Aplikasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase pada Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah (Hylocereus costaricensis).
APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN PEKTINESTERASE
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH
(Hylocereus costaricensis)
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Oleh :
Nur Hidayanti
H0912093
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
PERSEMBAHAN
Karya Kecil ini kupersembahkan pada:
Alloh Subhana wa Ta’alaa,
Untuk keluarga kecilku tercinta
Ibu Yomi dan Bapak Hardi,
Mbak Kartini, Mas Giyanta, dan Mbak Hartini
Terimakasih atas kasih sayang dan cintanya
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan anugerahNya,
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
“Aplikasi
Enzim
Poligalakturonase dan Pektinesterase Pada Klarifikasi Sari Buah Naga
Super Merah (Hylocereus costaricensis)” merupakan salah satu syarat yang
harus dipenuhi 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 kepada kepada semua pihak yang telah
membantu dan mendukung, diantaranya:
1.
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2.
Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si. selaku Kepala Program Studi Ilmu dan
Teknologi Pangan.
3.
Esti Widowati, S.Si., M.P. selaku Pembimbing Utama dan Pembimbing
Akademik yang dengan sabar dan senang hati memberikan banyak ilmu,
saran, nasihat yang membangun bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
4.
Edhi Nurhartadi., S.T.P., M.P. selaku Pembimbing Pendamping yang
memberikan banyak saran dan motivasi bagi penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
5.
Ardhea Mustika Sari, S.T.P., M.Sc. selaku Penguji Skripsi yang memberikan
saran untuk menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
6.
Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staff program studi Ilmu dan Teknologi
Pangan, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas segala
ilmu dan bantuan selama masa perkuliahan.
7.
Kedua orang tua saya, Ibu Yomi dan Bapak Hardi. Terima kasih atas
dukungan, doa, semangat apapun yang tiada hentinya kalian berikan kepada
saya. Keberhasilan menyelesaikan skripsi ini saya persembahkan sebagai
salah satu wujud rasa terimakasih saya.
iv
8.
Kakak-kakakku Mbak Kartini beserta keluarga, Mas Giyanta beserta
keluarga, Mbak Hartini beserta keluarga, dan keluarga besar dari Mbah Warji
atas nasihat, pengalaman, cerita, semangat dan motivasi terbaik.
9.
Tim Penelitian: Hidayah Puji Riski, Ardhyta Elma Ivenaria dan Guruh Panji
Saputro, teman seperjuangan dalam penelitian enzim. Terimakasih atas
kesabarannya sudah menjadi patner skripsi terbaik.
10. Sahabat R. R Santi Permatasari atas inspirasi perjuangannya dan rekan-rekan
FARIAN: Felia Wahono, Dian Ayu Puspitasari, Siti Nurkholifah, Yunia
Rahmawati, Astri Budhi Satiti, atas semangatnya.
11. Sahabat-sahabat Zona Sharing: Sakinah, NR, NC, NN, Lulus, Mbak Katut,
Novi, Fifi, Harwati, Rahmi, Salis, Ana, Tri, Sarah, Upik. Terimakasih untuk
persahabatan dan kebersamaan yang terjalin selama menempuh bangku
perkuliahan penuh suka duka.
12. Seluruh anggota HIMAGHITA dan Squad FUSI tercinta yang telah
membersamai perjuangan ini.
13. Seluruh teman-teman ITP 2012. Terimakasih untuk pertemanan, dukungan,
dan semangat “Sensasional”nya.
14. Kakak-kakak ITP 2011 dan adik-adik ITP 2013-2014 atas dukungan dan
semangatnya.
15. Teman-teman kost QQ Tungga Dewi (Mba Phit, Dewangga, Dhita, Mba
Celin, Uul, Ririn, Mb Risma, Mb Silvi, Mb Alfi, Mb Janti, Linda, Septi, Mb
Mita, Mb Risto, Temmy, Muarifah, Alma, Lita) atas doa, pengalaman dan
semangat berbagi.
