i
PENGARUH KONSENTRASI AMMONIUM SULFAT
DAN pH PENGENDAPAN TERHADAP AKTIVITAS
ENZIM PROTEASE DAN KADAR PROTEIN DALAM
PROSES ISOLASI ENZIM PROTEASE DARI DAUN
KELOR
Laporan Penelitian
Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar
sarjana di bidang Ilmu Teknik Kimia
oleh:
Deky Septianto Hadi Saputra (2014620070)
Pembimbing:
Ir.Y.I.P. Arry Miryanti, M.Si.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
BANDUNG
2017
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PENGARUH KONSENTRASI AMMONIUM SULFAT DAN pH
PENGENDAPAN TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PROTEASE
DAN KADAR PROTEIN DALAM PROSES ISOLASI ENZIM
PROTEASE DARI DAUN KELOR
CATATAN :
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung, 9 Januari 2018
Pembimbing
Ir.Y.I.P. Arry Miryanti, M.Si
iii
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Katolik Parahyangan
SURAT PERNYATAAN
Saya, yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Deky Septianto Hadi Saputra
NRP : 6214070
Dengan ini menyatakan bahwa laporan penelitian dengan judul :
PENGARUH KONSENTRASI AMMONIUM SULFAT DAN pH PENGENDAPAN
TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PROTEASE DAN KADAR PROTEIN DALAM
PROSES ISOLASI ENZIM PROTEASE DARI DAUN KELOR
adalah hasil pekerjaan saya, dan seluruh ide, pendapat materi dari sumber lain, telah
dikutip dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak sesuai
dengan kenyataan, maka saya bersedia menanggung sanksi sesuai peraturan yang berlaku.
Bandung, 9 Januari 2018
Deky Septianto Hadi Saputra
(6214070)
iv
LEMBAR REVISI
JUDUL : PENGARUH KONSENTRASI AMMONIUM SULFAT DAN pH
PENGENDAPAN TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PROTEASE
DAN KADAR PROTEIN DALAM PROSES ISOLASI ENZIM
PROTEASE DARI DAUN KELOR
CATATAN :
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung, 9 Januari 2018
Penguji I Penguji II
Dra. H. Maria Inggrid, M.Sc Hans Kristianto, ST, MT
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih, anugerah, dan pimpinan-
Nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Penelitian yang berjudul “Pengaruh
Konsentrasi Ammonium Sulfat dan pH Pengendapan terhadap Aktivitas Enzim
Protease dan Kadar Protein dalam Proses Isolasi Enzim Protease dari Daun Kelor ”
ini dengan baik. Penulis menyadari terdapat beberapa hambatan selama proses penyusunan
laporan penelitian ini, namun penulis banyak mendapat bimbingan, saran, motivasi,
pengarahan, dan bantuan informasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih sedalam-dalamnya kepada :
1. Ir.Y.I.P. Arry Miryanti, M.Si selaku dosen pembimbing yang selalu mengarahkan,
membimbing, memberikan masukan, dan memberikan motivasi selama proses
penyusunan laporan penelitian ini.
2. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan juga
doa kepada penulis selama proses penyusunan laporan penelitian ini.
3. Teman-teman Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas
Katolik Parahyangan yang turut memberikan dukungan dan semangat kepada
penulis selama proses penyusunan proposal penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan penelitian ini masih terdapat
beberapa kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis. Oleh karena itu,
penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari para pembaca,
sehingga dapat menyempurnakan laporan penelitian ini. Akhir kata, penulis memohon
maaf sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan dalam penyusunan laporan penelitian ini.
Semoga laporan penelitian ini dapat berguna dan bermanfaat bagi banyak pihak.
