t
MEMPELAJARI SPESIFISITAS ALKOHOL, SPESIFISITAS POSISI DAN PENGARUH SURU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE EKSTRASELULER DARI KAPANG Aspergillus
Oleh JULITA F02498075
2003 FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN INSTITUT PERT ANIAN BOGOR BOGOR
sp.
JULITA. F02498075. Mempelajari Spesifisitas AIkohol, Spesifisitas Posisi dao Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Ekstraseluler Kapang Aspergillus sp. Dibawah bimbingan Ulis Nuraida dan Slamet Budijanto. 2003.
RlNGKASAN Enzim lipase digunakan secara luas dalam industri pangan maupun non pangan. Pada industri pangan, enzim lipase dapat dipa1ikasikan pada industri susu
roti dan !we, bir, bumbu, dan lain-lain. Mikroorganisme merupakan penghasil enzim yang paling potensial. Upase mikrobial dapa!
dan olahannya,
diperoleh dari bakteri Pseudomonas. Achromobacter dan Staphylococcus. kamir
Candida dan Torulopsis, dan kapang Aspergillus. Geotrichum, Penicillium. Rhizopus dan Mucor (Darwis dan Sulwa, 1990).
Sifat-sifat enzim lipase dalam mengkata1isis suatu reaksi harns diketahui agar penerapannya dapa! optimal. Salah satu usaha untuk mengetahui bal tersebut adalah dengan melakukan karakterisasi enzim lipase. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari dan mengetahui spesifisitas alkohol. spesifisitas posisi. pengaruh suhu terhadap aktivitas esterifikasi dan pengaruh suhu terbadap aktivitas hidrolisis enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp. Pengujian spesifisitas alkohol dilakukan dengan mereaksikan asam laurat dan alkobol dengan berbagai panjang rantai (butanol, oktaool dan lauril a!kobol), berbagai posisi OH (n- butanol, sec-butanol dao tert-butanol) dan berbagai jumlah OH (etilen glikol dan gliserol). Pengujiao spesifisitas posisi menggunakanPOP yang dihidrolisis oleb enzim lipase ekstraseluler kapaog Aspergillus sp. Analisis asam lemak basil hidrolisis POP dilakukan dengao
menggunakan Kromatografi Gas. Pengujian pengaruh suhu terhadap aktivitas esterifikasi dilakukan variasi subu reaksi mulai 40, 50, 60, dan 70°C. Aktivitas esterifikasi tertinggi diukur dengan mereaksikan asam laurat dan lauril alkohol pada variasi subu yang telah ditentukan. Aktivitas esterifikasi dilakukan dengan mengukur kecepatan awal reaksi berdasarkan penurunan jurnlah asam lemak sebelum dao sesudah esterifikasi (Hariyadi, 1995). Penurunao asam lemak sebelurn dan sesudah esterifIkasi menggunakan metode Lowry dan Tinsley (1975). Pengujiao pengaruh suhu terhadap aktifitas hidrolisis dilakukao pada variasi subu reaksi 30, 40, 50, 60, dan 70°C. Aktivitas hidrolisis tertinggi diukur dengan mereaksikan minyak kelapa., air, CaCh 0.1 M, dan enzim lipase ekstraseluler pada variasi subu yang telah ditentukan (Lienfield et al.,1984). Aktivitas esterifIkasi tertinggi pada alkohol dengan berbagai panjang rantai dimiliki butanol (13.04 nunol ALB/g prot.menit) yang berbeda nyata dengan aktivitas yang dimiliki oleh oktanol (5.48 mmo! ALB/g prot.menit) dan lauril alkohol (4.50 mmol ALB/g prot.menit). Aktivitas esterifikasi tertinggi pada alkohol dengan berbagai posisi OR dimiliki oleh alkohol primer (13.04 mmol ALB/g prot. menit) yang juga berbeda nyata dengan aktivitas esterifikasi yang dimiliki oleh sekunder butanol (8.53 mmol ALBI g prot. menit) dan tersier butanol (2.27 mmol ALBI g prot. menit).
Aktivitas esterifikasi tertinggi pada
alkohol dengan berbagai jumlah OH dimiliki oleh etilen gtikol (1.72 mmol ALB/g prot.menit) y ang temyata tidak berbeda nyata dengan aktivitas esterifikasi y ang dimiliki oleh gliserol (0.74 mmo! ALB/g prot.menit).
