Aspergillus
sp
UNTUK PRODUKSI PEKTINASE
Oleh ERWINA
F
TAUFIK
24. 0213
1 9 9 2 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
Erwina Buah
Taufik. Coklat
F. 24.0213.
Fermentasi Media
Oleh Aswerqillus sp Untuk
Padat
Produksi
Kulit
Pektinase.
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Maggy T. Suhartono.
RINGKASAN
Salah
satu
limbah hasil pertanian yang
trisinya tinggi adalah kulit buah coklat. merupakan ini
komposisi
Kulit buah
limbah proses pengupasan buah coklat
belum dimanfaackan.
coklat
yang
Pemanfaatannya sebagai
nu-
selama
media
mik-
roorganisme dalam pembuatan enzim merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah penanganan limbah dan sdkaligus
mem-
berikan nilai tambah pada produksi biji coklat. Penelitian
ini bertujuan untuk mempelajari
pemanfaatan kulit buah coklat sebagai media pang
Aspersillus sp untuk produksi enzim
kemungkinan
pertumbuhan pektinase,
secara
fermentasi media padat dengan penambahan mineral, sumber trogen
dan
pengaruh
plasenta coklat.
Parameter
yang
ka-
diuj i
ni-
adalah
pH dan pengaruh suhu terhadap aktifitas enzim
yang
dihasilkan. Aspersillus niqer menghasilkan enzim
pekti-
dengan aktifitas yang lebih tinggi dibandingkan
dengan
Penggunaan nase
penggunaan
Aswerqillus
dihasilkan
oleh Asperqillus niqer L51 adalah
pada
ke tiga fermentasi,
hari
oryzae.
Aktifitas
sedangkan
tertinggi 0.089
dari
yang
Unit/ml
Aspersillus
oryzae L45 adalah 0.029 unit/ml pada hari k e dua fermentasi.
Penambahan mineral cukup penting untuk menambah yang
diperlukan
oleh mikroorganisme dan
bagi aktifitas enzim. hasilkan
sebagai
nutrisi aktifator
enzim pektinase dengan aktifitas enzim
yang
tinggi dibandingkan dengan penambahan mineral I pada tasi
meng-
Penambahan kelompok mineral I1
lebih fermen-
media padat yaitu 0.166 Unit/ml pada hari k e tiga
mentasi.
Mineral- mineral yang ditambahkan yaitu,
fer-
kelompok
mineral I adalah NaH2P04, KC1, CaCIZ dan MgCIZ dengan konsentrasi masing-masing 4.7%, 0.1%, 0.02%, dan 0.02% (g/v), semua bahan
dilarutkan
adalah
dalam
air suling.
Kelompok
mineral
I1
0.67 g ZnS04.H20, 0.67 g FeS04.7 H20, 0.067 g
CuS04.
5 H20, 133 ml HC1 pekat dimana semua bahan diencerkan
dengan
air
suling
sampai volumenya 1
liter,
kemudian
diencerkan
sepuluh kali. Penambahan aktifitas
urea
dengan konsentrasi
pektinase sampai 47.75%,
1.5%
meningkatkan
penambahan dedak
dengan
konsentrasi 3.0% meningkatkan aktifitas 10.64% dan penambahan amonium nitrat dengan konsentrasi 3.0% meningkatkan aktifitas pektinase sampai 35.48%' semuanya dibandingkan dengan kontrol pada ini
saat produksi optimum.
Aktifitas tertinggi pada
dihasilkan dari media dengan penambahan
amonium
tahap nitrat
3.0% yaitu 0.168 Unit/ml pada hari ke empat fermentasi. Penambahan plasenta coklat 2% ke dalam medium fermentasi ternyata berpengaruh terhadap terhadap peningkatan enzim
pektinase yang dihasilkan sampai 37.1%.
aktifitas
Filtrat
yang
dihasilkan mempunyai suhu optimum 50'~ dan pH optimum 5.0.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
FERMENTMI MEDIA PADAT ICULlT BUAH COKLAT OLEH Aspergillus sp UNTUK PRODUKSI PEKTINME
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk me~nperolehgelar
SARJANATEKNOLOGI PERTANIAN Pada JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
RATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT.
Karena
hanya
dengan rahmatNya
lah
penelitian
dan
penulisan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Penyelesaian penelitian dan
penulisan
tentunya
juga karena bimbingan, bantuan dan
berbagai
pihak.
Untuk itu, pada
skripsi
ini
dorongan
dari
kesempatan
dengan hormat dan setulus-tulusnya menyampaikan
ini
penulis
terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada : 1.
Ibu
Dr. Ir. Maggy T. Suhartono selaku Pembimbing
yang
telah
banyak
begitu sabar serta
waktunya
yang
sangat
rela
untuk
berharga
Utama
meluangkan
untuk
memberi
masukan, saran dan bimbingan kepada penulis. 2.