16. Teman-teman Koass seperjuangan atas pengalaman, persahabatan dan
persaudaraannya selama ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 20 Septermber 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................
ii
PERSEMBAHAN ..........................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ...................................................................................
iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
xi
RINGKASAN .................................................................................................
xii
SUMMARY .....................................................................................................
xiii
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................
1
A. Latar Belakang..........................................................................
1
B. Rumusan Masalah ....................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ......................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ....................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI ......................................................................
5
A. Tinjauan Pustaka .....................................................................
5
1. Buah Naga Super Merah .....................................................
5
2. Sari Buah ............................................................................
7
3. Pektin ...................................................................................
10
4. Klarifikasi Sari Buah ..........................................................
14
5. Enzim ..................................................................................
18
6. Enzim Poligalakturonase .....................................................
19
7. Enzim Pektinesterase ...........................................................
21
8. Pemurnian Protein ...............................................................
23
B. Kerangka Berpikir ....................................................................
25
C. Hipotesis...................................................................................
25
BAB III. METODE PENELITIAN .............................................................
26
A. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................
26
vi
B. Alat dan Bahan ........................................................................
26
1. Alat .....................................................................................
26
2. Bahan ...................................................................................
27
C. Tahapan Penelitian ...................................................................
28
1. Proses Persiapan Isolat .......................................................
28
2. Produksi, Isolasi, dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase
Pektinesterase ......................................................................
2.1 Produksi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
2.2 Isolasi dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase
Pektinesterase ............................................................
dan
28
28
dan
29
3. Pemurnian Parsial Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
3.1 Presipitasi Amonium Sulfat ......................................
30
3.2 Desalting menggunakan Dialisis ...............................
31
3.3 Uji Aktivitas Enzim ...................................................
31
4. Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan
Pektinesterase .....................................................................
33
4.1 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase .....
33
4.2 Penentuan Konsentrasi Enzim Pektinesterase ...........
34
4.3 Penentuan Kombinasi Variasi Konsentrasi Enzim
Poligalakturonase dan Enzim Pektinesterase ............
34
5. Pembuatan Sari Buah Naga Super Merah ...........................
35
6. Pengujian Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ...........
6.1 pH ..............................................................................
6.2 Total Padatan Terlarut ...............................................
6.3 Transmitansi ..............................................................
6.4 Viskositas ..................................................................
36
36
36
36
36
D. Metode Analisis ......................................................................
37
E. Rancangan Penelitian ...............................................................
38
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................
40
A. Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ......................
40
1. pH .......................................................................................
40
2. Total Padatan Terlarut ........................................................
44
3. Transmitansi .......................................................................
47
4. Viskositas ............................................................................
51
B. Penentuan Perlakuan Terbaik ..................................................
55
vii
29
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................
58
A. Kesimpulan ..............................................................................
58
B. Saran ........................................................................................
58
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
59
LAMPIRAN ...................................................................................................
66
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Naga Super Merah ...............................
6
Tabel 2.2 Syarat Mutu Minuman Sari Buah Menurut SNI 3719: 2014 .......
8
Tabel 3.1 Karakteristik Isolat Bakteri Pektinolitik yang Digunakan ............
27
Tabel 3.2 Karakteristik Enzim dari Isolat Bakteri Pektinolitik AR2 dan KK2
yang Digunakan ............................................................................ 27
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Haemocytometer Isolat AR2 dan KK2 ..........
29
Tabel 3.4 Jumlah Enzim yang Dihasilkan ....................................................
33
Tabel 3.5 Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
35
Tabel 3.6 Rendemen Sari Buah Naga Super Merah .....................................
35
Tabel 3.7 Metode Analisis ............................................................................
37
Tabel 4.1 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter pH ................................................................................ 41
Tabel 4.2 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Total Padatan Terlarut .................................................
44
Tabel 4.3 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Transmitansi ................................................................
48
Tabel 4.4 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Viskositas ....................................................................
52
Tabel 4.5 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dan
Enzim Pektinesterase Terbaik Berdasarkan Faktor pH, Total Padatan
Terlarut, Viskositas, dan Transmitansi Sari Buah Naga Super Merah
................................................................................................... 56
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rumus Bangun Asam Poligalakturonat ...................................
