Protein ikan, misal kebanyakan otot daging bahan pangan lainnya diklasifikasikan menjadi tipe sarkoplasma, miofibril, dan stroma. Protein sarkoplasma, terutama albumin menyusun kira-kira 30% dari total protein otot. Proporsi sarkoplasma yang besar tersebut tersususun atas haemoprotein. Daging anjing laut terdiri dari 10% mioglobin dan haemoglobin, akibatnya dagingnya berwarna sangat gelap. Protein miofibril dalam daging terdiri dari miosin, aktin, aktomiosin dan troponin dan berjumlah 40-60% dari kandungan total protein ikan. Protein otot yang terakhir adalah stroma yang merupakan penyusun bahan kolagen (Shahidi dan Botta 1994).
2.3.1 Sarkoplasma
Protein sarkoplasma terdiri dari protein larut air yang disebut miogen. Protein ini dapat diperoleh dengan cara yang sederhana yaitu dengan melakukan
pressing pada daging ikan atau melalui ekstraksi dengan larutan garam berkekuatan ion rendah. Kandungan protein sarkoplasma pada ikan bervariasi tergantung pada spesies ikan, tetapi pada umumnya lebih tinggi pada ikan pelagis misalnya sarden dan mackerel, dan rendah pada ikan demersal misal ikan kakap (Suzuki 1981). Keberadaan jumlah mioglobin, haemoglobin, dan cytochrome C yang lebih besar pada daging merah menyebabkan kecenderungan daging berwarna lebih gelap. Lebih jauh lagi, spesies ikan dari perairan/laut dingin mengandung protein dengan karakteristik tertentu yang berfungsi sebagai protein antibeku (antifreeze protein) dan glikoprotein yang termasuk dalam grup sarkoplasma (Shahidi dan Botta 1994).
Protein sarkoplasma kebanyakan mempunyai berat molekul yang rendah, pH isoelektrik yang tinggi dan struktur yang globular. Karakteristik fisik tersebut kemungkinan bertanggung jawab terhadap kelarutan protein yang tinggi pada air dan larutan garam (Nakai dan Modler 2000). Enzim pada sarkoplasma
bertanggung jawab terhadap proses pembusukan ikan setelah mati. Enzim ini terdiri dari golongan enzim glikolisis dan hidrolisis. Berbagai enzim proteinase ditemukan pada fraksi sarkoplasma yang mungkin bertindak sebagai katalisator dalam degradasi komponen nitrogen jaringan daging. Aktivitas enzim ini tergantung pada spesies ikan, tipe jaringan otot, faktor musim, dan lingkungan (Shahidi dan Botta 1994).
Konformasi, denaturasi termal, dan sifat reologi dinamis protein sarkoplasma sangat dipengaruhi oleh pH. Protein sarkoplasma ikan patin mengalami unfolding dan terkena residu hidrofobik lebih besar pada pH yang sangat basa (10-12) dibandingkan pada pH asam (pH 2-3). Interaksi hidrofobik protein sarkoplasma meningkat pada pH sangat asam (pH 2-4). Selain itu, pembentukan ikatan disulfida sangat baik pada kondisi asam (pH 2-4) maupun basa (pH 10-12). Denaturasi panas protein sarkoplasma pada pH 7,0 terjadi pada suhu yang relatif tinggi 67,7 dan 85,8 °C (Tadpitchayangkoon 2010).
2.3.2 Protein miofibrilar
Protein miofibrilar adalah protein yang membentuk miofibril yang terdiri dari miosin, aktin dan protein regulasi misal tropomiosin, troponin dan aktinin (Suzuki 1981). Menurut Nakai dan Modler (2000), berdasarkan peranannya dalam fisiologis dan struktur jaringan hidup, protein miofibril dapat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu:
1) Protein kontraktil utama, termasuk di dalamnya adalah miosin dan aktin yang bertanggung jawab secara langsung pada kontraksi otot dan sebagai rangka/kekuatan bagi protein miofibril.
2) Protein regulasi, terdiri dari tropomiosin, troponin kompleks dan beberapa protein minor lainnya yang terlibat dalam inisiasi dan kontrol pada kontraksi.
3) Protein sitoskeletal/rangka, termasuk diantaranya titin atau konektin, C-protein, desmin dan beberapa komponen minor lainnya, protein ini menyediakan struktur pendukung dan bisa berfungsi untuk menjaga deretan miofibril.
Kandungan potein miofibrilar sebesar 66-77% dari total protein daging ikan dan berperan penting dalam pembentukan gel dan koagulasi ketika daging ikan diproses atau diolah. Daging ikan mengandung protein miofibrilar yang
lebih tinggi dibandingkan daging mamalia (Suzuki 1981). Protein ini dapat diekstrak dari ikan dengan menggunakan larutan garam dengan kekuatan ion 0,3-1 Debye. Protein miofibrilar mengalami perubahan selama proses rigor mortis, resolusi rigor mortis dan penyimpanan beku dalam waktu yang lama. Tekstur produk perikanan dan kemampuan pembentukan gel pada daging lumat dan surimi juga dipengaruhi oleh kondisi tersebut (Shahidi dan Botta 1994). Protein miofibril terutama terdiri dari miosin rantai berat (myosin heavy chain) (MHC) (200 kDa) dan aktin (42 kDa) serta protein kecil lainnya, misalnya α- aktinin (100 kDa) dan tropomiosin (34 kDa) (Cao et al.2006).
