SKRIPSI. Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

Transkripsi

1 ANALISA KUANTITATIF LOVASTATIN YANG DIHASILKAN DARI FERMENTASI SUBSTRAT KENTANG (Solanum tuberosum L.), SINGKONG (Manihot esculenta), DAN KIMPUL (Xanthosoma sagiitifolium Schott) OLEH Monascus purpureus DENGAN VARIASI ph (5, 6, DAN 7) THE QUANTITATIVE ANALYSIS OF LOVASTATIN FROM POTATO (Solanum tuberosum L.), CASSAVA (Manihot esculenta), AND KIMPUL (Xanthosoma sagiitifolium Schott) FERMENTATION BY Monascus purpureus WITH VARIATION OF ph (5, 6, AND 7) SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Oleh : CORNELIA RATNA CHRISTINA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG

2 ANALISA KUANTITATIF LOVASTATIN YANG DIHASILKAN DARI FERMENTASI SUBSTRAT KENTANG (Solanum tuberosum L.), SINGKONG (Manihot esculenta), DAN KIMPUL (Xanthosoma sagiitifolium Schott) OLEH Monascus purpureus DENGAN VARIASI ph (5, 6, DAN 7) THE QUANTITATIVE ANALYSIS OF LOVASTATIN FROM POTATO (Solanum tuberosum L.), CASSAVA (Manihot esculenta), AND KIMPUL (Xanthosoma sagiitifolium Schott) FERMENTATION BY Monascus purpureus WITH VARIATION OF ph (5, 6, AND 7) Oleh : CORNELIA RATNA CHRISTINA NIM : Program Studi : Teknologi Pangan Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 7 Juni 2011 Pembimbing I Semarang, Agustus 2011 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Dekan Ir. Lindayani, MP., PhD. Ita Sulistyawati, STP., MSc. Pembimbing II Dra. Laksmi Hartayanie, MP. 2

3 RINGKASAN Perkembangan teknologi dalam dunia pangan membuat kesadaran konsumen akan pentingnya kesehatan meningkat. Banyak konsumen yang beralih ke pangan fungsional untuk mencegah munculnya gangguan kesehatan, salah satunya kolesterol. Angkak (red fermented rice) merupakan produk fermentasi dari kapang Monascus purpureus dengan menggunakan substrat beras dan dapat dikategorikan sebagai salah satu jenis pangan fungsional karena memproduksi senyawa metabolit yang dapat berfungsi sebagai obat penurun kolesterol, yaitu lovastatin. M. purpureus dapat tumbuh baik pada substrat yang mengandung pati tinggi. Saat ini perlu dikembangkan pemanfaatan bahan pangan berpati tinggi selain beras sebagai substrat fermentasi oleh M. purpureus, antara lain singkong (Manihot esculenta), kimpul (Xanthosoma sagiitifolium Schott), dan kentang (Solanum tuberosum L.). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ph dan jenis substrat terhadap kadar lovastatin pada produk fermentasi oleh M. purpureus sehingga dapat diketahui kondisi ph optimum dan jenis substrat tertentu yang dapat menghasilkan lovastatin tertinggi. Penelitian dilakukan dengan mengembangkan inokulum M. purpureus, melakukan proses fermentasi oleh M. purpureus, dan menyerbukkan produk fermentasi. Substrat yang digunakan a untuk fermentasi adalah singkong, kentang, dan kimpul dengan menggunakan tiga variasi ph, yaitu ph 5, 6, dan 7. Pengukuran kadar lovastatin pada produk fermentasi dilakukan dengan menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Hasil analisa kuantitatif lovastatin menunjukkan bahwa produk fermentasi oleh M. purpureus yang terbuat dari kentang tidak terdeteksi lovastatin. Konsentrasi lovastatin pada produk fermentasi substrat kimpul, yaitu 6,47 ppm dan 5,36 ppm, sedangkan pada produk dari substrat singkong sebesar 0,91 ppm dan 0,20 ppm pada perlakuan ph 6 dan 7 secara berurutan. Penggunaan substrat singkong dan kimpul dapat dijadikan alternatif sebagai substrat untuk memproduksi lovastatin dari M. purpureus, namun penggunaan substrat kimpul dan perlakuan ph 6 dapat menghasilkan lovastatin yang tinggi. i

