PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN PANTAI BINUANGEUN, BANTEN.
PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN PANTAI
BINUANGEUN, BANTEN
Skripsi
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna
Memperoleh Derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Oleh :
NAOMI CARISSA INTAQTA
H 0911043
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN
PANTAI BINUANGEUN, BANTEN
Dipersiapkan dan disusun oleh
NAOMI CARISSA INTAQTA
H 0911043
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal 8 Januari 2016
Dan dinyatakan telah memenuhi berbagai syarat
Ketua
Anggota I
Ir. Choiroel Anam, M.P., M.T.
NIP. 19680212 200501 1 001
Nurrahmi Dewi F., M.Biotech (Adv.)
NIP. 19811124 200502 2 002
Susunan Dewan Penguji
Surakarta,
Januari 2016
Mengetahui
Universitas Sebelas Maret
Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S.
NIP. 19560225 198601 1 001
Anggota II
Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc
NIP. 19810909 200501 1 00
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan seluruh karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Penapisan dan Karakterisasi Awal Senyawa Bioaktif Lektin Makroalga
Coklat
dari
Pesisir
Pantai
Gunungkidul,
Yogyakarta
dan
Pantai
Binuangeun”. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus
dipenuhi oleh mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk
itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1.
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian
2.
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si. selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil
3.
Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ir. Windi Atmaka, M.P. selaku Dosen Pembimbing Akademik (PA) yang
4.
telah memberikan nasehat dan arahan selama proses perkuliahan.
Ir. Choiroel Anam, M.P., M.T. selaku Pembimbing Utama Skripsi dan orang
tua kedua yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan penuh
serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih atas
ilmu, nasihat, dan kesabarannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan
5.
dengan baik.
Nurrahmi Dewi Fajarningsih, M.Biotech (Adv.) selaku Pembimbing
Pendamping Skripsi yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan
penuh serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih
atas ilmu, pengalaman, kebaikan dan kesabarannya sehingga skripsi ini
6.
dapat terselesaikan dengan baik.
Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D. selaku Penguji sekaligus
pembimbing yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan penuh
penuh serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih
atas ilmu, motivasi, dan kesabarannya sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik.
iv
7.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Ilmu Teknologi Pangan dan Dosen Fakultas
Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang telah
diberikan dengan tulus dan bantuannya selama masa perkuliahan penulis.
8.
Staf TU ITP (Pak Giyo dan Pak Joko) dan Laboran THP UNS (Ibu Lis, Pak
Slameto, Mbak Dinda) atas bantuannya selama masa perkuliahan penulis.
9.
Kedua orang tua, penulis mempersembahkan skripsi ini sebagai bentuk
terima kasih yang mendalam atas segenap kasih sayang dan pengorbanan
yang tak pernah dapat terbalaskan. My greatest God’s gift, Devi Dyah
Aviani, S. H. for being an incredible hero, strong mother, and sunshine
angel ever. Alm. dr. Happy Lifeiantho D, Sp.RAD sebagai sosok yang
selalu melindungi, luar biasa cerdas dan dermawan, berani berbeda dan
sukses, terhormat dan terkasih, yang selalu penulis kagumi.
10.
Adik kecil terkasih, Syuga Eugenia Invicta, yang selalu memberikan
11.
keceriaan yang tak tergantikan, kasih sayang, dukungan dan pendampingan.
Paman penulis, Solikhin, yang telah memberikan kasih sayang, perhatian,
pendampingan, penjagaan, dukungan, pengorbanan, doa serta nasehat yang
12.
senantiasa tercurahkan tanpa kenal lelah.
Pakde penulis, Prof. Dr. Ir Totok Mardikanto, M.S., Wali penulis, dr.
Healtho Lifeiantho D., Sp.THT, Keluarga besar Pakde Arifin di Jakarta,
Keluarga Paman Choirul di Bogor, Keluarga Pakde Djalinus di Solo, dan
seeluruh keluarga besar yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Terima
kasih atas kasih sayang, pendampingan, doa dan dukungan penuh yang
13.
diberikan kepada penulis.
Keluarga Paman Sutardjo yang telah memberikan perhatian, kehangatan,
pendampingan, penjagaan, dukungan, doa serta semangat sehingga penulis
14.
dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik di Jakarta.
Pejuang BBP4BKP, Anjar, Nur, Latifah, Gita, Afril, Fajar, Gesty, Mbak
Hana, Mbak Lia, Nisa, Ayu, Putri, Bang Sepri, Bang Habib, Bu Sherly, Ari,
Jaka dan Yoga, Erni, dan Sabrina. Teknisi BBP4BKP, Bang Benget, Mas
Yudi, Mbak Maya, Bang Zul, Mbak Hana, dan Mas Ikhsan. Pak Tommy dan
Mang Ujang. Ibu Ida dan teman-teman kos di rumah Ibu Ida. Terima kasih
v
telah menjadi partner yang selalu siap membantu, berbagi keceriaan,
15.
kehangatan dan kenyamanan, motivasi, dan hari-hari yang luar biasa.
Sahabat tersayang, Riza, Partner of Crime tersayang, Yasmin, Erina, Vera,
Adit, dan Sahabat yang penulis cintai Nia, Firli, Imam, Bertha, Bagas,
16.
Gerry, Andre, Keke yang telah menjadi cerita yang selalu penulis rindukan.
Keluarga kos DP1 terkasih, Devina, Bella, Vera, Laras, Nevi, Dheul, April,
Nia, Maya dan Dian yang telah menunjukan ketulusan, kehangatan,
17.
kekinian dan canda tawa yang terjalin.
Keluarga KKN Boyolali, Kiky, Bowo, Ragil, Rahel, Aul, Nadia, Dimas dan
Awal untuk satu setengah bulan pengabdian yang lambat laun menyatukan.
18.
Terima kasih atas persaudaraan dan canda tawa yang membahagiakan.
Squad magang Keluarga Bogasari, Firli, Yasmin, Anjar, Ira, Dimas, Fandi,
Roqi, Salman, Idris, Qonita, dan Anik serta segenap keluarga Bogasari
Jakarta yang telah memberikan penulis satu bulan penuh keceriaan,
19.
kenangan indah dan pengalaman berharga.
Sahabat dan teman seperjuangan di UCN-IO, Mas Maul, Mas Raga, Ratri,
Anjar, Mbak Eri, Mbak Indah, Mas Ochim, Anes, Una, Adi, Mas Fuad,
Hayckal, Anggi, Mbak Yudi, Mbak Kiky, Mbak Kia, Mbak Bonea, Mbak
Winny, Mbak Fitra, Mas Jundi, Mas Heri, Mas Yudi, dan yang belum
20.
disebutkan atas kehangatan, motivasi dan pengalaman yang berharga.
