Download - RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

Transcript
Page 1: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI DENGAN PRA-PERLAKUAN pH DAN SUHU

HANI NOVANTI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2014

Page 2: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan
Page 3: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi berjudul “Recovery Enzim

Katepsin dari Air Cucian Surimi dengan Pra-perlakuan pH dan Suhu” adalah benar merupakan hasil karya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dan karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Mei 2014

Hani Novanti C34080054

Page 4: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

ABSTRAK

HANI NOVANTI. Recovery Enzim Katepsin dari Air Cucian Surimi dengan Pra-perlakuan pH dan Suhu. Dibimbing oleh TATI NURHAYATI dan AGOES M JACOEB.

Surimi merupakan produk intermediet dari daging ikan yang digunakan untuk berbagai macam produk pangan diantaranya kamaboko. Masalah yang ditimbulkan dalam produksi surimi adalah limbah cair. Limbah cair dapat menimbulkan pencemaran lingkungan karena kadar BOD (Biological Oxygen Demand) yang tinggi. Limbah air cucian surimi tersebut masih dapat dimanfaatkan karena banyak mengandung bahan organik, salah satunya adalah enzim katepsin. Tujuan penelitian adalah menentukan parameter pH dan suhu dalam recovery enzim katepsin dari air cucian surimi. Suhu yang digunakan adalah 30°C, 40°C, 50°C, 60°C, 70°C dan pH yang digunakan adalah 3, 4, 5, 6, 7. Sampel dari masing-masing perlakuan diuji aktivitas enzim katepsin dan kadar protein. Hasil dari analisis aktivitas enzim katepsin dan kadar protein digunakan dalam perhitungan aktivitas spesifik dan tingkat kemurnian enzim katepsin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas enzim katepsin tertinggi tercapai pada pH 5 dengan pemanasan pada suhu 60°C berdasarkan aktivitas spesifik (17,90 U/mg) dan tingkat kemurnian (117) enzim katepsin. Kata kunci: air cucian surimi, enzim katepsin, pH, recovery enzim, suhu

ABSTRACT

HANI NOVANTI. Recovery of Enzyme Cathepsin from Surimi Wash Water with Pre-treatment pH and Temperature. Supervised by TATI NURHAYATI and AGOES M JACOEB.

Surimi, which is used for food industry such as kamaboko, is an itermediate fish product. The arising problem with surimi production is liquid waste disposal. Surimi wash water has poluted the environment because of the high Biological Oxygen Demand (BOD). Liquid waste from surimi production is contained with rich organic matter such as enzyme chatepsin. The purpose of this research is determine pH and temperature for enzyme cathepsin recovery from surimi wash water. Temperature and pH which used for recovery are 30°C, 40°C, 50°C, 60°C, 70°C and 3, 4, 5, 6, 7. Sample from every treatment tested with enzyme cathepsin activity assay and total protein. The result from both assay is used to determine spesific enzyme chatepsin activity and purification fold. Recovery enzyme cathepsin was maximised when surimi wash water was treated with acid (pH 5) and heat (60°C) based on spesific enzyme cathepsin activity. Optimized purifification fold was achieved (117) when surimi wash water was treated with acid (pH 5) and heat (60°C). Keyword: cathepsin, enzyme recovery, pH, surimi wash water, temperature

Page 5: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengujian hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

Page 6: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan
Page 7: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI DENGAN PRA-PERLAKUAN pH DAN SUHU

HANI NOVANTI

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Perikanan pada Departemen Teknologi Hasil Perairan

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2014

Page 8: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan
Page 9: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

Judul : Recovery Enzim Katepsin dari Air Cucian Surimi dengan Pra- perlakuan pH dan Suhu

Nama : Hani Novanti NRP : C34080054 Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

Dr Tati Nurhayati, SPi, MSi Dr Ir Agoes M Jacoeb, Dipl-Biol

Pembimbing I Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Joko Santoso, MSi Ketua Departemen

Tanggal Lulus :

Page 10: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Rasulullah SAW. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah enzim katepsin, dengan judul Recovery Enzim Katepsin dari Air Cucian Surimi dengan Pra-perlakuan pH dan Suhu.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini, terutama kepada:

1 Dosen pembimbing skripsi, yaitu Ibu Dr. Tati Nurhayati, S.Pi.,M.Si dan Bapak Dr. Ir. Agoes M Jacoeb, Dipl-Biol.

2 Kepada dosen penguji, Ibu Dra. Ella Salamah, M.Si. 3 Kepada Ketua Program Studi S1 Departemen Teknologi Hasil Perairan, Ibu

Dr. Ir. Iriani Setyaningsih, MS. 4 Kepada Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan, Bapak Prof. Dr. Ir.

Joko Santoso, M.Si. 5 Kepada Ibunda, Ayahanda, Uda Yano, dan Uda Ivan tercinta yang setiap

saat tanpa lelah selalu memberikan dorongan dan doanya. 6 Kepada sahabatku Nita, tim PKMP, dan teman-teman THP’45 yang selalu

memberi semangat. Kritik dan saran yang membanguan sangat diharapkan untuk perbaikan di

masa depan. Semoga karya tulis ilmiah ini dapat memberikan manfaat kepada semua pihak yang memerlukannya.

Bogor, 20 Mei 2014

Hani Novanti

Page 11: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL………………………………………………………………... ix DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………….. x DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………………… x PENDAHULUAN…………………………………………………………………1

Latar Belakang…………………………………………………………………..1 Perumusan Masalah…………………………………………………………….. 1 Tujuan…………………………………………………………………………... 1 Manfaat Penelitian……………………………………………………………… 2 Ruang Lingkup Penelitian……………………………………………………… 2

METODE PENELITIAN…………………………………………………………. 2 Waktu dan Tempat Penelitian………………………………………………….. 2 Bahan dan Alat…………………………………………………………………. 2 Prosedur Penelitian……………………………………………………………... 2

HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………………… 7 Analisis Kimia Air Cucian Surimi……………………………………………... 7 Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Aktivitas Enzim Katepsin………………………………………………………………………… 7 Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Kadar Protein……... 10 Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Aktivitas Spesifik Enzim Katepsin……………………………………………………………….. 12 Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Tingkat Kemurnian Enzim Katepsin……………………………………………………………….. 14

KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………….. 15 Kesimpulan……………………………………………………………………. 15 Saran…………………………………………………………………………... 15

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………… 16 LAMPIRAN……………………………………………………………………... 18 RIWAYAT HIDUP………………………………………………………………23

