Mempelajari Pengaruh Lingkungan Kimiawi terhadap Aktivitas dan daya Tahan Panas Protease dari Bacillus pumilus y1

(1)

(2)

MEMPELAJARI PENGAWUH LBNGKUNGAN

KIMiAVIII

TERNADAP AKTIVIITAS

DAN DAVA TAHAN PWNAS

AGUS

_KUSDINAR

F 27. 1626

1 9 9 5

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

lRiSTlTUT PERTAWIAN BOGOR

(3)

AGUS KUSDINAR

F

271625. Mempelajari pengaruh lingkungan kimiawi

terhadap aktivitas dan daya tahan panas protease dari

Bacilluspumilus

y 1. Di

bawah bimbingan Budiatman Satiawihardja dan Maggy

T.

Suhartono.

Protease mempakan suatu enzim yang berperan sebagai katalis dalam

pemecahan protein. Protease dapat dihasilkan dari tanaman, hewan maupun

mikroba. Dalam penelitian

ini

digunakan mikroba dari

Bacillus pumilus

yl

yang teiah diisolasi dari limbah cair tahu. Penelitian

ini

bertujuan untuk

mempelajari pengaruh lingkungan kimiawi (golongan divalen dan monovalen,

alkohol monohidrat dan polihidrat, diterjen, pereduksi dan pengoksidasi

dm

bahan kimiawi tambahan) terhadap aktivitas dan daya tahan panas protease.

Media yang di,wakan untuk produksi protease dari mikroba ini adalah

limbah cair tahu dengan penambahan susu skim sebesar 5

%

.

Protease dari

Bacilluspumilus

yl memiliki suhu optimum 37 "C dengan pH optimum sekitar

8.

Penambahan aditif terhadap ekstrak enzim mempakan salah satu usaha

untuk meningkatkan aktivitas dan stabilitas enzim.

Logam berat, PMSF (1 dan 2 mM) serta EDTA (2, 4, dan

6

mM)

mempakan bahan kimiawi yang dapat menghambat aktivitas proteasenya.

Bahw-bahan kirniawi yang dapat meningkatkan aktivitas protease dari

Bacillus

(4)

KMnO, 6

mM

(0.208 Ulml), Tween 5

%

(0.576 Ulml), butanol 15

%

(0.373 Ulml) dan sorbitol 15

%

(0.689 Ulrnl). Persentase peningkatan aktivitas

protease stelah penambahan bahan-bahan k i i a tersebut di atas masing-masing

sebesar 117, 131, 70.5, 1007, 150, dan 720

%.

Daya tahan pmas protease dari

Bacilluspuinilus

y

1 (pada suhu inkubasi

55 "C) tertinggi dicapai setelah filtrat enzim ditambah Tween 5

%

d m CoC1,

6

mM yaitu selama 45 dan 43 menit. Pada inkubasi 55 OC, enzim protease

yang digunakan sebagai kontrol masih memperlihatkan adanya aktivitas sampai

pada menit ke-40, sedangkan setelah penambahan NaCl2

mM,

CoCl, 6

mM,

sorbitol 15

%,

butanol 15

%

aktivitas proteasenya pada menit ke- 50 masih

terlihat. Kekecualian dengan penambahan Tween 5

%

pada inkubasi selama

60 menit aktivitas proteasenya masih terlihat. Pada suhu inkubasi 90°C enzirn

kontrol masih terlihat aktivitasnya hanya sampai pada menit ke- 30, sedangkan

(5)

MEMPELAJARI PENGARUH LINGKUNGAN KJMIAWI

TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TANAN PANAS

PROTEASE DARI Bacillus pumilus y l

Oleh

AGUS KUSDINAR

F 27. 1625

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTAMAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor

1995

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(6)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI PENGARUH LINGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TAHAN PANAS

PROTEASE DARI Bacillus purnilus yl Oleh:

AGUS KUSDINAR

F 27. 1625

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SAWANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertailian

Iilstitut Pertanian Bogor

Dilahirkan Tanggal 19 Maret 1971 di Garut

Tanggal lulus :

6

April 1995

(7)

KATA

PENGANTAR

Puji syukw kehadiiat Allah SWT karena berkat rahmat-Nya penelitian dan penulisan skripsi ini dapat selesai. Adapun penelitian yang berjudul MEMPELAJARI PENGARUH LJNGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TAHAN PANAS PROTEASE DARI Bacillus pumilz~ y l ini dilakukan di PAU Bioteknologi, Lab. Mikroba dan Biokimia, Bogor.

