PENGARUH ION Cu2+ PADA MATRIKS AGAROSE TERHADAP KESTABILAN ENZIM BROMELAIN HASIL ISOLASI YANG AMOBIL
SKRIPSI
Oleh :
DISKI AMALIA NRP. 1402 100 032
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2006
PENGARUH ION Cu2+ PADA MATRIKS AGAROSE TERHADAP KESTABILAN ENZIM BROMELAIN HASIL ISOLASI YANG AMOBIL
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk Menyelesaikan Program Strata-1 Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Oleh : DISKI AMALIA NRP. 1402 100 032
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2006
PENGARUH ION Cu2+ PADA MATRIKS AGAROSE TERHADAP KESTABILAN ENZIM BROMELAIN HASIL ISOLASI YANG AMOBIL
SKRIPSI
Oleh : DISKI AMALIA NRP. 1402 100 032
Surabaya,
Juli 2006
Menyetujui, Dosen Pembimbing,
Drs. REFDINAL NAWFA, MSc NIP. 131 652 048
Mengetahui, Ketua Jurusan Kimia FMIPA ITS
DR. MARDI SANTOSO NIP. 131 869 968
ABSTRAK
Amobilisasi enzim bromelain yang dihasilkan oleh buah nanas dilakukan pada gel agarose tanpa penambahan Cu2+ dan dengan penambahan Cu2+. Isolasi enzim bromelain dari buah nanas dilakukan dengan metode salting out menggunakan garam amonium sulfat 0 - 43%S. Enzim bromelain yang diperoleh diamobilisasi pada gel agarose dengan variasi konsentrasi 1%, 2%, 3% menggunakan teknik amobilisasi adsorpsi. Penentuan konsentrasi sisa protein kasein yang digunakan sebagai substrat pada optimasi konsentrasi agarose dan pH dilakukan menggunakan metode Bradford pada panjang gelombang maksimum 590 nm. Hasil uji aktivitas enzimatik pada agarose 3% yang mengandung Cu2+ adalah yang terbesar yaitu 290,6 unit/jam pada kondisi pH optimum 6,5 dan enzim bromelain amobil pada agarose 3% tanpa Cu2+ hanya mampu mendegradasi kasein 270 unit/jam.
iv
ABSTRACT
Bromelain enzim which produced by pinneapple fruits is amobilized in agarose gel by adding Cu2+ and without Cu2+. The enzim is isolated by salting out method using amonium sulfate salts 0 - 43 %. Then the enzim is amobilized in agarose gel by variating concentration 1, 2, 3 % using adsorption amobilization technique. The rest of casein protein concentration which used as substrate is determined by optimizing agarose concentration and pH using Bradford method in maximum wave length 590 nm. The biggest enzimatic activity test is agarose 3 % with Cu2+ that 290,6 unit/hour in the optimum pH 6,5. The amobilized bromelain enzim in agarose 3 % without Cu2+ degradates casein only 270 unit/hour.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul ”Pengaruh Ion Cu2+ pada Matriks Agarose Terhadap Kestabilan Enzim Bromelin Hasil Isolasi yang Amobil”. Naskah rancangan tugas akhir ini disusun untuk menyelesaikan program Strata-1 Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Penulis
mengucapkan
terima
kasih
yang
sebesar-besarnya
atas
terselesaikannya naskah tugas akhir ini, kepada : 1. Bapak Drs. Refdinal Nawfa MSc selaku dosen pembimbing yang telah berkenan memberikan bimbingan, saran, nasehat dan kesabarannya yang sangat berguna hingga terselesaikannya penulisan tugas akhir ini. 2. Dr. Mardi Santoso selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA-ITS atas segala kesempatan dan fasilitas yang diberikan. 3. Bapak Drs. Djarot S.KS. MS selaku koordinator TA. 4. Bapak, ibu, kakak dan adik-adikku yang telah memberikan dukungan moral dan material selama pengerjaan rancangan tugas akhir ini. 5. Bapak dan Ibu dosen penguji seminar hasil dan sidang tugas akhir saya. 6. Teman-teman angkatan 2002, terutama sahabat ”Tobaccor’s”, atas semangat dan bantuannya. 7. Semua pihak yang telah membantu, memberi dukungan moral dan material selama pengerjaan tugas akhir ini.
vi
Penulis menyadari bahwa naskah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan untuk penyempurnaan dari kekurangan yang ada.
