Profil Protein 30-60 kDa pada Yogurt hasil Fermentasi Susu Kambing Peranakan Etawa dengan Kultur Tunggal
Miggy Uri Karitas 1) , Fatchiyah Fatchiyah 1)*
1) Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Malang

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil protein spesifik pada berat molekul 30-60 kDa pada yogurt susu kambing  PE  dengan  kultur  tunggal  dengan  menggunakan  metode  SDS-PAGE.  Tahapan  dalam  penelitian  ini adalah  pembuatan  kurva  pertumbuhan, starter kultur  tunggal,  yogurt,  isolasi  protein,  separasi  protein  dan penghitungan berat molekul. Yogurt dibuat dengan tiga ulangan. Kultur bakteri yang digunakan dalam penelitian ini  adalah Lactobacillus  acidophillus (LA),  Lactobacillus  bulgaricus (LB) dan Streptococcus  thermophillus (ST). Sampel  protein  selanjutnya  diseparasi  dengan  gel  elektroforesis  poliakrilamid  15  %.  Hasil  penelitian menunjukkan yogurt dengan kultur LA memiliki protein dengan berat molekul sebesar 31dan 48,94 kDa. Yogurt kultur LB memiliki protein dengan berat molekul sebesar 30, 37, 44, 50 dan 57 kDa. Protein yang terlihat pada yogurt  kultur  ST adalah  pada berat  molekul 30,  38,  46 dan 55  kDa Protein  pada  yogurt  ini  tidak  dimiliki  oleh bakteri. Profil protein 30-60 kDa yang diidentifikasi dari penelitian ini adalah protein kasein yaitu α -kasein (34- 38  kDa),  β -kasein  (30-31  kDa)  dan κ -kasein  (40-60  kDa). Profil  protein  didominasi  oleh κ -kasein  pada  berat molekul  40-60  kDa. Yogurt  LB  memiliki  profil  protein  yang  paling  banyak  dan  diduga  memiliki  fungsi fisiologis yang lebih baik dibandingkan dengan yogurt lainnya.
Kata kunci: Kasein, SDS-PAGE, yogurt kultur tunggal

## ABSTRACT
The aim of this study is to determine spesific protein at 30- 60 kDa molecular weight in single culture PE goat’s yoghurt with SDS-PAGE method. Steps of this resarch are determination of grwoth curve, making single culture yoghurt  starter  and  yoghurt,  protein  isolation,  protein  separation  and  molecular  weight  counting.  Yoghurt manufactured with triplicates. Bacterial culture used in this study were Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus  thermophillus.  Protein  was  separated  with  15  %  polyacrylamide  gel electrophoresis. Yoghurt  with  culture  LA  has  molecular  weight 31  and  48 kDa. Yoghurt  with  culture  LB  has molecular weight 30, 37, 44, 50 and 57 kDa. Yoghurt with culture ST has molecular weight 30, 38, 46 and 55 kDa.  Protein  in  yoghurt  are  not  owned  by  the  bacteria.  Results  show  that α -casien  (34- 38  kDa),  β -casein  (30- 31kDa)  and κ -casein (40-60kDa) were  identified  in  molecular  weight  between  30-60  kDa.  Protein  profile  was dominated  by κ -casein at  molecular  weight  between  40-60  kDa.  Yoghurt    LB  has  the  most  number  protein profile and been estimated has a better physiological function than others yoghurt.
Keywords: Casein, SDS-PAGE, single culture yoghurt
* corresponding author: Prof. Fatchiyah, PhD. e-mail: fatchiya@ub.ac.id; fatchiya@gmail.com Jurusan Biologi, FMIPA-UB, Jl Veteran, Malang 65145, Indonesia

## PENDAHULUAN
Susu kambing   merupakan salah  satu  sumber protein  hewani  yang  memiliki  gizi  tinggi  dan sangat  sempurna  nutrisinya [1]. Pengetahuan tentang  protein  pada  susu  kambing  saat  ini semakin  berkembang  seperti    manfaat  dari beberapa kasein dan whey yang sudah diketahui. Penelitian  Padaga  dkk.  (2009)  tentang  pangan nutrasetika  dengan  bahan  susu  menunjukkan bahwa  terdapat  protein  spesifik  pada  berat molekul  36-55  kDa  yang  berbeda  dengan  susu sapi.  Protein  spesifik  ini  berpotensi  menurunkan proses peradangan dan terbukti berfungsi sebagai antioksidan,  antiinflamasi  dan  imunomodulator dalam  perbaikan  jaringan  target  pada  tikus  yang menderita rheumatoid arthritis (RA) [2].
