BIOKIMIA PERAIRAN TMAO (Trimetilamino oxide)
Disusun Oleh : Kelompok 6 Kelas B Fauziah Arini
230110130085 230110130085
M. Aditya
230110130094 230110130094
Dzaki Rinaldi
230110130102 230110130102
Satrio Bagas
230110130107
Thesar Maulana
230110130126
Moch. Iqbal F
230110130132
Ridwan Fadil Arif
230110130134 230110130134
Ina Rahmawati
230110130140 230110130140
Sarimanah
230110130141
UNIVERSITAS PADJADJARAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN PROGRAM STUDI PERIKANAN JATINANGOR
2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami haturkan kehadirat Allah Swt yang telah melimpahkan berjuta rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya tanpa hambatan yang begitu berarti. Tak lupa salawat teriring salam semoga tetap tercurah limpah kepada panutan islam nabi besar Muhammad Saw kepada para keluarganya para sahabat semuanya sampai kepada kita semua selaku umatnya hingga akhir zaman. Semoga makalah ini dengan segala bentuk kesederhanaannya dapat dijadikan salah satu acuan maupun petunjuk dan pedoman bagi pembaca dalam memperdalam mata kuliah khususnya mata kuliah Biokimia Perairan. Besar harapan kami semoga dengan adanya makalah ini dapat membantu menambah pengetahuan bagi pembaca. Dalam makalah ini masih terdapat begitu banyak kekurangan karena pengetahuan kami mengenai materinya pun masih belum terlalu jauh serta keterbatasan sumber. Oleh karena itu segala bentuk kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan makalah ini sangat kami harapkan.
Jatinangor, November 2014
Penyusun
i
DAFTAR ISI Bab
Hal. KATA PENGANTAR ................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................. ii
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 1 1.3 Tujuan........................................................................................ 1 II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian TMAO ..................................................................... 2.2 Peranan TMAO ......................................................................... 2.3 Pembentukan TMAO ................................................................ 2.4 Mekanisme Perombakan TMAO .............................................. 2.5 Faktor-faktor Pendukung Perombakan TMAO ........................ III
2 4 5 6 7
PENUTUP
3.1 Kesimpulan................................................................................ 10 3.2 Saran .......................................................................................... 10 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 11
ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
TMAO merupakan senyawa khas pada daging ikan, khususnya ikan laut. Pada pasca mortem, TMAO dirubah menjadi TMA, yang memberikan bau khas ikan busuk. Pada daging merah terdapat TMAO yang lebih besar daripada daging putih (Rahayu et al, 1992). Pada jenis daging ikan tuna yang memiliki 2 jenis daging yaitu putih dan gelap, justru daging-daging putihlah yang tinggi histaminnya sedangkan daging yang merah jauh lebih sedikit. Untuk konsumsi manusia daging merah lebih aman daripada daging putihnya bila dipandang dari segi histamin. Mengapa daging merah kecil kandungan histaminnya, hal itu disebabkan daging merah tinggi kandungan trimetil amina oksida (TMAO) yang berfungsi menghambat proses terbentuknya histamin (Winarno,1993). Selain senyawa amin yang berasal dari asam amino, terdapat juga senyawa amin hasil metabolit dalam ikan air laut (bukan ikan air tawar), yakni alkilamin, terutama dimetilamin dan trimetilamin. Kedua senyawa ini berasal dari peruraian trimetilamin oksida (TMAO) oleh bakteri pembusuk menjadi trimetilamin, dan pada proses pembekuan menjadi dimetilamin oleh enzim TMAO-ase.