4 SUMMARY Technology development in food increases consumers awareness about health. Many consumers are changing over to functional food to prevent the health problems, e. g. cholesterol. Angkak (red fermented rice) is fermentation product from mold Monascus purpureus by using rice as a substrate and also can be classified as one of functional food because it can produces metabolite compounds which can be used as cholesterol-lowering drug, that is lovastatin. M. purpureus can grow well in starch containing substrates. Nowadays, we need to improve the use of other starch containing food besides rice as fermentation substrates by M. purpureus, e.g. cassava (Manihot esculenta), kimpul (Xanthosoma sagiitifolium Schott), and potato (Solanum tuberosum L.). The objective of this study was to investigate the effect of ph and substrates to lovastatin concentration in fermentation product by M. purpureus so it can be known what is the optimum condition of ph and substrate that can produce the highest lovastatin. This study was done by developed the inoculums M. purpureus, done the fermentation process by M. purpureus, and powdered the fermentation product. Substrates which were used in this fermentation are cassava, potato, and kimpul with three variations of ph, they are ph 5, 6, and 7. Quantification of lovastatin concentration in fermentation product was done by using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Quantitative analysis of lovastatin result showed that fermentation product by M. purpureus from potatoes, no lovastatin was detected. Lovastatin concentration in fermentation product from kimpul are 6.47 ppm and 5.36 ppm, while in product from cassava, the lovastatin concentration are 0.91 ppm and 0.20 ppm at treatment of ph6 and 7 in order. Cassava and kimpul can be used as substrates alternative to produce lovastatin from M. purpureus, but using kimpul as substrate and ph 6 treatment can produce high lovastatin. ii

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan berkat- Nya sehingga penulis dapat menjalankan dan menyelesaikan skripsi Analisa Kuantitatif Lovastatin yang Dihasilkan Dari Fermentasi Ssubstrat Kentang (Solanum tuberosum L.), Singkong (Manihot esculenta), dan Kimpul (Xanthosoma sagiitifolium Schott) Oleh Monascus purpureus Dengan Variasi ph (5, 6, dan 7) ini dengan baik. Laporan skripsi ini ditujukan untuk memenuhi sebagian syarat syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian. Laporan skripsi ini dapat diselesaikan oleh penulis juga karena bantuan dari berbagai pihak, dan pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Ibu Ita Sulistyawati, STP., MSc. selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian 2. Ibu Ir. Lindayani, MP., PhD. dan Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP. selaku Pembimbing I dan II yang telah membantu penulis dari pencarian topik, pelaksanaan, dan juga penulisan laporan skripsi ini. 3. Seluruh Dosen FTP : Bu Nik, Bu Inneke, Bu Rini, Bu Kartika, Bu Ita, Bu Rika, Bu Tina, Bu Yovita, Bu Kartika Sari, Mbak Rhani, Pak Budi, Pak Mardi, Pak Probo, Pak Haniel, Romo Wir,dan Pak Binardo. Mantan dosen FTP : Pak Anugerah, Bu Fifi, dan Bu Margaret. Penulis sampaikan terima kasih atas segala bantuan, ilmu, dan bimbingan yang telah diberikan kepada penulis. 4. Mama, O oh, dan Cicik yang selalu membantu baik material dan spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. 5. Pak Zubaidi Maksum yang telah memberi dukungan moril dan materil sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dengan baik. 6. Mas Pri, Mas Soleh, Mbak Endah, dan Cik Rani yang telah membantu dan memberi saran kepada penulis sehingga penelitian dapat berjalan dengan baik. 7. Mbak Wati, Mbak Ros, Mas Agus, Pak Lilik, dan Mas Wartono yang telah membantu penulis selama menjalani studi di FTP. iii

