AKTIVITAS POLIFENOL OKSIDASE YANG TERKANDUNG DALAM TERONG (SOLANUM MELONGENA)

Aktivitas Polifenol Oksidase yang terkandung dalam Terong (Solanum Melongena) Anceu Murniati, Buchari, Suryo Gandasasmita, Zeily Nurachman, Ockky Muhammad Ikbal

__________________________________________________________________________________

AKTIVITAS POLIFENOL OKSIDASE YANG TERKANDUNG DALAM TERONG (SOLANUM MELONGENA) Anceu Murniati*, Buchari, Suryo Gandasasmita, Zeily Nurachman, Ockky Muhammad Ikbal *Email : [email protected]

ABSTRAK

B

erdasarkan literatur, bahwa polifenol oksidase atau polyphenol oxidase (PPO) banyak terkandung dalam terong (Solanum melongena L) dengan aktivitas yang cukup tingi pada jaringan tanaman. Sifat inilah yang mendasari tujuan penelitian untuk menentukan aktivitas PPO dalam crude-PPO terong. Penelitian diawali dengan pembuatan crude-PPO terong yang diiisolasi dari terong diproses melalui tahap homogenasi dan sentrifugasi, selanjutnya ditentukan aktivitasnya yang diukur berdasarkan spektrofotometri kinetic uv-tampak. Aktivitas PPO dalam crude-PPO terong sebesar 23.4355 unit/ml terhadap substrat fenol 0,4 mM yang stabil dalam pelarut bufer fosfat pH 6,0 dan suhu 250 C . Aktivitas PPO dalam crude-PPO terong sebesar 2,6165 unit/ml terhadap substrat katekol 0,25 mM yang stabil dalam pelarut bufer fosfat pH 6,5 dan suhu 250 C. Kata kunci : crude-PPO terong, fenol, katekol, aktivitas PPO ABSTRACT Based on the literature, polyphenol oxidase (PPO) are contained in eggplant (Solanum melongena L), with activity high relatively in the plant tissue. This reason as a basic of the purpose the research to determine PPO activity in crude-PPO eggplant. The study begins with the synthesis of crude-PPO eggplant, by isolation and processed by homogenized, centrifugation, then determined its activity as measured by kinetic uv-visible spectrophotometry. PPO activity in crude-PPO eggplant is 23.4355 units / ml with 0.4 mM phenol as substrate, in phosphate buffer pH 6.0 and a temperature of 25 ° C. Then, PPO activity in crude-PPO eggplant is 2.6165 units /mL with 0.25 mM catechol as substrate in phosphate buffer pH 6.0 and a temperature of 25 ° C Keywords: crude-PPO eggplant, phenol, catechol, PPO activity

PENDAHULUAN Browning atau yang dikenal dengan reaksi pencoklatan merupakan reaksi enzimatis yang terjadi pada buah-buahan seperti pir, pisang, anggur, dan apel serta pada sayur-sayuran seperti terong, jamur, dan kentang. Fenomena yang terjadi pada sayuran dan buah-buahan tersebut

mengalami kerusakan secara mekanik sehingga menghasilkan pigmen berwarna coklat. Hal tersebut dapat diamati pula pada hewan laut seperti udang, lobster berduri dan kepiting (Whitaker, 1994; Cheng dkk.,1995; Mallick dkk., 2011). Browning dapat merugikan kualitas sayuran, dan buah-buahan terutama 56

Kartika Wijaya Kusuma Vol.22 No. 2 Edisi November 2014 : 56 - 60 _________________________________________________________________________________________________________________

