Karakteristik Sifat Molekuler dan FungsionalProtein dari Biji Kecipir (Psophocarpus tetragonolobus L.)Karakteristik Sifat Molekuler dan FungsionalProtein dari Biji Kecipir (Psophocarpus tetragonolobus L.)
MOLEKULER DAN FUNGSIONAL PROTEIN
DARI BIJI KECIPIR (Psopltocnrpus tetrngonolobus L.)
Oleh:
ESMERALDA NORITA LEIMENA
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
KARAKTERISASI S P A T MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSION-AL
PROTEIN BIJI KECIPIR (Psoyhocaryristetragonolob?is)
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F02496099
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
,INSTITUT PERTAMAN BOGOR
BOGOR
ESMERALDA N. LEIMENA. F02496099. Karakterisasi Sifat Molekuler dan
Sifat Fungsional Protein Biji Kecipir ( Psophocnrpus tetrngol~olohirsL.). Di
bawah bimbingan Dahrul Syah.
RINGKASAN
Salah satu sumber protein nabati Indonesia yang sangat potensial untuk
dikembangkan adalah biji kecipir (Psophocnrp~istetrgonolob~is).Biji kecipir
memiliki kadar protein sekitar 30-42 % dan kandungan asam amino yang
menyerupai kedelai. Biji kecipir dibandingkan dengan kedelai memiliki kelebihan
yaitu produktivitas yang lebih tinggi 2380 tonlha sedangkan kedelai hanya 900
ton/ ha (Haryoto, 1996). Sayangnya pemanfaatan biji kecipir belum banyak.
Salah satu penyebabnya adalah kurangnya data sifat molekuler dan sifat
fungsional sehingga belum dapat diketahui perencanaan aplikasinya. Tujuan dari
penelitian ini adalah karakterisasi sifat molekuler dan sifat fungsional protein biji
kecipir (Psophocnrpzis tetrngor?olohzis).
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan isolat protein biji kecipir dan
kadar protein diukur menggunakan metode Kjeldahl. Ekstraksi protein dilakukan
dengan ekstraksi basa pada pH 8.5 - 8.7 dan pengendapan dilakukan pada pH 4.5.
Analisa sifat molekuler yang dilakukan adalah komposisi asam amino. berat
molekul dan titik isoelektrik. Komposisi asam amino diketahui dengan HPLC
(High Performance liquid chromatography), perhitungan berat molekul dilakukan
menggunakan elektroforesis SDS-PAGE dan titik isoelektrik diketahui
menggunakan Isoelectric focusing (IEF). Selain itu dilakukan identifikasi protein
dominan berdasarkan sifat molekuler di atas dengan menggunakan fasilitas data
Expasy. Sifat fungsional yang diuji adalah daya serap air, daya busa, daya emulsi
dan daya gel.
Kadar protein konsentrat yang dihasilkan hanya 74.83 % (berat kering)
sehinggga hanya bisa disebut konsentrat. Komposisi asam amino menunjukkan
bahwa glutamat dan aspartat merupakan asam amino dominan pada biji kecipir.
Hasil elektroforesis menunjukkan terdapat 4 pita pada protein biji kecipir dan
berat molekul protein dominan adalah 19341 Dalton. Sedangkan pI protein adalah
7.68. Identifikasi protein berdasarkan bank data Expasy belum memberikan hasil
yang menggembirakan namun melihat kemiripan dalam pI dan BM kemungkinan
protein dominan adalah albumin dengan p18.18 dan BM 19332 Da.
Sifat fungsional yang dianalisa adalah daya serap air (325%), daya busa
(63%), sifat emulsi (18%) serta daya gel terbentuk Iemah pada konsentrasi protein
12.5%. Perbandingan dengan kedelai menunjukkan bahwa daya ikat air dan daya
busa protein biji kecipir lebih baik sedangkan daya gel hampir sama.
Kemungkinan a~likasiprotein biji kecipir berdasarkan sifat fimgsionalnya adalah
produk-produk bakeri, sosis, es h i m dan whipphlg.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAICTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSIONAL
PROTEIN BIJI ICECIPIR (Psophocarpus tetragonolobus L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperolel~gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Ole11
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F0249G099
Dilahirkan pada tanggal 07 September 1978
Diluluskan pada tanggal 14 Septenlber 2000
Disetujui
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang telah la
berikan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan tepat waktu. Hanya atas perkenanNya semua ini dapat tejadi dan semua diberikan kembali kepada-Nya.
Kehidupan saya tidak akan seperti ini tanpa adanya orang-orang yang telah
bejasa memberikan pelajaran berharga dengan tulus. Terima kasih saya ucapkan
untuk :
1. Tim QUE yang telah memberikan project g r n ~ lsehingga penelitian ini
dapat terlaksana.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah sebagai dosen pembimbing.
3. Dr. 1 Slamet Budijanto, Magr dan Dr. Ir. Punviyatno Hariyadi, MSc
sebagai dosen penguji.
4. Papa, Mama dan Thia atas dukungan dan doa yang diberikan
5. Semua guru yang telah memberikan ilmunya sejakdari TK sampai SLTA.
6. Semua dosen yang telah mengajar saya di TPG.
7. Teman-teman satu tim penelitian yang selama ini berbagi duka dan suka
Lolita, Tio, dan Pritha.
