik. Kromatografi fase normal menggunakan fase diam lebih polar daripada fase gerak, sedangkan pada kromatografi fase terbalik, fase gerak lebih polar daripada fase diam. Proses pemisahan campuran komponen terjadi di dalam kolom, yaitu berdasarkan perbedaan distribusi masing-masing komponen pada fase diam dan fase gerak. Zat-zat yang berinteraksi kuat dengan diam akan tertahan lebih lama dalam kolom, sedangkan yang berinteraksi lemah akan keluar dengan cepat dari kolom (Christian 1986). Pelarut yang biasanya digunakan pada HPLC adalah air, metanol, asetonitril, kloroform, dan pelarut lainnya yang berada dalam keadaan murni (HPLC grade). Pelarut-pelarut tersebut sebelum digunakan harus disaring terlebih dahulu dengan kertas saring milipore (0,45 mm) dan harus dihilangkan gasnya (degassing) (Salamah 1997). Komponen utama alat yang dipakai dalam HPLC adalah reservoir zat pelarut untuk fase mobil, pompa, injektor, kolom, detektor, dan rekorder (Adnan 1997). Jantung dari peralatan HPLC adalah kolom dimana terdapat fase diam dan terjadi pemisahan komponen antara fase diam dan fase
13
bergerak yang dialirkan dengan bantuan pompa (Salamah 1997). Alur proses penggunaan HPLC dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Alur proses penggunaan HPLC Sumber: IOWA (2010)
Sebelum dilakukan analisis asam amino dengan kromatografi terlebih dahulu dilakukan pembuatan hidrolisat protein yang bertujuan untuk memutuskan ikatan peptidanya dengan hidrolisis asam atau hidrolisis basa. Semua protein akan menghasilkan asam-asam amino jika dihidrolisis, tetapi ada beberapa protein disamping menghasilkan asam amino juga menghasilkan molekul-molekul protein yang masih berikatan. Hidrolisis asam yang umum digunakan adalah HCl 6 N yang menyebabkan kerusakan triptofan dan sedikit kerusakan juga terjadi pada serin dan treonin. Hidrolisis basa biasanya menggunakan NaOH 2-4 N dan tidak merusak
triptofan
tetapi
menyebabkan
deaminasi
asam
amino
lain
(Nur et al. 1992). Metode analisis asam amino dengan HPLC memiliki beberapa keuntungan diantaranya dapat bekerja lebih cepat sehingga waktu yang dibutuhkan singkat serta HPLC mampu memisahkan senyawa yang sangat serupa dengan resolusi yang baik (Adnan 1997).
