Pemanfaatan Getah Papaya (Carica papaya L.) Kering sebagai Sumber Enzim Proteolitik untuk Meningkatkan Derajat Pembuahan dan Derajat Penetasan Telur Ikan Mas (Cyprinus carpio L.)
PEMANFAATAN GETAH PAPAYA (Cnricrrpnpq~nL.) KERING
SEBAGAI SUMBER ENZIM PROTEOLITIK UNTUK
MENlNGKATKAN DERAJAT PEMBUAHAN DAN
DERAJAT PENETASAN TELUR IKAN MAS (Cypuinus cnvpio L.)
AHMAD GHUFRON MUSTOFA
l esls
sebagai salah satn
s j arat
~ m t u kmemperoleh gel't~
Magister Ssins pada
I'rogr~lm Sti~cliIlmu Perairan
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul:
"PEMANFAATAN GETAH PAPAYA (Carica papaya L.) KERING SEBAGAI
SUMBER ENZIM PROTEOLITIK UNTUK MENINGKATKAN DERAJAT
PEMBUAHAN DAN DERAJAT PENETASAN TELUR IKAN MAS (Cyprinus
cnrpio L.)"
adalah benar hasil karya saya sendiri. Semua sumber data dan informasi yang
digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Ahmad Ghufion Mustofcr
NRP: 98298
Judul Tesis
: Pe~nanfaatan Getah Papaya (Carica papaya L.)
Kering
sebagai Sumber Enzini Proteolitik untuk Meningkatkan
Derajat Pembuahan dan Derajat Penetasan Telur Ikan
Mas (Cyprinus carpio L.)
Nama Mahasiswa
: Ahmad Ghufron Mustofa
NRP
: 98298
Program Studi
: llmu Perairan
Dr. Ir. Darnas Dana, M.Sc.
Ketua
2. Ketua Program S t ~ ~ Ilmu
d i Pe
A
Dr. Ir. Kusman Sumawidiaia
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 18 Juli 1959 sebagai buah perkawinan
dari ayah bernama Rahn~at(aln~arl~un~)
dan ibu bernama Siti Fatimall (almarhumah).
Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara.
Pada tallun 1978
penulis melanjutkan pendidikan di Fakultas Pertanian,
Universitas Gadjah Mada, dan pada tahun 1982 lulus sebagai Sarjana Muda dan pada
tahun 1986 lulus sebagai Sarjana Spesialisasi Budidaya Perairan. Pada tahun 1986
penulis diterima sebagai dosen Politeknik Pertanian Universitas Hasanuddin yang
sekarang berdiri sendiri dengan llama
Kepulauan
Politeknik Pertanian
Negeri Pangkajene
dan mendapat beasiswa selaina dua tahun (1987-1988)
Program
Pendidikan Instruktur Politeknik Pertanian di Institut Pertanian Bogor. Program
Studi: Budidaya Perairan, yang dikelola ole11 Polytechnic Educational Centre .for
Agriculture (PEDCA) Bandung. Pada tahun 1993 penulis lulus pelatihan English for
Academic Purposes IIA,B OTO-BAPPENAS di The British Council Jakarta. Pada
tahun 1998 penulis mendapat keselnpatan melanjutkan pendidikan pada Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Jenjang Strata Dua (S2), Program Studi Ilmu
Perairan (AIR) dengan biaya pendidikan dari Beasiswa Progranl Pascasarjana
(BPPS), Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Selain sebagai dosen, penulis pernah ~nenjabatsebagai Kepala Unit KolamTalnbak (Fari?~Manager),
Kepala Unit Bengkel (Workshop), dan anggota Senat
pada Politeknik Pertanian Negeri Pangkajene Kepulauan.
PRAKATA
Berkat rahmat Tuhan Yang Maha Mengetahui, Maha Pengasih, dan Maha
Penyayang telah berhasil disusun tesis dengan judul "Pernanfaatan Getah Papaya
(Carica papaya L.) Kering sebagai Sumber Enzim Proteolitik untuk
Meningkatkan Derajat Pembuahan dan Derajat Penetasan Telur Ikan Mas
(Cyprinus carpio L.)". Tesis ini diajukan kepada Program Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor, Program Studi Ilmu Perairan (AIR), Jenjang Strata Dua (S2),
sebagai hasil dari pelaksanaan mata kuliah Penelitian dan Tesis (PPS 699)
merupakan
dan
syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (M. Si.).
Sehubungan dengan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu penyusunan tesis ini, terutama kepada :
( 1) Bapak Dr. Ir. Darnas Dana, M.Sc., Ketua Kornisi Pembimbing;
(2) Bapak drh. Fadjar Satrija, M.Sc., Ph.D., Anggota Kornisi Pembimbing;
(3) Bapak Dr. Ir. Kusman Surnawidjaja, Ketua Program Studi Ilmu
Perairan;
(4) Ibu Prof. Dr. Ir. Syafiida Manuwoto, M.Sc., Direktur Program
Pascasarjana;
(5) Bapak
Prof.
Dr. Ir. Komar Sumantadinata, M.Sc., Kepala
Laboratorium Pengembangbiakan dan Genetika Ikan, yang
telah
menyediakan fasilitas penelitian;
(6) Direktorat
Jenderal
Pendidikan
Pendidikan dan Kebudayaan,
Program Pascasarjana (BPPS);
Tinggi,
Depart emen
yang telah memberikan Beasiswa
(7) Yayasan Supersemar, yang telah membantu biaya penelitian; dan
(8) Rekan-rekan Ir. Muhammad Alifuddin, M.Si. dan Ranta yang telah
membantu pelaksanaan penelitian.
Semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan,
terutama bagi ilmuwan dan praktisi budidaya perairan (akuakulturis).