Bapak Dr. Ir. Jimmy Hariantono selaku dosen penguji.
3.
Bapak Ir. Sutrisno Koswara selaku dosen penguji.
4.
Papa
dan Mama
tercinta
yang
tidak
pernah
mendoakan, mendorong dan mencintai serta begitu
berhenti mendam-
bakan keberhasilan putrinya. Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga karya ini dapat berguna, walaupun masih banyak kekurangannya.
Bogor,
Januari 1992
DAFTAR IS1
Halaman
.................................... RINGKASAN ......................................... DAFTAR TABEL ....................................... DAFTAR GAMBAR ..................................... KATA PENGANTAR
................................... I. PENDAHULUAN ................................... I1 . TINJAUAN PUSTAKA .............................. A . SENYAWA PEKTIN ............................ B . ENZIM PEKTINASE ........................... DAFTAR LAMPIRAN
............ 2 . Produksi Pektinase Mikroba ............ 3 . Aplikasi Pektinase dalam Industri . . . . . C . TEHNIK FERMENTASI ......................... 1 . Tehnik Fermentasi Padat ............... 2 . Potensi Limbah Coklat ................. D . FISIOLOGI KAPANG Asperqillus Sp ........... I11. BAHAN DAN METODA .............................. A . BAHAN DAN ALAT ............................ B . METODA PENELITIAN ......................... 1 . Penelitian Pendahuluan ................ 2 . Pengaruh Penambahan Mineral ......,.... 3 . Pengaruh Penambahan Sumber Nitrogen . . . 4 . Pengaruh Penambahan Plasenta .......... 5 . Karakterisasi Enzim Pektinase ......... 1.
Klasifikasi dan Cara Kerja
ii iv vii ix xi 1 5
5 7
7 10
14 15 15 16 20
22 22 22 23 26 27 27 27
IV .
D.
.......................... PENELITIAN PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PENGARUH PENAMBAHAN MINERAL ............... PENGARUH PENAMBAHAN SUMBER NITROGEN ....... 1. Pengaruh Penambahan Dedak ............. 2 . Pengaruh Penambahan Amonium nitrat . . . . 3 . Pengaruh Penambahan Urea .............. PENGARUH PENAMBAHAN PLASENTA COKLAT .......
E.
KARAKTERISASI ENZIM PEKTINASE
HASIL DAN PEMBAHASAN
29
A.
29
B. C.
1
.
2.
F. V.
.............
33 36
38 41
43 47 50
Pengaruh Suhu Terhadap Aktifitas Filtrat Enzim .........................
50
Pengaruh pH Terhadap Aktifitas Filtrat Enzim .........................
53
.........................
56
PERBANDINGAN DATA
.......................... A . KESIMPULAN ................................ B . SARAN ..................................... DAFTAR PUSTAKA ................................ LAMPIRAN ...................................... KESIMPULAN DAN SARAN
58
58
59 60 64
DAFTAR TABEL
Halaman
..
Tabel
1.
Produksi coklat Indonesia tahun 1967-1990
Tabel
2,
Derajat keasaman optimum beberapa jenis enzim pektinase dari mikroba
13 19
Tabel
3.
Komposisi
Tabel
4.
Komposisi
......... kimia kulit buah coklat .......... plasenta plasenta coklat .........
3
19
Halaman
.......... ...............
Gambar
Struktur pektin dan asam pektat
6
Gambar
Cara kerja enzim pektinase
9
Gambar
Sintesa enzim mengalami represi karena tidak ada senyawa pengimbas . . . . . . . . . . . . . .
11
Sintesa enzim diinduksi oleh senyawa penginduksi (induser) ....................
11
Gambar
.......... sp . . . . . .
Gambar
Penampang melintang buah coklat
Gambar
Morfologi sederhana Aspersillus
Gambar
Prosedur pemanenan enzim pektinase
Gambar
Pengukuran aktifitas pektinase
Gambar
Pembuatan kurva standar
..................
25
Gambar
Pengaruh jenis kapang terhadap aktifitas pektinase ......................
32
Pengaruh penambahan mineral I dan mineral I1 terhadap aktifitas pektinase
..
34
Proses penguraian dan penyerapan zat makanan oleh As~erqillussp ..............
37
Pengaruh penambahan dedak padi terhadap aktifitas enzim pektinase ................
39
Pengaruh penambahan amonium nitrat terhadap aktifitas enzim pektinase
.......
42
Pengaruh penambahan urea terhadap aktifitas enzim pektinase ................
44
Pengaruh penambahan urea terhadap pH media fermentasi ......................
46
Pengaruh penambahan plasenta terhadap aktifitas pektinase ......................
