SKRIPSI
ANALISIS POTENSI ENZIM PROTEASE LOKAL
OIeh CECILIA SUTANDI F0249900 I
2003 FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Cecilia Sutandi.
F0249900I.
Analisis Potensi Enzim Protease Lokal.
Di bawah
bimbingan : Maggy Thenawijaya Suhartono. 2003.
RINGKASAN
Protease merupakan enzim yang bemilai ekonomis tinggi. Pada tahun 2000 nUai perdagangan enzim di dunia telah mencapai 1.8 miliar US$ dan diperkirakan mencapai 2.6 miliar US$ pada tahun 2004 (marketresearch. 2001) dimana 60% diantaranya adalah enzim protease.
Indonesia merupakan
negara
yang telah
memanfaatkan enziin protease dalam industri, khususnya dalam industri detergen, industri pangan dan pakan ternak. Hampir semua kebutuhan enzim ini dipenuhi dari impor yang mencapai 108 ribu ton pada tahun 2000 dan 122.3 ribu ton pada tabun 2001 dengan nilai perdagangan masing-masing US$ 124.1 juta dan US$ 127.4 juta (BPS, 2001). ' Dengan melihat potensi pasar yang ada di Indonesia,
kekayaan
Indonesia sebagai negara biodiversitas dan banyaknya hasil penelitian mengenai protease lokal di Indonesia, maka dilakukan analisis potensi protease lokal yang telah dimiliki oleh Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia Pusat Riset Bioteknologi IPB untuk dikembangkan menjadi protease komersial. Penelitian dilakukan dengan mengumpulkan data karakteristik dan proses produksi protease lokal yang telab dilakukan pada pene1itian-penelitian sebelumnya, serta melakukan penelitian untuk memperoleh informasi tambahan yang dibutuhkan untuk keperluan analisis potensi. Selanjutnya analisis potensi dilakukan berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari karakteristik masing-masing protease, data proses produksi,
kemungkinan
aplikasi
yang
paling
potensial
disesuaikan
dengan
karakteristik. dan melakukan estimasi biaya produksi protease skala pilot plan. Berdasarkan keunggulan karakteristik enzim protease yang diperoleh, dipilih protease dari bakteri RI dan L. rubellus yang berpotensi untuk dikembangkan menjadi protease komersial. Protease RI memiliki aktivitas yang cukup tinggi, yaitu sebesar
10.52
IV/mg protein pada
fraksi amonium sulfat dan telab berhasil
diimobilisasi menggunakan cellite dengan aktivitas spesifik sebesar 12.208 IV/mg protein (Veronika, 1999).
Protease 1. rubel/us memiliki kemampuan memecah
fibrinogen (fibrinolitik). Kedua protease ini memiliki ketahanan yang baik pada pH basa (aktivitas >60% pada pH 12). Protease RI cocok diaplikasikan pada detergen,
pakan
temak dan pembuatan protein hidrolisat, sedangkan protease 1. rubellus
(Iumbrokinase) telab banyak dimanfaatkan sebagai obat trombolitik. Perlakuan imobilisasi protease R1 menggunakan cellite dapat meningkatkan stabilitas aktivitas enzim selama penyimpanan.
Keuntungan lain yang didapatkan
dengan imobilisasi menggunakan cellite adalah dihasilkannya protease bubuk yang lebih stabil dan lebih umum diperjualbelikan dari pada bentuk cairo Protease RI dan 1. rubellus sangat berpotensi untuk dikembangkan menjadi protease komersial. Untuk itu perlu dilakukan penelitian tambahan untuk menentukan desain produk, melengkapi infonnasi nilai aktivitas enzim aktual bila diaplikasikan langsung dalam industri, dosis pemakaian, cara penggunaan dan penanganan yang aman serta
wnur
simpan dan cara penyimpanan yang bail. Peningkatan aktivitas protease R l dapat dilakukan dengan menghitung jumlab % kultur optimum yang digunakan dalam
fermentasi.