Bogor, Nopember 2001
Ahmad GhufronMustofa
DAFTAR IS1
Halarnan
DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xii
PENDAHULUAN ........................................................................................
1
Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
Pendekatan Masalah ............................................................................
2
Tujuan Percobaan................................................................................ 3
Manfaat Percobaan ..............................................................................
3
Hipotesis Percobaan ............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Papain .................................................................................................
Tinjauan Farmakologi .........................................................................
Perkembangbiakan Ikan Mas ...............................................................
Telur ............................................................................................
Pembuahan Buatan .......................................................................
Cendawan Air .....................................................................................
Klasifikasi dan Habitat .................................................................
Morfologi .....................................................................................
Reproduksi ...................................................................................
Pertumbuhan ................................................................................
Mekanisme Kematian Telur Ikan ................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Telnpat dan Waktu Percobaan .............................................................
23
23
Bahan ......................................................................................................
Air Persediaan ..............................................................................
Telur Ikan Mas .............................................................................
Spora Cendawan Telur Ikan Mas .................................................
Papain Kasar ...............................................................................
Methylene Blue ............................................................................
Wadah Pencucian Telur ..............................................................
Akuarium Pemeliharaan Telur ....................................................
Cawan Petri ..................................................................................
Pengukur Kualitas Air .................................................................
Penentuan Nilai Alnbang Atas dan Nilai Ambang Bawah .....................
Metode Percobaan ........................................................................
Analisis Data ............................................................................
Pellentuall Nilai ECo-5 Detik Papain Kasar ........................................
Metode Percobaan ........................................................................
31
Analisis Data ................................................................................ 32
Pengaruh Perlakuan Papain Kasar terhadap Derajat Pernb~lahan dan
Derajat Pelletasan Telur Ikan Mas .........................................................
Metode Percobaan ........................................................................
33
33
Analisis Data ................................................................................ 35
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 38
.....................
Pellent~lallNilai Ambang Atas dan Nilai Alnbang Bawal~
38
Penelltuall Nilai ECo-5 Detik Papain Kasar ..........................................
42
Deraj at Pembuahan ............................................................................
48
Persentase Telur Terinfeksi Cendawan S. megasperma ........................
56
Derajat Penetasan .................................................................................... 61
Icualitas Air .............................................................................................
68
Perbandingan Harga Larutan Papain Kasar clan Larutan Tanin ..............
70
KESIMPUL.AN DAN SARAN ........................................................................ 72
Kesimpulan ........................................................................................
72
Sara11 ......................................................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 74
LAMPIRAN ..................................................................................................... 80
DAFTAR GAMBAR
Perltelllballgall telur ikan yang terbuahi ...............................................
14
Siklus hidup cendawan Scrprolegnia spp. clan cendaw-an air lainnya ....
19
Garis hubungan antara kollselltrasi papain kasar dan persentase
inortalitas telur iltan mas terkoreksi llleilurut ililai rata-rata ........
39
Kurva hubungan antara konsentrasi papain kasar dan persentase
mortalitas telur iltan mas terkoreksi menurut regresi polinolnial
40
Gambar telur ikan mas yang terpengaruh papain kasar ..........................
41
Kurvahubungan antara log ltonse~ltrasi papain kasar
clan
persentase nlortalitas telur ikan inas terkoreksi lnel~urut regresi
polil~omial ............................................................................................. 44
Garis hubungan antara log konsentrasi papain Itasar dan probit
mortalitas telur ilcan mas ....................................................................... 46
Contoll garis I~ubunganantara log konsentrasi bahan - respon probit
dari efek terapeutik dan efek kematian ..............................................
47
Grafik derajat pen~buahanrata-rata telur ikan mas pada berbagai
perlakuan ................................................................................................. 50
Garis hubungan antara ltonsentrasi papain kasar dail
derajat
pembuahan telur ikan mas ...................................................................... 52
Glafik persentase rata-rata telur iltan mas terinfeksi
cendawan
S. nlegrrsperrnu pada berbagai perlaltuan .............................................
58
Garis hubungan antara ltonsentrasi papain kasar clan persentase telur
terinfeksi cendawan S. inegaspernla ...............................................
59
Grafik derzijat penetasan rata-rata telur ikan nlas pada berbagai
perlakuan dan hubungannya dengall persentase telur
terinfeltsi
cendawan S. megasperlna ..................................................................... 63
14.
Garis hubungan antara persentase telur terinfeksi cendawan
S. nTe,yaspernzn dan derajat penetasan ..................................................
64
DAFTAR TABEL
Halaman
1 . Perlakuan-perlaleuan yang digunaka~lpada pene~ltuannilai alnbang atas
dan nilai ainbang bawal~.......................................................................
28
2. Perlakuan-perlaleuan yang digunakan pada penentuan nilai ECo5 detik papain kasar ................................................................................
32
3. Perlakuan-perlaleian yang digunakail pada percobaan
ulltuk
~nellgetahui pengaruh perlakuan papain kasar terhadap derajat
penlbuahan dan derajat penetasail telur ikan illas .....................................
35
4. Hasil perlgalnatan lnortalitas telur ikan lnas di setiap perlakuan
pada akhir percobaan penentuan nilai ambang atas dan nilai anlbang
bawah ........................................................................................................ 39
5 . Hasil penganlatall mortalitas telur ilcan Inas di setiap perlakuan pada
akhir percobaan pene~ltuan nilai ECo-5 detik papain kasar .....................
43
6. Derqjat pembuahan rata-rata telur ikan Inas pada berbagai perlaleuan.
49
7. Persentase rata-rata telur ikan mas terinfeksi cendawan S. rncgrr.spei*ina pada berbagai perlakuan ..............................................................
57
8. Derajat penetasan rata-rata telur ikail nlas pada berbagai perlakuan
62
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Prosedur penyediaan telur iltan Inas terbuahi ..........................................
