3
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Keong Macan (Babylonia spirata) Klasifikasi Babylonia spirata menurut Linnaeus (1758) diacu dalam Anonim (2008) adalah sebagai berikut: Kingdom
: Animalia
Filum
: Moluska
Kelas
: Gastropoda
Family
: Buccinidae
Genus
: Babylonia
Spesies
: Babylonia spirata
Gambar 1 Keong macan (Babylonia spirata) Nama lokal Babylonia spirata yaitu Keong macan. Ukuran Babylonia spirata yaitu 40 - 75 mm. Penyebarannya yaitu Pakistan - Sri Lanka – Taiwan. Hewan ini hidup di iklim tropis dan terdapat di dasar laut dengan kedalaman 1020 meter. Hewan ini memiliki nilai ekonomis karena cangkangnya yang dapat dimanfaatkan sebagai hiasan. Status konservasi hewan ini dalam IUCN adalah tidak terdaftar dalam hewan yang dilindungi (Anonim 2008). Hewan ini dalam ekosistem berfungsi sebagai salah satu mata rantai makanan. Larva gastropoda merupakan makanan penting bagi anak ikan karnivora di laut dan memiliki nilai ekonomis. Nilai ekonomis dari hewan ini adalah sebagai bahan pangan, pakan ternak, dan bahan baku kerajinan tangan (Suwignyo 2005).
4
2.2 Deskripisi dan Klasifikasi Kerang Tahu (Meretrix meretrix) Anggota kelas Bivalvia diperkirakan berjumlah sepertiga dari filum Moluska, yang meliputi kerang, kijing, tiram dan lainnya. Ciri utamanya memiliki dua cangkang yang pipih dan lateral. Tubuhnya bersifat simetri bilateral dan berada dalam cangkang. Kaki biasanya berbentuk seperti kapak dan insang tipis berbentuk seperti papan. Umumnya memiliki kelamin yang terpisah dan ada juga yang hermafrodit. Anggota dari kelas Bivalvia dapat menghuni laut dan air tawar (Barnes 1980). Menurut George (1990), klasifikasi kerang tahu (Meretrix meretrix) dapat dilihat sebagai berikut : Filum
: Molluska
Kelas
: Bivalvia
Ordo
: Veneroida
Famili
: Veneridae
Genus
: Meretrix
Spesies
: Meretrix meretrix
Gambar 2 Kerang tahu (Meretrix meretrix) Meretrix meretrix mempunyai panjang hampir tiga inci, cangkangnya berbentuk segitiga dan pipih. Mempunyai suatu lekukan mulai dari daerah umbo sampai ke posterior dan pinggir bawah membulat. Ujung posterior lebih panjang dari anterior, permukaan cangkang halus dan berkilau. Mempunyai bermacam warna dan pola di permukaan luar cangkang yang licin, mulai dari putih, kecoklatan sampai coklat kehitaman, cangkang bagian dalam berwarna putih, sinus palial dalam dan di dekat umbo mempunyai bentuk seperti terpotong seperti berwarna orange kecoklatan, umumnya mempunyai sedikit corak berupa corengan yang tersebar konsentrik. Bagian dalam cangkang berwarna putih (Morris 1973).