Penelitian dan penulisan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini izinkanlah penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dr.

Lr.

_{Budiatman Satiawihardja, MSc. yang telah memberikan banyak masukan} dan petunjuk hingga selesainya penulisan skripsi ini.

2. Dr.

Ir.

_{Maggy T. Suhartono yang telah memberikan birnbingan dan fasilitas}

selarna ini sarnpai selesainya suipsi

ini.

3.

Ir.

_{Winiati Pudjirahayu, MS. sebagai dosen penguji yang telah memberikan}

masukan yang cukup berarti dalam penyempurnaan penulisan skripsi

ini.

4. Kedua orang tua, kakak-kakak dan adik yang telah banyak memberikan dorongan baik materil maupun nonmateril yang tak ternilai harganya.

5. Drs. Yaya Rukayadi, MSi. yang selalu memberikan motivasi dan masukan selama

(8)

6. Staf dan segenap rekan di lab. Milccobiologi dan Biokimia, PAU Bioteknologi, Bogor. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga karya sederhana ini dapat menarnbah khasanah pengetahuan dalarn bidang enzim khususnya protease.

Bogor, Maret 1995

(9)

DAFTAR IS1

KATAPENGANTAR

. . .

i

...

DAFTARISI

. . .

111

DAFTAR TABEL

. . .

vi

. .

DAFTAR GAMBAR

. . .

YII DAFTARLAMPIRAN

. . .

ix

I

.

PENDAHULUAN

. . .

1

II

.

_{TINJAUAN PUSTAKA}

. . .

₃

A

.

Enzim Protease

. . .

3

B

.

Protease Mikroba

. . .

4

C

.

Bacillzrs purnilus Hasil Isolasi dari L i i b a h Cair Tahu

. . .

8

D

.

Pengamh Lingkungan Kimiawi Terhadap Aktivitas Protease dari Bacillus pumilils y l

. . .

9

I

.

_{BAHAN DAN METODA PENELITIAN}

. . .

₁₃

. . .

A

.

BAHAN DAN ALAT 13 B

.

METODA PENELITIAN

. . .

14

1

.

Penyiapan Kultur dan lnokulum

. . .

14

.

. . .

2 Produksi Protease 14

. . .

.

3 Penentuan Suhu Optimum 15

(10)

4. Penentuan pH Optimum

. .

. . . .

.

. . .

.

. . .

.

.15

5. Pengaruh Lingkungan Kirniawi

. . .

.

.15

6. Penentuan Daya Tahan Panas Protease dari Bacillus pumilus y l

. .

17 7. Analisa Aktivitas Protease dari Bacillus ppl~milus y l

. .

.

. . .

.

17 rV. HASIL DAN PEMBAHASAN

. . .

.

. . .

.

. . .

. .

. . .

.20

A. PRODUKSI PROTEASE

.

. . .

.

. . .

.

. . .

.

.20 B. PENENTUAN SUHU DAN pH OPTIMUM UNTUK

AKTIVITAS PROTEASE DARI Bacilllcs puniil~cs y l

.

. . .

23

C. PENGARUH LINGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP

AKTIVITAS PRTOTEASE DARI Bacilbcs pumilns y l

. . .

26

1. Pengaruh Logam Monovalen Terhadap Aktivitas Enzirn

Protease dari Bacillus pztnzilus yl

. . .

. .

. . .

.

.26 2. Pengamh Logam Divalen Terhadap Aktivitas Protease

dari Bacillzcs plr?nilzcs y 1

. . .

.

. . .

.

. .

. . .

28 3. _{Pengaruh Logam Berat Terhadap Aktivitas Protease dari}

Bacillus pumihcs y 1

. .

. . .

.

. .

.3 ₁

4. Pengaruh Senyawa Pereduksi dan Pengoksidasi Terhadap

Aktivitas Protease dari Bacillrcs pumillcs yl

.

. . .

