TELAAH KOMPOSISI DAN ISOLASI LAKTOFERIN
PADA KOLOSTRUM DAN SUSU DARI BERBAGAI
BANGSA KAMBING
AGUS BAHAR RACHMAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Telaah Komposisi dan Isolasi Laktoferin pada Kolostrum dan Susu dari Berbagai Bangsa Kambing adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Agus Bahar Rachman
RINGKASAN
AGUS BAHAR RACHMAN. Telaah Komposisi dan Isolasi Laktoferin pada Kolostrum dan Susu dari Berbagai Bangsa Kambing. Dibimbing oleh RARAH RATIH A MAHESWARI dan MIRNAWATI SUDARWANTO.
Kambing adalah salah satu jenis ternak yang potensial dikembangkan menjadi penghasil daging dan susu di Indonesia. Pemeliharaan kambing perah dapat menyediakan kebutuhan akan protein hewani yang bernilai biologis tinggi serta mineral esensial dan vitamin asal ternak. Susu kambing memiliki komponen-komponen susu, salah satunya adalah laktoferin sebagai zat anti mikroba. Laktoferin pada susu mampu mengikat ion besi dari mikroba sehingga menghambat pertumbuhan mikroba dan dapat dimanfaatkan untuk pengayaan maupun fortifikasi susu. Penelitian ini bertujuan untuk (1) mempelajari pengaruh hari pemerahan yang berbeda terhadap komposisi kimia kolostrum dan susu kambing bangsa PE, Jawarandu dan SAPE, meliputi kadar bahan kering, bahan kering tanpa lemak, protein, berat jenis, dan pH, (2) melakukan isolasi laktoferin asal kolostrum dan susu kambing bangsa PE, Jawarandu dan SAPE, dan (3) menentukan konsentrasi laktoferin pada kolostrum dan susu kambing bangsa PE, Jawarandu dan SAPE.
Sampel kolostrum dan susu yang digunakan merupakan sampel yang diperoleh dari bangsa kambing Peranakan Etawah (PE), Jawa Randu, dan Persilangan Saanen jantan dengan PE betina (SAPE). Kolostrum yang digunakan merupakan hasil pemerahan hari ke-1 (H1), ke-2 (H2) dan ke-3 (H3), sedangkan untuk susu digunakan hasil pemerahan hari ke-4(H4) sampai dengan ke-8 (H8). Rancangan yang digunakan untuk menentukan kandungan laktoferin pada berbagai bangsa kambing perah dengan hari pemerahan yang berbeda adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial (3x8) dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah bangsa kambing perah (PE, Jawarandu dan SAPE), dan faktor kedua adalah hari pemerahan (hari 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dan ke-8).
Perbedaan bangsa kambing dan hari pemerahan mempengaruhi komposisi kimia kolostrum dan susu (kadar bahan kering, bahan kering tanpa lemak, kadar lemak dan kadar protein). Komposisi kolostrum dan susu kambing PE memiliki kisaran bahan kering 13.58%-38.96%, bahan kering tanpa lemak 9.26%-17.63%, kadar lemak 4.31%-21.33% dan kadar protein 3.47%-5.96%. Kambing Jawarandu memiliki kisaran bahan kering 16.21%-37.49%, bahan kering tanpa lemak 9.86%-15.32%, kadar lemak 6.35%-22.17% dan kadar protein 4.71%-9%. Kambing SAPE memiliki kisaran bahan kering 15.63%-47.09%, bahan kering tanpa lemak 10.58%-18.59%, kadar lemak 5.05%-28.5% dan kadar protein 4.77%-8.9%.
Kolostrum kambing PE di produksi mulai dari hari pemerahan ke-1 sampai dengan ke-4, kolostrum kambing Jawarandu di produksi mulai dari hari pemerahan ke-1 sampai dengan ke-5 dan kolostrum kambing SAPE di produksi mulai dari hari pemerahan ke-1 sampai dengan ke-3. Konsentrasi laktoferin (mg/l) kolostrum dan susu kambing PE, Jawarandu dan SAPE yaitu
41.24±1.22-156.36±107.66 mg/l; 25.22±2.21-197.39±58.94 mg/l; dan 29.25±2.20-207.39±58.94 mg/l.
