Embed Size (px)
Citation preview
Extended Abstract SEMINAR NASIONAL SAINSTEK 2016 Bukit Jimbaran, Bali – 19 November 2016
1
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN HIDROLISAT PROTEIN
KACANG GUDE, KACANG KOMAK DAN KACANG
BUNCIS
Ketut Ratnayani1§, Ni Made Puspawati
2
1Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana Email: [email protected]
2Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana
Email: [email protected]
EXTENDED ABSTRACT
Pada umumnya hidrolisat protein digunakan untuk memperbaiki karakteristik berbagai
produk pangan, sebagai penyedap rasa, sebagai lanjutan untuk isolasi asam amino, serta
untuk pengobatan. Selain itu hidrolisat protein juga dapat disertakan sebagai menu para
penderita gangguan pencernaan[1]
. Pemanfaatan dari segi kesehatan, yaitu hidrolisat protein
yang dilakukan secara parsial akan menghasilkan campuran komponen peptida-peptida
rantai pendek (yang bervariasi dari segi jenis, jumlah dan urutan asam aminonya), di mana
beberapa jenis di antaranya merupakan peptida yang bersifat bioaktif karena memiliki efek
fisiologis tertentu bagi organisme hidup sehingga disebut peptida bioaktif. Dalam beberapa
penelitian tentang pendekatan diet untuk mengontrol atau mencegah penyakit-penyakit
degeratif kronis, peptida bioaktif yang diturunkan dari protein biji-bijian dapat menjadi salah
satu sumber komponen yang dapat meningkatkan kesehatan. Lunasin dan BBI(Bowman-
Birk Inhibitor) merupakan contoh peptida bioaktif dari kedelai yang telah dibuktikan secara
efektif sebagai agen suppressor karsinogenesis secara in vitro dan secara in vivo pada sistem
model [2]
. Kacang kedelai merupakan jenis legum yang paling banyak diteliti hidrolisat
protein dan komponen peptida bioaktifnya, sehingga dipandang perlu dilakukan penelitian
untuk mengeksplorasi jenis kacang-kacangan lainnya yang juga mengandung kadar protein
tinggi dengan jenis protein yang spesifik yang potensial sebagai sumber protein untuk
menghasilkan hidrolisat protein dengan aktivitas biologis tertentu, dalam hal ini adalah
kacang gude, kacang buncis dan kacang komak.. Perkecambahan dapat menyebabkan
perubahan yang signifikan dalam karakteristik biokimia biji-bijian dan selama proses
tersebut, protein-protein cadangan dapat didegradasi oleh protease-protease endogen yang
aktif dalam fase perkecambahan. Hal tersebut dapat meningkatkan nilai nutrisi, karena dapat
Nama Penulis 1; Nama Penulis II; Nama Penulis III Judul Artikel Maksimum 40 karakter…
2
meningkatkan daya cerna protein, menurunkan faktor-faktor antinutrisi dan menghidrolisis
oligosakarida [3]
. Sefatie dkk tahun 2008 [4]
, menemukan bahwa proses perkecambahan
mampu meningkatkan aktivitas antioksidan pada hidrolisat protein kedelai hitam. Beberapa
peneliti sebelumnya telah meneliti aktivitas antioksidan dari kacang buncis dan kacang gude
namun tidak melakukan proses perkecambahan terhadap biji-bijian tersebut, maka dipandang
perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh perkecambahan terhadap aktivitas
antioksidan dan antibakteri. Nilai kebaruan dari penelitian ini adalah penggunaan enzim
pankreatin dalam produksi hidrolisat protein dari biji-bijian tersebut setelah melalui proses
perkecambahan.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dipandang perlu dilakukan penelitian untuk
menentukan potensi aktivitas antioksidan dan antibakteri dari hidrolisat protein kecambah
kacang komak, kacang gude dan kacang buncis yang diproduksi melalui hidrolisis oleh
enzim protease pankreatin. Untuk mencapai tujuan tersebut pada maka dilakukan serangkaian
tahap penelitian yaitu diawali dengan proses perkecambahan kacang-kacangan tersebut pada
waktu tertentu, pengovenan dan penepungan sehingga diperoleh tepung kecambah.