Keluarga kos Ibu Sunarto terkasih, Syuga, Dania, Sabrina, Vivi, Rinda,
Roshita, Ririn, Mirna, Mbak Reti, Rensi dan yang belum disebutkan atas
21.
persahabatan, kebersamaan dan canda tawa yang terjalin.
Sahabat sepermainan, Bita, Ririt, Hani, Sarah, Nurul, Riza, Bertha, Intan,
Keke, Andre, Bagas, Ari, Bella, Erina, Citra, Nabila, Ugo, Faras, Rendy,
Adit, Yasmin, Firli, Aditya Dian, Amel, Intannisa, Ratri, Riani, Nanath, Adi,
dan yang belum disebutkan terima kasih atas momen-momen indah yang tak
22.
terlupakan mulai dari awal masa perkuliahan.
Keluarga besar ITP 2011 yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu,
terima kasih untuk kebersamaan dan kehangatan yang selalu terjaga.
23.
Semangat dan sukses untuk teman-teman semua, see you on top!
Teman-teman DEMA, Marching Band, dan Himaghita serta keluarga Earth
Hour, JCI-WFA, dan UCN-IO. Terima kasih telah menjadi motivasi dan
tempat belajar penulis selama masa perkuliahan.
vi
24.
Kakak tingkat ITP 2010, adik tingkat ITP 2012, 2013 serta teman-teman
Fakultas Pertanian UNS yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu,
25.
terima kasih atas bantuannya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi.
Keluarga kos Nevilla terkasih, Intan, Titi, Dani, Kiky, Cindy, Frisca, Mbak
Felsa, Mbak Cicis, Mbak Vanya, Mbak Memel, dan yang belum disebutkan
26.
atas persahabatan, kebersamaan dan canda tawa yang terjalin.
Precious ones, Novia, Lifara, Andreta, Hana, Selila, Nafis, Asti, Dian, Mila,
Afina, Sherly, Mentari, Ruli, Lulu, Mutiara, Piyo, Alvina, Bagus, Stephen,
Dimas, Gerry, Sammy, Yoga, dan yang belum disebutkan atas hari-hari
27.
penuh kenangan yang dihabiskan bersama selama masa SMA dulu.
Precious one, Resi Anjar Dewanto, Break A Leg! May success be ever in
28.
our favor!
Semua pihak yang telah banyak membantu, dukungan serta doa kepada
penulis sehingga penyusunan skripsi ini dapat berjalan dengan lancar.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini
bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL.................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN...................................................................
ii
PERSEMBAHAN.....................................................................................
iii
DAFTAR ISI..............................................................................................
vii
DAFTAR TABEL......................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR.................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................
xvi
RINGKASAN............................................................................................
xvii
SUMMARY...............................................................................................
xviii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang...........................................................................
1
B. Perumusan Masalah...................................................................
3
C. Tujuan..........................................................................................
4
D. Manfaat........................................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka........................................................................
5
1. Rumput Laut Indonesia.............................................................
5
2. Persebaran Rumput Laut di Gunungkidul dan Binuangeun.....
7
3. Pemanfaatan Rumput Laut.......................................................
9
4. Senyawa Bioaktif Alga Coklat..................................................
12
5. Lektin........................................................................................
15
viii
6. Lektin Alga........................................................................
18
7. Aktivitas Hemaglutinasi Lektin.........................................
21
B. Kerangka Berpikir...............................................................
26
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian............................................
27
1. Tempat Penelitian..............................................................
27
2. Waktu Penelitian................................................................
27
B. Bahan dan Alat.....................................................................
27
1. Bahan.................................................................................
27
2. Alat.....................................................................................
28
C. Tahapan Penelitian..............................................................
29
1. Penapisan Senyawa Bioaktif Lektin..................................
29
a. Preparasi Esktraksi Fraksi Kasar Lektin Alga Coklat...
29
b. Preparasi Fresh Red Blood Cell (RBC)........................
32
c. Preparasi Trypsin-Treated Erithrosit (TRBC)...............
35
d. Uji Aktivitas Hemaglutinasi..........................................
36
e. Penentuan Kadar Protein...............................................
37
2. Karakterisasi Awal Fraksi Kasar Lektin............................
39
a. Stabilitas terhadap pH...................................................
43
b. Stabilitas terhadap Suhu................................................
46
c. Stabilitas terhadap Divalen Kation................................
47
d. Uji Penghambatan oleh Gula dan Glikoprotein............
48
ix
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Biodiversitas Makroalga Coklat dari Pesisir Pantai
Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai Binuangeun,
Banten....................................................................................
55
B. Ekstraksi Fraksi Kasar Lektin............................................
66
C. Pengujian Kadar Protein.....................................................
68
D. Pengujian Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Kelinci
69
E. Pengujian Aktivitas Hemaglutinasi
pada Eritrosit
Manusia.................................................................................
78
F. Pengujian Stabilitas terhadap pH.......................................
92
G. Pengujian Stabilitas terhadap Suhu....................................
100
H. Pengujian Stabilitas terhadap Divalen Kation..................
107
I. Pengujian Penghambatan oleh Gula dan Glikoprotein....
112
J. Sifat-sifat Fraksi Kasar Lektin Makroalga Coklat
Pesisir Pantai Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai
Binuangeun, Banten.............................................................
BAB V.
124
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan............................................................................
131
B. Saran......................................................................................
133
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................
134
LAMPIRAN................................................................................................
145
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Produksi Rumput Laut Indonesia Tahun 2012-2014...............
6
Tabel 2.2 Produksi Rumput Laut Kabupaten Gunungkidul (Kg)............
8
Tabel 3.1 Formulasi BSA Standar...........................................................
38
Tabel 4.1 Keanekaragaman Makroalga Coklat........................................
58
Tabel 4.2 Jumlah Makroalga Coklat Pantai Gunungkidul dan Pantai
Binuangeun..............................................................................
62
Tabel 4.3 Rendemen Fraksi Kasar Lektin................................................
67
Tabel 4.4 Kadar Protein Fraksi Kasar Lektin...........................................
68
Tabel 4.5 Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Kelinci.......................
70
Tabel 4.6 Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Manusia.....................
78
Tabel 4.7 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap pH....................
92
Tabel 4.8 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Suhu.................
100
Tabel 4.9 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Divalen Kation
107
Tabel 4.10 Penghambatan
Hemaglutinasi
oleh
Monosakarida,
Disakarida, dan Glikoprotein...................................................