Untuk kebutuhan pengembangan produksi (scale-up), dibutuhkan data
parameter tambahan mencakup suh� pH, aerasi, agitasi, kandungan O2 terlarut (DO) serta
komposisi
media
pada
skala
l>esar
karena
kondisi
pertumbuhan
skala
laboratorium tidak efektif diterapkan dalam skala besar. Berdasarkan perhitungan hiaya produksi protease RI skala pilot plan (100 liter), dibutuhkan biaya sebesar Rp 179 juta untuk investasi alat.
Dengan asumsi
produksi dilakukan sebanyak tiga kali tiap minggu dan terdapat 48 minggu efektif dalam I tahun. dikeluarkan hiaya sebesar Rp690 46 6 40/tahun.
ANALISIS POTENSI ENZIM PROTEASE LOKAL
SKRIPSI Sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Pangan dan Gizi. F akultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh CECILIA SUTAND! F0 2 499001
2003 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR F AKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
ANALISIS POTENSI ENZIM PROTEASE LOKAL
SKRIPSI Sebagai
salah satu syamt untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen T eknologi Pangan dan Gizi. FakuItas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh CECILIA SUTAND! F0 2499001
Dilahirkan tanggal3 Juli 1980 di Bogor
Tanggal lulus:15 Desember 2003
iii�"'�Januari 200 4
T.
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 3 Juti
1980.
Penulis merupakan anak pertaIna dan
2
(dua)
bersaudara dari pasangan Sukrisna Sutandi dan Natalia Muliawan.
Penulis menyelesaikan studi di TK Mardi
Yuaoa II Bogor. SD Mardi Yuana II Bogor, SMP dan SMU Regina Paeis Bogor, dan masuk IPB pada tahuo
1999
melalui jalur USMI.
Selama menyelesaikan studi di IPS, penulis pemah menjadi asisten pada praktikum Biokimia
(2002).
Selain itu penulis aktif dalam berbagai kegiatan dan
organisasi kemahasiswaan, seperti UKM KEMAKI (Unit Kegiatan Mahasiswa Keluarga Mahasiswa Katolik IPB) dan PMKRI (Perhimpunan Mahasiswa Katolik Republik Indonesia). Penulis merupakan ketua angkatan 36 KEMAKI dan pemah menjabat sebagai Koordinator Dana KEMAKI pada tahuo sebagai wakil Sekretaris lendral pada tahuo Organisasi pada tahun
2002-2003
2001-2002
2000-2001
serta menjabat
dan wakil Presidium Intern
di PMKRI cabang Bogor.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Penyayang dan Bunda Maria atas segala penyertaan, berkat dan kasih karuniaNya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian dan studi pustaka yang dilakukan penulis selama delapan bulan di Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia Pusat Riset Bioteknologi IPB. Penulis telah banyak dihantu oleh berbagai pihak UDtuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1.
Prof. Dr.
�T.
Maggy T. Suhartono yang telah menjadi dosen pembimbing yang
sangat baik, sabar serta banyak. memberikan bimbingan, masukan dan dorongan semangat kepada penulis. 2.
Prof. Dr. Ir. Musa Hubeis. MS, DEA sebagai dosen penguji yang telah memberi banyak masukan dalam penyempumaan penulisan skripsi ini.
3.
Ir. Sutrisno Koswara, MSi sebagai dosen penguji yang telah memberi banyak masukan dalam penyempurnaan penulisan skripsi ini
4.
Mama, Oma, Opa, Anet, Inka, Jordi, Tante Cau, Om Pocuan, O m Enceng dan semua saudara yang te1ah memberi semangat dan bantuan selama penelitian dan pengeIjaan skripsi ini. ! love u all ...
5.
Ko Yusuf, Ko Daniel, Pa Ahui, Bu Monica, Mas Budi, Mas Hem, Yanti dan Pa Siswa atas segala infonnasinya yang sangat penting untuk penulisan skripsi ini.
6.
