OPTIMASI pH DAN SUHU PADA AKTIVITAS ENZIM LIPASE DARI BIJI KAKAO (Theobroma cacao L.) BERKAPANG SKRIPSI
OLEH : NOVRIYANTI HUTASOIT NIM : 1011105035
JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
OPTIMASI pH DAN SUHU PADA AKTIVITAS ENZIM LIPASE DARI BIJI KAKAO (Theobroma cacao L.) BERKAPANG
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Oleh: Novriyanti Hutasoit NIM. 1011105035
JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
ii
Novriyanti Hutasoit. 1011105035. Optimasi pH dan Suhu Pada Aktivitas Enzim Lipase Dari Biji Kakao (Theobroma cacao L.) Berkapang. Di bawah bimbingan Ir. Putu Timur Ina, MS. sebagai pembimbing I dan Dr.Ir.Dewa Gede Mayun Permana, MS. sebagai pembimbing II.
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh enzim lipase dari biji kakao berkapang serta mendapatkan pH dan suhu optimum aktivitas enzim lipase. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan perlakuan pH berturut-turut sebagai berikut: pH 5, pH 6, pH 7, pH 8, dan pH 9 dan perlakuan suhu berturut-turut sebagai berikut: suhu 30o C, 35o C, 40o C, 45o C, dan 50o C . Masing-masing perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga diperoleh 15 unit percobaan. Data dianalisis dengan sidik ragam, apabila perlakuan berpengaruh maka dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pH dan suhu berpengaruh sangat nyata terhadap aktivitas enzim lipase. Aktivitas enzim lipase tertinggi diperoleh pada perlakuan pH 6 yaitu 0,107 U/ml dan pada perlakuan suhu 35o C yaitu 0,102 U/ml.
Kata kunci: Enzim lipase, kapang, biji kakao
iii
Novriyanti Hutasoit. 1011105035. Optimization of pH and Temperature On Lipase Enzyme Activity From Mold Cocoa Beans (Theobroma cacao L.) Under supervision of Ir. Putu Timur Ina, M.S. as 1st supervisor and Dr.Ir.Dewa Gede Mayun Permana, M.S as 2nd supervisor.
ABSTRACT
This research was aimed to obtain lipase enzyme from mold of cacao beans and get optimum pH and temperature on lipase enzyme activity. The experimental design used Randomized Block Design (RBD) with different pH treatment as follows: pH 5, pH 6, pH 7, pH 8, and pH 9 and temperature treatment in a row as follows: 30o C, 35o C , 40o C, 45o C, and 50o C. Each treatment was repeated three times to obtain 15 experimental units. Data were analyzed using analysis of variance, when data was effected and then continued with Duncan test. The result showed that pH treatment and temperature significantly influenced the activities of lipase enzyme. The highest lipase enzyme activity was obtained at pH 6 treatment which is 0.107 U/ml and in temperature 35o C treatment 0.102 U/ml.
Keywords: Lipase enzyme, mold, cocoa beans
iv
RINGKASAN
Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu tanaman perkebunan yang dikembangkan untuk peningkatan sumber devisa negara dari sektor nonmigas. Sejauh ini, kualitas biji kakao masih rendah. Salah satu penyebabnya adalah kondisi biji yang berkapang. Kapang pada biji kakao merupakan kontaminan mikrobiologis yang tidak disukai oleh konsumen. Biji kakao yang berkapang tidak dapat dimanfaatkan dan dapat menurunkan mutu dari biji kakao tersebut. Kapang adalah penghasil enzim yang diproduksi secara ekstraseluler. Penggunaan enzim dalam bioteknologi modern semakin berkembang secara cepat. Hal ini dikarenakan enzim mempunyai efisiensi dan efektifitas yang tinggi, food grade, dan dapat digunakan berulang kali dengan teknik amobilisasi (Lehninger, 1995). Salah satu jenis enzim yang mempunyai peran penting dalam perkembangan bioteknologi adalah enzim lipase. Enzim ini memiliki sifat khusus yaitu memecahkan ikatan ester pada lemak dan gliserol. Biji kakao berkapang dapat dimanfaatkan sebagai media pertumbuhan kapang yang menghasilkan enzim lipase. Enzim lipase dari kapang biasanya mempunyai substrat spesifik seperti pada media pertumbuhannya. Aktivitas lipase dipengaruhi oleh pH dan suhu. Untuk aktivitas tertinggi maka diperlukan optimalisasi kondisi pH dan suhu pada lipase dari biji kakao berkapang. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh lipase dari biji kakao berkapang serta mendapatkan pH dan suhu optimum terhadap aktivitas enzim, yang terdiri dari 2 tahapan penelitian. Tahap pertama adalah penentuan pH
v
optimum enzim lipase dari biji kakao berkapang. Tahap kedua adalah penentuan suhu optimum. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan perlakuan pH sebagai berikut : pH 5, pH 6, pH 7, pH 8, dan pH 9. Setelah mendapatkan pH optimum, dilanjutkan dengan optimasi suhu menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan perlakuan suhu yaitu : S1 = Suhu 30o C, S2 = Suhu 35o C, S3 = Suhu 40o C, S4 = Suhu 45o C, dan S5 = Suhu 50o C. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga diperoleh 15 unit percobaan. Data yang diperoleh dari variabel yang diamati, dianalisis dengan sidik ragam, dan apabila perlakuan berpengaruh terhadap variabel yang diamati maka dilanjutkan dengan Uji Duncan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi aktivitas enzim lipase, optimasi pH terhadap aktivitas enzim lipase dan dari hasil analisis variabel tersebut, diambil perlakuan terbaik dengan aktivitas enzim lipase tertinggi yang selanjutnya digunakan dalam optimasi suhu terhadap aktivitas enzim lipase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pH dan suhu berpengaruh sangat nyata terhadap aktivitas enzim lipase. Aktivitas enzim lipase tertinggi diperoleh pada perlakuan pH 6 yaitu 0,107 U/ml dan pada perlakuan suhu 35o C yaitu 0,102 U/ml.