81
2. Prosedur penyediaan spora cendawan telur iltan Inas .............................
83
3. Prosedur produltsi papain kasar ..............................................................
89
4. Ciri-ciri papain ltasar uj ...................................................................
90
5. Hasil pengalllatan mortalitas telur ikan mas pada akhir percobaan
pe~lentuannilai ambang atas dan nilai ambang bawah ......................
91
6. Analisis ragam persentase mortalitas telur ikan mas terkoreksi pada
akhir percobaan penentuan nilai arnbang atas dan nilai ambang
bawah ................................................................................................
94
7. Hasil pengalllatan mortalitas telur ikan nlas pada akhir percobaan
penentuan nilai ECo-5 detik papain kasar ............................................... 95
8. Analisis ragam persentase nlortalitas telur iltan Inas terkoreltsi
pada althir percobaan penentuan nilai ECo-5 detilt papain kasar ............
96
9. Prosedur penghitungan ECo-5 detik papain kasar terhadap telur
iltan nlas dengall menggunakan analisis probit pada percobaan
penentuan nilai ECo-5 detik papain kasar ...............................................
97
10. I-Iasil analisis probit toksisitas ( K O - 5detik) papain kasar terhadap
telur iltan mas .........................................................................................
102
12. Faktor-faktor penghitungan probit ker-ja dan koefisien pembo5ot ...........
104
Derajat pernbual~an, derajat penetasan, dan persentase
telur
terinfeksi ce~ldawall S. i~zegaspernza pada percobaan ulltuk
inengetahui pengaruh papain kasar terhadap derajat pembuallan dan
derajat penetasan telur ikan Inas ..........................................................
Analisis ragam hubungan antara konsentrasi papain kasar dan
derajat pernbuahal~...................................................................................
Analisis ragain derajat pembuahan .....................................................
Analisis ragam llubungal~alltara konsentrasi papain kasar
da~i
persentase telur terillfeksi celldawa~l S. megasperlna .........................
Analisis
ragaln persentase telur terinfeksi celldawan S. lnegclsperina ......................................................................................................
Analisis ragam derajat pelletasan ............................................................
Analisis ragam 11ubunga11 antara persentase telur
terinfelcsi
celldawall S. Inegclspernza dall derajat penetasan ..................................
Nilai kisaran
percobaanl 15
parameter
kualitas
air
pada
awal dan akllir
Posisi tiga pulul~unit alcuariurn pelneliharaall telur .............................
Daftar spesies celldawail Scrprolegnia spp. ..............................................
Bentuk inorfologi celldawall S. nzeguspernzn yang teridentifikasi
pada berbagai fase ..................................................................................
Gambar media GYSMA yang
diinolculasi
dengall
cendawan
S. megasperma .........................................................................................
Galnbar telur ikan Inas pada berbagai keadaan ........................................
Gambar jaringan otot perlnukaan ilia11 mas yang terinfeksi
cendawan S. nzegaspermu .....................................................................
Susunan bahan kimia yang digullakall dalaln fiksasi ...............................
Skenia peinbuatail blolc parafin ................................................................
Skeina proses pewarnaan jarillgall
dellgall
pewarnaan
hematoltsilin dall eosiil ........................................................................
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Tingkat mortalitas telur ikan mas (Cyprinus cnvpio L.) yang dipijahkan secara
alarni umunlnya relatif tinggi dan dapat lnencapai 80% (Bardach el al. 1972). Hal ini
antara lain disebabkan oleh kekeruhan, predator, dan adatlya lapisan lendir telur
(Bardach et 01. 1972; Alabaster dan Lloyd 1980; Woynarovich dan Horvath 1980;
Noga 1996). Lapisan lendir telur ikan mas yang bersifat lengket nienyebabkan telurt e l ~ amenggumpal dan rnenutupi pori-pori telur sehingga menyebabkan kematian
akibat kekurangan oksigen. Lapisan lendir ini juga merupakan media ideal bagi
pertumbuhan cendawan.
Kematian telur ikan karena cendawan disebabkan ole11
adanya nliseliuln cendawan yang meilutupi pori-pori telur sehingga menyebabkan
kekurangan oksigen.
Scrprolegnin spp.-
Di samping itu aktivitas enzinl dari ceildawan patogen
cendawan yang biasa lnenginfeksi telur
- nlanlpu
melunakkan
cangkang telur sehingga embrio tidak terlindungi hingga mati atau menetas prematur
(Woynarovich dan Horvath 1980).
Kenlatian telur ikan lnas dapat ditekan melalui pelnbuangan lapisan lendir telur
setelah telur terbuahi
dengan cara perendanlan dalam larutan tanin atau larutan
papain murni (Woynarovich dan Horvath 1980; Noga 1996). Mahalnya harga papain
dan tanin nlurni bagi sebagian petani serta kesulitan mendapatkan bahan tersebut di
lapangan menjadi kendala bagi pernanfaatalmya. Getah papaya kering atau papain
kasar yang mudah didapat dan dapat dielcstraksi sendiri dari tanaman papaya ole11
petani atau praktisi akuakultur diharapkan menjadi bahan alternatif lain yang uiltiik
nlembuang atau melarutkan lapisan lendir telur.
Pendekatan Masalah
Dalam getah papaya (Carica papaya L.) terdapat tiga lnacam enzim pengurai
protein atau enzim proteolitik atau enzim protease, yakni : papain, kilnopapain , dan
lisozim (Cayle et nl., diacu dalaln Reed 1975). Getah papaya ini dapat dikeringkan
dan dihaluskan menjadi papain kasar. Selanjutnya papain kasar ini dapat diproses
menjadi papain nlurlli lnelalui serangkaian proses di pabrik. Papain n~urllihanya
mellgandung enzim papain.