124
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Interaksi Permukaan Sel Lektin-Karbohidrat.....................
22
Gambar 2.2 Kerangka Berpikir Penelitian Lektin Makroalga Coklat
dari Pesisir Pantai Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai
Binuangeun, Banten............................................................
26
Gambar 3.1 Ekstraksi Fraksi Kasar Lektin menurut Praseptiangga
(2013) dengan Modifikasi...................................................
31
Gambar 3.2 Preparasi Fresh RBC menurut Praseptiangga (2013).........
34
Gambar 3.3 Preparasi TRBC menurut Praseptiangga (2013).................
35
Gambar 3.4 Uji Aktivitas Hemaglutinasi menurut Hori, et al. (1986). . .
37
Gambar 3.5 Uji Kadar Protein dengan BCA Kit.....................................
39
Gambar 3.6 Preparasi Glikoprotein menjadi Bentuk Asialo menurut
Hori, et al. (1986)................................................................
51
Gambar 3.7 Pengujian Penghambatan Aktivitas Hemaglutinasi oleh
Gula
dan
Glikoprotein
secara Kualitatif menurut
Praseptiangga (2013)...........................................................
53
Gambar 3.8 Pengujian Penghambatan Aktivitas Hemaglutinasi oleh
Gula
dan Glikoprotein
secara Kuantitatif menurut
Praseptiangga (2013)...........................................................
54
Gambar 4.1 Kenampakan Perairan Wilayah Gunungkidul.....................
57
Gambar 4.2 Kenampakan Pantai Binuangeun........................................
57
Gambar 4.3 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
71
xii
Gambar 4.4 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma pada eritrosit
kelinci..................................................................................
72
Gambar 4.5 Hasil uji HA lektin Padina australis pada eritrosit kelinci.
73
Gambar 4.6 Hasil uji HA lektin Padina minor pada eritrosit kelinci.....
73
Gambar 4.7 Hasil uji HA lektin Sargassum crassifolium pada eritrosit
kelinci..................................................................................
74
Gambar 4.8 Hasil uji HA lektin Sargassum cristaefolium pada eritrosit
kelinci..................................................................................
74
Gambar 4.9 Hasil uji HA lektin Sargassum gracillimum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
75
Gambar 4.10 Hasil uji HA lektin Sargassum oligocystum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
75
Gambar 4.11 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
76
Gambar 4.12 Hasil uji HA lektin Sargassum turbinarioides pada
eritrosit kelinci....................................................................
76
Gambar 4.13 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata pada eritrosit
kelinci..................................................................................
77
Gambar 4.14 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
79
Gambar 4.15 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma pada eritrosit
manusia...............................................................................
80
Gambar 4.16 Hasil uji HA lektin Padina australis pada eritrosit
manusia...............................................................................
81
xiii
Gambar 4.17 Hasil uji HA lektin Padina minor pada eritrosit manusia
82
Gambar 4.18 Hasil uji HA lektin Sargassum crassifolium pada eritrosit
manusia...............................................................................
84
Gambar 4.19 Hasil uji HA lektin Sargassum cristaefolium pada eritrosit
manusia...............................................................................
85
Gambar 4.20 Hasil uji HA lektin Sargassum gracillimum pada eritrosit
manusia...............................................................................
86
Gambar 4.21 Hasil uji HA lektin Sargassum oligocystum pada eritrosit
manusia...............................................................................
87
Gambar 4.22 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum pada eritrosit
manusia................................................................................
88
Gambar 4.23 Hasil uji HA lektin Sargassum turbinarioides pada
eritrosit manusia..................................................................
89
Gambar 4.24 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata pada eritrosit
manusia...............................................................................
90
Gambar 4.25 Grafik Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap pH....
93
Gambar 4.26 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
93
Gambar 4.27 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma terhadap pH.........
94
Gambar 4.28 Hasil uji HA lektin Padina australis terhadap pH..............
95
Gambar 4.29 Hasil uji HA lektin Padina minor terhadap pH...................
96
Gambar 4.30 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum terhadap pH....
97
Gambar 4.31 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata terhadap pH............
98
Gambar 4.32 Grafik Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Suhu
101
xiv
Gambar 4.33 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
101
Gambar 4.34 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma terhadap Suhu......
102
Gambar 4.35 Hasil uji HA lektin Padina australis terhadap Suhu...........
103
Gambar 4.36 Hasil uji HA lektin Padina minor terhadap Suhu...............
104
Gambar 4.37 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum terhadap Suhu.
104
Gambar 4.38 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata terhadap Suhu........
105
Gambar 4.39 Grafik
Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap
Kation Divalen....................................................................
107
Gambar 4.40 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap EDTA...............
108
Gambar 4.41 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap CaCl2...............
109
Gambar 4.42 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap MgCl2..............
110
Gambar 4.43 Hasil uji HIA kualitatif lektin Dictyota dichotoma.............
113
Gambar 4.44 Hasil uji HIA kualitatif lektin Padina australis..................
113
Gambar 4.45 Hasil uji HIA kualitatif lektin Padina minor......................
114
Gambar 4.46 Hasil uji HIA kualitatif lektin Sargassum polycystum........
114
Gambar 4.47 Hasil uji HIA kualitatif lektin Turbinaria ornata................
114
Gambar 4.48 Struktur Karbohidrat Fetuin N-Glikan Menurut Karlsson,
et al. (2002).........................................................................
116
Gambar 4.49 Struktur Karbohidrat PTG menurut Yamamoto, et al.
(1981)..................................................................................
116
Gambar 4.50 Struktur Karbohidrat aPTG menurut Yamamoto, et al.
(1981)..................................................................................
117
Gambar 4.51 Struktur Karbohidrat BSM menurut Karlsson, et al. (1997)
117
xv
Gambar 4.52 Struktur Karbohidrat aBSM menurut Chai,etal. (1992).....
117
Gambar 4.53 Struktur Karbohidrat Fetuin O-glikan menurut Wu, et al.
(2013)..................................................................................
118
Gambar 4.54 Struktur Karbohidrat Asialo Fetuin menurut Wu, et al.
(2003)..................................................................................
118
Gambar 4.55 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Dictyota dichotoma...........
119
Gambar 4.56 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Padina australis................
120
Gambar 4.57 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Padina minor....................
121
Gambar 4.58 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Sargassum polycystum......
122
Gambar 4.59 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Turbinaria ornata..............
123
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Gambar 1 Hasil sampling rumput laut di Pantai Gunungkidul..............
145
Gambar 2 Proses pengecilan ukuran menggunakan liquid nitrogen......