Selanjutnya dilakukan isolasi protein total dari tepung tersebut sehingga diperoleh serbuk
isolat proteinnya, di mana isolat protein ini akan diekstraksi dengan n-heksana untuk
membebaskannya dari kandungan lipida dan komponen non polar lainnya. Isolat protein
tersebut selanjutnya dihidrolisis dengan enzim protease pankreatin sehingga diperoleh produk
suatu hidrolisat protein, yang akan diuji aktivitas antioksidan dan antibakterinya. Sehingga
akan dapat disimpulkan kecambah jenis kacang yang manakah yang paling potensial
menghasilkan hidrolisat protein yang memiliki aktivitas antioksidan.
Berdasarkan hasil perhitungan derajat hidrolisis dari ketiga jenis kecambah kacang-
kacangan, maka dapat disimpulkan bahwa hidrolisat protein kecambah kacang komak
memiliki derajat hidrolisis tertinggi yaitu mencapai 34,12% yang menunjukkan bahwa
kemampuan enzim protease pankreatin dalam menghidrolisis protein kecambah kacang
komak (pada kondisi hidrolisis yang diterapkan) paling efektif dibandingkan dengan protein
kecambah kacang buncis dan kacang gude. Perbedaan nilai derajat hidrolisis ini disebabkan
adanya perbedaan jenis substrat protein yang dihidrolisis, mengingat aktivitas enzim akan
dipengaruhi jenis substrat yang digunakan. Meskipun substrat yang dihidrolisis sama-sama
molekul protein, namun masing-masing jenis protein dari jenis kacang yang berbeda akan
memiliki struktur molekul yang berbeda yang diakibatkan oleh perbedaan komposisi, urutan
Extended Abstract SEMINAR NASIONAL MATEMATIKA II BALI – 8 Oktober 2016
3
dan jumlah asam amino penyusunnya. Adanya perbedaan nilai derajat hidrolisis ini akan
berpengaruh besar terhadap sifat fungsional dan aktivitas biologis dari hidrolisat protein yang
dihasilkan. Aktivitas dari hidrolisat protein sebagai antioksidan disebabkan karena di dalam
hidrolisat protein terkandung campuran berbagai jenis peptida bioaktif antioksidan dan
beberapa jenis asam amino yang telah diteliti sebelumnya terbukti memiliki aktivitas
antioksidan. Beberapa jenis asam amino yang telah diteliti memiliki aktivitas antioksidan di
antaranya adalah sam amino aromatis seperti triptofan, tirosin, fenilalanin yang memiliki
gugus fungsi fenolik, indol dan imidazol, dapat bertindak sebagai donor proton bagi radikal
yang kekurangan elektron dan secara efisien menangkapnya. Keberadaaan asam amino
tirosin, triptofan, metionin, lisin dan sistein dilaporkan merupakan faktor penting yang
menentukan dalam aktivitas antioksidan dari peptida, terutama karena kemampuannya dalam
mereduksi Fe3+
menjadi Fe2+
dan mengkelat ion Fe2+
dan Cu2+ [5].
Berdasarkan hasil uji aktivitas antoksidan dengan metode DPPH terhadap masing-
masing hidrolisat protein kacang-kacangan dapat disimpulkan bahwa hidrolisat protein
komak memiliki aktivitas antioksidan tertinggi yaitu mencapai 84,02%, disusul oleh kacang
gude yaitu mencapai 68,97% dan yang paling rendah adalah kacang buncis yaitu 67,89%.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2] [3] [4] [5]
Kirk, R.E. dan Othmer, J.B., 1953, Encyclopedia of Chemical Technology, Volume
IX, New York, The Interscience Encyclopedia Inc.
