PEMANFAATAN EKSTRAK PAPAIN KASAR SEBAGAI KOAGULAN PADA

PEMBUATAN TAHU

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tahu merupakan salah satu makanan yang dibuat dari bahan

baku kedelai melalui proses pengendapan dan penggumpalan. Tahu

banyak diminati oleh masyarakat di Indonesia. Banyaknya peminat

tahu menyebabkan meningkatkan produksi tahu. Proses pembuatan

tahu terdiri dari dua bagian, yaitu pembuatan susu kedelai dan

koagulasi proteinnya.

Proses koagulasi protein dilakukan dengan menambahkan zat

penggumpal ke dalam susu kedelai. Asam cuka, asam laktat, batu

tahu dan CaCl2. Namun, penggunaan zat penggumpal tersebut

menimbulkan masalah baru pada limbah yang dihasilkan. Limbah

yang dihasilkan berbau karena sisa asam yang digunakan untuk

koagulasi. Selain menggunakan asam, penggumpalan susu kedelai

dapat dilakukan dengan menggunakan enzim proteolitik. Enzim

proteolitik yang biasanya digunakan untuk koagulasi yaitu rennet,

renin, dan papain (Miskiyah, et all, 2011)

1.2. Rumusan Masalah

- Bagaimana pengaruh temperatur terhadap kerja enzim

papain pada koagulasi susu kedelai pada proses pembuatan

tahu?

- Bagaimana pengaruh pH larutan terhadap kerja enzim papain

pada koagulasi susu kedelai pada proses pembuatan tahu?

1.3. Tujuan

- Mengetahui pengaruh temperatur terhadap kerja enzim

papain pada koagulasi susu kedelai pada proses pembuatan

tahu.

- Mengetahui pengaruh pH larutan terhadap kerja enzim papain

pada koagulasi susu kedelai pada proses pembuatan tahu.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Pepaya

Pepaya (Carica pepaya L) merupakan tanaman yang berasal

dari Amerika Tropis dan termasuk dalam family Caricaceae. Famili

ini memiliki empat genus, yaitu Carica, Jarilla, Jacaranta, dan

Clycomorpha. Genus Carica memiliki 24 spesies, salah satunya

pepaya. Tanaman pepaya tersebar di daerah sekitar Meksiko

bagian selatan dan Nikaragua serta India. Tanaman pepaya

menyebar ke berbagai Negara tropis lainnya, termasuk Indonesia

dan di pulau-pulau Lautan Pasifik pada abad ke-17 (Kalie, 1999).

Hampir semua tanaman pepaya dapat dimanfaatkan, yaitu

batang, akar, daun, buah, serta getahnya. Getah pepaya cukup

banyak mengandung enzim yang bersifat proteolitik (pengurai

protein). Tepung getah pepaya kering sering digunakan untuk

berbagai keperluan, yaitu proses penjernihan bir, pengempukan

daging (Warisno, 2003). Selain enzim yang berasal dari getah

pepaya, terdapat beberapa enzim proteolitik, diantaranya enzim

bromelin, rennin, protease, dan fisin (Smith, 1993).

Getah pepaya mengandung enzim-enzim protease yaitu

papain dan kimopapain. Kadar papain dan kimopapain dalam buah

pepaya berturut-turut 10% dan 45%. Asam amino yang terdapat

dalam getah pepaya antara lain asam aspartat, treonin, serin, asam

glutamat, prolin, glisin, alanin, valine, isoleusin, leusin, tirosin,

phenilalanin, histidin, lysin, arginin, tritophan, dan sistein. Papain

merupakan satu dari enzim paling kuat yang dihasilkan oleh seluruh

bagian tanaman pepaya. Pada pepaya, getah termasuk enzim

proteolitik. Protein dasar itu memecah senyawa protein menjadi

pepton. Contoh enzim proteolitik lainnya adalah bromelain pada

nanas, renin pada sapi dan babi. Pemakaiannya masih jarang

lantaran sulit diekstrak dan aktivitasnya lebih rendah dibanding

papain (Nurul, 2003).

2.2. Protein

Protein merupakan salah satu kelompok bahan makronutrien.

Tidak seperti bahan makronutrien lainnya (karbohidrat, lemak),

protein ini berperan lebih penting dalam pembentukan biomolekul

daripada sumber energi. Protein ini dapat juga digunakan sebagai

sumber energi apabila organisme tersebut sedang kekurangan

energi. Keistimewaan lain dari protein adalah strukturnya yang

selain mengandung N, C, H, O, kadang mengandung S, P, dan Fe

(Sudarmadji, 1989).

