Aplikasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase pada Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah (Hylocereus costaricensis).

(1)

i

APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN PEKTINESTERASE

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 :

Nur Hidayanti

H0912093

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

(3)

iii

PERSEMBAHAN

Karya Kecil ini kupersembahkan pada: Alloh Subhana wa Ta’alaa, Untuk keluarga kecilku tercinta

(4)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi “Aplikasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase 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 Kepala Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan.

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 untuk 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.

(5)

v

8. Kakak-kakakku Mbak Kartini beserta keluarga, Mas Giyanta beserta keluarga, Mbak Hartini beserta keluarga, dan keluarga besar dari Mbah Warji atas nasihat, pengalaman, cerita, semangat dan motivasi terbaik.

9. Tim Penelitian: Hidayah Puji Riski, Ardhyta Elma Ivenaria dan Guruh Panji Saputro, teman seperjuangan dalam penelitian enzim. Terimakasih atas kesabarannya sudah menjadi patner skripsi terbaik.

10. Sahabat R. R Santi Permatasari atas inspirasi perjuangannya dan rekan-rekan FARIAN: Felia Wahono, Dian Ayu Puspitasari, Siti Nurkholifah, Yunia Rahmawati, Astri Budhi Satiti, atas semangatnya.

11. Sahabat-sahabat Zona Sharing: Sakinah, NR, NC, NN, Lulus, Mbak Katut, Novi, Fifi, Harwati, Rahmi, Salis, Ana, Tri, Sarah, Upik. Terimakasih untuk persahabatan dan kebersamaan yang terjalin selama menempuh bangku perkuliahan penuh suka duka.

12. Seluruh anggota HIMAGHITA dan Squad FUSI tercinta yang telah membersamai perjuangan ini.

13. Seluruh teman-teman ITP 2012. Terimakasih untuk pertemanan, dukungan, dan semangat “Sensasional”nya.

14. Kakak-kakak ITP 2011 dan adik-adik ITP 2013-2014 atas dukungan dan semangatnya.

15. Teman-teman kost QQ Tungga Dewi (Mba Phit, Dewangga, Dhita, Mba Celin, Uul, Ririn, Mb Risma, Mb Silvi, Mb Alfi, Mb Janti, Linda, Septi, Mb Mita, Mb Risto, Temmy, Muarifah, Alma, Lita) atas doa, pengalaman dan semangat berbagi.

16. Teman-teman Koass seperjuangan atas pengalaman, persahabatan dan persaudaraannya selama ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Surakarta, 20 Septermber 2016

(6)

vi DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERSEMBAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

RINGKASAN ... xii

SUMMARY ... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A.Latar Belakang... 1

B. Rumusan Masalah ... 4

C.Tujuan Penelitian ... 4

D.Manfaat Penelitian ... 4

BAB II. LANDASAN TEORI ... 5

A. Tinjauan Pustaka ... 5

1. Buah Naga Super Merah ... 5

2. Sari Buah ... 7

3. Pektin ... 10

4. Klarifikasi Sari Buah ... 14

5. Enzim ... 18

6. Enzim Poligalakturonase ... 19

7. Enzim Pektinesterase ... 21

8. Pemurnian Protein ... 23

B. Kerangka Berpikir ... 25

C. Hipotesis ... 25

BAB III. METODE PENELITIAN ... 26

(7)

vii

B. Alat dan Bahan ... 26

1. Alat ... 26

2. Bahan ... 27

C. Tahapan Penelitian ... 28

1. Proses Persiapan Isolat ... 28

2. Produksi, Isolasi, dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase ... 28

2.1 Produksi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase 28 2.2 Isolasi dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase ... 29