49
Pengaruh suhu terhadap aktifitas filtrat enzim ............................
52
Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
18
.......
24
...........
25
Gambar
17.
Pengaruh pH terhadap aktifitas enzim pektinase
..........................
55
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran
Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran
Prosedur pembuatan pereaksi untuk produksi dan analisa enzim pektinase
...
64
Gambar kurva standar, konsentrasi larutan pektin vs logaritma viskositasnya ......
65
Data aktifitas filtrat enzim dari dua macam kapang (Unitlml) .................
66
Data aktifitas filtrat enzim dengan penambahan mineral I dan mineral I1 (Unitlml) ..............................
67
Data aktifitas filtrat enzim dengan penambahan dedak padi (Unitfml)
68
.........
Data aktifitas filtrat enzim,dengan penambahan amonium nitrat (Unitlml)
....
69
Data aktifitas filtrat enzim dengan penambahan urea (Unitlml) .............
70
Data aktifitas filtrat enzim dengan penambahan plasenta coklat ............
71
Data aktifitas filtrat enzim terhadap suhu filtrat (Unitfml) ................
72
I.
Dengan
semakin
PENDAHULUAN
meningkatnya
perkembangan
teknoloyi
dewasa ini, maka semakin pesat pula perkembangan penelitian diberbagai bidang ilmu pengetahuan, terutama bidang bioteknologi.
Bidang ilmu ini lebih banyak
mendapat
antara lain karena efisiensinya yang tinggi.
perhatian
Bioteknologi
merupakan suatu bidang ilmu yang menerapkan ilmu mikrobiologi menerapkan
dan
secara
terpadu
antara lain teknologi pemanfaatan
kultur jaringan. punyai
keteknikan kimia
masa
biokimia, untuk
mikroba
Salah satu bidang bioteknologi yang
depan yang cerah adalah produksi
dan mem-
enzim
yang
merupakan katalisator hayati. Enzim
merupakan unit fungsional dari metabolisme
yang berfungsi sebagai biokatalisator, yaitu dapat cepat
suatu reaksi kimia atau biokimia tanpa
produk hasil reaksi.
sel
memper-
mempengaruhi
Kerja enzim yang secara ilmiah terda-
pat di alam tumbuhan, binatang dan mikroba telah lama diketahui
oleh
nenek moyang kita.
~ e b a g a i contoh
pembuatan pro-
keju, tempe, tauco, oncom, tape, anggur (arak) adalah
duk yang secara tidak lansunq merupakan hasil kerja enzim. Perkembangan teknologi yang sangat pesat telah dikan
menja-
mikroba sebagai salah satu penghasil enzim yang
sa-
ngat potensial karena sumbernya yang berlimpah, memproduksi enzim
dengan
serta
isolasi
cepat dan biaya enzimnyapun
produksinya
relatif
lebih
relatif
murah
mudah.
Dalam
industri pangan dan industri-industri lain yang berhuhungan dengannya sangat diperlukan penggunaan enzim-enzim yang telah ditingkatkan kualitasnya, yaitu untuk meningkatkan mutu dan
pemanfaatan hasil samping, meningkatkan kecepatan
tingkat hasil proses ekstraksi, memperbaiki citarasa
(fla-
vor) dan menstabilkan mutu makanan yang dihasilkan. enzim yang umum digunakan pada prosessing buah dan
dan
Enzimsayuran
adalah pektinase dan selulase. Enzim pektinase merupakan salah satu enzim yang
diha-
silkan oleh nikroba, terutama kapang dari genus Asperqillus yang dapat dimanfaatkan untuk produksi pektinase dalam skala
komersial.
diantaranya
Organisme yang sesuai untuk
keperluan
I
Asperqillus niqer, Asperqillus wentii,
ini
Asper-
qillus orvzae dan Rhizopus. Dewasa ini penggunaan limbah sebagai media
fermentasi
untuk menghasilkan berbagai produk mikroba telah oleh para industriawan.
dilakukan
Beberapa limbah yang banyak terda-
pat di Indonesia adalah limbah industri pangan, limbah mah tangqa dan limbah pertanian terutama limbah hasil
ruper-
kebunan. Dari
berbagai
jenis hasil perkebunan
di
Indonesia,
coklat
merupakan komoditi ekspor dengan masa depan
karena
diperkirakan pqrmintaan dunia dari tahun
akan terus meningkat.
tahun
Dengan semakin meningkatnya produksi
coklat naka semakin meningkat pula limbah yang Sehingqa
ke
cerah,
perlu dipikirkan usaha-usaha
dihasilkan.
pemanfaatan
limbah
tersebut lebih lanjut untuk meningkatkan nilai ekonomisnya. Adapun
produksi
coklat Indonesia
dilihat
pada tabel
(1984),
plasenta
(berat kering). sen
1.
coklat
tahun
1967-1990
Menurut Haryati mengandung
dan
2.37
dapat
Harjosuwito
persen
pektin
Dan kulit buah coklat mengandung 4.8
pektin (Pahlevi, 1987).
