Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2010
PENGARUH TANIN TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PROTEASE (Effect of Tannin on Protease Enzyme Activities) EFRAIM JAPIN TANDI Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin, Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10, Makassar 90245
ABSTRACT Some feeds are very potential because they contain nutrient which are needed by animals, but sometimes can not be used because they contain tannins. Tannin is an antinutrient, disturbing some process of metabolism in animal. Particularly it disturb metabolism of protein-depress activity of protease enzyme in breaking protein to amino acid. The purpose of this experiment is to study the influence of tannin on activity of protease enzyme in protein into amino acids by laboratory experiment. The results showed that subtrate containing 0; 2; 4; 6 and 8 percents of tannin caused activities of protease enzyme were 4.700; 3.555; 2,590; 1.190 and 0.190 μmol amino acid, g prot-1 hour-1. By statistical analysis showed that the influences of tannin were high significant reduced activities of protease enzyme. Key Words: Tannin, Protease Enzyme Activities ABSTRAK Beberapa bahan makanan ternak sangat potensil karena mengandung zat-zat makanan yang dibutuhkan oleh ternak, tetapi sering sulit digunakan karena mengandung tanin. Tanin adalah suatu anti nutrisi yang mengganggu berbagai proses metabolisme dalam tubuh ternak. Khusus mengenai gangguan terhadap metabolisme protein diketahui bahwa tanin menekan kerja enzim protease dalam memecah protein menjadi asam-asam amino. Maksud penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tanin terhadap aktivitas enzim protease dalam memecah protein menjadi asam-asam amino melalui percobaan laboratorium. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa dengan kadar tanin 0, 2, 4, 6 dan 8 persen dalam substrat menyebabkan aktivitas enzim protease masing-masing adalah 4,700; 3,555; 2,590; 1,190 dan 0,190 μmol amino acid, g prot-1 jam-1. Analisis secara statistik memperlihatkan bahwa pengaruh tanin sangat nyata menurunkan aktivitas enzim protease. Kata Kunci: Tanin, Aktivitas Enzim Protease
PENDAHULUAN Tanin atau polifenol merupakan salah satu anti nutrisi yang terdapat dalam banyak bahan makanan seperti sorghum, kacang-kacangan, teh, buah apel, anggur dan macam-macam buah lainnya (DJUWADI et al., 1987, LEINMULLER et al., 1991 serta LIENER, 2001). Menurut GOLDSTEIN dan SWAIN, 1991 serta KUMAR dan SINGH, 1991 tanin dapat mengikat protein membentuk ikatan kompleks protein tanin sehingga protein tersebut sukar dicerna oleh enzim protease. Bahan makanan yang mengandung tanin rasanya sepat (astringent), ini disebabkan akibat dari pembentukan kompleks antara tanin dan protein dalam mulut
(NEUBECK, 1980 yang dilaporkan DJUWADI et al., 1987) dan TANIN (2010). Tanin telah lama diketahui memegang peranan penting dalam penyamakan kulit karena bereaksi dengan protein sel-sel kulit sehingga mengakibatkan pengerutan pori-pori sel (CONANT dan BLATT, 1969) dan TANIN (2010). Tanin juga mempengaruhi metabolisme karbohidrat dengan mengikat pati sehingga sukar dicerna oleh enzim amilase (GOLDSTEIN dan SWAIN, 1965 dan LEINMULLER et al., 1991). TANDI (1993) mengatakan bahwa akibat dari pengikatan tanin terhadap pati pada ternak babi menyebabkan pati kurang tercerna, sehingga produksi energi atau lemak berkurang dan mengakibatkan tebal lemak punggung
567
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2010
menipis dengan kata lain meningkatkan kualitas daging babi tersebut. Tanin bukan hanya mengikat protein dan pati, tetapi juga mengikat selulose, pektin, alkoloid (ZUCKER, 1992) dan vitamin B12 (LIENER 2001). Pengaruh tanin yang begitu luas terhadap metabolisme zat-zat dalam tubuh menyebabkan terjadinya penekanan terhadap pertumbuhan (growth depression) secara umum. Teori dasar pembentukan kompleks protein-tanin belum seluruhnya diketahui, susunan tanin yang kompleks dan bervariasi merupakan salah satu faktor kesulitan dalam mempelajari kompleks protein-tanin. Banyaknya asam amino yang terbentuk dalam penelitian ini setelah dikonversi dengan kadar protein enzim dan waktu inkubasi merupakan aktivitas dari enzim protease. MATERI DAN METODE Materi yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat dalam prosedur uji aktivitas enzim protease sebagai berikut: 1.
2.
3.
4. 5.