DAFTAR TABEL 1 Pembuatan larutan standar BSA konsentrasi 0,04-3,2 mg/mL .......................... 7 2 Hasil analisis kimia air cucian surimi .............................................................. 7 3 Aktivitas spesifik dan tingkat kemurnian enzim katepsin pada masing-

masing perlakuan .......................................................................................... 15

Page 12: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

DAFTAR GAMBAR 1 Diagram alir prosedur kerja pra-perlakuan recovery enzim katepsin dari air

cucian surimi ................................................................................................. 5 2 Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katepsin pada air cucian surimi ....... 8 3 Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim katepsin ............................................. 9 4 Pengaruh pH dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap aktivitas enzim

katepsin ....................................................................................................... 10 5 Pengaruh suhu terhadap kadar protein air cucian surimi ............................. 11 6 Pengaruh pH terhadap kadar protein air cucian surimi ................................. 11 7 Pengaruh pH dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap kadar protein air

cucian surimi ............................................................................................... 12 8 Pengaruh suhu terhadap aktivitas spesifik enzim katepsin ........................... 12 9 Pengaruh pH terhadap aktivitas spesifik enzim katepsin .............................. 13 10 Pengaruh pH dan pemanasan suhu 60°C terhadap aktivitas spesifik

aktivitas enzim katepsin .............................................................................. 14

DAFTAR LAMPIRAN

1 Kurva standar protein .................................................................................. 18 2 Data statistik aktivitas enzim katepsin perlakuan suhu ................................. 18 3 Data statistik aktivitas enzim katepsin perlakuan asam ................................ 18 4 Data statistik aktivitas enzim katepsin kombinasi perlakuan asam dan suhu 60°C............................................................................................................ 19 5 Data statistik kadar protein perlakuan suhu.................................................. 19 6 Data statistik kadar protein perlakuan asam ................................................. 20 7 Data statistik kadar protein kombinasi perlakuan asam dan suhu ................. 20 8 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin perlakuan suhu .................... 20 9 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin perlakuan asam ................... 21 10 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin kombinasi perlakuan asam

dan suhu 60°C ............................................................................................. 21 11 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin perlakuan suhu .................. 21 12 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin perlakuan asam ................. 22 13 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin kombinasi perlakuan asam

dan suhu 60°C ............................................................................................. 22

Page 13: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Surimi adalah protein miofibril dari daging ikan yang terstabilisasi dengan cara membuang tulang dan kulit dari daging ikan secara mekanis yang dicuci dengan air dan dicampur dengan krioprotektan. Surimi merupakan produk intermediet dari ikan yang digunakan untuk berbagai macam produk pangan diantaranya kamaboko (Lin et al. 1995).

Limbah dari hasil pembuatan surimi yang berupa padatan biasanya dikonversi menjadi pakan ternak atau ikan, namun limbah yang berupa cairan hanya dibuang begitu saja. Hal tersebut dapat menimbulkan pencemaran lingkungan karena kandungan organik yang sangat tinggi. Lin et al. (1995) melaporkan bahwa kadar Biological Oxygen Demand (BOD) dari proses pencucian surimi sebesar 6000-27000 mg/l.

Limbah air cucian surimi tersebut masih dapat dimanfaatkan karena banyak mengandung bahan organik. Menurut DeWitt dan Morrisey (2001), air cucian surimi tidak hanya mengandung protein sarkoplasma, namun juga protein miofibril, protease, hemepigment, dan komponen bioaktif potensial lainnya. Recovery komponen bioaktif dari air cucian surimi, misal protease, dapat meningkatkan nilai tambah dari limbah industri surimi.

Aplikasi dari protease dapat ditemukan dalam berbagai macam produk dalam industri makanan. Beberapa contoh dari aplikasinya adalah pemisahan protein dari tulang, produksi hidrolisat, pengempukkan daging, penjernihan, dan fermentasi (Haard 1992). An et al. (1994) juga telah mengidentifikasi katepsin L sebagai protease utama yang bertanggung jawab terhadap degradasi miosin dalam pembuatan surimi.

Perumusan Masalah

Metode yang dilakukan dalam recovery enzim katepsin adalah filtrasi menggunakan membran. Masalah yang ditimbulkan dalam proses filtrasi adalah terjadinya fouling pada membran. Masalah tersebut dapat diatasi dengan menggunakan proses pretreatment menggunakan asam dan pengaturan suhu.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pH dan suhu terbaik dalam pra-perlakuan recovery enzim katepsin dari air cucian surimi.

Page 14: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

2

Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan memberikan informasi mengenai pra-perlakuan dalam recovery enzim katepsin dari air cucian surimi dengan parameter suhu dan pH.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini adalah analisis kimia air cucian surimi, pemanasan dengan suhu yang berbeda, perlakuan menggunakan asam dengan pH tertentu, analisis aktivitas enzim katepsin, dan analisis kadar protein.

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2012 hingga Oktober 2012. Penelitian bertempat di Laboratorium Biokimia Hasil Perairan untuk analisis kimia, analisis aktivitas enzim katepsin dan kadar protein dilakukan di Laboratorium Bahan Baku Hasil Perairan, pemanasan dengan waterbath dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Hasil Perairan, serta mengukur nilai absorbansi sampel menggunakan spektrofotometer di Laboratorium Bioteknologi Hasil Perairan II, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor. Sentrifugasi sampel dilakukan di Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat Bahan utama yang digunakan penelitian ini adalah ikan lele (Clarias gariepinus) ukuran 10/kg dan asam klorida (HCl). Bahan-bahan yang digunakan untuk pengujian adalah hemoglobin 2%, buffer Tris-Cl (pH 7,4, 0,1 mL), TCA 5% (w/v), pereaksi folin, tirosin, bovine serum albumin (BSA), coomasive brilliant blue G-250, etanol 95% (v/v), dan asam fosfat 85% (v/v).

Alat-alat yang digunakan untuk penelitian meliputi, waterbath, sentrifuge, freezer, timbangan digital, pH meter, labu erlenmeyer 50 mL, dan peralatan gelas lainnya. Peralatan untuk pengujian meliputi kertas saring, inkubator, spektrofotometer, timbangan digital, dan peralatan gelas lainnya.