Berdasarkan pertimbangan
perini
maka dilakukan telaah kegunaan limbah kulit buah coklat sebagai
media fermentasi untuk menghasilkan enzim
pektinase
mikroba. Tabel
1.
Produksi coklat Indonesia tahun 1967-1990
342 510 719
1.215 Ill 1.112
114 111 10
Dalam industri panqan, enzim pektinase sering kan untuk industri sari buah dan anggur.
diguna-
Selain itu manfa-
at enzim pektinase dapat digunakan untuk memproduksi pektin bermetoksil rendah dari kulit buah jeruk, membantu melepaskan lendir dari buah kopi dan memungkinkan digunakan melepaskan pulp dari biji coklat, sehinqga dapat dari
adanya biji coklat yanq terlalu asam
untuk
terhindar
karena
tnrlalil
lama terfermentasi. Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk
mempelajari
sifat pektinase dari Asoerqillus niser L 51 yang
ditumbuh-
kan pada media padat kulit buah coklat, mempelajari
penga-
ruh penambahan mineral dan sumber nitrogen, penqaruh penambahan plasenta coklat serta karakterisasi pH dan suhu optimum enzim pektinase yang dihasilkan.
11.
TINJAUAN PUSTAKA
SENYAWA PEKTIN
Senyawa pektin secara umum disebut substansi tat. lah
pek-
Menurut Winarno (1986), kelompok senyawa ini adasuatu
golongan polisakarida asam
yang
kompleks,
yang terdapat pada jaringan tanaman tingkat tinggi
dan
terdapat dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela tanaman
antara selulosa dan hemiselulosa.
Pada
tingkat tinggi pektin berfungsi sebagai
istilah
Bracannot
pektin pertama
unsur
Menurut Glicksman
struktural dan perekat interseluler. (1969),
sel
kali
untuk menggambarkan komponen
digunakan
oleh
pembentuk
gel
pada buah-buahan yang berarti mengentalkan. Menurut Winarno (1986), yang termasuk senyawa pektin
antara lain (a) protopektin yaitu
(prekusor) dan
senyawa
pemula
pektin yang bersifat tidak larut dalam
jika terhidrolisa akan menghasilkan
pektin
air serta
asam pektinat, (b) asam pektinat adalah asam poligalakturonat yang mengandung gugus metil ester dalam sedikit,
jumlah
disamping itu pada kondisi yang sesuai,
asam
pektinat mampu membentuk gel dengan gula dan asam,
(c)
pektin adalah asam pektinat yang dapat larut dalam
air
dengan derajat metilasi dan kadar metilasi yang riasi, pada
dan
dapat membentuk gel dengan gula
kondisi
yang sesuai, (d) asam
pektat
dan
bervaasam
merupakan
senyawa pektin yang tidak mengandung gugus metil ester. Menurut Nelson et al., (1977) bahwa perbedaan nis, varietas dan perbedaan bagian dalam suatu
je-
tanaman
dapat
menghasilkan kandungan senyawa pektin yang
ber-
beda.
Berdasarkan berat basah, kandungan pektin
rata-
rata
untuk buah-buahan adalah 0.5 persen
Voragen, 1970).
(Pilnik
Rumus bangun dari pektin menurut Eskin
et al., (1971) dan asam pektat menurut Kirk dan (1952) dapat di lihat pada gambar
Gsrtber
1. le.
lb.
dan
Othmer
1.
S t r u k t u r p e k t i n dan asam p e k t a t S t r u k t u r pekt;in ( E s k i n e t a l . , 1971) S t r u k t u r asam p e k t a t ( K i r k d m Othmsr, 1952)
Komposisi
dari kelompok senyawa pektin
di
dalam
buah sangat bervariasi dan tergantung pada derajat matangan buah.
Pada umumnya di dalam buah-buahan
keyang
belum begitu matang, banyak mengandung protopektin yang bersifat tidak larut dalam air (Winarno, 1986). B.
ENZIM PEKTINASE 1.
Klasifikasi dan Cara Kerja Enzim pektinase berperan dalam reaksi yang melibatkan
pemecahan senyawa-senyawa pektin.
Enz im
pektinase adalah sekelompok enzim yang sangat
kom-
plek, mempunyai sifat-sifat fisikokimia dan katalitik yang sangat bervariasi.