Hidrolisis POP oleh enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp. menghasilkan asam palmitat sebesar 52.83 mol AUmol dan asam oleat sebesar 10.93 mmo} AUmol. Perbandingan konsentrasi asam palmitat.dan asam oleat adalah 4.83:1. Hal ini berarti enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus sp. memiliki spesifisitas posisi sn 1,3. Aktivitas esterifikasi tertinggi diperoleh pada suhu 50 ·C (4.50 nunol ALBI g prot. menit), diikuti aktivitas esterifikasi pada suhu 40 ·C (4.42 nunol ALB/g prot.menit), aktivitas esterifikasi pada suhu 60 ·C (0.88 nunol ALB/g prot. menit) dan aktivitas esterifikasi terendah pada suhu 70 ·C (0.38 mmol ALB/g prot. menit). Aktivitas estrifikasi pada suhu 40 dan 50 ·C tidak beIbeda nyala, dengan demikian reaksi esterifikasi yang dikatalisis oleh enzim lipase ekstraseluler kapang Aspergillus .p. dapat dilakukan pada kisaran suhu 40-50 ·C. Sedangkan aktivitas hidrolisis tertinggi diperoleh pada suhu 30 ·C (123.5 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), diikuti aktivitas hidrolisis pada suhu 50 ·C (108.88 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), aktivitas hidrolisis Pada suhu 40 ·C (105.63 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), aktivitas hidrolisis pada suhu 60 ·C (65 JJ.l1lol ALB/g prot.menit), dan aktivitas hidrolisis pada suhu 70 ·C (29.25 JJ.l1lol ALB/g prot.menit). Aktivitas hidrolisis pada suhu 30, 40 dan 50 ·C tidak beIbeda nyala, sehingga reaksi hidrolisis yang dikatalisis oleh enzim lipase ekstraseluler kapang
Aspergillus sp. dapat dilakukan pada kisaran suhu 30-50 °C.
MEMPELAJARI SPESIFlSITAS ALKOHOL, SPESIFlSITAS POSISI DAN PENGARUH SUHU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE EKSTRASELULER DARI KAPANG Aspergillus
sp.
OIeb JULITA F02498075
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarn!
untuk memperoleh gelar
SaIjana Teknologi Pertanian Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Faknltas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
2003 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOWGI PERTANIAN MEMPELAJARI SPESIFISITAS AlKOHOL, SPESIFISITAS POSISI DAN PENGARUB SUBU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM LIPASE EKSTRASELULER DARI KAPANG A.spergillus sp.
SKlUPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh ge1ar Sarjana Teknologi Pertanian Pada Jurusan Teknologi Paogao dan om Fakultas Teknologi Pertaoiao Iostitut Pertanian Bogar
Olcb JULITA F01498075
Dilabirkao pada tangga124 Jull 1980 di Jakarta
Tanggal Lulu,
:
II Maret 2003
Disetujui, Bogor, 19 Maret 2003
�1i4�
Dr. lr. Litis Nuraida. MSc Dosen Pembimbing I
J�
Dr. 1r. Slamet Budijanto, MAgr Dosen Pembimbing n
RlWAYAT HmUp Penulis dilahirkan pada tanggal 24 1akana.
Penulis adaJah anak ke
1uli 1980
lima
eli
dari enam
bersaudara dari pasangan Bapak Binsar Pakpahan dan Ibu Tiara Pangaribuan.
dimlliaipada tahun 1986
eli
SD Negeri Rawamangun
07 Pagi, Jakarta Tmmr dan IuIus
Pada tahuu yang
sarna
1enjang penelidikau
pada tahun 1992.
diterima eli SMP Negeri 232,
Jakarta Tunur dan IuIus pada tahun 1995, kemudian meianjutkan penelidikau eli SMU Negari 21, Jakarta Timur dan lulus pada tahun 1998. Pada tahun 1998 diterima menjaeli Mahasiswa dan Gizi, Faknltas Teknologi Pertanian,
Institut
(Ujian Seleksi Masnk IPB). Se1ama kuliah
1urusan
Teknologi Pangan
Pertanian Bogor melalui jalur USMI
eli Institut
Pertanian Bogor, aktif dalam
Organisasi PMK (Persekntuan Mahasisiwa Kristen) IPB dan Paduan Suara Fateta (Faknltas Teknologi Pertanian). Praktikum
Mata
KuJiah
Semasa perlruJiahau pemah menjaeli Asisten
Pengetahuan Bahan P8Dgan
dan
Teknologi Proses Pangan
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Falrultas Teknologi Pertanian, Institut Pertauian Bogor.
