Prosuksi Protease Bacillus Subtilis ATCC 6051 dan Penerapannya dalam Pembuatan Protein Hidrolisat Nabati
PRODUKSI PROTEASE Ba~illussubtilis ATGG 6051
DAN PENERAPANNVA DALAM
PEMBUATAN PROTElN HlDROLlSAT NABATl
Oleh :
JACKING EDYANTO WlJAYA
F. 210393
1988
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
PRODUKSI PROTEASE B a c i l l u s s u b t i l i s ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
OLEH :
JACKING EDYANTO W I J A Y A
F. 210393
SKRIPSI
sebagai salah s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1988
1 NS'I' I'fU'i'
I
: 1t
f;O(;OH
FAKULTAS TEKNOLOG I 1'EKTAN IAN
PRODUKSI PROTEASE Bacillus subtilis ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
SKRIPSI
sebagai s a l a h s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada J u r u s a n T e k n o l o s i Pangan dan G i z i
Fakul tas Teknologi P e r t a n i a n ,
I n s t i t u t P e r t a n i a n Sogor
OLEH:
JACKING EDYANTO W I J A Y A
-
F. 210393
D i l a h i r k a n pada t a n g g a l 10 F e b r u a r i 1965
T a n g g a l l u l u s : 22 O k t o b e r 1988
/fi
Bogor,
November 1988
Disetujui oleh:
T. S u h a r
Dosen Pembimbing Utama
( I r . T u n t e d j a I r a a a d i , M.S.)
..........................
Dosen Pembimbing Pendamping
J a c k i n g Edyanto H i j a y a .
F 210393.
Produksi
Protease
B a c i l l u s subtilis ATCC 6 0 5 1 d a n P e n e r a p a n n y a d a l a m Pembuatan
P r o t e i n Hidrolisat Nabati.
D i b a u a h b i m b i n g a n naggy T.
S u h a r t o n o dan T u n t e d j a I r a u a d i .
RINGKASAH
Penelitian
suplementasi
ini
berbagai
terdiri
dari
tiga
tahap,
j e n i s s u m b e r k a r b o n ke
yaitu
dalam
media
limbah cair tahu untuk meningkatkan a k t i v i t a s p r o t e a s e
dihasilkan
protease
5.
s u b t i l i s ATCC
6051,
pengujian
yang d i p r o d u k s i dan penerapan p r o t e a s e
yang
sifat-sifat
itu
dalam
pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t n a b a t i .
Dari
tapioka,
berbagai
pati
sumber
terlarut,
karbon
molase
yang
dan
dicobakan
glukosa)
sehingga
k o n s e n t r a s i k a r b o h i d r a t t e r s e d i a 2%, t e r l i h a t ampas
merupakan
Peningkatan
sumber
karbon
konsentrasi
terbaik
untuk
tapioka
subtilis.
8.
ampas t a p i o k a d a r i 4 %
(ampas
menjadi
8%
d i i k u t i kenaikan a k t i v i t a s p r o t e a s e d a r i 0.255 m e n j a d i 0.515
U/mL.
Dalam p e r c o b a a n i n i j u g a d i c o b a k a n s u p l e m e n t a s i
p e r a g i k e d a l a m m e d i a l i m b a h c a i r t a h u yang t e l a h
2%
ampas t a p i o k a .
justru
menurunkan
0 . 2 2 0 U/mL.
khamir
diperkaya
T e r n y a t a penambahan sumber n i t r o g e n
aktivitas protease
dari
3.035
ini
menjadi
Protease
p a d a pH 8-9
50'~.
yang d i p r o d u k s i menunjukkan a k t i v i t a s optimum
dan
suhu 6 0 ' ~ s e r t a cukup s t a b i l pada suhu 37 d a n
Aktivitas
80 menit
protease
akan t i n g g a l 87X s e t e l a h d i p a n a s k a n
pada suhu 3 7 ' ~ dan t i n g g a l 80X s e t e l a h d i p a n a s k a n selarna
8 0 m e n i t pada suhu 5 0 ' ~ .
Penanbahan 0 . 2 mmol/L CaC12
kasar
enzin
dapat
ke
meningkatkan
dalam l a r u t a n
aktivitas
ekstrak
protease d a r i
0 . 1 5 0 m e n j a d i 0.326 U/mL.
Pada k o n d i s i yang d i c o b a k a n , enzim yang d i p r o d u k s i mampu
m e n g h i d r o l i s a p r o t e i n k o n s e n t r a t kacang t a n a h h i n g g a d e r a j a t
h i d r o l i s i s 10% dalam waktu t i g a jam.
KATA PENGANTAR
P u j i syukur yang t i d a k t e r h i n g g a kiranya p e n u l i s haturkan
k e hadapan Bapa Yang Haha Kuasa a t a s s e l e s a i n y a p e n e l i t i a n d a n
penulisan s k r i p s i i n i .
Ucapan t e r i m a k a s i h sebanyak-banyaknya j u g a i n g i n p e n u l i s
h a t u r k a n kepada:
1.
Dr.
I r . Haggy T. S u h a r t o n o s e l a k u
Pembimbing
Utama
y a n g t e l a h b a n y a k meluangkan waktu b e r h a r g a n y a
untuk
k o n s u l t a s i kami d a n
I r . T u n t e d j a I r a w a d i , MS s e l a k u Pembimbing Pendamping
2.
y a n g s a r a n n y a s a n g a t b e r g u n a d a l a m memecahkan n a s a l a h
pengukuran a k t i v i t a s p r o t e a s e .
Rasa
papa,
terima
kakak-kakak
k a s i h khusus p e n u l i s
dan
a d i k serta s i a n
haturkan
atas
pada
perhatian
mama,
dan
dorongan semangat kepada p e n u l i s dalam menyelesaikan p e n u l i s a n
skripsi ini.
DAFTAR I S 1
Halaman
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
DAFTAR TABEL .......................................
v i
DAFTAR GAMBAR ...................................... v i i
DAFTAR LAMPIRAN ....................................
I . PENDAHULUAN .........................................
ix
1
I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
A . PROTEASE .........................................
.
1
D e f i n i s i Umum .................................
2 . S p e s i f i s i t a s ..................................
