t
MEMPELAJARI SPESIFISITAS ALKOHOL, SPESIFISITAS POSISI DAN
PENGARUH SURU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE
EKSTRASELULER DARI KAPANG Aspergillus sp.
Oleh
JULITA
F02498075
2003
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
JULITA. F02498075. Mempelajari Spesifisitas AIkohol, Spesifisitas Posisi dao Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Ekstraseluler Kapang
Aspergillus sp. Dibawah bimbingan Ulis Nuraida dan Slamet Budijanto. 2003.
RlNGKASAN
Enzim lipase digunakan secara luas dalam industri pangan maupun non pangan. Pada industri pangan, enzim lipase dapat dipa1ikasikan pada industri susu dan olahannya, roti dan !we, bir, bumbu, dan lain-lain. Mikroorganisme merupakan penghasil enzim yang paling potensial. Upase mikrobial dapa! diperoleh dari bakteri Pseudomonas. Achromobacter dan Staphylococcus. kamir
Candida dan Torulopsis, dan kapang Aspergillus. Geotrichum, Penicillium.
Rhizopus dan Mucor (Darwis dan Sulwa, 1990).
Sifat-sifat enzim lipase dalam mengkata1isis suatu reaksi harns diketahui agar penerapannya dapa! optimal. Salah satu usaha untuk mengetahui bal tersebut adalah dengan melakukan karakterisasi enzim lipase. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari dan mengetahui spesifisitas alkohol. spesifisitas posisi. pengaruh suhu terhadap aktivitas esterifikasi dan pengaruh suhu terbadap aktivitas
hidrolisis enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp.
Pengujian spesifisitas alkohol dilakukan dengan mereaksikan asam laurat dan alkobol dengan berbagai panjang rantai (butanol, oktaool dan lauril a!kobol), berbagai posisi OH (n- butanol, sec-butanol dao tert-butanol) dan
berbagai jumlah OH (etilen glikol dan gliserol). Pengujiao spesifisitas posisi menggunakanPOP yang dihidrolisis oleb enzim lipase ekstraseluler kapaog
Aspergillus sp. Analisis asam lemak basil hidrolisis POP dilakukan dengao menggunakan Kromatografi Gas. Pengujian pengaruh suhu terhadap aktivitas esterifikasi dilakukan variasi subu reaksi mulai 40, 50, 60, dan 70°C. Aktivitas esterifikasi tertinggi diukur dengan mereaksikan asam laurat dan lauril alkohol pada variasi subu yang telah ditentukan. Aktivitas esterifikasi dilakukan dengan mengukur kecepatan awal reaksi berdasarkan penurunan jurnlah asam lemak sebelum dao sesudah esterifikasi (Hariyadi, 1995). Penurunao asam lemak sebelurn dan sesudah esterifIkasi menggunakan metode Lowry dan Tinsley (1975). Pengujiao pengaruh suhu terhadap aktifitas hidrolisis dilakukao pada variasi subu reaksi 30, 40, 50, 60, dan 70°C. Aktivitas hidrolisis tertinggi diukur dengan mereaksikan minyak kelapa., air, CaCh 0.1 M, dan enzim lipase ekstraseluler pada variasi subu yang telah ditentukan (Lienfield et al.,1984).
Aktivitas esterifIkasi tertinggi pada alkohol dengan berbagai panjang rantai dimiliki butanol (13.04 nunol ALB/g prot.menit) yang berbeda nyata dengan aktivitas yang dimiliki oleh oktanol (5.48 mmo! ALB/g prot.menit) dan lauril alkohol (4.50 mmol ALB/g prot.menit). Aktivitas esterifikasi tertinggi pada alkohol dengan berbagai posisi OR dimiliki oleh alkohol primer (13.04 mmol ALB/g prot. menit) yang juga berbeda nyata dengan aktivitas esterifikasi yang dimiliki oleh sekunder butanol (8.53 mmol ALBI g prot. menit) dan tersier butanol (2.27 mmol ALBI g prot. menit). Aktivitas esterifikasi tertinggi pada alkohol dengan berbagai jumlah OH dimiliki oleh etilen gtikol (1.72 mmol ALB/g prot.menit) y ang temyata tidak berbeda nyata dengan aktivitas esterifikasi y ang dimiliki oleh gliserol (0.74 mmo! ALB/g prot.menit).