Protein  pada  susu  tidak  selalu  aktif  dan bermanfaat ketika  masih  dalam  bentuk  aslinya (native)  namun  akan  aktif  ketika  ada  aktivitas proteolitik  yang  mengubah  protein  tersebut menjadi  molekul  yang  lebih  kecil  dan  aktif. Salah  satu  cara  untuk  mengaktifkan  protein melalui  proses  fermentasi.  Produk  fermentasi yang  disukai  salah  satunya  adalah  yogurt. Metabolisme  dari  bakteri  asam  laktat  yang digunakan  dalam  pembuatan  yogurt  mampu menghidrolisis  kasein  menjadi  molekul  protein yang lebih kecil (peptida) dan diduga mengaktifkan fungsi dari protein [3].
Budiarti dkk. (2013) menyatakan bahwa pada susu kambing PE memiliki protein spesifik pada berat  molekul  36  kDa.  Protein  ini  juga  dimiliki oleh  yogurt  dengan  kultur  komersial  dan  kultur campuran L.  bulgaricus dan S. Thermophillus [4]. Yogurt dengan kultur campuran
Lactobacillus  acidophilus dan S.  thermophillus yogurt  kultur  tunggal L.  acidophillus juga memiliki protein spesifik tersebut [5].
Mengetahui  manfaat  dari  protein  spesifik  pada susu  kambing  dan  yogurt  susu  kambing, penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengembangkan informasi  yang  sudah  ada  sebelumnya  untuk mengetahui  profil  protein  yang  terdapat  pada yogurt susu kambing dengan kultur tunggal pada berat molekul 30-60 kDa.

## METODE
Penelitian  ini  sudah mendapatkan  sertifikat Kelaikan  Etik No.90-KEP-UB  tertanggal  29 Maret 2012, dari KEP UB.
Kurva  Pertumbuhan. Kurva  pertumbuhan dibuat  dengan  cara  menginokulasikan  kultur S.
thermophillus FNCC  0040, L.  acidophillus FNCC  0051  dan L.  bulgaricus FNCC  0050 (semua  bakteri  merupakan  kultur  dari  UGM, Yogyakarta) berumur  24  jam  pada  media  MRS broth dan diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37 ° C. Jumlah masing-masing bakteri dihitung pada awal inkubasi (jam ke-0), jam ke-1, 2, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 24 dan 48 [6][7][8].
Pembuatan  Yogurt. Mother  starter dibuat dengan cara sebanyak satu oose kultur tunggal S. thermophillus FNCC  0040, L.  acidophillus FNCC  0051  dan L.  bulgaricus FNCC  0050 (kultur bakteri didapatkan dari UGM)
diinokulasikan  ke  dalam  10  mL  media pertumbuhan  MRS Broth lalu  diinkubasi  selama 24 jam pada suhu 37 ° C. Setelah masing-masing kultur mencapai nilai absorbansi sebesar 1,7-1,8, kultur tersebut diinokulasikan sebanyak 10 % ke dalam  30  mL  susu  yang  sudah  dipasteurisasi pada  suhu  80 ° C  selama  15  menit.  Selanjutnya susu  diinkubasi  pada  suhu  37 ° C  sampai mengental  dan  mencapai  pH  ±  3-4,5. Mother starter selanjutnya diinokulasikan sebanyak 5 % ke  dalam  media  tumbuh  baru  untuk  membuat yogurt [9].