Enzim ini umumnya ter-
dapat secara alami dalam jaringan hidup, enzim
ini
dapat diprodukasi oleh tumbuh-tumbuhan maupun
oleh
mikroba, tetapi tidak dapat disintesa oleh sel wan (Fogarty dan Kelly,
he-
1983).
Menurut Rumboult dan Pilnik (1980), enzim pektinase adalah enzim yang menyerang pektat. Winarno pektinase
Menurut
(1986), berdasarkan cara
kerjanya
enzim
dibagi menjadi 2
kelompok
besar
dapat
yaitu
enzim depolimerase dan pektin esterase
enzim
saponifikasi.
ikatan
Enzim desterifikasi
memotong
ester antara grup karboksil dari unit
poligalakturonat
dan grup metanol.
Enzim
atau
asam
depoli-
merase berdasarkan cara kerjanya dibagi menjadi dua
yaitu hidrolase dan liase.
Hidrolase memotong
pada
a-1,4 pektat polisakarida dengan cara hidrolisa sedangkan liase memotong dengan transeliminasi hidrogen dalam posisi C(4) dan C(5) dari posisi substrat.
Pemecahan hidrolisa dan
aglikon
transeliminasi
dapat berlansung secara acak (endoenzim) atau hanya memutus bagian ujung (eksoenzim).
Adapun cara ker-
ja enzim pektinase terdapat pada gambar
2.
Aktifitas enzim pektinase seperti enzim nya
dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya
lain pH dan suhu. yang
Pada umumnya bersifat
berarti enzim mempunyai
lainantara
ampolitik
konstanta
disosiasi
pada gugus asam maupun maupun gugus basanya,
teru-
tama gugus residu dari terminal karboksil dan gugus residu
terminal aminonya (Reed, 1975 yang
dikutip
oleh Winarno, 1986). Pengaruh
suhu terhadap aktifitas
enzim
agak
komplek, suhu yang terlalu tinggi dapat mempercepat sema-
pemecahan atau pengrusakan enzim, sebaliknya
kin tinggi suhu (dalam batas tertentu) semakin tif enzim tersebut.
Bila suhu terus naik maka prolaju
tein enzim akan mengalami denaturasi sehingga kerusakan Enzim
ak-
enzim melampaui reaksi
katalisa
ini menunjukkan aktifitas maksimum
enzim.
pada
optimum antara 3.5 sampai 5.0 (Winarno, 1986).
pH
//
PGL
Gambar. 2.
Cara k e r j a enzim p e k t i n a s e ( F o g a r t y dan K e l l y , 1983) - . S i n g k a t a n : PMGL, p o l i m e t i l g a l a k t u r o r ~ a t l i a s e ; PMG, p o l i m e t i l g a l a k t u r o n a s e ( p e k t i n h i d r o l a o e ) ; PE, p e k t i n e s t e r a s e ; PGL, p o l i g a l a k t u r o n a t l i a s e ; PG, p o l i g a l a l c t u r o r l a s e
2.
Produksi Pektinase Mikroba
Mikroorganisme
untuk memproduksi enzim
stabil, mempunyai produktifitas yang cukup
harus tinggi
Selain itu mi-
dapat tumbuh pada media yang murah.
kroorganisme yang digunakan tidak menghasilkan nyawa
toksin atau bebas dari aktifitas
se-
antibiotik
(Boing, 1982). Menurut
Suhartono
(1989),
diantara
mikroba
yang beragam kapang jenis As~ersillusniqer. Asperqillus orvzae dan bakteri Bacillus subtilis suk
ke dalam golongan yang dipandang
terma-
aman.
Pada
umumnya kapang dari genus Aspercrillus non patogenik yang
digunakan dalam memproduksi enzim
pektinase.
Pemakaian kapang pada industri enzim pektinase
ka-
rena pH enzim yang dihasilkan terdapat pada kisaran pH
(derajat keasaman) proses yang
(Satyawiharja, 1982). berapa
jenis
umum
dilakukan
Adapun pH optimum dari
enzim pektinase dapat
dilihat
bepada
tabel 2. Dalam
sintesa enzim (protein) terdapat
empat
gen yang bertanggung jawab yaitu gen pengatur regulator
atau
(R), gen promotor (P), gen operator
(0)
dan gen struktur (S) (Wang et al., 1979). Mekanisme
sintesa
enzim yang
dapat
diimbas
(indusibel) bisa diterangkan oleh model yang mukakan
oleh Jacob dan Monod yang secara
dapat dilihat pada gambar 3a dan 3b.
dike-
skematis
Protein represor
Gambar 3-r;.
Enzim
S i n t e s a enzim n e n g a l a n i r e p r e s i k a r e n a t i d a k adanya z a t pengind u k s i (Wang e t a l . , 1 9 7 9 )
8.