8. Teman-teman tercinta selama 4 tahun yang mau menerima aku apa adanya
Liana, Pritha, Tio, Lila, Sefitri, dan Ocit.
9. Teman-teman satu lab yang sering meminjamkan alat-alat Edna, Dina,
Seno, Mira, dan Riyadi.
10. Seluruh TPG33 atas kebersamaanya.
11. Teman-teman tercinta di Regina M' Komang, Awan, Endah, Ayu, Wita,
Dian, Feny, Evi, Linda, Ulfa, Metty, Mirna, Cen li, Ipeh, Resti, dan Yana.
12. Oom dan Tante di Regina yang mau menampung saya.
13. M' Dina, M' Retno, M Sisca dan Ade yang telah menjadi teman saat
pertama kali TPB.
14. Semua laboran di TPG dan semua yang belum tersebutkan yang selama ini
telah membantu saya.
Semoga dengan
membacanya.
skripsi
ini
membawa .pengetahurn
bagi
yang
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR.............................................
'. ...........
DAFTAR GAMBAR..........................................................
DAFTAR TABEL..............................................................
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG...................................................
B . TUJUAN PENELITIAN ................................................
I1. TINJAUAN PUSTAKA
A . KECIPIR (Psophocarplrsteiragotrolobrrs L.). .......................
B . ISOLAT PROTEIN ......................................................
C . ELEKTROFORESIS.....................................................
D . ANALISA ASAM AMINO ............................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. SEAT FUNGSIONAL ..................................................
111. BAHAN DAN METODE
BAGAN UMUM PENELITIAN ..........................................
A . ISOLAT PROTEIN ......................................................
B . PENGUKURAN KONSENTRASI PROTEIN .......................
C. ELEKTROFORESIS SDS-PAGE......................................
D . KOMPOSIS ASAM AMINO ..........................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. ANALISA SEAT FUNGSIONAL....................................
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A . EKSTRAKSI PROTEIN ...............................................
B . KOMPOSISI ASAM AMINO ..........................................
C . PENENTUAN BERAT MOLEKUL (ELEKTROFORESJ$) ......
D . PENENTUAN TITIK ISOELEKTRIK ..............................
E . IDENTIFIKASI PROTEIN DOMINAN ..............................
F. SIFAT FUNGSIONAL ..................................................
34
v . KESIPULAN
A. KESIMl'ULAN ...........................................................
37
B . SARAN....................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................
39
LAMPIRAN ....................................................................
42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Grafik perbandingan komposisi asam amino biji kecipir
dan kedelai.. .....................................................
Gambar 2.
Perbandingan komposisi asam amino tepung bebas
lemak dan konsentrt biji kecipir. .............................
Gambar 3.
Perbadingan komposisi asam amino biji kecipir dengan
literatur.. .........................................................
Gambar 4a.
Ferguson plot standar.. ........................................
Gambar 4b.
Ferguson plot 4 protein biji kecipir.. .........................
Gambar 5.
Elektroforegram protein biji kecipir pada berbagai
.-
konsentrasi gel akrilam~d....................................
Gambar 6.
Pergerakan protein biiji kecipir pada titik isoelektrik.. ...
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Bahan baku impor (protein) selama 5 tahun terakhir.. . ....
Tabel 2.
Perbandingan nilai gizi biji kecipir, kedelai dan kacang
tanah.. .... . .. . . .... .. . . . . .. . . . ... . . ........ . .... . . .. . . . .. . . . .... . . .
Tabel 3.
Kadar protein sampel metode Kjeldahl.. .......... . ...... ....
Tabel 4.
Neraca protein konsentrat biji kecipir.. ...... ......... . .. ....
Tabel 5.
Analisa proksimat konsentrat biji kecipir.. ............... ....
Tabel 6.
Perhitungan berat
molekul sampel dalam berbagai
konsentrasi akrilamid (% T). . . .. . .. . . .. . ..... .. ...... . . . . . .. ..
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein dominan biji kecipir..
. . . ..
. .*
Tabel 8.
Identifikasi protein dominan berdasarkan data expasy.. ...
Tabel 9.
Hubungan sifat hngsional konsentrat protein biji kecipir
dibandingkan dengan konsentrat kedelai.. . . . . .. . .. . . . .... . ..
Perhitungan recovery konsentrat protein
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat molekul.
Kurva standar IEF.. . . . .......... ... ...... . .... . . .. ... . .. . .. ....
DAFTAR LAMPIFUN
Halaman
12
Lampiran 1
Prosedur pembuatan gel ...........................
Lampiran 2 .
Isoelectric focusing .........................................
45
Lampiran 3 .
Perhitungan recovery konsentrat .........................
17
Lampiran 4 .
Analisa proksimat ..........................................
48
Lampiran 5a.
Kromatogram standar analisa asam amino ...............
50
Lampiran 5b.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak ........
51
Lampiran 5c.
Kromatogram asam amino konsentrat ...........
52
Lampiran 6 .
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat
53
'. ........
molekul .......................................................
Lampiran 7.