`
Surabaya, Juli 2006
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PERSETUJUAN
iii
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
KATA PENGANTAR
vi
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
1
1.2 Permasalahan
3
1.3 Tujuan
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Protein
4
2.1.1 Penggolongan Protein
4
2.1.2 Biodegradasi Protein
5
viii
2.1.3 Sifat- sifat Protein
6
2.2 Enzim
8
2.2.1 Klasifikasi Enzim
8
2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
9
2.3 Pemurnian Enzim
13
2.4 Isolasi Enzim Bromelain
14
2.5 Amobilisasi Enzim
16
2.5.1 Metoda Amobilisasi Enzim
17
2.5.2 Perubahan Sifat Enzim Teramobilisasi
18
2.6 Enzim Protease
19
2.7 Enzim Protease dalam Buah Nanas
23
2.8 Agarose
25
2.9 Kompleks Cu2+ - Protein
26
2.10 Metode Penentuan Protein
26
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Peralatan
31
3.2 Bahan
31
3.3 Prosedur Kerja
31
3.3.1 Isolasi Enzim Bromelain dari Buah Nanas
31
3.3.2 Amobilisasi Enzim Bromelain pada Matriks Agarose tanpa Cu2+ dan dengan Cu2+ 3.3.3 Penentuan Kandungan Protein Bromelain Amobil 3.3.3.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
ix
32 33 33
3.3.3.2 Pembuatan Kurva Standart Kasein
34
3.3.3.3 Penentuan Kandungan Protein Bromelain Amobil
34
3.3.4 Penentuan Waktu Hidrolisa Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil
35
3.3.5 Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil
36
3.3.5.1 Optimasi Konsentrasi Agarose
36
3.3.5.2 Optimasi pH
36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Isolasi Enzim Bromelain dari Buah Nanas
38
4.2 Hasil Amobilisasi Bromelain pada Matriks Agarose tanpa Cu2+ dan dengan Cu2+ 4.3 Penentuan Kandungan Protein Bromelain Amobil
40 42
4.3.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
42
4.3.2 Pembuatan Kurva Standart Kasein
45
4.3.3 Penentuan Kandungan Protein Bromelain Amobil
46
4.4 Penentuan Waktu Hidrolisa Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil
48
4.5 Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil
50
4.5.1 Optimasi Konsentrasi Agarose
50
4.5.2 Optimasi pH
52
x
BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
58
5.2 Saran
58
DAFTAR PUSTAKA
60
LAMPIRAN
62
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Nama
Halaman
2.1
Pengaruh konsentrasi enzim terhadap aktivitas
10
2.2
Pengaruh konsentrasi substrat pada enzim
10
2.3
Hubungan antara suhu dengan kecepatan reaksi
11
2.4
Hubungan antara aktivitas enzim dengan pH
12
2.5
Struktur Molekul Protein
20
2.6
Sisi Aktif Karboksipeptidase
22
4.1
Foto Enzim Bromelain Kasar Hasil Isolasi
39
4.2
Foto Enzim Amobil pada Gel Agarose Tanpa Cu2+ dan dengan Cu2+
41
4.3
Foto Reagen Bradford
43
4.4
Struktur CBBG
43
4.5
Kurva Absorbansi dan Variasi Panjang Gelombang
44
4.6
Kurva Standart Larutan Kasein
45
4.7
Kurva Penentuan Waktu Hidrolisa Optimum
49
4.8
Kurva Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Tanpa Cu2+ dengan Optimasi Konsentrasi Agarose
xii
51
4.9
Kurva Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Mengandung Cu2+ dengan Optimasi Konsentrasi Agarose
52
4.10
Kompleks Cu2+ - Protein
53
4.11
Kurva Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Tanpa Cu2+ dengan Optimasi pH
4.12
56
Kurva Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Mengandung Cu2+ dengan Optimasi pH
xiii
57
DAFTAR TABEL
Tabel
Nama
Halaman
2.1
Klasifikasi enzim secara internasional
8
2.2
Bahan untuk metode ”entrapment”
18
2.3
Klasifikasi Enzim Protease
20
4.1
Konsentrasi Enzim Bromelain yang Tidak Terikat pada Gel Agarose Tanpa Cu2+
4.2
47
Konsentrasi Enzim Bromelain yang Tidak Terikat pada Gel Agarose Mengandung Cu2+
4.3
Jumlah Enzim Bromelain Amobil pada Gel Agarose Tanpa Cu2+
4.4
48
Jumlah Enzim Bromelain Amobil pada Gel Agarose Mengandung Cu2+
4.5
47
48
Pengurangan Konsentrasi Kasein 1000 ppm oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Tanpa Cu2+ dengan Optimasi Konsentrasi Agarose
4.6
51
Pengurangan Konsentrasi Kasein 1000 ppm oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose Mengandung Cu2+ dengan Optimasi Konsentrasi Agarose
4.7
52
Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose 3% (b/v) Tanpa Cu2+ dengan Optimasi pH
56
xiv
4.8
Pengurangan Konsentrasi Kasein oleh Enzim Bromelain Amobil pada Agarose 3% (b/v) Mengandung Cu2+ dengan Optimasi pH
56
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Judul
Halaman
Lampiran A
Skema Kerja
Lampiran B
Perhitungan Massa Garam Fosfat untuk Pembuatan Buffer
62
63
Lampiran C
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum 64
Lampiran D
Pengurangan Konsentrasi Kasein dengan Optimasi Konsentrasi Agarosa
Lampiran E
Lampiran F
65
Pengurangan Konsentrasi Kasein dengan Optimasi pH
67
Perhitungan Simpangan Kurva Standart
70
xvi
