Pemurnian dan Karakterisasi Enzim Glukoamilase dari Koji Merah (Monaseus anka IFO 3403)
, l r·
,
,
r, .',
<
\\\
&'
PEMURNIAN DAN KARAKTERISASI ENZIM GLUKOAMILASE DARI
KOJI MERAH (Monascus anka IFO 3403)
Oleh
MARGARETA SEPTYANI ARIESTA
F02497033
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Margaretta
Septyani
Ariesta.
F02497033.
Pemnian dan Karakterisasi Enzim
Glukoamilase dari Koji Merah (Monaseus anka IFO 3403). Di bawah bimbingan :
Anton Apriyantono dan Hanifah Nury�i Lioe. 2003
INGKASAN
Enzim
menjadi gula.
enzim
yang
giukoamiiase merupakan
enzim komersiai
yang
memecah
pati
Dalam penelitian ini, enzim glukoamilase yang diisolasi merupakan
diproduksi
oleh
kapang Monascus
anka yang
digunakan
untuk
memproduksi koji merah.
Penelitian terdahulu (Yoza, 1999) berbasil mengisolasi dan memperoleb
enzim mumi dengan berat molekul 50 kDa.
Pene�itian ini disamping mendeteksi
ulang keberadaan enzim dengan berat molekul 50 kDs, juga mencoba mengisolasi
enzim glukoamilase dengan erat molekul yang bereda.
Setelah eksraksi enzim
dari samel menggunakan bufer McIlvaine 10 mM (PH 5.0), dilakukan pemisahan
dengan kromatorai DEAE Cellulose
a
balch,
kromatofi koloID butil
TOYOPEARL, High-S prepacked, fenil TOYOPEARL hingga tahap iltrasi gel
menggunakan Sepbadex 0-100 superfine.
Dari penelitian ini dapat diisolasi enzim
glukoamiiase mumi dengan berat molekul 66.8 kDa.
pH optimwn dari enzim glukoamilase ini adalah pH 5.0.
Enzim tetap stabil
pada kisaran pH asam, dengan aktivitas tertinggi dimiliki enzim pada pH 6.5.
Enzim glukoamilase ini memiliki suhu optimwn pada kisaran 50°-60°C, dan tetap
stabil pada pemanasall sampai suhu 60°C selama 15 menit.
Analisis spesiisitas
substrat menunjukkan bahwa amilosa 'sebagai subs�rat terbaik karena memerikan
aktivitas enzim tertinggi, namun sifat amilosa yang tidak mudah larut pada pH netral,
menyebabkan digunakannya pati terlarut sebagai altematif substrat terbaik.
Ion
mangan (Mn2+) dan perak (Ag+) dapat menghambat keja enzim glukoamilase ini.
Sebaliknya, dengan keberadaan beberapa ion logam (ion Ni2+, ion Cu2+ dan ion Fe2+)
menyebabkan aktivitas enzim meningkat, namun peningkatannya tidak cukup tinggi
untuk dapat disebut sebagai metaloenzim. Enzim glukoamilase dengan berat molekul
66.8 kDa ini memiliki titik isoeiektrik yang lebih kecil dari 3.5.
PEMURNIAN DAN KARAKTER!SASI ENZIM GLUKOAMILASE DAR! KOJI
MERH (Monascus
ana IFO 3403)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Peranian Bogor
Oleh
MARGARETTA SEPTYANI AR!ESTA
F02497033
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
IND N RSI M KOE D!
KIH (�_003)
SSI
i b u t IIkIbr
SAJANA OGI IN
a Jn Toi i n,
Fs Toi n.
t anr
Olh
RGAETTA STYANI ASTA
0247033
lm a gl2 mr 199
i oko
gllulus :
16 Jni 203
003
n igT
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
erkat dan rahmatNya yang erlimpah, penulis dapat menyelesaikan "perjalanan
panjang"
ini
n merangkumnya
dalam
suatu
tulisan.
Penulis
juga
ingin
menghaturkan banyak terima sh kepada pihak-pihak yang telab membantu penulis
dalam menempuh "perjalanan" ini, yakni ;
1.
Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS, selaku dosen pembimbing yang telab banyak
membimbing dan membantu penulis
2. Mami, Papi, Monik n Yohan, atas kasih sayangnya yang tulus dan
dukungan yang tiada hentinya pada penulis
3.
Prof. Yasuda Masaaki, yang telab memberi kesempatan pada penulis untuk
melakukan peneiitian di laboratoriumnya, Naoko, Naohito, Tachibana-san,
Megumi-san, Kumi, yang banyak memberi dukungan selama penelitian. :.
)\ " I v '0 b Ot b I::tt > C, I" 5 v : 5 I::b � ll : 5 ::gv'' L
t.o
4. Dr.lr. Nurheni Sri Palupi, MSi dan r. Nur Wulandari, Msi, selaku dosen
enguji yang banyak membantu memerikan saran pada penulis
5. Ir. Hanifah N. Lioe, Msi, atas bantuan n banyak nasehat n saran yang
diberikan kepada enulis
6.
Bapak Wien Gunawan, atas dukungan dan bantuan yang diberikan selama
penulis nelakukan penelitian yang pertama
7.
Devin dan Sugi, yang selalu jadi tenan berbagi suka dan duka selama penulis
melakukan penelitian, and also for URSEP students, I wll never forget our
laughr, songs and even bad moments in Okinawa. Thank you for this lovely
and unforgettable friendship
8.
Semua tenan-tenan yang banyak nemberikan dukungan pada penulis, yang
tidak dapat disebutkan satu per satu
Penulis
erharap
semoga
penelitian
bermanfaat bagi yang membutnnya.
yang
telah
dilakukan
ini
dapat
Penulis mohon naaf bila terdapat
beberapa kekurangan didalamnya dan penulis senantiasa terbuka terhadap saran
membangun yang diberikan. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih yang
sebesar-besamya.
Bogor, 11 Januari 2003
Penulis
m
DAfARISI
Hln
KATA PENGANTAR . . . . ......... . . . . . . ...... . . .. ............. ....... ...... .. . . . .
111
DAFfAR TABEL. . . . ...... . . .... .... ................. . . . . . .. ...... . . . . . .. .. .. .. ...
VI
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . ...... . . . . .. . . ... ...... . . . ............ .. . . . .... .......
Vl1
DAFTAR LAMPIRAN... . . . . . . . ........ . . . . .. ....... . . . . ... ........ ....... . . ...
V111
I.
11.
PENDAHULUAN.. ... ....... . . . . . . . .......... . . . . . ....... . . . . . ...........
TINJAUAN PUSTAKA.. . . ...... . . . . . .... ........ . . . . . . . . ........... .. . . .
1
4
A. ENZIM.. . .. . .. . . . ...... . . .. . . . . .. . ........ ....... ....... . . . .. . . . ....... .
4
B. KOJI MERAH.... . ......... . . . .. . . .......... .............. .. . . . . .. . . ..
6
C. ENZIM GLUKOAMILASE . . . . . .......... . . .. . . ........ . . . . . .......
8
D. ISOLASI ENZIM GLUKOAMILASE .. . . . . . . . ...................
10
III. METODOLOGI PENELITIAN. . .. . . . . ... .... . .. . .. ...... . . . . . . . . ....
12
A. BAHAN DAN ALAT .... . . .. . .... . .. ... ........ . . . ........ ..........
12
B. METODE PENELIT IAN... ... ..... .............. ..................
13
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN..... . ....... ..... ... ... . ...............
27
A. ISOLASI ENZIM GLUKOAMILASE . .. . .. ..... . . . . . . . .. .. .....
27
B. KARAKTERISASI ENZIM GLUKOAMILASE .. . . ...... .....
40
KESIMPULAN DAN SARAN . . . . . '" .... .... .... ......... ..... ...
57
A. KESIMPULAN. . . . . .. .. . . . . . . .......... .. . . . ................. . . .. .
57
B. SARAN... . ..... . . . .. . .. . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . .......................
58
DAFTAR PUSTAK A . . . . . . . .... . . .......... ....... . . . . .. . . . . . ... . . .. . . . . . ..