Kromatogram asam amino protein dominan ............
Lampiran 8.
Kurva standar IEF ..........................................
Lampiran 9 .
Konstelasi pencarian identifikasi protein ................
MOLEKULER DAN FUNGSIONAL PROTEIN
DARI BIJI KECIPIR (Psopltocnrpus tetrngonolobus L.)
Oleh:
ESMERALDA NORITA LEIMENA
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
KARAKTERISASI S P A T MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSION-AL
PROTEIN BIJI KECIPIR (Psoyhocaryristetragonolob?is)
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F02496099
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
,INSTITUT PERTAMAN BOGOR
BOGOR
ESMERALDA N. LEIMENA. F02496099. Karakterisasi Sifat Molekuler dan
Sifat Fungsional Protein Biji Kecipir ( Psophocnrpus tetrngol~olohirsL.). Di
bawah bimbingan Dahrul Syah.
RINGKASAN
Salah satu sumber protein nabati Indonesia yang sangat potensial untuk
dikembangkan adalah biji kecipir (Psophocnrp~istetrgonolob~is).Biji kecipir
memiliki kadar protein sekitar 30-42 % dan kandungan asam amino yang
menyerupai kedelai. Biji kecipir dibandingkan dengan kedelai memiliki kelebihan
yaitu produktivitas yang lebih tinggi 2380 tonlha sedangkan kedelai hanya 900
ton/ ha (Haryoto, 1996). Sayangnya pemanfaatan biji kecipir belum banyak.
Salah satu penyebabnya adalah kurangnya data sifat molekuler dan sifat
fungsional sehingga belum dapat diketahui perencanaan aplikasinya. Tujuan dari
penelitian ini adalah karakterisasi sifat molekuler dan sifat fungsional protein biji
kecipir (Psophocnrpzis tetrngor?olohzis).
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan isolat protein biji kecipir dan
kadar protein diukur menggunakan metode Kjeldahl. Ekstraksi protein dilakukan
dengan ekstraksi basa pada pH 8.5 - 8.7 dan pengendapan dilakukan pada pH 4.5.
Analisa sifat molekuler yang dilakukan adalah komposisi asam amino. berat
molekul dan titik isoelektrik. Komposisi asam amino diketahui dengan HPLC
(High Performance liquid chromatography), perhitungan berat molekul dilakukan
menggunakan elektroforesis SDS-PAGE dan titik isoelektrik diketahui
menggunakan Isoelectric focusing (IEF). Selain itu dilakukan identifikasi protein
dominan berdasarkan sifat molekuler di atas dengan menggunakan fasilitas data
Expasy. Sifat fungsional yang diuji adalah daya serap air, daya busa, daya emulsi
dan daya gel.
Kadar protein konsentrat yang dihasilkan hanya 74.83 % (berat kering)
sehinggga hanya bisa disebut konsentrat. Komposisi asam amino menunjukkan
bahwa glutamat dan aspartat merupakan asam amino dominan pada biji kecipir.
Hasil elektroforesis menunjukkan terdapat 4 pita pada protein biji kecipir dan
berat molekul protein dominan adalah 19341 Dalton. Sedangkan pI protein adalah
7.68. Identifikasi protein berdasarkan bank data Expasy belum memberikan hasil
yang menggembirakan namun melihat kemiripan dalam pI dan BM kemungkinan
protein dominan adalah albumin dengan p18.18 dan BM 19332 Da.
Sifat fungsional yang dianalisa adalah daya serap air (325%), daya busa
(63%), sifat emulsi (18%) serta daya gel terbentuk Iemah pada konsentrasi protein
12.5%. Perbandingan dengan kedelai menunjukkan bahwa daya ikat air dan daya
busa protein biji kecipir lebih baik sedangkan daya gel hampir sama.
Kemungkinan a~likasiprotein biji kecipir berdasarkan sifat fimgsionalnya adalah
produk-produk bakeri, sosis, es h i m dan whipphlg.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAICTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSIONAL
PROTEIN BIJI ICECIPIR (Psophocarpus tetragonolobus L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperolel~gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Ole11
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F0249G099
Dilahirkan pada tanggal 07 September 1978
Diluluskan pada tanggal 14 Septenlber 2000
Disetujui
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang telah la
berikan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan tepat waktu. Hanya atas perkenanNya semua ini dapat tejadi dan semua diberikan kembali kepada-Nya.
Kehidupan saya tidak akan seperti ini tanpa adanya orang-orang yang telah
bejasa memberikan pelajaran berharga dengan tulus. Terima kasih saya ucapkan
untuk :
1. Tim QUE yang telah memberikan project g r n ~ lsehingga penelitian ini
dapat terlaksana.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah sebagai dosen pembimbing.
3. Dr. 1 Slamet Budijanto, Magr dan Dr. Ir. Punviyatno Hariyadi, MSc
sebagai dosen penguji.
4. Papa, Mama dan Thia atas dukungan dan doa yang diberikan
5. Semua guru yang telah memberikan ilmunya sejakdari TK sampai SLTA.
6. Semua dosen yang telah mengajar saya di TPG.
7. Teman-teman satu tim penelitian yang selama ini berbagi duka dan suka
Lolita, Tio, dan Pritha.