5
2.3 Deskripisi dan Klasifikasi Kerang Salju (Pholas dactylus) Menurut Linnaeus (1758), klasifikasi kerang salju (Pholas dactylus) dapat dilihat sebagai berikut : Filum
: Moluska
Kelas
: Bivalvia
Ordo
: Myoida
Famili
: Scolioidea
Genus
: Pholas
Spesies
: Pholas dactylus
Gambar 3 Kerang salju Anatomi kerang bagian luar terdiri dari cangkang. Anatomi kerang bagian dalam terdiri dari tiga bagian utama yaitu mantel, insang dan organ dalam. Mantel besar menggantung di seluruh badan, dan membentuk lembaran yang luas dari jaringan yang berada di bawah cangkang. Tepi mantel menghasilkan tiga lipatan yaitu dalam, tengah dan luar. Pada lapisan luar bagian dalam permukaan terdapat periostrakum dan di bagian luar permukaan terdapat lapisan zat kapur. Seluruh permukaan mantel mensekresikan zat kapur (Rupert and Barnes 1994 diacu dalam Sulistiawan 2007). 2.4 Potensi dan Pemanfaatan Kerang Laut Pemanfaatan kerang laut sebagai salah satu sumber makanan sejak lama telah dilakukan karena kerang laut memiliki nilai gizi cukup tinggi, rasa lezat, dan mudah didapatkan. Sama seperti ikan dan hewan laut lainnya, daging keong laut memiliki kandungan asam lemak omega-3 dan omega-6 yang bermanfaat bagi perkembangan otak dan untuk mencegah penyakit jantung. Ada dua jenis asam lemak omega-3 yaitu docosahexaenoic acid (DHA) dan eiocosapentatonoicacid
6
(EPA). Babylonia spirata merupakan spesies yang nilai ekspornya terus mengalami peningkatan setiap tahun dan hidup di perairan dangkal di daerah dengan substrat berpasir. Eksport Babylonia spirata dari kawasan Karibia seperti Bahama, Belize, Kuba, dan Jamaika kurang lebih 10% dari total hasil perikanan di negara tersebut. Permasalahan yang muncul ialah semakin berkurang populasi keong ini sehingga sejak tahun 1994 perdagangan komersial B. Spirata dibatasi dan dimasukkan ke dalam daftar spesies yang harus dilindungi. Salah satu usaha untuk mengatasi besarnya permintaan pasar ialah dengan membudidayakannya. Budi daya keong ini telah dilakukan secara intensif di Venezuela dan di kawasan Karibia (CFMC CFRAMP 1999, Tewfik et al. 2001). Akhir-akhir ini banyak jenis keong laut diteliti dan dipelajari untuk pengembangan dalam ilmu kedokteran. Keong laut dari famili Conidae menghasilkan racun konotoksin untuk melumpuhkan mangsa. Racun tersebut telah dibuat senyawa turunannya, yaitu ziconotide dan prialt yang merupakan rantai polipeptida sintetik. Senyawa ini digunakan untuk mengobati penyakit kanker, jantung, AIDS, dan berbagai penyakit yang bersifat kronis (Bourquin & Mayhew 1999, Webster et al. 2001, Hirschler 2002). Selain itu, ekstrak daging Haliotis spp. juga menghasilkan paolin, yaitu senyawa yang dapat digunakan untuk
mematikan
bakteri
yang
tahan
terhadap
penisilin
seperti
Staphylococcusareus, Streptococpyogenes, dan Salmonella thypi (Bourquin dan Mayhew 1999). Cangkang keong merupakan salah satu komoditas yang memiliki potensi untuk dikembangkan. Sejak dulu masyarakat di kawasan Pasifik dan Karibia memanfaatkan cangkang berbagai jenis keong laut. Cangkang berukuran besar, terutama dari anggota famili Buccinidae, Trochidae, Turbinidae, dan Volutidae digunakan sebagai tempat menyimpan makanan atau piring. Selain itu, cangkang dimanfaatkan sebagai tempat menyimpan minyak dan obat-obatan. Spesies keong laut yang cangkangnya memiliki nilai komersial ialah Haliotis iris dan Trochus niloticus. Keduanya digunakan sebagai kancing baju dan perhiasan. Filipina, Indonesia, dan negara-negara Pasifik Selatan sejak dulu telah mengekspor cangkang Trochus sp. dalam bentuk bahan mentah ke Eropa dan Amerika Serikat. Permintaan cangkang Trochus sp. dunia diperkirakan
7
sebanyak ±7000 ton/tahun dengan nilai sebesar ± 50-60 juta dolar Amerika. Budi daya Haliotis iris dan Trochus sp. telah berhasil dilakukan di Australia, Fiji, dan Kepulauan Solomon (Lawrence at al. 1998). Cangkang keong laut juga dimanfaatkan sebagai salah satu bahan dalam pembuatan warna pakaian, antara lain Murex brandaris, M. miliaris, Thais haemastoma, T. clavigella dan T. leucostoma. Selain itu, bubuk dari cangkang juga sering ditambahkan dalam makanan ayam untuk memperkuat cangkang telur ayam. Di beberapa negara seperti Cina dan Jepang, bubuk cangkang digunakan sebagai bahan pengganti kalsium karbonat untuk membuat tanah liat cair dalam produksi keramik. Campuran cangkang keong dan kerikil dapat digunakan sebagai bahan pembuat beton dan semen. Zat kapur dari cangkang juga digunakan dalam industri lem atau perekat (Bourquin & Mayhew 1999).
