i
APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN SELULASE
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH
(Hylocereus costaricensis)
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Oleh :
Hidayah Puji Riski
H0912064
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iii PERNYATAAN
Dengan ini saya Hidayah Puji Riski NIM: H0912064 Program Studi: Ilmu dan Teknologi Pangan menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul “APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN SELULASE PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH (Hylocereus Costaricensis)” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak ada unsur plagiarisme, falsifikasi, fabrikasi karya, data, atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh penulis lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 23 September 2016 Yang menyatakan
iv
PERSEMBAHAN
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi “Aplikasi Enzim Poligalakturonase dan Selulase Pada Klarifikasi Sari Buah Naga Super
Merah (Hylocereus Costaricensis)” merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung, diantaranya:
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Ketua Program Studi Teknologi Hasil Pertanian
3. Esti Widowati, S.Si. M.P selaku Pembimbing Utama dan Pembimbing Akademik yang dengan sabar dan senang hati memberikan banyak ilmu, saran, nasihat yang membangun bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
4. Edhi Nurhartadi., S.T.P., M.P selaku Pembimbing Pendamping yang memberikan banyak saran dan motivasi bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Ardhea Mustika Sari, S.T.P., M.Sc selaku Penguji Skripsi yang memberikan saran dan masukkan supaya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
6. Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staff Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas segala ilmu dan bantuan selama masa perkuliahan penulis.
vi
Pak Joko selaku Staff Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan UNS, terima kasih banyak atas segala bantuannya selama penelitian dan perkuliahan.
8. Ibu Diana, Pak Lantip, Pak Har selaku laboran Biologi dan Fisika MIPA PUSAT UNS, terima kasih atas segala bantuannya.
9. Kedua orang tua saya, Bapak Mujiono dan Ibu Wagiyah. Terima kasih atas dukungan, doa, semangat apapun yang tiada hentinya kalian berikan kepada saya. Dan kepada adik-adik saya Damai dan Ahyana terima kasih atas dukungannya serta keluarga besar yang selalu memberikan doa dan semangat bagi saya. Keberhasilan menyelesaikan skripsi ini saya persembahkan sebagai salah satu wujud rasa terimakasih saya.
10. Adik-adik ku tersayang Damai dan Ahyana yang menjadi motivasi untuk selalu melakukan yang terbaik.
11. Tim Penelitian: Nur Hidayanti, Ardhyta Elma Ivenaria, dan Guruh Panji Saputro, teman seperjuangan dalam penelitian enzim. Terimakasih atas ilmu, kerja keras, waktu, dan kesabaran sudah menjadi patner skripsi yang terbaik.
12. Sahabat sejak SMA: Diah Puspita N dan Anita Indrasari. Terima kasih atas dukungan, kesenangan, dan semangatnya selama pengerjaan skripsi ini.
13. Teruntuk teman lalala dan pejuang PP Irma Puspita E, Husnawati Fatihah H, dan Fatiyan Yuwinda A. Terima kasih atas nasehat, dukungan, bantuan, kegembiraan, dan semangatnya selama berjuang di bangku kuliah
vii
15. Untuk Aini mahmudah (Imud). Terima kasih atas nasehat dan semangatnya, dan terima kasih pula telah menyediakan waktu menjadi moderator seminar proposal maupun hasil.
16. Teruntuk penghuni kos “Tungga Dewi”: Mba Pit (Fitria Putri), Linda, Angga dkk. Terima kasih telah bersedia meminjamkan ruang dan fasilitas selama pengerjaan skripsi ini.
17. Seluruh anggota HIMAGHITA dan Folia yang telah membersamai perjuangan ini.
18. Seluruh teman-teman ITP 2012 yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu. Terimakasih banyak atas pertemanan, dukungan, dan semangat “Sensasional”nya.
19. Kakak-kakak ITP 2011 dan adik-adik ITP 2013-2014 yang penulias tidak dapat sebutkan satu persatu terima kasih atas dukungan dan semangatnya.