Prosedur Penelitian

Prosedur recovery enzim katepsin air cucian surimi dilakukan dalam empat tahap. Tahap pertama adalah pembuatan air cucian surimi dari ikan lele

Page 15: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

3

(Clarias gariephinus). Tahap kedua adalah perlakuan air cucian surimi menggunakan suhu yang berbeda-beda diikuti dengan pengujian kadar protein dan aktivitas enzim katepsin. Tahap ketiga adalah perlakuan air cucian surimi menggunakan asam dengan pH berbeda yang diikuti dengan pengujian kadar protein dan aktivitas enzim katepsin. Tahap keempat adalah memanaskan sampel dari perlakuan asam menggunakan suhu terbaik dari tahap sebelumnya dan diikuti dengan analisis kadar protein serta aktivitas enzim katepsin. Setiap perlakuan dan proses analisis menggunakan tiga kali ulangan. Diagram alir metode pra-perlakuan recovery enzim katepsin dari air cucian surimi dapat dilihat pada Gambar 1. Preparasi Air Cucian Surimi dari Ikan Lele (Clarias gariephinus)

Ikan lele yang dipakai dibeli dalam keadaan hidup. Ikan tersebut kemudian dipreparasi dan difillet. Ikan dicacah menggunakan pisau dan digiling menjadi mince menggunakan meat grinder. Daging tersebut kemudian dicuci menggunakan air dingin dengan perbandingan air dan daging sebesar 3:1. Daging yang sudah dicuci diperas airnya menggunakan kain belacu. Air perasan atau air cucian tersebut kemudian dipakai sebagai bahan penelitian.

Analisis Proksimat Air Cucian Surimi

Air cucian surimi yang telah diambil dianalsis untuk mengetahui kandungan di dalamnya. Analisis yang dilakukan adalah uji kadar air, abu, dan protein. 1) Kadar air (AOAC 2005)

Proses analisis diawali dengan mengeringkan cawan porselen kosong dalam oven selama 15 menit. Cawan tersebut kemudian didinginkan dalam deksikator selama 20 menit, selanjutnya ditimbang. Sampel air cucian surimi sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam cawan kemudian dikeringkan dalam oven suhu 100°C. Tekanan yang digunakan tidak lebih dari 100 mmHg. Proses pengovenan dilakukan selama lima jam atau sampai beratnya konstan. Cawan berisi sampel yang telah dioven didinginkan dalam desikator, selanjutnya ditimbang. Perhitungan kadar air menggunakan rumus berikut.

Kadar air (%)= B - CB - A ×100%

Keterangan : A = berat cawan kosong (gram)

B = berat cawan + sampel awal (gram) C = berat cawan + sampel kering (gram)

2) Kadar abu (AOAC 2005) Cawan pengabuan dikeringkan dalam oven selama satu jam pada suhu

105°C. Cawan tersebut kemudian didinginkan selama 15 menit dalam desikator, selanjutnya ditimbang. Sampel sebanyak lima gram dimasukkan ke dalam cawan pengabuan dan dipijarkan di atas kompor listrik hingga proses tersebut tidak menghasilkan asap. Cawan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tanur pengabuan selama enam jam pada suhu 400°C. Cawan tersebut selanjutnya didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Penentuan kadar abu dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

Page 16: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

4

Kadar abu(%)=Berat abu (g)

Berat sampel (g)×100%

Berat abu (g) = berat sampel dan cawan akhir (g) – berat cawan kosong (g)

3) Kadar protein (AOAC 2005) Analisis kadar protein terdiri dari tiga tahap, yaitu destruksi, destilasi, dan

titrasi. Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode mikro Kjeldahl. Sampel ditimbang sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl 100 mL. Sebanyak 1 tablet katalis dan 3 mL H2SO4 pekat serta sampel didekstruksi (pemanasan dalam keadaan mendidih) pada suhu 410°C selama 2 jam atau sampai hijau bening. Setelah dingin diencerkan hingga 100 mL dan diambil 10 mL untuk destilasi. Larutan tersebut setelah dingin ditambah dengan 50 mL akuades dan 20 mL NaOH 40%, lalu didestilasi dengan suhu destilator 100°C. Hasil destilasi ditampung dalam labu erlenmeyer yang berisi campuran 10 mL H3BO3 2% dan 2 tetes indikator bromchrerol green-methyl red bewarna merah muda (1:2). Setelah volume hasil tampungan (destilat) menjadi 40 mL dan berwarna hijau kebiruan, destilasi dihentikan dan destilat dititrasi dengan HCl 0,10 N sampai berwarna merah muda. Perlakuan yang sama dilakukan juga terhadap blanko. Kadar protein dihitung dengan rumus sebagai berikut:

N(%)=(mL HCl-mL blanko) × NHCl × faktor pengenceran × 14,007

mg contoh × faktor koreksi alat×100%

Protein (%) = N (%) x 6,25

Perlakuan Air Cucian Surimi dengan Suhu (DeWitt dan Morrissey 2001)

Air cucian surimi diberi perlakuan panas. Pemanasan dilakukan dengan cara menempatkan 10 mL air cucian dalam 50 mL erlenmeyer yang ditutup alumunium foil dan diletakkan dalam waterbath dengan suhu 30°C, 40°C, 50°C, 60°C, dan 70°C selama 10 menit. Setelah dipanaskan, sampel didinginkan secara singkat dalam bak berisi es dan disentrifugasi pada 3.000 g selama 6 menit, suhu 4°C. Supernatan yang dihasilkan diambil dan dismpan dalam freezer. Kemudian supernatan tersebut dianalisis aktivitas enzim katepsin (Dinu et al. 2002) dan kadar proteinnya (Bradford 1976). Suhu dengan aktivitas enzim katepsin tertinggi yang diperoleh dijadikan sebagai acuan untuk pemanasan yang dilakukan setelah perlakuan dengan asam.

Perlakuan Air Cucian Surimi dengan Asam (DeWitt dan Morrissey 2001)

Air cucian surimi diberi perlakuan dengan asam, yaitu asam klorida (HCl). Air cucian (20,0 g) diberi perlakuan dengan HCl dengan pengaturan pH 1 dan 0,1 N. Volume akhir adalah 25,0 mL dengan akuades. Target pH yang akan dipakai adalah 7; 6,0; 5,0; 4,0; dan 3,0. Semua preparasi dilakukan secara duplo.

Sampel yang telah diberi asam langsung disentrufugasi pada 3.000 g selama 6 menit dan suhu 4 °C. Supernatan yang dihasilkan diambil dan diuji aktivitas enzimnya (Dinu et al. 2002) katepsin dan kadar proteinnya (Bradford 1976) serta pH akhir dihitung. Setelah itu disimpan pada suhu rendah di dalam freezer sampai dilakukan analisis lebih lanjut. Supernatan yang tersisa diberi perlakuan dengan panas.