DNA
s1
I
I I
I,,-&
>-r----
.m
m RNA
I I
I
a
v
Z p ea nt g i n d u k s i
Enzim Hepresor i n a k t i f
Gambar
5th
S i n ' t e s a enzim d i i n d u k s i o l e h z a t p e n g i n d u k s i (Wang e t a l . , 1 9 7 9 )
but
Gen regulator menghasilkan protein yang
dise-
represor
cocok
dengan
gen
yang memiliki satu sisi
operator.
Dalam
yang
keadaan
normal
gen
operator berada dalam keadaan terepresi (gambar 3a) karena represor melekat pada gen operator dan menghalangi RNA polimerase yang akan bergerak dari operator ke gen struktural.
gen
Dalam keadaan tersebut
sintesa enzim-enzim metabolisme menjadi terhalang. Dalam keadaan terinduksi (gambar 3b),
senyawa
penginduksi melekat pada represor sehingga represor tidak dapat melekat lagi pada gen operator. keadaan
ini sintesa enzim berjalan
dalam
Dalam keadaan
baik. Menurut enzim dung
Satyawiharja et al. (1985), produksi
pektinase diimbas oleh senyawa yang pektin.
Selain itu produksi enzim
mengan-
pektinase
dipengaruhi oleh kandungan nitrogen sebagai sun
penyu-
enzim dan diduga distimulasi oleh mineral
dan
vitamin. Tween 80 diperlukan untuk melepaskan interaksi antara enzim ekstraseluler dengan substrat sel.
polimer
Hal ini terutama diperlukan dalam proses
manenan
dan
pemisahan produk
enzim.
Penambahan
tween 80 sampai 0.2 % bahkan terbukti membawa stimulasi produksi selulase baik oleh
pe-
efek
Trichoderma
maupun oleh Aspergillus (Suhartono, 1989).
Tabs1 2.
Derajat keasarnan optimum beberapa jenis enzim pektinase dari mikroba
Jonis enzirn Poktineuterase
Mikroba we-
pH Optimum sp
7.5
C s l u i ~ t h v r i r a mdiPlodi -
clla G9rL.i-
Fusarim
4.8
rolfsi QXYSPO~W
ClwzLridium multifer in%nLQas
3.5 7.0 9.0
Pol igalakturorlk3r~
&s i t 1us sx!2Alis Erwinia acaidea,~ h ~ i u i s~ a r o t w n r a
Eridopo 1irr~eti-
galakturonat l in:;t.
1 ' ~ n i c i I l i u md U & f L W n
kbucillium ital icum
5.5 5.5
3.
Aplikasi Pektinase D a l a m Industri Fogarty (1983)
dan
Kelly (1983)
di
dalam
Foqarty
menjelaskan bahwa Miles Laboratorium
Inc.,
USA memproduksi enzim pektinase dengan merk
dagang
"Spark 1" yang diaplikasikan pada teknologi
anggur
Enzim pektolitik dipakai untuk pen-
dan sari buah.
jernihan anggur sehingga diperoleh produk yang bersih, segar dan menyenangkan. akan
Penggunaan enzim
memudahkan penyaringan, menqhilangkan
ini
keke-
ruhan
selama penuaan, perkembangan cita rasa
lebih
cepat, mempercepat
yang
sedimentasi, menaikkan
kandunqan netral ester volatil, dan menaikkan
pro-
)
duksi (Satyawiharja et al., 1982 yang dikutip
oleh
-
Satyawiharja et al., 1985). Menurut bagian
Ory dan Angelo (1977)
pektin
dari sistem koloidal yang stabil, yang
nyebabkan koloidal
sari ini
buah jeruk tampak
keruh.
dipecahkan atau sari
buah
menjadi jernih dengan ditambahnya pektin Selain
adalah
itu enzim pektinase komersial
me-
Sistem tersebut
esterase.
dapat
digu-
nakan bersama-sama dengan bahan produksi untuk mempercepat penghilangan "mucilage" pada kopi. Fogarty (1983) menyatakan bahwa salah satu penerapan yang paling potensial dari enzim
pektinase
adalah untuk membantu mengawetkan kayu-kayu Norway dan Sitka.
cemara
C.
TEHNIK FERMENTASI 1.