6 iv 8. Teman teman seperjuangan Angkakerz : Lia, Nophi, Linda, Nita, Cathy, dan Bangga yang tetap kompak dan ceria dalam menyelesaikan skripsi ini, serta selalu mendukung dan membantu penulis. 9. My beloved d bro : Anie, Helena, Lenny, Ria dan Purjan yang selalu memberi semangat dan masukan kepada penulis. 10. Cik Evelyn, Cik Ivanella, Awei, Yaya, Mbak Luna, Melon, Shenny, Edo, Djoti, Tejo, Thor, Tabitha, dan Pak Wahyu yang banyak membantu dan memberi masukan kepada penulis selama melaksanakan penelitian skripsi 11. My beloved Tonny yang selalu mendukung dan memberi masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi 12. Semua teman teman angkatan 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, dan Kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan, terima kasih atas segala dukungan dan bantuannya. Laporan skripsi ini jauh dari sempurna, karena itu, penulis mohon maaf apabila ada kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Penulis juga berharap saran dan kritik dari pembaca agar skripsi ini dapat bermanfaat untuk masyarakat secara umum dan secara khusus untuk Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Semarang, Agustus 2011 Penulis Cornelia Ratna Christina iv

7 DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN i SUMMARY ii KATA PENGANTAR.... iii DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL.. vii DAFTAR GAMBAR..viii DAFTAR LAMPIRAN.. xi 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Tinjauan Pustaka Angkak Substrat Padat yang Digunakan Untuk Memproduksi Lovastatin Lovastatin Tujuan Penelitian 9 2. MATERI DAN METODE Pelaksanaan Penelitian Materi Bahan Alat Metode Pengujian Kadar Amilosa Pada Substrat Pembuatan Kurva Standar Pengujian Kadar Amilosa Pada Substrat Pengembangan Inokulum Proses Fermentasi Substrat Kentang, Singkong, dan Kimpul Oleh M. purpureus Pembuatan Larutan Buffer Fosfat ph 5, 6, dan Proses Persiapan Substrat Proses Inokulasi Substrat Proses Penyerbukan Produk Fermentasi Analisa Kuantitatif Lovastatin HASIL PENELITIAN Analisa Kuantitatif Lovastatin PEMBAHASAN v

8 vi 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 35 vi

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Perbandingan kandungan zat gizi tepung singkong, kentang, kimpul, dan beras (per 100 gram bagian yang dapat dimakan)... 5 Tabel 2. Kandungan pati dan amilosa dalam substrat beras, singkong, kimpul, kentang, dan beras Tabel 3. Kadar amilosa pada substrat beras, kentang, kimpul, dan singkong yang menggunakan panjang gelombang 625 nm Tabel 4. Nilai intensitas pigmen warna merah pada produk fermentasi substrat kentang, kimpul, dan singkong oleh M. purpureus dengan perlakuan ph 5, 6, dan 7 yang menggunakan panjang gelombang 500 nm Tabel 5. Konsentrasi lovastatin (ppm) pada produk fermentasi substrat kentang, kimpul, dan singkong oleh M. purpureus dengan ph 5, 6, dan Tabel 6. Data absorbansi pada larutan standar amilosa pada berbagai konsentrasi (ppm) yang diukur pada panjang gelombang 625 nm Tabel 7. Kadar amilosa (ppm) yang terkandung di dalam substrat beras, kentang, kimpul, dan singkong yang diukur pada panjang gelombang 625 nm vii

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur lovastatin... 6 Gambar 2. Jalur biosintesis lovastatin... 8 Gambar 3. Bahan baku yang digunakan dalam proses fermentasi oleh Monascus purpureus, yaitu (1) singkong; (2) kimpul; dan (3) kentang Gambar 4. Diagram alir proses fermentasi substrat singkong, kentang, dan kimpul oleh M.purpureus Gambar 5. Diagram alir proses penyerbukan produk fermentasi... pada substrat singkong, kentang, dan kimpul oleh M. purpureus sebelum analisa kadar lovastatin Gambar 6. Serbuk hasil fermentasi yang dihasilkan dari berbagai substrat... (a) kentang; (b) kimpul; (c) singkong; (d) beras sebagai kontrol pada ph 5, 6, dan Gambar 7. Kromatogram analisa lovastatin pada larutan standar 125 ppm Gambar 8. Kromatogram analisa lovastatin pada substrat kimpul ph Gambar 9. Kurva standar amilosa pada berbagai konsentrasi (ppm) Gambar 10. Data luas area kromatogram analisa lovastatin larutan standar pada konsentrasi 125 ppm... Error! Bookmark not defined. Gambar 11. Data luas area kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kimpul pada perlakuan ph Gambar 12. Kromatogram analisa lovastatin larutan standar pada konsentrasi 250 ppm Gambar 13. Kromatogram analisa lovastatin larutan standar pada konsentrasi 500 ppm Gambar 14. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kentang oleh M. purpureus pada perlakuan ph viii