Isolasi  Protein. Isolasi  protein  pada  sampel dilakukan dengan cara  sebanyak 1 mL ditambah PBS-Tween-PMSF  sebanyak  lima  kali  volume, lalu  disonifikasi  dengan  amplitodo  20 Å selama 10  menit.  Selanjutnya  dilakukan  sentrifugasi dengan  kecepatan  6000  rpm  selama  15  menit pada  suhu  4 ° C.  Supernatan  yang  dihasilkan ditambah  dengan  larutan  etanol  dingin  dengan perbandingan  1:1  (v/v),  kemudian  disimpan didalam  refrigerator  selama  12  jam.  Setelah disimpan  selama  12  jam,  sampel  disentrifuse dengan  kecepatan  6000  rpm  selama  15  menit pada  suhu  4 ° C.  Pelet  yang  dihasilkan, dikeringanginkan  hingga  etanol  hilang.  Sampel ditambah  dengan  tris-HCL  pH  6,8  1:1 (v/v), kemudian  disimpan  pada  suhu -20 ° C  jika  tidak langsung digunakan [10].
Analisis  SDS-PAGE. Running elektroforesis dilakukan  pada  200 volt.  Distribusi  pita  protein dapat diketahui dengan pewarnaan gel menggunakan Coomasie  Briliant  Blue (CBBR 250) [11]. Masing-masing  pita  protein  hasil elektroforesis kemudian difoto dan dihitung berat molekulnya.  Berat  molekul  masing-masing  pita protein  tersebut  ditentukan  dengan  mengukur mobilitas molekul protein dalam gel
Gambar1 Kurva pertumbuhan LA, LB dan ST
poliakrilamid  berdasarkan  kurva  standar  berat molekul dari protein standar.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kultur bakteri yang digunakan dalam penelitian dihitung jumlah selnya untuk mengetahui  pola  pertumbuhan  dari  masing- masing kultur.  Jumlah bakteri  yang  digunakan adalah pada fase logaritmik awal (Tabel 1).
Tabel1 Jumlah BAL yang digunakan dalam
pembuatan yogurt Kultur Jumlah BAL (CFU /mL) L. bulgaricus 10,02×10 8 L. acidophillus 8,53×10 8 S. thermophillus 10,83×10 8 Masing-masing kultur mencapai fase logaritmik  awal  pada  jam  ke-2  dan  fase logaritmik  akhir  pada  jam  ke-18  inkubasi (Gambar  1). Bakteri  membelah  dengan  cepat pada  fase  logaritmik,  pada  fase  ini  kecepatan pertumbuhan  dipengaruhi  oleh  pH,  kandungan nutrisi,  suhu  dan  kelembaban  udara [12]. Berdasarkan  kurva  pertumbuhan L. acidophilus,
L.  bulgaricus dan S.  thermophillus secara berturut-turut memiliki laju pertumbuhan sebesar 0,02,  0,06  dan  0,03  generasi/jam.  Laju pertumbuhan  ini  tergolong  rendah  dibandingkan dengan  beberapa  penelitian  laju  pertumbuhan bakteri  asam  laktat  lain  yang  mampu  mencapai nilai 0,14 generasi/jam [13].
Selama  pembuatan  yogurt  terjadi  penurunan pH. Nilai pH pada awal inkubasi berkisar antara 6,6-6,7. Yogurt  LA  memiliki  pH  sebesar 4,25±0,06,  yogurt  LB  5,21±0,34  dan  yogurt  ST 5,98±0,46.  Penurunan  pH  ini  disebabkan  oleh adanya  produksi  asam  laktat  oleh  kultur  bakteri selama  masa  inkubasi.  Asam  laktat  yang diproduksi  berasal  dari  pemecahan  laktosa  yang terdapat  pada  susu  [14]. Laktosa  akan  diubah menjadi  D-glukosa  dan  akan  diubah  menjadi piruvat  melalui  jalur  Embden-meyerhof.  Piruvat selanjutnya  dipecah  menjadi  asam  laktat  oleh enzim laktat dehidrogenase [14].
Pemisahan  protein  dilakukan  pada  gel poliakrilamida 15 % karena  konsentrasi  gel  ini biasa  digunakan  untuk  memisahkan  protein dengan  berat  molekul kurang  dari  50  kDa [11]. Hasil  separasi  protein  menunjukkan  bahwa  pada yogurt  dengan  kultur  LA  memiliki  protein dengan  berat  molekul  sebesar  31 dan  48  kDa. Yogurt kultur LB memiliki protein dengan berat molekul  sebesar  30, 37, 44,  50 dan  57 kDa. Protein  yang  terlihat  pada  yogurt  kultur  ST adalah pada berat molekul 30,38, 46 dan 55 kDa (Gambar 2) (ditunjukkan oleh anak panah).
