PENGARUH KOMBINASI ENZIM POLIGALAKTURONASE, SELULASE, DAN AMILASE PADA KLARIFIKASI JUS JERUK KEPROK GARUT (Citrus nobilis var. chrysocarpa) Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Jurusan/Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Disusun Oleh : Andreas Cahyo Bagus Sulistyo H0911005
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
i
PENGARUH KOMBINASI ENZIM POLIGALAKTURONASE, SELULASE, DAN AMILASE PADA KLARIFIKASI JUS JERUK KEPROK GARUT (Citrus nobilis var. chrysocarpa)
Yang dipersiapkan dan disusun oleh ANDREAS CAHYO BAGUS SULISTYO H 0911005
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal:
Januari 2016
dan dinyatakan telah memenuhi syarat Susunan Dewan Penguji Ketua
Anggota I
Esti Widowati, S.Si., M.P. NIP. 198305052009122006
Ir. M.A. Martina Andriani, M.S. NIP. 195005251986092001
Surakarta, Januari 2016 Mengetahui Universitas Sebelas Maret Fakultas Pertanian Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S NIP. 195602251986011001 ii
Anggota II
Asri Nursiwi, S.TP., M.Sc NIP. 198708072012122001
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelasaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Kombinasi Enzim Poligalakturonase, Selulase, Dan Amilase Pada Klarifikasi Jus Jeruk Keprok Garut (Citrus Nobilis Var. Chrysocarpa).Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Stratum Satu (S-1) pada program studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Ketua Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan. 3. Esti Widowati, S.Si., M.P. selaku Pembimbing Utama Skripsi, yang telah membimbing, mengarahkan, serta memberi dorongan penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Terima kasih atas segala ilmu, nasihat, dan masukan bagi penulis. 4. Ir. M.A.M Andriani, M.S. selaku Pembimbing Pendamping Skripsi, yang selalu memberi masukan dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. 5. Asri Nurwisi, S.TP, M.Sc. selaku Dosen Penguji Skripsi, terima kasih atas masukan, saran dan kritiknya untuk perbaikan penulisan skripsi saya. 6. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Akademik, terima kasih atas bimbingan dan arahan di bidang akademik selama perkuliahan. 7. Ibu Sri Liswardani, S.P., Mbak Dinda, dan Pak Slamet selaku laboran Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS, serta Pak Giyo dan Pak Joko selaku Staff iii
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS, terima kasih banyak atas segala bantuannya selama perkuliahan. 8. Ibu Diana, Pak Lantip, Pak Har selaku laboran Biologi dan Fisika MIPA PUSAT UNS, terima kasih atas segala bantuannya. 9. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan serta seluruh staff Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas
ilmu,
pengetahuan, pengalaman selama masa perkuliahan penulis. 10. Skripsi ini, penulis persembahkan untuk Ibu dan Ayah, penulis yang telah memberi kasih sayang, cinta dan pengorbanan, merawat dan mendidik, hingga penulis dapat sampai pada tahap ini, dan adik penulis (Margaretha Agnes. A.K) yang selalu menghibur. Seluruh keluarga besar penulis yang telah memberi dukungan baik moral maupun materi pada penulis. 11. Tim skripsi “Enzim” Bagaskara, Fitria, Rizki, Monica, Amel, Tiwi, Retha, Farah, Ika, Muthi yang telah bekerja sama, memberi bantuan, bertukar pikiran dengan penulis selama penelitian. 12. Teman serumpun dan teman pertama ketika masuk kuliah, Bagaskara Tabah Arifin, yang selalu membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 13. Teman spesial tak terduga Rena, Ayu, Fitria, Rizki. Terima kasih atas semua dukungan, kebersamaan, kegembiraan, dan semua pelajaran hidup selama perkuliahan penulis. 14. Teman-teman kos Sani Balcony Brotherhood Ashar, Asin, Farid, Rosit, Kaka, Udin, Tony yang selalu memberi hiburan, semangat dan dorongan, 15. Aprila Bertha Puspitasari, terimakasih atas kebersamaan selama ini, semangat dan dorongan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 16. Teman seperjuangan “Perancangan Pabrik Bistella Karya Mandiri”, Bagaskara,
Retha,
dan
Galih”.
Terima
kasih
atas
kerjasama
dan
kebersamaannya. 17. Terima kasih banyak untuk teman-teman ITP 2011 yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, terima kasih telah mewarnai kehidupan penulis selama berada kampus ini. iv
18. Terima kasih Kak Restio, Kak Christy, Mba Arifah telah berbagi pengalaman selama penelitian dan bantuannya, sehingga memudahkan penulis dalam melaksanakan penelitian. 19. Keluarga besar HIMAGHITA FP UNS, khususnya Ristek BSO, keluarga besar IAAS LC UNS, KMK FP UNS, Marching Band UNS. Terima kasih atas kesempatan, pengalaman berorganisasi, dan kebersamaannya sehingga masa perkuliahan penulis menjadi lebih bermanfaat. 20. Semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan skripsi ini dan memberi dukungan, doa serta semangat bagi penulis untuk terus berjuang. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta,
Penulis
v
Januari 2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................
ii
KATA PENGANTAR .....................................................................................
iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ........................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
x
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ....................................................................................
