HIDROLISIS PROTEIN KEONG MAS (Pomacea canaliculata Lamarck) MENGGUNAKAN PAPAIN UNTUK MENGHASILKAN PEPTON
WARDANA F351020311
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Hidrolisis Protein Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) Menggunakan Papain untuk Menghasilkan Pepton adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber 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 tesis ini.
Bogor, Februari 2008
Wardana NIM F351020311
ABSTRACT Wardana. Hydrolysis of Apple Snail (Pomacea canaliculata Lamarck) Protein Using Papain to produce Peptone. Under direction of MUHAMMAD ROMLI, ANI SURYANI, and LIEBESTINI HARTOTO. Apple snail (Pomacea canaliculata Lamarck) is one of agricultural plant pest that can be used as a protein source in food and feed. The protein content of apple snail flesh is about 12.2%, so it can be considered as a raw material to make peptone using papain for nitrogen source in media for microbial growth. The purpose of this research is to obtain the best papain concentration, pH and temperature, and also to know the effect of Apple snail peptone on microbial growth. This research was divided into three steps, firstly was collection apple snail from rice field area, secondly was making of snail powder by taking apple snail flesh from shell after boiling for 20 minutes. Before powdering, it was dried in oven at 80 C for 24 hours. The last was making apple snail peptone powder from apple snail powder by papain to hydrolyzed. To remove its fat content, it was put in refrigerator at ± 4 C for 24 hours. Chemical analyses of apple snail powder was done to determine its protein content, includes pH and protein hydrolysis degree, and for peptone include nitrogen total and composition by HPLC. Apple snail peptone was analyzed to know its ability become nitrogen source in microbial growth, includes specific growth rate and biomass production. Micro organisms used in this case were Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus niger. To evaluate apple snail peptone quality on microbial growth, Difco and Oxoid peptone were used as comparators. Beside that, yield calculation and production cost were done. The result showed that nitrogen total of apple snail peptone was 46.20 %, by using papain proteolysis activities of 59.45 Unit/mg, papain concentration of 0.2%, pH of 5.5 and temperature of 65 C for 8 hours. Apple snail peptone gave a best growth rate compare to Difco and Oxoid peptone for growing A. niger and S. cerevisiae. That was caused by the existence of higher carbohydrate in apple snail peptone compared to others and also because of enzyme of fungus group more able decompose apple snail peptone compound to be more used compare to other peptone. The bacterial microbes group, i.e. Escherichia coli and Staphylococcus aurues, apple snail peptone gave lower growth rate compare Difco and Oxoid peptone. Yield of making apple snail peptone was 10.2%, while production cost was 81,500.- /kg, cheaper than Difco and Oxoid peptone price (Rp 1,900,000.- /kg and Rp 2,600,000.-). Although the research result showed that quality of Difco and Oxoid peptone better than apple snail peptone, however apple snail peptone was cheaper and can be used as the media for some microbes. Because of that further research is needed to improve the process condition of making peptone from apple snail. Keywords: apple snail, pepton, papain. apple snail powder.
