Kenapa daging sapi berwarna merah sedangkan daging ayam berwarna lebih putih?

Ketika anda pergi ke pasar untuk membeli daging, pernahkah terpikir kenapa warna daging hewan tidak sama? Misalkan antara warna daging sapi dan ayam. Daging sapi berwarna merah sedangkan daging ayam berwarna lebih putih. Apa yang menyebabkan perbedaan warna tersebut?

Ternyata perbedaan tersebut disebabkan oleh sebuah protein yang bernama myoglobin. Myoglobin adalah protein yang berfungsi untuk menyimpan oksigen (O2) dan memfasilitasi difusi oksigen pada proses kontraksi sel-sel otot. Protein ini terdiri dari sekitar 153 asam amino dengan berat molekul sebesar 17 kDa dan merupakan protein pertama yang diketahui struktur tiga dimensi (3D)-nya. Penentuan struktur myoglobin tersebut dilakukan menggunakan metode difraksi sinar X. Penemuan inilah yang menyebabkan John Kendrew dan Max F. Perutz dianugrahi hadiah Nobel bidang kimia pada tahun 1962. Sampai saat ini, struktur myoglobin dari berbagai organisme, termasuk manusia, telah berhasil ditentukan dengan menggunakan metoda yang sama.

Berdasarkan penemuan tersebut, diketahui bahwa myoglobin memiliki struktur bundar (globular) yang terdiri dari delapan α-helix (Gambar 1A). Tiap-tiap α-helix dipisahkan oleh loop (deretan asam amino yang berada di daerah lengkungan) yang kemudian membuntal membentuk struktur protein yang kompak. Pada myoglobin terdapat lubang yang mengandung heme (cincin porphyrin dengan ion besi (Fe2+) di pusatnya) (Gambar 1B). Lubang tempat heme tersebut memiliki volume yang sempit (hanya cukup untuk heme) sehingga mencegah masuknya pelarut (air) ke dalamnya. Hal ini sangat penting bagi fungsi myoglobin karena kalau molekul air (H2O) bisa masuk, maka ion Fe2+ pada heme akan mudah teroksidasi menjadi Fe3+ sehingga tidak bisa lagi berikatan dengan oksigen. Di sana, Fe2+ berikatan koordinasi dengan empat amine grup pada cincin porhyrin heme (Gambar 1C). Selain itu, dia juga berikatan koordinasi dengan residu Histidin pada posisi nomor 93 (His93) dan satu molekul oksigen (Gambar 1D). Dua ikatan koordinasi ini posisinya saling tegak lurus terhadap bidang datar heme. Ikatan oksigen pada Fe2+ ini berlangsung secara reversibel sehingga bisa terlepas dengan mudah ketika dibutuhkan.

Gambar 1. Struktur myoglobin dan heme. A) Struktur myoglobin pada manusia (kode PDB: 3RGK) yang terdiri dari delapan α-helix. Warna pelangi pada struktur α-helix menyesuaikan dengan urutan asam amino dari N-terminal (biru) ke C-terminal (merah) pada struktur protein. Tanda panah ungu menunjukkan posisi heme (ungu). Residu-residu yang berperan dalam interaksi dengan heme digambarkan dengan struktur garis. His93 yang berikatan koordinasi dengan Fe2+ berada dibawah heme. B) Potensi elektrostatis permukaan pada struktur myoglobin. Lubang tempat heme ditunjukkan dengan tanda panah hitam. Warna biru menunjukkan permukaan yang bermuatan positif dan warna merah menunjukkan permukaan yang bermuatan negatif. C) Struktur heme. Ion Fe2+ (merah) berikatan koordinasi dengan cincin porphyrin melalui empat amine-nya (biru). D) Enam bilangan koordinasi pada Fe2+. Empat ikatan koordinasi (garis putus-putus berwarna biru) dengan cincin porphyrin (ungu), satu ikatan koordinasi dengan His93, dan satu ikatan koordinasi dengan oksigen.

Oksigen pada myoglobin ini diperoleh dari hemoglobin yang berasal dari sel darah merah. Terjadinya transfer oksigen dari hemoglobin ke myoglobin terjadi karena oksigen memiliki affinitas yang lebih besar terhadap myoglobin dibandingkan terhadap hemoglobin. Sebagai analogi, hemoglobin dalam sel darah merah adalah seperti mobil truk yang mengangkut muatannya berupa oksigen dari paru-paru. Satu hemoglobin bisa mengangkut empat molekul oksigen. Nah di tempat tujuan, dalam hal ini sel otot, hemoglobin membongkar muatan oksigennya dan memberikannya kepada gerobak pengangkut yang lebih kecil yaitu myoglobin yang hanya bisa memuat satu molekul oksigen per gerobak. Gerobak myoglobin ini berfungsi untuk menyimpan oksigen sampai sel otot memerlukannya.