1.1 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini yaitu : 1. Bagaimanakah pembentukan TMAO 2. Bagaimanakah perombakan TMAO 3. Faktor yang mempengaruhi perombakan TMAO
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu : 1. Mengetahui pembentukan TMAO 2. Mengetahui perombakan TMAO 3. Mengetahui Faktor yang mempengaruhi perombakan TMAO
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian TMAO
TMAO merupakan suatu ikatan organik pada amina yang memiliki gugus fungsi (CH3)3 NO biasanya ditemukan dalam jaringan pada hewan laut. TMAO merupakan salah satu produk dari oksidasi trimetilamine dan umumnya merupakan metabolit pada hewan. TMAO merupakan osmolit yang ditemukan pada ikan air laut seperti hiu, mollusca, crustacea dan sebagainya. TMAO merupakan salah satu protein yang menstabilkan urea terutama osmolit pada hiu yang mana TMAO pada ikan laut dalam dan crustacea kandungannya tinggi yang memungkinkan untuk menstabilkan protein akibat dari tekanan (wikipedia,2014). TMA-O. TMA dihasilkan oleh senyawa-senyawa lipoprotein yang diuraikan menjadi kolin, diurai lagi menjadi TMA-O yang oleh enzim dehidrogenase akan direduksi menjadi TMA. Penggabungan TMA-O dengan as laktat juga akan menghasilkan TMA.
Gambar 1. Struktur TMAO Sumber : eg.wikipedia.com Organisme yang mampu menyeimbangkan tekanan eksternal seperti tekanan dengan memvariasikan konsentrasi seluler senyawa larut dikenal sebagai osmolit, sehingga menyesuaikan tekanan osmotik di dalam sel. Ikan bertulang rawan seperti hiu dan pari, misalnya, mengandung banyak zat terlarut urea. Pada
2
sisi negatifnya, urea dikenal untuk mengacaukan struktur tiga dimensi protein dan mengganggu fungsi vital mereka dalam organisme. Oleh karena itu, ikan bertulang rawan menggunakan osmolyte TMAO (trimethylamine-N-oksida),untuk melawan efek merusak dari urea dan tekanan. Dalam organisme laut dalam, TMAO yang paling efisien ketika rasio urea-to-TMAO dari 2: 1 terpenuhi. Dalam studi protein terisolasi, rasio yang sama telah ditemukan untuk melindungi struktur protein dari agen denaturasi urea. Bagaimana
osmolit
mempengaruhi
interaksi
protein-protein
dan
bagaimana mereka mempengaruhi struktur air? Para peneliti membahas pertanyaan ini dalam penelitian ini. "Ketika kami menambahkan urea, kami mengamati adanya tekanan yang sama, interaksi protein cenderung lebih kuat daripada cairan yang bebas osmolit. Urea tidak nyata mempengaruhi struktur air. "TMAO, sebaliknya mengubah tekanan-ketergantungan, dan perubahan struktur air." Dengan menambahkan TMAO, runtuhnya lapisan air kedua sebagian besar dicegah. "TMAO mengeras struktur air," jelas Schroer. " TMAO menggerakan kulit hidrasi kedua sekitar protein bagian luar, sedangkan tekanan mendorong ke arah yang berlawanan. Oleh karena itu, TMAO bekerja melawan keruntuhan. "Mekanisme menstabilkan serupa dapat terjadi di dalam sel-sel organisme laut dalam. Xiong (2000 yang diacu Nakai, 2000) menyatakan bahwa protein kolagen merupakan seabut sarkoplasma yang penting adalah miogobin yang sangat berperan dalam warna merah ada daging. Molekul mioglobin terdiri dari dua bagian yaitu: bagian protein (globin) dan bagian nonprotein (heme). Selanjutnya dinyatakan bahwa kandungan mioglobin dalam tiap daging berbeda tergantung jenisnya. TMAO merupakan senyawa khas pada daging ikan, khususnya ikan laut. Pada pasca mortem, TMAO dirubah menjadi TMA, yang memberikan bau khas ikan busuk. Pada daging merah terdapat TMAO yang lebih besar daripada daging putih (Rahayu et al, 1992). Pada jenis daging ikan tuna yang memiliki 2 jenis daging yaitu putih dan gelap, justru daging-daging putihlah yang tinggi histaminnya sedangkan daging
3
yang merah jauh lebih sedikit. Untuk konsumsi manusia daging merah lebih aman daripada daging putihnya bila dipandang dari segi histamin. Mengapa daging merah kecil kandungan histaminnya, hal itu disebabkan daging merah tinggi kandungan trimetil amina oksida (TMAO) yang berfungsi menghambat proses terbentuknya histamin (Winarno,1993). Selain senyawa amin yang berasal dari asam amino, terdapat juga senyawa amin hasil metabolit dalam ikan air laut (bukan ikan air tawar), yakni alkilamin, terutama dimetilamin dan trimetilamin. Kedua senyawa ini berasal dari peruraian trimetilamin oksida (TMAO) oleh bakteri pembusuk menjadi trimetilamin, dan pada proses pembekuan menjadi dimetilamin oleh enzim TMAO-ase. Alkilamin, terutama dimetilamin yang ada di dalam ikan, akan bereaksi dengan nitrit yang berasal dari sayuran, terutama bayam (dalam bentuk nitrat yang diubah oleh mikroflora usus menjadi nitrit), atau dari natrium nitrit yang digunakan sebagai pengawet pada daging. Reaksi antara nitrit dengan dimetilamin akan membentuk nitrosamin yang bersifat karsinogenik paling kuat di antara karsinogen kimiawi. Oleh karena itu, tidak dianjurkan mengkonsumsi cumi-cumi (sotong), udang halus kering, dan ikan teri karena sering mengandung dimetilamin cukup tinggi bersamaan dengan sayur bayam atau daging yang menggunakan pengawet natrium nitrit.