KATA PENGANTAR Segala puji syukur dipanjatkan kepada Tuhan Vesus
Kristus,
alas berkal.
kasih karunia dan penyertaanNya yang tiada berkesudaban dan lelab memberi kekualan bikmal sehingga skripsi ioi dapal tersusun dan lerselesaikan.
Penulis
menyadari babwa kebadiran karya tulis ioi tidak Ierlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, baik daIam kesempatan ioi L
secara
langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu
disampaikan ucapan lerima kasih yang setulusnya kepa da :
Ke1uarga lerkasih, Mamak, Bapak, Kakak dan
YOI,
Lyaa, ltin, Kakak, Botman
keponakanku Udia atas doa, oinla kasih, perbatian, pengertian, pengorbanan,
baotuan dan dukungan serta kasih sayang yang diberikan. 2.
Dr.
Jr.
UIis
Nuraida, MS. sebagai
Dosen
Pembimbing I, atas kesabarao dan
bitubingao yaog chberikao sebrms peoetitiao mngg. selesainya skripsi ini
3. Dr. Jr. 'Slamet Budijanto, MAgr sebagai DoseD. Pembimbing n, atas kesabaran dan bitubingan yang diberikao selama penetitian hingga selesainya skripsi ini
4. Jr. Dede It. Adawiyah, Msi sebaga i
Dosen
Penguji, atas masukan dan saran
yaog diberikao. 5.
Mbak Ary, Mas Tanl"lk, Mbak Resti, Pak Sidik, Pak Koko, Pak Mol, Pak Rozak, Pak Wabid, Pak Sobirin, Ibn Rnbiyab, Pak Gatot, Mbak Ida, Pak Kama, Pak Narya at as kesabaran dan segala bantuaD selama p enelitian di Lab. Mikrobiologi, Kimia, Rekayasa Paogan PAU dao Lab. Jurusan TPG.
6.
Teman·teman sepetjuangan dalam penelitian, Wiwin dan Idza, atas kerjasama, suka dan duka yang kita alami
7.
Sababal.sahabalku lercinla, Naoli (Iegarlab dalam menghadapi cobaan ioi !),
Riska, Renata, Ita, Kak
Tiur,
Lince (Ierima kasih kembali, Ternan !) dan Rudi,
Bintang (yang tahah, Nak!). Rini, Elina, atas kebersamaan, perhatian, keceriaan, doa, dnkungan dan kritikan-kritikan yang diberikan. 8.
Teman·teman di LaboratoriUIll, Kak Risma (thanks for the books, sis!), Mbak
Wiji, Mbak Ida. Kak Rida. Mbak Nurjana. Ningrum. Fitri. Di mon (tetap semangat yah!), Yuli. Nanda, Nita, Ruslan. Thori. Mas Asep, Pak Soenar,
Mas Dodi, Bik Omah (aIm), Bik Sari, atas bantuan, keceriaan dan kebersamaan kila.
III
9. Tim Kelompok KocH IPB (Gibbon, S.ur Lamria), Ade Pakpahan, Del� _.
teman-ternan
UKM
PMK
IPB
(teTtU ama
dukongan, perhatian, kehersamaan bersama DIA 10.
Saudari-saudari di Pondok Kantika, Daniek,
ibn!), Anti, Mei, Er6n, Floryn,
Kak
Kak
Anti, Mbak Ary (sukses jadi
En� Mbak om,
Kak
Marn� Santi,
Maria. Doni, Lenti, juga saudari-saudari di Wtsma Andung (Pita, Monique tea, Yun� An� Sake, Wendy, Dewi, Nita, Dessy canti'l"", Nia, Merry dan Tao). Terima kasih atas doa, pengertian, dllkllogan, kasih
yang, keberaamaan
..
dan
keke1uargaan yang diberikan. II.
Rekan-rekan TPG 35 atas ma.. pedruliahan yang tidak akan terlupakan.