3. Pemurnian Parsial Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase 29

3.1 Presipitasi Amonium Sulfat ... 30

3.2 Desalting menggunakan Dialisis ... 31

3.3 Uji Aktivitas Enzim ... 31

4. Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase ... 33

4.1 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase ... 33

4.2 Penentuan Konsentrasi Enzim Pektinesterase ... 34

4.3 Penentuan Kombinasi Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Enzim Pektinesterase ... 34

5. Pembuatan Sari Buah Naga Super Merah ... 35

6. Pengujian Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ... 36

6.1 pH ... 36

6.2 Total Padatan Terlarut ... 36

6.3 Transmitansi ... 36

6.4 Viskositas ... 36

D. Metode Analisis ... 37

E. Rancangan Penelitian ... 38

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40

A. Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ... 40

1. pH ... 40

2. Total Padatan Terlarut ... 44

3. Transmitansi ... 47

4. Viskositas ... 51

(8)

viii

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 58

A.Kesimpulan ... 58

B. Saran ... 58

DAFTAR PUSTAKA ... 59

(9)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Naga Super Merah ... 6 Tabel 2.2 Syarat Mutu Minuman Sari Buah Menurut SNI 3719: 2014 ... 8 Tabel 3.1 Karakteristik Isolat Bakteri Pektinolitik yang Digunakan ... 27 Tabel 3.2 Karakteristik Enzim dari Isolat Bakteri Pektinolitik AR2 dan KK2 yang Digunakan ... 27 Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Haemocytometer Isolat AR2 dan KK2 ... 29 Tabel 3.4 Jumlah Enzim yang Dihasilkan ... 33 Tabel 3.5 Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase 35 Tabel 3.6 Rendemen Sari Buah Naga Super Merah ... 35 Tabel 3.7 Metode Analisis ... 37 Tabel 4.1 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap Parameter pH ... 41 Tabel 4.2 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap

Parameter Total Padatan Terlarut ... 44

Tabel 4.3 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap Parameter Transmitansi ... 48

Tabel 4.4 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap Parameter Viskositas ... 52

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rumus Bangun Asam Poligalakturonat ... 11

Gambar 2.2 Rumus Bangun Asam α-Galakturonat, Metil-α-Galakturonat, dan Pektin ... 12

Gambar 2.3 Tipe Pektinase Berdasarkan Titik Pemotongannya ... 20

Gambar 2.4 Mekanisme Flokulasi dan Koagulasi Kompleks Pektin-Protein ... 22

Gambar 2. 5 Pembentukan Kalsium Pektat oleh Enzim Pektinesterase ... 23

Gambar 2.6 Kerangka Berpikir ... 25

Gambar 3.1 Diagram Tahapan Penelitian ... 38

Gambar 4.1 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada pH Sari Buah Naga Super Merah ... 43

Gambar 4.2 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada TPT Sari Buah Naga Super Merah ... 46

Gambar 4.3 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Transmitansi Sari Buah Naga Super Merah ... 50

(11)

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Media Pektin Agar ... 66

Lampiran 2 Media Produksi Starter dan Produksi Enzim ... 66

Lampiran 3 Buffer Asetat 0,05 M pH 5,2 ... 66

Lampiran 4 Buffer Fosfat 0,05 M pH 7 ... 66

Lampiran 5 Perhitungan Jumlah Sel Mikroba ... 67

Lampiran 6 Reagen Uji Aktivitas Enzim Poligalakturonase ... 67

Lampiran 7 Reagen Uji Aktivitas Enzim Pektinesterase ... 68

Lampiran 8 Tabel Konsentrasi Ammonium Sulfat ... 68

Lampiran 9 Data Pengamatan Parameter Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ... 69

A. Parameter pH ... 69

B. Parameter Total Padatan Terlarut ... 70

C. Parameter Transmitansi ... 71

D. Parameter Viskositas ... 72

Lampiran 10 Hasil Analisis Statistik Two Way ANOVA ... 73

Lampiran 11 Penentuan Perlakuan Terbaik ... 89

(12)

xii

APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN PEKTINESTERASE PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH (Hylocereus

costaricensis)

