Karakteristik Protease dari Fermentasi Campuran Bacillus licheniformis, Bacillus stearothermorphilus dan Bacillus subtilis

KARAMTERlSWSl PWOTEWSE [BAR! FERMENTAS! CAfJPURAN

Oleh
L U K M A N
F 23. 0142

19 9 1
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Lukman. F 23.0142.
K a r a k t e r i s a s i P r o t e a s e Dari Ferment a s i Campuran Bacillus licheniformis, Bacillus
steabimrothermophilus, d a n Bacillus subtilis. D i bawah
b i n g a n Maggy T. S u h a r t o n o d a n D a h r u l Syah.

Penelitian

ini


mpat

o p t i m a s i media awal, p e
pengujian

tahap,

fermentasi
asil

sifat-sifat

yaitu

optimum,

fermentasi,

dan


pengamatan p e n g a r u h penambahan bahan a d i t i f ' t e r h a d a p d a y a
t a h a n enzim y a n g d i h a s i l k a n s e l a m a penyimpanan.

Bacillus

stearothermophilus y a n g

ditumbuhkan

pada

m e d i a l i m b a h c a i r t a h u d e n g a n penambahan ampas t a p i o k a 4%
menghasilkan p r o t e a s e dengan a k t i v i t a s k a t a l i t i k t e r t i n g g i (0.980 U / m l ) ,

-

yaitu

limbah


(0.422

U/ml),

tapioka

b i l a d i b a n d i n g k a n dengan k o n d i s i l a i n n y a
cair

tahu (0.559

U/ml),

limbah c a i r t a h u dengan

2% ( 0 . 7 8 6 U / m l ) ,

dan limbah

media


sintetik

penambahan
cair

tahu

ampas
dengan

penambahan ampas t a p i o k a 8% ( 0 . 5 6 1 U/ml).
Waktu f e r m e n t a s i optimum d a r i b i a k a n campuran Bacil-

lus

licheniformis,

Bacillus


stearothermophilus,

dan

Bacillus subtilis, u n t u k m e n g h a s i l k a n p r o t e a s e p a d a media
l i m b a h c a i r t a h u d e n g a n penambahan ampas t a p i o k a 4 % p a d a
suhu

inkubasi

37OC

adalah fermentasi

selama

S e t e l a h s e l a n g waktu t e r s e b u t a k t i v i t a s p r o t e a s e

24


jam.

Penambahan
tease

k o b a l t d e n g a n k o n s e n t r a s i 2mM p a d a

yang d i h a s i l k a n , t e r n y a t a

protease
yang

benjadi

paling

meningkatkan

tiga kali lipat.


efektif

untuk

pro-

aktivitas

Co

merupakan

logam

menaikkan

aktivitas

enzim


p r o t e a s e b i l a d i b a n d i n g k a n d e n g a n Mn, Ca, d a n Mg.
A k t i v i t a s p r o t e a s e yang d i h a s i l k a n mencapai
p a d a s u h u 60°C.
96% s e t e l a h
(tanpa

pra

optimum

A k t i v i t a s n y a p a d a s u h u optimum b e r k u r a n g

inkubasi selama 40 menit, d a r i
inkubasi)

menjadi

0.182

U/ml.


0.006

U/ml

Aktivitas

t e r t i n g g i d i d a p a t s e t e l a h mengalami p r a i n k u b a s i s e l a m a 1 0
menit, y a i t u 0.355 U / m l
Co

dapat

a t a u n a i k 196%.

meningkatkan ketahanan panas d a r i

dihasilkan

yaitu


s e b e s a r 0.566 U/ml

inkubasi 1 0 menit.

waktu

Penambahan logam
enzim

atau

yang

310% d e n g a n

Enzim i n i mempunyai

aktivitas


maksimum p a d a pH 7 d a n pH 1 0 .
Untuk mempertahankan k e s t a b i l a n enzim p r o t e a s e

yang

d i h a s i l k a n , penambahan s o r b i t o l 1%d a n CoC12 6mM memberikan

pengaruh yang p a l i n g e f e k t i f ,

natrium

bisulfit

walaupun

masih

memberikan

hasil

sementara
yang

e f e k t i f b i l a dibandingkan

k o n t r o l y a n g h a n y a t a h a n s a m p a i 23 h a r i .
pan

selama

sorbitol

3 6 h a r i p a d a s u h u 4OC, e n z i m

penggunaan

lebih

rendah

dengan
Setelah
yang

enzim
disim-

ditambah

masih memiliki a k t i v i t a s k a t a l i t i k s e b e s a r

d a r i a w a l , d a n enzim y a n g d i t a m b a h k o b a l t m a s i h
a k t i v i t a s s e b e s a r 36% d a r i awal.