Semoga karya ilmi.ah ini bermanfaat.
Bogor,
Maret 2003
Penulis
IV
DAFfAR
lSI
Halaman
KATA PENGANTAR .
........
DAFfAR ISI.
.. .
.......
..
.
........
...........
.
.............
.
..........
. . .. ...
..
.
............
....................................... ..............................................................
DAFfAR TABEL . .
.......
.
...........................
DAFfAR GAMBAR . .
.............
.
............
DAFfARlAMPIRAN
.....................
.
.....
.
......
.
.
...
.
.
.....
. . . . ..
...............................
.
...............
.
....
................
....
.
.....
................
.
.
...........
......
.
...........
.
...
.. ... . ..
...
v
. viii
.
........
iii
...
ix x
I. PENDAJillLUAN ........................................................................................ I A LATAR BELAKANG
.
...........
B. TUJUAN PENEUTIAN II.
.......
......
.
....
.
...........
. . ..
.
...............
TlNJAUAN PUSTAKA
. . . .. .. .
A ENZIM LIPASE
... . .. . .
.............
..................
.
.
..
...
...
.
.
.............
..
...
.......
..
.
..............
.. .
......
....................
.
...............
..
....
...........................
.
....
.. . ...
. ... ...
....
.
....
...
I 2
. . . .... . .. 3 ..
.
...
....
..
...
.
..
.... . ... .. .
.
....
3
B. LIPASE MIKROBIAL............................................................................ 5 C. REAKSI-REAKSI YANG DIKATALISIS LIPASE
.....
. ... .. . .
...
.
....
...
....
.. . 8 .
I. Hidrolisis ............................................................. .............................. 8 2. Esterifikasi
.....
.
............
3. Interesterifikasi
.
.....
.............
D. SPESIFISITAS LIPASE
....
.
....... ..............
.
.....................
. .. ...
.
....
.
.
.
..... . .. ..
. .
..
..............
................
.
......
1. Spesifisitas Jenis Lipid . .. .. . .. . ... . .
.
...
..
....
. .... .
.....
.
....
....
.
......
.......
.'" 9
' ..... ....... ....... ........ .. 10
. . . . . .. . . ..
.
.
..
...
...
.
........
II
... . . . . . .. . ...... . ... .... . 12 .
.
..
.
.
.
.
.
.
...
.
.
.
2. Spesifisitas Posisional........................................................................ 12 3. Spesifisitas Asam Leroak . . . . . .
.
..
.
....
.. .
................
. .. . . . ...
.
.
.
....
.... .. ... . .. \3 .
.
.
..
.
4. Spesifisitas Alkohol .....................'" .................... ............................... 13
E.
5.
Stereospesifisitas .........".,' ....'"."... ".........." .......................................... 13
6,
Spesifisitas Gabungan ........................................................................ 14
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS .. . . ... . . . . . .. ... .. .... . ... .. . ... ..... . .... ... ...... . 14 LIPASE . .
I. Suhu
.......
....
.
...
...
. . ... .
.
..........
.
.
...
.
.......
.
..
.
....
.
..
..
.
.
. . ... ... . . . ...
.
..
.
.
....
.
....
.
........
..
.
.
...
.
.
. .. . .. . .. ..... .... 14 .
...
..
...
.
..
.
.
2. pH........................................... ......................................................... 14 . ... . . ... . . .... .. .. ..... . . . .... . . . ........ . . ,, 15 3. Ca:2+ .......... .
.....
...
...
.
...
.
..
...
.
..
.
....
.
.
.
..
..
.
. .
.
4. Ion Metal .. .... . . . . .. . ...... .. . ..... .. ... ....... . . . .... . . .. ...... . .. . . 15 .
.
.
.
..
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
..
.
..
.
.
.
. .
.
.
F. KAPANG Aspergillus sp. . ..... .. .. ... . .... ......... . ......... . . .. .. . .. . 16 .
.
..
.
.
..
..
...
.
. .
..
.
.
. .
.
.
v
III.
BAHAN DAN METODE . . ..
.
......
A. BAHAN PENELITIAN .. . .
.
B. ALAT PENELITIAN . . . .
..
.
......
........
......
C. METODE PENELITIAN
.....
1.
.
.
.
...
....
.
.
..
.. .
.
......
.