2.5
Lipid Lipid adalah senyawa organik berminyak atau berlemak yang tidak larut
dalam air, dapat diekstrak dari sel dan jaringan oleh pelarut nonpolar, misalnya kloroform atau eter. Jenis lipid yang paling banyak adalah lemak atau triasilgliserol yang merupakan bahan bakar utama bagi hampir semua organisme. Lipid itu sendiri dapat diklasifikasikan menjadi 4 kelas yaitu: 1) lipid netral, 2) fosfolipida, 3) spingolipid dan 4) glikolipid. Semua jenis lipid ini banyak terdapat di alam (Suhardi et al. 2007). Lipid berasal dari bahasa Yunani, lipos yang berarti lemak yang merupakan segolongan besar senyawa yang tidak larut air yang terdapat di alam. Lipid berperan penting sebagai 1) komponen struktural membran; 2) lapisan pada beberapa jasad; 3) energi cadangan; 4) komponen permukaan sel yang berperan dalam proses interaksi antara sel dengan senyawa kimia di luar sel, seperti dalam proses kekebalan jaringan, dan 5) sebagai komponen dalam proses pengangkutan melalui membran (Grosch 1999). Kelompok-kelompok lipida dapat dibedakan berdasarkan struktur kimia tertentu. Kelompok-kelompok lipida tersebut (Suhardi et al. 2007), yaitu: 1) Kelompok trigliserida, yaitu lemak, minyak dan asam lemak 2) Kelompok turunan asam lemak
8
3) Fosfolipida dan serebrosida 4) Sterol-sterol dan steroida 5) Karetenoida 6) Kelompok lipida lain Lemak didefinisikan sebagai komponen makanan yang tidak larut dalam air namun larut dalam pelarut organik (Pomeranz dan Meloan 2002). Definisi lain mengenai lemak ialah suatu molekul yang disintesis oleh sistem biologis yang memiliki rantai alifatik hidrokarbon yang panjang sebagai struktur utamanya, dapat bercabang dan tidak bercabang, dapat membentuk cincin karboksilat dan dapat mengandung rantai tak jenuh (Davenport dan Johnson 1971). Lemak memiliki beberapa fungsi dalam tubuh, yaitu sebagai sumber energi dan pembentukan jaringan adipose. Lemak ini merupakan sumber energi paling tinggi yang menghasilkan 9 kkal untuk tiap gramnya, yaitu 2,5 kali energi yang dihasilkan oleh karbohidrat dan protein dalam jumlah yang sama (Almatsier 2000). Satu molekul lemak tersusun atas satu hingga tiga asam lemak dan satu gliserol. Gliserol adalah alkohol trihidrat, yaitu mempunyai tiga gugus hidroksil (Gaman dan Sherrington 1992). Jumlah asam lemak yang terdapat pada gugus gliserol menyebabkan adanya pembagian molekul lemak menjadi monogliserida, digliserida, dan trigliserida. Struktur lemak berdasarkan jumlah asam lemak yang terdapat pada gugus gliserol ditunjukkan pada Gambar 4. HO-CH
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7C(O)O CH2
HO CH
HO CH
CH3(CH2)14C(O)O CH
CH3(CH2)14C(O)O CH2
(a) monogliserida
(b) digliserida CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7C(O)O CH2 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7C(O)O CH CH3(CH2)14C(O)O CH2 (c) trigliserida
Gambar 4 Struktur kimia lemak berdasarkan jumlah gliserida Asam lemak merupakan suatu asam monokarboksilat dengan rantai yang panjang. Asam lemak adalah asam organik berantai panjang yang mempunyai
9