42%

memiliki

Protease

c a m p u r a n i n i m e m i l i k i n i l a i KM

Michaelis-Menten)

s e b e s a r 0.231 X p a d a

dengan

katalitik

ak'tivitas

0.413 U / m l

menit.

maksimum

(Konstanta

substrat

(Vmaks)

kasein
sebesar

KARBgTERISASI PROTEASE DARI FEMENTASI CAHPURdN
Bacillus licheniforois, Bacillus stearotheroophilus,
DAN Bacillus subtilis

Oleh
L U K H A N
F 23.0142

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat u n t u k nenperoleh gelar

SARJANA TBKHOLOGI PERTANIAN
p a d a JURUSAN TEKHOLOGI PANGAN DAN G I Z I
Fakultas Teknologi Pertanian
I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTMIAN
INSTITUT PERTANIAN BOMR
BOMR

INSTITUT PERTANIBn BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Bacillus lichenifurnis, Bacillus stearothermophilus,

DAN Bacillus subtilis

SKRIPSI
S e b a g a i s a l a h s a t u syarat untuk n e n p e r o l e h g e l a r
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
Fakultas Teknologi Pertanian
I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor

Oleh
L U K M A N

F 23.0142
D i l a h i r k a n pada tanggal 7 J u n i 1967
d i Senarang
Tanggal l u l u s : 8 J a n u a r i 1991
Disetujui,

KATA PENGBNTAR

P u j i e s y u k u r k e h a d i r a t Tuhan Yang Maha P e n g a s i h
Penyayang, k a r e n a atas k a s i h dan karuniaNya kepada

dan
penu-

lis, s e h i n g g a s k r i p s i i n i d a p a t d i s e l e s a i k a n .

Pada

kesempatan

ini

penulis

menyampaikan

terima

k a s i h yang s e b e s a r - b e s a r n y a kepada:
1. I b u D r . I r . Maggy T. S u h a r t o n o s e l a k u d o s e n pembimbing

utama dan Bp. I r . D a h r u l Syah s e l a k u d o s en

pembimbing

k e d u a y a n g t e l a h memberikan b i m b i n g a n , d o r o n g a n
dan

pengarahan

dari

mulai

pelaksanaan

moril

penelitian

sampai penyusunan s k r i p s i i n i .

2 . Bapak I r . Made Astawan, MS s k l a k u d o s e n p e n g u j i
3 . S e l u r u h s t a f d a n karyawan J u r u s a n T e k n o l o g i Pangan d a n
Gizi,

-

F a t e t a , IPB y a n g s a n g a t b e r j a s a d a l a m

membantu

p e n u l i s menyelesaikan s t u d i .
4 . S e g e n a p karyawan B a n g s a l P e r c o n t o h a n P e n g o l a h a n

Pertanian

IPB y a n g t e l a h membantu k e l a n c a r a n

Hasil

peneli-

tian.

5 . Rekan J e n n y S e r i a t i d a n L i l i s S u r y a n i n g s i h y a n g

telah

b e k e r j a sama d e n g a n p e n u l i s s e l a m a p e n e l i t i a n .
6 . Rekan S u r y a W i d j a j a y a n g t e l a h b a n y a k membantu p e n u l i s

dalam menyelesaikan s k r i p s i i n i .

. Rekan-rekan

di

Semeru

12 d a n r e k a n - r e k a n

lain

yang

P e n u l i s m e n y a d a r i bahwa m a s i h t e r d a p a t b a n y a k

keku-

r a n g a n dalam p e n u l i s a n s k r i p s i i n i , k a r e n a i t u k r i t i k dan
saran

unt'uk m e m p e r b a i k i s k r i p s i i n i

sangat

diharapkan.

Akhirnya p e n u l i s b e r h a r a p a g a r s k r i p s i i n i d a p a t

bernan-

f a a t b a g i y a n g membutuhkannya.

B o g o r , Desember 1990

Penulis

DAFTAR I S 1

Halaman
KATA PENGANTAR

.............................

.................................
TABEL ..............................
GAMBAR .............................
LAMPIRAN ...........................

DAFTAR I S 1

.DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR

iii

v

viii

................................
PUSTAKA ...........................