Bandung, 9 Januari 2018
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………………..i
LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………………….ii
SURAT PERNYATAAN…………………………………………………………………iii
LEMBAR REVISI………………………………………………………………………..iv
KATA PENGANTAR…………………………………………………………………….v
DAFTAR ISI……………………………………………………………………………...vi
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………………...xi
DAFTAR TABEL……………………………………………………………………….xiii
INTISARI………………………………………………………………………………..xiv
ABSTRACT………………………………………………………………………………xv
BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………………...16
1.1 Latar Belakang……………………………………………………………………..16
1.2 Tema Sentral Masalah……………………………………………………………...18
1.3 Identifikasi Masalah………………………………………………………………..18
1.4 Premis………………………………………………………………………………18
1.5 Hipotesis……………………………………………………………………………18
1.6 Tujuan Penelitian…………………………………………………………………...20
1.7 Manfaat Penelitian………………………………………………………………….20
BAB II TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………………21
2.1 Daun Kelor…………………………………………………………………………21
2.2 Protein……………………………………………………………………………...24
2.3 Enzim………………………………………………………………………………27
2.3.1 Mekanisme Kerja Enzim………………………………………………………28
2.4 Enzim Protease……………………………………………………………………..29
2.4.1 Pengertian Enzim Protease…………………………………………………….29
vii
2.4.2 Klasifikasi Enzim Protease…………………………………………………….30
2.4.3 Mekanisme Umum Hidrolisis Enzimatik oleh Enzim Protease……………….32
2.5 Isolasi Enzim Protease……………………………………………………………..32
2.5.1 Ekstraksi Enzim Protease dari Daun Kelor……………………………………32
2.5.2 Pengendapan Enzim Protease dari Daun Kelor………………………………..33
2.5.3 Analisis Kadar Protein…………………………………………………………36
2.5.4 Analisis Aktivitas Enzim………………………………………………………38
2.6 Penelitian Terdahulu tentang Isolasi Enzim Protease……………………………...39
BAB III BAHAN DAN METODE……………………………………………………….45
3.1 Bahan……………………………………………………………………………….45
3.1.1 Bahan Baku…………………………………………………………………….45
3.1.2 Bahan Analisis…………………………………………………………………45
3.2 Peralatan……………………………………………………………………………45
3.2.1 Peralatan Utama………………………………………………………………..45
3.2.2 Peralatan Pendukung…………………………………………………………..45
3.3 Prosedur Penelitian…………………………………………………………………46
3.3.1 Persiapan Sampel………………………………………………………………46
3.3.2 Penelitian Pendahuluan………………………………………………………...47
3.3.3 Penelitian Utama……………………………………………………………….48
3.3.4 Analisis………………………………………………………………………...49
3.4 Analisis Varian pada Penelitian……………………………………………………50
3.5 Lokasi dan Jadwal Kerja Penelitian………………………………………………..51
BAB IV PEMBAHASAN………………………………………………………………..53
4.1 Persiapan Sampel…………………………………………………………………..53
4.2 Penelitian pendahuluan…………………………………………………………….54
4.3 Penelitian Utama…………………………………………………………………...57
4.3.1 Aktivitas Enzim Protease pada Penelitian Utama……………………………..59
viii
4.3.2 Kadar Protein pada Penelitian Utama………………………………………….61
4.3.3 Pengujian Kondisi Operasi Terbaik Enzim Protease Terbaik pada Penelitian
Utama………………………………………………………………………………...63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………….67
5.1 Kesimpulan………………………………………………………………………...67
5.2 Saran………………………………………………………………………………..67
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………….68
LAMPIRAN A ANALISIS KIMIA……………………………………………………...71
A.1 Analisis Aktivitas Enzim Protease dari Daun Kelor………………………………71
A.2 Analisis Kadar Protein……………………………………………………………..73
LAMPIRAN B MATERIAL SAFETY DATA SHEET………………………………….75
B.1 NaH2PO4…………………………………………………………………………...75
B.2 Na2HPO4.7H2O…………………………………………………………………….76
B.3 Asam Askorbat…………………………………………………………………….77
B.4 EDTA……………………………………………………………………………...78
B.5 Na2CO3 anhidrat…………………………………………………………………...80
B.6 NaOH………………………………………………………………………………81
B.7 CuSO4.5H2O……………………………………………………………………….82
B.8 Na-tartrat…………………………………………………………………………...83
B.9 Folin-Ciocalteau…………………………………………………………………...85
B.10 Bovin Serum Albumin (BSa)…………………………………………………….86
B.11 Kalium Fosfat…………………………………………………………………….87
B.12 Kasein…………………………………………………………………………….88
B.13 HCl……………………………………………………………………………….89
B.14 Trikloroasetat (TCA)……………………………………………………………..91
B.15 Tirosin…………………………………………………………………………….92
B.16 Ammonium Sulfat…………………………..........................................................93
ix
LAMPIRAN C HASIL ANTARA……………………………………………………….95
C.1 Hasil Analisis Aktivitas Enzim Protease pada Penelitian Utama………………….95
C.1.1 Analisis Aktivitas Enzim Protease dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