59
V.
.
DAfAR TABEL
Halaman
Tabel!. Tahap isolasi enzim glukoamilase dari -fonascus ana IFO 3403.
39
Tabel 2. Spesiisitas substrat enzim glukonilase..............................
52
Tabel3. Pati sebagai spesiisitas subsrat enzim glukoamilase......... ......
52
Tabel 4. Pengaruh ion metal dan bahan kimia terhadap aktivitas enzim.....
54
DAfAR GAMBAR
HaJaman
Gambar 1.
Koji merah dalam cawan eri dan toyo....................
27
Gambar 2.
Hasil SDS PAGE dari enzim mumi...........................
41
Gambar 3.
Berat molekul dari enzim glukoamilase mlUTli..............
41
Gambar 4.
Pengaruh pH pada aktivitas enzim glukoamilase........ ...
43
Gambar 5.
Pengaruh pH pada stabilitas enzim glukoamilase..........
45
Gambar 6.
Pengaruh suhu pada aktivitas enzim glukoamilase...... ....
47
Gambar 7 .
Pengarub suhu pada stabilitas enzim glukoamilase.........
48
Gambar 8.
Titik isoelekrik enzim glukoamilase.........................
56
VB
Halaman
Lampiran 1. Cara embuaan ereaksi Somogyi-Nelson................. ..
63
Lampiran 2. Gambar kromatosisten yang digunakan untuk. ... .. ... ... .. ...
64
.
isolasi enzim glukoamilase dengan kolom kromatograi
Lampiran 3. Cara embuatan bufer yang digunakan dalam evaluasi.. ....
65
parameter pH optimum n stabilitas pH
Lampiran 4. Cara embuatan macam-macam substrat yang digunakan....
66
dalam evaluasi sesiikasi substrat
Lampiran 5. Oraik raksi kolom filrasi gel Sephadex 0-100
superine.
67
Lampiran 6. Tabel dan k standar penentuan berat molekul.............
68
enzim glukoamilase dari analisis SDS PAGE dengan Scion
Image sofware
viii
,
,
r, .',
<
\\\
&'
PEMURNIAN DAN KARAKTERISASI ENZIM GLUKOAMILASE DARI
KOJI MERAH (Monascus anka IFO 3403)
Oleh
MARGARETA SEPTYANI ARIESTA
F02497033
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Margaretta
Septyani
Ariesta.
F02497033.
Pemnian dan Karakterisasi Enzim
Glukoamilase dari Koji Merah (Monaseus anka IFO 3403). Di bawah bimbingan :
Anton Apriyantono dan Hanifah Nury�i Lioe. 2003
INGKASAN
Enzim
menjadi gula.
enzim
yang
giukoamiiase merupakan
enzim komersiai
yang
memecah
pati
Dalam penelitian ini, enzim glukoamilase yang diisolasi merupakan
diproduksi
oleh
kapang Monascus
anka yang
digunakan
untuk
memproduksi koji merah.
Penelitian terdahulu (Yoza, 1999) berbasil mengisolasi dan memperoleb
enzim mumi dengan berat molekul 50 kDa.
Pene�itian ini disamping mendeteksi
ulang keberadaan enzim dengan berat molekul 50 kDs, juga mencoba mengisolasi
enzim glukoamilase dengan erat molekul yang bereda.
Setelah eksraksi enzim
dari samel menggunakan bufer McIlvaine 10 mM (PH 5.0), dilakukan pemisahan
dengan kromatorai DEAE Cellulose
a
balch,
kromatofi koloID butil
TOYOPEARL, High-S prepacked, fenil TOYOPEARL hingga tahap iltrasi gel
menggunakan Sepbadex 0-100 superfine.
Dari penelitian ini dapat diisolasi enzim
glukoamiiase mumi dengan berat molekul 66.8 kDa.
pH optimwn dari enzim glukoamilase ini adalah pH 5.0.
Enzim tetap stabil
pada kisaran pH asam, dengan aktivitas tertinggi dimiliki enzim pada pH 6.5.