Nur Hidayanti H 0912093

RINGKASAN

Buah naga super merah (Hylocereus costaricensis) segar hanya memiliki umur simpan 7-10 hari pada suhu 14 0C. Buah ini tidak dapat disimpan lama karena kadar air tinggi (90 %) sehingga perlu pengolahan lanjutan seperti minuman sari buah. Karakteristik dari sari buah naga super merah ialah kental, sedikit asam, dan banyak padatan terlarut. Kekentalan sari buah yang disebabkan oleh pektin dapat mengganggu filtrasi dan mengurangi rendemen sari buah. Degradasi pektin oleh enzim bertujuan untuk mengurai pektin menjadi lebih kecil agar mendapatkan sari buah naga yang encer dan jernih. Kombinasi enzim poligalakturonase dan pektinesterase dapat mengoptimalkan klarifikasi sari buah naga super merah. Enzim poligalakturonase bekerja dengan memutuskan ikatan α-1,4-glikosidik sedangkan enzim pektinesterase bekerja dengan memutuskan ikatan gugus metoksil dari pektin.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil kombinasi enzim poligalakturonase (PG) isolat bakteri pektinolitik AR2 dan enzim pektinesterase (PE) isolat bakteri pektinolitik KK2 pada klarifikasi sari buah naga super merah berdasarkan parameter pH, total padatan terlarut, viskositas, dan transmitansi. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RAL-F) dengan dua faktor, variasi konsentrasi enzim PG (0%; 0,06%; 0,09%; 0,1%) dan variasi konsentrasi enzim PE (0%; 0,5%; 0,75%; 1%), tiga kali ulangan sampel dan satu kali analisis. Data hasil penelitian dianalisis dengan metode Two Way ANOVA.

Hasil penelitian menunjukkan aktivitas enzim PG dan PE murni parsial yang didapatkan ialah 0,161 U/ml dan 0,351 U/ml. Interaksi kedua enzim berpengaruh pada parameter transmitansi dan viskositas, sedangkan parameter pH dan total padatan terlarut tidak terdapat interaksi antar enzim. Sampel penambahan enzim PG dan PE dapat meningkatkan pH dan transmitansi, serta menurunkan total padatan terlarut dan menurunkan viskositas. Sampel dengan penambahan enzim PG 0,1% dan PE 1% menjadi sampel terbaik karena dapat meningkatkan pH (5,22); menurunkan total padatan terlarut (11,6 0Brix); meningkatkan transmitansi (1,41 %T); dan menurunkan viskositas (11,76 cP). Kata kunci: buah naga super merah, klarifikasi sari buah, pektin, enzim,

pektinesterase, poligalakturonase

APPLICATION OF POLYGALACTURONASE AND

(13)

xiii Nur Hidayanti

H 0912093

SUMMARY

Fresh super red dragon fruit (Hylocereus costaricensis) has only a shelf life of 7-10 days at 14 0C. This fruit cannot be stored in a long time due to high water content (90 %), so it need for advance processing such as fruit juice drinks. The charactersistics of super red dragon fruit juice is viscous, acidic, and many dissolved solids. These are due to pectin contain that can disrupt of filtration and reduce juice yield. Thus its need to degradate into smaller substance in order to dilute and clear juice. The combination of polygalacturonase and pectinesterase enzymes can optimize clarification of super red dragon fruits. Polygalacturonase enzymes break α-1.4-glycosidic bond whereas pectinesterase enzymes break cluster metoxyl bond.

The purpose of this research observed combination AR2 of polygalacturonase enzyme (PG) pectinolytic bacterial isolate and pectinesterase enzymes (PE) pectinolytic bacterial isolate KK2 on super red dragon fruit juice clarification based on parameters pH, total dissolved solids, viscosity, and transmittance. This research used Factorial Completely Random Design (FCRD) with two factors, variation of PG enzyme concentration (0%; 0.06%; 0.09%; 0.1%) and variation of PE enzyme concentration (0%; 0.5%; 0.75%; 1%), three times replication of samples and one time analysis. The data were analyzed by Two Way ANOVA method.

The results of this research was obtained partial enzymes activity of PG and PE (0.161 U/ml and 0.351 U/ml). Enzymes interaction affect on transmittance and viscosity, but there were no interactions on pH and total dissolved solids. Sample, which added of PG and PE enzymes, can increase pH and transmittance, but it can decrease total dissolved solids and viscosity. Sample, which added of PG enzyme 0.1% and PE enzyme 1%, was selected because it can increase pH (5.22); decrease total dissolved solids (11.6 0Brix); increase transmitance (1.41 %T); and decrease viscosity (11.76 cP).