4
4
5
3 . Derajat H i d r o l i s i s ............................ 8
4 . P e n g g u n a a n K o m e r s i a l ..........................
8
B . PROTEASE MIKROBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
C . PROTEASE Bacillus subtilis ....................... 1 2
D . SINTESA DAN PRODUKSI PROTEASE EKSTRASELULAR ...... 17
1 . S i n t e s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 . P r o d u k s i P r o t e a s e B . subtilis ................. 21
E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES FERMENTASI ....... 27
.............................. 28
2 . Ampas T a p i o k a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0
3 . T e t e s T e b u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
F . PROTEIN HIDROLISAT NABATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
1. L i m b a h C a i r T a h u
I11 . TUJUAN PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 7
I V . BAHAN DAN METODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
A . BAHAN DAN ALAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iv
B . HETODA PENELITIAN ................................ 3 9
1. P e n e l i t i a n P e n d a h u l u a n
........................ 3 9
2 . P e n e l i t i a n Utama .............................. 4 1
V
.
HASIL DAN PEHBAHASAN ................................ 4 7
A . PENELITIAN PENDAHULUAN ........................... 4 7
.
2.
1
Kandungan Kimiawi Bahan-Bahan Peramuan ........ 4 7
A k t i v i t a s P r o t e a s e B . subtilis y a n g Ditumbuhkan p a d a Media S i n t e t i k d a n Limbah
C a i r Tahu ..................................... 4 8
3 . P e n g a r u h Penambahan B e r b a g a i J e n i s Sumber
Karbon T e r h a d a p A k t i v i t a s P r o t e a s e ............ 5 1
B . PENELITIAN UTAMA .................................
58
1. P e n g a r u h Penambahan Kombinasi B e r b a g a i Kons e n t r a s i Ampas T a p i o k a d a n Khamir P e r a g i . . . . . . 5 8
2 . P e n g u j i a n S i f a t - S i f a t P r o t e a s e y a n g Dihas i l k a n ........................................ 62
3 . P e r b a n d i n g a n d e n g a n P r o t e a s e K o m e r s i a l . . . . . . . . 66
4 . Pembuatan P r o t e i n H i d r o l i s a t N a b a t i ........... 6 8
VI
. KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0
V I I . SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3
LAHPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8
Halaman
Tabel
1. Penggolongan p r o t e a s e b e r d a s a r k a n k i s a r a n
pH optimum ..................................... 6
Tabel
2 . I n d u s t r i pemakai p r o t e a s e dan n i k r o b a penghas i l p r o t e a s e yang b e r s a n g k t a n ..................9
Tabel
3 . H i k r o b a p e n g h a s i l p r o t e a s e e k s t r a s e l l a r ....... 1 3
Tabel
4
Tabel
5 . S p e s i e s - s p e s i e s Bacillus p e n g h a s i l p r o t e a s e ..14
Tabel
6
Tabel
.
.
7.
P r o t e a s e - k o m e r s i a l d a r i mikroba yang t e r s e s e d i a d i p a s a r a n ...............................1 3
S i f a t - s i f a t p r o t e a s e a l k a l i dan n e t r a l
.........15
Bahan mentah u n t u k media mikroba p e n g h a s i l
protease
.......................................
25
Tabel
8 . Komposisi media u n t u k Bacillus p e n g h s i l
p r o t e a s e ....................................... 2 5
Tabel
9 . Kandungan b e b e r a p a komponen dalam limbah
c a i r tabu ......................................29
T a b e l 10 . Kandungan kimiawi ampas t a p i o k a ................ 31
T a b e l 11. Kandungan kimiawi t e t e s t e b u a t a u molase .......32
T a b e l 12 . Komposisi media s i n t e t i k
T a b e l 1 3. P e n g k u r a n a k t i v i t a s
......................39
p r o t e a s e ................... 4 2
T a b e l 14 . Kandungan kimiawi bahan-bahan yang d i g u n a kan p a d a p e r a a u a n media f e r m e n t a s i ............. 47
T a b e l 1 5 . P e r b a n d i n g a n 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 dengan p r o t e a s e komersial
...............67
D M T A R GAHBAR
Halaman
Gambar
1. K l a s i f i k a s i enzim p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n
o l e h mikroba
.................................
11
Gambar
2. P r o s e d u r umum i n o k u l a s i d a n i n k u b a s i B. subtilis p a d a b e r b a g a i media y a n g d i c o b a k a n . . . . 4 0
Gambar
3 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t
n a b a t i y a n g d i c o b a k a n ........................ 4 5
Gambar
4 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n k o n s e n t r a t
k a e a n g t a n a h ................................. 46
Gambar
5 . A k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g d i t u m buhkan p a d a media l i m b a h e a i r t a h u d a n
s i n t e t i k .....................................
49
Gambar
6 . P e r u b a h a n pH media l i m b a h c a i r t a h u d a n
s i n t e t i k s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g .......51
Gambar
7 . P e n g a r u h penambahan b e r b a g a i sumber k a r b o n
t e r h a d a p 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
5. subtilis y a n g d i t u m b u h k a n p a d a
l i m b a h c a i r t a h u ............................. 5 3
Gambar
8 . P e n g a r u h pH awal b e r b a g a i media t e r h a d a p
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
B. subtilis
Gambar
.................................
55
9 . P e r u b a h a n pH media d a n a k t i v i t a s p r o t e a s e
s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g ............... 3 7
Gambar 1 0 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas
t a p i o k a dan khamir p e r a g i t e r h a d a p a k t i v i t a s p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n B. subtilis
y a n g d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u ....... 5 9
Gambar 11. P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a d a n khamir p e r a g i t e r h a d a p p e r u b a h a n
pH m e d i a s e l a m a f e r m e n t a s i 5. subtilis
pada limbah c a i r tahu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Gambar 1 2 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i oka dan khamir p e r a g i t e r h a d a p perubahan
k o n s e n t r a s i p r o t e i n e k s t r a s e l u l a r selama
f e r m e n t a s i B. subtilis p a d a l i m b a h c a i r
t a h u ..........................................