Aktivitas proteolitik dari enzim dalam papain lnurni dan papain kasar
lnenyebabkan glukoprotein yang inerupaltan bagian dari lapisan lendir telur ikan mas
terurai. Dalaln praktik sehari-hari getah papaya dipergunakan sebagai bahan
pellgelnpuk daging dengan cara merebus daging bersama-sama dengan buah muda
atau daun papaya muda. Getah papaya telah dibuktikan malnpu melarutkan lapisan
albunlill dari telur cacing Ascnridia gnlli (Purwanti dan He 1991) sehingga getah
papaya kering kemungkillan dapat digunakan untuk nlelarutkan lapisan lendir telur
ikan mas. Papain rnurni
antara laill dipergunakan sebagai obat bagi penderita
penyakit sukar mencerna protein, seperti dispepsia dall gastritis, dan bahan
pengempuk daging (Muhidin 1999). Papain inurni dengall konsentrasi 2.000 pprn
digunakan sebagai bahan pelarut lapisan lendir telur ikan untuk meningkatkan derajat
pembuahan dan derajat pelletasan (Noga 1996). Papain kasar dapat diharapkan
menjadi bahan pengurai protein pada lapisan lendir telur ikan mas karena aktivitas
proteolitik yang dimilikinya.
Selain lnenggunakan larutan papain n~urni2.000 ppm, pelarutan lapisan lendir
telur ikan mas dapat dilakukan dengan menggunakan larutan tanin 500 ppm selama
lirna detik (Woynarovich dan Horvath 1980).
Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini ialah :
(1)
mempelajari
kenlungkinan penlanfaatan
papain
kasar sebagai alternatif
lain dari papain dan tanin untuk nlelarutkan lapisan lendir telur ikan mas
sehingga dapat mencegah
pertunlbuhan
cendawan
patogen Saprolegnia
megasperma yang pada akhirnya dapat meningkatkan derajat pembuahan
dan derajat penetasan telur ikan mas;
(2)
menentukan konsentrasi optimum papain kasar dalanl waktu lima detik yang
dapat meningkatkan derajat pembuahan dan derajat penetasaan telur ikan mas;
(3)
menlbandingkan efektivitas larutan
papain kasar dan larutan tanin dalam
meningkatkan derajat pembuahan dan derajat penetasan telur ikan mas; dan
(4)
mernbandingkan harga larutan papain kasar dan larutan tanin untuk pencucian
telur ikan mas.
Manfaat Percobaaan
Diharapkan hasil percobaan ini dapat meinberikan inforlnasi tentang konsentrasi
optimum larutan papain kasar untuk meningkatkan derajat pembuahan dan derajat
penetasan telur ikan mas yailg dapat dijadikan sebagai dasar pertimbangan dalam
penggunaannya di pembenihan ikan.
Hipotesis Percobaan
(1)
Penggunaail larutan papain kasar untuk pencucian telur ikan mas dalam jangka
waktu lima detik aka11 meningkatkan penguraiatl lapisan lendir telur ikan mas
yang tercerini~ldari peningkatan derajat pembuahan dail derajat penetasan
telur.
(2)
Penggunaan larutall papain kasar konsentrasi optimuln dalam jangka waktu
liina detik dan larutan tanin 500 pplll dalain jangka waktu lima detik terhadap
telur ikan mas menunjukkan efek sama terhadap derajat pembuahan dan derajat
penetasan telur.
TINJAUAN PUSTAKA
Papain
Enzim papain adalah suatu enzim proteolitik
yang ditemukan pada getah
papaya (Kirk dan Othmer 1957). Papain mula-mula dikenal tahun 1750 ketika
Griffith Hreghes melaporkan bahwa getah yang diperoleh dari buah papaya
merupakan protein yang bersifat mencerna (Myrback 1953). Dalam dunia
perdagangan dikenal dua jenis papain, yakni papain kasar dan papain murni. Papain
kasar
atau getah papaya
kering adalah papain yang diperoleh
dengan cara
mengeringkan getah papaya dengan sinar matahari atau dengan oven pada suhu 55 "
- 60 "C selama 6
-8
jam. Getah papaya terbanyak dapat diperoleh dengan cara
menoreh buahnya yang n~asihmuda. Sedangkan papain inulmi adalah papain yang
diperoleh
hasil pemurnian papain kasar untuk mendapatkan enziin papain saja
(Winarno 1983).
Enzim proteolitik atau enzim protease adalah enzim yang dapat mengurai
ikatan peptida yang menghubungkan asam amino satu dengan asam amino lainnya
dengan cara penambahan air (hidrolisis) (McKane dan Kandel 1985). Aktivitas
proteolitik suatau bahan mempunyai ukuran sebagai unit proteaselg.
Satu unit
protease (1 U atau 1 IU) didefinisikan sebagai jumlah enziln yang dapat
inenghasilkan satu pmol produk tirosinalmenit (Hawcroft 1987; Suhartono 1992).
Tinjauan Farmakologi
Obat adalah
senyawa atau c a m p u r a ~ ~senyawa pang berlchasiat untuk
mengurangi. menghilangltan ge-jala penyakit. dan n~enyembuhkanpenyakit
(Hoer
dan Osol 1956). Calon obat sebailtnya dii~jinlelalui serangkaian uji keanlanan (safety
test)
yang meliputi : (1) toksisitas akut;
(2) toksisitas subalcut;
(3) toksisitas
kronis; (4) uji efek terhadap reprodultsi: ( 5 ) uji potensi karsinogenilt; (6) i ~ j ipotensi
mutagenik. Toksisitas akut pada ikan ditandai ole11 tingkat nlortalitas yang tinggi
dalanl jangka waktu relatif pendek, biasanya antara 24 - 96 jam, atau dapat lebill
singltat lagi (Rand et a/.1976; Bacci 1994: Plumb 1994). Toksisitas kronis ditandai
oleh tingkat nlortalitas yang gradual dan sulit diketahui puncalt tiugltat nlortalitasnya
yang berlangsung dalan-2 jangl
SEBAGAI SUMBER ENZIM PROTEOLITIK UNTUK
MENlNGKATKAN DERAJAT PEMBUAHAN DAN
DERAJAT PENETASAN TELUR IKAN MAS (Cypuinus cnvpio L.)