atom karbon 4-24, memiliki gugus karboksil tunggal dan ujung hidrokarbon nonpolar yang panjang menyebabkan hampir semua lipid bersifat tidak larut dalam air dan tampak berminyak atau berlemak (Johnson dan Davenport 1971). Penamaan asam lemak berdasarkan pada jumlah atom karbon dan posisi ikatan tak jenuh dari gugus karboksilnya (Lobb 1992). Asam lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan tak jenuh. Asam lemak jenuh memiliki titik cair lebih tinggi daripada asam lemak tak jenuh dan merupakan dasar dalam menentukan sifat fisik lemak dan minyak. Lemak yang tersusun oleh asam lemak tak jenuh akan bersifat cair pada suhu kamar, sedangkan lemak yang tersusun oleh asam lemak jenuh akan berbentuk padat. Asam lemak tak jenuh yang mengandung satu ikatan rangkap disebut asam lemak tak jenuh tunggal (Monounsaturated fatty acid/MUFA). Asam lemak yang mengandung dua atau lebih ikatan rangkap disebut asam lemak tak jenuh majemuk (Polyunsaturated fatty acid/PUFA) (Muchtadi et al. 1993). Semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak jumlah ikatan rangkapnya, maka semakin besar kecenderungan untuk menurunkan kadar kolesterol dalam darah. Berikut ini merupakan berbagai jenis asam lemak tak jenuh (Unsaturated Fatty Acid) (O’Keefe et al. 2002). 1. Asam lemak n-3 (Omega 3) Bentuk paling umum dari omega 3 adalah asam eikosapentaenoat (EPA), asam dokosaheksaenoat (DHA) dan asam alpha-linolenat, yang membantu membentuk EPA dan DHA. Omega 3 dapat dihasilkan dari minyak ikan, terdiri atas rantai panjang dari asam linolenat. a) Asam α-linolenat (18:3n-3) Asam lemak ini dihasilkan di dalam tubuh tumbuhan oleh desaturasi ∆12 dan ∆15 asam oleat. Bersama asam oleat, asam α-linolenat menggantikan satu dari dua produk PUFA primer biosintesis asam lemak. Asam lemak ini terdapat pada daun tumbuhan dan komponen kecil dari minyak biji. b) Asam eikosapentaenoat (20:5n-3) Asam eikosapentaenoat (EPA) dapat dihasilkan oleh alga laut dan pada hewan melalui desaturasi atau elongasi α-linolenat. Eikosapentaenoat adalah
10
produk primer asam lemak minyak ikan (± 20-25% berat) walaupun tidak dihasilkan oleh ikan. c) Asam dokosapentaenoat (22:5n-3) Asam dokosapentaenoat merupakan elongasi hasil EPA dan muncul di banyak lipid laut. Asam DPA dapat diubah menjadi DHA lewat tiga langkah melibatkan dasaturasi ∆6 pada hewan. d) Asam dokosaheksaenoat (22:6n-3) Asam dokosaheksaenoat dihasilkan oleh alga laut dan komponen primer minyak ikan (± 8-20% berat). Produksi DHA pada hewan berasal dari asam linolenat terjadi melalui proses desaturasi/elongasi α-linolenat menjadi 24:5n-3. Asam lemak tak jenuh rantai yang sangat panjang ini didesaturasi oleh desaturasi ∆6 (kemungkinan enzim desaturasi ∆6) dan menghasilkan asam lemak lewat satu siklus β-oksidasi membentuk DHA. 2. Asam lemak n-6 (Omega 6) Omega 6 umumnya ditemukan pada tanaman. Berikut merupakan beberapa jenis asam lemak omega 6: a) Asam linoleat (18:2n-6) Asam linoleat dan α-linolenat adalah prekursor dalam sintesis PUFA. Asam linoleat diproduksi dari tanaman dan secara khusus banyak dikandung pada seed oil. Walaupun alam memproduksi asam linoleat setara α-linolenat, namun dapat ditemukan beberapa cadangan makanan. b) Asam γ-linolenat (18:3n-6) Asam γ-linolenat (GLA) diproduksi pada hewan dan tumbuhan rendah melalui desaturasi ∆6 asam linoleat. Asam linoleat pada hewan didesaturasi oleh ∆6 desaturase untuk menghasilkan asam γ-linolenat sebagai produk intermediet dalam produksi asam arakhidonat. c) Dihomo-asam-γ-linolenat (20:3n-6) Elongasi produk asam linolenat, dihomo-γ-linolenat (DGLA) adalah komponen terkecil fosfolipid hewan. Dihomo-γ-linolenat berperan sebagai prekursor pembentukan asam lemak esensial asam arakhidonat.