61
Gambar 1 3 . P e n g a r u h k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a t e r h a d a p
a k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g
d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u . . . . . . . . . . . . . 62
vii
PRODUKSI PROTEASE Ba~illussubtilis ATGG 6051
DAN PENERAPANNVA DALAM
PEMBUATAN PROTElN HlDROLlSAT NABATl
Oleh :
JACKING EDYANTO WlJAYA
F. 210393
1988
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
PRODUKSI PROTEASE B a c i l l u s s u b t i l i s ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
OLEH :
JACKING EDYANTO W I J A Y A
F. 210393
SKRIPSI
sebagai salah s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1988
1 NS'I' I'fU'i'
I
: 1t
f;O(;OH
FAKULTAS TEKNOLOG I 1'EKTAN IAN
PRODUKSI PROTEASE Bacillus subtilis ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
SKRIPSI
sebagai s a l a h s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada J u r u s a n T e k n o l o s i Pangan dan G i z i
Fakul tas Teknologi P e r t a n i a n ,
I n s t i t u t P e r t a n i a n Sogor
OLEH:
JACKING EDYANTO W I J A Y A
-
F. 210393
D i l a h i r k a n pada t a n g g a l 10 F e b r u a r i 1965
T a n g g a l l u l u s : 22 O k t o b e r 1988
/fi
Bogor,
November 1988
Disetujui oleh:
T. S u h a r
Dosen Pembimbing Utama
( I r . T u n t e d j a I r a a a d i , M.S.)
..........................
Dosen Pembimbing Pendamping
J a c k i n g Edyanto H i j a y a .
F 210393.
Produksi
Protease
B a c i l l u s subtilis ATCC 6 0 5 1 d a n P e n e r a p a n n y a d a l a m Pembuatan
P r o t e i n Hidrolisat Nabati.
D i b a u a h b i m b i n g a n naggy T.
S u h a r t o n o dan T u n t e d j a I r a u a d i .
RINGKASAH
Penelitian
suplementasi
ini
berbagai
terdiri
dari
tiga
tahap,
j e n i s s u m b e r k a r b o n ke
yaitu
dalam
media
limbah cair tahu untuk meningkatkan a k t i v i t a s p r o t e a s e
dihasilkan
protease
5.
s u b t i l i s ATCC
6051,
pengujian
yang d i p r o d u k s i dan penerapan p r o t e a s e
yang
sifat-sifat
itu
dalam
pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t n a b a t i .
Dari
tapioka,
berbagai
pati
sumber
terlarut,
karbon
molase
yang
dan
dicobakan
glukosa)
sehingga
k o n s e n t r a s i k a r b o h i d r a t t e r s e d i a 2%, t e r l i h a t ampas
merupakan
Peningkatan
sumber
karbon
konsentrasi
terbaik
untuk
tapioka
subtilis.
8.
ampas t a p i o k a d a r i 4 %
(ampas
menjadi
8%
d i i k u t i kenaikan a k t i v i t a s p r o t e a s e d a r i 0.255 m e n j a d i 0.515
U/mL.
Dalam p e r c o b a a n i n i j u g a d i c o b a k a n s u p l e m e n t a s i
p e r a g i k e d a l a m m e d i a l i m b a h c a i r t a h u yang t e l a h
2%
ampas t a p i o k a .
justru
menurunkan
0 . 2 2 0 U/mL.
khamir
diperkaya
T e r n y a t a penambahan sumber n i t r o g e n
aktivitas protease
dari
3.035
ini
menjadi
Protease
p a d a pH 8-9
50'~.
yang d i p r o d u k s i menunjukkan a k t i v i t a s optimum
dan
suhu 6 0 ' ~ s e r t a cukup s t a b i l pada suhu 37 d a n
Aktivitas
80 menit
protease
akan t i n g g a l 87X s e t e l a h d i p a n a s k a n
pada suhu 3 7 ' ~ dan t i n g g a l 80X s e t e l a h d i p a n a s k a n selarna
8 0 m e n i t pada suhu 5 0 ' ~ .
Penanbahan 0 . 2 mmol/L CaC12
kasar
enzin
dapat
ke
meningkatkan
dalam l a r u t a n
aktivitas
ekstrak
protease d a r i
0 . 1 5 0 m e n j a d i 0.326 U/mL.
Pada k o n d i s i yang d i c o b a k a n , enzim yang d i p r o d u k s i mampu
m e n g h i d r o l i s a p r o t e i n k o n s e n t r a t kacang t a n a h h i n g g a d e r a j a t
h i d r o l i s i s 10% dalam waktu t i g a jam.
KATA PENGANTAR
P u j i syukur yang t i d a k t e r h i n g g a kiranya p e n u l i s haturkan
k e hadapan Bapa Yang Haha Kuasa a t a s s e l e s a i n y a p e n e l i t i a n d a n
penulisan s k r i p s i i n i .
Ucapan t e r i m a k a s i h sebanyak-banyaknya j u g a i n g i n p e n u l i s
h a t u r k a n kepada:
1.
Dr.
I r . Haggy T. S u h a r t o n o s e l a k u
Pembimbing
Utama
y a n g t e l a h b a n y a k meluangkan waktu b e r h a r g a n y a
untuk
k o n s u l t a s i kami d a n
I r . T u n t e d j a I r a w a d i , MS s e l a k u Pembimbing Pendamping
2.
y a n g s a r a n n y a s a n g a t b e r g u n a d a l a m memecahkan n a s a l a h
pengukuran a k t i v i t a s p r o t e a s e .
Rasa
papa,
terima
kakak-kakak
k a s i h khusus p e n u l i s
dan
a d i k serta s i a n
haturkan
atas
pada
perhatian
mama,
dan
dorongan semangat kepada p e n u l i s dalam menyelesaikan p e n u l i s a n
skripsi ini.
DAFTAR I S 1
Halaman
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
DAFTAR TABEL .......................................
v i
DAFTAR GAMBAR ...................................... v i i
DAFTAR LAMPIRAN ....................................
I . PENDAHULUAN .........................................
ix
1
I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
A . PROTEASE .........................................
.
1
D e f i n i s i Umum .................................
2 . S p e s i f i s i t a s ..................................
4
4
5
3 . Derajat H i d r o l i s i s ............................ 8
4 . P e n g g u n a a n K o m e r s i a l ..........................
