proses penghasilan bromelin daripada batang nenas papers/pert vol. 13 (1) apr. 1990/16... · yang...

Pertanika 13(1), 113-121 (1990)

Proses Penghasilan Bromelin daripada Batang Nenas

WAN RAMLI BIN WAN DAUDMOHD. FAUZI BIN YUSOFF

D. S. KRISHNA RAOJabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses

Unwersiti Kebangsaan Malaysia43600 UKM Bangi

Keywords: Bromelin, bromelain and bromelin production process.

ABSTRAKSejenis enzim proteolitikyang digelar bromelin boleh dihasilkan daripada batang nenas dengan memendakkanjus batang nenas dan memisahkan tnendakan ini daripada jus tersebut. Aseton digunakan sebagaiagen pemendak.Proses pemendakan ini dilakukan dua kali dan mendakan kedua diambil sebagai keluaran bromelin. Prosesini tidak difahami dengan jelas dan tidak dapat diperihalkan oleh model matematik sepertiyang lazim dilakukanterhadap proses kimia yang lain. Tujuan kajian ini untuk mencam pembolehubah-pembolehubah proses sepertinisbah pemendak: jus mentah, masa pemendakan dan pengemparan dalam setiap peringkatyang memberikesan bererti terhadap hasil dan keaktifan bromelin. Kaedahfaktor analisis telah digunakan. Hasil kajianini menunjukkan bahawa masa-masa pengemparan peringkat pertama dan kedua, masa pemendakan dannisbah pemendak: jus peringkat kedua mempengaruhi hasil bromelin, Keaktifan enzim pula dipengaruhioleh nisbah pemendak: jus, masa pemendakan dan masa pengemparan peringkat pertama, nisbah pemendak:jus dan masa pemendakan peringkat kedua. Proses ini sedang dioptimumkan dalam kajian lanjut.

ABSTRACTA proteolytic enzyme called bromelin can be produced from pineapple stem by precipitating it from pineapplestem juice and separating the precipitate from the juice. Acetone is used as the precipitant. The precipitatingprocess is performed twice and the second precipitate is taken as the bromelin product. This process is notwell understood and is not amenable to mathematical modelling. The main aim of the present study is toidentify process variables such as the precipitant: juice ratio, precipitation time and centrifugation time inevery stage which have a significant effect on the yield and activity of bromelin. Factor analysis is used.This study found that the centrifugation times in both stages, precipitation and centrifugation times in thesecond stage affect the yield of bromelin. The enzyme activity is affected by the precipitant: juice ratioy theprecipitation and centrifugation times in the first stage; precipitant: juice ratio and precipitation time inthe second stage. This process is currently being optimised.

PENGENALANNenas adalah salah satu tanaman utama Malaysiauntuk dieksport ke luar negeri. Perusahaan nenasyang bermula sejak tahun 1889 adalah sebuahperusahaan berasaskan pertanian yang tertua dinegara ini (Laporan Tahunan LPNTM, 1983).Luas tanah pertanian yang ditanam nenas padatahun 1983 ialah 18,211 hektar dan jumlah nenassebanyak 148,206 ton metrik (Laporan TahunanLPNTM, 1983) telah dihasilkan pada tahun itu.Setelah buah nenas dipetik, batang nenas yang

masih tertanam pada lazimnya dibakar dalamkeadaan masih tertanam sebelum pucuk-pucukbaru ditanam. Batang nenas lama hanya dibuangsetiap 10 tahun. Batang nenas ini sebenarnyamengandungi sejenis enzim bergelar bromelinyang bernilai tinggi di pasaran dunia. Pengeluaranbromelin dari batang nenas akan menambahkanlagi pendapatan para peladang nenas.

Proses pengeluaran bromelin daripada jusbatang nenas Hawaii telah diketahui umum(Heinicke dan Gortner, 1957), akan tetapi kajian

WAN RAMLI BIN WAN DAUD, MOHD. FAUZI BIN YUSOFF DAN D.S. KRISHNA RAO

pembangunan proses pengeluaran bromelin dari-pada batang nenas Malaysia masih belum di-lakukan. Lantaran jenis nenas Hawaii dan-nenasMalaysia berbeza maka pastilah kandunganbromelin juga tidak sama. Proses yang telahdicadangkan oleh Heinicke dan Gortner (1957)dapat diperbaiki dan dioptimumkan. Bromelindigunakan dalam industri makanan untuk antaralainnya mengurangkan masa menguli adunanroti, menipiskan putih telur terlebih dahulusebelum dikeringsembur, menghilangkan baulemak dan melembutkan daging dan ikan.