50%..............................................................................................................................95
C.1.2 Analisis Aktivitas Enzim Protease dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
60%..............................................................................................................................95
C.1.3 Analisis Aktivitas Enzim Protease dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
70%..............................................................................................................................95
C.1.4 Hasil Analisis Aktivitas Enzim Protease……………………………………...95
C.2 Hasil Analisis Varian untuk Aktivitas Enzim Protease pada Penelitian Utama…...95
C.3 Hasil Analisis Kadar Protein pada Penelitian Utama……………………………..96
C.3.1 Analisis Kadar Protein dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
50%..............................................................................................................................96
C.3.2 Analisis Kadar Protein dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
60%..............................................................................................................................96
C.3.3 Analisis Kadar Protein dengan Konsentrasi Ammonium Sulfat
70%..............................................................................................................................96
C.3.4 Hasil Analisis Kadar Protein…………………………………………………..96
C.4 Hasil Analisis Varian untuk Kadar Protein pada Penelitian Utama……………….96
C.5 Hasil Pengujian Kondisi Operasi Optimum……………………………………….97
LAMPIRAN D GRAFIK…………………………………………………………………98
D.1 Grafik Konsentrasi Tirosin terhadap Absorbansi………………………………….98
D.2 Grafik Konsentrasi BSa terhadap Absorbansi……………………………………..98
D.3 Grafik Konsentrasi Ammonium Sulfat terhadap Aktivitas Enzim Protease pada
Berbagai Variasi pH Pengendapan……………………………………………………99
D.4 Grafik Konsentrasi Ammonium Sulfat terhadap Kadar Protein pada Berbagai
Variasi pH Pengendapan……………………………………………………………...99
D.5 Grafik Pengujian Kondisi Operasi Optimum…………………………………….100
x
LAMPIRAN E PERHITUNGAN……………………………………………………….101
E.1 Perhitungan Absorbansi…………………………………………………………..101
E.2 Perhitungan Aktivitas Enzim Protease…………………………………………...101
E.3 Perhitungan Kadar Protein……………………………………………………….102
E.4 Pembuatan Ammonium Sulfat Kejenuhan Tertentu……………………………...102
E.5 Rancangan Percobaan…………………………………………………………….103
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Daun Kelor ...................................................................................................... 23
Gambar 2. 2 Struktur primer protein ................................................................................... 26
Gambar 2. 3 Struktur -helix protein .................................................................................. 26
Gambar 2. 4 Struktur tersier protein .................................................................................... 27
Gambar 2. 5 Skema mekanisme kerja enzim secara induced-fit ......................................... 29
Gambar 2. 6 Skema mekanisme kerja enzim secara Lock and Key .................................... 29
Gambar 2. 7 Struktur Enzim Protease ................................................................................. 30
Gambar 2. 8 Mekanisme Umum Hidrolisis Enzimatik Substrat Peptida ............................ 32
Gambar 2. 9 Pengendapan Protein dengan Metode Salting In dan Salting Out .................. 34
Gambar 2. 10 Titik isoelektrik ............................................................................................. 35
Gambar 3. 1 Diagram Alir Persiapan Sampel dari Daun Kelor .......................................... 46
Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian Pendahuluan ............................................................ 47
Gambar 3. 3 Diagram Alir Penelitian Utama ..................................................................... 49
Gambar 4. 1 Daun Kelor Halus ........................................................................................... 54
Gambar 4. 2 Ekstrak Kasar Enzim Protease dari Daun Kelor ............................................. 55
Gambar 4. 3 Hasil Analisis Aktivitas Enzim Protease pada Penelitian Pendahuluan ......... 56