2.2
Peranan TMAO
Pada Elasmobranchi TMAO dapat menangkal racun urea yang terdapat pada protein (Somero,1986). Karena adanya iso-osmotik dengan air laut, elasmobranchi (misal; hiu) mempertahankan sejumlah besar urea pada cairan mereka sebagai osmolit. Urea dalam jumlah besar dapat mengganggu sistem kerja enzim. TMAO telah mampu menunjukkan kemampuannya untuk menangkal efek dari urea pada aktvitas enzim ketika rasio urea dan TMAO 2:1. Pada tanaman, dilaporkan bahwa TMAO lebih baik daripada betaine dalam hal osmoregulasi dan mencegah dari kekeringan.
4
2.3
Pembentukan TMAO
Oksidasi non enzimatis 1. O2 berikatan dengan TMA
TMAO
2. Dimetil TMAO DMA + FA 3. Oksidasi N-dimetilasi menghasilkan DMA + FA secara langsung dari TMA (TMA dehidrogenase)
Oksidasi Enzimatis 1. TMAO hasil oksidasi TMA 2. Katalis enzim TMA monooksigenase 3. (CH3)3 N + 4. Choline
prekursor
TMA
TMA N-Oxide
C-assimilation by ribose
2 +
phospate or serine pathways
TMA
Formaldehyded
2 DMA
2 2 +
Formate
2
Methylamine
Ammonia
2 ssimilation
5
2.4
Mekanisme Perombakan TMAO
Jenis ikan tertentu, TMAO dapat berasal dari luar tubuh, namun pada jenis ikan lainnya dari dalam tubuh ikan itu sendiri dan pada jenis ikan tertentu dapat pula berasal dari gabungan dari luar dan dari dalam tubuhnya. TMAO yang berasal dari luar tubuh ikan adalah dari makananya. TMAO akan tertimbun dalam tubuh ikan bila ikan memakan makanan yang mengandung TMAO, dan sebalaiknya, bila makananya tidak mengandung TMAO, maka dalam tubuh ikan tersebut tidak terjadi penimbunan TMAO. Jenis ikan tertentu, misalnya pada jenis ikan Jack Mackerel kandungan TMAO dalam tubuhnya tidak dipengaruhi oleh makanan yang mengandung TMAO, melainkan dibentuk di dalam suatu sistem metabolism dalam tubuhnya. Sistem metabolism ini misalnya terjadi pada jenis-jenis ikan perairan payau yang dipindahkan ke perairan tawar, akan mengeluarkan TMAO dalam tubuhnya sebab TMAO sudah tidak diperlukan lagi, dan terjadi sebaliknya bila ikan itu dikembalikan lagi ke perairan payau. Pada golongan ikan yang ketiga, yaitu yang dapat meningkatkan kadar TMAO dalam tubuhnya melalui makanan atau membentuk sendiri dalam tubuhnya. Dalam tubuh ikan terjadi persamaan reaksi sebagai berikut: (CH3)3 N + NADPH2
(CH3)3 NO + NADP + H2O
TMA monooxygenase Bila makananya tidak mengandung TMAO , maka dia dapat meningkatkan TMAO dengan membentuk sendiri di dalam tubuhnya untuk keperluan pengaturan metabolism dalam tubuhnya. TMA adalah precursor terbaik bagi
terbentuknya
TMAO.