11
Gambar 2.2 Rumus Bangun Asam α-Galakturonat, Metil-α-Galakturonat, dan
Pektin .......................................................................................
12
Gambar 2.3 Tipe Pektinase Berdasarkan Titik Pemotongannya ..................
20
Gambar 2.4 Mekanisme Flokulasi dan Koagulasi Kompleks PektinProtein ......................................................................................
22
Gambar 2. 5 Pembentukan Kalsium Pektat oleh Enzim Pektinesterase ........
23
Gambar 2.6 Kerangka Berpikir ...................................................................
25
Gambar 3.1 Diagram Tahapan Penelitian ....................................................
38
Gambar 4.1 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada pH Sari Buah Naga
Super Merah ............................................................................
43
Gambar 4.2 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada TPT Sari Buah Naga
Super Merah ............................................................................
46
Gambar 4.3 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Transmitansi Sari
Buah Naga Super Merah .........................................................
50
Gambar 4.4 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Viskositas Sari Buah
Naga Super Merah ...................................................................
53
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Media Pektin Agar ...................................................................
66
Lampiran 2 Media Produksi Starter dan Produksi Enzim ...........................
66
Lampiran 3 Buffer Asetat 0,05 M pH 5,2 ...................................................
66
Lampiran 4 Buffer Fosfat 0,05 M pH 7 ......................................................
66
Lampiran 5 Perhitungan Jumlah Sel Mikroba .............................................
67
Lampiran 6 Reagen Uji Aktivitas Enzim Poligalakturonase ......................
67
Lampiran 7 Reagen Uji Aktivitas Enzim Pektinesterase ............................
68
Lampiran 8 Tabel Konsentrasi Ammonium Sulfat .....................................
68
Lampiran 9 Data Pengamatan Parameter Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga
Super Merah .............................................................................
69
A. Parameter pH ......................................................................
69
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
70
C. Parameter Transmitansi ......................................................
71
D. Parameter Viskositas ..........................................................
72
Lampiran 10 Hasil Analisis Statistik Two Way ANOVA .............................
A. Parameter pH ......................................................................
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
C. Parameter Transmitansi ......................................................
D. Parameter Viskositas ..........................................................
73
73
77
81
85
Lampiran 11 Penentuan Perlakuan Terbaik ..................................................
A. Parameter pH ......................................................................
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
C. Parameter Transmitansi ......................................................
D. Parameter Viskositas ..........................................................
89
89
91
93
95
Lampiran 12 Dokumentasi Penelitian ...........................................................
97
xi
APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN PEKTINESTERASE
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH (Hylocereus
costaricensis)
Nur Hidayanti
H 0912093
RINGKASAN
Buah naga super merah (Hylocereus costaricensis) segar hanya
memiliki umur simpan 7-10 hari pada suhu 14 0C. Buah ini tidak dapat
disimpan lama karena kadar air tinggi (90 %) sehingga perlu pengolahan
lanjutan seperti minuman sari buah. Karakteristik dari sari buah naga super
merah ialah kental, sedikit asam, dan banyak padatan terlarut. Kekentalan sari
buah yang disebabkan oleh pektin dapat mengganggu filtrasi dan mengurangi
rendemen sari buah. Degradasi pektin oleh enzim bertujuan untuk mengurai
pektin menjadi lebih kecil agar mendapatkan sari buah naga yang encer dan
jernih. Kombinasi enzim poligalakturonase dan pektinesterase dapat
mengoptimalkan klarifikasi sari buah naga super merah. Enzim
poligalakturonase bekerja dengan memutuskan ikatan α-1,4-glikosidik
sedangkan enzim pektinesterase bekerja dengan memutuskan ikatan gugus
metoksil dari pektin.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil kombinasi enzim
poligalakturonase (PG) isolat bakteri pektinolitik AR2 dan enzim
pektinesterase (PE) isolat bakteri pektinolitik KK2 pada klarifikasi sari buah
naga super merah berdasarkan parameter pH, total padatan terlarut, viskositas,
dan transmitansi. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap
Faktorial (RAL-F) dengan dua faktor, variasi konsentrasi enzim PG (0%;
0,06%; 0,09%; 0,1%) dan variasi konsentrasi enzim PE (0%; 0,5%; 0,75%;
1%), tiga kali ulangan sampel dan satu kali analisis. Data hasil penelitian
dianalisis dengan metode Two Way ANOVA.