Molekul protein merupakan rantai panjang yang tersusun oleh

mata rantai asam amino. Asam-asam amino saling dirangkaikan

melalui reaksi gugusan karboksil asam amino yang satu dengan

gugusan amino dari asam amino yang lain, sehingga terjadi ikatan

yang disebut ikatan peptida. Ikatan pepetida ini merupakan ikatan

tingkat primer. Dua molekul asam amino yang saling diikatkan

dengan cara demikian disebut ikatan dipeptida. Tiga molekul asam

amino, disebut tripeptida dan bila lebih banyak lagi disebut

polipeptida. Polipeptida yang hanya terdiri dari sejumlah beberapa

molekul asam amino disebut oligopeptida. Molekul protein adalah

suatu polipeptida, dimana sejumlah besar asam-asam aminonya

saling dipertautkan dengan ikatan peptida tersebut (Gaman, 1992).

Protein merupakan molekul yang sangat besar, sehingga

mudah sekali mengalami perubahan bentuk fisik maupun aktivitas

biologis. Banyak faktor yang menyebabkan perubahan sifat alamiah

protein misalnya : panas, asam, basa, pelarut organik, pH, garam,

logam berat, maupun sinar radiasi radioaktif. Perubahan sifat fisik

yang mudah diamati adalah terjadinya penjendalan (menjadi tidak

larut) atau pemadatan (Sudarmadji, 1989).

Protein fibriler (skleroprotein) adalah protein yang berbentuk

serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik

larutan garam, asam basa ataupun alkohol. Contohnya kolagen

yang terdapat pada tulang rawan, miosin pada otot, keratin pada

rambut, dan fibrin pada gumpalan darah. Protein globuler atau

steroprotein adalah protein yang berbentuk bola, larut dalam

larutan garam dan asam encer, juga lebih mudah berubah di bawah

pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa

dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu

susunan molekulnya berubah diikuti dengan perubahan sifat fisik

dan fisiologiknya seperti yang dialami oleh enzim dan hormone

(Budianto, 2009).

Protein primer merupakan hasil hidrolisis yang ringan,

sedangkan protein sekunder adalah hasil hidrolisis yang berat.

Protean adalah hasil hidolisis oleh air, asam encer atau enzim yang

bersifat tak larut, contohnya adalah miosan dan edestan.

Metaprotein merupakan hasil hidrolisi lebih lanjut oleh asam dan

alkali dan larut dalam asam dan alkali encer tetapi tak larut dalam

larutan-larutan garam netral. Contohnya asam albuminat dan alkali

albuminat. Proteosa bersifat larut dalam air dan tidak terkaogulasi

oleh panas.. Pepton merupakan hasil hidrolisis yang larut dalam air

tak terkaoagulasi oleh panas dan tidak mengalami salting out

dengan ammonium sulfat tetapi mengendap oleh preaksi alkalid

seperti asam fosfo tungstat (Winarno, 1992).

2.3. Enzim Papain

Enzim papain termasuk golongan enzim endopeptidase yang

termasuk ke dalam sistein protease. Enzim papain (EC 3.4.22.2)

memiliki sifat dan mekanisme katalitik yang mirip dengan enzim

cathepsin (EC 3.4.22). Enzim Cathepsin merupakan enzim protease

yang diisolasi dari jaringan hati mamalia dan termasuk juga

golongan endopeptidase (Otto dan Schirmeister, 1997).

Papain merupakan salah satu jenis enzim hidrolase yang

bersifat proteolitik. Papain diklasifikasikan ke dalam EC 3.4.22.2

dimana (3) menunjukkan kelas hidrolase, (4) menunjukkan sub-

kelas amidase, dan (22) menunjukkan sub-sub kelas endopeptidase

(Suhartono, 1991).

Papain memiliki sisi aktif yang terdiri atas asam amino sistein

dan histidin. Asam amino yang bersifat sangat reaktif adalah

sistein. Hal ini terjadi karena di dalam sistein terdapat sebuah

gugus tiol (-SH). Oleh karena itu enzim papain digolongkan ke

dalam protease tiol (Beveridge, 1996). Selain itu, enzim papain juga

digolongkan ke dalam endopeptidase, dimana papain dapat

memecah protein pada tempat-tempat tertentu dalam molekul

protein dan biasanya tidak mempengaruhi gugus ujung molekul

(Poedjiadi, 2006).