145
Gambar 3 Proses pengadukan menggunakan magnetic stirrer..............
145
Gambar 4 Hasil sentrifugasi pertama.....................................................
145
Gambar 5 Preparasi proses presipitasi ammonium sulfat.......................
146
Gambar 6 Proses dialisis.........................................................................
146
Gambar 7 Inner fraction.........................................................................
146
Gambar 8 Salting out fraction................................................................
146
Gambar 9 Proses pengambilan darah kelinci.........................................
147
Gambar 10 Proses pengujian kadar protein..............................................
147
Gambar 11 Proses dialisis pada perlakuan buffer pH 9............................
147
xvii
PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN PANTAI
BINUANGEUN, BANTEN
Naomi Carissa Intaqta
H 0911043
RINGKASAN
Indonesia merupakan negara dengan rumput laut berlimpah. Pantai
Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai Binuangeun, Banten adalah pantai selatan
Pulau Jawa yang bersinggungan dengan Samudra Hindia dan memiliki persebaran
alga coklat yang tinggi. Senyawa bioaktif protein yang memiliki nilai ekonomi,
bioprospektif, dan dapat diekstrak dari alga adalah lektin. Lektin adalah protein
pengikat karbohidrat, mengaglutinasi sel atau mempresipitasi glikokonjugat.
Lektin berbeda dengan enzim dan antibodi serta bukan produk dari respon imun.
Karena karakter kimianya, lektin sangat bermanfaat dalam berbagai penelitian di
bidang biologi, khususnya dalam bidang glikomiks dan medis. Lektin dari alga
memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan lektin dari tumbuhan tingkat
tinggi. Beberapa lektin alga memiliki berat molekul yang lebih rendah, berbentuk
monomer, stabil terhadap panas, dan aktivitas hemaglutinasinya tidak bergantung
pada kation divalen. Secara umum, lektin alga tidak memiliki afinitas terhadap
gula sederhana tetapi lebih spesifik untuk kompleks oligosakarida, biasanya
glikoprotein terutama yang terdapat pada hewan.
Telah dilakukan ekstraksi fraksi kasar lektin pada 13 spesies alga coklat
dari Pantai Gunungkidul dan Binuangeun menggunakan metode presipitasi
ammonium sulfat. Aktivitas hemaglutinasi diuji dengan eritrosit kelinci dan
manusia (Golongan A, B dan O) yang masing-masing tidak diperlakukan dengan
enzim dan diperlakukan dengan enzim. Aktivitas tertinggi pada spesies Dictyota
dichotoma. Fraksi kasar lektin 5 spesies diuji spesifisitas pengikatan karbohidrat,
stabilitas terhadap pH dan suhu, dan pengaruh kation divalen. Pada uji spesifisitas
pengikatan karbohidrat dengan berbagai monosakarida, oligosakarida dan
glikoprotein tidak ada satu pun yang menunjukan pengikatan terhadap
monosakarida dan oligosakarida. Aktivitas hemaglutinasi semua spesies dihambat
oleh beberapa glikoprotein dengan profil penghambatan berbeda bergantung pada
spesies lektin alga coklat. Pada uji kestabilan aktivitas hemaglutinasi empat dari
lima spesies stabil pada rentang pH yang luas dan tiga dari lima spesies stabil
pada rentang suhu yang luas. Aktivitas hemaglutinasi semua spesies terpengaruh
oleh keberadaan kation divalen. Kesimpulan ini menunjukan bahwa alga coklat
Pantai Gunungkidul dan Binuangen berpotensi menjadi sumber novel lektin yang
bermanfaat.
Kata kunci: lektin, makroalga, phaeophyceae, penapisan, karakterisasi, Pantai
Gunungkidul, Pantai Binuangeun, Indonesia
xviii
PRELIMINARY SCREENING AND CHARACTERIZATION OF LECTINS
BROWN MACROALGAE FROM GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA AND
BINUANGEUN, BANTEN COASTAL
Naomi Carissa Intaqta
H 0911043
SUMMARY
Indonesia is a country with high abundant of seaweed. Gunungkidul coast
of Yogyakarta and Binuangeun coast of Banten are part of Java island’s southern
coastal which tangent to Indian Ocean and known to have high spreading of
brown algae. Protein’s bioactive compound named lectin which able to extract
from algae is valuable and has bio-prospective. Lectin is carbohydrate-binding
protein, agglutinate cell or precipitate glycoconjugate. Lectin is different from
enzyme and antibody, also not a product from immune response. Due to its
chemical characteristics, lectin becomes very advantageous in variety of biology
research, specifically in glycomics and medic. Lectin from algae has several
advantages compared with higher plant. Some of algal lectins share the common
characteristics of low-molecular size, monomeric form, having no affinity for
monosaccharides, thermostable, and divalent cation-independent for its
hemagglutination activity. Generally, algal lectin does not have an affinity for
monosaccharides but more complex oligosaccharides, usually glycoproteins
particularly those found in animal.
Thirteen species of brown marine algae, collected along Gunungkidul
coast of Yogyakarta and Binuangeun coast of Banten, have been crude-extracted
by ammonium sulphate precipitation method. This crude extract lectins were
tested for hemagglutination activity using native and enzyme-treated rabbit and
human erythrocytes (A, B and O group). Strongest activity was detected from
Dictyota dichotoma. Furthermore, the crude extract lectins of five phaeophyta
species were examined for sugar-binding specifity, pH and temperature-stability,
and divalent cation-independency. In hemagglutination-inhibition test with
various monosaccharides, oligosaccharides and glycoproteins, none of these algal
lectins had affinity for monosaccharides and oligosaccharides. On the other hand,
all of the hemagglutination activities were inhibited by some glycoproteins. The
inhibition profiles with glycoproteins were different depending on algal lectin
species. In stability test, activities of 4 from 5 algal lectins were stable over a wide
range of pH values and 3 from 5 algal lectins also stable over a wide range
temperatures. Therefore, the hemagglutination activities of all species were
affected by the presence of divalent cations. These results shown that
Gunungkidul and Binuangeun brown algae are potential as source of novel lectin
which usefull.
Keywords: lectin, macroalgae, screening, characterization, Gunungkidul Beach,
Binuangeun Beach, Coastal, Indonesia
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN PANTAI
BINUANGEUN, BANTEN
Skripsi
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna
Memperoleh Derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Oleh :
NAOMI CARISSA INTAQTA
H 0911043
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN
PANTAI BINUANGEUN, BANTEN
Dipersiapkan dan disusun oleh
NAOMI CARISSA INTAQTA
H 0911043
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal 8 Januari 2016
Dan dinyatakan telah memenuhi berbagai syarat
Ketua
Anggota I
Ir. Choiroel Anam, M.P., M.T.