20. Teman-teman Koass seperjuangan atas pengalaman, persahabatan dan persaudaraannya selama ini.
21. Semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan skripsi ini dan memberi dukungan, doa serta semangat bagi penulis untuk terus berjuang.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
viii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN ... iii
PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
RINGKASAN ... xiv
SUMMARY ... xv
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A.Latar Belakang... 1
B. Rumusan Masalah ... 3
C.Tujuan Penelitian ... 3
D.Manfaat Penelitian ... 4
BAB II. LANDASAN TEORI ... 5
A. Tinjauan Pustaka ... 5
1. Buah Naga Super Merah ... 5
2. Sari Buah ... 8
3. Pektin ... 11
4. Selulosa ... 12
5. Klarifikasi Sari Buah ... 14
6. Enzim Poligalakturonase ... 15
7. Enzim Selulase ... 18
8. Pemurnian Enzim ... 20
B. Kerangka Berpikir ... 22
C. Hipotesis ... 23
ix
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 24
B. Bahan dan Alat ... 24
1. Bahan ... 24
2. Alat ... 26
C. Tahapan Penelitian ... 26
1. Proses Persiapan Isolat ... 26
2. Produksi, Isolasi, dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 26
2.1 Produksi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 26
2.2 Isolasi dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 27
3. Pemurnian Parsial Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 27
3.1 Presipitasi Amonium Sulfat ... 27
3.2 Dialisis ... 28
3.3 Uji Aktivitas Enzim ... 29
4. Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Pektinesterase ... 29
4.1 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase ... 29
4.2 Penentuan Konsentrasi Enzim Selulase ... 30
4.3 Penentuan Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 31
4.4 Pembuatan Sari Buah Naga Super Merah ... 31
D. Metode Analisis ... 34
x
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
A. Aktivitas Enzim Poligalakturonase dan Enzim Selulase ... 36
B. Pembuatan Sari Buah Naga Super Merah ... 36
C. Hasil Analisa Klarifikasi Sari Buahn Naga Super Merah ... 36
1. pH ... 37
2. Total Padatan Terlarut ... 40
3. Viskositas ... 43
4. Transmitansi ... 46
D. Rekomendasi Perlakuan Terbaik ... 48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
A.Kesimpulan ... 52
B. Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Naga Super Merah ... 8 Tabel 3.1 Karakteristik Isolat Bakteri Pektinolitik AR2 dan Isolat
Bakteri Selulolitik S6 ... 25 Tabel 3.2 Karakteristik Enzim Poligalakturonase AR2 dan Enzim
Selulase S6 ... 25 Tabel 3.3 Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Enzim
Selulase... 31 Tabel 3.4 Metode Analisis Sari Buah Naga Super Merah ... 34 Tabel 4.1 Rendemen Sari Buah Naga Super Merah ... 36 Tabel 4.2 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah
terhadap Parameter pH ... 37 Tabel 4.3 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah
terhadap Parameter Total Padatan Terlarut ... 40 Tabel 4.4 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah
terhadap Parameter Viskositas ... 43 Tabel 4.5 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah
terhadap Parameter Transmitansi ... 43 Tabel 4.6 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dan
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Buah Naga Super Merah ... 6
Gambar 2.2 Struktur Pektin ... 12
Gambar 2.3 Selobiosa... 13
Gambar 2.4 Tipe Pemotongan Enzim Pektinase ... 17
Gambar 2.5 Tipe Pemotongan Enzim Selulase ... 19
Gambar 2.6 Kerangka Berpikir ... 22
Gambar 3.1 Diagram Tahapan Penelitian ... 33
Gambar 4.1 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dengan Enzim Selulase Isolat S6 pada pH Sari Buah Naga Super Merah ... 39
Gambar 4.2 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dengan Enzim Selulase Isolat S6 pada TPT Sari Buah Naga Super Merah ... 41
Gambar 4.3 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2dengan Enzim Selulase Isolat S6 pada Viskositas Sari Buah Naga Super Merah ... 44
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Media Pektin Agar ... 57
Lampiran 2 Media Produksi Enzim Poligalakturonase... 57
Lampiran 3 Media Starter Enzim Poligalakturonase ... 57
Lampiran 4 Media Selektif Bakteri Selulolitik ... 58
Lampiran 5 Media Produksi Enzim Selulase ... 58
Lampiran 6 Media Starter Enzim Selulase ... 58
Lampiran 7 Reagen Uji Aktivitas Enzim ... 59
