Ekstraksi_minyak_kelapa_secara_enzimatik_oleh_kapa.pdf

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/266419090

EKSTRAKSI MINYAK KELAPA SECARA ENZIMATIK OLEH KAPANG, KAMIR, DAN BAKTERI Article

CITATIONS

READS

0

704

10 authors, including: Joko Sulistyo

Achmad Dinoto

Universiti Malaysia Sabah (UMS)

Indonesian Institute of Sciences

28 PUBLICATIONS   81 CITATIONS   

17 PUBLICATIONS   127 CITATIONS   

SEE PROFILE

SEE PROFILE

Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Enzymatic Synthesis of Polyphenol Glycosides Catalyzed by Transglycosylation Reaction of Cyclodextrin Glucanotransferase Derived from Trichoderma viride View project

All content following this page was uploaded by Achmad Dinoto on 11 April 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file.

Berk. Penel. Hayati Edisi Khusus: 4C (59–63), 2011



EKSTRAKSI MINYAK KELAPA SECARA ENZIMATIK OLEH KAPANG, KAMIR, DAN BAKTERI Rita Dwi Rahayu, Joko Sulistyo, dan Achmad Dinoto Bidang Mikrobiologi, Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia LIPI Jn Raya Jakarta-Bogor Km 46, Cibinong Science Center, Cibinong 16911 Indonesia Tel. +62-21-8762066 Fax. +62-21- 8765062

ABSTRACT To understand the enzimatic capacities for coconut oil extraction, three microbial isolates representing Aspergillus oryzae K1A(mold), Candida rugosa K2A (yeast), and Lactobacillus plantarum K3A (bacteria) were compared. We confirmed that all tested strains produced amylase, protease, and lypase. However, among tested strains, Lactobacillus pantarum K3A showed the highest activities of amylase and protease reaching 1,0 IU/ mL and 2,5 IU/mL, respectively, under the laboratorial condition. As predicted, those enzymes were related to oil extraction yielding the highest oil recovery from coconut milk as much of 24, 5% (v/v). Key words: coconut oil, enzimatic extraction, Aspergilus oryzae,Candida rugosa, Lactobacillus plantarum

PENDAHULUAN

BAHAN DAN CARA KERJA

Perkembangan teknologi untuk meningkatkan mutu minyak kelapa dalam dunia perindustrian semakin meningkat, diantaranya dengan cara produksi minyak kelapa secara fermentasi (Rosental et al.,1996). Minyak kelapa murni (VCO) merupakan minyak kelapa yang dihasilkan dengan cara proses ini. VCO mengandung asam laurat yang tinggi sekitar 50%, yaitu lemak jenuh dengan rantai karbon sedang (C-12) yang biasa disebut medium chain fatty acid (MCFA). Minyak kelapa yang diproduksi secara fermentasi mengandung asam lemak bebas dan kadar air yang rendah (0,02–0,03%), bening, berbau harum dan daya simpannya lebih dari 1 tahun (Rindengan dan Novarianto 2004). Produksi minyak kelapa secara fermentasi atau enzimatik melibatkan penggunaan ragi, mikroba atau enzimenzim pemecah emulsi santan. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, pH, suhu dan lamanya reaksi enzimatik (Pelczar dan Chan, 1986). Mikroba yang digunakan dipilih yang memiliki aktivitas proteolitik, amilolitik dan lipolitik. Ketiga enzim tersebut diperlukan untuk menghidrolisis protein, karbohidrat dan lemak dalam santan. Prinsip dasar dari fermentasi minyak kelapa adalah membuat emulsi santan menjadi tidak stabil sehingga karbohidrat dan protein dapat dipecah untuk menghasilkan minyak (Ishwanto, 2001). Penelitian ini menggunakan isolat jamur Aspergillus oryzae K1A, khamir Candida rugosa K2A dan bakteri Lactobacillus plantarum K3A karena ke tiga isolat bersifat proteolitik dan amilolitik. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik masing-masing isolat sebagai induksi dalam proses fermentasi pembuatan VCO.