selama proses panen atau penyimpanan setelah panen. Hal ini bertanggung jawab sampai dengan 50% dari semua kerugian selama produksi buah-buahan dan sayuran (Ho dkk., 1992; Sapers, 1993; Mallick dkk.,2011). Dengan demikian, browning terjadi akibat bahan-bahan tersebut mengalami degradasi oksidatif yang dikatalisis dengan adanya polifenol oksidase atau polyphenol oxidase (PPO). Terong (Solanum melongena L) merupakan sayuran yang memiliki bentuk panjang dan berwarna ungu mengkilap serta tekstur dan rasa yang unik. Terong adalah keluarga sayuran yang juga termasuk tomat, paprika, tanaman tembakau dan kentang. Buah ini diklasifikasikan sebagai berry, mengandung banyak biji lunak yang bisa dimakan, tetapi pahit karena mengandung alkaloid nikotinoid. PPO memiliki dua atom tembaga dengan dua sisi aktif katalitik yaitu monofenolase`dan difenolase. Aktivitas monofenolase yaitu mengkatalisis hidroksilasi monofenol menjadi o-difenol dan aktivitas difenolase spesifik dalam oksidasi o-difenol membentuk o-kuinon. Selanjutnya, okuinon dapat bereaksi dengan fenol atau sebaliknya, berpolimerisasi membentuk melanin yang bertanggung jawab untuk reaksi pencoklatan warna gelap (browning) yang tidak diinginkan (Klabunde dkk., 1998; Siegbahn, 2004). Tujuan penelitian ini untuk menentukan aktivitas PPO dalam crudePPO terong. Berdasarkan peneliti sebelumnya didapat bahwa jumlah aktivitas PPO pada buah apel jenis apel ceri malang B sebesar 10,14 unit/ml (Murniati dkk, 2014). Kinerja PPO murni telah dipelajari terhadap limbah cair artifisial mengandung fenol (Murniati dkk., 2013a; Kameda dkk., 2006). Dengan demikian, hasil penelitian diharapkan dapat berkontribusi pada keperluan pengembangan penelitian, 57

yaitu kinerja PPO dalam crude-PPO terong berpotensi dalam degradasi limbah cair tercemar fenol. Lebih jauh efektifitas kinerja PPO dalam oksidasi fenol menjadi kuinon, apabila crude-PPO terong dapat diamobilisasi dalam suatu bahan polimer (Ensucho dkk., 2005; Murniati dkk., 2012a; Murniati dkk., 2013b) METODE Prosedur penelitian dilakukan melalui tiga tahap yaitu pembuatan crude-PPO terong, uji kualitatif dan uji aktivitas PPO. Pembuatan crude PPO terong melalui proses homogenasi dan sentrifugasi. Pelarut yang digunakan adalah bufer fosfat 50 mM pada variasi pH 6 s.d. 7. Uji kualitatif untuk menandakan terdapat sejumlah PPO dalam crude-terong, dengan penambahan sejumlah larutan fenol dan larutan katekol, lalu diamati waktu reaksi dan perubahan warna. Sementara itu, uji aktivitas PPO dalam crude-PPO terong berdasarkan teknik spektrofotometri (Murniati, 2013a) dengan mengamati laju berkurangnya konsentrasi fenol terhadap perubahan waktu pada λmax-PPO dan kurva kalibrasi fenol pada λmax-fenol; kurva kalibrasi katekol pada λmax-katekol yang dipelajari pada pengamatan laju awal reaksi enzimatis (Maranggoni, 2003). HASIL DAN PEMBAHASAN Crude-PPO terong setelah beberapa saat mengalami perubahan warna menjadi berwarna kecoklatan yang menandakan adanya PPO bertanggung jawab atas`reaksi pencoklatan sebagai oksidasi senyawa fenolik pada crudeterong tersebut yang menghasilkan kuinon. Fenomena tersebut diperkuat dengan penambahan sejumlah substrat yaitu larutan fenol dan larutan katekol terhadap crude-PPO dengan waktu reaksi lima menit dan terjadi reaksi pencoklatan yang diperlihatkan pada Gambar 1 dan

Aktivitas Polifenol Oksidase yang terkandung dalam Terong (Solanum Melongena) Anceu Murniati, Buchari, Suryo Gandasasmita, Zeily Nurachman, Ockky Muhammad Ikbal

__________________________________________________________________________________

Gambar 2. Pembentukan warna coklat terjadi adalah produk kuinon (Ho dkk., 1992).

Gbr 1. Reaksi pencoklatan dengan waktu reaksi selama lima menit pada crude-PPO terong setelah penambahan larutan fenol

Gbr 2. Reaksi pencoklatan dengan waktu reaksi selama lima menit pada crude-PPO terong setelah penambahan larutan katekol

Aktivitas PPO dalam crude-PPO-terong diukur berdasarkan enzim bekerja dengan molekul substrat fenol dan katekol. Pengukuran aktivitas dilakukan dengan variasi konsentrasi substrat dan variasi bufer fosfat dengan rentang pH 5,5; 6; dan 6,5 untuk fenol dan variasi bufer fosfat pada rentang pH 6; dan 6,5 untuk katekol. Aktivitas PPO terhadap substrat fenol dan katekol diukur berdasarkan spektrofotometri kinetik dengan mempelajari hubungan berkurangmya absorbansi terhadap waktu (Manranggoni, 2003; Murniati, 2013a). Selama proses pengukuran PPO ditambahkan sejumlah