Enzim
yang berperan
disini
adalah
TMA-
monooxygenase (Suwetja, 2011).
Reduksi TMAO menjadi TMA, DMA, FA. TMAO terombak dengan adanya cystein dan indikator ion Fe dan atau
Hb, menjadi TMA dalam jumlah terbanyak ditambah dengan sedikit DMA dan FA. Setelah ikan mati, TMAO akan terurai oleh enzim reduktase menjadi TMA dan kemudian terurai lagi menjadi unsure-unsur yang lebih sederhana yaitu
6
dhimethil amin (DMA), monomethil amin (MMA), dan formaldehid (FA). Dari reaksi antara asam formiat dan NADH akan terbentuk cytocrhome tipe c. kemudian dari sinilah terbentuklah TMAO reduktase. Enzim inilah yang mengkatalisa perombakan TMAO menjadi TMA (Suwetja, 2011).
TMAO (22-240C)
TMA (bagian terbesar) + DMA +
FA TMAO reduktase Terbentuknya TMA dari penguraian senyawa lipoprotein menjadi kolin lalu diuraikan menjadi TMAO oleh enzim dehidrogenase, kemudian direduksi menjadi TMA sebagai senyawa yang sebagian besar terdapat spesies ikan laut (Yuliana, 2007). Trimietilamin (TMA) merupakan suatu senyawa yang terbentuk sebagal hasil degradasi dari trimetilamin oksida (TMAO) oleh aktivitas mikroba Pseudomonas. Achromobacter dan Lactobacilus (Suliantari et al , 1994).
2.5
Faktor-faktor pendukung perombakan TMAO
a.
Enzim Escherichia coli merupakan salah satu jenis bakteri Gram-negatif yang
bersifat menurunkan mutu. Beberapa golongan Enterobacteriaceae mampu melakukan
mekanisme
mereduksi
trimetilamin
oksida
(TMAO)
menjadi
trimetilamin (TMA) (Lund et al , 2000).Tidak semua bakteri dapat mereduksi TMAO menjadi TMA, proses reduksinya bergantung pada kondisi pH (Jay et al , 2005). Hasil reduksi ini akan menghasilkan bau “amis” yang menandakan kerusakan pada ikan atau seafood . TMA biasanya digunakan sebagai indicator dekomposisi otot. Perombakan TMAO terutama dilakukan oleh dua tipe enzim yaitu endogenous dan eksogeous enzim. Endogenous enzim yaitu enzim yang dapat dihasilkan oleh tubuh ikan itu sendiri, sedangkan enziim eksogenous yaitu nezim yang dhasilkan oleh bakteri. Enzim ini berperan utama dalam proses pembusukan ikan. Jenis-jenis bakteri penghasil enzim ini terutama adalah Pseudomonas sp,
7
lalu disusul oleh acromobacter, aeromonas sp. Dari golongan Pseudomonas sp yang terutama adalah P.putrefacieus, yang disebut dengan penghasil utama TMA. Sekitar 80 % TMA terbentuk dari hasil bakteri ini (Suwetja, 2011). b.
Temperatur Temperature optimum yang diperlukan oleh jenis-jenis bakteri tertentu
dalam perombakan TMAO adalah 37 0C bagi E.coli,Acromobacter, dan Serratia, 250 C bagi P.putrefacieus,sekitar 400C bagi P.myxogenes. S eluruh bakteri ini terhambat kegiatannya pada temperature 00C (Suwetja. 2011). Histamine pada ikan Histamin merupakan senyawa turunan dari asam amino histidin yang banyak terdapat pada ikan. Asam amino ini merupakan salah satu dari sepuluh asam amino esensial yang dibutuhkan oleh anak-anak dan bayi tetapi bukan asam amino esensial bagi orang dewasa. Di dalam tubuh kita, histamin memiliki efek psikoaktif dan vasoaktif. Efek psikoaktif menyerang sistem saraf transmiter manusia, sedangkan efek vasoaktif-nya menyerang sistem vaskular. Pada orangorang yang peka, histamin dapat menyebabkan migren dan meningkatkan tekanan darah. Histamin merupakan suatu senyawa biogenik aminyang terbentuk akibat proses dekarkoksilasi asam amino histidin yang terdapat pada tubuh ikan, yaitu histidin bebas dan histidin terikat dalam protein. Menurut kimata (1961) dan Taylor (1983), hanya histidin bebas yang dapat mengalami dekarboksilasi menjadi asam amino (Suliantari, 1994). Histamin merupakan salah satu senyawa biogenik amin yang dianggap sebagai penyebabuta ma keracunan makanan yang berasal dari ikan, terutama dari kelompok skombroid. Peda adalah produk fermentasi ikan yang umumnya dibuat dari ikan kembung yang merupakan kelompok ikan skombroid, yang diketahui banyak mengandung asam amino histidin bebas, sehingga potensial menimbulkan masalah keracunan histamine (Indriati et al, 2006) Pada proses penurunan mutu ikan , penguraian protein baru akan terjadi pada tingkat lanjut, sebab memiliki berat molekul besar, lebih tinggi dari 5000.