Ikatan oksigen dengan heme pada myoglobin inilah yang menghasilkan warna merah, sama seperti warna merah pada darah karena ikatan oksigen dengan hemoglobin. Bahkan, daging merah (seperti pada daging sapi) dapat dibedakan dari daging putih (seperti pada daging ayam) berdasarkan pada jumlah myoglobin yang terkandung di dalamnya. Semakin banyak kandungan myoglobin di dalam daging, semakin banyak oksigen yang terikat, sehingga semakin merah warna daging tersebut. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa daging sapi berwarna merah karena mengandung lebih banyak myoglobin dibandingkan daging ayam. Sekarang pertanyaannya adalah kenapa daging sapi lebih merah dibandingkan daging ayam? Hal ini terjadi karena sapi membutuhkan energi siap saji yang lebih banyak untuk bergerak dalam waktu yang lama. Oksigen inilah yang digunakan dalam proses pembentukkan energi tersebut.

Pada ayam, sel-sel ototnya juga mengandung lebih banyak glikogen. Glikogen adalah polimer gula bercabang (mirip seperti pati pada nasi) pada sel otot yang berfungsi sebagai sumber energi. Ketika sel otot perlu energi untuk bergerak, glikogen dipotong-potong menjadi molekul gula tunggal (glukosa) dan kemudian gula tersebut dipakai untuk membentuk energi. Sebetulnya ayam juga memiliki bagian daging yang berwarna lebih merah seperti pada bagian paha dan kaki karena bagian ini digunakan lebih sering. Tetapi, bagian ini pun masih lebih putih dibandingkan daging sapi.

Setelah anda membeli daging sapi dan membawanya pulang, saat di rumah anda memotong-motong daging tersebut dan mencucinya. Anda kemudian melihat keluar cairan yang berwarna kemerah-merahan. Cairan itu bukanlah darah tetapi myoglobin yang terlarut dalam air. Jadi, anda tidak perlu cemas dan mengira bahwa cairan tersebut adalah darah yang tersisa pada daging. Darah sapi sudah keluar seluruhnya pada proses penyembelihan. Kemudian, ketika dimasak, daging sapi akan berubah warna menjadi cokelat. Perubahan warna ini terjadi karena myoglobin mengalami denaturasi (kerusakan struktur) sehingga heme-nya terlepas. Dalam keadaan bebas, ion Fe2+ pada heme dengan mudah mengalami oksidasi menjadi Fe3+ yang berwarna kecokelatan.

Perubahan warna daging menjadi kecokelatan juga merupakan salah satu tanda bahwa daging yang akan kita beli sudah tidak segar lagi. Akan tetapi, kita juga harus hati-hati karena warna daging yang merah belum tentu menunjukkan bahwa daging tersebut masih segar. Karbon monoksida (CO) bisa digunakan untuk mengelabui konsumen agar daging kelihatan merah segar untuk waktu yang lama. Ini terjadi karena karbon monoksida memiliki ketertarikan yang lebih tinggi untuk berikatan dengan myoglobin sekitar 200 kalinnya daripada oksigen.

 

Referensi:

Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Myoglobin#Meat_colour

Nelson, D.L, Cox, M.M. 2012. Lehninger, Principle of Biochemistry (6th ed.). Freeman, W.H. & Company.

Hubbard, S.R., Hendrickson, W.A., Lambright, D.G., Boxer, S.G. 1990. X-ray crystal structure of a recombinant human myoglobin mutant at 2.8 Å resolution. J. Mol. Biol. 213. 215-8.

Keni Vidilaseris

Keni Vidilaseris adalah seorang peneliti di Departemen Biokimia, Universitas Helsinki, Finlandia sejak 2014. Ia mendapatkan gelar doktor dalam bidang Biologi molekuler dari Universitas Vienna, Austria pada tahun 2014. Bidang yang ditekuninya adalah penentuan struktur protein dengan menggunakan metoda Sinar-X. Keni adalah founder Pustaka Sains.

4 thoughts on “Kenapa daging sapi berwarna merah sedangkan daging ayam berwarna lebih putih?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

X

Pin It on Pinterest

X