Bromelin batang nenas adalah suatu gliko-protein yang mempunyai tiga mol manosa, satumol fukosa, satu mol zilosa, dan dua molN-asetilglukosamina untuk setiap mol glikoproteinini. Karbohidrat wujud di dalam bahagian separuholigosakarida yang tunggal. Bromelin batangnenas bertindak terhadap protein dengan me-mutuskan ikatan Arg-Arg dan Lys-Tyr padapH 8.0 (Murachi dan Neurath 1960). Auto-penghadaman bromelin pada pH 4.6 menghasilkanpembelahan bukan sahaja pada reja asid aminoyang asas tetapi juga pada reja-reja glisin, alanin,dan serin (Boyer, 1970). Bromelin juga merupakansatu enzim sulfhidril yang memerlukan peng-aktifan oleh sistin ataupun sianid untuk mem-perolehi aktiviti yang maksimum. Enzim proteaseseperti bromelin direncat secara berbalik padakepekatan yang rendah oleh raksa (II) klorida(HgCl2) dan direncat secara tidak berbalik olehIodoasetamida (Greenberg dan Winnick, 1949).

KAEDAH UJIKAJIProses pengeluaran bromelin bergantung kepadapengetahuan tentang keadaan bromelin di dalambatang nenas dan sifatnya di dalam larutan air.Larutan yang ada bromelin diperolehi denganmemerah batang nenas dan mengambil jusnya.Seterusnya bromelin dihasilkan dengan memen-dakkannya daripada jus ini dan memisahkanmendakan yang terhasil. Kinetik proses pemenda-kan dan pemisahan serta pembolehubah yangmempengaruhi hasil dan keaktifan bromelin tidakdiketahui. Masalah ini dapat diselesaikan denganmenggunakan kaedah analisis faktor untuk men-dapatkan pembolehubah proses yang memberikesan yang bererti terhadap hasil dan keaktifanbromelin.

Lantaran kaedah analisis faktor telah diberidi dalam kebanyakan teks statistik (Walpole

and Myers (1978), Himmelblau (1970), Harman(1960) dan Lawley and Maxwell (1963), kertasini akan hanya menerangkan kaedah ini secararingkas sahaja. Sebarang proses mempunyaibeberapa pembolehubah proses yang bebas danbeberapa pembolehubah yang bergantung kepadapembolehubah bebas tersebut. Contohnya, dalamproses pengeluaran bromelin nisbah agenpemendak: jus batang, masa pemendakan danpengemparan merupakan satu set pembolehubahbebas manakala hasil dan keaktifan bromelinadalah satu set pembolehubah yang bergantungkepada pembolehubah proses yang bebas itu.Pembolehubah-pembolehubahyangbebasditetap-kan pada beberapa paras nilai dan beberapa ujikajidilakukan untuk gabungan paras-paras pemboleh-ubah bebas yang dipilih secara rawak dan hasilsepta keaktifan bromelin diukur.

Min, varian serta pekali korelasi pemboleh-ubah bebas dan faktor mestilah dirujukan kepadaasas yang sama dengan menghitung pemboleh-ubah piawai yang ditakrifkan sebagai

(1)

dengan Xf sebagai pembolehubah i dalam ujikajij , U sebagai nilai min pembolehubah i, S. se-bagai sisihan piawai pembolehubah i dan Zsebagai pembolehubah X.. yang telah dipiawai-kan. Min dan varian pembolehubah piawai inimasing-masing bernilai sifar dan satu, iaitu

N

(Ij =( I Z..)/N = 0

No» - ( I Z..)/N = 1

j = 1

(2)

(3)

dengan N sebagai jumlah bilangan ujikaji yangtelah dilakukan. Pekali korelasi antara pem-bolehubah yang telah dipiawaikan diberikan oleh

Nrik = ( ? h ZkjVN (4)

dengan r_k sebagai pekali korelasi di antara pem-bolehubah i dan k. Setiap pembolehubah bolehdiperagakan sebagai hasil tambah lelurus faktor

114 PERTANIKA VOL. 13 NO. 1, 1990

PROSES PENGHASILAN BROMELIN DARIPADA BATANG NENAS

m

(5)

dengan m sebagai bilangan faktor, /?. sebagaipekali faktor p yang mewakili pembolehubah i danF sebagai faktor p untuk ujikaji j . Nilai min faktorsi far

NFpj)/N - 0

1

Nilai variannya satu

(6)

dengan S 2 sebagai sumbangan faktor F kepadavarian keseluruhan S2.