8
B . PROTEASE MIKROBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
C . PROTEASE Bacillus subtilis ....................... 1 2
D . SINTESA DAN PRODUKSI PROTEASE EKSTRASELULAR ...... 17
1 . S i n t e s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 . P r o d u k s i P r o t e a s e B . subtilis ................. 21
E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES FERMENTASI ....... 27
.............................. 28
2 . Ampas T a p i o k a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0
3 . T e t e s T e b u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
F . PROTEIN HIDROLISAT NABATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
1. L i m b a h C a i r T a h u
I11 . TUJUAN PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 7
I V . BAHAN DAN METODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
A . BAHAN DAN ALAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iv
B . HETODA PENELITIAN ................................ 3 9
1. P e n e l i t i a n P e n d a h u l u a n
........................ 3 9
2 . P e n e l i t i a n Utama .............................. 4 1
V
.
HASIL DAN PEHBAHASAN ................................ 4 7
A . PENELITIAN PENDAHULUAN ........................... 4 7
.
2.
1
Kandungan Kimiawi Bahan-Bahan Peramuan ........ 4 7
A k t i v i t a s P r o t e a s e B . subtilis y a n g Ditumbuhkan p a d a Media S i n t e t i k d a n Limbah
C a i r Tahu ..................................... 4 8
3 . P e n g a r u h Penambahan B e r b a g a i J e n i s Sumber
Karbon T e r h a d a p A k t i v i t a s P r o t e a s e ............ 5 1
B . PENELITIAN UTAMA .................................
58
1. P e n g a r u h Penambahan Kombinasi B e r b a g a i Kons e n t r a s i Ampas T a p i o k a d a n Khamir P e r a g i . . . . . . 5 8
2 . P e n g u j i a n S i f a t - S i f a t P r o t e a s e y a n g Dihas i l k a n ........................................ 62
3 . P e r b a n d i n g a n d e n g a n P r o t e a s e K o m e r s i a l . . . . . . . . 66
4 . Pembuatan P r o t e i n H i d r o l i s a t N a b a t i ........... 6 8
VI
. KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0
V I I . SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3
LAHPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8
Halaman
Tabel
1. Penggolongan p r o t e a s e b e r d a s a r k a n k i s a r a n
pH optimum ..................................... 6
Tabel
2 . I n d u s t r i pemakai p r o t e a s e dan n i k r o b a penghas i l p r o t e a s e yang b e r s a n g k t a n ..................9
Tabel
3 . H i k r o b a p e n g h a s i l p r o t e a s e e k s t r a s e l l a r ....... 1 3
Tabel
4
Tabel
5 . S p e s i e s - s p e s i e s Bacillus p e n g h a s i l p r o t e a s e ..14
Tabel
6
Tabel
.
.
7.
P r o t e a s e - k o m e r s i a l d a r i mikroba yang t e r s e s e d i a d i p a s a r a n ...............................1 3
S i f a t - s i f a t p r o t e a s e a l k a l i dan n e t r a l
.........15
Bahan mentah u n t u k media mikroba p e n g h a s i l
protease
.......................................
25
Tabel
8 . Komposisi media u n t u k Bacillus p e n g h s i l
p r o t e a s e ....................................... 2 5
Tabel
9 . Kandungan b e b e r a p a komponen dalam limbah
c a i r tabu ......................................29
T a b e l 10 . Kandungan kimiawi ampas t a p i o k a ................ 31
T a b e l 11. Kandungan kimiawi t e t e s t e b u a t a u molase .......32
T a b e l 12 . Komposisi media s i n t e t i k
T a b e l 1 3. P e n g k u r a n a k t i v i t a s
......................39
p r o t e a s e ................... 4 2
T a b e l 14 . Kandungan kimiawi bahan-bahan yang d i g u n a kan p a d a p e r a a u a n media f e r m e n t a s i ............. 47
T a b e l 1 5 . P e r b a n d i n g a n 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 dengan p r o t e a s e komersial
...............67
D M T A R GAHBAR
Halaman
Gambar
1. K l a s i f i k a s i enzim p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n
o l e h mikroba
.................................
11
Gambar
2. P r o s e d u r umum i n o k u l a s i d a n i n k u b a s i B. subtilis p a d a b e r b a g a i media y a n g d i c o b a k a n . . . . 4 0
Gambar
3 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t
n a b a t i y a n g d i c o b a k a n ........................ 4 5
Gambar
4 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n k o n s e n t r a t
k a e a n g t a n a h ................................. 46
Gambar
5 . A k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g d i t u m buhkan p a d a media l i m b a h e a i r t a h u d a n
s i n t e t i k .....................................
49
Gambar
6 . P e r u b a h a n pH media l i m b a h c a i r t a h u d a n
s i n t e t i k s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g .......51
Gambar
7 . P e n g a r u h penambahan b e r b a g a i sumber k a r b o n
t e r h a d a p 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
5. subtilis y a n g d i t u m b u h k a n p a d a
l i m b a h c a i r t a h u ............................. 5 3
Gambar
8 . P e n g a r u h pH awal b e r b a g a i media t e r h a d a p
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
B. subtilis
Gambar
.................................
55
9 . P e r u b a h a n pH media d a n a k t i v i t a s p r o t e a s e
s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g ............... 3 7
Gambar 1 0 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas
t a p i o k a dan khamir p e r a g i t e r h a d a p a k t i v i t a s p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n B. subtilis
y a n g d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u ....... 5 9
Gambar 11. P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a d a n khamir p e r a g i t e r h a d a p p e r u b a h a n
pH m e d i a s e l a m a f e r m e n t a s i 5. subtilis
pada limbah c a i r tahu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Gambar 1 2 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i oka dan khamir p e r a g i t e r h a d a p perubahan
k o n s e n t r a s i p r o t e i n e k s t r a s e l u l a r selama
f e r m e n t a s i B. subtilis p a d a l i m b a h c a i r
t a h u ..........................................