Gambar 4. 4 Hasil Analisis Kadar Protein pada Penelitian Pendahuluan ........................... 56
Gambar 4. 5 Pengendapan Protein dengan Metode Salting In dan Salting Out .................. 57
Gambar 4. 6 Hasil Analisis Aktivitas Enzim Protease pada Penelitian Utama ................... 59
Gambar 4. 7 Hasil Analisis Kadar Protein pada Penelitian Utama ..................................... 62
Gambar 4. 8 Hasil Kondisi Operasi Terbaik pada Penelitian Utama .................................. 64
Gambar A. 1 Pembuatan Buffer Kalium Fosfat ................................................................... 71
Gambar A. 2 Pembuatan Substrat Kasein 50 % .................................................................. 71
Gambar A. 3 Pembuatan Natrium Karbonat 0,4 M ............................................................. 72
Gambar A. 4 Pembuatan Pereaksi Folin Ciocalteau (1:2) ................................................... 72
Gambar A. 5 Pembuatan Trichloro Acetic Acid (TCA) 0,1 M ............................................ 72
Gambar A. 6 Pembuatan Kurva Standar Tirosin ................................................................. 72
xii
Gambar A. 7 Analisis Aktivitas Enzim Protease ................................................................. 73
Gambar A. 8 Pembuatan Kurva Standar Protein ................................................................. 74
Gambar A. 9 Analisis Kadar Protein Metode Lowry .......................................................... 74
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. 1 Harga Enzim Protease ........................................................................................ 16
Tabel 1. 2 Premis Penelitian ................................................................................................ 19
Tabel 2. 1 Klasifikasi Daun Kelor ....................................................................................... 21
Tabel 2. 2 Kandungan Nilai Gizi Daun Kelor Segar dan Kering ........................................ 23
Tabel 2. 3 Beberapa Contoh Enzim Protease beserta Sumber dan Fungsinya .................... 31
Tabel 3. 1 Matriks Penelitian Utama ................................................................................... 50
Tabel 3. 2 Analisis Varian Penelitian Utama ...................................................................... 50
Tabel 3. 3 Jadwal Kerja Penelitian ...................................................................................... 52
Tabel 4. 1 Hasil Analisis Aktivitas Enzim Protease dam Kadar Protein pada Penelitian
Utama……………………………………………………………………………………...58
Tabel 4. 2 Analisis Varian untuk Aktivitas Enzim Protease ............................................... 61
Tabel 4. 3 Analisis Varian untuk Kadar Protein .................................................................. 63
Tabel 4. 4 Hasil Analisis Kondisi Operasi Terbaik Enzim Protease pada Penelitian
Utama……………………………………………………………………………………...64
Tabel 4. 5 Perbandingan Aktivitas Enzim Protease dan Kadar Protein dari Beberapa
Sumber Enzim Protease ....................................................................................................... 65
Tabel E. 1 Hasil Analisis Varian untuk Aktivitas Enzim Protease ................................... 103
xiv
INTISARI
Daun kelor adalah salah satu bahan penghasil enzim protease. Enzim protease ini
merupakan enzim yang banyak digunakan pada berbagai macam industri seperti industri
deterjen, kulit, tekstil, makanan, pengolahan susu, farmasi, bir dan limbah. Untuk
memenuhi kebutuhan enzim protease masih dengan cara impor. Sehingga dibutuhkan
alternatif bahan lain untuk menghasilkan enzim protease yaitu salah satunya berasal dari
daun kelor. Permasalahan ini menjadi salah satu dasar pemikiran dalam memenuhi
kebutuhan akan enzim protease. Enzim protease yang berasal dari daun kelor bisa
didapatkan dengan salah satu cara yaitu isolasi enzim protease. Tujuan penelitian adalah
untuk mengetahui pengaruh konsentrasi ammonium sulfat dan pH pengendapan terhadap
aktivitas enzim protease dan kadar protein dalam proses isolasi enzim protease dari daun
kelor. Manfaat penelitian adalah menambah wawasan mengenai pengaruh konsentrasi
ammonium sulfat dan pH pengendapan terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein
dalam proses isolasi enzim protease dari daun kelor.