8
Pada tingkat lanjut dimana metabolit-metabolit sederhana sudah habis, protein akan segera terurai dengan kecepatan yang semakin meningkat. Protein akan terurai menjadi peptide, dipeptida dan asam-asam amino bebas, yang kemudian akan menjadi senyawa-senyawa amin (misalnya, putresin, cadaverin, histamine, indol, skatol), asam disulfide, karbondioksida, asam-asam organic, dan lain-lain (Suwetja, 2011). Bakteri yang memiliki enzim histidin dekarboksilase atau biasa disebut bakteri penghasil histamin,
sebagaian besar
termasuk ke dalam famili
Enterobacteriaceae. Diketahui banyak jenis bakteri yang mampu menghasilkan histidin dekarboksilase, seperti Morganella morganii, Klebsiella pneumonia, Hafnia alvei, Clostridium perfringens, Lactobacillus spp., Enterobacter aerogenes (Wei, 1990). Histamin merupakan senyawa biogenik amin yang terbentuk akibat proses dekarboksilasi asam amino histidin yang terdapat pada tubuh ikan. Ada dua macam histidin dalam daging ikan. yaitu histidin bebas dan hist idin terikat dalam protein (Suliantari et al , 1994).
9
BAB III PENUTUP 2.1
Kesimpulan
1. TMAO merupakan senyawa khas pada daging ikan, khususnya ikan laut. Pada pasca mortem, TMAO dirubah menjadi TMA, yang memberikan bau khas ikan busuk. Pada daging merah terdapat TMAO yang lebih besar daripada daging putih. 2. Pada Elasmobranchi TMAO dapat menangkal racun urea yang terdapat pada protein (Somero,1986). Karena adanya iso-osmotik dengan air laut, elasmobranchi (misal; hiu) mempertahankan sejumlah besar urea pada cairan mereka sebagai osmolit. 3. Pembentukan TMAO dapat secara oksidasi enzimatis dan oksidasi non enzimatis.
2.2
Saran
Dengan adanya makalah ini hanya sekedar bahan acuan untuk memperdalam mengenai TMAO, untuk itu disarankan kepada pembaca agar mencari acuan lain untuk mendukung makalah ini.
10
DAFTAR PUSTAKA
Champbell, Reece – Mitchell. 1999. Biologi Edisi Kelima (Terjemahan). Penerbit Erlangga. Jakarta. Indriati et al. 2006. Studi Bakteri Pembentuk Histamin Pada Ikan Kembung Peda Selama Proses Pengolahan. Vol. 1 No. 2 Lehninger, A. L. 1987. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid I dan II. Surabaya: Erlangga. Suliantari et al. 1994. Mempelajari Metode Reduksi Kadar Histamin Dalam Pembuatan Ikan Pindang Tongkol (Euthynus Affinis) (Study On The Methods Of Reduction Of Histamine Content In Salted Fish (Euthynus Affinis) Processing. Vol. v No. 3. Hal 44, 48 Suwetja. 2011. Biokimia Hasil Perikanan. Jakarta : Media Prima Aksara hal : 170-173 Wie, C.I, 1990. Bacterial growth and histamin production on vacum packaget tuna. J. Food Sci. 55: 59-63.
11