Ledesma, B.H., et al, 2011, Lunasin, a Cancer Preventive Seed Peptide, Available from:
http://www.intechopen.com/books/soybean-and-health/lunasin-acancer-
preventive-seed- peptide
Bau, H.M, C. Villaume, and L. Mejean. 2000. Effects of Soybean (Glycine max)
Germination on Biologically Active Components, Nutritional Values of Seeds
and Biological Characteristics. Nahrung/Food. 44: 2-6.
Sefatie, R.S., T. Fatoumata, K. Eric, H.S. Yong, and L. Guo-wei. 2013. In vitro
Antioxidant Activities of Protein Hydrolysate from Germinated Black Soybean
(Glycine max L.) Adv. J. Food Sci. Technol. 5(4): 453-459.
Castro, R.J.S., dan Sato, H.H. 2015. Review : Biologically active peptides: Processes
for their generation, purification and identification and applications as natural
additives in the food and pharmaceutical industries. Food Research
International.74 (2015): 185–198.
Nama Penulis 1; Nama Penulis II; Nama Penulis III Judul Artikel Maksimum 40 karakter…
4
TIM PENGUSUL : Ketut Ratnayani, S.Si., M.Si. (NIDN 0009067105) Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., PhD. (NIDN 0019036502 )
PRODUKSI HIDROLISAT PROTEIN KECAMBAH KACANG KOMAK, KACANG GUDE
DAN KACANG BUNCIS
Latar Belakang
Hidrolisat protein merupakan produk hasil reaksi hidrolisis atau pemutusan ikatan-ikatan peptida pada molekul protein, yang mengandung suatu campuran komponen berbagai jenis peptida rantai pendek maupun asam amino bebas, tergantung pada derajat hidrolisisnya apakah secara parsial maupun sampai sempurna.
Proses hidrolisis secara enzimatis merupakan pilihan metode paling aman dalam produksi hidrolisat protein daripada secara kimiawi.
Latar Belakang :
Perkecambahan merupakan proses yang ekonomis dan efektif untuk
meningkatkan daya cerna protein dan penurunan senyawa antinutrisi,
Terjadi hidrolisis protein cadangan oleh protease endogen
Manfaat Peptida Bioaktif dan
Contohnya
Peptida-peptida yang merupakan hasil hidrolisis enzimatis parsial (hidrolisat) dari protein pangan telah menjadi perhatian para ahli pangan, karena beberapa peptida tersebut memiliki aktivitas biologis yang penting untuk meningkatkan kesehatan manusia, dan diberi istilah Peptida Bioaktif.
Biji-bijian Legum : Kaya Protein Induk untuk Produksi Peptida Bioaktif
Potensi Kacang Gude, Kacang Komak dan Kacang Buncis.
Manfaat Kesehatan Peptida Bioaktif
Aktivitas
Biologis
Sumber
Makanan
Protein Induk Nama Peptida/
Urutan Asam Amino (singkatan satu huruf)
Antioksidan Ikan Otot Sardin MY
Susu α-Laktalbumin, MHIRL, YVEEL, WYSLAMAAASDI
Antimikroba Telur Ovotransferin OTAP-92 (f109-200)
Susu Laktoferin Laktofericin
α -, β-, κ-kasein Casecidin, isracidin, kappacin
- antimikroba, antikanker, antiinflamasi, antihipertensi, antikolesterol, antitrombotik, antioksidan, meningkatkan bioavailabilitas mineral (Malaguti, et al, 2014).
Potensi Biji-bijian (legum) sebagai sumber peptida bioaktif
Biji-bijian legum umumnya mengandung 20-25% protein.
Kacang kedelai merupakan jenis legum yang paling banyak diteliti komponen peptida bioaktifnya, sehingga dipandang perlu dilakukan penelitian untuk mengeksplorasi hidrolisat protein dari jenis kacang-kacangan lainnya yang juga mengandung kadar protein tinggi yang potensial sebagai sumber peptida bioaktif, yaitu kacang komak (Lablab purporus), kacang gude(Cajanaus cajan) dan kacang buncis (Phaseolus vulgaris).