Metode penelitian yang dilakukan meliputi tahap persiapan sampel, penelitian
pendahuluan, dan penelitian utama. Persiapan sampel dilakukan dengan mencuci daun
kelor lalu dikeringkan dengan oven pada temperatur 40oC selama 24 jam dan diblender
hingga halus lalu diayak. Penelitian pendahuluan meliputi ekstraksi enzim protease kasar
dari daun kelor dengan variasi kecepatan sentrifugasi (8000, 10000 dan 12000 rpm).
Penelitian utama yang dilakukan meliputi proses pengendapan ekstrak enzim protease
kasar hasil penelitian pendahuluan dengan cara pengendapan. Enzim protease kasar
diendapkan dengan menambahkan ammonium sulfat pada berbagai konsentrasi (50, 60 dan
70 %b/v) secara bertahap dalam pH pengendapan tertentu (5,5 ; 6,5 ; dan 7,5 ). Analisis
yang dilakukan meliputi analisis aktivitas enzim protease dengan menggunakan metode
Sigma’s Non Specific Protease Activity Assay pada panjang gelombang ( 660 nm dan
kadar protein dengan menggunakan metode Lowry pada panjang gelombang ( 550 nm .
Rancangan percobaan yang dilakukan adalah rancangan percobaan dua faktorial.
Rancangan percobaan dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari konsentrasi ammonium
sulfat dan pH pengendapan terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein dari daun
kelor, dan interaksi dari kedua variabel tersebut. Pada hasil penelitian utama ekstrak kasar
yang mempunyai aktivitas enzim protease dan kadar protein yang tinggi kemudian
dilakukan pengujian kondisi operasi enzim protease dengan memvariasikan pH (5, 6, dan
7) dan tempertatur inkubasi (35, 45, dan 55oC).
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan tingkat kepercayaan 95%,
konsentrasi ammonium sulfat dan pH pengendapan berpengaruh terhadap aktivitas enzim
protease dan kadar protein, dengan tingkat kepercayaan 95%, terdapat interaksi antara
konsentrasi ammonium sulfat dan pH pengendapan terhadap aktivitas enzim protease dan
kadar protein, hasil interaksi yang paling terbaik dalam penelitian adalah saat konsentrasi
ammonium sulfat 60 %b/v dan pH pengendapan 6,5 dengan aktivitas enzim protease
sebesar 0,22 Unit/ml dan kadar protein sebesar 0,20 mg/ml, kondisi operasi terbaik untuk
aktivitas enzim protease adalah pada temperatur 45oC dan pH buffer fosfat 6 yaitu sebesar
2,16 Unit/ml.
Kata kunci: daun kelor, enzim protease, isolasi enzim protease.
xv
ABSTRACT
Moringa leaf is one of the protease enzyme producing materials. The protease
enzyme is an enzyme widely used in various industries such as detergent, leather, textile,
food, dairy, pharmaceutical, beer and waste industries. The growth of import of protease
enzymes with the consumption of protease enzymes does not work in balance. So it takes
alternative materials to produce protease enzymes that one of them comes from the leaves
kelor. This problem becomes one of the rationale in fulfilling requirement of protease
enzyme by isolating protease enzyme from kelor leaf. The aim of this research is to know
the influence of ammonium sulphate concentration and pH precipitation on protease
enzyme activity and protein content in isolation process of protease enzyme from kelor
leaf. The benefits of the study were to increase insight into the effect of ammonium sulfate
concentration and the pH of sedimentation on protease enzyme activity and protein content
in isolation process of protease enzyme from moringa leaf.