Jumlah bilangan factor m diperolehi apabilapenambahan faktor ke-(m + l) tidak memberisebarang penambahan varian yang bererti dalamparas keyakinan yang diberikan, Jadi kita bolehanggap pada mulanya bahawa bilangan pem-bolehubah adalah sama dengan bilangan faktor.Oleh yang demikian persamaan (10) dan (12)boleh ditulis semula seperti berikut:

In. K h (13)

N( I Fv P

= 1 (7) S2 = I SP

(14)

Nilai pekali korelasi antara faktor sifar kerana setfaktor adalah berortogon.

Sumbangan S2 digelar nilai eigen. Persamaan (5)pula boleh ditulis dalam bentuk terbalik sebagai:

I FPJ

(8)n

F = I m ZPJ . P l y

1 = 1(15)

Dengan menggantikan persamaan (5), (7), dan(8) dalam persamaan (3) dan (4), kita perolehi

in

= Ep =

rik

(9)

(10)p - 1

dengan mpi sebagai vektor eigen yang bersekutudengan nilai eigen yang diperolehi daripadamatriks pembolehubah yang dipiawaikan.Dengan menggunakan hubungan ini, faktor Fpjdapat ditentukan daripada hasil tambah hasildarab pekali vektor eigen dan pembolehubah yangdipiawaikan.

Model ramalan dibina dengan menganggapbahawa hubungan di antara pembolehubah ber-sandar dan faktor adalah lelurus.

Nilai varian keseluruhan S2 bagi pembolehubahujikaji adalah Y = a a F

P P(16)

Z Z..)/N = Z o.2 = n (11) dengan a0 sebagai pemalar regresi lelurus, ap

= 1 i = 1 sebagai pekali regresi bagi faktor Fp dan Ysebagai pembolehubah bersandar seperti keaktifanenzim. Penganggaran pekali regresi untuk semuamodel yang dibina dibuat dengan menggunakanrutin yang ada di dalam sebuah perpustakaanaturcara FORTRAN yang digelar NumericalAlgorithm Group (NAG).

Ujian statistik-F digunakan untuk men-dapatkan satu model yang terbaik dengan

S2 =

Dengan menggantikan persamaan (9) ke dalampersamaan (11) dan dengan menukarkan tertibhasil tambah kita perolehi

m n m

s2 = i I p.2 = Ip = 1 i = 1 'P i =

S 2 -n(12)

PERTANIKA VOL. 13 NO. 1, 1990 115


bilangan faktor yang minimum. Untuk mencapaimatlamat di atas, faktor Fp yang memberi minralat gandaan (MRG) terendah dikeluarkandaripada model. Seterusnya kesan yang berertibagi pengeluaran faktor ini diuji dengan meng-gunakan ujian statistik-F. Sekiranya pengeluaranfaktor tidak memberi kesan yang bererti padaparas keyakinan yang dikehendaki, faktor yangmemberi min ralat gandaan yang kedua terkecildikeluarkan dan kesan bererti pengeluaran inidiuji. Langkah ini diteruskan sehingga satu modelyang ada bilangan faktor yang minimum mem-berikan kesan bererti secara ujian statistik-Fdiperolehi dengan pengeluaran faktor seterusnya.Nisbah min ralat gandaan model terhadap minralat gandaan model penuh akan memberikannilai F model regresi

MRG(S2)MRG,(S!2) (17)

dengan MRG sebagai min ralat gandaan modelyang diuji dan MRGi sebagai min ralat gandaanmodel penuh. Model ditolak pada paras keyakinan( l -a)% sekiranya F > Fv v ] , dengan v sebagaidarjah kebebasan model yang diuji dan vsebagai darjah kebebasan model penuh.