Hidrolisis POP oleh enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp.
menghasilkan asam palmitat sebesar 52.83 mol AUmol dan asam oleat sebesar 10.93 mmo} AUmol. Perbandingan konsentrasi asam palmitat.dan asam oleat adalah 4.83:1. Hal ini berarti enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp.
memiliki spesifisitas posisi sn 1,3.
Aktivitas esterifikasi tertinggi diperoleh pada suhu 50 ·C (4.50 nunol ALBI g prot. menit), diikuti aktivitas esterifikasi pada suhu 40 ·C (4.42 nunol ALB/g prot.menit), aktivitas esterifikasi pada suhu 60 ·C (0.88 nunol ALB/g prot. menit) dan aktivitas esterifikasi terendah pada suhu 70 ·C (0.38 mmol ALB/g prot. menit). Aktivitas estrifikasi pada suhu 40 dan 50 ·C tidak beIbeda nyala, dengan demikian reaksi esterifikasi yang dikatalisis oleh enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus .p. dapat dilakukan pada kisaran suhu 40-50 ·C.
Sedangkan aktivitas hidrolisis tertinggi diperoleh pada suhu 30 ·C (123.5 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), diikuti aktivitas hidrolisis pada suhu 50 ·C (108.88 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), aktivitas hidrolisis Pada suhu 40 ·C (105.63 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), aktivitas hidrolisis pada suhu 60 ·C (65 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), dan aktivitas hidrolisis pada suhu 70 ·C (29.25 JJ.l1lol ALB/g prot.menit). Aktivitas hidrolisis pada suhu 30, 40 dan 50 ·C tidak beIbeda nyala, sehingga reaksi hidrolisis yang dikatalisis oleh enzim lipase ekstraseluler kapang
MEMPELAJARI SPESIFlSITAS ALKOHOL, SPESIFlSITAS POSISI DAN PENGARUH SUHU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE
EKSTRASELULER DARI KAPANG Aspergillus sp.
OIeb JULITA F02498075
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarn! untuk memperoleh gelar SaIjana Teknologi Pertanian
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Faknltas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOWGI PERTANIAN
MEMPELAJARI SPESIFISITAS AlKOHOL, SPESIFISITAS POSISI DAN PENGARUB SUBU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE
EKSTRASELULER DARI KAP ANG A.spergillus sp.
SKlUPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh ge1ar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Jurusan Teknologi Paogao dan om
Fakultas Teknologi Pertaoiao
Iostitut Pertanian Bogar
Olcb JULITA
F01498075
Dilabirkao pada tangga124 Jull 1980
di Jakarta
�1i4�
Dr. lr. Litis Nuraida. MSc-Dosen Pembimbing I
Tanggal Lulu, : II Maret 2003
Disetujui,
Bogor, 19 Maret 2003
J�
Dr. 1r. Slamet Budijanto, MAgrRlWAYAT HmUp
Penulis dilahirkan pada tanggal 24 1uli 1980 eli 1akana. Penulis adaJah anak ke lima dari enam
bersaudara dari pasangan Bapak Binsar Pakpahan
dan Ibu Tiara Pangaribuan. 1enjang penelidikau
dimlliaipada tahun 1986 eli SD Negeri Rawamangun
07
Pagi,
Jakarta Tmmr dan IuIus pada tahun 1992. Pada tahuu yang sarna diterima eli SMP Negeri 232, Jakarta Tunur dan IuIus pada tahun 1995, kemudianmeianjutkan