33 5. Pengaruh Senyawa Detergen Terhadap Aktivitas

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

MEMPELAJARI PENGAWUH LBNGKUNGAN

KIMiAVIII

TERNADAP AKTIVIITAS

DAN DAVA TAHAN PWNAS

AGUS

_KUSDINAR

F 27. 1626

1 9 9 5

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

lRiSTlTUT PERTAWIAN BOGOR

(99)

AGUS KUSDINAR

F

271625. Mempelajari pengaruh lingkungan kimiawi

terhadap aktivitas dan daya tahan panas protease dari

Bacilluspumilus

y 1. Di

bawah bimbingan Budiatman Satiawihardja dan Maggy

T.

Suhartono.

Protease mempakan suatu enzim yang berperan sebagai katalis dalam

pemecahan protein. Protease dapat dihasilkan dari tanaman, hewan maupun

mikroba. Dalam penelitian

ini

digunakan mikroba dari

Bacillus pumilus

yl

yang teiah diisolasi dari limbah cair tahu. Penelitian

ini

bertujuan untuk

mempelajari pengaruh lingkungan kimiawi (golongan divalen dan monovalen,

alkohol monohidrat dan polihidrat, diterjen, pereduksi dan pengoksidasi

dm

bahan kimiawi tambahan) terhadap aktivitas dan daya tahan panas protease.

Media yang di,wakan untuk produksi protease dari mikroba ini adalah

limbah cair tahu dengan penambahan susu skim sebesar 5

%

.

Protease dari

Bacilluspumilus

yl memiliki suhu optimum 37 "C dengan pH optimum sekitar

8.

Penambahan aditif terhadap ekstrak enzim mempakan salah satu usaha

untuk meningkatkan aktivitas dan stabilitas enzim.

Logam berat, PMSF (1 dan 2 mM) serta EDTA (2, 4, dan

6

mM)

mempakan bahan kimiawi yang dapat menghambat aktivitas proteasenya.

Bahw-bahan kirniawi yang dapat meningkatkan aktivitas protease dari

Bacillus

(100)

KMnO, 6

mM

(0.208 Ulml), Tween 5

%

(0.576 Ulml), butanol 15

%

(0.373 Ulml) dan sorbitol 15

%

(0.689 Ulrnl). Persentase peningkatan aktivitas

protease stelah penambahan bahan-bahan k i i a tersebut di atas masing-masing

sebesar 117, 131, 70.5, 1007, 150, dan 720

%.

Daya tahan pmas protease dari

Bacilluspuinilus

y

1 (pada suhu inkubasi

55 "C) tertinggi dicapai setelah filtrat enzim ditambah Tween 5

%

d m CoC1,

6

mM yaitu selama 45 dan 43 menit. Pada inkubasi 55 OC, enzim protease

yang digunakan sebagai kontrol masih memperlihatkan adanya aktivitas sampai

pada menit ke-40, sedangkan setelah penambahan NaCl2

mM,

CoCl, 6

mM,

sorbitol 15

%,

butanol 15

%

aktivitas proteasenya pada menit ke- 50 masih

terlihat. Kekecualian dengan penambahan Tween 5

%

pada inkubasi selama

60 menit aktivitas proteasenya masih terlihat. Pada suhu inkubasi 90°C enzirn

kontrol masih terlihat aktivitasnya hanya sampai pada menit ke- 30, sedangkan

(101)

MEMPELAJARI PENGARUH LINGKUNGAN KJMIAWI

TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TANAN PANAS

PROTEASE DARI Bacillus pumilus y l

Oleh

AGUS KUSDINAR

F 27. 1625

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTAMAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor

1995

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(102)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI PENGARUH LINGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TAHAN PANAS

PROTEASE DARI Bacillus purnilus yl Oleh:

AGUS KUSDINAR

F 27. 1625

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SAWANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertailian

Iilstitut Pertanian Bogor

Dilahirkan Tanggal 19 Maret 1971 di Garut

Tanggal lulus :

6

April 1995

(103)

KATA

PENGANTAR

Puji syukw kehadiiat Allah SWT karena berkat rahmat-Nya penelitian dan penulisan skripsi ini dapat selesai. Adapun penelitian yang berjudul MEMPELAJARI PENGARUH LJNGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP AKTIVITAS DAN DAYA TAHAN PANAS PROTEASE DARI Bacillus pumilz~ y l ini dilakukan di PAU Bioteknologi, Lab. Mikroba dan Biokimia, Bogor.

Penelitian dan penulisan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini izinkanlah penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dr.

Lr.