larutan NaEDTA dan larutan asam askorbat untuk mencegah reaksi pencoklatan, dengan pelarut bufer fosfat pada pH optimum. Aktivitas enzim diamati pada laju awal reaksi, dimana pada titik ini enzim dianggap bereaksi dan terjadi konformasi antara sisi katalitik PPO dengan substrat fenol maupun katekol (λmaks-fenol= 269,2 nm dan λmaks-katekol= 275,3 nm). Kurva kalibrasi fenol dengan koefisien korelasi R² = 0,9973 dan persamaan regeresi linier y = 1,435x + 0,0137; kurva kalibrasi katekol dengan koefisien korelasi R² = 0,9995 dan persamaan regeresi linier y = 2,2014x + 0,0421. Penggunaan pelarut bufer fosfat pada variasi pH 6; 6,5 dan 7 untuk fenol dan variasi pH 6; 6,5 untuk katekol seperti dirangkum dalam Tabel 1 dan Tabel 2. Aktivitas PPO dalam crude-PPO terong sebesar 23.4355 unit/ml terhadap substrat fenol 0,4 mM dan 2,6165 unit/ml terhadap substrat katekol 0,25 mM yang stabil dalam pelarut bufer fosfat pH 6,5 dan suhu 250 C. Berdasarkan laporan penelitian Saputra dkk. (2014) diperoleh aktivitas PPO dalam crude- apel malang sebesar 47,2892 unit/ml terhadap substrat fenol 0,25 mM dalam pelarut bufer fosfat 50 mM pada pH 7 dan suhu 25°C. Nilai pH optimum dipelajari berdasarkan nilai aktivitas optimum pada kondisi stabil antara sisis aktif PPO dengan substrat fenol maupun katekol berada pada konformasi aktif. KESIMPULAN 1. PPO dalam crude-PPO terong memiliki aktivitas sebesar 23.4355 unit/ml terhadap substrat fenol 0,4 mM yang stabil dalam pelarut bufer fosfat pH 6,5 dan suhu 250 C. 2. PPO dalam crude-PPO terong memiliki aktivitas sebesar 2,6165 unit/ml terhadap substrat katekol 0,25 mM 58

Kartika Wijaya Kusuma Vol.22 No. 2 Edisi November 2014 : 56 - 60 _________________________________________________________________________________________________________________

yang stabil dalam pelarut bufer fosfat pH 6,5 dan suhu 250 C.

5.5

6

6.5

Tabel 2.

pH

6

6.5

59

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Aktivitas PPO terhadap variasi konsentrasi substrat katekol pada rentang pH 5,5; 6,0 sampai 6,5 Fenol (mM) 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Aktivitas PPO dalam crude-terong (unit/mL) 1,8125 1,7716 1,7852 1,9079 1,7716 2,6029 2,6165 1,9896 1,6081 1,3355

Aktivitas (unit/mL)

Fenol (mM)

50.0000 40.0000 23.44

30.0000 20.0000 10.0000 0.0000

0,2 mM 0,25 mM 0,3 mM 0,35 mM 0,4 mM 0,2 mM 0,25 mM 0,3 mM 0,35 mM 0,4 mM 0,2 mM 0,25 mM 0,3 mM 0,35 mM 0,4 mM

pH

Aktivitas PPO dalam crude-terong (unit/mL) 10,0139 9,8885 5,7491 5,8955 6,3554 2,7805 2,7178 15,4286 11,9791 23,4355 7,6098 6,6899 6,0418 8,0906 8,8727

pH Optimum

5.5

6

6.5

Bufer Fosfat

Gambar 3. Grafik hubungan aktivitas PPO terhadap substrat fenol pada penggunaan pelarut bufer fosfat pH 5,5 s.d. 6,5 pH Optimum

Aktivitas unit/mL

Tabel 1. Aktivitas PPO terhadap variasi konsentrasi substrat fenol pada rentang pH 5,5; 6,0 sampai 6,5.

2.6165

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 mM mM mM mM mM mM mM mM mM mM 6

Bufer Fosfat

6.5

Gambar 4 Grafik hubungan aktivitas PPO terhadap substrat fenol pada penggunaan pelarut bufer fosfat pH 5,5 s.d. 6,5 UCAPAN TERIMAKASIH Terima kasih kepada Kemenristekdikti atas dukungan dana Hibah Penelitian Kompetititf Nasional Master Plan Percepatan Pembangunan Ekonomi Indonesia (Penprinas-MP3EI) 2014-2015 dan PKM-P 2015. Terima kasih pula kepada Ketua kelompok Keahlian Laboratorium Kimia Analitik dan Instrumentasi ITB dan Kepala Laboratorium Farmasi Unjani atas dukungan fasilitas penelitian.