Lampiran 8 Media Pereaksi Uji Aktivitas Enzim ... 59
Lampiran 9 Buffer Asetat 0,05 M pH 5,2 ... 59
Lampiran 10 Perhitungan Jumlah Sel Mikroba ... 59
Lampiran 11 Tabel Konsentrasi Ammonium Sulfat ... 60
xiv
APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN SELULASE
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH
(Hylocereus costaricensis)
Hidayah Puji Riski H 0911064
RINGKASAN
Dalam pembuatan sari buah terdapat proses klarifikasi untuk menjernihkan dan menghindari adanya pengendapan yang tidak diinginkan karena akan menurunkan penerimaan konsumen. Penambahan enzim poligalakturonase dapat mengurangi kekeruhan dan menurunkan viskositas sari buah. Enzim selulase mendegradasi selulosa menjadi sub-unit glukosa dengan menghidrolisis ikatan β-1,4 dalam rantai glukosa sehingga meningkatkan hasil sari buah. Penggunaan enzim poligalakturonase dan enzim selulase dapat meningkatkan hasil dan kejernihan sari buah.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui interaksi dan pengaruh penggunaan enzim poligalakturonase isolat bakteri pektinolitik AR2 dan enzim selulase isolat bakteri selulolitik S6 terhadap karakteristik sari buah naga super merah berdasarkan parameter pH, total padatan terlarut, viskositas, dan transmitansi. Rancangan penelitian menggunakan pola Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RAL-Faktorial) dengan variasi konsentrasi enzim poligalakturonase (0; 0,06%; 0,09% dan 0.1%) dan variasi konsentrasi enzim selulase (0; 0,1% dan 0,13%) dengan tiga kali ulangan sampel dan satu kali analisis.
Hasil penelitian ini diperoleh enzim poligalakturonase dan selulase yaitu 0,161 U/ml dan 0,027 U/ml dengan purifikasi parsial. Penambahan enzim poligalakturonase dan selulase dapat meningkatkan nilai pH, meningkatkan nilai total padatan terlarut, menurunkan nilai viskositas, dan meningkatkan nilai transmitansi sari buah naga super merah. Sampel dengan penambahan enzim poligalakturonase 0,06% dan selulase 0,13% dengan nilai total padatan terlarut 12,267 oBrix, nilai viskositas 38,75 cP, nilai transmitansi 1,21 (%T535), dan nilai pH 6,083 merupakan sampel terpilih.. Nilai transmitansi terbaik pada sampel dengan penambahan enzim poligalakturonase 0,06% dan selulase 0,13% dengan nilai 1,21 (%T535).
xv
APPLICATION OF POLYGALACTURONASE AND CELLULASE ENZYME IN THE CLARIFICATION OF SUPER
RED DRAGON FRUIT (Hylocereus costaricensis) JUICE
Hidayah Puji Riski H0912064
SUMMARY
In the manufacture of fruit juices there were clarification process to cleared and avoided any precipitation that did not desirable because it would reduce consumer acceptance. The addition of polygalacturonase enzymes could reduce turbidity and lowered the viscosity of juice. Cellulase enzymes degraded cellulose into a sub-unit of glucose by hydrolyzed β-1,4 bond in the chain of glucose to increase the yield of fruit juice. The used of poligalacturonase and cellulase enzymes can improved the yield and purity of fruit juice.
The purpose of this research was to determine the effect and interaction of polygalacturonase enzyme pectinolitic bacterial isolate AR2 and cellulase enzyme cellulolitic bacterial isolate S6 in the characteristics of super red dragon fruit juice based on the parameters of pH, total dissolved solids, viscosity, and transmittance. This research used Randomized Complete Factorial Design (RCFD) with variation of polygalacturonase enzyme concentration (0%; 0.06%; 0.09%; 0.1%) and variation of cellulase enzyme concentration (0%; 0.1%; 0.13%) with three times replication sample and one time analysis.
The results of this research was obtained enzyme activity of polygalacturonase and cellulase was 0.161 U/ml and 0.027 U/ml respectively by partial purification. Addition of polygalacturonase and cellulase enzyme can increase pH, total dissolved solids, and transmittance, but decreased the viscosity value of super red dragon fruit juice. Sample with addition of polygalacturonase enzyme 0.06% and cellulase enzyme 0.13% with value of total dissolved solids 12.267 oBrix, viscosity 38.75 cP, transmittance 1.21 (% T535), and the pH value is 6.083 as selected samples. The highest transmittance value of the sample with the addition of polygalacturonase and cellulase enzyme at concentration 0.06% and 0.13% with a value of 1.21 (% T535).