Enzim papain memiliki beberapa kelebihan dibandingkan

enzim proteolitik yang lain, yaitu tahan terhadap suhu proses,

memiliki kisaran pH yang luas dan lebih murni dibandingkan

bromelin dan ficin. Kisaran pH optimum papain yaitu 5-7.5 dan

stabil pada suhu 60-70 oC (Fox et all, 1982). Papain juga tidak

mengandung karbohidrat seperti pada bromelin dan ficin sehingga

mempunyai energi aktivasi yang lebih rendah karena lebih murni

dibandingkan enzim lain (De Man, 1997).

Metode-metode yang dapat digunakan dalam isolasi crude

enzim papain ada tiga cara, yaitu cara Peckolt, cara Walt dan cara

Balls dan Lineweaver. Metode yang paling baik di antara ketiga

metode isolasi crude enzim papain tersebut adalah cara Balls dan

Lineweaver, karena rendemennya selanjutnya dapat ditentukan.

Enzim papain dibagi menjadi 2 macam yaitu papain kasar (crude

papain) dan papain murni (crystal papain). Papain kasar (crude

papain) adalah getah pepaya yang telah dikeringkan, kemudian

dihaluskan hingga menjadi berbentuk tepung. Papain murni (crystal

papain) adalah hasil pemisahan dan pemurnian papain kasar

menjadi empat macam protein proteolitik, yaitu papain,

chimopapain A, chimopapain B, dan pepaya peptidase (Warisno,

2003).

Chimopapain A dan chimopapain B sifatnya agak mirip, maka

keduanya dapat disebut sebagai chimopapain saja. Keempat jenis

enzim proteolitik tersebut biasanya disebut papain saja atau papain

kasar. Sifat daya enzimatis papain kasar ini sangat tinggi karena

terdiri dari gabungan keempat enzim tersebut. Papain murni adalah

hasil pemisahan pemurnian papain kasar menjadi keempat enzim

proteolitik diatas. Papain murni banyak digunakan dalam industri

farmasi (Kalie, 1999). Berbagai penelitian kini sedang dilakukan

dalam usaha pemanfaatan enzim papain atau enzim sejenis lainnya

pada bidang-bidang industri lain yang belum digunakan.

2.4. Tahu

Tahu merupakan salah satu produk kedelai melalui proses

pengendapan dan penggumpalan. Proses pembuatan tahu terdiri

dari dua bagian, yaitu pembuatan susu kedelai dan penggumpalan

proteinnya. Susu kedelai dibuat dengan merendam kedelai dalam

air bersih. Perendaman dimaksudkan untuk melunakkan struktur

selular kedelai sehingga mudah digiling dan memberikan disperse

dan suspense bahan padat kedelai lebih baik pada waktu ekstraksi.

Perendaman juga dapat mempermudah pengupasan kulit kedelai

akan tetapi perendaman yang terlalu lama dapat mengurangi total

padatan. Kedelai yang telah direndam kemudian dicuci, digiling

dengan alat penggiling bersama-sama air panas (80oC) dengan

perbandingan 1:10. Bubur kedelai yang dihasilkan selanjutnya

disaring dan filtratnya didihkan selama 30 menit pada suhu 100-

110oC. susu kedelai yang dihasilkan kemudian digumpalkan. Zat

penggumpal yang dapat digunakan adalah asam cuka, asam laktat,

batu tahu dan CaCl2 (Koswara, 1992).

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di laboratorium biokimia unversitas

jember yang dimulai tanggal 20 maret 2014 sampai 30 april 2014

3.2 Alat dan Bahan

a. Alat

- Pisau sadap

- Gelas beker 500 mL 1

- Gelas beker 100 mL 5

- Pemanas

- Gelas Ukur 50 mL

- Labu Ukur 50 mL

- Labu ukur 100 mL

- pH meter

- Termometer

- Neraca Analisis

- Blender

b. Bahan

- Getah Pepaya

- NaHSO3

- NaCl

- Buffer fosfat pH 7

- Akuades

- Kedelai

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Isolasi Papain Kasar

a. Pembuatan papain kasar diawali dengan penyadapan getah buah

pepaya. Getah pepaya disadap menggunakan alat sadap atau pisau

yang ditorehkan pada kulit buah mulai dari pangkal hingga ujung

buah. Selanjutnya getah pepaya yang diperoleh dicampur dengan

larutan 0,1% v/v (NaHSO3:NaCl, 1:1). Campuran larutan getah

pepaya ini diaduk sampai rata kemudian ditambahkan 100 mL

buffer fosfat pH 7. Campuran tersebut dibiarkan selama 1 jam pada

suhu 4oC. selanjutnya disentrifugasi pada 1500 rpm selama 20

menit, dan dipisahkan antara supernatant dan endapannya. Bagian

supernatant diambil lalu disimpan pada suhu 4oC.