61
Gambar 1 3 . P e n g a r u h k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a t e r h a d a p
a k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g
d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u . . . . . . . . . . . . . 62
vii
DAN PENERAPANNVA DALAM
PEMBUATAN PROTElN HlDROLlSAT NABATl
Oleh :
JACKING EDYANTO WlJAYA
F. 210393
1988
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
PRODUKSI PROTEASE B a c i l l u s s u b t i l i s ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
OLEH :
JACKING EDYANTO W I J A Y A
F. 210393
SKRIPSI
sebagai salah s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1988
1 NS'I' I'fU'i'
I
: 1t
f;O(;OH
FAKULTAS TEKNOLOG I 1'EKTAN IAN
PRODUKSI PROTEASE Bacillus subtilis ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
SKRIPSI
sebagai s a l a h s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada J u r u s a n T e k n o l o s i Pangan dan G i z i
Fakul tas Teknologi P e r t a n i a n ,
I n s t i t u t P e r t a n i a n Sogor
OLEH:
JACKING EDYANTO W I J A Y A
-
F. 210393
D i l a h i r k a n pada t a n g g a l 10 F e b r u a r i 1965
T a n g g a l l u l u s : 22 O k t o b e r 1988
/fi
Bogor,
November 1988
Disetujui oleh:
T. S u h a r
Dosen Pembimbing Utama
( I r . T u n t e d j a I r a a a d i , M.S.)
..........................
Dosen Pembimbing Pendamping
J a c k i n g Edyanto H i j a y a .
F 210393.
Produksi
Protease
B a c i l l u s subtilis ATCC 6 0 5 1 d a n P e n e r a p a n n y a d a l a m Pembuatan
P r o t e i n Hidrolisat Nabati.
D i b a u a h b i m b i n g a n naggy T.
S u h a r t o n o dan T u n t e d j a I r a u a d i .
RINGKASAH
Penelitian
suplementasi
ini
berbagai
terdiri
dari
tiga
tahap,
j e n i s s u m b e r k a r b o n ke
yaitu
dalam
media
limbah cair tahu untuk meningkatkan a k t i v i t a s p r o t e a s e
dihasilkan
protease
5.
s u b t i l i s ATCC
6051,
pengujian
yang d i p r o d u k s i dan penerapan p r o t e a s e
yang
sifat-sifat
itu
dalam
pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t n a b a t i .
Dari
tapioka,
berbagai
pati
sumber
terlarut,
karbon
molase
yang
dan
dicobakan
glukosa)
sehingga
k o n s e n t r a s i k a r b o h i d r a t t e r s e d i a 2%, t e r l i h a t ampas
merupakan
Peningkatan
sumber
karbon
konsentrasi
terbaik
untuk
tapioka
subtilis.
8.
ampas t a p i o k a d a r i 4 %
(ampas
menjadi
8%
d i i k u t i kenaikan a k t i v i t a s p r o t e a s e d a r i 0.255 m e n j a d i 0.515
U/mL.
Dalam p e r c o b a a n i n i j u g a d i c o b a k a n s u p l e m e n t a s i
p e r a g i k e d a l a m m e d i a l i m b a h c a i r t a h u yang t e l a h
2%
ampas t a p i o k a .
justru
menurunkan
0 . 2 2 0 U/mL.
khamir
diperkaya
T e r n y a t a penambahan sumber n i t r o g e n
aktivitas protease
dari
3.035
ini
menjadi
Protease
p a d a pH 8-9
50'~.
yang d i p r o d u k s i menunjukkan a k t i v i t a s optimum
dan
suhu 6 0 ' ~ s e r t a cukup s t a b i l pada suhu 37 d a n
Aktivitas
80 menit
protease
akan t i n g g a l 87X s e t e l a h d i p a n a s k a n
pada suhu 3 7 ' ~ dan t i n g g a l 80X s e t e l a h d i p a n a s k a n selarna
8 0 m e n i t pada suhu 5 0 ' ~ .
Penanbahan 0 . 2 mmol/L CaC12
kasar
enzin
dapat
ke
meningkatkan
dalam l a r u t a n
aktivitas
ekstrak
protease d a r i
0 . 1 5 0 m e n j a d i 0.326 U/mL.
Pada k o n d i s i yang d i c o b a k a n , enzim yang d i p r o d u k s i mampu
m e n g h i d r o l i s a p r o t e i n k o n s e n t r a t kacang t a n a h h i n g g a d e r a j a t
h i d r o l i s i s 10% dalam waktu t i g a jam.
KATA PENGANTAR
P u j i syukur yang t i d a k t e r h i n g g a kiranya p e n u l i s haturkan
k e hadapan Bapa Yang Haha Kuasa a t a s s e l e s a i n y a p e n e l i t i a n d a n
penulisan s k r i p s i i n i .
Ucapan t e r i m a k a s i h sebanyak-banyaknya j u g a i n g i n p e n u l i s
h a t u r k a n kepada:
1.
Dr.
I r . Haggy T. S u h a r t o n o s e l a k u
Pembimbing
Utama
y a n g t e l a h b a n y a k meluangkan waktu b e r h a r g a n y a
untuk
k o n s u l t a s i kami d a n
I r . T u n t e d j a I r a w a d i , MS s e l a k u Pembimbing Pendamping
2.
y a n g s a r a n n y a s a n g a t b e r g u n a d a l a m memecahkan n a s a l a h
pengukuran a k t i v i t a s p r o t e a s e .
Rasa
papa,
terima
kakak-kakak
k a s i h khusus p e n u l i s
dan
a d i k serta s i a n
haturkan
atas
pada
perhatian
mama,
dan
dorongan semangat kepada p e n u l i s dalam menyelesaikan p e n u l i s a n
skripsi ini.
DAFTAR I S 1
Halaman
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
DAFTAR TABEL .......................................
v i
DAFTAR GAMBAR ...................................... v i i
DAFTAR LAMPIRAN ....................................
I . PENDAHULUAN .........................................
ix
1
I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
A . PROTEASE .........................................
.
1
D e f i n i s i Umum .................................
2 . S p e s i f i s i t a s ..................................
4
4
5
3 . Derajat H i d r o l i s i s ............................ 8
4 . P e n g g u n a a n K o m e r s i a l ..........................