NIP. 19680212 200501 1 001
Nurrahmi Dewi F., M.Biotech (Adv.)
NIP. 19811124 200502 2 002
Susunan Dewan Penguji
Surakarta,
Januari 2016
Mengetahui
Universitas Sebelas Maret
Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S.
NIP. 19560225 198601 1 001
Anggota II
Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc
NIP. 19810909 200501 1 00
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan seluruh karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Penapisan dan Karakterisasi Awal Senyawa Bioaktif Lektin Makroalga
Coklat
dari
Pesisir
Pantai
Gunungkidul,
Yogyakarta
dan
Pantai
Binuangeun”. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus
dipenuhi oleh mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk
itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1.
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian
2.
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si. selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil
3.
Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ir. Windi Atmaka, M.P. selaku Dosen Pembimbing Akademik (PA) yang
4.
telah memberikan nasehat dan arahan selama proses perkuliahan.
Ir. Choiroel Anam, M.P., M.T. selaku Pembimbing Utama Skripsi dan orang
tua kedua yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan penuh
serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih atas
ilmu, nasihat, dan kesabarannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan
5.
dengan baik.
Nurrahmi Dewi Fajarningsih, M.Biotech (Adv.) selaku Pembimbing
Pendamping Skripsi yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan
penuh serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih
atas ilmu, pengalaman, kebaikan dan kesabarannya sehingga skripsi ini
6.
dapat terselesaikan dengan baik.
Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D. selaku Penguji sekaligus
pembimbing yang selalu memberikan arahan, bimbingan, dukungan penuh
penuh serta waktu di sela-sela kesibukannya kepada penulis. Terima kasih
atas ilmu, motivasi, dan kesabarannya sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik.
iv
7.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Ilmu Teknologi Pangan dan Dosen Fakultas
Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang telah
diberikan dengan tulus dan bantuannya selama masa perkuliahan penulis.
8.
Staf TU ITP (Pak Giyo dan Pak Joko) dan Laboran THP UNS (Ibu Lis, Pak
Slameto, Mbak Dinda) atas bantuannya selama masa perkuliahan penulis.
9.
Kedua orang tua, penulis mempersembahkan skripsi ini sebagai bentuk
terima kasih yang mendalam atas segenap kasih sayang dan pengorbanan
yang tak pernah dapat terbalaskan. My greatest God’s gift, Devi Dyah
Aviani, S. H. for being an incredible hero, strong mother, and sunshine
angel ever. Alm. dr. Happy Lifeiantho D, Sp.RAD sebagai sosok yang
selalu melindungi, luar biasa cerdas dan dermawan, berani berbeda dan
sukses, terhormat dan terkasih, yang selalu penulis kagumi.
10.
Adik kecil terkasih, Syuga Eugenia Invicta, yang selalu memberikan
11.
keceriaan yang tak tergantikan, kasih sayang, dukungan dan pendampingan.
Paman penulis, Solikhin, yang telah memberikan kasih sayang, perhatian,
pendampingan, penjagaan, dukungan, pengorbanan, doa serta nasehat yang
12.
senantiasa tercurahkan tanpa kenal lelah.
Pakde penulis, Prof. Dr. Ir Totok Mardikanto, M.S., Wali penulis, dr.
Healtho Lifeiantho D., Sp.THT, Keluarga besar Pakde Arifin di Jakarta,
Keluarga Paman Choirul di Bogor, Keluarga Pakde Djalinus di Solo, dan
seeluruh keluarga besar yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Terima
kasih atas kasih sayang, pendampingan, doa dan dukungan penuh yang
13.
diberikan kepada penulis.
Keluarga Paman Sutardjo yang telah memberikan perhatian, kehangatan,
pendampingan, penjagaan, dukungan, doa serta semangat sehingga penulis
14.
dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik di Jakarta.
Pejuang BBP4BKP, Anjar, Nur, Latifah, Gita, Afril, Fajar, Gesty, Mbak
Hana, Mbak Lia, Nisa, Ayu, Putri, Bang Sepri, Bang Habib, Bu Sherly, Ari,
Jaka dan Yoga, Erni, dan Sabrina. Teknisi BBP4BKP, Bang Benget, Mas
Yudi, Mbak Maya, Bang Zul, Mbak Hana, dan Mas Ikhsan. Pak Tommy dan
Mang Ujang. Ibu Ida dan teman-teman kos di rumah Ibu Ida. Terima kasih
v
telah menjadi partner yang selalu siap membantu, berbagi keceriaan,
15.
kehangatan dan kenyamanan, motivasi, dan hari-hari yang luar biasa.
Sahabat tersayang, Riza, Partner of Crime tersayang, Yasmin, Erina, Vera,
Adit, dan Sahabat yang penulis cintai Nia, Firli, Imam, Bertha, Bagas,
16.
Gerry, Andre, Keke yang telah menjadi cerita yang selalu penulis rindukan.
Keluarga kos DP1 terkasih, Devina, Bella, Vera, Laras, Nevi, Dheul, April,
Nia, Maya dan Dian yang telah menunjukan ketulusan, kehangatan,
17.
kekinian dan canda tawa yang terjalin.
Keluarga KKN Boyolali, Kiky, Bowo, Ragil, Rahel, Aul, Nadia, Dimas dan
Awal untuk satu setengah bulan pengabdian yang lambat laun menyatukan.
18.
Terima kasih atas persaudaraan dan canda tawa yang membahagiakan.
Squad magang Keluarga Bogasari, Firli, Yasmin, Anjar, Ira, Dimas, Fandi,
Roqi, Salman, Idris, Qonita, dan Anik serta segenap keluarga Bogasari
Jakarta yang telah memberikan penulis satu bulan penuh keceriaan,
19.
kenangan indah dan pengalaman berharga.
Sahabat dan teman seperjuangan di UCN-IO, Mas Maul, Mas Raga, Ratri,
Anjar, Mbak Eri, Mbak Indah, Mas Ochim, Anes, Una, Adi, Mas Fuad,
Hayckal, Anggi, Mbak Yudi, Mbak Kiky, Mbak Kia, Mbak Bonea, Mbak
Winny, Mbak Fitra, Mas Jundi, Mas Heri, Mas Yudi, dan yang belum
20.
disebutkan atas kehangatan, motivasi dan pengalaman yang berharga.