8. Teman-teman tercinta selama 4 tahun yang mau menerima aku apa adanya
Liana, Pritha, Tio, Lila, Sefitri, dan Ocit.
9. Teman-teman satu lab yang sering meminjamkan alat-alat Edna, Dina,
Seno, Mira, dan Riyadi.
10. Seluruh TPG33 atas kebersamaanya.
11. Teman-teman tercinta di Regina M' Komang, Awan, Endah, Ayu, Wita,
Dian, Feny, Evi, Linda, Ulfa, Metty, Mirna, Cen li, Ipeh, Resti, dan Yana.
12. Oom dan Tante di Regina yang mau menampung saya.
13. M' Dina, M' Retno, M Sisca dan Ade yang telah menjadi teman saat
pertama kali TPB.
14. Semua laboran di TPG dan semua yang belum tersebutkan yang selama ini
telah membantu saya.
Semoga dengan
membacanya.
skripsi
ini
membawa .pengetahurn
bagi
yang
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR.............................................
'. ...........
DAFTAR GAMBAR..........................................................
DAFTAR TABEL..............................................................
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG...................................................
B . TUJUAN PENELITIAN ................................................
I1. TINJAUAN PUSTAKA
A . KECIPIR (Psophocarplrsteiragotrolobrrs L.). .......................
B . ISOLAT PROTEIN ......................................................
C . ELEKTROFORESIS.....................................................
D . ANALISA ASAM AMINO ............................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. SEAT FUNGSIONAL ..................................................
111. BAHAN DAN METODE
BAGAN UMUM PENELITIAN ..........................................
A . ISOLAT PROTEIN ......................................................
B . PENGUKURAN KONSENTRASI PROTEIN .......................
C. ELEKTROFORESIS SDS-PAGE......................................
D . KOMPOSIS ASAM AMINO ..........................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. ANALISA SEAT FUNGSIONAL....................................
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A . EKSTRAKSI PROTEIN ...............................................
B . KOMPOSISI ASAM AMINO ..........................................
C . PENENTUAN BERAT MOLEKUL (ELEKTROFORESJ$) ......
D . PENENTUAN TITIK ISOELEKTRIK ..............................
E . IDENTIFIKASI PROTEIN DOMINAN ..............................
F. SIFAT FUNGSIONAL ..................................................
34
v . KESIPULAN
A. KESIMl'ULAN ...........................................................
37
B . SARAN....................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................
39
LAMPIRAN ....................................................................
42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Grafik perbandingan komposisi asam amino biji kecipir
dan kedelai.. .....................................................
Gambar 2.
Perbandingan komposisi asam amino tepung bebas
lemak dan konsentrt biji kecipir. .............................
Gambar 3.
Perbadingan komposisi asam amino biji kecipir dengan
literatur.. .........................................................
Gambar 4a.
Ferguson plot standar.. ........................................
Gambar 4b.
Ferguson plot 4 protein biji kecipir.. .........................
Gambar 5.
Elektroforegram protein biji kecipir pada berbagai
.-
konsentrasi gel akrilam~d....................................
Gambar 6.
Pergerakan protein biiji kecipir pada titik isoelektrik.. ...
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Bahan baku impor (protein) selama 5 tahun terakhir.. . ....
Tabel 2.
Perbandingan nilai gizi biji kecipir, kedelai dan kacang
tanah.. .... . .. . . .... .. . . . . .. . . . ... . . ........ . .... . . .. . . . .. . . . .... . . .
Tabel 3.
Kadar protein sampel metode Kjeldahl.. .......... . ...... ....
Tabel 4.
Neraca protein konsentrat biji kecipir.. ...... ......... . .. ....
Tabel 5.
Analisa proksimat konsentrat biji kecipir.. ............... ....
Tabel 6.
Perhitungan berat
molekul sampel dalam berbagai
konsentrasi akrilamid (% T). . . .. . .. . . .. . ..... .. ...... . . . . . .. ..
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein dominan biji kecipir..
. . . ..
. .*
Tabel 8.
Identifikasi protein dominan berdasarkan data expasy.. ...
Tabel 9.
Hubungan sifat hngsional konsentrat protein biji kecipir
dibandingkan dengan konsentrat kedelai.. . . . . .. . .. . . . .... . ..
Perhitungan recovery konsentrat protein
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat molekul.
Kurva standar IEF.. . . . .......... ... ...... . .... . . .. ... . .. . .. ....
DAFTAR LAMPIFUN
Halaman
12
Lampiran 1
Prosedur pembuatan gel ...........................
Lampiran 2 .
Isoelectric focusing .........................................
45
Lampiran 3 .
Perhitungan recovery konsentrat .........................
17
Lampiran 4 .
Analisa proksimat ..........................................
48
Lampiran 5a.
Kromatogram standar analisa asam amino ...............
50
Lampiran 5b.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak ........
51
Lampiran 5c.
Kromatogram asam amino konsentrat ...........
52
Lampiran 6 .
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat
53
'. ........
molekul .......................................................
Lampiran 7.
Kromatogram asam amino protein dominan ............
Lampiran 8.
Kurva standar IEF ..........................................