Research methods include sample preparation stage, preliminary research, and
main research. Preparation of the sample is done by washing Moringa leaves then dried
with oven at 40oC and blended until smooth and then filtered. Preliminary studies included
the extraction of rough protease enzymes from Moringa leaves with variations in
centrifugation rates (8000, 10000 and 12000 rpm). The main researches included the
process of precipitation of crude enzymes extracted by pretreatment. The rough protease
enzyme is precipitated by adding ammonium sulfate at various concentrations (50, 60 and
70 %b/v) gradually in a given pH buffer solution (5.5, 6.5 and 7.5). Crude extract that has
been sediment tested the activity of protease enzyme and its protein content. The analysis
included the analysis of protease enzyme activity using Sigma's Non Specific Protease
Activity Assay method at 660 nm wavelength (λ) and protein content by using Lowry
method at 550 nm (λ) wave pan. The experimental design carried out was a two factorial
experimental design. The experimental design was carried out to determine the effect of
ammonium sulfate concentration and the pH precipitation on the protease enzyme activity
and the protein content of the kelor leaf, and the interaction of the two variables. In the
main study of crude extract having protease enzyme activity and high protein content then
test the operating conditions of the protease enzyme by varying the pH (5, 6, and 7) and
incubation temperatures (35, 45, and 55oC).
The results showed that with 95% confidence level, ammonium sulphate
concentration and pH deposition influence protease enzyme activity and protein content,
with 95% confidence level, there is interaction between ammonium sulfate concentration
and pH deposition to protease enzyme activity and protein content, yield the best
interactions in the study were 60% w / v ammonium sulfate concentration and 6.5 pH
deposition with protease enzyme activity of 0.22 Unit / ml and protein content of 0.20 mg /
ml, best operating conditions for enzyme activity protease is at 45oC and pH of buffer
phosphate 6 is 2,16 Units / ml
Keywords: Moringa leaf, protease enzyme, isolation of protease enzyme.
16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan ilmu bioteknologi telah menempatkan penggunaan enzim sebagai
salah satu alternatif untuk berbagai keperluan, misalnya bidang industri dan pengobatan.
Salah satu enzim yang telah banyak dipelajari adalah enzim protease yang berfungsi
mengkatalis hidrolisis ikatan peptida pada protein. Enzim protease merupakan enzim
penting dan memiliki nilai ekonomis yang tinggi karena aplikasinya yang sangat luas.
Contoh industri pengguna enzim protease antara lain industri deterjen, kulit, tekstil,
makanan, pengolahan susu, farmasi, bir, dan limbah[15]
.
Perdagangan protease mencapai 60% dari total penjualan enzim dunia[12]
. Freedonia
Group Inc[5]
., memprediksikan pasar enzim di dunia akan meningkat, yaitu pada tahun
2013 sudah mencapai sekitar 7 milyar US$ dengan peningkatan permintaan sekitar 6,3%
per tahun. Indonesia merupakan salah satu negara yang menggunakan enzim protease
untuk beberapa aplikasi seperti untuk industri dan pengobatan. Akan tetapi, saat ini
sebagian besar kebutuhan enzim di Indonesia masih dipenuhi dengan jalan impor. Adapun
harga jual enzim protease untuk berbagai industri disajikan pada Tabel 1.1.
Tabel 1. 1 Harga Enzim Protease[5]
Indusri Harga (FOB) Harga (FOB)
( US$ 1 Rp 13.000,00)
Bentuk/Wujud
Bahan aditif pakan
ternak
US$ 15-25/kg Rp 195.000,00-325.000,00/kg Bubuk/granul
Tekstil US$ 7-8/kg Rp 91.000,00-104.000,00/kg Cair
Bahan aditif
makanan
US$ 30-50/kg Rp 390.000,00-650.000,00/kg Bubuk
Pengobatan US$ 47-69/unit Rp 611.000,00-
897.000,00/unit
Cair
Deterjen US$ 2-7/kg Rp 26.000,00-91.000,00/kg Bubuk
Harga FOB atau Free On Board pada Tabel 1.1 adalah biaya yang mencakup
transportasi dan asuransi barang sampai di pelabuhan tertentu. Hal ini tentu tidak
menguntungkan dari segi devisa maupun pengembangan bioteknolagi di Indonesia.