Penelitian dilaksanakan dalam dua tahap. Tahap �������������� pertama pembuatan starter cair. Tahap ke dua pembuatan VCO. Pembuatan Starter Cair Formulasi starter: Ekstrak buah nanas 2%, gula putih 0,5%, molase 0,5%, tepung kedele 1,0% dan air kelapa. pH 4,5–7 dengan menggunakan 3 isolat yaitu jamur (K1A) Aspergillus oryzae, yeast (K2A) Candida rugosa dan bakteri (K3A) Lactobacillus plantarum. Starter yang dihasilkan berupa starter cair dan padat, masing-masing perlakuan 3 ulangan. Starter diinokulasi selama 5 hari dan di sacker 150 rpm. Parameter yang diamati: warna, aroma, tekstur, pH, enzim lipase, protease, dan amilase. Pembuatan VCO Kelapa diparut diambil santannya diberi air panas 30% suhu sekitar 40�° C ditambah stater cair 1% diinkubasi selama 10–15 jam pada suhu sekitar 43�° C dan dipanen. Hasil panen berupa limbah cair VCO dibagian bawah dan limbah padat yang bercampur dengan VCO dibagian atas. Parameter yang diamati pada VCO adalah warna, aroma, rendemen VCO, kandungan b-karoten, kandungan trigliserida serta asam asetat, lactat, pirufat, malat, oxalate, kaproat, kaprilat, kaprat, laurat, miristat, palmitat, oleat dan linoleat. Pada limbah padat dan cair diamati pH dan warna. Prosedur Analisis Asam-asam Organik (Bevilacqua dan Califano, 1989) Sampel ± 5 gram ditambahkan ke dalam 50 ml buffer asetonitril. Buffer dibuat dengan mengatur pH 0,4% larutan asetonitril (v/v) dalam 0,5% (w/v) larutan (NH 4)2PO4

60

Ekstraksi Minyak Kelapa Secara Enzimatik oleh Kapang, Kamir, dan Bakteri

dalam air dengan H3PO4 sehingga pH 2,24. Campuran yang dihasilkan dihomogenisasi dan diekstraksi selama 1 jam. Seterusnya disentrifus pada 7.780 × g selama 5 menit. Supernatan yang dihasilkan disaring sekali melalui kertas saring dan dua kali melalui penyaring membran berukuran 0,45 mm. Selanjutnya sampel diinjeksikan ke HPLC. Kondisi HPLC fase gerak asam sulfat 0,05 M dan fase bondapack 10 ml. Penentuan Rendemen VCO Rendemen ditentukan dengan metode gravimetric (v/v) dengan rumus: Volume minyak terbentuk (ml) Rendemen = × 100% Volume krim minyak (ml) Penentuan Kadar Air Sampel VCO ditimbang sebanyak 10 gram ke dalam cawan petri yang telah ditentukan berat kosongnya. Sampel yang telah ditimbang kemudian ditempatkan ke dalam oven bersuhu 105�° C selama 2 jam kemudian sampel dari oven didinginkan ke dalam desikator selama ± 15 menit. Sampel ditimbang dengan teliti setiap 30 menit. Pengamatan dilakukan secara triplo (Suminar et al., 2001). Kadar air =

A–B × 100% A

Keterangan: A = berat sampel minyak sebelum di oven B = berat sampel minyak setelah di oven Prosedur Analisis Enzim Amilase Persiapan ekstrak enzim 10 gram sampel masing-masing perlakuan ditambah 20 ml 0,1 M Buffer Mellvine pH 7,0 menggunakan homogenizer. Homogenat kemudian disentrifus pada kecepatan 12.860� × �� g��������������������������������� selama 10 menit dan filtratnya digunakan sebagai ekstrak enzim. Analisis enzim amylase Aktivitas α���������������������������������� ����������������������������������� -amilase diukur dengan Metode DNS (dinitro salisilic acid) pada substrat pati terlarut. Larutan maltosa 0,2% (w/v) digunakan sebagai standar. Sampel dibuat dengan prosedur 0,1 ml ekstrak enzim (crude enzim) ditambah 0,9 ml BFS. Kemudian ditambah 1 ml larutan pati terlarut (soluble starch). Larutan tersebut dikocok (vortex). Selanjutnya diinkubasi pada suhu 50° C selama 30 menit dengan penggoyangan (shaker) 50 rpm. Setelah itu ditambahkan 3 ml reagen DNS dan dipanaskan dalam water bath dalam keadaan mendidih selama 5 menit. Didinginkan hingga mencapai suhu ruang, kemudian ditambah aquabides sebanyak 9 ml. Larutan tersebut dikocok dengan cara membalikkan tabung (mix by inversion) untuk menyatukan