penelidikau eli SMU Negari 21, Jakarta Timur dan lulus pada tahun 1998.Pada tahun 1998 diterima menjaeli Mahasiswa 1urusan Teknologi Pangan dan Gizi, Faknltas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masnk IPB). Se1ama kuliah eli Institut Pertanian Bogor, aktif dalam Organisasi PMK (Persekntuan Mahasisiwa Kristen) IPB dan Paduan Suara Fateta (Faknltas Teknologi Pertanian). Semasa perlruJiahau pemah menjaeli Asisten Praktikum Mata KuJiah Pengetahuan Bahan P8Dgan dan Teknologi Proses Pangan Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Falrultas Teknologi Pertanian, Institut Pertauian Bogor.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur dipanjatkan kepada Tuhan Vesus Kristus, alas berkal. kasih karunia dan penyertaanNya yang tiada berkesudaban dan lelab memberi kekualan bikmal sehingga skripsi ioi dapal tersusun dan lerselesaikan. Penulis menyadari babwa kebadiran karya tulis ioi tidak Ierlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu
daIam kesempatan ioi disampaikan ucapan lerima kasih yang setulusnya kepada :
L
Ke1uarga
lerkasih, Mamak, Bapak, Kakak YOI, Lyaa, ltin, Kakak, Botmandan
keponakanku
Udia atas doa, oinla kasih, perbatian, pengertian, pengorbanan, baotuan dandukungan
serta kasih sayang yang diberikan.2. Dr. Jr. UIis Nuraida, MS. sebagai Dosen Pembimbing I, atas kesabarao dan
bitubingao yaog chberikao sebrms peoetitiao
mngg.
selesainya skripsi ini3. Dr. Jr. 'Slamet Budijanto, MAgr sebagai DoseD. Pembimbing n, atas kesabaran dan bitubingan yang diberikao selama penetitian hingga selesainya skripsi ini 4. Jr. Dede It. Adawiyah, Msi sebagai Dosen Penguji, atas masukan dan saran
yaog diberikao.
5. Mbak Ary, Mas Tanl"lk, Mbak Resti, Pak Sidik, Pak Koko, Pak Mol, Pak Rozak, Pak Wabid, Pak Sobirin, Ibn Rnbiyab, Pak Gatot, Mbak Ida, Pak Kama, Pak Narya atas kesabaran dan segala bantuaD selama penelitian di Lab.
Mikrobiologi, Kimia, Rekayasa Paogan PAU dao Lab. Jurusan TPG.
6. Teman·teman sepetjuangan dalam penelitian, Wiwin dan Idza, atas kerjasama,
suka dan duka yang kita alami
7. Sababal.sahabalku lercinla, Naoli (Iegarlab dalam menghadapi cobaan ioi !),
Riska, Renata, Ita, Kak Tiur, Lince (Ierima kasih kembali, Ternan !) dan Rudi, Bintang (yang tahah, Nak!). Rini, Elina, atas kebersamaan, perhatian, keceriaan, doa, dnkungan dan kritikan-kritikan yang diberikan.
8. Teman·teman di LaboratoriUIll, Kak Risma (thanks for the books, sis!), Mbak Wiji, Mbak Ida. Kak Rida. Mbak Nurjana. Ningrum. Fitri. Dimon (tetap semangat yah!), Yuli. Nanda, Nita, Ruslan. Thori. Mas Asep, Pak Soenar, Mas Dodi, Bik Omah (aIm), Bik Sari, atas bantuan, keceriaan dan kebersamaan kila.
9. Tim Kelompok KocH IPB (Gibbon, S.ur Lamria), Ade Pakpahan, Del� _.
teman-ternan UKM PMK IPB (teTUtama KomiBi Kesenian) • alas doa,
dukongan, perhatian, kehersamaan bersama DIA
10. Saudari-saudari di Pondok Kantika, Daniek, Kak Anti, Mbak Ary (sukses jadi
ibn!),
Anti, Mei, Er6n, Floryn, Kak En� Mbak om, Kak Marn� Santi,Maria. Doni, Lenti, juga saudari-saudari di Wtsma Andung (Pita, Monique tea,
Yun� An� Sake, Wendy, Dewi, Nita, Dessy canti'l"", Nia, Merry dan Tao). Terima kasih atas doa, pengertian, dllkllogan, kasih .. yang, keberaamaan dan keke1uargaan yang diberikan.