Hasil penelitian menunjukkan aktivitas enzim PG dan PE murni parsial
yang didapatkan ialah 0,161 U/ml dan 0,351 U/ml. Interaksi kedua enzim
berpengaruh pada parameter transmitansi dan viskositas, sedangkan parameter
pH dan total padatan terlarut tidak terdapat interaksi antar enzim. Sampel
penambahan enzim PG dan PE dapat meningkatkan pH dan transmitansi, serta
menurunkan total padatan terlarut dan menurunkan viskositas. Sampel dengan
penambahan enzim PG 0,1% dan PE 1% menjadi sampel terbaik karena dapat
meningkatkan pH (5,22); menurunkan total padatan terlarut (11,6 0Brix);
meningkatkan transmitansi (1,41 %T); dan menurunkan viskositas (11,76 cP).
Kata kunci: buah naga super merah, klarifikasi sari buah, pektin, enzim,
pektinesterase, poligalakturonase
APPLICATION OF POLYGALACTURONASE AND
PECTINESTERASE ENZYME IN THE CLARIFICATION OF SUPER
RED DRAGON FRUIT (Hylocereus costaricensis) JUICE
xii
Nur Hidayanti
H 0912093
SUMMARY
Fresh super red dragon fruit (Hylocereus costaricensis) has only a shelf
life of 7-10 days at 14 0C. This fruit cannot be stored in a long time due to high
water content (90 %), so it need for advance processing such as fruit juice
drinks. The charactersistics of super red dragon fruit juice is viscous, acidic,
and many dissolved solids. These are due to pectin contain that can disrupt of
filtration and reduce juice yield. Thus its need to degradate into smaller
substance in order to dilute and clear juice. The combination of
polygalacturonase and pectinesterase enzymes can optimize clarification of
super red dragon fruits. Polygalacturonase enzymes break α-1.4-glycosidic
bond whereas pectinesterase enzymes break cluster metoxyl bond.
The purpose of this research observed combination AR2 of
polygalacturonase enzyme (PG) pectinolytic bacterial isolate and
pectinesterase enzymes (PE) pectinolytic bacterial isolate KK2 on super red
dragon fruit juice clarification based on parameters pH, total dissolved solids,
viscosity, and transmittance. This research used Factorial Completely Random
Design (FCRD) with two factors, variation of PG enzyme concentration (0%;
0.06%; 0.09%; 0.1%) and variation of PE enzyme concentration (0%; 0.5%;
0.75%; 1%), three times replication of samples and one time analysis. The data
were analyzed by Two Way ANOVA method.
The results of this research was obtained partial enzymes activity of PG
and PE (0.161 U/ml and 0.351 U/ml). Enzymes interaction affect on
transmittance and viscosity, but there were no interactions on pH and total
dissolved solids. Sample, which added of PG and PE enzymes, can increase pH
and transmittance, but it can decrease total dissolved solids and viscosity.
Sample, which added of PG enzyme 0.1% and PE enzyme 1%, was selected
because it can increase pH (5.22); decrease total dissolved solids (11.6 0Brix);
increase transmitance (1.41 %T); and decrease viscosity (11.76 cP).