I . PENDAHULUAN
I1 . T I N J A U A N

A . ENZIM PROTEASE

..........................

B . PROTEASE MIKROBA

........................
1. Sumber d a n K l a s i f i k a s i ...............
2 . A p l i k a s i D i d a l a m I n d u s t r i ...........
a . I n d u s t r i d e t e r j e n .................
b . I n d u s t r i k u l i t ....................
c . I n d u s t r i kue d a n r o t i .............
d . I n d u t r i b i r .......................
e . I n d u s t r i k e j u .....................
f . I n d u s t r i p r o t e i n h i d r o l i s a t .......
g . I n d u s t r i d a g i n g ...................
C . PROTEASE BACILLUS .......................

20

1. P r o t e a s e Bacillus licheniformis ......

20

2 . P r o t e a s e Bacillus stearothermophilus .

22

3 . P r o t e a s e Bacillus subtilis

24

...........

13
14
14
15

16
16
17
16

D . SINTESIS DAN PRODUKSI PROTEASE
EKSTRASELULER

...........................

l . ' S i n t e s i s Protease

....................

2 . Produksi Protease

....................

E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES

..............................
1. Limbah C a i r Tahu .....................
2 . A m p a s T a p i o k a ........................

FERMENTASI

F . HUBUNGAN KUANTITATIF ANTARA KONSENTRASI
SUBSTRAT DENGAN KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

...........................
ALAT ..........................

I11 . BAHAN DAN METODA
A . BAHAN DAN

B . METODA PENELITIAN

.......................
1. P e n e l i t i a n Tahap P e r t a m a .............
a . P e n y i a p a n k u l t u r ..................
b . Pembuatan inokulum ................
c . P e m i l i h a n j e n i s m e d i a f e r m e n t a s i ..
d . Metoda a n a l i s i s a k t i v i t a s p r o t e a s e

2 . P e n e n t u a n Waktu F e r m e n t a s i

..........

3. Analisis Sifat-Sifat Protease

........

a . P e n e n t u a n pH optimum

.
c.

b

Penentuan suhu

..............
optimum ............

P e n g a r u h logam

....................

d . Ketahanan p a n a s .............I.....
e . P e n t e n t u a n KM ( K o n s t a n t a M i c h a e l i s Menten)

...........................

KARAMTERlSWSl PWOTEWSE [BAR! FERMENTAS! CAfJPURAN

Oleh
L U K M A N
F 23. 0142

19 9 1
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Lukman. F 23.0142.
K a r a k t e r i s a s i P r o t e a s e Dari Ferment a s i Campuran Bacillus licheniformis, Bacillus
steabimrothermophilus, d a n Bacillus subtilis. D i bawah
b i n g a n Maggy T. S u h a r t o n o d a n D a h r u l Syah.

Penelitian

ini

mpat

o p t i m a s i media awal, p e
pengujian

tahap,

fermentasi
asil

sifat-sifat

yaitu

optimum,

fermentasi,

dan

pengamatan p e n g a r u h penambahan bahan a d i t i f ' t e r h a d a p d a y a
t a h a n enzim y a n g d i h a s i l k a n s e l a m a penyimpanan.

Bacillus

stearothermophilus y a n g

ditumbuhkan

pada

m e d i a l i m b a h c a i r t a h u d e n g a n penambahan ampas t a p i o k a 4%
menghasilkan p r o t e a s e dengan a k t i v i t a s k a t a l i t i k t e r t i n g g i (0.980 U / m l ) ,

-

yaitu

limbah

(0.422

U/ml),

tapioka

b i l a d i b a n d i n g k a n dengan k o n d i s i l a i n n y a
cair

tahu (0.559

U/ml),

limbah c a i r t a h u dengan

2% ( 0 . 7 8 6 U / m l ) ,

dan limbah

media

sintetik

penambahan
cair

tahu

ampas
dengan

penambahan ampas t a p i o k a 8% ( 0 . 5 6 1 U/ml).
Waktu f e r m e n t a s i optimum d a r i b i a k a n campuran Bacil-

lus

licheniformis,

Bacillus

stearothermophilus,

dan

Bacillus subtilis, u n t u k m e n g h a s i l k a n p r o t e a s e p a d a media
l i m b a h c a i r t a h u d e n g a n penambahan ampas t a p i o k a 4 % p a d a
suhu

inkubasi

37OC

adalah fermentasi

selama

S e t e l a h s e l a n g waktu t e r s e b u t a k t i v i t a s p r o t e a s e

24

jam.