Tehnik Fermentasi Padat
Produksi enzim dapat dilakukan dengan dua cara yaitu fermentasi media padat (solid state fermentation) dan fermentasi media cair (submerged tation). zim
fermen-
Menurut Satyawiharja (1982), produksi en-
pektinase secara komersial
umumnya
dilakukan
dengan cara fermentasi media padat. Fermentasi media padat adalah fermentasi substratnya bebas
tidak larut dan tidak
mengandung
(Prescott dan Dunn, 1982) tetapi
cukup
yang air me-
ngandung air untuk keperluan mikroba-(Chalal,
1985
yang
Disini media
ber-
fungsi sebagai sumber karbon, nitrogen maupun
sun-
dikutip Susetyono, 1987).
ber energi (Satyawiharja, 1984). Fermentasi media padat memiliki beberapa keuntungan
dibandingkan dengan fermentasi
antara
lain (1) menggunakan media alami
fatnya
tunggal, (2) kontrol
terhadap
media
(4) kondisi inkubasi hampir
si-
kontaminasi
lebih mudah, (3) persiapan inokulum lebih na,
yang
cair
sederha-
menyerupai
yang
alami, (5) dapat menghasilkan produk dengan kepekatan
yang lebih tinggi dan (6) aerasi optimum
dari
sistem lebih mudah karena banyak ruangan yang
ter-
dapat 1984).
antara
partikel dari
media
(Satyawiharja,
Fermentasi media padat di dalam produksi enzim pada
ka-
umumnya memberikan hasil yang lebih baik
rena jumlah substrat yang tersediapun lebih
-
(20
50
%
padatan).
Selain lebih
yang dihasilkan biasanya beragam. padat
disukai
banyak
Cara
untuk menghasilkan
banyak enzim
fermentasi
berbagai
enzim
(1980), di
dalam
ekstraseluler (Suhartono, 1989). Menurut
Knapp
dan Howell
fermentasi ada beberapa faktor yang harus tikan
antara
lain (1) sifat substrat,
diperhasifat
(2)
mikrobanya, karena setiap mikroba mempunyai
kemam-
puan
yang berbeda dalam mendegradasi untuk
keper-
luan
metabolismenya, (3) kinetika metabolisme
i
kinetika enzim, karena pada umumnya produksi
dan enzim
pada media padat bersifat konstitutif, sehingga represi
katabolit
dan
represi
"feedback"
menjadi
aspek yang penting dalam menguraikan media. 2.
Potensi Limbah Coklat
Tanaman coklat Marvales
dan
Theobroma
famili
cacao
termasuk
Sterculiceae.
Tanaman
ordo ini
tumbuh dengan baik di daerah khatulistiwa dan mulai berproduksi setelah umur 4 -5 tahun bahkan ada yang sampai
2-3 tahun (Wood,,1975)
(1944)
a
varietas Kedua
dalam
Rohan
cacao yaitu
varietas
ini
.
Menurut
(1963) ada criollo
berbeda dalam
dua
dan ha1
Chesman subgrup
forastero. warna
di
,
bagian masuk
dalam biji. criollo
dan
Biji yang berwarna yang
berwarna
putih
ungu
ter-
termasuk
forastero. Tanaman coklat dibudidayakan di Indonesia
da-
lam bentuk perkebunan milik rakyat, pemerintah
dan
perkebunan besar swasta. telah
berhasil
coklat terus
Pada saat ini
mengekspor
sebanyak
Indonesia persen
0.2
produksi dunia, tampaknya jumlah
ini
meningkat di masa mendatang mengingat
penanaman
coklat
terus bertambah
luas,
akan areal
sehingga
ekspor coklat menunjukkan peningkatan dari tahun k e tahun. Menurut ~irektorat!Jenderal Perkebunan (1990), produksi
biji coklat di Indonesia
112,260 ton
yang
per tahunnya.
sedemikian
telah
Produksi
besarnya ini tentu
mencapai
biji saja
coklat mengha-
silkan limbah dalam jumlah yang besar pula. pemecahan senta
buah coklat berupa kulit buah
(70 - 73 persen).
Limbah
dan
pla-
Selama ini limbah
proses
pengupasan baru dimanfaatkan sebagai humus,
walau-
pun pada beberapa perkebunan, para karyawannya
te-
lah memanfaatkannya sebagai media pertumbuhan jamur (Riyadi,
1987).
Selain itu limbah kulit buah
co-
klat dapat dimanfaatkan sebagai sumber senyawa pektin (Harjosuwito dan Tri Haryati, 1984) dan makanan ternak (Hutagalung dan Chang, 1978). Buah coklat umumnya berbentuk bulat telur sampai memanjang dengan lekukan-lekukan membujur
pada
permukaannya. pula
yang tumpul atau ujung
Nasution kulit
Menurut
et al., (1980), buah coklat terdiri
dari Buah
masak memiliki kulit tebal dan berisi 30
biji
lain
membengkok.
buah, plasenta, pulp dan keping biji.
coklat 40
Ujung buah ada yang runcing dan ada-
yang diselimuti oleh pulp dan
terikat
plasenta
pada suatu jaringan
coklat (Rohan, 1963).
yang
satu
sama
dinamakan
Bentuk dan
gambar
penampang melintang buah coklat dapat dilihat gambar 4.
a
-
pada
d
c
.Keterangan : a. Kulit b. Plzsenta c. P u l p d. Biji
Gambar
4.