Keluarga kos Ibu Sunarto terkasih, Syuga, Dania, Sabrina, Vivi, Rinda,
Roshita, Ririn, Mirna, Mbak Reti, Rensi dan yang belum disebutkan atas
21.
persahabatan, kebersamaan dan canda tawa yang terjalin.
Sahabat sepermainan, Bita, Ririt, Hani, Sarah, Nurul, Riza, Bertha, Intan,
Keke, Andre, Bagas, Ari, Bella, Erina, Citra, Nabila, Ugo, Faras, Rendy,
Adit, Yasmin, Firli, Aditya Dian, Amel, Intannisa, Ratri, Riani, Nanath, Adi,
dan yang belum disebutkan terima kasih atas momen-momen indah yang tak
22.
terlupakan mulai dari awal masa perkuliahan.
Keluarga besar ITP 2011 yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu,
terima kasih untuk kebersamaan dan kehangatan yang selalu terjaga.
23.
Semangat dan sukses untuk teman-teman semua, see you on top!
Teman-teman DEMA, Marching Band, dan Himaghita serta keluarga Earth
Hour, JCI-WFA, dan UCN-IO. Terima kasih telah menjadi motivasi dan
tempat belajar penulis selama masa perkuliahan.
vi
24.
Kakak tingkat ITP 2010, adik tingkat ITP 2012, 2013 serta teman-teman
Fakultas Pertanian UNS yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu,
25.
terima kasih atas bantuannya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi.
Keluarga kos Nevilla terkasih, Intan, Titi, Dani, Kiky, Cindy, Frisca, Mbak
Felsa, Mbak Cicis, Mbak Vanya, Mbak Memel, dan yang belum disebutkan
26.
atas persahabatan, kebersamaan dan canda tawa yang terjalin.
Precious ones, Novia, Lifara, Andreta, Hana, Selila, Nafis, Asti, Dian, Mila,
Afina, Sherly, Mentari, Ruli, Lulu, Mutiara, Piyo, Alvina, Bagus, Stephen,
Dimas, Gerry, Sammy, Yoga, dan yang belum disebutkan atas hari-hari
27.
penuh kenangan yang dihabiskan bersama selama masa SMA dulu.
Precious one, Resi Anjar Dewanto, Break A Leg! May success be ever in
28.
our favor!
Semua pihak yang telah banyak membantu, dukungan serta doa kepada
penulis sehingga penyusunan skripsi ini dapat berjalan dengan lancar.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini
bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL.................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN...................................................................
ii
PERSEMBAHAN.....................................................................................
iii
DAFTAR ISI..............................................................................................
vii
DAFTAR TABEL......................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR.................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................
xvi
RINGKASAN............................................................................................
xvii
SUMMARY...............................................................................................
xviii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang...........................................................................
1
B. Perumusan Masalah...................................................................
3
C. Tujuan..........................................................................................
4
D. Manfaat........................................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka........................................................................
5
1. Rumput Laut Indonesia.............................................................
5
2. Persebaran Rumput Laut di Gunungkidul dan Binuangeun.....
7
3. Pemanfaatan Rumput Laut.......................................................
9
4. Senyawa Bioaktif Alga Coklat..................................................
12
5. Lektin........................................................................................
15
viii
6. Lektin Alga........................................................................
18
7. Aktivitas Hemaglutinasi Lektin.........................................
21
B. Kerangka Berpikir...............................................................
26
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian............................................
27
1. Tempat Penelitian..............................................................
27
2. Waktu Penelitian................................................................
27
B. Bahan dan Alat.....................................................................
27
1. Bahan.................................................................................
27
2. Alat.....................................................................................
28
C. Tahapan Penelitian..............................................................
29
1. Penapisan Senyawa Bioaktif Lektin..................................
29
a. Preparasi Esktraksi Fraksi Kasar Lektin Alga Coklat...
29
b. Preparasi Fresh Red Blood Cell (RBC)........................
32
c. Preparasi Trypsin-Treated Erithrosit (TRBC)...............
35
d. Uji Aktivitas Hemaglutinasi..........................................
36
e. Penentuan Kadar Protein...............................................
37
2. Karakterisasi Awal Fraksi Kasar Lektin............................
39
a. Stabilitas terhadap pH...................................................
43
b. Stabilitas terhadap Suhu................................................
46
c. Stabilitas terhadap Divalen Kation................................
47
d. Uji Penghambatan oleh Gula dan Glikoprotein............
48
ix
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Biodiversitas Makroalga Coklat dari Pesisir Pantai
Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai Binuangeun,
Banten....................................................................................
55
B. Ekstraksi Fraksi Kasar Lektin............................................
66
C. Pengujian Kadar Protein.....................................................
68
D. Pengujian Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Kelinci
69
E. Pengujian Aktivitas Hemaglutinasi
pada Eritrosit
Manusia.................................................................................
78
F. Pengujian Stabilitas terhadap pH.......................................
92
G. Pengujian Stabilitas terhadap Suhu....................................
100
H. Pengujian Stabilitas terhadap Divalen Kation..................
107
I. Pengujian Penghambatan oleh Gula dan Glikoprotein....
112
J. Sifat-sifat Fraksi Kasar Lektin Makroalga Coklat
Pesisir Pantai Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai
Binuangeun, Banten.............................................................
BAB V.
124
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan............................................................................
131
B. Saran......................................................................................
133
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................
134
LAMPIRAN................................................................................................
145
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Produksi Rumput Laut Indonesia Tahun 2012-2014...............
6
Tabel 2.2 Produksi Rumput Laut Kabupaten Gunungkidul (Kg)............
8
Tabel 3.1 Formulasi BSA Standar...........................................................
38
Tabel 4.1 Keanekaragaman Makroalga Coklat........................................
58
Tabel 4.2 Jumlah Makroalga Coklat Pantai Gunungkidul dan Pantai
Binuangeun..............................................................................
62
Tabel 4.3 Rendemen Fraksi Kasar Lektin................................................
67
Tabel 4.4 Kadar Protein Fraksi Kasar Lektin...........................................
68
Tabel 4.5 Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Kelinci.......................
70
Tabel 4.6 Aktivitas Hemaglutinasi pada Eritrosit Manusia.....................
78
Tabel 4.7 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap pH....................
92
Tabel 4.8 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Suhu.................
100
Tabel 4.9 Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Divalen Kation
107
Tabel 4.10 Penghambatan
Hemaglutinasi
oleh
Monosakarida,
Disakarida, dan Glikoprotein...................................................
124
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Interaksi Permukaan Sel Lektin-Karbohidrat.....................
22
Gambar 2.2 Kerangka Berpikir Penelitian Lektin Makroalga Coklat
dari Pesisir Pantai Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai
Binuangeun, Banten............................................................