Bagaimanakah kemampuan enzim protease pankreatin dalam menghidrolisis protein kecambah kacang gude, kacang komak dan kacang buncis?
Rumusan Permasalahan :
Tujuan Penelitian :
Tujuan Umum :
- Untuk menentukan kemampuan enzim protease pankreatin dalam menghidrolisis protein kecambah kacang gude, kacang komak dan kacang buncis.
Tujuan khusus :
- Untuk mengisolasi protein total dari kecambah kacang gude, kacang komak dan kacang buncis.
- Untuk menentukan kadar protein dari isolat protein yang diperoleh.
- Untuk menganalisis secara kualitatif dan kuantitatif seberapa jauh proses hidrolisis telah berlangsung oleh enzim protease pankreatin.
Skema Penelitian
Proses perkecambahan waktu tertentu
Hidrolisat Protein Kacang2an
Isolat Protein Kecambah Kacang2an
Maserasi dengan n-Heksana
Tepung Kecambah Kacang2an Bebas Lemak
Isolasi Protein
Tepung Kecambah
Kacang Gude/Undis
Nilai Derajat Hidrolisis
Uji Ninhidrin dan Uji Derajat Hidrolisis
Hidrolisis Enzim Pankreatin
Kecambah Kacang2an
Kacang Komak Kacang Buncis
Metode Penelitian :
3.2.Bahan Penelitian Bahan obyek penelitian yang digunakan adalah kecambah kacang
komak, kacang gude dan kacang buncis. Bahan kimia yang digunakan meliputi, buffer tris (hydroksi-metil) amino metana (Merck), natrium klorida (Merck), kalsium klorida (Wako Pure Chemical Industries), akuades, asam
klorida, 3.3.Alat Penelitian Alat-alat yang digunakan meliputi peralatan gelas, blender, alat
sentrifugasi, pHmeter, vortex, lemari pendingin, termos es, botol vial, inkubato, oven.
3.4. Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Analisis Pangan Fakultas Teknologi Pertanian UNUD, Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia FMIPA UNUD.
Perkecambahan Kacang2 an
Tepung Kecambah Kacang kacangan
Maserasi n-heksan (1:5) 10 jam
Tepung Kecambah Kacang Kacangan Bebas Lemak
Kecambah Kacang Kacangan
Oven sampai kering Blender, Ayak 60 mesh
Kacang kacangan
Perendaman air 50oC(1:3) 12 jam
Waktu Perkecambahan 30 menit
Isolasi Protein (Chang-Qing dan Hai-We)(2008):
Protein
Terlarut
Supernatan
Tepung
Kecambah
Bebas Lemak
Ditambah air suling rasio 10:1
pH 8,0 dgn penambahan NaOH
Suhu kamar selama 3 jam
Protein mengendap
Presipitat
Sentrifugasi 500xg selama 20 menit 4 oC
pH diturunkan menjadi 4,5 , 4oC, 2 jam
- Sentrifugasi 5000 x g, 20 menit
- Dicuci 2 kali dengan air suling, - pH dinetralkan menjadi 7,0 - Dibekukeringkan
Isolat Protein
Hidrolisis Protein Dengan Enzim Pankreatin (Sefatie et al, 2013):
Hidrolisat Protein
Campuran
Isolat Protein
Ditambah air suling rasio 1:5,
Pankreatin 2%, pH 7,0 dgn
penambahan NaOH, Suhu 37 oC, 30 menit
Supernatan
Inaktivasi enzim , pemanasan 95oC, 15 menit
- Sentrifugasi 4000 x g, 10 menit
- Disimpan pada -20 oC
Hidrolisat Protein
Proses Perkecambahan :
(a) (b) Gambar 5.1. (a) Kecambah kacang komak, (b) Kecambah kacang gude
Gambar 5.1. (c) Kecambah kacang Buncis
Tepung Kecambah :
Gambar 5.2. Hasil tepung kecambah kacang komak, kacang buncis dan kacang gude.