Enzim glukoamilase ini memiliki suhu optimwn pada kisaran 50°-60°C, dan tetap
stabil pada pemanasall sampai suhu 60°C selama 15 menit.
Analisis spesiisitas
substrat menunjukkan bahwa amilosa 'sebagai subs�rat terbaik karena memerikan
aktivitas enzim tertinggi, namun sifat amilosa yang tidak mudah larut pada pH netral,
menyebabkan digunakannya pati terlarut sebagai altematif substrat terbaik.
Ion
mangan (Mn2+) dan perak (Ag+) dapat menghambat keja enzim glukoamilase ini.
Sebaliknya, dengan keberadaan beberapa ion logam (ion Ni2+, ion Cu2+ dan ion Fe2+)
menyebabkan aktivitas enzim meningkat, namun peningkatannya tidak cukup tinggi
untuk dapat disebut sebagai metaloenzim. Enzim glukoamilase dengan berat molekul
66.8 kDa ini memiliki titik isoeiektrik yang lebih kecil dari 3.5.
PEMURNIAN DAN KARAKTER!SASI ENZIM GLUKOAMILASE DAR! KOJI
MERH (Monascus
ana IFO 3403)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Peranian Bogor
Oleh
MARGARETTA SEPTYANI AR!ESTA
F02497033
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
IND N RSI M KOE D!
KIH (�_003)
SSI
i b u t IIkIbr
SAJANA OGI IN
a Jn Toi i n,
Fs Toi n.
t anr
Olh
RGAETTA STYANI ASTA
0247033
lm a gl2 mr 199
i oko
gllulus :
16 Jni 203
003
n igT
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
erkat dan rahmatNya yang erlimpah, penulis dapat menyelesaikan "perjalanan
panjang"
ini
n merangkumnya
dalam
suatu
tulisan.
Penulis
juga
ingin
menghaturkan banyak terima sh kepada pihak-pihak yang telab membantu penulis
dalam menempuh "perjalanan" ini, yakni ;
1.
Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS, selaku dosen pembimbing yang telab banyak
membimbing dan membantu penulis
2. Mami, Papi, Monik n Yohan, atas kasih sayangnya yang tulus dan
dukungan yang tiada hentinya pada penulis
3.
Prof. Yasuda Masaaki, yang telab memberi kesempatan pada penulis untuk
melakukan peneiitian di laboratoriumnya, Naoko, Naohito, Tachibana-san,
Megumi-san, Kumi, yang banyak memberi dukungan selama penelitian. :.
)\ " I v '0 b Ot b I::tt > C, I" 5 v : 5 I::b � ll : 5 ::gv'' L
t.o
4. Dr.lr. Nurheni Sri Palupi, MSi dan r. Nur Wulandari, Msi, selaku dosen
enguji yang banyak membantu memerikan saran pada penulis
5. Ir. Hanifah N. Lioe, Msi, atas bantuan n banyak nasehat n saran yang
diberikan kepada enulis
6.
Bapak Wien Gunawan, atas dukungan dan bantuan yang diberikan selama
penulis nelakukan penelitian yang pertama
7.
Devin dan Sugi, yang selalu jadi tenan berbagi suka dan duka selama penulis
melakukan penelitian, and also for URSEP students, I wll never forget our
laughr, songs and even bad moments in Okinawa. Thank you for this lovely
and unforgettable friendship
8.
Semua tenan-tenan yang banyak nemberikan dukungan pada penulis, yang
tidak dapat disebutkan satu per satu
Penulis
erharap
semoga
penelitian
bermanfaat bagi yang membutnnya.
yang
telah
dilakukan
ini
dapat
Penulis mohon naaf bila terdapat
beberapa kekurangan didalamnya dan penulis senantiasa terbuka terhadap saran
membangun yang diberikan. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih yang
sebesar-besamya.
Bogor, 11 Januari 2003
Penulis
m
DAfARISI
Hln
KATA PENGANTAR . . . . ......... . . . . . . ...... . . .. ............. ....... ...... .. . . . .