Lampiran 9 .
Konstelasi pencarian identifikasi protein ................
DARI BIJI KECIPIR (Psopltocnrpus tetrngonolobus L.)
Oleh:
ESMERALDA NORITA LEIMENA
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
KARAKTERISASI S P A T MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSION-AL
PROTEIN BIJI KECIPIR (Psoyhocaryristetragonolob?is)
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F02496099
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
,INSTITUT PERTAMAN BOGOR
BOGOR
ESMERALDA N. LEIMENA. F02496099. Karakterisasi Sifat Molekuler dan
Sifat Fungsional Protein Biji Kecipir ( Psophocnrpus tetrngol~olohirsL.). Di
bawah bimbingan Dahrul Syah.
RINGKASAN
Salah satu sumber protein nabati Indonesia yang sangat potensial untuk
dikembangkan adalah biji kecipir (Psophocnrp~istetrgonolob~is).Biji kecipir
memiliki kadar protein sekitar 30-42 % dan kandungan asam amino yang
menyerupai kedelai. Biji kecipir dibandingkan dengan kedelai memiliki kelebihan
yaitu produktivitas yang lebih tinggi 2380 tonlha sedangkan kedelai hanya 900
ton/ ha (Haryoto, 1996). Sayangnya pemanfaatan biji kecipir belum banyak.
Salah satu penyebabnya adalah kurangnya data sifat molekuler dan sifat
fungsional sehingga belum dapat diketahui perencanaan aplikasinya. Tujuan dari
penelitian ini adalah karakterisasi sifat molekuler dan sifat fungsional protein biji
kecipir (Psophocnrpzis tetrngor?olohzis).
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan isolat protein biji kecipir dan
kadar protein diukur menggunakan metode Kjeldahl. Ekstraksi protein dilakukan
dengan ekstraksi basa pada pH 8.5 - 8.7 dan pengendapan dilakukan pada pH 4.5.
Analisa sifat molekuler yang dilakukan adalah komposisi asam amino. berat
molekul dan titik isoelektrik. Komposisi asam amino diketahui dengan HPLC
(High Performance liquid chromatography), perhitungan berat molekul dilakukan
menggunakan elektroforesis SDS-PAGE dan titik isoelektrik diketahui
menggunakan Isoelectric focusing (IEF). Selain itu dilakukan identifikasi protein
dominan berdasarkan sifat molekuler di atas dengan menggunakan fasilitas data
Expasy. Sifat fungsional yang diuji adalah daya serap air, daya busa, daya emulsi
dan daya gel.
Kadar protein konsentrat yang dihasilkan hanya 74.83 % (berat kering)
sehinggga hanya bisa disebut konsentrat. Komposisi asam amino menunjukkan
bahwa glutamat dan aspartat merupakan asam amino dominan pada biji kecipir.
Hasil elektroforesis menunjukkan terdapat 4 pita pada protein biji kecipir dan
berat molekul protein dominan adalah 19341 Dalton. Sedangkan pI protein adalah
7.68. Identifikasi protein berdasarkan bank data Expasy belum memberikan hasil
yang menggembirakan namun melihat kemiripan dalam pI dan BM kemungkinan
protein dominan adalah albumin dengan p18.18 dan BM 19332 Da.
Sifat fungsional yang dianalisa adalah daya serap air (325%), daya busa
(63%), sifat emulsi (18%) serta daya gel terbentuk Iemah pada konsentrasi protein
12.5%. Perbandingan dengan kedelai menunjukkan bahwa daya ikat air dan daya
busa protein biji kecipir lebih baik sedangkan daya gel hampir sama.
Kemungkinan a~likasiprotein biji kecipir berdasarkan sifat fimgsionalnya adalah
produk-produk bakeri, sosis, es h i m dan whipphlg.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAICTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSIONAL
PROTEIN BIJI ICECIPIR (Psophocarpus tetragonolobus L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperolel~gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Ole11
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F0249G099
Dilahirkan pada tanggal 07 September 1978
Diluluskan pada tanggal 14 Septenlber 2000
Disetujui
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang telah la
berikan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan tepat waktu. Hanya atas perkenanNya semua ini dapat tejadi dan semua diberikan kembali kepada-Nya.
Kehidupan saya tidak akan seperti ini tanpa adanya orang-orang yang telah
bejasa memberikan pelajaran berharga dengan tulus. Terima kasih saya ucapkan
untuk :
1. Tim QUE yang telah memberikan project g r n ~ lsehingga penelitian ini
dapat terlaksana.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah sebagai dosen pembimbing.
3. Dr. 1 Slamet Budijanto, Magr dan Dr. Ir. Punviyatno Hariyadi, MSc
sebagai dosen penguji.
4. Papa, Mama dan Thia atas dukungan dan doa yang diberikan
5. Semua guru yang telah memberikan ilmunya sejakdari TK sampai SLTA.
6. Semua dosen yang telah mengajar saya di TPG.
7. Teman-teman satu tim penelitian yang selama ini berbagi duka dan suka
Lolita, Tio, dan Pritha.
8. Teman-teman tercinta selama 4 tahun yang mau menerima aku apa adanya
Liana, Pritha, Tio, Lila, Sefitri, dan Ocit.