Keadaan ini mendorong para peneliti di Indonesia untuk mencari alternatif sumber enzim
17
yang baru. Penelitian mengenai isolasi enzim protease sebenarnya telah cukup banyak
dilakukan. Beberapa sumber enzim protease yang telah diketahui berasal dari hewan,
mikroba, dan tanaman. Tanaman merupakan sumber enzim protease terbesar (43,85%),
diikuti oleh bakteri (18,09%), jamur (15,08%), hewan (11,15%), alga (7,42%), dan virus
(4,41%) adalah tanaman (43,85%) diikuti oleh bakteri (18,09%), jamur (15,08%), hewan
(11,15%), alga (7,42%) dan virus (4,41%)[23]
.
Saat ini di Indonesia, enzim protease dari tanaman yang digunakan biasanya
didapatkan dari buah pepaya yaitu enzim papain dan buah nanas yaitu enzim bromelin.
Selain buah pepaya dan buah nanas, bahan lain yang dapat digunakan sebagai sumber
enzim protease adalah daun kelor. Penggunaan enzim protease dari daun kelor merupakan
hal yang menguntungkan. Alternatif penggunaan enzim protease dari daun kelor ini dapat
meningkatkan nilai ekonomis dan pemanfaatan dari daun kelor tersebut yang selama ini
hanya dianggap sebagai tanaman liar serta penggunaannya masih sebagai bahan untuk
sayuran dan pakan ternak saja.
Tanaman kelor (Moringa oleifera) merupakan salah satu jenis tanaman tropis yang
mudah tumbuh di daerah tropis seperti Indonesia. Tanaman kelor merupakan tanaman
perdu dengan ketinggian 7-11 meter dan tumbuh subur mulai dari dataran rendah sampai
ketinggian 700 m di atas permukaan laut. Tanaman kelor dapat tumbuh pada daerah tropis
dan subtropis pada semua jenis tanah dan tahan terhadap musim kering dengan toleransi
terhadap kekeringan sampai 6 bulan dan mudah dikembangbiakan[26]
. Di India telah
dilakukan penelitian yang meneliti tentang kandungan enzim protease dengan aktivitas
spesifik yang dihasilkan sebesar 4,27 Unit/mg yang terdapat di daun kelor[24]
. Sehingga
keberadaan tanaman kelor dapat dijadikan sebagai salah satu sumber enzim protease yang
cukup potensial.
Kandungan enzim protease yang bersumber dari daun kelor diperoleh dengan cara
isolasi enzim protease yaitu dengan cara ekstraksi dan presipitasi. Di dalam proses
ekstraksi diperlukan stabilisator yaitu EDTA dan asam askorbat untuk mempertahankan
aktivitas enzim protease yang bersumber dari daun kelor. Ekstrak kasar enzim protease dari
daun kelor ditambahkan ammonium sulfat dengan berbagai konsentrasi yang divariasikan
dan pH pengendapan yang divariasikan. Dari beberapa faktor ini akan didapat enzim
protease dengan aktivitas enzim protease dan kadar protein tertinggi. Penggunaan
ammonium sulfat karena bahan ini cukup murah, mudah larut, tidak merusak enzim jika
ditambahkan garam ammonium sulfat dan mudah didapat. pH pengendapan juga
18
mempengaruhi perolehan enzim protease sehingga pH pengendapan perlu diperhatikan
dalam ekstraksi enzim protease pada daun kelor untuk mendapatkan enzim protease dalam
daun kelor.
1.2 Tema Sentral Masalah
Adanya ketidakpastian dan ketidakjelasan faktor-faktor yang mempengaruhi
besarnya aktivitas enzim protease dan besarnya kadar protein enzim protease pada
proses isolasi enzim protease dari daun kelor. Faktor-faktor tersebut meliputi
konsentrasi ammonium sulfat dan pH pengendapan.
1.3 Identifikasi Masalah
Dari tema sentral masalah yang ada, maka dapat diidentifikasi masalah sebagai
berikut :
a. Bagaimanakah pengaruh konsentrasi ammonium sulfat terhadap aktivitas enzim
protease dan kadar protein dalam proses isolasi enzim protease dari daun kelor ?
b. Bagaimanakah pengaruh pH pengendapan terhadap aktivitas enzim protease dan kadar
protein dalam proses isolasi enzim protease dari daun kelor ?
c. Bagaimanakah interaksi antara konsentrasi ammonium sulfat dengan pH pengendapan
terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein dalam proses isolasi enzim
protease dari daun kelor ?