Penambahan
tease

k o b a l t d e n g a n k o n s e n t r a s i 2mM p a d a

yang d i h a s i l k a n , t e r n y a t a

protease
yang

benjadi

paling

meningkatkan

tiga kali lipat.

efektif

untuk

pro-

aktivitas

Co

merupakan

logam

menaikkan

aktivitas

enzim

p r o t e a s e b i l a d i b a n d i n g k a n d e n g a n Mn, Ca, d a n Mg.
A k t i v i t a s p r o t e a s e yang d i h a s i l k a n mencapai
p a d a s u h u 60°C.
96% s e t e l a h
(tanpa

pra

optimum

A k t i v i t a s n y a p a d a s u h u optimum b e r k u r a n g

inkubasi selama 40 menit, d a r i
inkubasi)

menjadi

0.182

U/ml.

0.006

U/ml

Aktivitas

t e r t i n g g i d i d a p a t s e t e l a h mengalami p r a i n k u b a s i s e l a m a 1 0
menit, y a i t u 0.355 U / m l
Co

dapat

a t a u n a i k 196%.

meningkatkan ketahanan panas d a r i

dihasilkan

yaitu

s e b e s a r 0.566 U/ml

inkubasi 1 0 menit.

waktu

Penambahan logam
enzim

atau

yang

310% d e n g a n

Enzim i n i mempunyai

aktivitas

maksimum p a d a pH 7 d a n pH 1 0 .
Untuk mempertahankan k e s t a b i l a n enzim p r o t e a s e

yang

d i h a s i l k a n , penambahan s o r b i t o l 1%d a n CoC12 6mM memberikan

pengaruh yang p a l i n g e f e k t i f ,

natrium

bisulfit

walaupun

masih

memberikan

hasil

sementara
yang

e f e k t i f b i l a dibandingkan

k o n t r o l y a n g h a n y a t a h a n s a m p a i 23 h a r i .
pan

selama

sorbitol

3 6 h a r i p a d a s u h u 4OC, e n z i m

penggunaan

lebih

rendah

dengan
Setelah
yang

enzim
disim-

ditambah

masih memiliki a k t i v i t a s k a t a l i t i k s e b e s a r

d a r i a w a l , d a n enzim y a n g d i t a m b a h k o b a l t m a s i h
a k t i v i t a s s e b e s a r 36% d a r i awal.

42%

memiliki

Protease

c a m p u r a n i n i m e m i l i k i n i l a i KM

Michaelis-Menten)

s e b e s a r 0.231 X p a d a

dengan

katalitik

ak'tivitas

0.413 U / m l

menit.

maksimum

(Konstanta

substrat

(Vmaks)

kasein
sebesar

KARBgTERISASI PROTEASE DARI FEMENTASI CAHPURdN
Bacillus licheniforois, Bacillus stearotheroophilus,
DAN Bacillus subtilis

Oleh
L U K H A N
F 23.0142

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat u n t u k nenperoleh gelar

SARJANA TBKHOLOGI PERTANIAN
p a d a JURUSAN TEKHOLOGI PANGAN DAN G I Z I
Fakultas Teknologi Pertanian
I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTMIAN
INSTITUT PERTANIAN BOMR
BOMR

INSTITUT PERTANIBn BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Bacillus lichenifurnis, Bacillus stearothermophilus,

DAN Bacillus subtilis

SKRIPSI
S e b a g a i s a l a h s a t u syarat untuk n e n p e r o l e h g e l a r
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
Fakultas Teknologi Pertanian
I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor

Oleh
L U K M A N

F 23.0142
D i l a h i r k a n pada tanggal 7 J u n i 1967
d i Senarang
Tanggal l u l u s : 8 J a n u a r i 1991
Disetujui,

KATA PENGBNTAR

P u j i e s y u k u r k e h a d i r a t Tuhan Yang Maha P e n g a s i h
Penyayang, k a r e n a atas k a s i h dan karuniaNya kepada

dan
penu-

lis, s e h i n g g a s k r i p s i i n i d a p a t d i s e l e s a i k a n .

Pada

kesempatan

ini

penulis

menyampaikan

terima

k a s i h yang s e b e s a r - b e s a r n y a kepada:
1. I b u D r . I r . Maggy T. S u h a r t o n o s e l a k u d o s e n pembimbing

utama dan Bp. I r . D a h r u l Syah s e l a k u d o s en

pembimbing

k e d u a y a n g t e l a h memberikan b i m b i n g a n , d o r o n g a n
dan

pengarahan

dari

mulai

pelaksanaan

moril

penelitian

sampai penyusunan s k r i p s i i n i .