8
B . PROTEASE MIKROBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
C . PROTEASE Bacillus subtilis ....................... 1 2
D . SINTESA DAN PRODUKSI PROTEASE EKSTRASELULAR ...... 17
1 . S i n t e s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 . P r o d u k s i P r o t e a s e B . subtilis ................. 21
E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES FERMENTASI ....... 27
.............................. 28
2 . Ampas T a p i o k a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0
3 . T e t e s T e b u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
F . PROTEIN HIDROLISAT NABATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
1. L i m b a h C a i r T a h u
I11 . TUJUAN PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 7
I V . BAHAN DAN METODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
A . BAHAN DAN ALAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iv
B . HETODA PENELITIAN ................................ 3 9
1. P e n e l i t i a n P e n d a h u l u a n
........................ 3 9
2 . P e n e l i t i a n Utama .............................. 4 1
V
.
HASIL DAN PEHBAHASAN ................................ 4 7
A . PENELITIAN PENDAHULUAN ........................... 4 7
.
2.
1
Kandungan Kimiawi Bahan-Bahan Peramuan ........ 4 7
A k t i v i t a s P r o t e a s e B . subtilis y a n g Ditumbuhkan p a d a Media S i n t e t i k d a n Limbah
C a i r Tahu ..................................... 4 8
3 . P e n g a r u h Penambahan B e r b a g a i J e n i s Sumber
Karbon T e r h a d a p A k t i v i t a s P r o t e a s e ............ 5 1
B . PENELITIAN UTAMA .................................
58
1. P e n g a r u h Penambahan Kombinasi B e r b a g a i Kons e n t r a s i Ampas T a p i o k a d a n Khamir P e r a g i . . . . . . 5 8
2 . P e n g u j i a n S i f a t - S i f a t P r o t e a s e y a n g Dihas i l k a n ........................................ 62
3 . P e r b a n d i n g a n d e n g a n P r o t e a s e K o m e r s i a l . . . . . . . . 66
4 . Pembuatan P r o t e i n H i d r o l i s a t N a b a t i ........... 6 8
VI
. KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0
V I I . SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3
LAHPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8
Halaman
Tabel
1. Penggolongan p r o t e a s e b e r d a s a r k a n k i s a r a n
pH optimum ..................................... 6
Tabel
2 . I n d u s t r i pemakai p r o t e a s e dan n i k r o b a penghas i l p r o t e a s e yang b e r s a n g k t a n ..................9
Tabel
3 . H i k r o b a p e n g h a s i l p r o t e a s e e k s t r a s e l l a r ....... 1 3
Tabel
4
Tabel
5 . S p e s i e s - s p e s i e s Bacillus p e n g h a s i l p r o t e a s e ..14
Tabel
6
Tabel
.
.
7.
P r o t e a s e - k o m e r s i a l d a r i mikroba yang t e r s e s e d i a d i p a s a r a n ...............................1 3
S i f a t - s i f a t p r o t e a s e a l k a l i dan n e t r a l
.........15
Bahan mentah u n t u k media mikroba p e n g h a s i l
protease
.......................................
25
Tabel
8 . Komposisi media u n t u k Bacillus p e n g h s i l
p r o t e a s e ....................................... 2 5
Tabel
9 . Kandungan b e b e r a p a komponen dalam limbah
c a i r tabu ......................................29
T a b e l 10 . Kandungan kimiawi ampas t a p i o k a ................ 31
T a b e l 11. Kandungan kimiawi t e t e s t e b u a t a u molase .......32
T a b e l 12 . Komposisi media s i n t e t i k
T a b e l 1 3. P e n g k u r a n a k t i v i t a s
......................39
p r o t e a s e ................... 4 2
T a b e l 14 . Kandungan kimiawi bahan-bahan yang d i g u n a kan p a d a p e r a a u a n media f e r m e n t a s i ............. 47
T a b e l 1 5 . P e r b a n d i n g a n 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 dengan p r o t e a s e komersial
...............67
D M T A R GAHBAR
Halaman
Gambar
1. K l a s i f i k a s i enzim p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n
o l e h mikroba
.................................
11
Gambar
2. P r o s e d u r umum i n o k u l a s i d a n i n k u b a s i B. subtilis p a d a b e r b a g a i media y a n g d i c o b a k a n . . . . 4 0
Gambar
3 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t
n a b a t i y a n g d i c o b a k a n ........................ 4 5
Gambar
4 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n k o n s e n t r a t
k a e a n g t a n a h ................................. 46
Gambar
5 . A k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g d i t u m buhkan p a d a media l i m b a h e a i r t a h u d a n
s i n t e t i k .....................................
49
Gambar
6 . P e r u b a h a n pH media l i m b a h c a i r t a h u d a n
s i n t e t i k s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g .......51
Gambar
7 . P e n g a r u h penambahan b e r b a g a i sumber k a r b o n
t e r h a d a p 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
5. subtilis y a n g d i t u m b u h k a n p a d a
l i m b a h c a i r t a h u ............................. 5 3
Gambar
8 . P e n g a r u h pH awal b e r b a g a i media t e r h a d a p
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
B. subtilis
Gambar
.................................
55
9 . P e r u b a h a n pH media d a n a k t i v i t a s p r o t e a s e
s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g ............... 3 7
Gambar 1 0 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas
t a p i o k a dan khamir p e r a g i t e r h a d a p a k t i v i t a s p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n B. subtilis
y a n g d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u ....... 5 9
Gambar 11. P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a d a n khamir p e r a g i t e r h a d a p p e r u b a h a n
pH m e d i a s e l a m a f e r m e n t a s i 5. subtilis
pada limbah c a i r tahu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Gambar 1 2 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i oka dan khamir p e r a g i t e r h a d a p perubahan
k o n s e n t r a s i p r o t e i n e k s t r a s e l u l a r selama
f e r m e n t a s i B. subtilis p a d a l i m b a h c a i r
t a h u ..........................................