AHMAD GHUFRON MUSTOFA
l esls
sebagai salah satn
s j arat
~ m t u kmemperoleh gel't~
Magister Ssins pada
I'rogr~lm Sti~cliIlmu Perairan
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul:
"PEMANFAATAN GETAH PAPAYA (Carica papaya L.) KERING SEBAGAI
SUMBER ENZIM PROTEOLITIK UNTUK MENINGKATKAN DERAJAT
PEMBUAHAN DAN DERAJAT PENETASAN TELUR IKAN MAS (Cyprinus
cnrpio L.)"
adalah benar hasil karya saya sendiri. Semua sumber data dan informasi yang
digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Ahmad Ghufion Mustofcr
NRP: 98298
Judul Tesis
: Pe~nanfaatan Getah Papaya (Carica papaya L.)
Kering
sebagai Sumber Enzini Proteolitik untuk Meningkatkan
Derajat Pembuahan dan Derajat Penetasan Telur Ikan
Mas (Cyprinus carpio L.)
Nama Mahasiswa
: Ahmad Ghufron Mustofa
NRP
: 98298
Program Studi
: llmu Perairan
Dr. Ir. Darnas Dana, M.Sc.
Ketua
2. Ketua Program S t ~ ~ Ilmu
d i Pe
A
Dr. Ir. Kusman Sumawidiaia
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 18 Juli 1959 sebagai buah perkawinan
dari ayah bernama Rahn~at(aln~arl~un~)
dan ibu bernama Siti Fatimall (almarhumah).
Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara.
Pada tallun 1978
penulis melanjutkan pendidikan di Fakultas Pertanian,
Universitas Gadjah Mada, dan pada tahun 1982 lulus sebagai Sarjana Muda dan pada
tahun 1986 lulus sebagai Sarjana Spesialisasi Budidaya Perairan. Pada tahun 1986
penulis diterima sebagai dosen Politeknik Pertanian Universitas Hasanuddin yang
sekarang berdiri sendiri dengan llama
Kepulauan
Politeknik Pertanian
Negeri Pangkajene
dan mendapat beasiswa selaina dua tahun (1987-1988)
Program
Pendidikan Instruktur Politeknik Pertanian di Institut Pertanian Bogor. Program
Studi: Budidaya Perairan, yang dikelola ole11 Polytechnic Educational Centre .for
Agriculture (PEDCA) Bandung. Pada tahun 1993 penulis lulus pelatihan English for
Academic Purposes IIA,B OTO-BAPPENAS di The British Council Jakarta. Pada
tahun 1998 penulis mendapat keselnpatan melanjutkan pendidikan pada Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Jenjang Strata Dua (S2), Program Studi Ilmu
Perairan (AIR) dengan biaya pendidikan dari Beasiswa Progranl Pascasarjana
(BPPS), Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Selain sebagai dosen, penulis pernah ~nenjabatsebagai Kepala Unit KolamTalnbak (Fari?~Manager),
Kepala Unit Bengkel (Workshop), dan anggota Senat
pada Politeknik Pertanian Negeri Pangkajene Kepulauan.
PRAKATA
Berkat rahmat Tuhan Yang Maha Mengetahui, Maha Pengasih, dan Maha
Penyayang telah berhasil disusun tesis dengan judul "Pernanfaatan Getah Papaya
(Carica papaya L.) Kering sebagai Sumber Enzim Proteolitik untuk
Meningkatkan Derajat Pembuahan dan Derajat Penetasan Telur Ikan Mas
(Cyprinus carpio L.)". Tesis ini diajukan kepada Program Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor, Program Studi Ilmu Perairan (AIR), Jenjang Strata Dua (S2),
sebagai hasil dari pelaksanaan mata kuliah Penelitian dan Tesis (PPS 699)
merupakan
dan
syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (M. Si.).
Sehubungan dengan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu penyusunan tesis ini, terutama kepada :
( 1) Bapak Dr. Ir. Darnas Dana, M.Sc., Ketua Kornisi Pembimbing;
(2) Bapak drh. Fadjar Satrija, M.Sc., Ph.D., Anggota Kornisi Pembimbing;
(3) Bapak Dr. Ir. Kusman Surnawidjaja, Ketua Program Studi Ilmu
Perairan;
(4) Ibu Prof. Dr. Ir. Syafiida Manuwoto, M.Sc., Direktur Program
Pascasarjana;
(5) Bapak
Prof.
Dr. Ir. Komar Sumantadinata, M.Sc., Kepala
Laboratorium Pengembangbiakan dan Genetika Ikan, yang
telah
menyediakan fasilitas penelitian;
(6) Direktorat
Jenderal
Pendidikan
Pendidikan dan Kebudayaan,
Program Pascasarjana (BPPS);
Tinggi,
Depart emen
yang telah memberikan Beasiswa
(7) Yayasan Supersemar, yang telah membantu biaya penelitian; dan
(8) Rekan-rekan Ir. Muhammad Alifuddin, M.Si. dan Ranta yang telah
membantu pelaksanaan penelitian.
Semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan,
terutama bagi ilmuwan dan praktisi budidaya perairan (akuakulturis).
Bogor, Nopember 2001
Ahmad GhufronMustofa
DAFTAR IS1
Halarnan
DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xii
PENDAHULUAN ........................................................................................
1
Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
Pendekatan Masalah ............................................................................
