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)
...........................
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)
...........................