Bu
Ika, Bu Eko, Pa Aris, Pa Mardi, Bu Eni, Mba Dina, Bu Nita, Mba Dewi, Mba
Pepi, Pa Mulya, Yanti, F udin, dan seluruh rekan keIja di Lab MB atas segala kerj asarna dan bantuannya. God bless you .... 7. Ternan-ternan seperjuangan di lab: Sherly dan Yonathan. Tidak ada kata yang tepat untuk menggambarkan kerja sarna kita, but thanx for our friendship
© and
time that we've spent together ... 8.
Stella, Gaby dan Ivonne atas persahabatan kita se1ama ini.
9.
Erwin dan Rani atas semangat, dukungan dan kerjasamanya selama ini. Don't forget our experience
© ...
10 . Rekan-rekan TPG36 atas segala bantuan, masukan dan dorongan semangatnya.
III
II. Leopold loopie alas kasih sayang, pengertian, masukan dan dorongan semangat yang telah diberikan kepada penulis dalam pef'eiitian, penulisan dan penyelesaian skripsi ini. I love you . . . 12. Semua pihak yang telah membantu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini memiliki banyak kekurangan, namun semoga karya ini dapat menambah pengetahuan pembaca khususnya dalam bidang enzim protease.
Bogor, Desember 200 3
Penulis
IV
DAFfARISI
Halaman KATA PENGANTAR DAFTAR lSI
..........................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN
......................................................................................
A. LATAR BELAKANG
..........................................................................
B. TUJUAN PENELITIAN
.......................................................................
C. KEGUNAAN HASIL PENELITIAN TINJAUAN PUSTAKA
...................................................
.............................................................................
A. ENZIM PROTEASE
............................................................................
B. KLASIFlKASI PROTEASE
................................................................
C. PRODUKSI ENZIM PROTEASE
.......................................................
D. KARAKTERJSTIK BIOKJMIA PROTEASE APLIKASI ENZIM PROTEASE
METODE PENELITIAN
.......................................................
...........................................................................
A. PENGUMPULAN DATA
....................................................................
B. PERCOBAAN Dl LABORATORJUM 1 . Bahan dan Alat 2.
Protease RI
3.
Protease YI
.....................................
.........................................................
F . PROTEASE DALAM INDUSTRJ III.
viii
.......................................................................................
PENDAHULUAN
E.
vii
...............................................................................................
DAFTAR GAMBAR
II.
v
.......................................................................................................
DAFfAR TABEL
I.
III
.........................................................................................
................................................
................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
v
IX
I I 2 2 3 3 5 7
8 9 13 14 14 14 14 15 16
4.
Protease
5.
Pengukuran Aktivitas Protease pada Detergen ..............................
6.
Pengukuran Aktivitas Protease ...................................................... 18
7.
Pengukuran Kadar Protein ............................. ................................. 19
Lumbricus rubel/us
...........
.
.
..........
C. ANALISIS POTENSI PROTEASE LOKAL IV.
..................
.
.. . .
.......
..
..
.........
.
.......
.
...
.
..
17 18
. 20
..............
.
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 2 1 A. DATA PROTEASE LOKAL ..... .......................................................... 2 1 B. PRODUKSI PROTEASE Rl DAN Yl ................................................ 2 5 C. EKSTRAKSI PROTEASE Lumbricus rubel/us
..
.
...........
.
. .
..............
..
..
29
D. AKTIVITAS PROTEASE PADA DETERGEN .................................. 33 E. ANALISIS POTENSI PROTEASE DI INDONESIA ......................... 33 F.
ANALISIS POTENSI PROTEASE LOKAL
..........
.
.
...........
. 34
..............
G. USAHA PENGEMBANGAN PROTEASE KOMERSIAL ................ 39 H. PERHITUNGAN BIAYA PRODUKSI PROTEASE SKALA PILOT PLAN ................................................................................................... 4 3 V.
KESIMPULAN DAN SARAN . .
...
.
...
.
.........
.
.
..............
......
.
...
.
........
..
....
.
.....
47
A. KESIMPULAN .................................................................................... 47 B. SARAN ................................................................................................ 48
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................
49
LAMPIRAN
54
........................................................................................................
vi