61
Gambar 1 3 . P e n g a r u h k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a t e r h a d a p
a k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g
d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u . . . . . . . . . . . . . 62
vii
PRODUKSI PROTEASE Ba~illussubtilis ATGG 6051
DAN PENERAPANNVA DALAM
PEMBUATAN PROTElN HlDROLlSAT NABATl
Oleh :
JACKING EDYANTO WlJAYA
F. 210393
1988
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GlZl
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
PRODUKSI PROTEASE B a c i l l u s s u b t i l i s ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
OLEH :
JACKING EDYANTO W I J A Y A
F. 210393
SKRIPSI
sebagai salah s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN G I Z I
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1988
1 NS'I' I'fU'i'
I
: 1t
f;O(;OH
FAKULTAS TEKNOLOG I 1'EKTAN IAN
PRODUKSI PROTEASE Bacillus subtilis ATCC 6051
DAN PENERAPANNYA DALAH
PEHBUATAN PROTEIN HIDROLISAT NABATI
SKRIPSI
sebagai s a l a h s a t u s y a r a t untuk
memperoleh g e l a r
Sarjana Teknologi Pertanian
pada J u r u s a n T e k n o l o s i Pangan dan G i z i
Fakul tas Teknologi P e r t a n i a n ,
I n s t i t u t P e r t a n i a n Sogor
OLEH:
JACKING EDYANTO W I J A Y A
-
F. 210393
D i l a h i r k a n pada t a n g g a l 10 F e b r u a r i 1965
T a n g g a l l u l u s : 22 O k t o b e r 1988
/fi
Bogor,
November 1988
Disetujui oleh:
T. S u h a r
Dosen Pembimbing Utama
( I r . T u n t e d j a I r a a a d i , M.S.)
..........................
Dosen Pembimbing Pendamping
J a c k i n g Edyanto H i j a y a .
F 210393.
Produksi
Protease
B a c i l l u s subtilis ATCC 6 0 5 1 d a n P e n e r a p a n n y a d a l a m Pembuatan
P r o t e i n Hidrolisat Nabati.
D i b a u a h b i m b i n g a n naggy T.
S u h a r t o n o dan T u n t e d j a I r a u a d i .
RINGKASAH
Penelitian
suplementasi
ini
berbagai
terdiri
dari
tiga
tahap,
j e n i s s u m b e r k a r b o n ke
yaitu
dalam
media
limbah cair tahu untuk meningkatkan a k t i v i t a s p r o t e a s e
dihasilkan
protease
5.
s u b t i l i s ATCC
6051,
pengujian
yang d i p r o d u k s i dan penerapan p r o t e a s e
yang
sifat-sifat
itu
dalam
pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t n a b a t i .
Dari
tapioka,
berbagai
pati
sumber
terlarut,
karbon
molase
yang
dan
dicobakan
glukosa)
sehingga
k o n s e n t r a s i k a r b o h i d r a t t e r s e d i a 2%, t e r l i h a t ampas
merupakan
Peningkatan
sumber
karbon
konsentrasi
terbaik
untuk
tapioka
subtilis.
8.
ampas t a p i o k a d a r i 4 %
(ampas
menjadi
8%
d i i k u t i kenaikan a k t i v i t a s p r o t e a s e d a r i 0.255 m e n j a d i 0.515
U/mL.
Dalam p e r c o b a a n i n i j u g a d i c o b a k a n s u p l e m e n t a s i
p e r a g i k e d a l a m m e d i a l i m b a h c a i r t a h u yang t e l a h
2%
ampas t a p i o k a .
justru
menurunkan
0 . 2 2 0 U/mL.
khamir
diperkaya
T e r n y a t a penambahan sumber n i t r o g e n
aktivitas protease
dari
3.035
ini
menjadi
Protease
p a d a pH 8-9
50'~.
yang d i p r o d u k s i menunjukkan a k t i v i t a s optimum
dan
suhu 6 0 ' ~ s e r t a cukup s t a b i l pada suhu 37 d a n
Aktivitas
80 menit
protease
akan t i n g g a l 87X s e t e l a h d i p a n a s k a n
pada suhu 3 7 ' ~ dan t i n g g a l 80X s e t e l a h d i p a n a s k a n selarna
8 0 m e n i t pada suhu 5 0 ' ~ .
Penanbahan 0 . 2 mmol/L CaC12
kasar
enzin
dapat
ke
meningkatkan
dalam l a r u t a n
aktivitas
ekstrak
protease d a r i
0 . 1 5 0 m e n j a d i 0.326 U/mL.
Pada k o n d i s i yang d i c o b a k a n , enzim yang d i p r o d u k s i mampu
m e n g h i d r o l i s a p r o t e i n k o n s e n t r a t kacang t a n a h h i n g g a d e r a j a t
h i d r o l i s i s 10% dalam waktu t i g a jam.
KATA PENGANTAR
P u j i syukur yang t i d a k t e r h i n g g a kiranya p e n u l i s haturkan
k e hadapan Bapa Yang Haha Kuasa a t a s s e l e s a i n y a p e n e l i t i a n d a n
penulisan s k r i p s i i n i .
Ucapan t e r i m a k a s i h sebanyak-banyaknya j u g a i n g i n p e n u l i s
h a t u r k a n kepada:
1.
Dr.
I r . Haggy T. S u h a r t o n o s e l a k u
Pembimbing
Utama
y a n g t e l a h b a n y a k meluangkan waktu b e r h a r g a n y a
untuk
k o n s u l t a s i kami d a n
I r . T u n t e d j a I r a w a d i , MS s e l a k u Pembimbing Pendamping
2.
y a n g s a r a n n y a s a n g a t b e r g u n a d a l a m memecahkan n a s a l a h
pengukuran a k t i v i t a s p r o t e a s e .
Rasa
papa,
terima
kakak-kakak
k a s i h khusus p e n u l i s
dan
a d i k serta s i a n
haturkan
atas
pada
perhatian
mama,
dan
dorongan semangat kepada p e n u l i s dalam menyelesaikan p e n u l i s a n
skripsi ini.
DAFTAR I S 1
Halaman
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
DAFTAR TABEL .......................................
v i
DAFTAR GAMBAR ...................................... v i i
DAFTAR LAMPIRAN ....................................
I . PENDAHULUAN .........................................
ix
1
I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
A . PROTEASE .........................................
.
1
D e f i n i s i Umum .................................
2 . S p e s i f i s i t a s ..................................
4
4
5
3 . Derajat H i d r o l i s i s ............................ 8
4 . P e n g g u n a a n K o m e r s i a l ..........................