KAEDAH DAN BAHANBatang nenas daripada pokok yang berbuahranum diambil di Stesen Penyelidikan MardiJalan Kebun, Kelang. Buah nenas diasingkandaripada batang dan batang ini dibersihkandaripada daun dan lumpur. Setelah dibawa kemakmal, kulitnya dikupas dan dibersihkandengan air dan jumlah beratnya ditimbang. Jusbatang nenas mentah diperolehi dengan memerahbatang ini menggunakan mesin pemerah. Gentianserta bahan ampaian yang lain didalam jusmentah dituras dengan menggunakan kain turaspoliester.

Sebanyak 10 ml jus mentah dimasukkan kedalam sebuah tabung uji. Aseton (agen pemendak)ditambah dan campuran dibiarkan untuk tempohmasa tertentu. Dua pembolehubah proses terlibatdalam langkah ini:

Pembolehubah proses Paras Unit

Nisbah aseton: 1/4:1; 1/2:1; ml/mljus mentah Ri 1:1; 5/4:1Masa pemendakan Ti 20; 30; 40 minit

Apabila masa pemendakan yang dipilih tamat,campuran jus-pemendak diempar pada kelajuan5000 rpm untuk tempuh masa tertentu untukmengasingkan mendakan pertama daripadasupernatannya. Hanya satu pembolehubah prosesdiambil kira dalam langkah ini:


Masa pengemparan ti 10; 15; 20 minit

Mendakan pertama dibuang dan pemendak sekalilagi ditambah ke dalam supernatan dan dibiaruntuk tempoh tertentu. Dua lagi pembolehubahproses terlibat dalam langkah ini:


Nisbah aseton: 1/4:1; 1/2:1; ml/mlsupernatan R2 1;1; 5/4:1Masa pemendakan T2 20; 30; 40 minit

Langkah keempat diulang akan tetapi kali iniuntuk memisahkan mendakan kedua darisupernatannya.


Masa pengemparan \z 30; 40; 50 minit

Mendakan yang diperolehi daripada langkahini dibasuh dengan air sementara supernatannyadikumpulkan untuk proses pemulihan semulaaseton. Mendakan yang basah dikeringkandengan menggunakan pengering sejuk-beku yangberoperasi pada suhu - 50°C. Hasilnya (bromelinkering) ditimbang dengan penimbang elektronik.Ada enam pembolehubah proses. Nilai bagikeenam-enam pembolehubah ini dipilih secararawak dalam julat yang ditentukan pada awalnya.Semua langkah ujikaji dijalankan pada suhu yangrendah iaitu 4°C di dalam sebuah bilik sejukkecuali beberapa langkah yang tidak dapat dielak-kan. Bromelin kering yang diperolehi ditimbang.Hasil ini digunakan untuk menghitung peratushasil (peratus hasil berdasarkan berat 10 ml jusasal yang digunakan), peratus kandungan protein(enzim bromelin) dan keaktifan enzim.

Peratus hasil akhir bromelin, H, yangdiperolehi dihitung dengan menggunakan per-samaan di bawah:

H _ Berat hasil selepas pengeringan^ 1QQ

Berat jus asal ^ '

Suatu larutan bromelin di dalam air berkepe-katan 1%, akan menunjukkan penyerapan sebanyak