vi
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi ini telah mendapat persetujuan pembimbing:
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Putu Timur Ina, MS.
Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, MS.
NIP. 19570627 198601 2 001
NIP. 19591107 198603 1 004
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, MS. NIP. 19591107 198603 1 004
Disahkan pada tanggal:
vii
RIWAYAT HIDUP Penulis bernama Novriyanti Hutasoit dan lahir di Medan, 2 November 1992 dari pasangan Bapak Drs. Pontius Hutasoit dan Ibu Masliana Simanjuntak. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal di TK Cindera Mata Bekasi pada tahun 1997-1998, kemudian melanjutkan pendidikan ke jenjang sekolah dasar di SD Cindera Mata Bekasi sampai tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan lagi pendidikannya ke jenjang sekolah menengah pertama di SMP Cindera Mata Bekasi sampai tahun 2007, lalu melanjutkan lagi ke jenjang menengah atas di SMAN 10 Bekasi dan lulus pada tahun 2010. Tahun 2010 penulis melanjutkan studi ke tingkat perguruan tinggi dan diterima sebagai mahasiswa di Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana melalui jalur SNMPTN dan pernah mendapatkan
beasiswa
Disdikpora.
Penulis
pernah
aktif
di
kegiatan
kemahasiswaan, seperti BLM Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana dan PMK Fakultas Teknologi Pertanian.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjuatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas perlindungan dan segala kemudahan yang diberikan-Nya, sehingga penyusunan tugas akhir yang berjudul “Optimasi pH Dan Suhu Pada Aktivitas Enzim Lipase Dari Biji Kakao (Theobroma cacao L.) Berkapang” ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan studi S1 di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana. Penulis mendapatkan banyak bantuan, semangat, dan dorongan positif dari semua pihak baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan tugas akhir ini sehingga pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. Putu Timur Ina, MS. sebagai pembimbing I dan Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, MS. sebagai pembimbing II sekaligus dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana yang telah banyak memberi saran, bimbingan, dan arahan bagi penulis; 2. G.A.K Diah Puspawati, S.TP., M.Si. sebagai pembimbing akademik penulis yang memberikan arahan bagi penulis; 3. Dosen-dosen Fakultas Teknologi Pertanian, khususnya dosen – dosen Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberi bantuan dan arahan selama perkuliahan;
ix
4. Orang tua penulis, Drs. Pontius Hutasoit dan Masliana Simanjuntak yang selalu mendukung moral dan material, Abang Fritz Agustinus Hutasoit yang terus memberi semangat serta keluarga besar Hutasoit; 5. Bapak Yoga, Bapak Surya, Ibu Gung Mirah dan staff laboratorium Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana yang telah membimbing penulis selama melakukan penelitian. 6. Sahabat tercinta Noveliska Br Sembiring, S.TP., Susi Albina Br Purba, S.TP., Siska Elisabet Silalahi, S.TP., Maya Anita Putri, S.TP. Eka Jana Walianingsih, Putu Andi Sri Utami, dan Made Meigasari serta teman-teman lainnya yang selalu mendukung; 7. Teman-teman seangkatan 2010 yang selalu membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini; 8. Keluarga besar Gereja HKI Zending Bali yang senantiasa mendukung penulis dalam bentuk bantuan dan doanya. Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini sangat jauh dari sempurna. Saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan agar penyusunan tugas akhir ini menjadi lebih baik. Bukit Jimbaran, Penulis
x
Juni 2015
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................................i PERSYARATAN ................................................................................................... ii ABSTRAK ............................................................................................................ iii ABSTRACT ............................................................................................................iv RINGKASAN .......................................................................................................... v LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. vii RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. viii KATA PENGANTAR ............................................................................................ix DAFTAR ISI ..........................................................................................................xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xiv DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xv I.