Aktivitas Polifenol Oksidase yang terkandung dalam Terong (Solanum Melongena) Anceu Murniati, Buchari, Suryo Gandasasmita, Zeily Nurachman, Ockky Muhammad Ikbal

__________________________________________________________________________________ DAFTAR PUSTAKA elektopolimerisasi. Disertasi, ITB, Cheng GW, Crisosto CG. (2005): Browning Bandung. potential, phenolic composition, and Murniati, A., Buchari., Gandasasmita, S dan polyphenoloxidase activity of buffer Nurachman, Z (2013b): kasa baja terlapis extracts of peach and nectarine skin polipirol polifenol oksidase, Paten tissue. J. Amer. Soc. Horts. Sct. 120 P00201304730. (5):835-838 Murniati, A., Buchari., Gandasasmita, S dan Nurachman, Z. (2012a): Synthesis and Ensuncho,L., Cuenza,M.A., dan Legge, R.L. Characterization of Polypyrrole (2005): Removal of aqueous phenol using Polyphenol Oxidase (PPy/PPO) on immobilized enzymes in bench scale and Platinum Elektrode, Research Journal of pilot scale three-phase fluidized bed Pharmaceutical, Biological and Chemical reactor, Bioprocess and Biosystems Sciences, 3, 855-859. Engineering, 27, 185-191. Saputra, T., Murniati, A dan Buchari (2014): Ho,C., Lee, C.Y dan Huang, M.T (1992) : Laporan tahunan Penprinas MP3EI Phenolic Compound in Food and Their Kemenristekdikti: Produksi Polifenol Effects on Health I : Analysis, Occurence, Oksidase Dari Apel Untuk Produk and Chemistry, ACS Symposium Series, Membran Berbasis Enzim Pendeteksi American Chemical Society Washington, Fenol, LPPM-Unjani, Cimahi. DC. Sapers, G. M. 1993. Browning of foods: Kameda, E., Langone, M. A. P dan Colhoe, M. Control by sulfites, antioxidants, and A.Z. (2006): Tyrosinase Extract from other means, Food Technol, 68, 5–84. Agaricus Bisporus Mushroom and Its In Siegbahn, P.E.M (2004): The catalytic cycle of Natura Tissue for Specific Phenol catechol oxidase: Journal of Biological Removal. Environmental Technology, Inorganic Chemistry, 12, 1251-1264. 27, 1209 — 1215 Whitaker, J.R. (1994): Principles of Klabunde,T., Eicken,C., Sacchettini,J.C dan Enzymology for the Food Sciences, Krebs,B (1998): Crystal structure of a Second Edition, Marcell Decker Inc, ISBN: plant catechol oxidase containing a 0-8247-9148-7. dicopper center, Nature Structural Biology, 5, 1084-1090. Biodata singkat penulis : Mallick, M.,Mukherjee, K dan Udayakumar, N. A (2011): Homology modelling of Anceu Murniati adalah dosen tetap pada Polyphenol Oxidase from Stuolanum program studi Kimia FMIPA Unjani dan melongena: Sequence analysis and aktif dalam Kelompok Bidang Keahlian structural validation studies – in silico. Kimia Fisik dan Anorganik FMIPA Unjani. International Journal of Pharma and Bio Buchari adalah profesor ITB yang mengepalai Sciences, 2, 320 Kelompok Keahlian Kimia Analitik pada Maranggoni, A.G (2003 ): Enzyme Kinetics: A Program Studi Kimia FMIPA ITB. Modern Approach, John Willey ans sons Suryo Gandasasmita adalah dosen tetap ITB Inc, ISBN: 0-471-15985-9. yang menjadi anggota Kelompok Keahlian Murniati, A., Buchari., Gandasasmita,S., dan Kimia Analitik pada Program Studi Kimia Nurachman, Z., Adimurti, V dan FMIPA ITB. Widayanti, M (2014): Aktivitas polifenol Zeily Nurachman adalah dosen tetap ITB yang oksidase dalam buah apel Ceri Malang tergabung dalam Kelompok Keahlian (Malus domestica) yang Berpotensi untuk Deteksi Fenol, Prosiding SNIJA Biokimia Prodi Kimia FMIPA ITB. Unjani-2014, ISBN:978-602-70361-0-9, Ockky Muhammad Ikbal adalah asisten 93-97. peneliti dalam Kelompok Bidang Keahlian Murniati, A. (2013a). Amobilisasi Polifenol Kimia Fisik dan Anorganik FMIPA Unjani. Oksidase pada film Polipirol secara

60