....
.
.
.
.......
. . . . ..
......
.......
.
.
....
.. . .
..
Produksi En.zim Kasar Lipase ..
........
a.
Persiapan inokulum.... . ..
b.
Kn1tivasi . .. ..... ..... ... .... . ..
c.
Pemanenan en2im .. .
...
.
.
.
.
.
.
.
....
.
.
.. . .
....
.....
.
d Ekstraksi &zim . . . . . . .. .. ... . .
.
.
..
.
.
.
.
.
.
..
........
........
....
.
.
........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
..
.
...
..
..
2. Spesitisitas posisi . . . . . .
b.
.
..
.
.
.
.
. ... ...
.
.
.
...
.
.
.........
.
.
.....
.
.
...
........
18
.
18
.......
.......
.
19
. .
19
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........
.
..
..
..
.
.
...
.
....
.
. . . . . . . . . ... ... .. . . 19 .
.
...
.
.
.
.
.
.
....
...
....
.
..
.
..
.
.
...
. . . . . ... .
.
.
.
..
. . ... . .. .. . . . ... .. .. .
.
.
.
.
.
.
. .
.
.
.
..
. . .. . . . .... .. . . . . . . . .. 19
. .. ...
. ... ..
......
......... . . . . . . .
.
.
.
.
..
.
.
.
1. Spesifisitas alkohol... .. . .
.
.............
a. Pengujian spesifitas . . . . . ... .. . . .. .. ... .... ... . ..
..
18
.. .. ; ............................................ 19
..
.
...
.. . . . . . . . . .. ... .
.
......
.
2. Karakterisasi En.zim Lipase .. . . .. . . .
.
.. .
.
. .
.. . .. ..
..
..
.......
..................
. .
... ... . .
..
.
.
.
. .. .
.......
.
.
. . .. .
.
.
.
.......
.
...
......
.
..........
.
.......
....
..............
.. .
.
. . .
...
......
.. .
....
...................
19 20 20 20
" ...............................,'..... ,'. 21
Pengaruh subu terhadap aktifitas esterilikasi lipase ekstraseluler . ... . . . . . . . . . . " ..................................... 21 .
.
...
....
.
.
....
.......
.
..
.
.
.
c. Peogaruh subu terhadap aktivitas bicholisis lipase ekstraseluler. . .. .. .. . . .. . . . .. ... .. ...
.
.
.
.
..
D. METODE ANALISIS .... . . . . .. . .
.
.
.
.
.
.
.
........
.
..
.
.
.....
....
.
....
.
.
...
.
.................
... ... .
.
...
.
.
.....
...
.......
...
.
. . . .
.
....
. .
..
.
..
.
......
1. Pengukuran Kouseotrasi Protein dengao Metode Bradford
.........
.
....
. 21 . 22
. 22 ..
2. Penguktuau Aktivitas Esterifikasi (Hariyadi, 1995) .................. .......... 22 3. Analisis Juudah Asam Lemak (Lowry dan Tinsley, 1975) ................... 23 4. Ekstrasi Asam Lemak dengan menggunakan Metode Mattick dan Lee (1959) ..................................................................... 24 5. Analisis Asaro Lemak dengan roenggunakan Kromatografi Gas (GC)
........................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
24
6. Pengnkuran Aktivitas Hicholisis (Lieofield et aI., 1984) ................. .... 25 IV.
H ASIL DAN PEMBAHASAN . ..
A
........
. . ..
SPESIFISITAS ALKOHOL.
...........
.....
.....
.
. . .
..........................
.......................
1. Spesifitas AIkohol dengan Berbagai Panjang Raotai . 2. Spesifisitas Alkohol dengan Berbagai Posisi OH
......
.
B. SPESIFISITAS POSISI C. PENGARUH SUHU
....
.
.............
.......................
.
.............................
. . . . ...........
.
. . . . . . .
.
. . . . . . . . . . . . . . . . .
.
. . . . . . . .
.
. . ....
. . . . . . .
.
. . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . .
. 26
.
........... . . . . . .
3. Spesifisitas Alkohol dengan Berbagai lumlab OH . . ..
....
.
.
... . . . .
.
. . . . .
.
.. .
.. .
. . . . .
. 26 ..
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
. . . . .
.
26
. . .
28 29 31
. 32
VI