Keywords: super red dragon fruit, juice clarification, pectin, enzyme,
pectinesterase, polygalacturonase
xiii
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH
(Hylocereus costaricensis)
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Oleh :
Nur Hidayanti
H0912093
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
PERSEMBAHAN
Karya Kecil ini kupersembahkan pada:
Alloh Subhana wa Ta’alaa,
Untuk keluarga kecilku tercinta
Ibu Yomi dan Bapak Hardi,
Mbak Kartini, Mas Giyanta, dan Mbak Hartini
Terimakasih atas kasih sayang dan cintanya
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan anugerahNya,
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
“Aplikasi
Enzim
Poligalakturonase dan Pektinesterase Pada Klarifikasi Sari Buah Naga
Super Merah (Hylocereus costaricensis)” merupakan salah satu syarat yang
harus dipenuhi 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 kepada kepada semua pihak yang telah
membantu dan mendukung, diantaranya:
1.
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2.
Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si. selaku Kepala Program Studi Ilmu dan
Teknologi Pangan.
3.
Esti Widowati, S.Si., M.P. selaku Pembimbing Utama dan Pembimbing
Akademik yang dengan sabar dan senang hati memberikan banyak ilmu,
saran, nasihat yang membangun bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
4.
Edhi Nurhartadi., S.T.P., M.P. selaku Pembimbing Pendamping yang
memberikan banyak saran dan motivasi bagi penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
5.
Ardhea Mustika Sari, S.T.P., M.Sc. selaku Penguji Skripsi yang memberikan
saran untuk menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
6.
Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staff program studi Ilmu dan Teknologi
Pangan, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas segala
ilmu dan bantuan selama masa perkuliahan.
7.
Kedua orang tua saya, Ibu Yomi dan Bapak Hardi. Terima kasih atas
dukungan, doa, semangat apapun yang tiada hentinya kalian berikan kepada
saya. Keberhasilan menyelesaikan skripsi ini saya persembahkan sebagai
salah satu wujud rasa terimakasih saya.
iv
8.
Kakak-kakakku Mbak Kartini beserta keluarga, Mas Giyanta beserta
keluarga, Mbak Hartini beserta keluarga, dan keluarga besar dari Mbah Warji
atas nasihat, pengalaman, cerita, semangat dan motivasi terbaik.
9.
Tim Penelitian: Hidayah Puji Riski, Ardhyta Elma Ivenaria dan Guruh Panji
Saputro, teman seperjuangan dalam penelitian enzim. Terimakasih atas
kesabarannya sudah menjadi patner skripsi terbaik.
10. Sahabat R. R Santi Permatasari atas inspirasi perjuangannya dan rekan-rekan
FARIAN: Felia Wahono, Dian Ayu Puspitasari, Siti Nurkholifah, Yunia
Rahmawati, Astri Budhi Satiti, atas semangatnya.
11. Sahabat-sahabat Zona Sharing: Sakinah, NR, NC, NN, Lulus, Mbak Katut,
Novi, Fifi, Harwati, Rahmi, Salis, Ana, Tri, Sarah, Upik. Terimakasih untuk
persahabatan dan kebersamaan yang terjalin selama menempuh bangku
perkuliahan penuh suka duka.
12. Seluruh anggota HIMAGHITA dan Squad FUSI tercinta yang telah
membersamai perjuangan ini.
13. Seluruh teman-teman ITP 2012. Terimakasih untuk pertemanan, dukungan,
dan semangat “Sensasional”nya.
14. Kakak-kakak ITP 2011 dan adik-adik ITP 2013-2014 atas dukungan dan
semangatnya.
15. Teman-teman kost QQ Tungga Dewi (Mba Phit, Dewangga, Dhita, Mba
Celin, Uul, Ririn, Mb Risma, Mb Silvi, Mb Alfi, Mb Janti, Linda, Septi, Mb
Mita, Mb Risto, Temmy, Muarifah, Alma, Lita) atas doa, pengalaman dan
semangat berbagi.
16. Teman-teman Koass seperjuangan atas pengalaman, persahabatan dan
persaudaraannya selama ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 20 Septermber 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................
ii
PERSEMBAHAN ..........................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ...................................................................................
iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
xi
RINGKASAN .................................................................................................
xii
SUMMARY .....................................................................................................
xiii
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................
1
A. Latar Belakang..........................................................................
1
B. Rumusan Masalah ....................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ......................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ....................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI ......................................................................