26
Gambar 3.1 Ekstraksi Fraksi Kasar Lektin menurut Praseptiangga
(2013) dengan Modifikasi...................................................
31
Gambar 3.2 Preparasi Fresh RBC menurut Praseptiangga (2013).........
34
Gambar 3.3 Preparasi TRBC menurut Praseptiangga (2013).................
35
Gambar 3.4 Uji Aktivitas Hemaglutinasi menurut Hori, et al. (1986). . .
37
Gambar 3.5 Uji Kadar Protein dengan BCA Kit.....................................
39
Gambar 3.6 Preparasi Glikoprotein menjadi Bentuk Asialo menurut
Hori, et al. (1986)................................................................
51
Gambar 3.7 Pengujian Penghambatan Aktivitas Hemaglutinasi oleh
Gula
dan
Glikoprotein
secara Kualitatif menurut
Praseptiangga (2013)...........................................................
53
Gambar 3.8 Pengujian Penghambatan Aktivitas Hemaglutinasi oleh
Gula
dan Glikoprotein
secara Kuantitatif menurut
Praseptiangga (2013)...........................................................
54
Gambar 4.1 Kenampakan Perairan Wilayah Gunungkidul.....................
57
Gambar 4.2 Kenampakan Pantai Binuangeun........................................
57
Gambar 4.3 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
71
xii
Gambar 4.4 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma pada eritrosit
kelinci..................................................................................
72
Gambar 4.5 Hasil uji HA lektin Padina australis pada eritrosit kelinci.
73
Gambar 4.6 Hasil uji HA lektin Padina minor pada eritrosit kelinci.....
73
Gambar 4.7 Hasil uji HA lektin Sargassum crassifolium pada eritrosit
kelinci..................................................................................
74
Gambar 4.8 Hasil uji HA lektin Sargassum cristaefolium pada eritrosit
kelinci..................................................................................
74
Gambar 4.9 Hasil uji HA lektin Sargassum gracillimum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
75
Gambar 4.10 Hasil uji HA lektin Sargassum oligocystum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
75
Gambar 4.11 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum pada eritrosit
kelinci..................................................................................
76
Gambar 4.12 Hasil uji HA lektin Sargassum turbinarioides pada
eritrosit kelinci....................................................................
76
Gambar 4.13 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata pada eritrosit
kelinci..................................................................................
77
Gambar 4.14 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
79
Gambar 4.15 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma pada eritrosit
manusia...............................................................................
80
Gambar 4.16 Hasil uji HA lektin Padina australis pada eritrosit
manusia...............................................................................
81
xiii
Gambar 4.17 Hasil uji HA lektin Padina minor pada eritrosit manusia
82
Gambar 4.18 Hasil uji HA lektin Sargassum crassifolium pada eritrosit
manusia...............................................................................
84
Gambar 4.19 Hasil uji HA lektin Sargassum cristaefolium pada eritrosit
manusia...............................................................................
85
Gambar 4.20 Hasil uji HA lektin Sargassum gracillimum pada eritrosit
manusia...............................................................................
86
Gambar 4.21 Hasil uji HA lektin Sargassum oligocystum pada eritrosit
manusia...............................................................................
87
Gambar 4.22 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum pada eritrosit
manusia................................................................................
88
Gambar 4.23 Hasil uji HA lektin Sargassum turbinarioides pada
eritrosit manusia..................................................................
89
Gambar 4.24 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata pada eritrosit
manusia...............................................................................
90
Gambar 4.25 Grafik Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap pH....
93
Gambar 4.26 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
93
Gambar 4.27 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma terhadap pH.........
94
Gambar 4.28 Hasil uji HA lektin Padina australis terhadap pH..............
95
Gambar 4.29 Hasil uji HA lektin Padina minor terhadap pH...................
96
Gambar 4.30 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum terhadap pH....
97
Gambar 4.31 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata terhadap pH............
98
Gambar 4.32 Grafik Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap Suhu
101
xiv
Gambar 4.33 Contoh Kontrol (-) dalam Pengujian...................................
101
Gambar 4.34 Hasil uji HA lektin Dictyota dichotoma terhadap Suhu......
102
Gambar 4.35 Hasil uji HA lektin Padina australis terhadap Suhu...........
103
Gambar 4.36 Hasil uji HA lektin Padina minor terhadap Suhu...............
104
Gambar 4.37 Hasil uji HA lektin Sargassum polycystum terhadap Suhu.
104
Gambar 4.38 Hasil uji HA lektin Turbinaria ornata terhadap Suhu........
105
Gambar 4.39 Grafik
Kestabilan Aktivitas Hemaglutinasi terhadap
Kation Divalen....................................................................
107
Gambar 4.40 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap EDTA...............
108
Gambar 4.41 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap CaCl2...............
109
Gambar 4.42 Aktivitas Hemaglutinasi Sampel terhadap MgCl2..............
110
Gambar 4.43 Hasil uji HIA kualitatif lektin Dictyota dichotoma.............
113
Gambar 4.44 Hasil uji HIA kualitatif lektin Padina australis..................
113
Gambar 4.45 Hasil uji HIA kualitatif lektin Padina minor......................
114
Gambar 4.46 Hasil uji HIA kualitatif lektin Sargassum polycystum........
114
Gambar 4.47 Hasil uji HIA kualitatif lektin Turbinaria ornata................
114
Gambar 4.48 Struktur Karbohidrat Fetuin N-Glikan Menurut Karlsson,
et al. (2002).........................................................................
116
Gambar 4.49 Struktur Karbohidrat PTG menurut Yamamoto, et al.
(1981)..................................................................................
116
Gambar 4.50 Struktur Karbohidrat aPTG menurut Yamamoto, et al.
(1981)..................................................................................
117
Gambar 4.51 Struktur Karbohidrat BSM menurut Karlsson, et al. (1997)
117
xv
Gambar 4.52 Struktur Karbohidrat aBSM menurut Chai,etal. (1992).....
117
Gambar 4.53 Struktur Karbohidrat Fetuin O-glikan menurut Wu, et al.
(2013)..................................................................................
118
Gambar 4.54 Struktur Karbohidrat Asialo Fetuin menurut Wu, et al.
(2003)..................................................................................
118
Gambar 4.55 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Dictyota dichotoma...........
119
Gambar 4.56 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Padina australis................
120
Gambar 4.57 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Padina minor....................
121
Gambar 4.58 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Sargassum polycystum......
122
Gambar 4.59 Hasil uji HIA kuantitatif lektin Turbinaria ornata..............