1
B. Perumusan Masalah ...........................................................................
3
C. Tujuan Penelitian ................................................................................
3
D. Manfaat Penelitian ..............................................................................
4
II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka............................................................................ ....
5
1. Jeruk Keprok Garut ...........................................................................
6
2. Jus Buah dan Klarifikasi ...................................................................
8
3. Pektin ...............................................................................................
10
4. Pektinase ...........................................................................................
12
5. Pati ....................................................................................................
13
6. Amilase ...........................................................................................
14
7. selulosa ..............................................................................................
17
8. Selulase ............................................................................................
19
B. Kerangka Berpikir ..............................................................................
21
C. Hipotesis ...............................................................................................
21
III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian............................................................
22
B. Bahan dan Alat ....................................................................................
22
1. Bahan ..............................................................................................
22
vi
2. Alat ..................................................................................................
23
C. Tahapan Penelitian ..............................................................................
24
1. Penelitian Tahap I Produksi Enzim .................................................
24
2. Penelitian Tahap II Ekstraksi dan Pemurnian Enzim Parsial....................................... .......................................................
24
3. Penelitian Tahap III Pembuatan Sari Buah Jeruk ...........................
25
4. Penelitian Tahap IV Analisis Sari Buah Jeruk Hasil Klarifikasi ....
25
D. Metode Analisis ....................................................................................
27
E. Rancangan Penelitian ..........................................................................
28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Viskositas..............................................................................................
28
B. Total Padatan Terlarut (TPT) ...........................................................
32
C. pH .........................................................................................................
35
D. Transmitansi ........................................................................................
37
E. Penentuan Perlakuan Terpilih ...........................................................
40
V. KESIMPULAN DAN DARAN A. Kesimpulan ..........................................................................................
43
B. Saran ....................................................................................................
43
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
44
Lampiran ........................................................................................................
48
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Vitamin Dan Zat Mineral Dalam Setiap 100 Gram Buah Jeruk ................................................................................................. 7 Tabel 3.1 Karakteristik Isolat Bakteri ...................................................................... 22 Tabel 3.2 Karakteristik Enzim ................................................................................. 23 Tabel 3.3 Analisis Klarifikasi Jus Jeruk keprok Garut dengan Kombinasi Enzim Pektinase, Selulase, dan Amilase ................................................... 27 Tabel 3.4 Rancangan Penelitian ............................................................................... 28 Tabel 4.1 Viskositas Jus Jeruk Keprok Garut Hasil Klarifikasi ................................ 29 Tabel 4.2 Total Padatan Terlarut Jus Jeruk Keprok Garut Hasil Klarifikasi............. 32 Tabel 4.3 pH Jus Jeruk Keprok Garut Hasil Klarifikasi ............................................ 35 Tabel 4.4 Transmitansi (%) Jus Jeruk Keprok Garut Hasil Klarifikasi .................... 37 Tabel 4.5 Penentuan Perlakuan Terpilih Berdasarkan Faktor Analisi (Viskositas, Total Padatan Terlarut, pH, dan Transmitansi) pada Jus Jeruk Keprok Garut. ........................................................................................................ 40
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rantai Molekul Pektin ..............................................................
10
Gambar 2.2 Rantai Asam Galakturonat .......................................................
10
Gambar 2.3 Mekanisme Aksi Enzim Poligalakturonase ..............................
13
Gambar 2.4 Struktur Amilosa.......................................................................
14
Gambar 2.5 Struktur Amilopektin ................................................................
14
Gambar 2.6 Mekanisme Kerja Enzim Amilase ............................................
16
Gambar 2.7 Struktur kimia dari selulosa ......................................................
17
Gambar 2.8 Mekanisme Kerja Enzim Selulase ............................................
19
Gambar 3.1 Bagan Tahapan Penelitian Klarifikasi Jus Jeruk Keprok Garut............................................................................
ix
27
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Media Produksi Enzim .............................................................. 48 1. Media Produksi Enzim Poligalakturonase .............................. 48 2. Media Produksi Enzim Selulase............. ................................ 48 3. Media Produksi Enzim Amilase............. ................................ 48 Lampiran 2. Data Uji SPSS............................................................................ 48 1.
Data Uji Parameter Viskositas ............................................. 49
2.
Data Uji Parameter TPT ...................................................... 51
3.
Data Uji Parameter pH......................................................... 52
4.