9. Teman-teman satu lab yang sering meminjamkan alat-alat Edna, Dina,
Seno, Mira, dan Riyadi.
10. Seluruh TPG33 atas kebersamaanya.
11. Teman-teman tercinta di Regina M' Komang, Awan, Endah, Ayu, Wita,
Dian, Feny, Evi, Linda, Ulfa, Metty, Mirna, Cen li, Ipeh, Resti, dan Yana.
12. Oom dan Tante di Regina yang mau menampung saya.
13. M' Dina, M' Retno, M Sisca dan Ade yang telah menjadi teman saat
pertama kali TPB.
14. Semua laboran di TPG dan semua yang belum tersebutkan yang selama ini
telah membantu saya.
Semoga dengan
membacanya.
skripsi
ini
membawa .pengetahurn
bagi
yang
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR.............................................
'. ...........
DAFTAR GAMBAR..........................................................
DAFTAR TABEL..............................................................
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG...................................................
B . TUJUAN PENELITIAN ................................................
I1. TINJAUAN PUSTAKA
A . KECIPIR (Psophocarplrsteiragotrolobrrs L.). .......................
B . ISOLAT PROTEIN ......................................................
C . ELEKTROFORESIS.....................................................
D . ANALISA ASAM AMINO ............................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. SEAT FUNGSIONAL ..................................................
111. BAHAN DAN METODE
BAGAN UMUM PENELITIAN ..........................................
A . ISOLAT PROTEIN ......................................................
B . PENGUKURAN KONSENTRASI PROTEIN .......................
C. ELEKTROFORESIS SDS-PAGE......................................
D . KOMPOSIS ASAM AMINO ..........................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. ANALISA SEAT FUNGSIONAL....................................
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A . EKSTRAKSI PROTEIN ...............................................
B . KOMPOSISI ASAM AMINO ..........................................
C . PENENTUAN BERAT MOLEKUL (ELEKTROFORESJ$) ......
D . PENENTUAN TITIK ISOELEKTRIK ..............................
E . IDENTIFIKASI PROTEIN DOMINAN ..............................
F. SIFAT FUNGSIONAL ..................................................
34
v . KESIPULAN
A. KESIMl'ULAN ...........................................................
37
B . SARAN....................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................
39
LAMPIRAN ....................................................................
42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Grafik perbandingan komposisi asam amino biji kecipir
dan kedelai.. .....................................................
Gambar 2.
Perbandingan komposisi asam amino tepung bebas
lemak dan konsentrt biji kecipir. .............................
Gambar 3.
Perbadingan komposisi asam amino biji kecipir dengan
literatur.. .........................................................
Gambar 4a.
Ferguson plot standar.. ........................................
Gambar 4b.
Ferguson plot 4 protein biji kecipir.. .........................
Gambar 5.
Elektroforegram protein biji kecipir pada berbagai
.-
konsentrasi gel akrilam~d....................................
Gambar 6.
Pergerakan protein biiji kecipir pada titik isoelektrik.. ...
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Bahan baku impor (protein) selama 5 tahun terakhir.. . ....
Tabel 2.
Perbandingan nilai gizi biji kecipir, kedelai dan kacang
tanah.. .... . .. . . .... .. . . . . .. . . . ... . . ........ . .... . . .. . . . .. . . . .... . . .
Tabel 3.
Kadar protein sampel metode Kjeldahl.. .......... . ...... ....
Tabel 4.
Neraca protein konsentrat biji kecipir.. ...... ......... . .. ....
Tabel 5.
Analisa proksimat konsentrat biji kecipir.. ............... ....
Tabel 6.
Perhitungan berat
molekul sampel dalam berbagai
konsentrasi akrilamid (% T). . . .. . .. . . .. . ..... .. ...... . . . . . .. ..
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein dominan biji kecipir..
. . . ..
. .*
Tabel 8.
Identifikasi protein dominan berdasarkan data expasy.. ...
Tabel 9.
Hubungan sifat hngsional konsentrat protein biji kecipir
dibandingkan dengan konsentrat kedelai.. . . . . .. . .. . . . .... . ..
Perhitungan recovery konsentrat protein
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat molekul.
Kurva standar IEF.. . . . .......... ... ...... . .... . . .. ... . .. . .. ....
DAFTAR LAMPIFUN
Halaman
12
Lampiran 1
Prosedur pembuatan gel ...........................
Lampiran 2 .
Isoelectric focusing .........................................
45
Lampiran 3 .
Perhitungan recovery konsentrat .........................
17
Lampiran 4 .
Analisa proksimat ..........................................
48
Lampiran 5a.
Kromatogram standar analisa asam amino ...............
50
Lampiran 5b.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak ........
51
Lampiran 5c.
Kromatogram asam amino konsentrat ...........
52
Lampiran 6 .
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat
53
'. ........
molekul .......................................................
Lampiran 7.
Kromatogram asam amino protein dominan ............
Lampiran 8.
Kurva standar IEF ..........................................
Lampiran 9 .
Konstelasi pencarian identifikasi protein ................
MOLEKULER DAN FUNGSIONAL PROTEIN
DARI BIJI KECIPIR (Psopltocnrpus tetrngonolobus L.)