2 . Bapak I r . Made Astawan, MS s k l a k u d o s e n p e n g u j i
3 . S e l u r u h s t a f d a n karyawan J u r u s a n T e k n o l o g i Pangan d a n
Gizi,

-

F a t e t a , IPB y a n g s a n g a t b e r j a s a d a l a m

membantu

p e n u l i s menyelesaikan s t u d i .
4 . S e g e n a p karyawan B a n g s a l P e r c o n t o h a n P e n g o l a h a n

Pertanian

IPB y a n g t e l a h membantu k e l a n c a r a n

Hasil

peneli-

tian.

5 . Rekan J e n n y S e r i a t i d a n L i l i s S u r y a n i n g s i h y a n g

telah

b e k e r j a sama d e n g a n p e n u l i s s e l a m a p e n e l i t i a n .
6 . Rekan S u r y a W i d j a j a y a n g t e l a h b a n y a k membantu p e n u l i s

dalam menyelesaikan s k r i p s i i n i .

. Rekan-rekan

di

Semeru

12 d a n r e k a n - r e k a n

lain

yang

P e n u l i s m e n y a d a r i bahwa m a s i h t e r d a p a t b a n y a k

keku-

r a n g a n dalam p e n u l i s a n s k r i p s i i n i , k a r e n a i t u k r i t i k dan
saran

unt'uk m e m p e r b a i k i s k r i p s i i n i

sangat

diharapkan.

Akhirnya p e n u l i s b e r h a r a p a g a r s k r i p s i i n i d a p a t

bernan-

f a a t b a g i y a n g membutuhkannya.

B o g o r , Desember 1990

Penulis

DAFTAR I S 1

Halaman
KATA PENGANTAR

.............................

.................................
TABEL ..............................
GAMBAR .............................
LAMPIRAN ...........................

DAFTAR I S 1

.DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR

iii

v

viii

................................
PUSTAKA ...........................

I . PENDAHULUAN
I1 . T I N J A U A N

A . ENZIM PROTEASE

..........................

B . PROTEASE MIKROBA

........................
1. Sumber d a n K l a s i f i k a s i ...............
2 . A p l i k a s i D i d a l a m I n d u s t r i ...........
a . I n d u s t r i d e t e r j e n .................
b . I n d u s t r i k u l i t ....................
c . I n d u s t r i kue d a n r o t i .............
d . I n d u t r i b i r .......................
e . I n d u s t r i k e j u .....................
f . I n d u s t r i p r o t e i n h i d r o l i s a t .......
g . I n d u s t r i d a g i n g ...................
C . PROTEASE BACILLUS .......................

20

1. P r o t e a s e Bacillus licheniformis ......

20

2 . P r o t e a s e Bacillus stearothermophilus .

22

3 . P r o t e a s e Bacillus subtilis

24

...........

13
14
14
15

16
16
17
16

D . SINTESIS DAN PRODUKSI PROTEASE
EKSTRASELULER

...........................

l . ' S i n t e s i s Protease

....................

2 . Produksi Protease

....................

E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES

..............................
1. Limbah C a i r Tahu .....................
2 . A m p a s T a p i o k a ........................

FERMENTASI

F . HUBUNGAN KUANTITATIF ANTARA KONSENTRASI
SUBSTRAT DENGAN KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

...........................
ALAT ..........................

I11 . BAHAN DAN METODA
A . BAHAN DAN

B . METODA PENELITIAN

.......................
1. P e n e l i t i a n Tahap P e r t a m a .............
a . P e n y i a p a n k u l t u r ..................
b . Pembuatan inokulum ................
c . P e m i l i h a n j e n i s m e d i a f e r m e n t a s i ..
d . Metoda a n a l i s i s a k t i v i t a s p r o t e a s e

2 . P e n e n t u a n Waktu F e r m e n t a s i

..........

3. Analisis Sifat-Sifat Protease

........

a . P e n e n t u a n pH optimum

.
c.

b

Penentuan suhu

..............
optimum ............

P e n g a r u h logam

....................

d . Ketahanan p a n a s .............I.....
e . P e n t e n t u a n KM ( K o n s t a n t a M i c h a e l i s Menten)

...........................