Satu ml larutan BFA 0,2 persen yang mengandung 0, 2, 4, 6 dan 8 persen tanin ditambah 1 ml larutan enzim tripsin (E. Merk) yang telah dilarutkan dalam buffer fosfat 0,10 M, pH 8,0 dengan kadar 0,01 g/ml Campuran reaksi diinkubasi pada suhu 34 – 36°C selama 2 jam, reaksi enzimatik dihentikan dengan penambahan 1 ml larutan asam trikloroasetat 20%, lalu disentrifugasi selama 10 menit. Supernatan di pipet 1 ml kemudian ditambahkan pereaksi Ninhidrin 1,0% dalam aseton. Panaskan dalam penangas air selama 20 menit, dinginkan pada suhu kamar, warna yang terbentuk dibaca absorbansinya pada panjang gelombang 565 nm Sebagai kontrol 1 ml larutan enzim langsung ditambahkan 1 ml asam trikloro asetat 20% sebelum penambahan substrat. Parameter yang akan diukur adalah aktivitas enzim tripsin pada substrat yang
568
mengandung tanin dengan menggunakan rumus V = Kadar asam amino bebas hidrolisis enzim dibagi dengan Kadar protein enzim × waktu inkubasi kadar protein: 0,01 g/ml dan waktu inkubasi: 2 jam Untuk mendapatkan aktivitas enzim tripsin maka ada 3 langkah yang dilakukan yakni: a. Mula-mula dibuat kurva kalibrasi dengan menggunakan larutan glisin dengan kadar 0,00; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 dan 0,10 um/ml dan dihitung absorbansinya pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 565 nm. Dari kurva ini diperoleh suatu persamaan regresi linier. b. Substrat BFA 0,2% yang mengandung tanin 0, 2, 4, 6 dan 8 persen dihidrolisis dengan enzim tripsin (0,01 g/ml) kadar asam amino yang terbentuk dapat dihitung dengan menggunakan persamaan regresi linier dari Tanin yang digunakan adalah condensed tannin, yang tahan terhadap degradasi enzim dan hidrolisa asam untuk mengetahui sejauh mana ketahanannya terhadap degradasi enzim. c. Dari jumlah asam amino yang terbentuk di atas dapat dihitung aktivitas enzim tripsin dengan menggunakan rumus No. 5 di atas. HASIL DAN PEMBAHASAN 1.
Absorbansi larutan standar yang mengandung glisin 0,00; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 dan 0,10 μmol/ml pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 565 nm dapat dilihat pada Tabel 1. Dari data pada Tabel 1 diperoleh persamaan regresi linier sebagai berikut: Y:
0,004 + 4,376 × dengan koefisien korelasi (r) = 0,009
Y: besarnya absorbans X: kadar asam amino (μmol/ml)
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2010
Tabel 1. Absorbans larutan standar asam amino pada panjang gelombang maksimum 565 nm Kadar asam amino (μmol/ml)
Absorbans
0,00
0,000
0,02
0,090
0,04
0,188
0,06
0,259
0,08
0.364
0,10
0,434
2.
Asam amino yang terbentuk dari larutan substrat BFA 0,2% yang mengandung 0; 2; 4; 6 dan 8 persen tanin setelah dihidrolisis dengan enzim tripsin dapat dilihat dalam Tabel 2.
Tabel 2. Data pengaruh kadar tanin terhadap kadar asam amino bebas hasil hidrolisis enzim tripsin (10-2 g/ml) pada konsentrasi substrat 0,2% pH 8,0 dan suhu 34 – 36°C Kadar tannin (%) 0
2
4
6
8
3.
Absorbans
Kadar asam amino (μmol/ml)
0,415
0,0939
0,413
0,0935
0,414
0,0937
0,317
0,0715
0,313
0,0706
0,315
0,0711
0,233
0,0523
0,231
0,0519
0,231
0,0519
0,133
0,133
0,109
0,0240
0,110
0,0242
0,026
0,0050
0,024
0,0046
0,024
0,0046
Aktivitas enzim protease Dengan menggunakan rumus pada Materi dan Metode (No. 5) maka pengaruh tanin terhadap aktivitas enzim tripsin pada substrat dapat dihitung seperti yang terdapat dalam Tabel 3.
Tabel 3. Data pengaruh kadar tanin terhadap aktivitas enzim tripsin pada konsentrasi substrat 0,2%, pH 0,8 dan suhu 34 – 36°C Kadar tanin (%)
Aktivitas enzim tripsin (μmol a.amino g prot-1 Jm -1) *)
0
4,685
2
3,553
4
2,602
6
1,218
8
0,237
*) Aktivitas enzim tripsin sangat nyata (P < 0,01) linier makin rendah
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pengaruh tanin sangat nyata (P < 0,01) terhadap aktivitas enzim protease (tripsin). Ini berarti semakin tinggi kadar tanin dalam substrat akan menyebabkan aktivitas enzim protease semakin rendah dalam memecah protein menjadi asam amino. Melihat penurunan aktivitas enzim tripsin yang sangat signifikan maka pada kadar tanin yang lebih tinggi dari 8 persen kemungkinan besar aktivitas enzim tripsin akan berhenti. Ternak yang mengkonsumsi tanin tinggi akan menimbulkan berbagai problem akibat dari gangguan metabolisme protein, energi dan vitamin B komplek. Ternak kuda yang mengkonsumsi 50 – 100 g akan mengakibatkan kolik pada lambung, adanya penyakit kekuningan (jaundice), terjadi anemia hemolitis, degenerasi dari otot jantung dan perubahan pada hati (BEGOVIC dan OZEGOVIC 1959 yang dilaporkan oleh CLARKE et al., 1981). Anak ayam yang diberikan biji anggur akan mengalami gangguan pertumbuhan akibat dari pengaruh tanin yang menekan metabolisme energi dan protein dalam tubuh (YAPAR dan CLANDININ, 1972 yang dilaporkan oleh LIENER, 2001). Selanjutnya menurut BUILLAUME dan BELEC (1977) yang dilaporkan oleh LIENER (2001) pada ayam petelur dewasa (yang sedang bertelur) yang diberikan faba bean akan menyebabkan penurunan produksi telur, penurunan efisiensi makanan dan menaikkan kematian karena adanya tanin dalam makanan tersebut.