2
Tujuan Percobaan................................................................................ 3
Manfaat Percobaan ..............................................................................
3
Hipotesis Percobaan ............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Papain .................................................................................................
Tinjauan Farmakologi .........................................................................
Perkembangbiakan Ikan Mas ...............................................................
Telur ............................................................................................
Pembuahan Buatan .......................................................................
Cendawan Air .....................................................................................
Klasifikasi dan Habitat .................................................................
Morfologi .....................................................................................
Reproduksi ...................................................................................
Pertumbuhan ................................................................................
Mekanisme Kematian Telur Ikan ................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Telnpat dan Waktu Percobaan .............................................................
23
23
Bahan ......................................................................................................
Air Persediaan ..............................................................................
Telur Ikan Mas .............................................................................
Spora Cendawan Telur Ikan Mas .................................................
Papain Kasar ...............................................................................
Methylene Blue ............................................................................
Wadah Pencucian Telur ..............................................................
Akuarium Pemeliharaan Telur ....................................................
Cawan Petri ..................................................................................
Pengukur Kualitas Air .................................................................
Penentuan Nilai Alnbang Atas dan Nilai Ambang Bawah .....................
Metode Percobaan ........................................................................
Analisis Data ............................................................................
Pellentuall Nilai ECo-5 Detik Papain Kasar ........................................
Metode Percobaan ........................................................................
31
Analisis Data ................................................................................ 32
Pengaruh Perlakuan Papain Kasar terhadap Derajat Pernb~lahan dan
Derajat Pelletasan Telur Ikan Mas .........................................................
Metode Percobaan ........................................................................
33
33
Analisis Data ................................................................................ 35
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 38
.....................
Pellent~lallNilai Ambang Atas dan Nilai Alnbang Bawal~
38
Penelltuall Nilai ECo-5 Detik Papain Kasar ..........................................
42
Deraj at Pembuahan ............................................................................
48
Persentase Telur Terinfeksi Cendawan S. megasperma ........................
56
Derajat Penetasan .................................................................................... 61
Icualitas Air .............................................................................................
68
Perbandingan Harga Larutan Papain Kasar clan Larutan Tanin ..............
70
KESIMPUL.AN DAN SARAN ........................................................................ 72
Kesimpulan ........................................................................................
72
Sara11 ......................................................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 74
LAMPIRAN ..................................................................................................... 80
DAFTAR GAMBAR
Perltelllballgall telur ikan yang terbuahi ...............................................
14
Siklus hidup cendawan Scrprolegnia spp. clan cendaw-an air lainnya ....
19
Garis hubungan antara kollselltrasi papain kasar dan persentase
inortalitas telur iltan mas terkoreksi llleilurut ililai rata-rata ........
39
Kurva hubungan antara konsentrasi papain kasar dan persentase
mortalitas telur iltan mas terkoreksi menurut regresi polinolnial
40
Gambar telur ikan mas yang terpengaruh papain kasar ..........................
41
Kurvahubungan antara log ltonse~ltrasi papain kasar
clan
persentase nlortalitas telur ikan inas terkoreksi lnel~urut regresi
polil~omial ............................................................................................. 44
Garis hubungan antara log konsentrasi papain Itasar dan probit
mortalitas telur ilcan mas ....................................................................... 46
Contoll garis I~ubunganantara log konsentrasi bahan - respon probit
dari efek terapeutik dan efek kematian ..............................................
47
Grafik derajat pen~buahanrata-rata telur ikan mas pada berbagai
perlakuan ................................................................................................. 50
Garis hubungan antara ltonsentrasi papain kasar dail
derajat
pembuahan telur ikan mas ...................................................................... 52
Glafik persentase rata-rata telur iltan mas terinfeksi
cendawan
S. nlegrrsperrnu pada berbagai perlaltuan .............................................
58
Garis hubungan antara ltonsentrasi papain kasar clan persentase telur
terinfeksi cendawan S. inegaspernla ...............................................
59
Grafik derzijat penetasan rata-rata telur ikan nlas pada berbagai
perlakuan dan hubungannya dengall persentase telur
terinfeltsi
cendawan S. megasperlna ..................................................................... 63
14.
Garis hubungan antara persentase telur terinfeksi cendawan
S. nTe,yaspernzn dan derajat penetasan ..................................................
64
DAFTAR TABEL
Halaman
1 . Perlakuan-perlaleuan yang digunaka~lpada pene~ltuannilai alnbang atas
dan nilai ainbang bawal~.......................................................................
28
2. Perlakuan-perlaleuan yang digunakan pada penentuan nilai ECo5 detik papain kasar ................................................................................
32
3. Perlakuan-perlaleian yang digunakail pada percobaan
ulltuk
~nellgetahui pengaruh perlakuan papain kasar terhadap derajat
penlbuahan dan derajat penetasail telur ikan illas .....................................
35
4. Hasil perlgalnatan lnortalitas telur ikan lnas di setiap perlakuan
pada akhir percobaan penentuan nilai ambang atas dan nilai anlbang
bawah ........................................................................................................ 39
5 . Hasil penganlatall mortalitas telur ilcan Inas di setiap perlakuan pada
akhir percobaan pene~ltuan nilai ECo-5 detik papain kasar .....................
43
6. Derqjat pembuahan rata-rata telur ikan Inas pada berbagai perlaleuan.
49
7. Persentase rata-rata telur ikan mas terinfeksi cendawan S. rncgrr.spei*ina pada berbagai perlakuan ..............................................................
57
8. Derajat penetasan rata-rata telur ikail nlas pada berbagai perlakuan
62
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Prosedur penyediaan telur iltan Inas terbuahi ..........................................