111
DAFfAR TABEL. . . . ...... . . .... .... ................. . . . . . .. ...... . . . . . .. .. .. .. ...
VI
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . ...... . . . . .. . . ... ...... . . . ............ .. . . . .... .......
Vl1
DAFTAR LAMPIRAN... . . . . . . . ........ . . . . .. ....... . . . . ... ........ ....... . . ...
V111
I.
11.
PENDAHULUAN.. ... ....... . . . . . . . .......... . . . . . ....... . . . . . ...........
TINJAUAN PUSTAKA.. . . ...... . . . . . .... ........ . . . . . . . . ........... .. . . .
1
4
A. ENZIM.. . .. . .. . . . ...... . . .. . . . . .. . ........ ....... ....... . . . .. . . . ....... .
4
B. KOJI MERAH.... . ......... . . . .. . . .......... .............. .. . . . . .. . . ..
6
C. ENZIM GLUKOAMILASE . . . . . .......... . . .. . . ........ . . . . . .......
8
D. ISOLASI ENZIM GLUKOAMILASE .. . . . . . . . ...................
10
III. METODOLOGI PENELITIAN. . .. . . . . ... .... . .. . .. ...... . . . . . . . . ....
12
A. BAHAN DAN ALAT .... . . .. . .... . .. ... ........ . . . ........ ..........
12
B. METODE PENELIT IAN... ... ..... .............. ..................
13
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN..... . ....... ..... ... ... . ...............
27
A. ISOLASI ENZIM GLUKOAMILASE . .. . .. ..... . . . . . . . .. .. .....
27
B. KARAKTERISASI ENZIM GLUKOAMILASE .. . . ...... .....
40
KESIMPULAN DAN SARAN . . . . . '" .... .... .... ......... ..... ...
57
A. KESIMPULAN. . . . . .. .. . . . . . . .......... .. . . . ................. . . .. .
57
B. SARAN... . ..... . . . .. . .. . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . .......................
58
DAFTAR PUSTAK A . . . . . . . .... . . .......... ....... . . . . .. . . . . . ... . . .. . . . . . ..
59
V.
.
DAfAR TABEL
Halaman
Tabel!. Tahap isolasi enzim glukoamilase dari -fonascus ana IFO 3403.
39
Tabel 2. Spesiisitas substrat enzim glukonilase..............................
52
Tabel3. Pati sebagai spesiisitas subsrat enzim glukoamilase......... ......
52
Tabel 4. Pengaruh ion metal dan bahan kimia terhadap aktivitas enzim.....
54
DAfAR GAMBAR
HaJaman
Gambar 1.
Koji merah dalam cawan eri dan toyo....................
27
Gambar 2.
Hasil SDS PAGE dari enzim mumi...........................
41
Gambar 3.
Berat molekul dari enzim glukoamilase mlUTli..............
41
Gambar 4.
Pengaruh pH pada aktivitas enzim glukoamilase........ ...
43
Gambar 5.
Pengaruh pH pada stabilitas enzim glukoamilase..........
45
Gambar 6.
Pengaruh suhu pada aktivitas enzim glukoamilase...... ....
47
Gambar 7 .
Pengarub suhu pada stabilitas enzim glukoamilase.........
48
Gambar 8.
Titik isoelekrik enzim glukoamilase.........................
56
VB
Halaman
Lampiran 1. Cara embuaan ereaksi Somogyi-Nelson................. ..
63
Lampiran 2. Gambar kromatosisten yang digunakan untuk. ... .. ... ... .. ...
64
.
isolasi enzim glukoamilase dengan kolom kromatograi
Lampiran 3. Cara embuatan bufer yang digunakan dalam evaluasi.. ....
65
parameter pH optimum n stabilitas pH
Lampiran 4. Cara embuatan macam-macam substrat yang digunakan....
66
dalam evaluasi sesiikasi substrat
Lampiran 5. Oraik raksi kolom filrasi gel Sephadex 0-100
superine.
67
Lampiran 6. Tabel dan k standar penentuan berat molekul.............
68
enzim glukoamilase dari analisis SDS PAGE dengan Scion
Image sofware
viii