gradasi warna. Selanjutnya diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada ��λ� ������������������������������ 550 nm. Blanko/kontrol dibuat dengan prosedur 1 ml larutan pati terlarut (soluble starch) dikocok (vortex) kemudian diinkubasi pada suhu 50oC selama 30 menit dengan penggoyangan (shaking) 50 rpm. Setelah itu ditambahkan 3 ml reagen DNS. Selanjutnya dilakukan penambahan 0.1 ml ekstrak enzim (crude enzim) dan 0,9 ml BFS. Pemanasan dalam water bath mendidih dalam waktu 5 menit. Setelah didinginkan hingga sama dengan suhu ruang, ditambahkan aquabides sebanyak 9 ml dan absorbansinya diukur pada λ��� 550 ������������������������ nm. Satu unit enzim amilase adalah besarnya aktivitas yang dibutuhkan untuk membebaskan 1 μ������������������������������������� �������������������������������������� mol maltosa per menit per ml ekstrak enzim. Prosedur Analisis Enzim Protease Persiapan ekstrak enzim 5 gram sample masing-masing perlakuan ditambah 10 ml 65 mM larutan buffer fospat pH 7,0 menggunakan homogenizer. Homogenat kemudian disentrifus pada 12.860��������������������������������������������������� × g������������������������������������������������ selama 10 menit dan filtrat digunakan sebagai ekstrak enzim. Analisis enzim protease Aktivitas protease diukur dengan menggunakan substrat kasein. L-tyrosin 1,1 mM digunakan sebagai larutan standart. Sampel dibuat dengan prosedur 5 ml reagen B dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan suhu diatur menjadi 37° C, kemudian ditambahkan 1 ml ektrak enzim.Larutan tersebut diinkubasi pada suhu 37° C selama 30 menit dengan penggoyangan 200 rpm. Larutan diambil kira-kira sebanyak 6 ml atau 3 tabung sentrifus kecil dan disentrifuse dengan kecepatan 15.880 x g selama 5 menit pada suhu 4° C. Blanko dibuat dengan prosedur 5 ml reagen C dan 1 ml ekstrak enzim, kemudian diinkubasi pada suhu 37° C selama 30 menit dengan penggoyangan 200 rpm. Larutan diambil kira-kira sebanyak 6 ml atau 3 tabung sentrifuse kecil dan disentrifus dengan kecepatan 15.880 × g selama 5 menit pada suhu 4° C. Selanjutnya dilakukan pembentukan warna yang dibuat dengan cara sebanyak 2 ml filtrat sampel dan 2 ml filtrat blanko dimasukkan ke dalam dua buah tabung yang berbeda. Ke dalam masing-masing tabung ditambahkan 5 ml reagen E dan 1 ml reagen D. Larutan diinkubasi pada suhu 37° C selama 30 menit dengan penggoyangan 200 rpm. Larutan diukur absorbansinya pada λ�������� �� ������� 660 nm. HASIL Hasil pengamatan starter enzimatik VCO dapat dilihat pada Tabel 1 dan Gambar 1.

61

Rahayu, Sulistyo, dan Dinoto Tabel 1. Hasil pengamatan starter enzimatik VCO Perlakuan

pH starter

K1A K2A K3A

5,5 7,0 3,0

Amylase 0,9 0,9 1,0

Enzim (IU/ml) protease 1,2 2,2 2,5

lipase 1,4 1,5 1,6

Warna

Aroma

Tekstur

Coklat Coklat muda Coklat muda

tempe Nanas Tahu

Ada gumpalan Sedikit gumpalan Gumpalan halus

Keterangan: K1A : Starter menggunakan isolat L. plantarum K2A : Starter menggunakan isolat C. rugosa K3A : Starter menggunakan isolat A. oryzae ������ pH starter sebelum diinkubasi 5,5

Gambar 1.  Hasil produksi stater cair VCO dengan menggunakan Isolat K1A, K2A dan K3A

Tabel 2. Hasil pengamatan organoleptik VCO dan limbah VCO Konsen Trasi (%)