81
2. Prosedur penyediaan spora cendawan telur iltan Inas .............................
83
3. Prosedur produltsi papain kasar ..............................................................
89
4. Ciri-ciri papain ltasar uj ...................................................................
90
5. Hasil pengalllatan mortalitas telur ikan mas pada akhir percobaan
pe~lentuannilai ambang atas dan nilai ambang bawah ......................
91
6. Analisis ragam persentase mortalitas telur ikan mas terkoreksi pada
akhir percobaan penentuan nilai arnbang atas dan nilai ambang
bawah ................................................................................................
94
7. Hasil pengalllatan mortalitas telur ikan nlas pada akhir percobaan
penentuan nilai ECo-5 detik papain kasar ............................................... 95
8. Analisis ragam persentase nlortalitas telur iltan Inas terkoreltsi
pada althir percobaan penentuan nilai ECo-5 detilt papain kasar ............
96
9. Prosedur penghitungan ECo-5 detik papain kasar terhadap telur
iltan nlas dengall menggunakan analisis probit pada percobaan
penentuan nilai ECo-5 detik papain kasar ...............................................
97
10. I-Iasil analisis probit toksisitas ( K O - 5detik) papain kasar terhadap
telur iltan mas .........................................................................................
102
12. Faktor-faktor penghitungan probit ker-ja dan koefisien pembo5ot ...........
104
Derajat pernbual~an, derajat penetasan, dan persentase
telur
terinfeksi ce~ldawall S. i~zegaspernza pada percobaan ulltuk
inengetahui pengaruh papain kasar terhadap derajat pembuallan dan
derajat penetasan telur ikan Inas ..........................................................
Analisis ragam hubungan antara konsentrasi papain kasar dan
derajat pernbuahal~...................................................................................
Analisis ragain derajat pembuahan .....................................................
Analisis ragam llubungal~alltara konsentrasi papain kasar
da~i
persentase telur terillfeksi celldawa~l S. megasperlna .........................
Analisis
ragaln persentase telur terinfeksi celldawan S. lnegclsperina ......................................................................................................
Analisis ragam derajat pelletasan ............................................................
Analisis ragam 11ubunga11 antara persentase telur
terinfelcsi
celldawall S. Inegclspernza dall derajat penetasan ..................................
Nilai kisaran
percobaanl 15
parameter
kualitas
air
pada
awal dan akllir
Posisi tiga pulul~unit alcuariurn pelneliharaall telur .............................
Daftar spesies celldawail Scrprolegnia spp. ..............................................
Bentuk inorfologi celldawall S. nzeguspernzn yang teridentifikasi
pada berbagai fase ..................................................................................
Gambar media GYSMA yang
diinolculasi
dengall
cendawan
S. megasperma .........................................................................................
Galnbar telur ikan Inas pada berbagai keadaan ........................................
Gambar jaringan otot perlnukaan ilia11 mas yang terinfeksi
cendawan S. nzegaspermu .....................................................................
Susunan bahan kimia yang digullakall dalaln fiksasi ...............................
Skenia peinbuatail blolc parafin ................................................................
Skeina proses pewarnaan jarillgall
dellgall
pewarnaan
hematoltsilin dall eosiil ........................................................................
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Tingkat mortalitas telur ikan mas (Cyprinus cnvpio L.) yang dipijahkan secara
alarni umunlnya relatif tinggi dan dapat lnencapai 80% (Bardach el al. 1972). Hal ini
antara lain disebabkan oleh kekeruhan, predator, dan adatlya lapisan lendir telur
(Bardach et 01. 1972; Alabaster dan Lloyd 1980; Woynarovich dan Horvath 1980;
Noga 1996). Lapisan lendir telur ikan mas yang bersifat lengket nienyebabkan telurt e l ~ amenggumpal dan rnenutupi pori-pori telur sehingga menyebabkan kematian
akibat kekurangan oksigen. Lapisan lendir ini juga merupakan media ideal bagi
pertumbuhan cendawan.
Kematian telur ikan karena cendawan disebabkan ole11
adanya nliseliuln cendawan yang meilutupi pori-pori telur sehingga menyebabkan
kekurangan oksigen.
Scrprolegnin spp.-
Di samping itu aktivitas enzinl dari ceildawan patogen
cendawan yang biasa lnenginfeksi telur
- nlanlpu
melunakkan
cangkang telur sehingga embrio tidak terlindungi hingga mati atau menetas prematur
(Woynarovich dan Horvath 1980).
Kenlatian telur ikan lnas dapat ditekan melalui pelnbuangan lapisan lendir telur
setelah telur terbuahi
dengan cara perendanlan dalam larutan tanin atau larutan
papain murni (Woynarovich dan Horvath 1980; Noga 1996). Mahalnya harga papain
dan tanin nlurni bagi sebagian petani serta kesulitan mendapatkan bahan tersebut di
lapangan menjadi kendala bagi pernanfaatalmya. Getah papaya kering atau papain
kasar yang mudah didapat dan dapat dielcstraksi sendiri dari tanaman papaya ole11
petani atau praktisi akuakultur diharapkan menjadi bahan alternatif lain yang uiltiik
nlembuang atau melarutkan lapisan lendir telur.
Pendekatan Masalah
Dalam getah papaya (Carica papaya L.) terdapat tiga lnacam enzim pengurai
protein atau enzim proteolitik atau enzim protease, yakni : papain, kilnopapain , dan
lisozim (Cayle et nl., diacu dalaln Reed 1975). Getah papaya ini dapat dikeringkan
dan dihaluskan menjadi papain kasar. Selanjutnya papain kasar ini dapat diproses
menjadi papain nlurlli lnelalui serangkaian proses di pabrik. Papain n~urllihanya
mellgandung enzim papain.