Berdasarkan sidik ragam diperoleh bahwa konsentrasi laktoferin pada bangsa kambing SAPE sangat berpengaruh (P<0.01) yaitu konsentrasi laktoferin kolostrum dan susu pada kambing SAPE lebih tinggi yaitu 88.70±12.11 mg/l dengan perkiraan bobot molekul laktoferin 83 513.3 Dalton dibandingkan dengan kambing Jawarandu, tertinggi kedua yaitu 87.05±24.03 mg/l dengan perkiraan bobot molekul laktoferin 80 292.16 Dalton dan kambing PE, tertinggi ketiga yaitu 72.57±23.61 mg/l dengan perkiraan bobot molekul laktoferin 86 075.4 Dalton.
Kambing Jawarandu menghasilkan susu dengan kadar lemak yang tinggi sehingga sesuai dibudidayakan untuk pengembangan produk olahan berbahan baku lemak susu. Kambing SAPE mempunyai kadar protein yang tinggi sehingga dapat dibudidayakan untuk pengembangan produk olahan yang menyediakan ketersediaan protein susu diantaranya keju dan susu fermentasi.
Selanjutnya, perlu dikaji lebih lanjut peran genotip dari masing-masing bangsa kambing perah dan pengaruh pakan terhadap komposisi kimia dan konsentrasi laktoferin sehingga dapat ditentukan kondisi optimum untuk menghasilkan laktoferin berdasarkan pada kambing perah dan jenis pakan yang diperlukan. Karakterisasi lebih lanjut terhadap laktoferin diantaranya adalah kemampuanya menghambat berbagai bakteri patogen penyebab gangguan pencernaan dan peranannya sebagai anti diare.
ABSTRACT
AGUS BAHAR RACHMAN. Research of Composition and Isolation of Lactoferrin from Colostrum and Milk of Various Goat’ Species. Under the direction of RARAH RATIH A MAHESWARI and MIRNAWATI SUDARWANTO.
Goats are considered as potential dairy animals in Indonesia. Dairy goats colostrum is one of lactoferrin source which has various benefits such as antimicrobial activity. Lactoferrin is one of antibacterial subtances, which is used to prevent diarrhea in neonatal and expected can be used to treat gastrointestinal tract infection of bacteriologically cases, that is primarily caused by Escherichia coli. Lactoferrin issues from cows has largely studied, contrarily from dairy goats is very limited. Indonesia has many different dairy goat breeds that can be important to be studied concerning its potentiality as source of lactoferrin. This research has purposed to study on chemical composition and the concentration of lactoferrin of colostrum and milk, during the 1st until the 8th days of milking. The experimental design used is Factorial Completely Randomize Design (RAL) (3×8) with three repetitions to the different goat’ species and days of milking. The samples of colostrum and milk are samples of three species of goats, namely Etawah-Grade (PE), Jawarandu, and Saanen-Etawah-Grade (SAPE). The colostrum is from 1st day (H1), 2nd days (H2), and 3rd days (H3) of milking, while the milk is from 4th until 8th days of milking. The chemical composition of colostrum and milk for PE’s total solid is about 13.58%-38.96%, solid non-fat 9.26%-17.63%, fat 4.31%-21.33% and protein content 3.47%-5.96%; Jawarandu’s total solid is about 16.21%-37.49%, solid non-fat 9.86%-15.32%, fat 6.35%-22.17% and protein content 4.71%-9%; and for Saanen-Etawah-Grade’s total solid is about 15.63%-47.09%, solid non-fat 10.58%-18.59%, fat 5.05%-28.5% and protein content 4.77%-8.9%. Colostrum of Etawah-Grade is produced from 1st to 4th days of milking, Jawarandu is produced from 1st to 5th days of milking, and Saanen-Etawah-Grade is produced from 1st to 3rd days of milking. The existence of lactoferrin in colostrum is identified with spectrophotometry method, and the concentration is as much as 41.24 mg/l – 156.36 mg/l for Etawah-Grade’s, 25.22 mg/l – 205.83 mg/l for Jawarandu’s, and 32.25 mg/l – 207.39 mg/l for Saanen-Etawah-Grade’s. The highest concentration of lactoferrin in colostrum and milk is 88.70±12.11 mg/l for Saanen-Etawah-Grade, with approximately molecular mass of lactoferrin is 83 513.3 Dalton; the second is 87.05±24.03 mg/l for Jawarandu, with approximately molecular mass of lactoferrin is 80 292.16 Dalton; and the last is 72.57±23.61 mg/l for Etawah-Grade, with approximately molecular mass of lactoferrin is 86 075.4 Dalton.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
TELAAH KOMPOSISI DAN ISOLASI LAKTOFERIN
PADA KOLOSTRUM DAN SUSU DARI BERBAGAI
BANGSA KAMBING
AGUS BAHAR RACHMAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Mayor Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
Judul Tesis : Telaah Komposisi dan Isolasi Laktoferin pada Kolostrum dan Susu dari Berbagai Bangsa Kambing
Nama : Agus Bahar Rachman
NRP : D151070011
Mayor : Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
Disetujui Komisi Pembimbing
Diketahui Dr.Ir.Rarah Ratih A Maheswari, DEA
Ketua
Prof.Dr.drh.Mirnawati Sudarwanto Anggota
Ketua Mayor
Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
Dr.Ir.Rarah Ratih A Maheswari, DEA
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof.Dr.Ir.H.Khairil A Notodiputro, MS.