569
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2010
Tanin yang masuk kedalam saluran pencernaan dimana terjadi pencernaan diikat oleh protein sehingga sulit dicerna oleh enzim protease mengakibatkan asam asam amino sedikit terbentuk dan akan mempengaruhi pertumbuhan. Begitu pula pati yang masuk ke dalam saluran pencernaan akan terikat dengan tanin sehingga sulit dicerna oleh enzim amilase menjadi glukose. Akibatnya produksi energi berkurang yang akan mempengaruhi metabolisme zat-zat makanan dalam tubuh. Penelitian ini memberikan petunjuk bahwa ternak pada fase pertumbuhan jangan diberikan ransum yang mengandung tanin karena dapat menghambat pertumbuhan. Sebaliknya pada fase akhir pertumbuhan tanin dapat diberikan pada ternak dalam jumlah yang terbatas, untuk mengurangi penimbunan lemak tubuh seperti lemak abdominal dan lemak dibawah kulit serta mengurangi tebal lemak punggung pada ternak babi (TANDI, 1993). Hal ini disebabkan karena tanin mengikat pati sehingga pati kurang tercerna dan akan mengakibatkan produksi energi atau lemak berkurang. Demikian pula pada manusia terlihat bahwa orang yang teratur minum jamu (jamu diduga mengandung tanin karena rasanya yang sepat) tubuhnya padat dan tidak gemuk. Karena penelitian ini merupakan penelitian dasar, maka untuk penerapannya di bidang lain seperti peternakan dan kedokteran masih memerlukan penelitian yang lebih mendalam. KESIMPULAN Dari data yang diperoleh dalam penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar tanin dalam substrat akan menyebabkan penurunan aktivitas enzim protease dalam merubah protein menjadi asam-asam amino. DAFTAR PUSTAKA CONANT, J. B. and A. H. BLAT. 1969. The Chemistry of Organic Compound. 5th Ed. The Macmillan Company, New York.
570
DJUWADI, H.I., B.S.L. JENIE dan A. APRIYANTONO. 1987. Kompleks protein-tanin, teori dan implikasinya dalam makanan. Media Teknol. Pangan 3: 47 – 56. CLARKE, M.L., D.G. HARVEY and D.J. HUMPREY. 1981. Veterinary Toxicology. 2 nd. The English Language Book Society and Bailliere Tindal, London. GOLDSTEIN, J.L. and T. SWAIN. 1991. The inhibition of enzymes by tannin. Phytochemistry. An International J. Plant Biochemistry 1(1): 185 – 192. KAPLAN, N.O. 1965. Methods in Enzimology. Vol II. Academic Press Inc. Publishers, New York. KUMAR, R. and M. SINGH. 1991. Tannins, their adverse role in ruminant nutrition. J. Agric. Food Chem. 32: 447 – 453. LEINMULLER, A.L., H. STEINGASS and K.H. MENKE. 1991. Tannins in ruminant feedstuffs. Anim. Res. Dev. 33: 9 – 62 LIENER, I.E. 2001. Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. In: Food Science and Technology. Academic Press Inc. Publishers, New York and Sydney. PAGE, D.S. dan R. SOENDORO. 1990. Prinsip-Prinsip Biokimia. Edisi ketiga. Penerbit Erlangga, Jakarta. SKINNER, J.K. Enzyme Technnology. Academic Press Inc. Publishers, New York and London. TANDI. 1993. Penggunaan Biji Pohon Tahan Api (Macadamia hildebrandii) dalam Pakan Ternak Babi Ditinjau dari Kandungan Taninnya. Disertasi. Program Pascasarjana (KPK) Institut Pertanian Bogor dan Universitas Hasanuddin. WANG, D.C. 1980. Fermentation and Enzyme Technology. John Wiley and Sons Inc., New York. ZUCKER, W.V. 1992. Tannins. Does structure determination An ecological perspective. Amer Naturalist 121(3): 335 – 365.