11
d) Asam arakhidonat Asam arakhidonat merupakan hasil desaturasi dan elongasi asam linoleat pada hewan. Asam arakhidonat diproduksi pada alga laut. Asam arakhidonat merupakan asam lemak esensial sebagai prekursor untuk eikosanoid. e) Asam dokosatetraenoat (22:4n-6) Asam dokosatetraenoat merupakan hasil elongasi langsung asam arakhidonat dan terdapat sedikit pada jaringan hewan. 3. Asam lemak n-9 (Omega 9) Asam lemak omega 9 juga tergolong ke dalam jenis asam lemak nonesensial yaitu asam lemak yang dapat disintesa oleh tubuh. Asam oleat merupakan omega 9 yang tergolong asam lemak tak jenuh tunggal yang paling penting. a) Asam oleat (18:1n-9) Asam oleat merupakan produk desaturasi ∆9 asam stearat dan diproduksi pada tumbuhan, hewan dan bakteri. Asam oleat adalah asam tak jenuh yang paling umum dan merupakan prekursor untuk produksi sebagian besar PUFA. b) Asam erukat (22:1n-9) Asam erukat adalah asam lemak tak jenuh tunggal rantai panjang ditemukan dalam tumbuhan, terutama dalam rapeseed. Asam erukat merupakan produk elongasi asam oleat. Asam lemak memiliki fungsi yang penting bagi tubuh. Asam lemak esensial digunakan untuk menjaga bagian-bagian struktural dari membran sel dan untuk membuat bahan-bahan seperti hormon yang disebut eikosanoid. Eikosanoid membantu mengatur tekanan darah, proses pembekuan darah, lemak dalam darah dan respon imun terhadap luka dan infeksi (Thoha 2004). Salah satu contoh asam lemak tak jenuh adalah omega-3. Asam lemak omega-3 merupakan asam lemak yang memiliki ikatan rangkap pada atom C urutan ke-3 jika dihitung dari gugus C (metil). Asam lemak yang merupakan kelompok omega-3 adalah asam α-linolenat (18:3; ALA), asam (22:6; DHA), dan asam (20:5; EPA). Struktur kimia EPA dan DHA dapat dilihat pada Gambar 3. Asam linolenat (18:3) merupakan asam lemak esensial, karena dibutuhkan tubuh namun tubuh tidak dapat mensintesisnya. Turunan dari asam linolenat
12
adalah EPA dan DHA. Ikan dapat mengubah asam linolenat menjadi EPA dan
DHA, namun perubahan ini terjadi tidak efisien pada manusia (Almatsier 2000). EPA dan DHA berfungsi sebagai pembangun sebagian besar korteks cerebral otak dan pertumbuhan organ lainnya (Ackman 1994). EPA berperan dalam mencegah penyakit degeneratif sejak janin dan dan pada saat dewasa. EPA sangat diperlukan dalam pembentukan sel-sel pembuluh darah dan jantung pada saat janin dalam kandungan. EPA diperlukan dalam melancarkan pembuluh darah dan pengatur sirkulasi pada jantung pada saat dewasa (Muchtadi et al. 1993).
