APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN · PDF fileA. Latar Belakang ... (5,22); menurunkan total...

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

2016

iii

PERSEMBAHAN

Karya Kecil ini kupersembahkan pada:

Alloh Subhana wa Ta’alaa, Untuk keluarga kecilku tercinta

Ibu Yomi dan Bapak Hardi, Mbak Kartini, Mas Giyanta, dan Mbak Hartini

Terimakasih atas kasih sayang dan cintanya

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.

7. Kedua orang tua saya, Ibu Yomi dan Bapak Hardi. Terima kasih atas

dukungan, doa, semangat apapun yang tiada hentinya kalian berikan kepada

saya. Keberhasilan menyelesaikan skripsi ini saya persembahkan sebagai

salah satu wujud rasa terimakasih saya.

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

Penulis

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

A. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. 26

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

B. Penentuan Perlakuan Terbaik .................................................. 55

viii

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 58

A. Kesimpulan .............................................................................. 58

B. Saran ........................................................................................ 58

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 59

LAMPIRAN ................................................................................................... 66

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


Parameter Total Padatan Terlarut ................................................. 44


Parameter Transmitansi ................................................................ 48


Parameter Viskositas .................................................................... 52

Tabel 4.5 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dan

Enzim Pektinesterase Terbaik Berdasarkan Faktor pH, Total Padatan

Terlarut, Viskositas, dan Transmitansi Sari Buah Naga Super Merah

................................................................................................... 56

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


dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada TPT Sari Buah Naga

Super Merah ............................................................................ 46


dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Transmitansi Sari

Buah Naga Super Merah ......................................................... 50


dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Viskositas Sari Buah

Naga Super Merah ................................................................... 53

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

A. Parameter pH ...................................................................... 73




Lampiran 11 Penentuan Perlakuan Terbaik .................................................. 89

A. Parameter pH ...................................................................... 89




Lampiran 12 Dokumentasi Penelitian ........................................................... 97

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

PECTINESTERASE ENZYME IN THE CLARIFICATION OF SUPER

RED DRAGON FRUIT (Hylocereus costaricensis) JUICE

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).

Keywords: super red dragon fruit, juice clarification, pectin, enzyme,

pectinesterase, polygalacturonase

APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN · PDF fileA. Latar Belakang ... (5,22); menurunkan total...

Documents

Transcript of APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN · PDF fileA. Latar Belakang ... (5,22); menurunkan total...