Mata Kuliah Biokimia
Perubahan Metabolisme Pada Ikan
Dini Surilayani, S.Pi., M.P., M.Sc.
Tahap-Tahap Perubahan Biokimiawi daging ikan yang telah mati (post-mortem) Perubahan Biokimiawi (pre-rigor) • • • •
Terjadi sebelum ikan menjadi kaku Pembongkaran ATP dan kreatin-fosfat menjadi tenaga Glikogen membongkar menjadi asam laktat melalui proses glikolisa daging menjadi asam aktivitas enzim ATP-ase dan kreatinfosfokinase meningkat Antara 1 – 7 jam setelah ikan mati (tergantung jenis)
Daging ikan mengeras (rigor-mortis) • •
pH menurun jumkah ATP menurun otot tidak mampu mempertahankan kekenyalannya Terjadi penggabungan: protein aktin + protein miosin protein komplek aktomiosin tekstur daging kaku
Daging ikan kembali melunak • • •
pH daging akan mengalami kenaikan mendekati netral 7,5 – 8 atau lebih tinggi kerja enzim ini tidak terkontrol karena organ pengontrol sudah tidak berfungsi enzim dapat merusak organ tubuh ikan (autolysis) Aktivitas bakteri mulai berkembang Daging mulai membusuk, sehingga secara organoleptik sudah tidak menarik
Perubahan yang dapat terjadi
IKAN MATI
Setelah Ikan Mati
SIRKULASI DARAH BERHENTI PEMASOKAN OKSIGEN BERHENTI
GLIKOLISA BERLANGSUNG ANAEROB Glikogen Co2 + H2O
RESPIRASI BERHENTI Glikogen Co2 + H2O TIMBUL ENERGI DARI PEMECAHAN ATP DAN KREATINFOSFAT
LEMAK MEMADAT
ENZIM ATP-ASE DAN KERATIN FOSFOKINASE MENJADI AKTIF
pH DAGING IKAN TURUN
AKTIN DAN MIOSIN MEMBENTUK AKTOMIOSIN DAGING IKAN MENJADI KAKU
ENZIM KATEPSIN MENJADI AKTIF
PROTEIN TERURAI OKSIDASI LEMAK: TERJADI KETENGIKAN Hadiwiyoto (1993)
BERBAGAI METABOLIT TERAKUMULASI TIMBUL BAU
PERUBAHAN FISIKAWI: TIMBUL NODA NODA WARNA
BAKTERI TUMBUH PESAT
Durasi Proses Rigor Mortis Beberapa Jenis Ikan Jenis
Kondisi
Suhu °C
Waktu dari mati awal rigor (jam)
Waktu dari mati akhir rigor (jam)
Cod (Gadus morhua)
Stressed
0
2-8
20-65
Stressed
10-12
1
20-30
Stressed
30
0.5
1-2
Unstressed
0
14-15
72-96
Unstressed
2
2
18
Stressed
0
1
Unstressed
0
6
Unstressed
0-2
2-9
26.5
Lemuru (Engraulis anchoita)
Stressed
0
20-30
18
Mas (Cyprinus carpio)
Stressed
0
1
Unstressed
0
6
Kerapu (Epinephelus malabaricus) Nila (Areochromis aureus) Mujaer (Tilapia mozambica) size 60g
SOURCES: Hwang et al., 1991; Iwamoto et al., 1987; Korhonen et al., 1990; Nakayama et al., 1992; Nazir and Magar, 1963; Partmann, 1965; Pawar and Magar, 1965; Stroud, 196; Trucco et al., 1982
Proses-Proses Biokimiawi Setelah Ikan Mati
• Perubahan Karbohidrat – Perubahan Adenosintrifosfat (ATP) • Perubahan Protein
• Perubahan Lemak
Pembongkaran Glikogen menjadi Asam Laktat melalui proses amilolitik (hidrolisa), proses fosforilasi dan glikolisa
GLIKOGEN
DEKSTRIN
MALTOSA
GLUKOSA-1-FOSFAT
GLUKOSA
heksokinase
GLUKOSA-6-FOSFAT
fosfomonoesterase
fosfoheksoisomerase
FRUKTOSA-6-FOSFAT fosfofruktokinase
FRUKTOSA-1,6-DIFOSFAT TRIOASETON FOSFAT
trioseisomerase
GLISERALDEGIDA-3-FOSFAT Griseraldehida-3fosfodehidrogenase
1,3-DIFOSFOGLIRAT
FOSFO-ENOLPIRUVAT
3-fosfogliseratkinase
ASAM PIRUVAT laktatdehidrogenase
ASAM LAKTAT Hadiwiyoto (1993)
enolase
piruvatkinase
3-FOSFOGLISERAT fosfogliseromutase
2-FOSFOGLISERAT
Perubahan Protein • Perubahan komposisi kimiawi ikan dapat dilihat dengan melakukan analisa terhadap perubahan kadar TMA, TVB, NH3, dan perubahan pH. • Ikan mengandung trimetilamin (TMA) yang dapat menyebabkan berbau amis, dihasilkan oleh senyawa lipoprotein yang diuraikan terlebih dahulu menjadi kolin, kemudian diuraikan lebih lanjut menjadi trimetil amin oksida (TMAO). • TMAO akan diubah oleh enzim-enzim yang berada pada proses kimiawi yang menyebabkan bau menjadi amis. Ikan air tawar memiliki kandungan TMA yang rendah dibandingkan ikan air laut (Anonim, 2009). • Parameter Total Volatile Bases (TVB) digunakan sebagai parameter tingkat kerusakan ikan pada tahap akhir penyimpanan, bila TVB sudah terbentuk dalam jumlah yang nyata, maka produk sudah mengalami perubahan mutu yang mengarah pada pembusukan. • Peningkatan kandungan TVB disebabkan oleh peningkatan aktivitas mikroba menguraikan protein yang menghasilkan basa menguap selama proses pembusukan. Proses penguraian protein dan derivatnya oleh mikrobia selama penyimpanan akan menghasilkan basa-basa menguap seperti amonia dan TMA. • Batas maksimum kesegaran ikan untuk parameter TVB yang masih dapat diterima ialah sebesar 30 mgN% dan untuk nilai TMA ialah sebesar 15 mg N% (Anonim, 2009; Adams, 2008).