Perlakuan K1A starter cair

0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0

K2A starter cair K3A starter cair Kontrol

warna Limbah padat Coklat muda

VCO Putih bening Putih bening

Coklat muda

Putih susu

Putih bening

Coklat muda

Putih susu

Putih bening

Coklat muda

Putih susu

Rendemen VCO (%)(v/v)

Aroma VCO

Limbah cair Putih susu

Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Agak netral agak netral Agak netral Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak Sedikit aroma minyak

20.9

20.7

24.5

15.3

Tabel 3. Hasil analisa asam-asam organic VCO menggunakan starter cair isolat K1A, K2A, dan K3A VCO

Asetat

Laktat

Pirufat

K1A K2A K3A Kontrol

11 9 10 9

76 86 46 16

42 47 11 36

Malat Oksalat Kaproat Kaprilat Kaprat Laurat 16 13 12 21

10 9 9 9

1.91 1.37 -

10.74 7.71 7.85 9.30

7.25 2.70 2.65 8.03

41.96 48.24 49.17 40.96

Miristat Palmitat 18.86 19.34 19.73 19.02

9.65 9.05 9.13 9.90

Oleat

linoleat

7.79 11.48 11.31 12.64

1.16 0.13 0.12 0.07

62

Ekstraksi Minyak Kelapa Secara Enzimatik oleh Kapang, Kamir, dan Bakteri

Tabel 4. Hasil analisa trigliserida dan kadar air VCO menggunakan stater cair dengan isolat K1A, K2A dan K3A No

VCO

Trigliserida (IU/ml)

Satuan

metode

Kadar air (%)

1 2 3 4

K1A stater cair K2A starter cair K3A starter cair Kontrol

0.71 0.65 0.7 0.58

IU/ml IU/ml IU/ml IU/ml

Spektrofotometri Spektrofotometri Spektrofotometri Spektrofotometri

0.08 0.08 0.06 0.12

PEMBAHASAN Pada perlakuan starter cair VCO menggunakan isolat K3A, hasil analisa enzim amilase (1 IU/ml), protease (2,5 IU/ml) dan lipase (1,6 IU/ml) paling tinggi dibanding dengan menggunakan isolat K2A amilase (0,9 IU/ml), protease (2,2 IU/ml) dan lipase (1,5 IU/ml) serta paling rendah dengan penggunaan isolat K1A yaitu amilase (0,9 IU/ml), protease (1,2 IU/ml) dan lipase (1,4 IU/ml) (Tabel 1). Dari hasil tersebut dapat dikemukakan bahwa penggunaan L. plantarum lebih direkomendasikan dibanding ke dua isolat lainnya karena sebaiknya mikroba yang digunakan dipilih yang memiliki aktivitas proteolitik, amilolitik dan lipolitik. Ketiga enzim tersebut diperlukan untuk menghidrolisis protein, karbohidrat dan lemak dalam santan. Prinsip dasar dari fermentasi minyak kelapa adalah membuat emulsi santan menjadi tidak stabil sehingga karbohidrat dan protein dapat dipecah untuk menghasilkan minyak (Ishwanto, 2001). Pengamatan organoleptik menunjukkan bahwa warna pada starter K3A relatif lebih muda dibanding K1A dan K2A (Gambar 1). Demikian juga dengan tekstur K3A lebih halus dibanding dengan K1A dan K2A (Gambar 1) sehingga lebih efektif dalam menstimulir proses fermentasi. Sedang aroma masing-masing mempunyai aroma yang khas. Pembuatan VCO dengan stater, menggunakan konsentrasi 0,5%, 1% dan 2% dengan tujuan untuk mengetahui apakah dengan konsentrasi yang lebih tinggi dihasilkan rendemen VCO yang tinggi pula. Rendemen VCO antar perlakuan konsentrasi starter hampir sama. Rendemen ��������� VCO paling tinggi pada perlakuan starter K3A (24,5%) disusul perlakuan stater K1A (20,9%) dan perlakuan starter K2A (20,7%) paling rendah kontrol (15,3%) (Tabel 2). Terlihat bahwa perlakuan starter K3A dengan menggunakan isolat L. plantarum memiliki rendemen VCO tertinggi yang disebabkan aktivitas enzim amilase dan lipase starter cair paling tinggi. Kedua enzim penting untuk memecah globula glukoprotein pada santan kelapa. Keunggulan VCO terletak pada kandungan asam lauratnya juga asam kaprilat, kaprat, dan miristat. Asam laurat adalah lemak jenuh dengan rantai karbon sedang (C12) yang biasa disebut medium chain fatty acid (MCFA).