8
B . PROTEASE MIKROBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
C . PROTEASE Bacillus subtilis ....................... 1 2
D . SINTESA DAN PRODUKSI PROTEASE EKSTRASELULAR ...... 17
1 . S i n t e s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 . P r o d u k s i P r o t e a s e B . subtilis ................. 21
E . PEMANFAATAN LIMBAH DALAM PROSES FERMENTASI ....... 27
.............................. 28
2 . Ampas T a p i o k a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0
3 . T e t e s T e b u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
F . PROTEIN HIDROLISAT NABATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
1. L i m b a h C a i r T a h u
I11 . TUJUAN PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 7
I V . BAHAN DAN METODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
A . BAHAN DAN ALAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iv
B . HETODA PENELITIAN ................................ 3 9
1. P e n e l i t i a n P e n d a h u l u a n
........................ 3 9
2 . P e n e l i t i a n Utama .............................. 4 1
V
.
HASIL DAN PEHBAHASAN ................................ 4 7
A . PENELITIAN PENDAHULUAN ........................... 4 7
.
2.
1
Kandungan Kimiawi Bahan-Bahan Peramuan ........ 4 7
A k t i v i t a s P r o t e a s e B . subtilis y a n g Ditumbuhkan p a d a Media S i n t e t i k d a n Limbah
C a i r Tahu ..................................... 4 8
3 . P e n g a r u h Penambahan B e r b a g a i J e n i s Sumber
Karbon T e r h a d a p A k t i v i t a s P r o t e a s e ............ 5 1
B . PENELITIAN UTAMA .................................
58
1. P e n g a r u h Penambahan Kombinasi B e r b a g a i Kons e n t r a s i Ampas T a p i o k a d a n Khamir P e r a g i . . . . . . 5 8
2 . P e n g u j i a n S i f a t - S i f a t P r o t e a s e y a n g Dihas i l k a n ........................................ 62
3 . P e r b a n d i n g a n d e n g a n P r o t e a s e K o m e r s i a l . . . . . . . . 66
4 . Pembuatan P r o t e i n H i d r o l i s a t N a b a t i ........... 6 8
VI
. KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0
V I I . SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3
LAHPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8
Halaman
Tabel
1. Penggolongan p r o t e a s e b e r d a s a r k a n k i s a r a n
pH optimum ..................................... 6
Tabel
2 . I n d u s t r i pemakai p r o t e a s e dan n i k r o b a penghas i l p r o t e a s e yang b e r s a n g k t a n ..................9
Tabel
3 . H i k r o b a p e n g h a s i l p r o t e a s e e k s t r a s e l l a r ....... 1 3
Tabel
4
Tabel
5 . S p e s i e s - s p e s i e s Bacillus p e n g h a s i l p r o t e a s e ..14
Tabel
6
Tabel
.
.
7.
P r o t e a s e - k o m e r s i a l d a r i mikroba yang t e r s e s e d i a d i p a s a r a n ...............................1 3
S i f a t - s i f a t p r o t e a s e a l k a l i dan n e t r a l
.........15
Bahan mentah u n t u k media mikroba p e n g h a s i l
protease
.......................................
25
Tabel
8 . Komposisi media u n t u k Bacillus p e n g h s i l
p r o t e a s e ....................................... 2 5
Tabel
9 . Kandungan b e b e r a p a komponen dalam limbah
c a i r tabu ......................................29
T a b e l 10 . Kandungan kimiawi ampas t a p i o k a ................ 31
T a b e l 11. Kandungan kimiawi t e t e s t e b u a t a u molase .......32
T a b e l 12 . Komposisi media s i n t e t i k
T a b e l 1 3. P e n g k u r a n a k t i v i t a s
......................39
p r o t e a s e ................... 4 2
T a b e l 14 . Kandungan kimiawi bahan-bahan yang d i g u n a kan p a d a p e r a a u a n media f e r m e n t a s i ............. 47
T a b e l 1 5 . P e r b a n d i n g a n 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 dengan p r o t e a s e komersial
...............67
D M T A R GAHBAR
Halaman
Gambar
1. K l a s i f i k a s i enzim p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n
o l e h mikroba
.................................
11
Gambar
2. P r o s e d u r umum i n o k u l a s i d a n i n k u b a s i B. subtilis p a d a b e r b a g a i media y a n g d i c o b a k a n . . . . 4 0
Gambar
3 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n h i d r o l i s a t
n a b a t i y a n g d i c o b a k a n ........................ 4 5
Gambar
4 . P r o s e d u r pembuatan p r o t e i n k o n s e n t r a t
k a e a n g t a n a h ................................. 46
Gambar
5 . A k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g d i t u m buhkan p a d a media l i m b a h e a i r t a h u d a n
s i n t e t i k .....................................
49
Gambar
6 . P e r u b a h a n pH media l i m b a h c a i r t a h u d a n
s i n t e t i k s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g .......51
Gambar
7 . P e n g a r u h penambahan b e r b a g a i sumber k a r b o n
t e r h a d a p 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
5. subtilis y a n g d i t u m b u h k a n p a d a
l i m b a h c a i r t a h u ............................. 5 3
Gambar
8 . P e n g a r u h pH awal b e r b a g a i media t e r h a d a p
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
B. subtilis
Gambar
.................................
55
9 . P e r u b a h a n pH media d a n a k t i v i t a s p r o t e a s e
s e l a m a f e r m e n t a s i b e r l a n g s u n g ............... 3 7
Gambar 1 0 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas
t a p i o k a dan khamir p e r a g i t e r h a d a p a k t i v i t a s p r o t e a s e y a n g d i h a s i l k a n B. subtilis
y a n g d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u ....... 5 9
Gambar 11. P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a d a n khamir p e r a g i t e r h a d a p p e r u b a h a n
pH m e d i a s e l a m a f e r m e n t a s i 5. subtilis
pada limbah c a i r tahu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Gambar 1 2 . P e n g a r u h k o m b i n a s i k o n s e n t r a s i ampas t a p i oka dan khamir p e r a g i t e r h a d a p perubahan
k o n s e n t r a s i p r o t e i n e k s t r a s e l u l a r selama
f e r m e n t a s i B. subtilis p a d a l i m b a h c a i r
t a h u ..........................................
61
Gambar 1 3 . P e n g a r u h k o n s e n t r a s i ampas t a p i o k a t e r h a d a p
a k t i v i t a s p r o t e a s e B. subtilis y a n g
d i t u m b u h k a n p a d a l i m b a h c a i r t a h u . . . . . . . . . . . . . 62
vii