pengaruh konsentrasi ammonium sulfat dan ph …

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.


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,


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.


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


60%..............................................................................................................................95


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


60%..............................................................................................................................96


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.

pengaruh konsentrasi ammonium sulfat dan ph …

Documents