Page 17: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

5

Keterangan : Input dan output : Proses

Gambar 1 Diagram alir prosedur kerja pra-perlakuan recovery enzim katepsin dari air cucian surimi

Ikan lele

Preparasi dan pencacahan menggunakan pisau

Penggilingan menggunakan meat grinder

Pemerasan daging menggunakan kain belacu

Pencucian daging menggunakan air dingin dengan perbandingan 3:1

Perlakuan penambahan asam dengan pH 3, 4, 5 6, dan 7 menggunakan HCl

Perlakuan menggunakan suhu 30°C , 40 °C, 50 °C, 60°C, dan 70 °C

Sentrifugasi 3.000 g pada suhu 4°C selama 12

menit

Pemanasan sampel hasil perlakuan asam menggunakan suhu terbaik

Analisis aktivitas enzim (Dinu et al. 2002) katepsin dan kadar protein (Bradford 1976)

Sentrifugasi 3.000 g pada suhu 4°C selama 12 menit

Supernatan

Sentrifugasi 3.000 g pada suhu 4°C selama 12 menit

Supernatan

Supernatan

Analisis aktivitas enzim (Dinu et al. 2002) katepsin dan kadar protein (Bradford 1976)

Analisis aktivitas enzim (Dinu et al. 2002) katepsin dan kadar

protein (Bradford 1976)

Air cucian surimi

Analisis kimia dan aktivitas enzim katepsin air cucian surimi

Page 18: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

6

Perlakuan Air Cucian Surimi dengan Kombinasi Asam dan Pemanasan (DeWitt dan Morrissey 2001) Air cucian surimi yang telah diberi perlakuan dengan asam diambil sebanyak 10 mL untuk dipanaskan dengan suhu terbaik yang diperoleh dari perlakuan sebelumnnya. Air cucian surimi tersebut dipanaskan menggunakan waterbath dalam tabung erlenmeyer 50 mL dan dibungkus dalam aluminum foil selama 10 menit. Sampel yang telah dipanaskan kemudian disentrifugasi kembali pada 3000 g selama 6 menit, suhu 4°C. Kemudian supernatan tersebut dianalisis aktivitas enzim katepsin (Dinu et al. 2002) dan kadar proteinnya (Bradford 1976). Analisis 1) Aktivitas katepsin (Dinu et al. 2002)

Aktivitas proteolitik katepsin diuji menggunakan hemoglobin sebagai substratnya dengan konsentrasi 2% pH 2. Sebanyak 0,5 mL larutan substrat, 01 mL buffer Tris-Cl pH 7,4 diinkubasi dengan 0,1 mL larutan enzim pada 37 °C selama 10 menit. Reaksi dihentikan dengan penambahan 2 mL TCA 5% (w/v). Campuran disaring dan 1 mL filtrat hasil penyaringan ditambah dengan 1 mL pereaksi folin. Campuran kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 750 nm. Selain itu, dilakukan pula pengukuran untuk larutan blanko dan larutan standar enzimnya digantikan dengan akuades dan tirosin. Unit didefinisikan sebagai banyaknya enzim yang dapat mengubah substrat menjadi 1 µmol tirosin dalam 1 menit.

Aktivitas enzim katepsin dapat dihitung dengan rumus berikut:

UA = (Absorbansi sampel − absorbansi blanko )(Absorbansi standar − absorbansi blanko ) × P ×

1T

Keterangan: UA = jumlah tirosin yang dihasilkan per ml enzim per menit P = faktor pengenceran T = waktu inkubasi

2) Pengukuran konsentrasi protein (Bradford 1976) Konsentrasi protein ditentukan menggunakan metode Bradford dengan

bovine serum albumin sebagai standar. Persiapan peraksi Bradford dilakukan dengan cara melarutkan 5 mg coomasive briliant blue G-250 dalam 2,5 mL etanol 95% (v/v). Jika telah larut dengan sempurna lalu ditambah 5 mL asam fosfat 85% (v/v). Jika telah larut dengan sempurna ditambah akuades hingga 250 mL dan disaring dengan kertas saring Whatman no.1 serta diencerkan 5 kali sesaat sebelum digunakan.

Konsentrasi protein ditentukan menggunakan metode Bradford dengan cara 0,1 mL enzim dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambah 5 mL peraksi Bradford, dan diinkubasi selama 5 menit serta diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 595 nm. Demikian pula untuk larutan standar dilakukan sama seperti larutan sampel dengan konsentrasi antara 0-3,2 mg/mL. Tahap berikutnya adalah membuat kurva standar dengan absorbansi sebagai ordinat (sumbu y) dan konsentrasi protein sebagai absis (sumbu x). Bedasarkan kurva tersebut dapat ditentukan konsentrasi protein dalam sampel. Komposisi volume larutan dengan pembuatan larutan standar dengan konsentrasi 0,04 – 3,2 mg/mL larutan BSA dapat dilihat pada Tabel 1.

Page 19: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

7

Tabel 1 Pembuatan larutan standar BSA konsentrasi 0,04-3,2 mg/mL Konsentrasi BSA

(mg/mL) Volume BSA (mL) Volume akhir (mL)

0 0 10 mL 0,4 1,25 10 mL 0,8 2,50 10 mL 1,2 3,75 10 mL 1,6 5,00 10 mL 2,0 6,25 10 mL 2,4 7,50 10 mL 2,8 8,75 10 mL 3,2 10,00 10 mL

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Kimia Air Cucian Surimi

Air cucian surimi diambil pada proses pencucian mince ikan lele. Air cucian yang telah diambil dianalsis kandungan air, abu, dan protein sebelum diberi perlakuan. Air cucian surimi tersebut juga dianalisis aktivitas enzim katepsin dan aktivitas spesifik enzim katepsinnya. Hasil analisis kimia air cucian surimi dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Hasil analisis kimia air cucian surimi

No Parameter Hasil 1 Air (basis basah) 98,21 % 2 Abu 0,19 % 3 Protein 0,88 % 4 Aktivitas Enzim Katepsin 0,14 U/mL 5 Aktivitas Spesifik Enzim Katepsin 0,15 U/mg

Hasil analisis kimia air cucian surimi menunjukkan adanya protein pada

air cucian surimi, yaitu sebesar 0,88%. Kadar protein tersebut cenderung lebih rendah dibandingkan dengan penelitian Lin et al. (1995) yang sebesar 2,34%. Perbedaan kadar protein tersebut disebabkan oleh perbedaan proses produksi surimi yang dilakukan. Air cucian surimi yang diperoleh untuk proses penelitian diperoleh dengan cara memeras daging cincang ikan lele menggunakan kain belacu. Hal ini menyebabkan kurang maksimalnya pencucian daging ikan dibandingkan menggunakan mesin yang berada di pabrik pembuatan surimi.

Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Aktivitas Enzim Katepsin

Enzim sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Reaksi enzim yang

dikatalisasi mengikuti aturan yang sama dengan reaksi kimia biasa yang terjadi

Page 20: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

8

peningkatan aktivitas 2-3 faktor setiap 10°C bedasarkan aturan van t’Hoff. Tidak ada batas ketinggian suhu secara teoritis, namun setelah tercapai temperatur maksimal reaksi katalis enzim akan menurun sampai titik nol. Penurunan ini terjadi akibat denaturasi protein seiring meningkatnya suhu (Bisswanger 2008). Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katepsin pada air cucian surimi dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 menunjukkan aktivitas enzim katepsin meningkat seiring dengan peningkatan suhu sampai dengan suhu optimum yaitu 60°C namun mengalami penurunan pada suhu 70°C. Aktivitas enzim katepsin air cucian surimi paling tinggi terdapat pada suhu 60°C yaitu sebesar 0,475 U/mL. Hasil aktivitas tersebut berbeda nyata (p<0,1) pada masing-masing perlakuan (Lampiran 2). Hasil tersebut sesuai dengan penelitian DeWitt dan Morrissey (2001) terhadap aktivitas enzim katepsin L pada air cucian surimi yaitu enzim katepsin memiliki aktivitas paling tinggi pada suhu 60°C. Suhu pemanasan tersebut dijadikan acuan untuk pemanasan air cucian surimi pada perlakuan kombinasi penambahan asam dan pemanasan.

Penelitian lain yang dilakukan oleh Krause et al. (2010) terhadap enzim katepsin D yang berasal dari daging ikan ostrich menyebutkan bahwa katepsin D memiliki aktivitas optimal pada suhu 45ºC. Penelitian lain yang dilakukan oleh Jiang et al. (2002) terhadap katesin D ikan tongkol dan ikan bandeng, menyatakan enzim katepsin pada ikan tongkol akan memiliki aktivitas tertinggi pada suhu 45°C dan pada ikan bandeng pada suhu 50°C.

Gambar 2 Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katepsin pada air cucian surimi

Proses pengikatan antara enzim dengan substrat dan reaksi katalisisnya tergantung pada interaksi antara substrat dengan rantai samping asam amino yang menyusun sisi aktif enzim (Bender 2002). Peristiwa ini harus berada pada keadaan ionisasi yang tepat untuk mengikat. Pengikatan tersebut tergantung pada pH medium.

Reaksi enzim dipengaruhi oleh pH medium tempat reaksi terjadi. Setiap enzim memiliki pH optimum yang khas. Profil aktivitas pH enzim menggambarkan pH pada saat pemberi dan penerima proton yang penting pada sisi katalitik enzim berada pada tingkat ionisasi yang diinginkan. Perubahan pH yang ekstrim dapat menyebabkan enzim terdenaturasi sehingga enzim kehilangan aktivitas biologisnya

Page 21: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

9

(Lehninger 1993). Pengaruh tingkat keasaman terhadap aktivitas enzim katepsin disajikan pada Gambar 3.

Hasil perlakuan sampel pada pH 6 dan 7 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami kenaikan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan penurunan pH (Lampiran 3). Aktivitas yang paling tinggi terdapat pada pH 3 yaitu sebesar 0,59 U/mL. Hal ini sesuai dengan pendapat dari Choi et al. (2005) bahwa enzim katepsin aktif pada pH asam. Sementara penelitian yang dilakukan Toyohara et al. (1981) pada carp muscle, bahwa katepsin A memiliki pH optimum 5. Penelitian yang dilakukan oleh Krause et al. (2010) terhadap enzim katepsin D yang berasal dari daging ikan ostrich menyebutkan bahwa katepsin D memiliki aktivitas optimal pada pH 4. Penelitian lain yang dilakukan oleh Jiang et al. (2002) terhadap katesin D ikan tongkol dan ikan bandeng, menyatakan bahwa katepsin D memiliki aktivitas tertinggi pada pH 5,04 (ikan tongkol) dan pH 4,91 (ikan bandeng).

Hasil aktivitas enzim katepsin pada yang diberi perlakuan asam dan suhu mengalami peningkatan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan peningkatan pH sampai pada pH 5 (0,64 U/mL). Aktivitas enzim katepsin pada pH 5 dan 6 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami penurunan yang signifikan pada pH 7 (p<0,1) (Lampiran 4). Grafik pengaruh perlakuan asam dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap aktivitas enzim katepsin dapat dilihat pada Gambar 4. Aktivitas enzim katepsin yang diberi perlakuan pH mengalami peningkatan saat dipanaskan pada suhu 60°C dari kisaran 0,3500 U/mL sampai 0,5917 U/mL menjadi 0,3917 U/mL sampai 0,6417 U/mL. Aktivitas enzim menjadi optimum pada pH 5 (0,64 U/mL).

Gambar 3 Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim katepsin Perubahan ini sangat mungkin terjadi karena kombinasi efek dari

penambahan asam dan pemanasan saat terjadinya denaturasi protein. Proses pengasaman sendiri mengakibatkan denaturasi protein sebagai hasil dari penolakan elektrostatik. Proses denaturasi berlanjut akibat pemanasan yang melemahkan ikatan ionik (Damodaran 1996 diacu dalam Mireles DeWitt 2001).

Page 22: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

10

Gambar 4 Pengaruh pH dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap aktivitas enzim

katepsin

Beberapa penelitian (Seymour et al. 1994; An et al. 1995; Benjakul et al. 1996) menyatakan bahwa aktivitas enzim katepsin pada air cucian surimi dari ikan Pasific whiting meningkat akibat perlakuan suhu atau asam. Peningkatan tersebut diakibatkan oleh denaturasi inhibitor indogenous yang tidak stabil. Kombinasi efek pengasaman dan pemanasan pada suhu 60°C menyebabkan inhibitor indogenous terdenaturasi pada pH yang lebih tinggi.

Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Kadar Protein

Sampel dari masing-masing perlakuan diukur kadar proteinnya. Kadar protein pada suhu 30°C, 40°C, 50°C, dan 60°C tidak berbeda nyata (p>0,1) dan mengalami penurunan yang signifikan (p<0,1) pada suhu 70°C (Lampiran 5). Gambar 5 menunjukkan bahwa kadar protein semakin menurun seiring dengan kenaikan suhu. Hal ini sesuai dengan penelitian Bourtoom et al. (2009) yang menyatakan kenaikan suhu berpengaruh terhadap pengendapan protein dalam air cucian surimi. Pengendapan tersebut terjadi karena adanya denaturasi protein. Campbell dan Farrel (2006) menyatakan bahwa denaturasi protein tersebut terjadi karena kenaikan suhu yang menyebabkan terjadinya getaran antar molekul. Getaran tersebut cukup tinggi sehingga dapat menyebabkan kerusakan struktur tertier protein.