3.3.3 Proses Pembuatan Susu Kedelai

Susu kedelai dibuat dengan cara sebagai berikut: kedelai

kering sebanyak 100 g direndam dalam air bersih selama 4 sampai

dengan 12 jam. Selanjutnya kedelai yang telah direndam kemudian

dikupas kulitnya, dan direndam kembali selama 30 sampai 45

menit. Kedelai bersih selanjutnya digiling disertai penambahan air

sebanyak 8 sampai 10 kali jumlah kedelai. Hasil penggilingan

disaring.

3.3.4 Uji Aktivitas Enzim Papain

a. Aktivitas Enzim

Filtrat pada tahap sebelumnya diambil sebanyak 20 mL dan

didihkan selama 30 menit. setelah itu didinginkan hingga suhu

mencapai 60-70 oC, dan pH larutan dikondisikan mencapai 6.

Setelah kondisi sesuai, enzim papain dengan berbagai kadar (0,250,

500, 750 dan 1000 ppm). Dilakukan pengamatan waktu yang

dibutuhkan untuk koagulasi pada masing-masing variasi kadar

enzim papain.

b. Temperatur

Filtrat pada tahap sebelumnya diambil sebanyak 20 mL dan

didihkan selama 30 menit. setelah itu didinginkan hingga suhu

mencapai 50, 60, 70, 80 oC. Larutan di variasi kondisikan pada pH 6.

Setelah kondisi sesuai, enzim papain dengan kadar optimum

ditambahkan. Dilakukan pengamatan waktu yang dibutuhkan untuk

koagulasi pada masing-masing variasi kadar enzim papain.

c. pH Enzim

Filtrat pada tahap sebelumnya diambil sebanyak 20 mL dan

didihkan selama 30 menit. setelah itu didinginkan hingga suhu

mencapai 60-70 oC, dilakukan variasi pH (4, 5, 6, 7, dan 8). Setelah

kondisi sesuai, enzim papain dengan kadar optimum ditambahkan.

Dilakukan pengamatan waktu yang dibutuhkan untuk koagulasi

pada masing-masing variasi kadar enzim papain.

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1. Praktikum pertama dilakukan 2 April 2014.

1. Isolasi enzim papain Getah papaya dilarutkan dengan aquades (1:4) kemudian diaduk dan didiamkan selama 20 menit. Disaring kemudian campuran yang diperoleh disaring, diambil filtratnya Filtrat ditambahkan aseton 1 : 6 kemudian didiamkan selama 24 jam pada suhu 6℃.

4.1.2. Praktikum pertama dilakukan 3 April 2014.

2. Memperoleh enzim Diambil campuran yang didiamkan selama 24 jam kemudian disaring residu

(enzim papain) yang diperoleh diambil. Endapan berwarna putih Dilakukan pengeringan beku

4.1.3. Praktikum pertama dilakukan 7 April 2014.

3. Uji aktivitas Dilarutkan enzim kemudian di uji terhadap kasein namun tidak menggumpal.

(uji positif kasein menggumpal) Dibuat control dengan memanaskan enzim papain agar enzim rusak dan diuji

dengan kasein.

4.1.4. Praktikum pertama dilakukan 9 April 2014.

4. Isolasi enzim papain Getah papaya sebanyak 7 mL Getah diuji terhadap susu menggumpal hal ini menandakan adanya enzim

papain Getah dilarutkan dengan aquades (1:4) kemudian diaduk dan didiamkan

selama 20 menit. Disaring kemudian campuran yang diperoleh disaring, diambil filtratnya Filtrat sebanyak 13 mL Filtrat ditambahkan aseton 1 : 6 kemudian didiamkan selama 24 jam pada

suhu 6℃.

Penambahan aseton

4.1.5.Praktikum pertama dilakukan 10 April 2014.

Tidak dilakukan praktikum mati lampu

4.1.6. Praktikum pertama dilakukan 11 April 2014. Uji aktivitas dengan larutan kasein 1% tidak menggumpal

4.1.7. Praktikum pertama dilakukan 16 April 2014. Isolasi enzim papain

Getah papaya dilarutkan dengan aquades (1:4) kemudian diaduk dan didiamkan selama 20 menit.