(a) EPA
(b) DHA
Gambar 5 Struktur EPA dan DHA Sumber: Visentainer et al. 2005
Asam lemak esensial yang terdapat dalam tubuh sebagai fosfolipid mempunyai fungsi (Muchtadi et al. 1993) sebagai berikut:
1. Memelihara integritas dan fungsi membran seluler 2. Mengatur metabolisme kolesterol 3. Merupakan prekursor dari senyawa yang memilki fungsi pengatur fisiologis yaitu prostaglandin, thromboksan, prostasiklin
4. Dibutuhkan untuk aksi piridoksin (Vitamin B6) dan asam pantotenat 5. Dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan bayi. 2.5 Kromatografi Gas (Gas Chromatography) Gas kromatografi merupakan tehnik yang pertama kali diperkenalkan oleh
James dan Martin pada tahun 1952, teknik teknik ini merupakan metode analisis kuntitatif dan kualitatif yang cepat untuk menganalisis komponen lipida volatil seperti hidrokarbon, fatty acid, esters, sterol, dll (Renata 2009). Penggunaan kromatografi dibedakan antara dua metode penggunaan. Pertama, kromatografi gas digunakan sebagai alat untuk melakukan pemisahan. Penggunaan ini
13
memerlukan pengubahan senyawa sampel menjadi senyawa volatil atau senyawa yang dapat di derivatisasi untuk menghasilkan senyawa volatil. Kedua, kromatografi gas sebagai pelengkap untuk hasil analisis yang sempurna, dalam hal ini waktu dan volume retensi digunakan untuk identifikasi senyawa, luas dan bobot peak sebagai informasi kuantitatifnya (Skoog et al. 1998 diacu dalam Renata 2009). Bagian dasar dari suatu kromatografi gas adalah tangki gas pembawa, sistem injeksi sampel, kolom kromatografi, detektor, oven dan rekorder (Nielsen 1988 diacu dalam Renata 2009). Gas pembawa merupakan gas yang inert dan memiliki tingkat kemurnian yang tinggi seperti helium, nitrogen dan hidrogen. Tangki gas pembawa dilengkapi dengan regulator aliran dan tekanan. Oven berfungsi mengontrol temperatur dalam kolom kromatografi. Kolom kromatografi gas dapat berupa packed column atau capillary column. Detektor yang sering digunakan pada gas kromatografi adalah flame ionization (FID), thermal conductivity (TCD), electron capture (ECD), flame photometric (FPD) dan photoionization (PID) (Skoog et al. 1998 diacu dalam Renata 2009). Asam lemak yang terkandung dalam suatu bahan pangan dapat ditentukan menggunakan alat yang disebut Gas Chromatography (GC). Kromatografi gas adalah alat yang digunakan untuk memisahkan senyawa atsiri dengan mengalirkan arus gas melalui fase diam. Bila fase diam berupa zat padat, maka disebut kromatografi gas padat (KGP). Bila fase diam berupa zat cair, maka disebut kromatografi gas cair (KGC) (McNair dan Bonelli 1988). Penerapan kromatografi gas pada bidang industri antara lain meliputi: obat-obatan dan farmasi, lingkungan hidup, industri minyak, kimia klinik, pestisida dan residunya serta pangan. Di bidang pangan, kromatografi gas digunakan untuk menetapkan kadar antioksidan dan bahan pengawet makanan serta untuk menganalisis sari buah, keju, aroma makanan, minyak, produk susu dan lain-lain (Fardiaz 1989).
14
Kromatografi gas dalam analisis pangan memiliki berbagai keuntungan (McNair dan Bonelli 1988), antara lain: (1) Kecepatan Seluruh analisis dapat diselesaikan dalam waktu 23 menit. Penggunaan gas sebagai
fase
gerak
mempunyai
keuntungan,
yaitu
cepat
tercapainya
kesetimbangan antara fase gerak dan fase diam, dan dapat digunakan kecepatangas-pembawa yang tinggi. (2) Resolusi (daya pisah) Daya resolusi kromatografi gas sangat tinggi yaitu dapat memisahkan komponen yang sukar dipisahkan dengan cara lain, walaupun dengan titik didih yang hampir sama. Hal ini dikarenakan kromatografi gas menggunakan fase cair yang selektif. (3) Analisis kualitatif Waktu retensi atau waktu tambat adalah waktu sejak penyuntikan sampai maksimum puncak. Dengan menggunakan aliran yang tepat dan mengendalikan suhu, waktu tambat tersebut cukup singkat. (4) Kepekaan Kromatografi gas memiliki kepekaan yang tinggi. Keuntungan tambahan dari kepekaan yang tinggi ini adalah sampel yang diperlukan hanya sedikit untuk menganalisis secara lengkap. (5) Kesederhanaan Kromatografi gas mudah dijalankan dan mudah dipahami. Penafsiran data yang diperoleh biasanya cepat dan langsung serta mudah.