2.3.2.1 Miosin
Miosin adalah fraksi protein miofibril yang paling besar pada daging ikan dan memberi kontribusi sebesar 50-60% dari jumlah total. Molekul miosin terdiri dari 2 rantai berat (heavy chains) (200 dan 240 kD) yang berhubungan secara non kovalen dengan 2 pasang rantai ringan (light chains) (16-28 kD) (Shahidi dan Botta 1994).
Setengah karboksil terminal dari rantai berat terdiri dari kumparan melingkar-urutan yang membentuk homodimerizes untuk membentuk batang yang panjang yang biasanya diakhiri dengan segmen non-heliks pendek (Hodge
et al. 1992 diacu dalam Wang 2011) dan memiliki dua kepala globular yang terpasang pada salah satu terminal yang terbentuk oleh amino-terminal MHCs (myosin heavy chains) dan MyLCs (myosin light chains) (Wang 2011). Gambar 2 menjelaskan molekul miosin yang terdiri dari rantai ringan LMM (light meromyosin) dan rantai berat HMM (heavy meromyosin).
Pemecahan myosin heavy chain (MHC) diketahui sebagai penyebab utama fenomena modori (degradasi gel pada produk jeli ikan yang disebabkan oleh suhu sekitar 55 °C. Myiosin heavy chain berperan penting dalam pembentukan gel. Degradasi MHC biasanya disebabkan oleh enzim endogenous proteinase.
Myiosin heavy chain lebih mudah terdegradasi oleh endogenous proteinase dibandingkan protein miofibril yang lain (Cao et al.2006).
2.3.2.2 Aktin
Aktin menyusun kurang lebih 22% dari massa miofibril dengan berat molekul 42.000 dalton. Biasanya, dalam jaringan otot aktin dikaitkan dengan troponin dan tropomiosin kompleks. Protein miofibrilar ini juga terdiri dari sebuah sisi pengikat miosin (miosin binding site), yang memungkinkan untuk membentuk kompleks miosin yang bersifat sementara selama kontraksi otot atau kompleks aktin miosin yang permanen selama rigor mortis di dalam post mortem (Xiong 1997 diacu dalam Balange 2009). Bentuk monomer aktin disebut G-aktin dan setelah polimerisasi, filamen aktin terbentuk dan disebut sebagai F-aktin. Dua F-aktin dalam bentuk heliks disebut super heliks (Foegeding et al. 1996 diacu dalam Balange 2009).
Di dalam otot, aktomiosin berada dalam bentuk aktin dan miosin. Aktin dan miosin mudah diekstrak dari daging ikan dengan larutan garam karena keduanya bergabung membentuk aktomiosin di dalam larutan (Suzuki 1981). Yongsawatdigul dan Sinsuwan (2007) melaporkan bahwa gelasi aktomiosin ikan nila dipengaruhi oleh ion Ca2+ melalui 2 cara yang berbeda. Pertama, Ca2+ mengaktifkan endogenous TGase yang mendorong pembentukan ikatan silang ε-(γ-glutamil)lisin. Kedua, Ca2+ menyebabkan struktur aktomiosin terbuka (unfolding myosin) dan mengakibatkan meningkatnya permukaan hidrofobik. Keduanya berperan penting dalam pembentukan gel pada suhu seting 40 °C dan meningkatkan tekstur gel pada ikan.
2.3.3 Stroma
Sebagaimana protein miofibrilar, protein stroma juga merupakan protein struktural dan terdiri dari jaringan yang menghubungkan sel otot, bundel serat dan otot. Protein ini juga menyediakan struktur pendukung dalam pembentukan tulang, ligamen dan tendon (Nakai dan Modler 2000).
Residu dari ekstraksi protein sarkoplasma dan miofibril adalah stroma yang terdiri dari kolagen dan elastin pada jaringan ikat. Stroma larut dalam larutan HCl dan NaOH dan memberi kontribusi 10% dari protein kasar (crude muscle protein). (Shahidi dan Botta 1994). Stroma ini sering disebut protein jaringan pengikat yang banyak terdapat pada miosepta dan endomiosin, tetapi ada pula yang terdapat pada sarkolema atau bagian-bagian tubuh yang lain tapi jumlahnya tidak banyak. Kolagen dan elastin merupakan protein jaringan pengikat yang berguna untuk mempertahankan struktur fisik. Jika kolagen dipanaskan dalam air, maka kolagen dapat berubah menjadi gelatin. Penyusun kolagen adalah asam-asam amino penyusun protein, tetapi tidak mengandung triptopan, sistin dan sistein. Meskipun demikian protein stroma tidak larut walaupun dalam cairan berkekuatan ion tinggi. Protein stroma banyak terdapat pada daging merah daripada daging putih (Hadiwiyoto 1993).
Kandungan kolagen tergantung pada spesies, kebiasaan makan dan tingkat kematangan ikan. Pada umumnya, daging ikan terdiri dari 0,2 sampai 2,2% kolagen (Sato et al. 1986 diacu dalam Shahidi dan Botta 1994). Meskipun kandungan kolagen yang lebih tinggi akan memberi kontribusi pada kekerasan daging, namun pada ikan tidak cukup berarti. Akan tetapi, pada beberapa spesies cumi-cumi dapat meningkatkan tekstur keras dan kenyal pada proses pemanasan (Shahidi dan Botta 1994).