**Hasil penguraian asam amino menjadi senyawa berbau busuk melalui reaksi dekarboksilasi NH2 – (CH2)4 – CH – COOH
1) Kadaverin dihasilkan dari asam amino lisin
NH2 lisin
CH2 (CH2)3 + CO2 CH2 – NH2
kadaverin CH2 – (CH2)3 – CH – COOH 2) Putresin dihasilkan dari asam amino ornitin
NH2
ornitin
CH2 – NH2
(CH2)2 + CO2 CH2 – NH2 putresin
Asam amino – butirat dihasilkan dari asam glutamat Isobutilamin dihasilkan asam amino valin
Tiramin dihasilkan dari tirosin Indol dihasilkan dari triptofan
Degradasi histidin yang dikatalis oleh enzim histamin dekarboksilase menjadi hitamin. Histamin tidak berbau akan tetapi bersifat racun “ scromboid food poisoning”
**Ammonia dihasilkan dari penguraian asam amino • Perubahan isoleusin menjadi metil ketoglutarat • Triptopan, asam glutamat, asam aspartat, serin, treonin, prolin, hidroksiprolin dan sistin • Valin, leusin, isoleusin alanin dengan reaksi dehidrogenasi (penggabungan alanin dengan glisin melalui reaksi Stickland) menghasilkan ammonia
**Trimethilaminoksida + Asam laktat TMA TMA senyawa lipoprotein Kolin TMAO + enzim dehidrogense (dengan rekduksi) TMA 2(CH3)3 ≡ N = 0 + CH3 – CH – COOH
TMAO
2(CH3)3 ≡ N + CH3 – COOH TMN + CO2 + H20
OH asam laktat
**Asam fumarat dihasilkan dari asam aspartat NH2 – CH2 – COOH CH2 – COOH asam aspartat
H
COOH C
HOOC
+ NH3 H asam fumarat
Pembongkaran ATP dalam daging ikan selama Pembusukan
ATP ADP + P
IDP + NH3
AMP + P ITP + AMP
deaminase
IMP + NH3 fosfatase
INOSIN + P nukleosida hidrolase
HIPOKSANTIN + RIBOSA Hadiwiyoto (1993)
nukleosida fosforilase
HIPOKSANTIN + RIBOSA-1-FOSFAT
Pembongkaran ATP pada daging ikan. Melibatkan enzim a/l: 1. ATP-ase; 2. myokinase; 3. AMP deaminase; 4. IMP phosphohydrolase; 5. a. nucleoside phosphorylase; b. inosine nucleosidase; 6,7. xanthine oxidase.
Pembongkaran Mioglobin dan Hemoglobin pada daging ikan selama proses pembusukan
MIOGLOBIN (HEMOGLOBIN)
oksigenasi deoksigenasi
oksidasi
OKSIMIOGLOBIN (OKSIHEMOGLOBIN) oksidasi
reduksi
reduksi
METMIOGLOBIN (METHEMOGLOBIN) oksidasi
FOSFIRIN BEBAS FOSFIRIN TEROKSIDASI
Kaitan Proses Biokimia & Sifat Fisikawi dengan Organoleptik Daging Ikan Kelenturan (Tenderness) & Tekstur Daging • •
Terjadi aktomiosin : Hasil interaksi protein aktin & miosin Daging ikan yang kaku tidak disukai, jika dimasak menjadi keras / alot
Ketegaran (Firmness) •
Dibedakan berdasarkan banyaknya cairan daging
Timbulnya Noda Warna • • •
Bola mata berubah menjadi abu-abu suram Insang semula merah menjadi merah gelap : oksidasi hemoglobin methemoglobin Noda hijau pada beberapa tubuh ikan : Verdhomone (kerusakan lebih lanjut pada mioglobin)
Kesukaan Konsumen • • •
Bola mata berubah menjadi abu-abu suram Insang semula merah menjadi merah gelap : oksidasi hemoglobin methemoglobin Noda hijau pada beberapa tubuh ikan : Verdhomone (kerusakan lebih lanjut pada mioglobin)