Keterangan:  S:  susu  sapi;  K:  susu  kambing;  M: penanda;  LA: L.  achidophillus;  LB: L.  bulgaricus; ST: S. thermophillus; YLA: yogurt dengan kultur LA; YLB:  yogurt  dengan  kultur  LB;  YST:  yogurt  dengan kultur ST; Mix: yogurt dengan kultur komersial.
Budiarti  dkk.  (2013)  menyatakan  keberadaan protein  dengan  berat  molekul  30-60  kDa  pada yogurt  dengan  kultur  campuran  LA+ST  adalah pada  berat  molekul  32,508  kDa  sedangkan  pada yogurt  dengan  kultur  campuran  LB+ST  adalah 31,05 kDa, 33,95 kDa, 36,07 kDa dan 41,15 kDa [4].
Protein  yang  dimiliki  oleh  yogurt  dengan kultur tunggal ini tidak dimiliki oleh bakteri yang digunakan  dalam  pembuatan  yogurt.  Perbedaan

## Gambar2 Hasil separasi dengan gel elektroforesis
15 % dan pewarnaan dengan CBB.
profil  protein  ini  dapat  disebabkan  karena aktivitas  enzim  protease  hasil  sintesis  bakteri yang  berbeda-beda  sehingga  dapat  mengubah protein pada susu kambing menjadi peptida yang lebih  sederhana.  Kombinasi  starter  yogurt  dapat menyebabkan profil pita protein yang didapatkan menjadi lebih banyak dan kecil-kecil [15].

## Tabel2 Berat molekul yogurt (30-60 kDa)
Protein S K YLA YLB YST Mix α -kasein - 35,09 - 37,83 38,67 34,48 β -kasein - - 31,59 30 30,02 - κ -kasein 57,1 50,63 59,23 48,94 48,36 44,15 50,22 57,12 46,18 55,15 50,27
Keterangan:  S:  susu  sapi.  K:  susu  kambing.  YLA: yogurt LA. YLB: yogurt LB. YST: yogurt ST.
Hasil  penghitungan  berat  molekul  pada masing-masing sampel  menunjukkan  bahwa protein  yang  dapat  diidentifikasi  pada  berat molekul  30-60  kDa  adalah  protein  kasein  yaitu α - kasein,  β - kasein  dan  κ -kasein.  Protein  kasein yang  ditemukan  dalam  penilitian  ini  berkisar antara  30-48  kDa.  Nitsche  (2011)  menyatakan bahwa  protein  pada  susu  dengan  berat  molekul 37  kDa  adalah  α - kasein,  33  kDa  adalah    β - kasein,  46  kDa  adalah    κ -kasein,  18  kDa  adalah β - laktoglobulin dan 14 kDa adalah α -laktalbumin
[16] .  Susu  sapi  memiliki  protein  α -kasein  yang dominan  pada  berat  molekul  38 kDa  dan  κ - kasein  pada  berat  molekul  45  kDa [16] sedangkan susu kambing pada berat molekul 30- 60  kDa  didominasi  oleh  κ -kasein [17].  Protein kasein  pada  berat  molekul  antara  30-38  kDa adalah  α -S1  kasein  dan  pada  berat  molekul  36 kDa adalah α -S2 kasein [5].

## KESIMPULAN
Profil  protein  30-60  kDa  yang  diidentifikasi dari  yogurt  kultur  tunggal  adalah  protein  kasein yaitu  α -kasein  (34- 38  kDa),  β -kasein  (30-31 kDa)  dan κ -kasein  (40-60  kDa). Profil  protein didominasi  oleh  protein κ -kasein  pada  berat molekul  40-60  kDa. Yogurt  LB  memiliki  profil protein yang paling banyak dan diduga memiliki fungsi  fisiologis  yang  lebih  baik  dibandingkan dengan yogurt lainnya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  didanai oleh sebagian  dana  riset Program  Ristek  Unggulan  Perguruan  Tinggi 2012-2014,  Program  Desentralisasi UB, DIKTI Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Sarwono,  B.  2007.  Beternak  Kambing Unggul. Jakarta: Penebar Swadaya.