Oleh:
ESMERALDA NORITA LEIMENA
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
KARAKTERISASI S P A T MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSION-AL
PROTEIN BIJI KECIPIR (Psoyhocaryristetragonolob?is)
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F02496099
2000
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
,INSTITUT PERTAMAN BOGOR
BOGOR
ESMERALDA N. LEIMENA. F02496099. Karakterisasi Sifat Molekuler dan
Sifat Fungsional Protein Biji Kecipir ( Psophocnrpus tetrngol~olohirsL.). Di
bawah bimbingan Dahrul Syah.
RINGKASAN
Salah satu sumber protein nabati Indonesia yang sangat potensial untuk
dikembangkan adalah biji kecipir (Psophocnrp~istetrgonolob~is).Biji kecipir
memiliki kadar protein sekitar 30-42 % dan kandungan asam amino yang
menyerupai kedelai. Biji kecipir dibandingkan dengan kedelai memiliki kelebihan
yaitu produktivitas yang lebih tinggi 2380 tonlha sedangkan kedelai hanya 900
ton/ ha (Haryoto, 1996). Sayangnya pemanfaatan biji kecipir belum banyak.
Salah satu penyebabnya adalah kurangnya data sifat molekuler dan sifat
fungsional sehingga belum dapat diketahui perencanaan aplikasinya. Tujuan dari
penelitian ini adalah karakterisasi sifat molekuler dan sifat fungsional protein biji
kecipir (Psophocnrpzis tetrngor?olohzis).
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan isolat protein biji kecipir dan
kadar protein diukur menggunakan metode Kjeldahl. Ekstraksi protein dilakukan
dengan ekstraksi basa pada pH 8.5 - 8.7 dan pengendapan dilakukan pada pH 4.5.
Analisa sifat molekuler yang dilakukan adalah komposisi asam amino. berat
molekul dan titik isoelektrik. Komposisi asam amino diketahui dengan HPLC
(High Performance liquid chromatography), perhitungan berat molekul dilakukan
menggunakan elektroforesis SDS-PAGE dan titik isoelektrik diketahui
menggunakan Isoelectric focusing (IEF). Selain itu dilakukan identifikasi protein
dominan berdasarkan sifat molekuler di atas dengan menggunakan fasilitas data
Expasy. Sifat fungsional yang diuji adalah daya serap air, daya busa, daya emulsi
dan daya gel.
Kadar protein konsentrat yang dihasilkan hanya 74.83 % (berat kering)
sehinggga hanya bisa disebut konsentrat. Komposisi asam amino menunjukkan
bahwa glutamat dan aspartat merupakan asam amino dominan pada biji kecipir.
Hasil elektroforesis menunjukkan terdapat 4 pita pada protein biji kecipir dan
berat molekul protein dominan adalah 19341 Dalton. Sedangkan pI protein adalah
7.68. Identifikasi protein berdasarkan bank data Expasy belum memberikan hasil
yang menggembirakan namun melihat kemiripan dalam pI dan BM kemungkinan
protein dominan adalah albumin dengan p18.18 dan BM 19332 Da.
Sifat fungsional yang dianalisa adalah daya serap air (325%), daya busa
(63%), sifat emulsi (18%) serta daya gel terbentuk Iemah pada konsentrasi protein
12.5%. Perbandingan dengan kedelai menunjukkan bahwa daya ikat air dan daya
busa protein biji kecipir lebih baik sedangkan daya gel hampir sama.
Kemungkinan a~likasiprotein biji kecipir berdasarkan sifat fimgsionalnya adalah
produk-produk bakeri, sosis, es h i m dan whipphlg.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAICTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN SIFAT FUNGSIONAL
PROTEIN BIJI ICECIPIR (Psophocarpus tetragonolobus L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperolel~gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Ole11
ESMERALDA NORITA LEIMENA
F0249G099
Dilahirkan pada tanggal 07 September 1978
Diluluskan pada tanggal 14 Septenlber 2000
Disetujui
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang telah la
berikan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan tepat waktu. Hanya atas perkenanNya semua ini dapat tejadi dan semua diberikan kembali kepada-Nya.
Kehidupan saya tidak akan seperti ini tanpa adanya orang-orang yang telah
bejasa memberikan pelajaran berharga dengan tulus. Terima kasih saya ucapkan
untuk :
1. Tim QUE yang telah memberikan project g r n ~ lsehingga penelitian ini
dapat terlaksana.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah sebagai dosen pembimbing.
3. Dr. 1 Slamet Budijanto, Magr dan Dr. Ir. Punviyatno Hariyadi, MSc
sebagai dosen penguji.
4. Papa, Mama dan Thia atas dukungan dan doa yang diberikan
5. Semua guru yang telah memberikan ilmunya sejakdari TK sampai SLTA.
6. Semua dosen yang telah mengajar saya di TPG.
7. Teman-teman satu tim penelitian yang selama ini berbagi duka dan suka
Lolita, Tio, dan Pritha.
8. Teman-teman tercinta selama 4 tahun yang mau menerima aku apa adanya
Liana, Pritha, Tio, Lila, Sefitri, dan Ocit.