RINGKASAN
Wardana. Hidrolisis Protein Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) Menggunakan Papain Untuk Menghasilkan Pepton. Dibimbing oleh MUHAMMAD ROMLI, ANI SURYANI dan LIESBETINI HARTOTO. Keong mas (Pomacea canaliculata Lamarck) adalah salah satu hama tanaman padi yang dapat digunakan sebagai sumber protein bagi bahan pangan dan pakan ternak. Kandungan protein daging keong mas kurang lebih 12,2%, sehingga dapat dipertimbangkan sebagai bahan baku pembuatan pepton yang merupakan sumber nitrogen utama dalam media mikrobiologi untuk pertumbuhan bakteri. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan konsentrasi papain, suhu dan pH terbaik serta mengetahui pengaruh pepton keong mas pada pertumbuhan mikroba. Penelitian ini dibagi atas tiga tahap, tahap pertama yaitu pengumpulan keong mas dari daerah persawahan, tahap kedua yaitu pembuatan tepung keong dengan cara pengambilan daging keong mas dari dalam cangkangnya setelah direbus selama 20 menit. Sebelum dijadikan tepung, daging keong mas dikeringkan di dalam oven pada suhu 80 0C selama 24 jam. Tahap terakhir yaitu pembuatan pepton keong mas dari tepung keong mas dengan menggunakan papain untuk menghidrolisisnya. Untuk menghilangkan lemaknya, disimpan di tempat dingin pada suhu ±4 C selama 24 jam. Analisis kimia pada tepung keong mas dilakukan untuk menentukan kandungan protein sebelum hidrolisis terhadap tepung keong mas dilakukan, analisis tepung keong mas meliputi pH dan derajat hidrolisis protein, sedangkan untuk pepton meliputi total nitrogen dan kandungannya dengan menggunakan HPLC. Pepton keong mas dianalisis untuk mengetahui kemampuannya menjadi sumber nitrogen bagi pertumbuhan mikroba, termasuk tingkat pertumbuhan spesifik dan produksi biomassa. Mikroorganisme yang digunakan adalah Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Saccharomyces cerevisiae dan Aspergillus niger. Untuk mengevaluasi kualitas pepton keong mas pada pertumbuhan mikroba, pepton Difco dan Oxoid digunakan sebagai pembanding. Selain itu, perhitungan rendemen dan biaya produksi pepmbuatan pepton keong mas juga dilakukan. Penelitian ini menunjukkan hasil bahwa total nitrogen pepton keong mas 46,20% dengan menggunakan papain beraktivitas proteolitik sebesar 59,45 Unit/mg, konsentrasi papain 0,2%, pH 5,5 dan suhu 65 C selama 8 jam. Pepton keong mas memberikan laju pertumbuhan yang terbaik dibandingkan pepton Oxoid dan Difco untuk pertumbuhan mikroba golongan A. niger dan S. cerevisiae, sedangkan untuk mikroba golongan bakteri, yaitu Escherichia coli dan Stephalococcus aurues, pepton keong mas memberikan hasil laju pertumbuhan di bawah pepton Oxoid dan Difco. Rendemen pembuatan pepton keong mas adalah sebesar 10,2% memiliki biaya produksi sebesar 81.500,- /kg, lebih murah dibandingkan harga pepton Difco dan Oxoid (Rp 1.900.000,- /kg dan Rp 2.600.000,- /kg). Sekalipun hasil perbandingan dengan pepton komersial, yaitu Difco dan Oxoid, menunjukkan bahwa kualitas pepton keong dibawah kedua pepton tersebut, tetapi kemampuan pepton keong dapat diperhitungkan karena harganya murah dan dapat menumbuhkan beberapa mikroba. Oleh sebab itu perlu ada
penelitian lanjutan untuk memperbaiki proses pembuatan pepton yang berasal dari keong mas ini.
@Hak cipta milik Insitut Pertanian Bogor, Tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar Institut Pertanian Bogor 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin Institut Pertanian Bogor
HIDROLISIS PROTEIN KEONG MAS (Pomacea canaliculata Lamarck) MENGGUNAKAN PAPAIN UNTUK MENGHASILKAN PEPTON
WARDANA
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Ir. Sukardi, MM.