Aktivitas proteolitik dari enzim dalam papain lnurni dan papain kasar
lnenyebabkan glukoprotein yang inerupaltan bagian dari lapisan lendir telur ikan mas
terurai. Dalaln praktik sehari-hari getah papaya dipergunakan sebagai bahan
pellgelnpuk daging dengan cara merebus daging bersama-sama dengan buah muda
atau daun papaya muda. Getah papaya telah dibuktikan malnpu melarutkan lapisan
albunlill dari telur cacing Ascnridia gnlli (Purwanti dan He 1991) sehingga getah
papaya kering kemungkillan dapat digunakan untuk nlelarutkan lapisan lendir telur
ikan mas. Papain rnurni
antara laill dipergunakan sebagai obat bagi penderita
penyakit sukar mencerna protein, seperti dispepsia dall gastritis, dan bahan
pengempuk daging (Muhidin 1999). Papain inurni dengall konsentrasi 2.000 pprn
digunakan sebagai bahan pelarut lapisan lendir telur ikan untuk meningkatkan derajat
pembuahan dan derajat pelletasan (Noga 1996). Papain kasar dapat diharapkan
menjadi bahan pengurai protein pada lapisan lendir telur ikan mas karena aktivitas
proteolitik yang dimilikinya.
Selain lnenggunakan larutan papain n~urni2.000 ppm, pelarutan lapisan lendir
telur ikan mas dapat dilakukan dengan menggunakan larutan tanin 500 ppm selama
lirna detik (Woynarovich dan Horvath 1980).
Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini ialah :
(1)
mempelajari
kenlungkinan penlanfaatan
papain
kasar sebagai alternatif
lain dari papain dan tanin untuk nlelarutkan lapisan lendir telur ikan mas
sehingga dapat mencegah
pertunlbuhan
cendawan
patogen Saprolegnia
megasperma yang pada akhirnya dapat meningkatkan derajat pembuahan
dan derajat penetasan telur ikan mas;
(2)
menentukan konsentrasi optimum papain kasar dalanl waktu lima detik yang
dapat meningkatkan derajat pembuahan dan derajat penetasaan telur ikan mas;
(3)
menlbandingkan efektivitas larutan
papain kasar dan larutan tanin dalam
meningkatkan derajat pembuahan dan derajat penetasan telur ikan mas; dan
(4)
mernbandingkan harga larutan papain kasar dan larutan tanin untuk pencucian
telur ikan mas.
Manfaat Percobaaan
Diharapkan hasil percobaan ini dapat meinberikan inforlnasi tentang konsentrasi
optimum larutan papain kasar untuk meningkatkan derajat pembuahan dan derajat
penetasan telur ikan mas yailg dapat dijadikan sebagai dasar pertimbangan dalam
penggunaannya di pembenihan ikan.
Hipotesis Percobaan
(1)
Penggunaail larutan papain kasar untuk pencucian telur ikan mas dalam jangka
waktu lima detik aka11 meningkatkan penguraiatl lapisan lendir telur ikan mas
yang tercerini~ldari peningkatan derajat pembuahan dail derajat penetasan
telur.
(2)
Penggunaan larutall papain kasar konsentrasi optimuln dalam jangka waktu
liina detik dan larutan tanin 500 pplll dalain jangka waktu lima detik terhadap
telur ikan mas menunjukkan efek sama terhadap derajat pembuahan dan derajat
penetasan telur.
TINJAUAN PUSTAKA
Papain
Enzim papain adalah suatu enzim proteolitik
yang ditemukan pada getah
papaya (Kirk dan Othmer 1957). Papain mula-mula dikenal tahun 1750 ketika
Griffith Hreghes melaporkan bahwa getah yang diperoleh dari buah papaya
merupakan protein yang bersifat mencerna (Myrback 1953). Dalam dunia
perdagangan dikenal dua jenis papain, yakni papain kasar dan papain murni. Papain
kasar
atau getah papaya
kering adalah papain yang diperoleh
dengan cara
mengeringkan getah papaya dengan sinar matahari atau dengan oven pada suhu 55 "
- 60 "C selama 6
-8
jam. Getah papaya terbanyak dapat diperoleh dengan cara
menoreh buahnya yang n~asihmuda. Sedangkan papain inulmi adalah papain yang
diperoleh
hasil pemurnian papain kasar untuk mendapatkan enziin papain saja
(Winarno 1983).
Enzim proteolitik atau enzim protease adalah enzim yang dapat mengurai
ikatan peptida yang menghubungkan asam amino satu dengan asam amino lainnya
dengan cara penambahan air (hidrolisis) (McKane dan Kandel 1985). Aktivitas
proteolitik suatau bahan mempunyai ukuran sebagai unit proteaselg.
Satu unit
protease (1 U atau 1 IU) didefinisikan sebagai jumlah enziln yang dapat
inenghasilkan satu pmol produk tirosinalmenit (Hawcroft 1987; Suhartono 1992).
Tinjauan Farmakologi
Obat adalah
senyawa atau c a m p u r a ~ ~senyawa pang berlchasiat untuk
mengurangi. menghilangltan ge-jala penyakit. dan n~enyembuhkanpenyakit
(Hoer
dan Osol 1956). Calon obat sebailtnya dii~jinlelalui serangkaian uji keanlanan (safety
test)
yang meliputi : (1) toksisitas akut;
(2) toksisitas subalcut;
(3) toksisitas
kronis; (4) uji efek terhadap reprodultsi: ( 5 ) uji potensi karsinogenilt; (6) i ~ j ipotensi
mutagenik. Toksisitas akut pada ikan ditandai ole11 tingkat nlortalitas yang tinggi
dalanl jangka waktu relatif pendek, biasanya antara 24 - 96 jam, atau dapat lebill
singltat lagi (Rand et a/.1976; Bacci 1994: Plumb 1994). Toksisitas kronis ditandai
oleh tingkat nlortalitas yang gradual dan sulit diketahui puncalt tiugltat nlortalitasnya
yang berlangsung dalan-2 jangl