Kadar protein air cucian surimi pada pH 3, 4, 5, dan 6 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami peningkatan yang signifikan (p<0,1) pada pH 7 (32,433 µg/mL) (Lampiran 6). 7. Grafik pengaruh pH terhadap kadar protein dapat dilihat pada Gambar 6. Kadar protein yang paling rendah terdapat pada pH 4 (32,304µg/mL). Hal ini mungkin terjadi karena titik isoelektrik (pI) dari

Page 23: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

11

protein yang terdapat dalam air cucian surimi tercapai pada pH 4. Denaturasi terjadi pada pI karena hilangnya gaya tolak-menolak elektrotasis pada molekul. Penurunan kadar protein juga mengalami penunurunan pada pH yang rendah karena melemahnya ikatan ionik antar molekul protein yang menyebabkan terjadinya denaturasi protein (Campbell dan Farrel 2006).

Gambar 5 Pengaruh suhu terhadap kadar protein air cucian surimi

Pengaruh pH dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap kadar protein dapat

dilihat pada Gambar 7. Kadar protein pada pH 3, 4, dan 5 tidak berbeda nyata (p>0,01) namun namun mengalami peningkatan yang signifikan (p<0,1) pada pH 6 dan menurun pada pH 7 (Lampiran 7). Air cucian surimi yang diberi perlakuan asam dan dipanaskan pada suhu 60°C mengalami penurunan kadar protein dibandingkan yang hanya diberi perlakuan asam. Kadar protein menurun dari kisaran 32,304 µg/mL sampai 32,433 µg/mL menjadi 32,281 µg/mL sampai 32,307 µg/mL. Penurunan kadar protein ini sesuai dengan hasil penelitian Bourtoom et al. (2009) yang menyebutkan bahwa penurunan pH yang disertai kenaikan suhu dapat meningkatkan jumlah protein yang mengalami pengendapan akibat denaturasi.

Gambar 6 Pengaruh pH terhadap kadar protein air cucian surimi

Page 24: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

12

Gambar 7 Pengaruh pH dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap kadar protein

air cucian surimi

Pengaruh Suhu, pH, dan Kombinasi Keduanya terhadap Aktivitas Spesifik Enzim Katepsin

Aktivitas spesifik enzim adalah pengukuran kemurnian larutan enzim.

Aktivitas spesifik dihitung dengan cara membagi aktivitas enzim (U/mL) dengan kadar protein (mg/mL) sehingga diperoleh nilai aktivitas spesifik dengan satuan U/mg (El-Yassin 2012). Nilai aktivitas spesifik enzim katepsin terhadap perubahan suhu dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Pengaruh suhu terhadap aktivitas spesifik enzim katepsin

Aktivitas spesifik enzim katepsin dengan perlakuan suhu berbeda nyata

(p<0,1) pada masing-masing perlakuan (Lampiran 8). Gambar 8 menunjukkan

Page 25: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

13

aktivitas spesifik enzim katepsin mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan suhu dan mencapai puncaknya pada suhu 60°C (14,70679 U/mg) serta mengalami penurunan pada suhu 70°C. Sementara penelitian yang dilakukan oleh Balti et al. (2010) terhadap katepsin D yang berasal dari hepatopankreas sotong menyatakan suhu tersebut memiliki aktivitas spesifik optimum pada 50ºC.

Hasil perlakuan sampel pada pH 6 dan 7 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami kenaikan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan penurunan pH (Lampiran 9). Sampel yang diberi perlakuan dengan asam yang berbeda mengalami kenaikan seiring dengan penurunan pH (Gambar 9). Aktivitas spesifik mencapai puncaknya pada pH 3, yaitu sebesar 18,3025 U/mg. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Balti et al. (2010) terhadap katepsin D yang berasal dari hepatopankreas sotong memiliki aktivitas spesifik optimum pada pH 3.

Hasil aktivitas enzim katepsin pada yang diberi perlakuan asam dan pemanasan suhu 60ºC mengalami peningkatan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan peningkatan pH sampai pada pH 5 (17,89807 U/mg). Aktivitas enzim katepsin pada pH 5 dan 6 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami penurunan yang signifikan pada pH 7 (p<0,1) (Lampiran 10). Grafik pengaruh perlakuan asam dan pemanasan pada suhu 60°C terhadap aktivitas enzim katepsin dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 9 Pengaruh pH terhadap aktivitas spesifik enzim katepsin

Aktivitas enzim katepsin yang diberi perlakuan pH mengalami

peningkatan saat dipanaskan pada suhu 60°C dari kisaran 10,26191 U/mg sampai 16,64263 U/mg menjadi 14,71923 U/mL sampai 17,89807 U/mL. Gambar 10 menunjukkan aktivitas spesifik tertinggi pada pH 5 (19,8708 U/mg). Recovery enzim katepsin dari air cucian surimi bedasarkan aktivitas spesifik enzim katepsin tercapai pada pH 5 dengan pemanasan pada suhu 60°C.

Page 26: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

14

Gambar 10 Pengaruh pH dan pemanasan suhu 60°C terhadap aktivitas spesifik

aktivitas enzim katepsin

Pengaruh Suhu, pH, dan Kombina si Keduanya terhadap Tingkat Kemurnian Enzim Katepsin

Tingkat kemurnian enzim katepsin dihitung dengan cara membagi

aktivitas spesifik enzim katepsin setelah diberi perlakuan dengan aktivitas spesifik enzim katepsin sebelum diberi perlakuan. Tingkat kemurnian enzim diperlukan untuk mengetahui banyaknya enzim yang terdapat dalam sampel yang dipakai (Doonan dan Cutler 2004). Aktivitas spesifik dan tingkat kemurnian enzim katepsin dari masing-masing perlakuan dapat dilihat pada Tabel 3.

Tingkat kemurnian enzim katepsin meningkat seiring dengan peningkatan suhu sampai dengan suhu 60°C namun mengalami penurunan pada suhu 70°C. Tingkat kemurnian enzim katepsin air cucian surimi paling tinggi terdapat pada suhu 60°C yaitu sebesar 89. Hasil tingkat kemurnian tersebut berbeda nyata (p<0,1) pada masing-masing perlakuan (Lampiran 11).

