The Potential of -Galactosidase Enzyme from Indigenous Lactobacillus plantarum B123 Strain for Lactose Hydrolysis of UHT Milk.

POTENSI ENZIM -GALAKTOSIDASE DARI
Lactobacillus plantarum STRAIN B123 INDIGENOUS
UNTUK HIDROLISIS LAKTOSA PADA SUSU UHT

NENY MARIYANI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Potensi Enzim Galaktosidase dari Lactobacillus plantarum Strain B123 Indigenous untuk
Hidrolisis Laktosa pada Susu UHT adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi manapun. Penelitian ini didanai oleh Proyek Peningkatan Kemampuan
Peneliti dan Perekayasa (PKPP), Pusat Penelitian Biologi, LIPI, Tahun 2012,
beserta Program Bantuan dari Program Diploma IPB, Tahun 2013. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Juli 2013
Neny Mariyani
F251110381

RINGKASAN
NENY MARIYANI. Potensi Enzim -Galaktosidase dari Lactobacillus
plantarum Strain B123 indigenous untuk Hidrolisis Laktosa pada Susu UHT.
Dibimbing oleh HANIFAH NURYANI LIOE, TATIK KHUSNIATI, dan DIDAH
NUR FARIDAH.
Konsentrasi laktosa dalam susu cair rata-rata 4.6% b/b (Walstra 2006).
Konsentrasi laktosa yang lebih rendah dari 1% b/b di produk akhir masih dapat
diterima oleh penderita lactose intolerance (Tuure dan Corpella 2004). Hidrolisis
laktosa secara enzimatik merupakan proses bioteknologi yang penting di industri
susu dengan beberapa keuntungan diantaranya mengurangi laktosa pada susu
untuk penderita lactose intolerance, mencegah kristalisasi laktosa dan dapat
meningkatkan kemanisan produk akhir (Jurado et al. 2002).

Enzim -galaktosidase dapat dihasilkan diantaranya oleh bakteri asam
laktat. Dalam penelitian ini -galaktosidase dihasilkan dari Lactobacillus
plantarum strain B123 indigenous yang diisolasi dari makanan fermentasi sayuran
yang diharapkan dapat meningkatkan potensi lokal dalam memberikan nilai
tambah pada produk susu cair yakni susu UHT rendah laktosa. Di Indonesia susu
UHT rendah laktosa ini belum ada di pasaran.
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menentukan kondisi pertumbuhan Lb.
plantarum strain B123 indigenous untuk memproduksi β-galaktosidase (2)
menentukan kondisi produksi β-galaktosidase dari Lb. plantarum strain B123
indigenous melalui purifikasi parsial dan (3) menentukan potensi β-galaktosidase
dari Lb. plantarum strain B123 indigenous untuk menghidrolisis laktosa secara
batch pada susu UHT berlemak (total lemak 3.5% b/v) dan rendah lemak (total
lemak 1.0% b/v).
Hasil penelitian menunjukkan kondisi terbaik bagi pertumbuhan Lb.
plantarum strain B123 indigenous untuk menghasilkan β-galaktosidase dengan
aktivitas tertinggi adalah pada jumlah inokulum 2%, kandungan laktosa 1%, pH
medium 8, waktu inkubasi 24 jam dan suhu 37C. Karakteristik suhu dan pH
optimum untuk aktivitas -galaktosidase dalam menghidrolisis substrat oNPG
adalah 50C dan pH 6.5. Aktivitas spesifik β-galaktosidase mengalami
peningkatan selama purifikasi parsial, yakni 15.05 U/mg pada enzim kasar

menjadi 109.58 U/mg pada enzim hasil dialisis (hasil produksi ke-1) dan dari
87.09 U/mg pada enzim kasar menjadi 169.98 U/mg pada enzim hasil dialisis
(hasil produksi ke-2).
-Galaktosidase hasil purifikasi parsial dari Lb. plantarum strain B123
indigenous sebanyak 7.2 U/mL susu selama 9 jam pada suhu 50°C berpotensi
menurunkan laktosa pada susu UHT berlemak sebanyak 60.0% (konsentrasi
laktosa dari 3.82% b/v menjadi 1.52% b/v) dan pada susu UHT rendah lemak
sebanyak 81.1% (konsentrasi laktosa dari 4.44% b/v menjadi 0.84% b/v).
Konsentrasi enzim, waktu hidrolisis dan kandungan lemak pada susu UHT
berpengaruh secara signifikan terhadap laktosa yang terhidrolisis (p 98%, asetonitril HPLC grade (Merck,
Germany), H2SO4 5 mM (Merck, Germany), etanol absolute (Merck, Germany),
akuabides, regenerated selulosa membrane 0.45 µm (Sartorius Stedim Biotech
Co, USA) dan membran filter 0.2 m (Minisart, Belgium). Semua bahan kimia
yang digunakan untuk pembuatan media maupun analisa memiliki kualitas pro
analysis (p.a).
Alat
Alat-alat yang digunakan diantaranya: spektrofotometer UV-Vis 1700
(Shimadzu, Japan), HPLC 1200 series (Agilent Technologies, Amerika Serikat)
dengan kolom Aminex HPX-87H ion exclusion column (300 mm x 7.8 mm)
dan detektor Refractive Index 1200 series (Agilent Technologies, Amerika

Serikat), centrifuge (Kubota, Japan), sonikator (Ultrasonic homogenizer, UH 150
SMT, Japan), membran dialisis terbuat dari selofan D-TubeTM Dialyzer Maxi
MWCO 6-8 kDa (Calbiochem Novagen, Israel), inkubator dengan kontrol suhu
tanpa shaker (Isuzu, Japan), mikropipet (Sibata, Japan), vortex (Sibata, Japan),
waterbath (Memmert, Germany dan Eyela, Japan), shaking waterbath SB-20
(Sibata, Japan), syringe, freezer, regfrigerator, pH meter, stop watch, magnetic
stirrer, kuvet berukuran 0.6 mL dan alat-alat gelas lainnya.

13
Prosedur Percobaan
Penelitian dilakukan dalam 3 tahap yaitu: (1) penentuan kondisi
pertumbuhan L