PRAKATA
Penulis senantiasa memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan lancar. Tema yang dipilih oleh penulis dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2009 hingga Januari 2010 adalah Telaah Komposisi dan Isolasi Laktoferin pada Kolostrum dan Susu dari Berbagai Bangsa Kambing.
Penulis pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir. Rarah Ratih Adjie Maheswari, DEA dan Prof. Dr. drh. Mirnawati Sudarwanto selaku pembimbing atas saran, petunjuk, arahan, dan bimbingan selama pelaksanaan dan penyusunan penelitian ini. Selain itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Cece Sumantri, M.Sc. selaku dosen penguji pada Ujian Tesis, Bapak Budi Saksono, M.Sc. selaku Kepala Laboratorium CBRG Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI Cibinong, Bapak Sukmawijaya A.Md selaku Laboran Bagian Ternak Perah Fakultas Peternakan IPB serta Ustad Karantiano Sadasa Putra, MM selaku pembimbing spiritual di Masjid Al-Hurriyah. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu, Bapak, Istri serta seluruh keluarga besar di Cilacap Jawa Tengah dan Tanjung Uban Kepulauan Riau, atas segala doa dan cinta.
Semoga tesis ini bermanfaat bagi semua pihak yang membaca.
Bogor, Februari 2010
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Cilacap Provinsi Jawa Tengah, pada tanggal 30 Oktober 1984, sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan keluarga Bapak Idhar dan Ibu Siti Rochmah. Pada saat ini penulis sudah berkeluarga dengan Yenni Mulyati, S. Hum.
Pendidikan formal mulai dari Sekolah Dasar di SD Negeri Taman
Komplek Grup 1 Kopassus Kabupaten Serang Provinsi Banten; Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Kota Banjar Patroman Provinsi Jawa Barat; Sekolah Menengah Atas Negeri 3 Purwokerto Provinsi Jawa Tengah. Lulus SD
pada tahun 1996, lulus SMP pada tahun 1999, lulus SMA pada tahun 2002 dan selanjutnya penulis diterima di Program Studi S1 Teknologi Hasil Ternak Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro Semarang melalui Program PMDK. Pada saat menjadi mahasiswa penulis aktif diberbagai organisasi kemahasiswaan, baik organisasi intra maupun ekstra kampus. Penulis pernah menjadi Ketua Senat Mahasiswa Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro Semarang pada tahun 2004-2005, Sekretaris Jenderal Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) Daerah Semarang pada tahun 2006-2007 dan Ketua Biro Pengembangan Organisasi Pengurus Pusat (PP) KAMMI pada tahun 2008-2009. Penulis menyelesaikan studi S1 pada tanggal 8 November 2006.
Pada tahun 2006, penulis pernah menjadi Konsultan Independen Direktorat Pembinaan SMP Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. Penulis pernah menjadi anggota peneliti Proyek Pengembangan Agribisnis Persusuan Jawa Barat yang
dilaksanakan oleh Departemen Pertanian pada tahun 2009. Saat ini
penulis menjadi Staf Bidang Penelitian dan Pengembangan SUSTAID (Sustainable Agricultural Development) Consultant.