_{Budiatman Satiawihardja, MSc. yang telah memberikan banyak masukan} dan petunjuk hingga selesainya penulisan skripsi ini.

2. Dr.

Ir.

_{Maggy T. Suhartono yang telah memberikan birnbingan dan fasilitas}

selarna ini sarnpai selesainya suipsi

ini.

3.

Ir.

_{Winiati Pudjirahayu, MS. sebagai dosen penguji yang telah memberikan}

masukan yang cukup berarti dalam penyempurnaan penulisan skripsi

ini.

4. Kedua orang tua, kakak-kakak dan adik yang telah banyak memberikan dorongan baik materil maupun nonmateril yang tak ternilai harganya.

5. Drs. Yaya Rukayadi, MSi. yang selalu memberikan motivasi dan masukan selama

(104)

6. Staf dan segenap rekan di lab. Milccobiologi dan Biokimia, PAU Bioteknologi, Bogor. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga karya sederhana ini dapat menarnbah khasanah pengetahuan dalarn bidang enzim khususnya protease.

Bogor, Maret 1995

(105)

DAFTAR IS1

KATAPENGANTAR

. . .

i

...

DAFTARISI

. . .

111 DAFTAR TABEL

. . .

vi

. .

DAFTAR GAMBAR

. . .

YII

DAFTARLAMPIRAN

. . .

ix

I

.

PENDAHULUAN

. . .

1

II

.

_{TINJAUAN PUSTAKA}

. . .

₃

A

.

Enzim Protease

. . .

3 B

.

Protease Mikroba

. . .

4 C

.

Bacillzrs purnilus Hasil Isolasi dari L i i b a h Cair Tahu

. . .

8 D

.

Pengamh Lingkungan Kimiawi Terhadap Aktivitas Protease dari

Bacillus pumilils y l

. . .

9

I

.

_{BAHAN DAN METODA PENELITIAN}

. . .

₁₃

. . .

A

.

BAHAN DAN ALAT 13

B

.

METODA PENELITIAN

. . .

14 1

.

Penyiapan Kultur dan lnokulum

. . .

14

.

. . .

2 Produksi Protease 14

. . .

.

3 Penentuan Suhu Optimum 15

(106)

4. Penentuan pH Optimum

. .

. . . .

.

. . .

.

. . .

.

.15

5. Pengaruh Lingkungan Kirniawi

. . .

.

.15

6. Penentuan Daya Tahan Panas Protease dari Bacillus pumilus y l

. .

17 7. Analisa Aktivitas Protease dari Bacillus ppl~milus y l

. .

.

. . .

.

17 rV. HASIL DAN PEMBAHASAN

. . .

.

. . .

.

. . .

. .

. . .

.20

A. PRODUKSI PROTEASE

.

. . .

.

. . .

.

. . .

.

.20 B. PENENTUAN SUHU DAN pH OPTIMUM UNTUK

AKTIVITAS PROTEASE DARI Bacilllcs puniil~cs y l

.

. . .

23

C. PENGARUH LINGKUNGAN KIMIAWI TERHADAP

AKTIVITAS PRTOTEASE DARI Bacilbcs pumilns y l

. . .

26

1. Pengaruh Logam Monovalen Terhadap Aktivitas Enzirn

Protease dari Bacillus pztnzilus yl

. . .

. .

. . .

.

.26 2. Pengamh Logam Divalen Terhadap Aktivitas Protease

dari Bacillzcs plr?nilzcs y 1

. . .

.

. . .

.

. .

. . .

28 3. _{Pengaruh Logam Berat Terhadap Aktivitas Protease dari}

Bacillus pumihcs y 1

. .

. . .

.

. .

.3 ₁

4. Pengaruh Senyawa Pereduksi dan Pengoksidasi Terhadap

Aktivitas Protease dari Bacillrcs pumillcs yl

.

. . .

33 5. Pengaruh Senyawa Detergen Terhadap Aktivitas

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

(150)

(151)

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160)

(161)

(162)

(163)

(164)

(165)

(166)

(167)

(168)

(169)

(170)

(171)

(172)

(173)

(174)

(175)

(176)

(177)

(178)

(179)

(180)

(181)

(182)

(183)

(184)

(185)

(186)

(187)

(188)

(189)

(190)

(191)

(192)

(193)

(194)

(195)

(196)

(197)

(198)

(199)

(200)