II.
III.
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................................ 3
1.3
Tujuan Penelitian ................................................................................. 3
1.4
Hipotesis ............................................................................................... 3
1.5
Manfaat Penelitian ............................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 4 2.1
Kakao ................................................................................................... 4
2.2
Biji Kakao ............................................................................................ 6
2.3
Kapang ................................................................................................. 9
2.4
Enzim ................................................................................................. 12
2.5
Enzim Lipase....................................................................................... 18
METODE PENELITIAN ............................................................................ 24 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 24
3.2
Alat dan Bahan ................................................................................... 24
3.3
Rancangan Percobaan ........................................................................ 24
3.4
Pelaksanaan Penelitian ....................................................................... 25 3.4.1 Optimasi Waktu Inkubasi ........................................................ 25
xi
3.4.1.1 Pembuatan Bubuk Kakao Berkapang ………………………25 3.4.1.2 Ekstraksi Enzim Lipase yang Dimodifikasi ………………..26 3.4.1.3 Pengujian Aktivitas Enzim Lipase ………………………....27 3.4.1.4 Pembuatan Kurva Standar Asam Oleat……………………..28 3.5
Variabel yang Diamati ....................................................................... 28 3.5.1 Optimasi pH Pada Aktivitas Enzim Lipase ............................. 29 3.5.2 Optimasi Suhu Pada Aktivitas Enzim Lipase ......................... 29
IV.
V.
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 31 4.1
Optimasi Waktu ……………………………………………………. 31
4.2
Optimasi pH ....................................................................................... 32
4.3
Optimasi Suhu ..................................................................................... 33
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 36 5.1
Kesimpulan ........................................................................................ 36
5.2
Saran ................................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 37 LAMPIRAN .......................................................................................................... 40
xii
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
1.
Komposisi biji kakao segar ...................................................................8
2.
Klasifikasi Enzim ................................................................................ 14
3.
Contoh Aplikasi Enzim Lipase pada Berbagai Industri ...................... 22
4.
Spesifitas substrat berdasarkan trigliserida .........................................23
5.
Pengaruh Waktu Inkubasi Terhadap Aktivitas Enzim Lipase ………31
6.
Pengaruh Perlakuan pH Terhadap Aktivitas Enzim Lipase ................ 32
7.
Pengaruh Perlakuan Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Lipase ............33
xiii
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
1.
Perbedaan biji kakao (Anon.,2011) ...................................................... 6
2.
Teori mekanisme kerja enzim (Anon.,2010) ...................................... 17
3.
Diagram alir proses pembuatan bubuk kakao berkapang ................... 26
4.
Diagram alir proses ekstraksi enzim lipase yang dimodifikasi dari biji kakao berkapang …. ...................................................................................... 27
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
1.
Data Optimasi Waktu Inkubasi ........................................................... 38
2.
Data Analisis Optimasi pH ................................................................. 39
3.
Data Analisis Optimasi Suhu .............................................................. 42
4.
Kurva Standar Asam Oleat ................................................................. 44
5.
Dokumentasi Penelitian ...................................................................... 45
xv