5
A. Tinjauan Pustaka .....................................................................
5
1. Buah Naga Super Merah .....................................................
5
2. Sari Buah ............................................................................
7
3. Pektin ...................................................................................
10
4. Klarifikasi Sari Buah ..........................................................
14
5. Enzim ..................................................................................
18
6. Enzim Poligalakturonase .....................................................
19
7. Enzim Pektinesterase ...........................................................
21
8. Pemurnian Protein ...............................................................
23
B. Kerangka Berpikir ....................................................................
25
C. Hipotesis...................................................................................
25
BAB III. METODE PENELITIAN .............................................................
26
A. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................
26
vi
B. Alat dan Bahan ........................................................................
26
1. Alat .....................................................................................
26
2. Bahan ...................................................................................
27
C. Tahapan Penelitian ...................................................................
28
1. Proses Persiapan Isolat .......................................................
28
2. Produksi, Isolasi, dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase
Pektinesterase ......................................................................
2.1 Produksi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
2.2 Isolasi dan Ekstraksi Enzim Poligalakturonase
Pektinesterase ............................................................
dan
28
28
dan
29
3. Pemurnian Parsial Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
3.1 Presipitasi Amonium Sulfat ......................................
30
3.2 Desalting menggunakan Dialisis ...............................
31
3.3 Uji Aktivitas Enzim ...................................................
31
4. Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan
Pektinesterase .....................................................................
33
4.1 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase .....
33
4.2 Penentuan Konsentrasi Enzim Pektinesterase ...........
34
4.3 Penentuan Kombinasi Variasi Konsentrasi Enzim
Poligalakturonase dan Enzim Pektinesterase ............
34
5. Pembuatan Sari Buah Naga Super Merah ...........................
35
6. Pengujian Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ...........
6.1 pH ..............................................................................
6.2 Total Padatan Terlarut ...............................................
6.3 Transmitansi ..............................................................
6.4 Viskositas ..................................................................
36
36
36
36
36
D. Metode Analisis ......................................................................
37
E. Rancangan Penelitian ...............................................................
38
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................
40
A. Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah ......................
40
1. pH .......................................................................................
40
2. Total Padatan Terlarut ........................................................
44
3. Transmitansi .......................................................................
47
4. Viskositas ............................................................................
51
B. Penentuan Perlakuan Terbaik ..................................................
55
vii
29
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................
58
A. Kesimpulan ..............................................................................
58
B. Saran ........................................................................................
58
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
59
LAMPIRAN ...................................................................................................
66
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Naga Super Merah ...............................
6
Tabel 2.2 Syarat Mutu Minuman Sari Buah Menurut SNI 3719: 2014 .......
8
Tabel 3.1 Karakteristik Isolat Bakteri Pektinolitik yang Digunakan ............
27
Tabel 3.2 Karakteristik Enzim dari Isolat Bakteri Pektinolitik AR2 dan KK2
yang Digunakan ............................................................................ 27
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Haemocytometer Isolat AR2 dan KK2 ..........
29
Tabel 3.4 Jumlah Enzim yang Dihasilkan ....................................................
33
Tabel 3.5 Variasi Konsentrasi Enzim Poligalakturonase dan Pektinesterase
35
Tabel 3.6 Rendemen Sari Buah Naga Super Merah .....................................
35
Tabel 3.7 Metode Analisis ............................................................................
37
Tabel 4.1 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter pH ................................................................................ 41
Tabel 4.2 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Total Padatan Terlarut .................................................
44
Tabel 4.3 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Transmitansi ................................................................
48
Tabel 4.4 Hasil Analisis Klarifikasi Sari Buah Naga Super Merah terhadap
Parameter Viskositas ....................................................................
52
Tabel 4.5 Penentuan Konsentrasi Enzim Poligalakturonase Isolat AR2 dan
Enzim Pektinesterase Terbaik Berdasarkan Faktor pH, Total Padatan
Terlarut, Viskositas, dan Transmitansi Sari Buah Naga Super Merah
................................................................................................... 56
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rumus Bangun Asam Poligalakturonat ...................................