Bil.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

13

16

17

18

19

20

21

22

2:<

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

R,

1/4:1

1/2:1

! :1

1:1

1/4:1

1/2:1

1/4:1

1:1

5/4:1

1/4:1

5/4:1

5/4:1

5/4:1

1:1

1/4:1

1/4:1

1:1

1/2:1

1/2:1

5/4:1

1:1

1/4:1

1:1

1/4:1

1/2:1

1:1

1/4:1

1/2:1

5/4:1

1:1

1/4:1

1/2:1

5/4:1

5/4:1

1/4:1

1: 1

1/4:1

5/4:1

1/4:1

1/2:1

5/4:1

1:1

1/4:1

5/4:1

1/4:1

T,

}0

40

20

30

30

20

30

30

20

40

40

20

20 -

40

40

30

40

20

40

40

20

30

20

20

30

30

30

20

30

40

40

. 20

40

40

30

30

30

40

40

20

20

40

30

30

20

[5

20

15

20

20

10

10

20

15

20

15

15

10

10

15

10

15

10

10

20

20

20

15

10

20

20

10

10

10

15

20

20

10

15

10

10

20

20

20

15

15

20

10

20

20

JADUAL 1Keputusan ujikaji

R,

5/4:1

1/2:1

1/4:1

1/4:1

1/4:1

1/2:1

1:1

1:1

5/4:1

5/4:1

1/4:1

5/4:1

1/2:1

1/2:1

1/2:1

1/4:1

1:1

1:1

1/2:1

1/2:1

1/2:1

1:1

1:1

1/2:1

1/2:1

1 : 1

1/2:1

1/2:1

1: 1

1: 1

1/4:1

5/4:1

5/4:1

1:1

1/2:1

1/2:1

1:1

1:1

1/4:1

1/4:1

1/4:1

1:1

1/2:1

1/2:1

1:1

T2

40

40

20

40

40

20

30

30

4 0

40

20

40

40

40

20

20

20

40

30

40

30

30

40

30

40

40

20

30

30

30

20

20

20

30

30

30

40

40

40

20

30

30

40

40

20

fa

50

30

40

40

30

50

50

30

30

40

40

50

30

50

50

30

30

50

40

40

30

30

50

50

40

40

40

40

50

50

30

30

30

50

50

40

40

50

50

50

30

50

50

40

50

H(%)

0.018

0.020

0.025

0.018

0.024

0.021

0.021

0.014

0.015

0.015

0.012

0.015

0.014

0.016

0.022

0.023

0.019

0.010

0.013

0.010

0.020

0.020

0.019

0.028

0.013

0.021

0.018

0.013

0.021

0.015

0.021

0.011

0.021

0.011

0.023

0.028

0.022

0.019

0.023

0.010

0.013

0.021

0.025

0.010

0.012

P(%)

94.63

90.21

91.94

89.89

94.79

90.52

90.68

91.63

91.31

89.57

90.21

91.15

90.52

91.00

90.68

86.89

96.37

91.15

90.52

89.73

89.89

89.89

90,84

89.42

80.57

90.05

90.05

91.79

93.37

93.21

92.89

92.10

91.63

93.37

92.73

91.47

93.68

92.10

92.10

83.37

91.79

83.89

91.15

89.57

89.73

A (MCU)

0.53

0.48

0.47

0.50

0.48

0.47

0.48

0.52

0.50

0.47

0.63

0.49

0.54

0.46

0.34

0.34

0.48

0.61

0.56

0.62

0.41

0.99

0.49

0.37

0.47

0.45

0.35

0.74

0.36

0.67

0.41

0.51

0.45

0.67

0.43

0.36

0.39

0.49

0.44

0.56

0.46

0.45

0.49

0.59

0.63



JADUAL 2Matriks korelasi pembolehubah yang telah dipiawaikan

R.

T,

t ]

R2

T2

ti

R i

1.0000

0.0037

0.0368

0.0772

0.1450

-0.1186

T,

0.0037

1.0000

0.1873

0.0612

0.0565

0.0567

ti

0.0368

0.1873

1.0000

0.1324

0.2405

-0.2626

T2

0.0772

0.0612

0.1324

1.0000

0.2049

0.0514

T2

0.1450

0.0565

0.2405

0.2049

1.0000

0.1331

t2

-0.1186

0.0567

-0.2626

-0.0514

0.1331

1.0000

19.0 pada panjang gelombang 280 nm sekiranyakubet selebar 1 cm digunakan di dalam spektro-fotometer (Murachi dan Neurath 1960). Nilaipenyerapan berhubung secara lelurus dengankepekatan larutan. Peratus kandungan bromelinP diberi oleh

p Penyerapan sampel x Kandungan PiawaiPenyerapan piawai

(19)

Keaktifan enzim bromelin diuji dengan kaedahpembekuan susu (Balls dan Hoover 1937). Satuunit pembekuan susu ditakrifkan sebagai jumlahenzim yang membekukan sejumlah susu per unitmasa pada keadaan yang berikut. Dua puluh gramtepung susu yang kering dilarutkan menjadi 100 mldalam larutan penimbal asetat yang mempunyaikandungan pH 4.6. Larutan bromelin disediakandengan melarutkannya di dalam air. Enzim inidiaktifkan dengan menambah 1 ml larutannatrium sianid berkepekatan 0.02 M dancampuran ini dibiarkan selama 1 jam. Seterusnyalarutan enzim teraktif ini dimasukkan ke dalamsebuah tabung uji yang mengandungi susu yangtelah disediakan. Campuran larutan ini diletak-kan di dalam kukus air yang bersuhu 40°C. Masayang diambil untuk susu di dalam tabung uji mulamembeku dicatatkan. Keaktifan enzim bromelindikira berdasarkan persamaan di bawah:

E = K/t

Keaktifan enzim

A = (1/K) = l/(tE)

(20)

(21)

dengan E sebagai kepekatan enzim (mg/ml), Ksebagai pekali dan t sebagai masa (minit).