Senyawa ini dalam tubuh dapat membentuk monolaurin yang dapat membunuh virus, bakteri dan jamur. Demikian juga asam kaprilat (C-8), asam kaprat (C-10) dan asam miristat (C-14) yang terkandung dalam VCO menentukan daya bunuh VCO terhadap mikroorganisme (Wibowo, 2005). Pada perlakuan menggunakan isolat L. plantarum, kandungan asam laurat paling tinggi yaitu 49,17 IU/ml untuk VCO menggunakan starter cair. Kemudian disusul perlakuan menggunakan C. rugosa 48,24 IU/ml. Untuk isolat A. oryzae lebih rendah lagi yaitu 41,96 IU/ml. Sedang kontrol paling rendah 40,96 IU/ml. Pada pengamatan organoleptik warna VCO baik perlakuan starter menggunakan isolat K1A, K2A dan K3A semuanya sama yaitu putih bening. Warna limbah padat (coklat muda) dan limbah cair (putih susu) juga sama untuk semua perlakuan. Tetapi aroma VCO dengan menggunakan isolat K3A lebih netral dibanding K1A dan K2A. Kandungan trigliserida pada VCO diharapkan rendah, dengan harapan konsumen tidak mengalami penambahan trigliserida setelah mengkonsumsi VCO. VCO dengan perlakuan strter cair paling paling rendah yaitu K2A (0,65 IU/ml) kemudian K3A (0,70 IU/ml) dan paling tinggi K1A yaitu 0,71 IU/ml. Pada kontrol cukup rendah yaitu 0,58 IU/ml.Pada konsumen dengan kandungan trigliserida tinggi di badannya disarankan mengkonsumsi VCO tidak terlalu banyak. Minyak kelapa yang diproduksi secara fermentasi mengandung asam lemak bebas dan kadar air yang rendah (0,02 – 0,03%), bening berbau harum dan daya simpannya lebih dari 1 tahun (Rindengan dan Novarianto 2004). Kadar air VCO dalam penelitian ini sekitar 0,06% - 0,08% kecuali perlakuan kontrol 0,12%. Hal ini disebabkan karena proses pemanenan VCO hanya dengan penyaringan menggunakan kertas saring mengandalkan gaya gravitasi bumi. untuk mengurangi kandungan kadar airnya, perlu dilakukan penguapan air dalam VCO dengan menggunakan alat semacam water bath. VCO yang dihasilkan secara fermentasi tidak menggunakan pemanasan sehingga dapat menjaga keutuhan kandungan asam lemak yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Pembuatan starter VCO dapat menggunakan

Rahayu, Sulistyo, dan Dinoto

jamur, bakteri ataupun khamir dengan pemakaian 1% pada pembuatan VCO. Kandungan asam laurat dan rendemen tertinggi pada VCO dengan menggunakan isolat L. plantarum. Kandungan trigliserida VCO dengan ragi lebih rendah dibanding dengan stater. KEPUSTAKAAN Bevilacqua AE dan Califano AN, 1989. Determination of Organic Acid in Dairy Product by High Performance Liquid Chromatography. Journal of Food Science 56 (4), 1076–1077. Ishwanto T, 2001. Bioproses Enzimatik dan Purifikasi Minyak Kelapa Fermentasi (fermikel). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, Universitas Juanda.

63

Pelczar MJ dan Chan ECS, 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. UI Press, Jakarta. Rindengan B dan Novarianto H. 2004. Minyak Kelapa Murni dalam Pembuatan dan Pemanfaatan. Ed Ke-1. Penebar Swadaya, Jakarta. Rosenthal A, Pyle DL, dan Niranjan K, 1996. ������������ Aqueous and Enzymatic Processes for Edible Oil Extractin. J Enzy Mirc Tech 19: 402–420. Suminar S, Sugita P, Tohir D, dan Farid M. 2003. �������������� Kimia Organik II. Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Wibowo S, 2005. VCO dan Pencegahan Komplikasi Diabetes. Pawon Publishing, Jakarta.

View publication stats