Judul Tesis Nama NIM
: Hidrolisis Protein Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) Menggunakan Papain untuk Menghasilkan Pepton : Wardana : F351020311
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Muhammad Romli, MSc.St Ketua
Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Anggota
Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jumaran
Tanggal Lulus :
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MSi
Tanggal Ujian : 10 November 2007
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wata’ala karena hanya dengan berkat dan rahmat-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains di Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Topik yang dipilih dalam penelitian ini adalah pemanfaatan daging keong mas sebagai bahan baku pembuatan pepton yang merupakan sumber nitrogen bagi mikroorganisme, dengan judul : Hidrolisis Protein Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) Menggunakan Papain Untuk Menghasilkan Pepton. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Muhammad Romli, MScSt selaku Ketua Komisi Pembimbing, Ibu Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, dan Ibu Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, dorongan, masukan, dan saran hingga selesainya tesis ini. Kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulis ucapkan terima kasih, semoga Tuhan Yang Maha Esa membalasnya. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Rektor IPB, Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, Dekan Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB dan Ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian Sekolah Pascasarjana IPB atas segala bantuan dan pelayanannya. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh staf Pengajar Program Studi Teknologi Industri Pertanian IPB yang telah memberikan curahan waktu, ilmu dan pengalamannya selama penulis menempuh pendidikan di IPB. Rasa hormat dan terima kasih yang sangat dalam penulis haturkan kepada Ayahanda Rifani Joenani dan Ibunda Mastiah, Tante Rusnilayati dan Om Saiful Bahrie, Ayah mertua La AA dan Ibu mertua La Ira serta adik semuanya yang telah memberikan doa restu, dorongan, semangat, dan motivasi. Penghargaan dan kebanggaan dengan segala ketulusan disampaikan kepada istri tercinta Muzuna, Sp.MSi yang sabar dan penuh pengertian, anak-anakku tercinta Raihan Anugrah Wardana dan Nazela Dwi Ramadhani atas segala pengorbanan, pengertian, ketulusan, ketabahan dan dorongan semangat yang telah diberikan selama penulis menempuh pendidikan. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman perwira 6 (Pak Yazid, Banun, Asniah, IIk, Pak Toto, Pak Cahyo, Yuli, Nirwan, Bubun, Sumarno, Ilham, Pak Wagiman, Ida, Wiwin, dan teman-teman) atas dukungan dan rasa kebersamaannya. Dan juga kepada pihak-pihak lain yang telah membantu penulis selama mengikuti pendidikan sampai selesainya tesis ini, yang tidak dapat disebutkan satu per satu, disampaikan terima kasih. Penulis menyadari banyak kekurangan yang terdapat dalam tulisan ini, karena itu kritik dan saran penulis sangat harapkan. Akhir kata semoga tulisan ini bermanfaat bagi pengembangan teknologi industri pertanian.
Bogor, Februari 2008
Wardana
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banjarbaru, Kalimantan Selatan pada tanggal 30 Juni 1976 sebagai anak pertama dari Ibu Mastiah (Alm) dan Ayah Rifani Joenani. Penulis menyelesaikan pendidikan SD pada tahun 1990 di SDN Kota I Banjarbaru, SMP pada tahun 1993 di SLTPN I Banjarbaru dan SMA pada tahun 1996 di SMUN Banjarbaru. Tahun 2001 penulis memperoleh gelar sarjana Kehutanan Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Lambung Mangkurat, Kalimantan Selatan. Tahun 2002 penulis mengikuti pendidikan Magister Sains Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Karya tulis yang telah dihasilkan berupa buku-buku terbitan Elex Media Komputindo, berjudul Pembuatan Kontrol Active X di Visual Basic 6, Membuat Lima program Dahsyat di Visual Basic 6.0 dan Pembuatan Kontrol Active X di Visual Basic 6 buku ke-2 dan Pembuatan Lima Program Dahsyat di Visual Basic Net 2005, serta 1 buah buku yang diterbitkan oleh Jasakom berjudul Pemprograman Virus dan Spyware.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
iv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
v
I.
PENDAHULUAN .............................................................................. Latar Belakang .................................................................................... Tujuan ................................................................................................ Ruang Lingkup ....................................................................................
1 1 3 3
II.
TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) ..................................... Pepton ................................................................................................. Pembuatan Pepton Kepala Tuna ........................................................... Papain ................................................................................................. Escherchia coli .................................................................................... Staphylococcus aureus ......................................................................... Aspergillus niger.................................................................................. Saccharomyces cerevisiae .................................................................... Fase-fase Pertumbuhan Mikroorganisme..............................................
4 4 5 6 9 11 12 13 14 14
III.
BAHAN DAN METODE ................................................................... Tempat dan Waktu .............................................................................. Bahan dan Alat ................................................................................... Metode Penelitian ............................................................................... Prosedur Analisis .................................................................................