II. Rekan-rekan TPG 35 atas ma .. pedruliahan yang tidak akan terlupakan. Semoga karya ilmi.ah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2003
Penulis
DAFfAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR ... iii
DAFfAR ISI. ... ... v
DAFfAR TABEL ... viii
DAFfAR GAMBAR ... ix
DAFfARlAMPIRAN ... x
I. PENDAJillLUAN ... I A LATAR BELAKANG ... . . ... I B. TUJUAN PENEUTIAN ... 2
II. TlNJAUAN PUSTAKA ... ... 3
A ENZIM LIPASE ... 3
B. LIPASE MIKROBIAL ... 5
C. REAKSI-REAKSI YANG DIKATALISIS LIPASE ... 8
I. Hidrolisis ... 8
2. Esterifikasi ... ... '" 9 3. Interesterifikasi ... ' ... ... ... ... .. 10
D. SPESIFISITAS LIPASE ... . . ... ... II 1. Spesifisitas Jenis Lipid ... ... . ... 12
2. Spesifisitas Posisional... ... 12
3. Spesifisitas Asam Leroak ... \3
4. Spesifisitas Alkohol ... '" ... 13
5. Stereospesifisitas ... ".,' .... '"." ... " ... " ... 13
6, Spesifisitas Gabungan ... 14
E. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS LIPASE ... . ... ... ... ... . ... 14 I. Suhu ... ... .... . ... 14 2. pH ... ... 14 3. Ca:2+ ... . . . ... ... . ... ... ... ... ... ,, 15 4. Ion Metal ... ... ... ... ... 15 F. KAPANG Aspergillus sp . ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 16 v
III. BAHAN DAN METODE ... . . . . ... . . ... . . . ... . . . 18
A. BAHAN PENELITIAN ... . . . ... . . ... . . . ... 18
B. ALAT PENELITIAN ... . . . . ... . . . . ... . . . ... . . . ... . . 18
C. METODE PENELITIAN ... . . . .. 19
1. Produksi En.zim Kasar Lipase ... ... 19
a. Persiapan inokulum. ... 19
b. Kn1tivasi ... 19
c. Pemanenan en2im ... ; ... 19
d Ekstraksi &zim ... ... . . . ... 19
2. Karakterisasi En.zim Lipase ... 20
a. Pengujian spesifitas ... . ... . . . 20
1. Spesifisitas alkohol... . ... . . . 20
2. Spesitisitas posisi ... . . . . ... " ... ,' ... ,'. 21
b. Pengaruh subu terhadap aktifitas esterilikasi lipase ekstraseluler ... . . . ... ... " ... 21
c. Peogaruh subu terhadap aktivitas bicholisis lipase ekstraseluler ... . . . ... . . . ... 21
D. METODE ANALISIS ... . . . ... 22
1. Pengukuran Kouseotrasi Protein dengao Metode Bradford ... 22
2. Penguktuau Aktivitas Esterifikasi (Hariyadi, 1995) ... 22
3. Analisis Juudah Asam Lemak (Lowry dan Tinsley, 1975) ... 23
4. Ekstrasi Asam Lemak dengan menggunakan Metode Mattick dan Lee (1959) ... 24
5. Analisis Asaro Lemak dengan roenggunakan Kromatografi Gas (GC) ... . . . .. . . ... . . . 24
6. Pengnkuran Aktivitas Hicholisis (Lieofield et aI., 1984) ... .... 25
IV. H ASIL DAN PEMBAHASAN .... . . ... ... . . . ... . . . ... . . ... 26
A SPESIFISITAS ALKOHOL. ... . . . ... . . ... . . .. . . 26
1. Spesifitas AIkohol dengan Berbagai Panjang Raotai ... . . . ... . . . ... . 26
2. Spesifisitas Alkohol dengan Berbagai Posisi OH . . . ... . . ... . . . 28
3. Spesifisitas Alkohol dengan Berbagai lumlab OH ... . . . ... . . . ... . . . 29
B. SPESIFISITAS POSISI . . . ... . . ... . ... . . . 31
C. PENGARUH SUHU . . . .. . . ... . . ... . . ... ... . . . .. . . .. 32