Isolasi Protein :
Gambar 5.3. Tahap ekstraksi alkalik
Gambar 5.4. Filtrat yang mengandung protein terlarut yang terkumpul setelah
sentrifugasi.
Isolasi Protein :
Gambar 5.5. Campuran yang dihasilkan setelah dilakukan presipitasi isoelektrik.
Gambar 5.6. Hasil sentrifugasi isolat protein kecambah kacang-kacangan
Isolat Protein (%N) Kadar Protein
(%N x Faktor Konversi (6,25))
Kecambah Kacang Gude 4,0132 25,12
Kecambah Kacang Buncis 7,3247 45,77
Kecambah kacang Komak 3,1462 19,66
. Tabel 5.1. Kadar protein dari hasil isolat protein kecambah kacang-kacangan
Gambar 5.7. Inkubasi 37 oC dalam proses hidrolisis oleh enzim pankreatin
Gambar 5.8. Hasil pemanasan 95oC untuk inaktivasi enzim setelah proses hidrolisis.
HIDROLISIS PROTEIN DENGAN
ENZIM PANKREATIN
Gambar 5.9. Hidrolisat protein (HP) kacang-kacangan.
Analisis Hasil Hidrolisis :
Gambar 5.10. Hasil uji ninhidrin sampel hidrolisat protein membentuk warna ungu muda (positif).
No. Sampel (%N)
1. HP Undis(tanpa TCA) 2,6516
HP Undis (dengan TCA) 0,7277
2. HP Buncis (tanpa TCA) 2,1964
HP Buncis (dengan TCA) 0,6794
3. HP Komak (tanpa TCA) 2,6784
HP Komak (dengan TCA) 0,9140
Tabel 5.2. Kadar N total dalam penentuan derajat hidrolisis
Kualitatif : Uji Nininhidrin
Kuantitatif: Uji Derajat Hidrolisis (DH)
Analisis Hasil Hidrolisis :
Gambar 5.10. Hasil uji ninhidrin sampel hidrolisat protein membentuk warna ungu muda (positif).
No. Sampel (%N)
1. HP Undis(tanpa TCA) 2,6516
HP Undis (dengan TCA) 0,7277
2. HP Buncis (tanpa TCA) 2,1964
HP Buncis (dengan TCA) 0,6794
3. HP Komak (tanpa TCA) 2,6784
HP Komak (dengan TCA) 0,9140
Tabel 5.2. Kadar N total dalam penentuan derajat hidrolisis
Analisis Hasil Hidrolisis :
No Sampel Derajat Hidrolisis
1 Hidrolisat Protein
Gude(Undis)
27,44 %
2 Hidrolisat Protein Komak 34,12 %
3 Hidrolisat Protein Buncis 30,93 %
Tabel. 5.3. Nilai derajat hidrolisis (DH) dari hidrolisat protein kacang-
kacangan.
Uji Aktivitas Antioksidan (Metode DPPH) :
No Jenis Hidrolisat Protein Aktivitas Antioksidan (Rata-rata)
1 Kacang Komak 84,02%
2 Kacang Gude 68,97%
3 Kacang Buncis 67,89%
Tabel 5.4. Hasil uji aktivitas antioksidan dari hidrolisat protein kacang-kacangan.
Kesimpulan:
1. Hasil analisis kualitatif dengan uji ninhidrin menunjukkan bahwa enzim
pankreatin mampu menghidrolisis protein kecambah kacang komak,
kacang gude dan kacang buncis.
2. Hidrolisat protein kecambah kacang komak memiliki derajat hidrolisis
tertinggi dibandingkan dengan kacang-kacangan lainnya yang
menunjukkan bahwa enzim protease pankreatin paling efektif dalam
menghidrolisis substrat protein kecambah kacang komak dibandingkan
substrat kecambah kacang lain pada kondisi hidrolisis yang diterapkan
yaitu mencapai 34,12%.
Saran
SEKIAN TERIMA KASIH