Pada tahun 2007, penulis mendapat kesempatan melanjutkan studi di Program Mayor Magister (S-2) Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... ……… xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
PENDAHULUAN ... 1 TINJAUAN PUSTAKA ... 3 Kambing Perah ... 3 Kambing PE ... 4 Kambing Jawarandu ... 4 Kambing SAPE ... 5 Susu Kambing ... 6 Kolostrum ... 9 Laktoferin ... 10
Laktoferin sebagai Antimikroba ... 11
Kandungan Laktoferin dalam Kolostrum dan Susu ... 12
Pemurnian Protein ... 13
Kromatografi ... 13
Elektroforesis Metode Sodium Dodecyl Sulfate Poliacrylamide Gel Electroforesis (SDS-PAGE) ... 14
BAHAN DAN METODE ... 17
Lokasi dan Waktu ... 17
Bahan dan Alat ... 17
Perancangan Percobaan dan Perlakuan ... 18
Peubah ... 19
Prosedur ... 19
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
Pengaruh Hari Berbeda terhadap Komposisi Kimia Kolostrum dan Susu Kambing PE, Jawarandu dan SAPE ... 24
Komposisi kimia kolostrum dan susu kambing PE ... 24
Komposisi kimia kolostrum dan susu kambing Jawarandu ... 27
Pengaruh hari pemerahan dan bangsa kambing yang berbeda
terhadap kandungan BK kolostrum dan susu kambing ... 31
Pengaruh hari pemerahan dan bangsa kambing yang berbeda terhadap kandungan BKTL kolostrum dan susu kambing ... 32
Pengaruh hari pemerahan dan bangsa kambing yang berbeda terhadap kadar lemak kolostrum dan susu kambing ... 34
Pengaruh hari pemerahan dan bangsa kambing yang berbeda terhadap kadar protein kolostrum dan susu kambing ... 36
Pemisahan Krim dan Skim Kolostrum serta Susu Kambing PE, Jawarandu dan SAPE ... 37
Pemisahan Kasein dan Whey Kolostrum serta Susu Kambing PE, Jawarandu dan SAPE ... 39
Identifikasi Laktoferin dalam Protein Whey Kolostrum dan Susu Kambing PE, Jawarandu dan SAPE dengan Metode Kromatografi dan Spektrofotometri ... 41
Identifikasi Kandungan Laktoferin dari Kolostrum dan Susu Kambing PE, Jawarandu dan SAPE ... 43
SIMPULAN DAN SARAN ... 49
Simpulan ... 49
Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 51
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Parameter reproduksi ternak kambing ... 3
2 Kandungan nutrisi susu kambing per 100 gram ... 8
3 Komposisi susu pada berbagai ternak dan manusia ... 10
4 Bobot molekul protein standar ... 15
5 Komposisi kimia kolostrum dan susu kambing PE pada hari pemerahan yang Berbeda ... 24
6 Komposisi kimia fisik kolostrum dan susu kambing Jawarandu pada hari pemerahan yang berbeda ... 27
7 Komposisi kimia fisik kolostrum dan susu kambing SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 29
8 Rataan dan simpangan baku BK (%) kolostrum kambing PE, Jawarandu dan SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 31
9 Rataan dan simpangan baku BKTL (%) kolostrum kambing PE, Jawarandu dan SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 32
10 Rataan dan simpangan baku kadar lemak (%) kolostrum kambing PE, Jawarandu dan SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 34
11 Rataan dan simpangan baku kadar protein (%) kolostrum kambing PE, Jawarandu dan SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 36
12 Rataan dan simpangan baku konsentrasi laktoferin dalam kolostrum dan susu kambing PE, Jawarandu dan SAPE pada hari pemerahan yang berbeda ... 42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Kambing PE ... 4
2 Kambing Jawarandu ... 5
3 Kambing SAPE ... 6
4 Laktoferrin dengan ikatan ion besi ... 11
5 Diagram alir isolasi laktoferin ... 23
6 Hasil pemisahan krim dan skim kolostrum serta susu kambing PE, Jawarandu dan SAPE dengan sentrifugasi (2 000 xg selama 30 menit) ... 38
7 Hasil pemisahan kasein dan whey kolostrum dan susu kambing PE, Jawarandu dan SAPE dengan sentrifugasi (10 000 xg selama 30 menit) ….. 40
8 Hasil elektroforesis SDS-PAGE kolostrum dan susu kambing PE ... 45
9 Hasil elektroforesis SDS-PAGE kolostrum dan susu kambing Jawarandu ………... 46
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Nilai pH pemisahan whey ... 58
2 Rataan dan simpangan baku bera jenis (g/ml) kolostrum dan susu kambing... 60
3 Tabel sidik ragam komposisi kimia kolostrum dan susu kambing PE, Jawarandu dan SAPE ... 61
4 Kurva volume efluen pada fraksi protein susu kambing PE ... 62
5 Kurva volume efluen pada fraksi protein susu kambing Jawarandu ... 65
6 Kurva volume efluen pada fraksi protein susu kambing SAPE ... 68
7 Alat-alat penelitian ... 71
8 Bahan-bahan analisis laktoferin dengan SDS-PAGE ... 72