9. Teman-teman satu lab yang sering meminjamkan alat-alat Edna, Dina,
Seno, Mira, dan Riyadi.
10. Seluruh TPG33 atas kebersamaanya.
11. Teman-teman tercinta di Regina M' Komang, Awan, Endah, Ayu, Wita,
Dian, Feny, Evi, Linda, Ulfa, Metty, Mirna, Cen li, Ipeh, Resti, dan Yana.
12. Oom dan Tante di Regina yang mau menampung saya.
13. M' Dina, M' Retno, M Sisca dan Ade yang telah menjadi teman saat
pertama kali TPB.
14. Semua laboran di TPG dan semua yang belum tersebutkan yang selama ini
telah membantu saya.
Semoga dengan
membacanya.
skripsi
ini
membawa .pengetahurn
bagi
yang
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR.............................................
'. ...........
DAFTAR GAMBAR..........................................................
DAFTAR TABEL..............................................................
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG...................................................
B . TUJUAN PENELITIAN ................................................
I1. TINJAUAN PUSTAKA
A . KECIPIR (Psophocarplrsteiragotrolobrrs L.). .......................
B . ISOLAT PROTEIN ......................................................
C . ELEKTROFORESIS.....................................................
D . ANALISA ASAM AMINO ............................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. SEAT FUNGSIONAL ..................................................
111. BAHAN DAN METODE
BAGAN UMUM PENELITIAN ..........................................
A . ISOLAT PROTEIN ......................................................
B . PENGUKURAN KONSENTRASI PROTEIN .......................
C. ELEKTROFORESIS SDS-PAGE......................................
D . KOMPOSIS ASAM AMINO ..........................................
E . ISOELECTRIC FOCUSING...........................................
F. ANALISA SEAT FUNGSIONAL....................................
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A . EKSTRAKSI PROTEIN ...............................................
B . KOMPOSISI ASAM AMINO ..........................................
C . PENENTUAN BERAT MOLEKUL (ELEKTROFORESJ$) ......
D . PENENTUAN TITIK ISOELEKTRIK ..............................
E . IDENTIFIKASI PROTEIN DOMINAN ..............................
F. SIFAT FUNGSIONAL ..................................................
34
v . KESIPULAN
A. KESIMl'ULAN ...........................................................
37
B . SARAN....................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................
39
LAMPIRAN ....................................................................
42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Grafik perbandingan komposisi asam amino biji kecipir
dan kedelai.. .....................................................
Gambar 2.
Perbandingan komposisi asam amino tepung bebas
lemak dan konsentrt biji kecipir. .............................
Gambar 3.
Perbadingan komposisi asam amino biji kecipir dengan
literatur.. .........................................................
Gambar 4a.
Ferguson plot standar.. ........................................
Gambar 4b.
Ferguson plot 4 protein biji kecipir.. .........................
Gambar 5.
Elektroforegram protein biji kecipir pada berbagai
.-
konsentrasi gel akrilam~d....................................
Gambar 6.
Pergerakan protein biiji kecipir pada titik isoelektrik.. ...
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Bahan baku impor (protein) selama 5 tahun terakhir.. . ....
Tabel 2.
Perbandingan nilai gizi biji kecipir, kedelai dan kacang
tanah.. .... . .. . . .... .. . . . . .. . . . ... . . ........ . .... . . .. . . . .. . . . .... . . .
Tabel 3.
Kadar protein sampel metode Kjeldahl.. .......... . ...... ....
Tabel 4.
Neraca protein konsentrat biji kecipir.. ...... ......... . .. ....
Tabel 5.
Analisa proksimat konsentrat biji kecipir.. ............... ....
Tabel 6.
Perhitungan berat
molekul sampel dalam berbagai
konsentrasi akrilamid (% T). . . .. . .. . . .. . ..... .. ...... . . . . . .. ..
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein dominan biji kecipir..
. . . ..
. .*
Tabel 8.
Identifikasi protein dominan berdasarkan data expasy.. ...
Tabel 9.
Hubungan sifat hngsional konsentrat protein biji kecipir
dibandingkan dengan konsentrat kedelai.. . . . . .. . .. . . . .... . ..
Perhitungan recovery konsentrat protein
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat molekul.
Kurva standar IEF.. . . . .......... ... ...... . .... . . .. ... . .. . .. ....
DAFTAR LAMPIFUN
Halaman
12
Lampiran 1
Prosedur pembuatan gel ...........................
Lampiran 2 .
Isoelectric focusing .........................................
45
Lampiran 3 .
Perhitungan recovery konsentrat .........................
17
Lampiran 4 .
Analisa proksimat ..........................................
48
Lampiran 5a.
Kromatogram standar analisa asam amino ...............
50
Lampiran 5b.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak ........
51
Lampiran 5c.
Kromatogram asam amino konsentrat ...........
52
Lampiran 6 .
Koefisien relasi kurva standar perhitungan berat
53
'. ........
molekul .......................................................
Lampiran 7.
Kromatogram asam amino protein dominan ............
Lampiran 8.
Kurva standar IEF ..........................................
Lampiran 9 .
Konstelasi pencarian identifikasi protein ................