Dilakukan pengujian filtrat yang diperoleh dari getah papaya yang ditambahkan aquades dengan susu menggumpal (1) dengan kasein tidak (2)

Disaring kemudian campuran yang diperoleh disaring, diambil filtratnya didiamkan 24 jam pada suhu 6 ℃

4.1.8.Praktikum pertama dilakukan 17 April 2014.

Uji aktivitas enzim

Dengan kasein tidak menggumpal (2) Dengan susu kedele yang dibuat dengan 100 gram kedele yang

direndam dalam air selama 10 jam kemudian dikupas kulitnya dan direndam kembali 30-45 menit.

Digiling dengan penambahan air sebanyak (1:8) Diambil filtratnya Dipanaskan pada suhu 60 ℃

Larutan enzim papain ditambahkan susu kedele menggumpal (1)

4.2. Hasil AnalisisPraktikum mini project yang dilakukan kali ini adalah mengetahui peran enzim papain dalam proses penggumpalan tahu, dimana pada bahan yang digunakan yaitu susu kedelai. Langkah awal yang dilakukan dalam praktikum ini yaitu mengisolasi enzim papain terlebih dahulu kemudian diuji aktifitasnya. Hasil yang diperoleh pada saat pertama kali praktikum adalah pada saat getah dilarutkan dalam aseton terdapat endapan putih dan larutan suspensi berwarna putih. Kemudian disaring dengan kertas saring kemudian diinkubasi dengan suhu 6oC selama 24 jam. Enzim yang diperoleh lalu diuji aktifitasnya untuk mengetahui bahwa enzim telah berhasil diisolasi, yaitu dengan menggunakan kasein 1%. Setelah enzim ditambahkan dalam tabung reaksi yang berisi larutan kasein hasil yang didapatkan adalah kasein tidak menggumpal, kemudian saat dibandingkan dengan kontrol yaitu enzim dirusak dengan pemanasan hasil yang didapatkan juga sama yaitu tidak menggumpal. Hal ini dapat disebabkan karena kasein sudah kadaluarsa sehingga molekul protein yang terdapat pada kasein tidak dapat diurai oleh enzim sehingga tidak menggumpal atau membentuk protein yang baru atau senyawa yang menyerupai protein (Sutrisno, 2007).Kemudian kami mengisolasi kembali enzim papain dengan cara yang sama, namun pelarut yang digunakan adalah aquades. Saat diuji aktifitasnya dengan kasein juga tidak menunjukkan hasil positif. Namun

saat diuji dengan susu kedelai menunjukkan adanya hasil positif, menunjukkan adanya penggumpalan, untuk gambar dapat dilihat pada hasil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa enzim berhasil diisolasi dengan baik dengan adanya penguraian protein oleh enzim yang menyebabkan adanya penggumpalan pada susu kedelai.Mekanisme pembentukan gel susu adalah adanya penurunan pH akibat pengasaman atau fermentasi yang menyebabkan perubahan kimia secara drastis. Perubahan utamanya yaitu kalsium dan fosfat bergabung dengan kasein. Ikatan fosfat tetap utuh dimana pH isoelektrik dari ikatan-ikatan ini menjadi lebih kuat. Selanjutnya partikel-partikel kasein pada pH ini sangat berbeda pada kondisi fisiologis, meskipun distribusi ukurannya tidak berubah secara luas. pH yang rendah pada susu menghasilkan ion kalsium meningkat yang sekaligus mengurangi ikatan isoelektrik bermuatan negatif pada larutan kasein. Partikel kasein teragregasi pada pH 4,6 yang mengakibatkan dorongan elektrostatik dan dorongan sterik menjadi hilang pada larutan kasein sehingga terbentuklah gel di dalam susu (Malaka, 1997).Setelah diketahui adanya uji aktifitas, selanjutnya adalah mengoptimasi pH dan suhu. Untuk optimasi suhu, susu kedelai dipanaskan dari suhu 50o-90oC bahkan pada titik didih air. kemudian diberikan enzim papain didalamnya, yang terjadi adalah enzim bekerja optimum pada suhu 60o, hal ini sesuai dengan literatur Arief (1975) yang menyebutkan bahwa enzim papain optimum pada suhu 50-60oC. Untuk suhu diatas suhu optimum, maka aktifitas enzim akan semakin berkurang yang ditandai dengan berkurangnya penggumpalan.

(selebihnya yang pH aku nggak begitu paham).....