11 ix Gambar 15. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kentang oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 16. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kentang oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 17. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kimpul oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 18. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat kimpul oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 19. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat singkong oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 20. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat singkong oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 21. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat singkong oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 22. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat beras (kontrol) oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 23. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat beras (kontrol) oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 24. Kromatogram analisa lovastatin produk fermentasi substrat beras (kontrol) oleh M. purpureus pada perlakuan ph Gambar 25. Produk fermentasi substrat kentang oleh M. purpureus sebelum proses pengeringan pada perlakuan (a) ph 5; (b) ph 6; dan (c) ph Gambar 26. Produk fermentasi substrat singkong oleh M. purpureus sebelum proses pengeringan pada perlakuan (a) ph 5; (b) ph 6; dan (c) ph Gambar 27. Produk fermentasi substrat kimpul oleh M. purpureus sebelum proses pengeringan pada perlakuan (a) ph 5; (b) ph 6; dan (c) ph Gambar 28. Produk fermentasi substrat beras (kontrol) oleh M. purpureus... sebelum proses pengeringan pada perlakuan (a) ph 5; (b) ph 6; dan (c) ph ix

12 x Gambar 29. Sampel yang terbuat dari substrat kentang pada perlakuan ph 5, 6, dan 7 yang akan diukur intensitas pigmen warna merah pada panjang gelombang 500 nm Gambar 30. Sampel yang terbuat dari substrat kimpul pada perlakuan ph 5, 6, dan 7 yang akan diukur intensitas pigmen warna merah pada panjang gelombang 500 nm Gambar 31. Sampel yang terbuat dari substrat singkong pada perlakuan ph 5, 6, dan 7 yang akan diukur intensitas pigmen warna merah pada panjang gelombang 500 nm Gambar 32. Perlakuan kontrol yang terbuat dari substrat beras pada perlakuan ph 5, 6, dan 7 yang akan diukur intensitas pigmen warna merah pada panjang gelombang 500 nm x

13 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data Absorbansi dan Kurva Standar Pada Pengujian Kadar Amilosa Lampiran 2. Kadar Amilosa Dalam Substrat Umbi Umbian dan Beras Lampiran 3. Data Luas Area Kromatogram Analisa Lovastatin Pada Larutan Standar Lampiran 4. Data Luas Area Kromatogram Analisa Lovastatin Produk Fermentasi Substrat Kimpul Pada Perlakuan ph Lampiran 5. Kromatogram Analisa Lovastatin Pada Larutan Standar Lampiran 6. Kromatogram Analisa Lovastatin Produk Fermentasi Substrat Kentang Oleh M. purpureus Lampiran 7. Kromatogram Analisa Lovastatin Produk Fermentasi Substrat Kimpul Oleh M. purpureus Lampiran 8. Kromatogram Analisa Lovastatin Produk Fermentasi Substrat Singkong Oleh M. purpureus Lampiran 9. Kromatogram Analisa Lovastatin Pada Perlakuan Kontrol Beras Oleh M. purpureus Lampiran 10. Produk Fermentasi Substrat Kentang Oleh M. purpureus Sebelum Proses Pengeringan Lampiran 11. Produk Fermentasi Substrat Singkong Oleh M. purpureus Sebelum Proses Pengeringan Lampiran 12. Produk Fermentasi Substrat Kimpul Oleh M. purpureus Sebelum Proses Pengeringan Lampiran 13. Produk Fermentasi Substrat Beras (Kontrol) Oleh M. purpureus Sebelum Proses Pengeringan Lampiran 14. Sampel yang Akan Diukur Intensitas Pigmen Warna Merah Dengan Menggunakan Spektrofotometer Pada Panjang Gelombang 500 nm xi