11
Gambar 2.2 Rumus Bangun Asam α-Galakturonat, Metil-α-Galakturonat, dan
Pektin .......................................................................................
12
Gambar 2.3 Tipe Pektinase Berdasarkan Titik Pemotongannya ..................
20
Gambar 2.4 Mekanisme Flokulasi dan Koagulasi Kompleks PektinProtein ......................................................................................
22
Gambar 2. 5 Pembentukan Kalsium Pektat oleh Enzim Pektinesterase ........
23
Gambar 2.6 Kerangka Berpikir ...................................................................
25
Gambar 3.1 Diagram Tahapan Penelitian ....................................................
38
Gambar 4.1 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada pH Sari Buah Naga
Super Merah ............................................................................
43
Gambar 4.2 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada TPT Sari Buah Naga
Super Merah ............................................................................
46
Gambar 4.3 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Transmitansi Sari
Buah Naga Super Merah .........................................................
50
Gambar 4.4 Hubungan Penambahan Enzim Poligalakturonase Isolat AR2
dengan Enzim Pektinesterase Isolat KK2 pada Viskositas Sari Buah
Naga Super Merah ...................................................................
53
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Media Pektin Agar ...................................................................
66
Lampiran 2 Media Produksi Starter dan Produksi Enzim ...........................
66
Lampiran 3 Buffer Asetat 0,05 M pH 5,2 ...................................................
66
Lampiran 4 Buffer Fosfat 0,05 M pH 7 ......................................................
66
Lampiran 5 Perhitungan Jumlah Sel Mikroba .............................................
67
Lampiran 6 Reagen Uji Aktivitas Enzim Poligalakturonase ......................
67
Lampiran 7 Reagen Uji Aktivitas Enzim Pektinesterase ............................
68
Lampiran 8 Tabel Konsentrasi Ammonium Sulfat .....................................
68
Lampiran 9 Data Pengamatan Parameter Hasil Klarifikasi Sari Buah Naga
Super Merah .............................................................................
69
A. Parameter pH ......................................................................
69
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
70
C. Parameter Transmitansi ......................................................
71
D. Parameter Viskositas ..........................................................
72
Lampiran 10 Hasil Analisis Statistik Two Way ANOVA .............................
A. Parameter pH ......................................................................
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
C. Parameter Transmitansi ......................................................
D. Parameter Viskositas ..........................................................
73
73
77
81
85
Lampiran 11 Penentuan Perlakuan Terbaik ..................................................
A. Parameter pH ......................................................................
B. Parameter Total Padatan Terlarut .......................................
C. Parameter Transmitansi ......................................................
D. Parameter Viskositas ..........................................................
89
89
91
93
95
Lampiran 12 Dokumentasi Penelitian ...........................................................
97
xi
APLIKASI ENZIM POLIGALAKTURONASE DAN PEKTINESTERASE
PADA KLARIFIKASI SARI BUAH NAGA SUPER MERAH (Hylocereus
costaricensis)
Nur Hidayanti
H 0912093
RINGKASAN
Buah naga super merah (Hylocereus costaricensis) segar hanya
memiliki umur simpan 7-10 hari pada suhu 14 0C. Buah ini tidak dapat
disimpan lama karena kadar air tinggi (90 %) sehingga perlu pengolahan
lanjutan seperti minuman sari buah. Karakteristik dari sari buah naga super
merah ialah kental, sedikit asam, dan banyak padatan terlarut. Kekentalan sari
buah yang disebabkan oleh pektin dapat mengganggu filtrasi dan mengurangi
rendemen sari buah. Degradasi pektin oleh enzim bertujuan untuk mengurai
pektin menjadi lebih kecil agar mendapatkan sari buah naga yang encer dan
jernih. Kombinasi enzim poligalakturonase dan pektinesterase dapat
mengoptimalkan klarifikasi sari buah naga super merah. Enzim
poligalakturonase bekerja dengan memutuskan ikatan α-1,4-glikosidik
sedangkan enzim pektinesterase bekerja dengan memutuskan ikatan gugus
metoksil dari pektin.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil kombinasi enzim
poligalakturonase (PG) isolat bakteri pektinolitik AR2 dan enzim
pektinesterase (PE) isolat bakteri pektinolitik KK2 pada klarifikasi sari buah
naga super merah berdasarkan parameter pH, total padatan terlarut, viskositas,
dan transmitansi. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap
Faktorial (RAL-F) dengan dua faktor, variasi konsentrasi enzim PG (0%;
0,06%; 0,09%; 0,1%) dan variasi konsentrasi enzim PE (0%; 0,5%; 0,75%;
1%), tiga kali ulangan sampel dan satu kali analisis. Data hasil penelitian
dianalisis dengan metode Two Way ANOVA.
