Publisher

KIPMIKIPMI

Journal Communications in Science and TechnologyCommunications in Science and Technology Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan ekstraksi keratin dari bulu bebek menggunakan metode ekstraksi berbantuan cairan ionik dan ultrasonik (IL-UAE) yang ramah lingkungan serta mengevaluasi potensi aplikasinya dalam rekayasa jaringan. Penelitian ini menyelidiki pengaruh pH deposisi (1-6), suhu ultrasonikasi (40-60°C), dan waktu (60-180 menit) terhadap hasil ekstraksi dan sifat fisikokimia. Hasil penelitian menunjukkan kondisi ekstraksi optimal pada pH 3, suhu 40°C, dan waktu 60 menit, menghasilkan 82% keratin dengan konsentrasi 0,50 mg/mL, sedangkan hasil terendah ditemukan pada pH 6 (33%, 0,20 mg/mL). Sementara itu, karakterisasi melalui FTIR mengonfirmasi struktur β-sheet yang dominan dengan puncak karakteristik pada 3250-3300 cm⁻¹ (regangan N-H/O-H) dan 1700-1500 cm⁻¹ (regangan C=O). SDS-PAGE mengungkapkan pita keratin murni (10-15 kDa), sementara SEM menunjukkan morfologi berlapis dan berpori yang cocok untuk aplikasi biomaterial. Analisis termogravimetri lebih lanjut mengidentifikasi tiga tahap degradasi yang terjadi pada 0-200°C (kehilangan 3,05%), 200-400°C (kehilangan 39,37%), dan 400-700°C (kehilangan 31,13%). Profil asam amino menunjukkan kandungan L-sistin yang tinggi (153.064,90-156.926,33 mg/kg) dengan jumlah glisin (63.958,25-64.064,73 mg/kg), L-prolin (77.631,16-77.717,42 mg/kg), dan L-leusin (59.111,43-59.198,60 mg/kg) yang signifikan. Studi molecular docking in silico mengidentifikasi leusin sebagai inhibitor prokolagen N-endopeptidase yang menjanjikan (energi ikat -5,0 kcal/mol), yang mengontrol proses pemecahan dan pembentukan kolagen. Kemampuan ini menjadikan keratin berpotensi untuk dikembangkan sebagai perancah untuk regenerasi jaringan tulang dalam industri medis.

Conclusion

Studi ini berhasil mengoptimalkan ekstraksi keratin dari bulu bebek menggunakan metode IL-UAE, dengan pH 3 menghasilkan rendemen tertinggi 82% dan mendukung pembentukan koaservat keratin stabil untuk aplikasi biomaterial.Karakterisasi menunjukkan keratin didominasi struktur β-sheet dan memiliki massa molekul 10-15 kDa, serta morfologi berpori yang seragam.Lebih lanjut, studi molecular docking mengidentifikasi potensi keratin, khususnya leusin, sebagai inhibitor prokolagen N-endopeptidase, membuka jalan bagi aplikasinya dalam regenerasi jaringan tulang dan mendukung ekonomi sirkular melalui pemanfaatan limbah.

Future Research

Mengingat temuan menjanjikan dari studi in silico mengenai potensi leusin dari keratin bulu bebek sebagai inhibitor prokolagen N-endopeptidase, langkah berikutnya yang krusial adalah memvalidasi secara empiris kemampuan tersebut. Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan studi in vitro menggunakan kultur sel osteoblastik atau sel punca mesenkimal untuk menguji secara langsung efek keratin terhadap ekspresi gen dan aktivitas enzim prokolagen N-endopeptidase, serta pengaruhnya pada sintesis dan remodeling kolagen. Selanjutnya, validasi in vivo melalui model hewan dengan defek tulang dapat memberikan bukti konklusif mengenai efektivitas keratin dalam mempromosikan regenerasi jaringan tulang. Selain itu, berdasarkan karakterisasi morfologi berpori keratin, perlu dikembangkan dan diuji perancah (scaffold) biomaterial berbasis keratin, baik murni maupun dalam bentuk komposit dengan polimer biokompatibel seperti PHB, untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang. Pengujian sifat mekanik, laju degradasi, dan kemampuan perancah ini dalam mendukung proliferasi, migrasi, serta diferensiasi sel tulang secara in vitro dan in vivo akan sangat berharga. Terakhir, untuk memperluas dampak keberlanjutan, disarankan untuk mengeksplorasi adaptasi metode ekstraksi IL-UAE yang telah dioptimalkan ini pada limbah unggas lain seperti bulu ayam atau kalkun. Penelitian dapat membandingkan profil asam amino dan sifat fungsional keratin dari berbagai sumber untuk mengidentifikasi aplikasi biomaterial baru, tidak terbatas pada regenerasi tulang, melainkan juga untuk aplikasi lain seperti penyembuhan luka, rekayasa kulit, atau bahkan sebagai bahan aditif fungsional dalam industri pakan atau kosmetik, sehingga memaksimalkan pemanfaatan limbah dan mendukung ekonomi sirkular yang komprehensif.

References

1. Ionic liquid ultrasound-assisted extraction (IL-UAE) for duck feather keratin and in silico evaluation... cst.kipmi.or.id/journal/article/view/1669Ionic liquid ultrasound assisted extraction IL UAE for duck feather keratin and in silico evaluation cst kipmi journal article view 1669

Metadata

File size	1.14 MB
Pages	12
DMCA	Report