KEPUTUSAN DAN PERBINCANGANJadual 1 menunjukkan keputusan ujikaji yangtelah dilakukan manakala Jadual 2 pula menunjuk-kan, matriks korelasi pembolehubah yang telahdipiawaikan. Jadual 3 menunjukkan nilai eigenfaktor manakala Jadual 4 pula menunjukkanpekali vektor eigen untuk faktor. Daripada jadual -jadual ini kita dapat rumuskan bahawa:

a. Fi diwakili oleh ti dan T2.b. F2 diwakili oleh t2.c. F3 diwakili oleh Ri dan Ti .d. F4 diwakili oleh Ri dan Ti .e. F5 diwakili oleh R2 dan T2 .f. F6 diwakili oleh ti dan t2.

JADUAL 3Nilai eigen

Bil.

1

2

3

4

5

6

Nilai eigen

1.5069

1.2164

1.0533

0.8949

0.8194

0.5100

% Jumlah varian

25.12

45.38

62.91

77.83

91.48

100.00

Kandungan Bromelin

Jadual 5 menunjukkan keputusan ujian F faktor-faktor yang berotogon bagi kandungan bromelin.Model penuh yang merangkumi kesemua faktor1, 2, 3, 4, 5, dan 6 memberikan ralat gandaansebanyak 5.83. Pada paras peyakinan 70%,kesemua model dapat diterima kecuali modelkedua yang terdiri daripada faktor 1, 2, 3, 4 dan



F,

I-

F,

F4

F5

F,

R,

0.2956

-0.1464

-0.6464

0.6415

0.0856

0.2332

0

0

0

0

0

- 0

T,

.3088

.1061

.6563

.6022

.2079

.2384

JADUALPekali vektor

ti

0.5761

-0.3253

0.2915

-0.2355

-0.2321

0.6066

eigen

R2

0.4303

0.3074

-0.1557

-0.3739

0.7453

-0.0290

T2

0.5266

0.3546

0.1964

-0.1114

-0.5657

-0.4753

t2

-0.1512

0.8008

0.0600

0.1346

-0.1417

0.5423

5 dengan min ralat gandaan 6,20. Model terbaikdari ujian F ini adalah model kesepuluh yang ter-diri daripada faktor 5 dan 6 yang boleh diterimasehingga paras keyakinan 95% dengan ralatgandaan sebanyak 9.66.

Ml.

1

2

3

4

5

6

7

8

<>

10

n

JADUAL 5Ujian-F untuk kandungan

Model

123456

12345

12346

12356

1245b

13456

23456

1345

245

56

1

MRG

5.82

6.20

9.45

10.52

10.56

10.71

10.73

8.52

9.04

9.66

7.34

S2/Si2 F

1.00

1.06

1.62

1.81

1.81

1.84

1.84

1.46

1.55

1.66

1.26

bromelin

F0.70 0.90

-

X X

/ /

/ /

/ /

/ /

/ /

/ X

/ /

/ /

/ X

0.95

-

X

/

/

/

/

/

X

X

/

X

Perhatian: / - model diterima pada paras keyakinan tertentu.X - model ditolak pada paras keyakinan tertentu.

Tanda pekali faktor 5 dan pekali vektor eigenmenunjukkan bahawa nisbah pemendakanperingkat kedua yang bertambah serta masapemendakan peringkat kedua yang menu run akanmenyebabkan peningkatan peratus enzim yangdiperolehi. Tanda pekali faktor 6 dan pekali vektoreigen menunjukkan bahawa peningkatan masapengemparan akan menyebabkan pengasinganmendakan-supernatan yang lebih lengkap.

Hubungan lelurus bagi model terbaik yangmelibatkan faktor-faktor 5 dan 6 adalah sepertiberikut:

% bromelin = 90.763 + 1.1374F5 + 0.8545F6

(22)

91.1% daripada ramalan yang menggunakanmodel penuh didapati terletak dalam jalur sisihan5% (Rajah 1). 93.3% daripada ramalan yangmenggunakan model terbaik terletak dalam jalursisihan 5.00% (Rajah 1).