1.4 Premis
Premis dapat dilihat pada Tabel 1.2.
1.5 Hipotesis
Dari identifikasi masalah yang ada, maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai
berikut :
a. Sampai batas tertentu, semakin tinggi konsentrasi ammonium sulfat pada proses isolasi
enzim protease dari daun kelor maka aktivitas enzim protease dan kadar protein
semakin meningkat.
b. Sampai batas tertentu, semakin besar nilai pH pengendapan pada proses isolasi enzim
protease dari daun kelor maka aktivitas enzim protease dan kadar protein semakin
meningkat.
19
c. Terdapat interaksi antara konsentrasi ammonium sulfat dengan pH pengendapan
terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein pada proses isolasi enzim protease
dari daun kelor.
Tabel 1. 2 Premis Penelitian
No Perlakuan 1[7]
2[18]
3[27]
Persiapan Sampel
1 Bahan baku Daun kelor Buah papaya Kulit Nanas
2 Penghancuran bahan
baku
Diblender Diblender Dipotong kecil-
kecil
Ekstraksi Enzim Protease
3 Jenis larutan buffer 200 mL buffer
kalium fosfat
100 mM
buffer fosfat pH
7
200 mL larutan
buffer natrium
asetat (pH 6,5)
4 Kecepatan
sentrifugasi
10000 rpm 40000 rpm 3500 rpm
5 Temperatur saat
sentrifugasi
4oC 4
oC 4
oC
6 Waktu sentirifugasi 30 menit 30 menit 25 menit
7 Perlakuan terhadap
supernatant
Aktivitas diuji dilarutkan
dengan 5 ml
larutan buffer
fosfat pH 7
10 mL buffer
natrium asetat 0,1
M pada kisaran pH
6 - 6,5
Pengendapan Enzim Protease
8 Konsentrasi
ammonium sulfat
60 % 40, 60, dan 80%. 10,20,30,40,50,60%
9 Waktu dan
temperatur
pengendapan
24 jam, 4oC 24 jam, 4
oC 24 jam, 4
oC
pH pengendapan 7 6 7
Pengujian Aktivitas Enzim Protease
10 Kondisi inkubasi 30 menit, 37oC 10 menit, 37
oC 10 menit, 37°C
11 Metode pengujian metode Leewit
and
Pornsukawang
dan
spektrofotometer
λ = 275 nm
metode Sigma’s
Non-specific
Protease
Activity Assay
pada λ = 739
nm, Kadar
protein metode
Lowry pada λ =
749
metode Enggel dan
spektrofotometer λ
= 595 nm, kadar
protein metode
Bradford pada λ =
595 nm
12 Kondisi operasi
optimum
pH 6, 30-60oC,
penambahan
MgCl2, FeCl2,
dan ZnCl2
- -
20
1.6 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Mempelajari pengaruh konsentrasi ammonium sulfat pada proses isolasi enzim
protease terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein dari daun kelor.
b. Mempelajari pengaruh pH pengendapan pada proses isolasi enzim protease terhadap
aktivitas enzim protease dan kadar protein dari daun kelor.
c. Mempelajari interaksi antara konsentrasi ammonium sulfat dan pH pengendapan
terhadap aktivitas enzim protease dan kadar protein dalam proses isolasi enzim
protease dari daun kelor.
1.7 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Bagi mahasiswa: menambah wawasan mengenai pengaruh konsentrasi ammonium
sulfat dan pH pengendapan pada proses isolasi enzim protease dari daun kelor.
b. Bagi dunia industri: memberikan masukan bagi para peneliti mengenai sumber enzim
protease alternatif dan variabel yang berpengaruh selama proses isolasi enzim protease
dari daun kelor sehingga bisa dikembangkan di skala industri.
c. Bagi pemerintah: memberikan masukan berupa alternatif sumber enzim protease yang
berasal dari daun kelor agar dapat mengurangi impor enzim protease dan memenuhi
kebutuhan enzim protease di dalam negeri.