Tingkat kemurnian air cucian surimi yang diberi perlakuan asam pada pH 6 dan 7 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami kenaikan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan penurunan pH (Lampiran 12). Tingkat kemurnian yang paling tinggi terdapat pada pH 3 yaitu sebesar 108.

Hasil tingkat kemurnian enzim katepsin pada yang diberi perlakuan asam dan suhu mengalami peningkatan yang signifikan (p<0,1) seiring dengan peningkatan pH sampai pada pH 5 (0,64 U/mL). Tingkat kemurnian pada pH 5 dan 6 tidak berbeda nyata (p>0,1) namun mengalami penurunan yang signifikan pada pH 7 (p<0,1) (Lampiran 13). Tingkat kemurnian enzim katepsin yang diberi perlakuan pH mengalami peningkatan saat dipanaskan pada suhu 60°C dari kisaran 67 sampai 108 menjadi 74 sampai 117. Tingkat kemurnian menjadi optimum pada pH 5 (117). Hal ini sesuai dengan penelitian Seymour et al. (1994)

Page 27: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

15

terhadap enzim protease Pacific Whiting yang tingkat kemurniannya meningkat sebanyak 4,1 kali lipat dari ekstrak daging yang disentrifugasi pada saat diasamkan pada pH 5,5 dan dipanaskan pada suhu 60°C.

Tabel 3 Akt ivitas spesifik dan t ingkat kemurnian enzim katepsin

pada masing-masing perlakuan Perlakuan Aktivitas Spesifik

(U/mg) Tingkat

Kemurnian Air Cucian Surimi 0,15 1 Pemanasan Suhu 30°C 6,74 44 Pemanasan Suhu 40°C 8,87 58 Pemanasan Suhu 50°C 10,03 65 Pemanasan Suhu 60°C 13,63 89 Pemanasan Suhu 70°C 11,17 73 Pengasaman pH 3 16,64 108 Pengasaman pH 4 15,57 102 Pengasaman pH 5 12,08 79 Pengasaman pH 6 10,95 71 Pengasaman pH 7 10,26 67 Pengasaman pH 3 dengan pemanasan suhu 60°C 14,72 96 Pengasaman pH 4 dengan pemanasan suhu 60°C 16,22 106 Pengasaman pH 5 dengan pemanasan suhu 60°C 17,90 117 Pengasaman pH 6 dengan pemanasan suhu 60°C 17,48 114 Pengasaman pH 7 dengan pemanasan suhu 60°C 11,40 74

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Recovery enzim katepsin dari air cucian surimi terbaik tercapai pada pH 5

dengan pemanasan pada suhu 60°C bedasarkan aktivitas spesifik enzim katepsin terhadap kadar protein. Tingkat kemurnian enzim tertinggi mencapai angka 117.

Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai recovery air cucian surimi menggunakan teknologi ultrafiltasi dan analisis karakteristik enzim katepsin yang dihasilkan.

Page 28: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

16

DAFTAR PUSTAKA An H, Weerasinghe V, Seymour TA, Morrisey MT. 1994. Chatepsin degradation

of Pacific whiting (Merluccius productus) protease. J. Food Sci 59: 277-281. An H, Peters MY, Seymour TA, Morrissey MT. 1995. Isolation and

activation of cathepsin L inhibitor complex from Pacific whiting (Merluccius productus). J. Agric. Food Chem. 43: 327-330.

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2005. Official Method of Analysis of The Association of Official Analytical of Chemist. Arlington (US): The Association of Official Analytical Chemist, Inc.

Balti F, Noomen H, Kemel J, Naima NA, Guillochon D, Moncef N. 2010. Cathepsin D from hepatopancreas of the cuttlefish (Sepia officinalis): purification and characterization. J. Agric. Food Chem. 19:10623–10630.

Bender DA. 2002. Introduction to Nutrition and Metabolism. Vol. 1. New York (US): Taylor & Francis Inc.

Benjakul S, Seymour, TA, Morrissey MT, An H. 1996. Proteinase in Pacific whiting surimi wash water: identification and characterization. J. Food Sci. 61: 1165-1170.

Bisswanger H. 2008. Enzyme Kinetics: Principles and Methods 2nd Edition. Weinheim (DE): Wiley-VCH.

Bourtoom T. Chinnan MS, Jantawat P, Sanguandeekul R. 2009. Recovery and characterization of proteins precipitated from surimi wash-water. J. Food Sience and Technol. 42:599-605.

Bradford MM. 1976. A rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protrein utilizing the principle of protein dye binding. Anal Biochem 72: 234-254.

Campbell MK, Farrel SO. 2006. Biochemistry 5th Edition. Belmont (US): Thompson Brooks/Cole.

Choi, Kang, Lanier. 2005. Surimi and Surimi Seafood. Boca Raton (US): CRC Press.

DeWitt CAM, Morrisey MT. 2001. Parameters for recovery of proteases from surimi wash water. Bioresour. Technol. 81: 241-247.

Dinu D, Dumitru IF, Neichifor MT. 2002. Isolation and characterization of two chatepsin from muscle of Carrasius auratus gibelio. Roum. Biotecnol. Lett 7(3): 753-758.

Doonan S, Cutler P. 2004. Protein Purification Protocols 2nd Edition. New Jersey (US): Humana Press Inc.

El-Yassin HD. 2012. Enzymes Assay.[internet]. [diunduh 18 September 2013]. Tersedia pada http://www.comed.uobaghdad.edu.iq

Haard NF. 1992. A review of proteolytic enzymes from marine organism and their application in the food industry. J. Aquat. Food Prod. Technol 1: 17-35

Jiang ST, Her YH, Lee JJ, and Jeng HW. 2002. Comparison of the cathepsin D from mackerel (Scomber australasicus) and milkfish (Chanos chanos) muscle. Bioscience, Biotech, Biochem. 57(4): 571-577.

Krause J, Shonisani C, Tshidino, Tomohisa O, Yasuharu, Vaughan, Benesh S, Muramoto K, Ryno JN. 2010. Purification and partial characterization of

Page 29: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

17

ostrich skeletal muscle cathepsin D and its activity during meat maturation. Journal Meat Science. 87(3):196-201.

Lehninger AL. 1993. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid I. M. Thenawidjaja, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Principle of Biochemistry.

Lin TM, Park JW, Morrissey MT. 1995. Recovered proteins and reconditioned water from surimi processing waste. J. Food. Sci. 50(1): 4-9.