Nilai Ramalan (%)

Rajah 1: Perbandingan nitai sebenar dan nilai ramalan bagi modelpenuh dan model terbaik untuk kandungan bromelin

Keaktifan BromelinJadual 6 menunjukkan keputusan ujian F faktor-faktor yang berortogon bagi keaktifan bromelin.Model penuh yang merangkumi faktor 1,2,3, 4,5 dan 6 memberikan ralat gandaan sebanyak0.0075. Model terbaik dari ujian F untukkeaktifan bromelin adalah model kelapan yangterdiri daripada faktor 1, 3, 4, dan 5. Model ini

PKRTANIKA VOL. 13 NO. 1. 1990 119


Bil.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

JADUAL 6Ujian-F untuk keaktifan

Model

123456

12345

12346

12356

12456

13456

23456

1345

245

56

1

MRG

0.0075

0.0077

0.0082

0.0083

0.0091

0.0101

0.0101

0.0097

0.0081

0.0086

0.0083

SVS,2

1.00

1.03

1.09

1.11

1.21

1.35

1.35

1.29

1.08

1.15

1.11

bromelin

0.70

X

X

X

/

/

/

/

X

X

X

-

0.90

-

X

X

X

X

/

/

/

X

X

X

0.95

-

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Perhatian: / - model diterima pada paras keyakinan tertentu.X - model ditolak pada paras keyakinan tertentu.

memberikan ralat gandaan sebanyak 0.0097 padaparas keyakinan 75%. Faktor 3 dengan jelasmemberi kesan yang lebih ke atas keaktifanbromelin, diikuti oleh faktor 1, 4 dan 5.

Tanda pekali faktor 3 dan pekali vektor eigenmenunjukkan bahawa pengurangan nisbahpemendakan dan penambahan masa pemendakandi peringkat pertama akan mengurangkankeaktifan bromelin. Tanda pekali faktor 1 danpekali vektor eigen menunjukkan bahawakeaktifan enzim bromelin bertambah denganpenambahan masa pengemparan di peringkatpertama dan dengan penambahan masapemendakan di peringkat kedua. Tanda pekalifaktor 4 dan pekali vektor eigen menunjukkanbahawa penambahan masa pemendakan danmasa pemendakan di peringkat pertama mem-berikan kesan positif terhadap keaktifan bromelin.Tanda pekali faktor 5 dan pekali vektor eigenmenunjukkan bahawa keaktifan bromelin ber-kurangan dengan penambahan nisbah pemendak-supernatan di peringkat pertama dan penguranganmasa pemendakan di peringkat kedua.

Hubungan linear bagi model terbaik yangmelibatkan faktor 1, 3, 4 dan 5 adalah sepertiberikut:

Keaktifan enzim 0.4889 + 0.0123Fi -0.0177F3 + 0.0109F4

- 0.0005F5 (23)

86.7% daripada ramalan yang menggunakanmodel penuh didapati terletak di dalam jalursisihan 20.0% (Rajah 2). 64.3% daripada ramal-an yang menggunakan model terbaik terletak didalam jalur sisihan 20% (Rajah 2).

£ 0.6

A Peraga Penuh

• Peraga Terbaik A

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

NiJai Ramalan (%)

Rajah 2: Perbandingan nilat sebenar dengan nilai ramalan bagi

model penuh dan model terbaik untuk keaktifan bromelin

Hasil Bromelin

Jadual 7 menunjukkan keputusan ujian F faktor-faktor yang berortogon bagi hasil bromelin. Modelpenuh yang merangkumi faktor 1, 2, 3, 4, 5 dan6 memberikan ralat gandaan sebanyak 0.000021.Model terbaik dari ujian F untuk keaktifanbromelin adalah model kelapan yang terdiri

JADUAL 7Ujian-F untuk hasil bromelin

Hi!

I

23456

7

8

9

10

11

Model

1234561234512346123561245613456234561345245

561

MRG

0.0000210.0000220.0000240.0000240.0000260.0000270.0000290.0000250.0000270.0000250.000024

S 2 /SJ 2

1.001.051.141.141.241.291.381.191.291.191.14

0.70

XX

X

/

/

/

//

/

X

F0.90

X

X

X///X/X

X

0.95

XX

X

X

X

XXXXX

Perhatian: / - Model diterima pada paras keyakinan tertentu.X - Model ditolak pada paras keyakinan tertentu.