Data Uji Parameter Transmitansi......................................... 53
Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian ............................................................. 54
x
PENGARUH KOMBINASI ENZIM POLIGALAKTURONASE, SELULASE, DAN AMILASE PADA KLARIFIKASI JUS JERUK KEPROK GARUT (Citrus nobilis var. chrysocarpa) Andreas Cahyo B.S H0911005 RINGKASAN Industri jus buah-buahan tropis berkembang pesat beberapa tahun terakhir dengan laju mencapai 20 persen per tahun (Iriani dkk, 2007). Salah satu jeruk yang potensial menjadi sari buah adalah jeruk keprok garut. Menurut Sakai et al. (1993), masalah utama dalam penjernihan sari buah adalah adanya substansi pektin yang menghambat proses pelarutan (insolubility). Selain pektin, dalam sari buah jeruk keprok garut mengandung selulosa, dan pati yang dapat mempengaruhi tingkat viskositas dan juga kekeruhan pada sari buah jeruk keprok garut. Untuk mengatasi masalah tersebut dapat dilakukan proses klarifikasi secara enzimatik dengan menggunakan kombinasi enzim-enzim yang dapat menghidrolisis komponen penyebab masalah tersebut. Enzim yang dapat digunakan adalah enzim poligalakturonase, selulase, dan amilase. Enzim poligalakturonase yang digunakan diperoleh dari bakteri pektinolitik (isolat bakteri AR 2) yang diisolasi dari limbah sayuran, enzim selulase berasal dari bakteri selulolitik (isolat bakteri S6) limbah sayuran, dan enzim amilase berasal dari bakteri amilolitik (isolat bakteri K7) limbah kentang busuk. Enzim diperoleh dengan metode pemurnian enzim parsial. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh kombinasi enzim poligalakturonase, selulase, dan amilase pada klarifikasi jus jeruk keprok garut berdasarkan parameter viskositas, total padatan terlarut, pH, dan transmitansi. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap Satu Faktor. Pada tahap klarifikasi jus jeruk menggunakan tiga kali ulangan sampel dan dua kali ulangan analisis. Data yang diperoleh dari hasil penelitian dianalisa dengan software SPSS 16.0 dengan menggunakan analisis variansi (ANOVA), apabila terdapat beda nyata dilanjutkan dengan Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf signifikansi α 0,05. Hasil pengombinasian enzim poligalakturonase, amilase, dan selulase pada klarifikasi sari buah jeruk keprok garut berpengaruh pada penurunan nilai viskositas dari kontrol 1,4645 cP menjadi 1,2192 cP, penurunan nilai parameter total padatan terlarut dari kontrol 11,9° Brix menjadi 11,0° Brix, peningkatan nilai parameter dari kontrol pH 3,23 menjadi 3,26, peningkatan nilai parameter transmitansi dari kontrol 1,0% menjadi 1,3%. Kata kunci :amilase, jeruk keprok garut, klarifikasi, kombinasi enzim, poligalakturonase, selulase
xi
EFFECT OF ENZYME COMBINATION (POLYGALACTURONASE, CELLULASE, AND AMYLASE) IN KEPROK GARUT (Citrus nobilis var. chrysocarpa) ORANGE JUICE CLARIFICATION Andreas Cahyo B.S H0911005 SUMMARY Tropical fruits juice industry is growing rapidly in recent years with a rate of 20 percent per year (Iriani dkk, 2007). One of potential orange which can be produced as juice is keprok garut orange. According to Sakai et al. (1993), the main problem in fruit juice clarification is the existence of pectin substance which inhibiting dissolving process (insolubility). Besides pectin substance, in the keprok garut orange juice is also containing cellulose and starch that can affect the level of viscosity and the turbidity. To solve the problem of clarification process can be done enzymaticallyby using a combination of enzyme that can hydrolyze the components cause these problems. Enzymes that can be used are polygalacturonase, cellulose, and amylase. Polygalacturonase was obtained from pectinolytic bacteria ( bacterial isolate AR 2) isolated from vegetable waste, cellulose was obtained from cellulolytic bacteria (bacterial isolate S 6) isolated from vegetable waste, amylase was obtained from amylolytic bacteria ( bacterial isolate K 7) rotten potato waste. Enzyme obtained by partial enzyme purification method. The aim of this study was to determine the effect of enzyme combination in keprok garut orange juice clarification based on the parameters of viscosity, total soluble solid (TSS), pH, and transmittance. The experimental design used in this research is One Factor Completely Randomized Design. The sample juice analyzed by three replication samples and two replication analysis. The data analyzed with SPSS 16.0 software usin analysis of variance (ANOVA), if there is a significant difference continued with Duncan Multiple Range Test (DMRT) at significance level α of 0.05. The results of combined enzymes pectinase, cellulase, and amylase in pacitan orange juice clarification can lowering the viscosity value of the control from 1,4028 cP into 1,2192 cP, lowering the TSS value of the control from 11,9 be 11,0° Brix, increasing the pH value of the control from 3,23 to 3,26, and increasing the transmittance value of the control from 1,0% to 1,3% Keyword :amyilase, keprok garut combination , poyigalacturonase, cellulase
xii
orange,
clarification,
enzyme