Seymour TA, Morrissey MT, Peters MY, An H. 1994. Purification and characterization of Pasific whiting proteases. J. Agric. Food Chem. 42:2421-2427.

Toyohara H, Makinodan Y, Ikeda S. 1981. Purification and properties of carp muscle cathepsin A. Bull. Japan. Soci. Sci. Fish. 48(8): 1145-1150.

Page 30: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

18

LAMPIRAN Lampiran 1 Kurva standar protein

Lampiran 2 Data statistik aktivitas enzim katepsin perlakuan suhu

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 0,104 4 0,026 56,955 0,000 Dalam grup 0,005 10 0,000

Total 0,109 14

Suhu N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4 5

Duncana

30 3 0,22500 40 3 0,30000 50 3 0,34167 70 3 0,38333 60 3 0,47500

Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Lampiran 3 Data statistik aktivitas enzim katepsin perlakuan asam

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 0,140 4 0,035 49,324 0,000 Dalam grup 0,007 10 0,001

Total 0,147 14

y = 0,006x + 0,032R² = 0,971

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Abso

rban

si

Konsentrasi (mg/mL)

Absorbansi

Linear (Absorbansi)

Page 31: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

19

pH N Subset alfa = 0.1 1 2 3 4

Duncana

7 3 0,35000 6 3 0,37500 5 3 0,41667 4 3 0,55000 3 3 0,59167

Sig. 0,277 1,000 1,000 1,000 Lampiran 4 Data statistik aktivitas enzim katepsin kombinasi perlakuan asam

dan suhu 60°C

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 0,123 4 0,031 81,667 0,000 Dalam grup 0,004 10 0,000

Total 0,126 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4

Duncana

7 3 0,39167 3 3 0,51667 4 3 0,57500 6 3 0,62500 5 3 0,64167 Sig. 1,000 1,000 1,000 0,317

Lampiran 5 Data statistik kadar protein perlakuan suhu

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 0,006 4 0,001 2,813 0,084 Dalam grup 0,005 10 0,001

Total 0,011 14

Suhu N Subset alfa = 0,1 1 2

Duncana

70 3 32,26800 60 3 32,29800 32,29800 50 3 32,31200 40 3 32,31700 30 3 32,32400

Sig. 0,139 0,223

Page 32: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

20

Lampiran 6 Data statistik kadar protein perlakuan asam

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 0,029 4 0,007 3,900 0,037 Dalam grup 0,019 10 0,002

Total 0,048 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2

Duncana

4 3 32,30400 3 3 32,32700 5 3 32,34100 6 3 32,36000 7 3 32,43300

Sig. 0,169 1,000 Lampiran 7 Data statistik kadar protein kombinasi perlakuan asam dan suhu

Jumlah Kuadrat df Rataan

Kuadrat F Sig. Antara grup 0,003 4 0,001 2,699 0,092 Dalam grup 0,003 10 0,000

Total 0,006 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2

Duncana

3 3 32,28100 5 3 32,29200 4 3 32,29300 7 3 32,30700 32,30700 6 3 32,32200

Sig. 0,105 0,297 Lampiran 8 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin perlakuan suhu

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 79,110 4 19,778 56,362 0,000 Dalam grup 3,509 10 0,351

Total 82,619 14

Suhu N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4 5

Duncana

30 3 6,7445 40 3 8,8737 50 3 10,0336 70 3 11,1752 60 3 13,6280

Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

Page 33: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

21

Lampiran 9 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin perlakuan asam

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 97,245 4 24,311 49,201 0,000 Dalam grup 4,941 10 0,494

Total 102,186 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4

Duncana

7 3 10,2619 6 3 10,9469 5 3 12,0766 4 3 15,5753 3 3 16,6426

Sig. 0,260 1,000 1,000 1,000 Lampiran 10 Data statistik aktivitas spesifik enzim katepsin kombinasi perlakuan

asam dan suhu 60°C

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 82,762 4 20,690 84,711 0,000 Dalam grup 2,442 10 0,244

Total 85,204 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4

Duncana

7 3 11,4016 3 3 14,7192 4 3 16,2182 6 3 17,4808 5 3 17,8981

Sig. 1,000 1,000 1,000 0,325 Lampiran 11 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin perlakuan suhu

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 3361,482 4 840,370 56,362 0,000 Dalam grup 149,103 10 14,910

Total 3510,585 14

Suhu N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4 5

Duncana

30 3 43,96398 40 3 57,84320 50 3 65,40416 70 3 72,84605 60 3 88,83411

Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

Page 34: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

22

Lampiran 12 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin perlakuan asam

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 4132,039 4 1033,010 49,201 0,000 Dalam grup 209,959 10 20,996

Total 4341,998 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4

Duncana

7 3 66,89250 6 3 71,35770 5 3 78,72188 4 3 101,52766 3 3 108,48536

Sig. 0,260 1,000 1,000 1,000

Lampiran 13 Data statistik tingkat kemurnian enzim katepsin kombinasi perlakuan

asam dan suhu 60°C

Jumlah Kuadrat df Rataan Kuadrat F Sig. Antara grup 3516,641 4 879,160 84,711 0,000 Dalam grup 103,783 10 10,378

Total 3620,424 14

pH N Subset alfa = 0,1 1 2 3 4

Duncana

7 3 74,32141 3 3 95,94763 4 3 105,71891 6 3 113,94877 5 3 116,66898

Sig. 1,000 1,000 1,000 0,325

Page 35: RECOVERY ENZIM KATEPSIN DARI AIR CUCIAN SURIMI … · Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan ... buffer Tris-Cl (pH 7,4, ... menggunakan air dingin dengan

23

RIWAYAT HIDUP

Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara yang dilahirkan di

Jakarta pada tanggal 7 Februari 1991 dari ayah Mufti Gafar dan ibu Jasni Evawati.

Jenjang pendidikan penulis dimulai tahun 1994-1996 di TK Harapan Bahagia,

kemudian pada tahun 1996-2002 melanjutkan ke SDN Mekar Jaya XV. Setelah

itu, penulis meneruskan pendidikan ke SLTPN 3 Depok pada tahun 2002-2005

dan SMAN 2 Depok pada tahun 2005-2008.

Penulis masuk ke Institut Pertanian Bogor pada tahun 2008 melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Departemen Teknologi Hasil

Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.

Penulis melakukan penelitian dengan judul Recovery Enzim Katepsin

dari Air Cucian Surimi dengan Pra-perlakuan pH dan Suhu sebagai salah

satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen

Teknologi Hasil Perairan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian

Bogor.