P R O S E S P E N G H A S I L A N B R O M E L I N D A R I P A D A B A T A N G N I N A S

daripada faktor 2, 4, dan 5. Model inimemberikan ralat gandaan sebanyak O.OOOO27pada paras keyakinan 75%.

Tanda pekali faktor 2 dan pekali vektor eigenmenunjukkan bah aw a penambahan masapengemparan di peringkat kedua menambah hasilbromelin. Tanda pekali faktor 4 dan pekali vektoreigen menunjukkan bahawa hasil bromelinberkurangan sekiranya nisbah dan masa pemen-dakan di peringkat pertama ditambah. Nilaipekali faktor 5 yang sifar menunjukkan bahawanisbah dan masa pemehdakan di peringkat keduatidak memberikan sebarang kesan terhadap hasilbromelin.

Hubungan linear bagi model terbaik yangmelibatkan faktor 2 dan 4 adalah seperti berikut:

% hasil = 0.0178 + 0.0004F2 - 0.0004F4 (24)

68.9% daripada ramalan yang menggunakanmodel penuh didapati terletak di dalam jalursisihan 25.0% (rujuk Rajah 3). 68.9% daripadaramalan yang menggunakan model terbaikterletak di dalam jalur sisihan 25.0% (rujukRajah 3).

A Peraga Penuh

O Peraga Terbaik

A DAQ

0.01 0.02

Nilai Ramalan (%)

Rajah 3 Perbandingan miai ramatan dan nilai sebenar model

penuh dan model terbaik untuk hasil

KESIMPULANPembolehubah proses seperti masa pengemparandi peringkat pertama serta nisbah pemendakan,masa pemendakan dan masa pengemparan diperingkat kedua perlu dikawal dalam prosespengeluaran bromelin untuk menentukan peratus

bromelin yang diperolehi. Pembolehubah prosesseperti nisbah pemendakan, masa pemendakandan masa pengemparan di peringkat pertama;dan nisbah pemendakan dan masa pemendakandi peringkat kedua perlu dikawal untuk menentu-kan keaktifan bromelin. Pembolehubah prosesseperti nisbah dan masa pemendakan serta masapengemparan di peringkat pertama perlu dikawaluntuk mendapatkan hasil bromelin yang baik.

PENGHARGAANKami in gin merakamkan ribuan terima kasihkepada Universiti Kebangsaan Malaysia keranatelah memberi bantuan kewangan kepada pen-yelidikan ini, kepada Ketua dan kakitangan StesenPenyelidikan MARDI Jalan Kebun, Kelang,Selangor Darul Ehsan kerana telah membenarkankami mengambil sampel batang nenas di sana dankepada kakitangan Jabatan Kejuruteraan Kimiadan Proses dan Jabatan Biokimia, UniversitiKebangsaan Malaysia kerana membantu men-yempurnakan penyelidikan ini.

RUJUKAN

BALLS, A.K. dan HOOVER, S.R. 1937. Milk Clottingon Papain./ Biochem. 121: 737.

BOYER, P.D. (peny.) 1970. Structure and Control.In Enzymes, Vol. I.

GREENBERG, D.M. dan WlNNlCK. T. 1949. PlantProtease - Activation-Inhibitor Reaction. J. Biochem.135: 761.

HARM AN, H . H . 1960. Modern Factory Analysis,

Chicago: University of Chicago Press.HEINICKE, R.M. dan GORTNER, W.A., 1957.

Bromelain - A New Protease Preparation fromPineapple Plants. Economic Botany 11: 225.

HlMMEBLAU, D . M . 1970. Process Analysis by Statistical

Methods, New York: John Wiley.LAWLEY, D.N. dan MAXWELL, A.E. 1963. Factor

Analysis as a Statistical Method. London:Butter worths.

LEMBAGA PENGUSAHA NANASTANAH MELAYU, 1983.

Laporan Tahunan.MURACHLT. dan NEURATH,H. 1960. Fractionation

and Specificity Studies on Stem Bromelain. J.Biological Chem. 99 : 235.

WALPOLE, R.E. dan MYERS, R.A. 1978. Probabilityand Statistics for Engineers and Scientists. New York:Marmillan.

(Ditenma 5 Ogos, 1989)


proses penghasilan bromelin daripada batang nenas papers/pert vol. 13 (1) apr. 1990/16... · yang...

Documents