17 18 18 18 24
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ Bahan baku .......................................................................................... Papain .................................................................................................. Pengaruh Konsentrasi Papain ............................................................... Pengaruh pH ........................................................................................ Pengaruh Suhu ..................................................................................... Derajat Hidrolisis ................................................................................. Uji Penggunaan Pepton Keong ............................................................. Perhitungan Neraca Massa ...................................................................
28 28 29 29 30 31 32 34 44
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ Kesimpulan.......................................................................................... Saran ...................................................................................................
46 46 46
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Halaman 1 Kandungan Gizi dari 100 gram Daging Keong Mas........................ 2
3
5
Komposisi Media Tumbuh Mikroorganisme Berdasarkan Jenis Pepton yang Digunakan .........................................................
25
Rincian Biaya Produksi pepton Keong Mas Skala Laboratorium ....
45
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Keong Mas (Pomacea canaliculata Lamarck) ....................................
4
2
Diagram Alir Pembuatan Pepton Kepala Ikan Tuna (siswanto, 2000)
8
3
Diagram Alir Pembuatan Tepung Keong (Bagus, 1999) ....................
20
4
Diagram Alir Pembuatan Pepton Keong dari Tepung Keong (Modifikasi Penelitian Siswanto, 2000) ..............................................
23
5
Pengaruh Konsentrasi Papain terhadap Kadar Protein Hidrolisat ........
29
6
Pengaruh pH terhadap Konsentrasi Protein Hidrolisat ........................
30
7
Pengaruh Suhu terhadap Konsentrasi Protein Hidrolisat .....................
31
8
Derajat Hidrolisis dari Perlakuan Konsentrasi Papain 0,2% ................
32
9
Grafik Hasil Analisa HPLC Asam Amino terhadap Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................................................
33
10 Hasil Pengamatan Pemakaian Nitrogen oleh Eschercia coli pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .........................................................
34
11 Hasil Pengamatan Pertumbuhan Eschercia coli pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................................................
35
12 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Eschercia coli ..........................
35
13 Hasil Pengamatan Pemakaian Nitrogen oleh S. aureus pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .........................................................
36
14 Hasil Pengamatan Pertumbuhan S. aureus pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................................................
37
15 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Stephalococcus aureus .............
38
16 Hasil Pengamatan Pemakaian Nitrogen oleh Aspergillus niger pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .........................................................
39
17 Hasil Pengamatan Pertumbuhan Aspergillus niger pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................................................
39
18 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Aspergillus niger ......................
40
19 Hasil Pengamatan Pemakaian Nitrogen oleh Saccharomyces cerevisiae pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................
41
20 Hasil Pengamatan Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae pada Pepton Keong, Oxoid dan Difco .................................................
42
21 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae ........
43
22 Neraca Massa Produksi Pepton Keong Mas ........................................
44
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Penentuan Aktivitas Enzim Papain (Bergmeyer, 1983) .......................
50
2
Jumlah Nitrogen Total Metode Kjeldahl (AOAC, 1999) .....................
52
3
Analisa Hasil Pengambilan Sampel pada Tahap Hidrolisis Tepung Keong Mas ...........................................................................
53
4
Prosedur Analisa Asam Amino Menggunakan HPLC .........................
54
5
Pengaruh Konsentrasi Papain terhadap Kadar Protein Hidrolisat ........
56
6
Pengaruh pH terhadap Kadar Protein Hidrolisat .................................
57
7
Pengaruh Suhu terhadap Kadar Protein Hidrolisat ..............................
58
8
Nilai Derajat Hidrolisis ......................................................................
59
9
Hasil Analisa HPLC Asam Amino terhadap Pepton Keong, Difco dan Oxoid .................................................................................
60
10 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Eschercia coli ..........................
61
11 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Staphalococcus aureus .............
62
12 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Aspergillus niger ......................
63
13 Hasil Perhitungan Laju Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae ........
63