2. Padaga,  MC.,  Sawitri  ME.  &  Muwarni  S. 2009. Potensi Protein Spesifik Susu Kambing Sebagai  Immunomodulator  Dan  Immunogen: Upaya  Pengembangan  Pangan  Nutrasetika: Laporan Penelitian.
3. Ramchandran, L., Sciences H. & Campus W. 2009.  Low-fat  Yoghurt  as  Influenced  by  fat Replacer. Faculty of Health, Engineering and Science Victoria University. Australia.
4. Budiarti, I. K., Padaga, M. C. & Fatchiyah, F. 2013. Nutritional  Composition  and  Protein Profile  of  Goat  Yogurt  PE  with  Double Culture  between Streptococcus  thermophillus and Lactobacillus species. Cukurova Medical Journal 38 (4) (In Press).
5. Khoiriyah,  L.  K.  &  Fatchiyah  F.  2013. Karakter  Biokimia  dan  Profil  Protein  Yogurt Kambing  PE  Difermentasi  Bakteri  Asam Laktat  (BAL). The  Journal  of  Experimental Life Science 3, No.1. (In Press).
6. Ray, B. 2001. Fundamental Food
Microbiology. Washington D. C.: CRC Press.
7. Saeed,  M.  dkk.  2009.  Kulturion  and Characterization  of  Starter  Culture  from Spontaneous  Fermentation  of  Sourdough.
International  Journal  of  Agriculture  and Biology.  09 – 056/AWB/2009/11 – 3 – 329 – 332. 8. Wistreich, GA. 2003. Microbiology Laboratory  Fundamental  and  Application. Second  Edition.  New  Jersey:  Pearson Education.
9. Andriani,  M  dan  Lia  U.  K.  2012. Kajian Karakteristik  Fisiko  Kimia  Dan  Sensori Yoghurt  Dengan  Penambahan  Ekstrak  Ubi
Jalar (Ipomoea Batatas L.). Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian. Universitas Sebelas Maret.
10.Fatchiyah, Arumingtyas  EL., Widyarti  S.  & Rahayu  S. 2011.  Biologi  Molekuler  Prinsip Dasar Analisis. Jakarta: Erlangga.
11.Hames,  B.  D.  &  Rickwood  D.  1990.  Gel Electrophoresis  of  Proteins  A  Practical Approach  Third  Edition.  New  York:  Oxford University Press.
12.Yuliana,  N.  2008.  Kinetika  Pertumbuhan Bakteri  Asam  Laktat  Isolat  T5  yang  Berasal dari  Tempoyak. Jurnal  Teknologi  Industri dan Hasil Pertanian 13 No.2.
13.Ghaly,  AE.,  Tango  MSA.  &  Adams  MA. 2003. Enhanced Lactic Acid Production from
Cheese  Whey  with  Nutrient  Supplement Addition.
Agricultural Engineering International. The  CIGR  Journal  of  Scientific Research and Development FP 02 009. 14.Ramadzanti,  A.  2006.  Aktivitas  Protease  dan Kandungan  Asam  Laktat  Pada  Yoghurt  yang Dimodifikasi
Bifidobacterium bifidum. Program Studi Biokimia. Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam. IPB. Bogor. Skripsi.
15.Sodini, I. L. A., Oliveira M. N., Remeuf F. & Corrieu  G.  2002.  Effect  of  Milk  Base  and Starter  Culture  on  Acidification,  Texture  and Probiotic  Cell  Counts  in  Fermented  Milk Processing. Journal  of Dairy  Science 85:
2479-2488.
16.Nitsche,  R.  2011.  Milk  protein  analysis  with the Agilent 2100 Bioanalyzer and the Agilent Protein 80 kit. Germany:
Agilent
Technologies, Inc.
17.Tay,  EP.  &  Gam LH.  2011.  Proteomic  of Human  and  the  domestic  bovine  and  caprine milk. AsPac  Journal  of  Molecular  Biology Biotechnology 19(1):45-53.