123
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Gambar 1 Hasil sampling rumput laut di Pantai Gunungkidul..............
145
Gambar 2 Proses pengecilan ukuran menggunakan liquid nitrogen......
145
Gambar 3 Proses pengadukan menggunakan magnetic stirrer..............
145
Gambar 4 Hasil sentrifugasi pertama.....................................................
145
Gambar 5 Preparasi proses presipitasi ammonium sulfat.......................
146
Gambar 6 Proses dialisis.........................................................................
146
Gambar 7 Inner fraction.........................................................................
146
Gambar 8 Salting out fraction................................................................
146
Gambar 9 Proses pengambilan darah kelinci.........................................
147
Gambar 10 Proses pengujian kadar protein..............................................
147
Gambar 11 Proses dialisis pada perlakuan buffer pH 9............................
147
xvii
PENAPISAN DAN KARAKTERISASI AWAL
SENYAWA BIOAKTIF LEKTIN MAKROALGA COKLAT
DARI PESISIR PANTAI GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA DAN PANTAI
BINUANGEUN, BANTEN
Naomi Carissa Intaqta
H 0911043
RINGKASAN
Indonesia merupakan negara dengan rumput laut berlimpah. Pantai
Gunungkidul, Yogyakarta dan Pantai Binuangeun, Banten adalah pantai selatan
Pulau Jawa yang bersinggungan dengan Samudra Hindia dan memiliki persebaran
alga coklat yang tinggi. Senyawa bioaktif protein yang memiliki nilai ekonomi,
bioprospektif, dan dapat diekstrak dari alga adalah lektin. Lektin adalah protein
pengikat karbohidrat, mengaglutinasi sel atau mempresipitasi glikokonjugat.
Lektin berbeda dengan enzim dan antibodi serta bukan produk dari respon imun.
Karena karakter kimianya, lektin sangat bermanfaat dalam berbagai penelitian di
bidang biologi, khususnya dalam bidang glikomiks dan medis. Lektin dari alga
memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan lektin dari tumbuhan tingkat
tinggi. Beberapa lektin alga memiliki berat molekul yang lebih rendah, berbentuk
monomer, stabil terhadap panas, dan aktivitas hemaglutinasinya tidak bergantung
pada kation divalen. Secara umum, lektin alga tidak memiliki afinitas terhadap
gula sederhana tetapi lebih spesifik untuk kompleks oligosakarida, biasanya
glikoprotein terutama yang terdapat pada hewan.
Telah dilakukan ekstraksi fraksi kasar lektin pada 13 spesies alga coklat
dari Pantai Gunungkidul dan Binuangeun menggunakan metode presipitasi
ammonium sulfat. Aktivitas hemaglutinasi diuji dengan eritrosit kelinci dan
manusia (Golongan A, B dan O) yang masing-masing tidak diperlakukan dengan
enzim dan diperlakukan dengan enzim. Aktivitas tertinggi pada spesies Dictyota
dichotoma. Fraksi kasar lektin 5 spesies diuji spesifisitas pengikatan karbohidrat,
stabilitas terhadap pH dan suhu, dan pengaruh kation divalen. Pada uji spesifisitas
pengikatan karbohidrat dengan berbagai monosakarida, oligosakarida dan
glikoprotein tidak ada satu pun yang menunjukan pengikatan terhadap
monosakarida dan oligosakarida. Aktivitas hemaglutinasi semua spesies dihambat
oleh beberapa glikoprotein dengan profil penghambatan berbeda bergantung pada
spesies lektin alga coklat. Pada uji kestabilan aktivitas hemaglutinasi empat dari
lima spesies stabil pada rentang pH yang luas dan tiga dari lima spesies stabil
pada rentang suhu yang luas. Aktivitas hemaglutinasi semua spesies terpengaruh
oleh keberadaan kation divalen. Kesimpulan ini menunjukan bahwa alga coklat
Pantai Gunungkidul dan Binuangen berpotensi menjadi sumber novel lektin yang
bermanfaat.
Kata kunci: lektin, makroalga, phaeophyceae, penapisan, karakterisasi, Pantai
Gunungkidul, Pantai Binuangeun, Indonesia
xviii
PRELIMINARY SCREENING AND CHARACTERIZATION OF LECTINS
BROWN MACROALGAE FROM GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA AND
BINUANGEUN, BANTEN COASTAL
Naomi Carissa Intaqta
H 0911043
SUMMARY
Indonesia is a country with high abundant of seaweed. Gunungkidul coast
of Yogyakarta and Binuangeun coast of Banten are part of Java island’s southern
coastal which tangent to Indian Ocean and known to have high spreading of
brown algae. Protein’s bioactive compound named lectin which able to extract
from algae is valuable and has bio-prospective. Lectin is carbohydrate-binding
protein, agglutinate cell or precipitate glycoconjugate. Lectin is different from
enzyme and antibody, also not a product from immune response. Due to its
chemical characteristics, lectin becomes very advantageous in variety of biology
research, specifically in glycomics and medic. Lectin from algae has several
advantages compared with higher plant. Some of algal lectins share the common
characteristics of low-molecular size, monomeric form, having no affinity for
monosaccharides, thermostable, and divalent cation-independent for its
hemagglutination activity. Generally, algal lectin does not have an affinity for
monosaccharides but more complex oligosaccharides, usually glycoproteins
particularly those found in animal.
Thirteen species of brown marine algae, collected along Gunungkidul
coast of Yogyakarta and Binuangeun coast of Banten, have been crude-extracted
by ammonium sulphate precipitation method. This crude extract lectins were
tested for hemagglutination activity using native and enzyme-treated rabbit and
human erythrocytes (A, B and O group). Strongest activity was detected from
Dictyota dichotoma. Furthermore, the crude extract lectins of five phaeophyta
species were examined for sugar-binding specifity, pH and temperature-stability,
and divalent cation-independency. In hemagglutination-inhibition test with
various monosaccharides, oligosaccharides and glycoproteins, none of these algal
lectins had affinity for monosaccharides and oligosaccharides. On the other hand,
all of the hemagglutination activities were inhibited by some glycoproteins. The
inhibition profiles with glycoproteins were different depending on algal lectin
species. In stability test, activities of 4 from 5 algal lectins were stable over a wide
range of pH values and 3 from 5 algal lectins also stable over a wide range
temperatures. Therefore, the hemagglutination activities of all species were
affected by the presence of divalent cations. These results shown that
Gunungkidul and Binuangeun brown algae are potential as source of novel lectin
which usefull.
Keywords: lectin, macroalgae, screening, characterization, Gunungkidul Beach,
Binuangeun Beach, Coastal, Indonesia