Hasil penelitian menunjukkan aktivitas enzim PG dan PE murni parsial
yang didapatkan ialah 0,161 U/ml dan 0,351 U/ml. Interaksi kedua enzim
berpengaruh pada parameter transmitansi dan viskositas, sedangkan parameter
pH dan total padatan terlarut tidak terdapat interaksi antar enzim. Sampel
penambahan enzim PG dan PE dapat meningkatkan pH dan transmitansi, serta
menurunkan total padatan terlarut dan menurunkan viskositas. Sampel dengan
penambahan enzim PG 0,1% dan PE 1% menjadi sampel terbaik karena dapat
meningkatkan pH (5,22); menurunkan total padatan terlarut (11,6 0Brix);
meningkatkan transmitansi (1,41 %T); dan menurunkan viskositas (11,76 cP).
Kata kunci: buah naga super merah, klarifikasi sari buah, pektin, enzim,
pektinesterase, poligalakturonase
APPLICATION OF POLYGALACTURONASE AND
PECTINESTERASE ENZYME IN THE CLARIFICATION OF SUPER
RED DRAGON FRUIT (Hylocereus costaricensis) JUICE
xii
Nur Hidayanti
H 0912093
SUMMARY
Fresh super red dragon fruit (Hylocereus costaricensis) has only a shelf
life of 7-10 days at 14 0C. This fruit cannot be stored in a long time due to high
water content (90 %), so it need for advance processing such as fruit juice
drinks. The charactersistics of super red dragon fruit juice is viscous, acidic,
and many dissolved solids. These are due to pectin contain that can disrupt of
filtration and reduce juice yield. Thus its need to degradate into smaller
substance in order to dilute and clear juice. The combination of
polygalacturonase and pectinesterase enzymes can optimize clarification of
super red dragon fruits. Polygalacturonase enzymes break α-1.4-glycosidic
bond whereas pectinesterase enzymes break cluster metoxyl bond.
The purpose of this research observed combination AR2 of
polygalacturonase enzyme (PG) pectinolytic bacterial isolate and
pectinesterase enzymes (PE) pectinolytic bacterial isolate KK2 on super red
dragon fruit juice clarification based on parameters pH, total dissolved solids,
viscosity, and transmittance. This research used Factorial Completely Random
Design (FCRD) with two factors, variation of PG enzyme concentration (0%;
0.06%; 0.09%; 0.1%) and variation of PE enzyme concentration (0%; 0.5%;
0.75%; 1%), three times replication of samples and one time analysis. The data
were analyzed by Two Way ANOVA method.
The results of this research was obtained partial enzymes activity of PG
and PE (0.161 U/ml and 0.351 U/ml). Enzymes interaction affect on
transmittance and viscosity, but there were no interactions on pH and total
dissolved solids. Sample, which added of PG and PE enzymes, can increase pH
and transmittance, but it can decrease total dissolved solids and viscosity.
Sample, which added of PG enzyme 0.1% and PE enzyme 1%, was selected
because it can increase pH (5.22); decrease total dissolved solids (11.6 0Brix);
increase transmitance (1.41 %T); and decrease viscosity (11.76 cP).
Keywords: super red dragon fruit, juice clarification, pectin, enzyme,
pectinesterase, polygalacturonase
xiii