Penampang melintang buah coklat
Menurut Haryati dan Harjosuwito (1984), buah coklat terdiri
dari
atas 73.77 persen
kulit
buah,
2.0
persen plasenta yang mengandung 3.37 persen pektin. Sedangkan senyawa
kulit buah coklat mengandung 4.8
pektin (Pahlevi, 1987).
Adapun
persen
komposisi
kimia kulit buah coklat dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel
Komposisi kimia kulit buah coklat * )
3.
Komponen
Persentase
(%)
Kadar air Protein kasar Lemak Gula pereduksi Serat kasar Pektin *)Pahlevi, 1 9 8 7 (Hasil penelitian tidak dipublikasikan) Walaupun
secara mikro persentase plasenta
coklat
hanya 2 .% dari seluruh buah coklat, tetapi komposisinya mempunyai
potensi
mikroorganisme.
yang bagus
untuk
media
pembiakan
Adapun komposisi kimia plasenta coklat
dapat dilihat pada tabel 4. Tabel
4.
Romposisi kimia plasenta buah kering (per 1 0 0 g bahan) # )
Komponen (9)
coklat
Jumlah
Air Gula pereduksi Protein Pektin Lemak Serat kasar Abu #)Riyadi, kan) .
1987
(Hasil penelitian tidak dipublikasi-
C.
FISIOLOGI KAPANG Asperqillus s p Menurut
Satyawiharja (1982) pada
umumnya
kapang
genus Aspersillus non patogenik digunakan dalam memproduksi
enzim pektinase.
Kapang ini termasuk
ke
dalam
famili Moniliaceae, ordo Moniliales, subdivisi De'uteromycotina dan divisi Eumvcotina.
Asperqillus niqer
Asperqillus orvzae merupakan kapang non patogenik bersifat oksigen
aerobik sehingga dalam dalam
tumbuhan
Asperqillus
sp
yang
pertumbuhannya
jumlah yang cukup. adalah
Suhu 37'~
dan
butuh
optimum
per-
(Frazier
dan
Westhoff, 1981) . Aspersillus sp mempunyai hifa dan spora, hifa terletak
pada bagian yang terendam yang
berfungsi
untuk
menyerap zat hara dan yang menghadap k e udara berfungsi sebagai
alat reproduksi, sedangkan sporanya
berbentuk
globular, berwarna hitam kecoklatan atau ungu, konidianya besar. dan
Miselia Asperqillus sp bercabang, berseptat
biasanya
1981).
tidak berwarna
Adapun
bagian-bagian
(Frazier dan Asperqillus
Westhoff, sp
secara
sederhana dapat dilihat pada gambar 5. Ada
23 jenis enzim yang
dapat
diidentifikasikan
dari pertumbuhan Asperqillus orvzae dan 20 jenis dari
pertumbuhan Asperqillus niqer.
secara
komersial
digunakan
untuk
Beberapa
enzim strain
menghasilkan
sitrat, glukonat dan beberapa jenis enzim (Frazier Westhoff,
1981).
Enzim yang dihasilkan
antara
asam dan lain
amilase, pektinase,selulase, katalase, amiloglukosidase Suhu optimum
per-
tumbuhan Asperqillus niqer adalah 3 7 O ~ ,sedangkan
suhu
dan glukosa oksidase (Blain, 1975).
maksimumnya mencapai 6 5 O ~dengan kisaran pH yang
cukup
luas yaitu 2.8 - 8.8 (Laskin dan Hubert, 1978
dalam
Widyawati, 1990).
a
s t e r i ~ r n gs e k u n d e r s t erigme primer
It
vesikel
konidiofor
Gambar
5.
Morfologi Sederhana Asoersillus s p
111.
A.
BAHAN DAN METODA
BAHAN DAN ALAT
Bahan baku utama untuk penelitian ini adalah kulit buah
coklat yang
diperoleh
dari
Perkebunan
Rajamandala PTP XI1 Bandung, biakan kapang niqer
dari
L51
dan Asuerqillus orvzae L45
Laboratorium
Mikrobiologi
As~erqillus
yang
Jurusan
Coklat
diperoleh
TPG,
pektin
komersil dengan berat molekul 150,000 diperoleh dari PT Rotaryana Prima, Potato Dextrose Agar merk Difco diperoleh amonium
dari Laboratorium Mikrobiologi
FTDC,
yang urea,
nitrat, dan kalium dihidrogen phospat dari
Merck diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi
E.
Jurusan
TPG, garam khlorida dari Magnesium, Kobalt, Mangan
dan
Kalsium yang diperoleh dari E. Merck (BPPHP), aquadestilata, kapas dan aluminium foil. Peralatan
yang
"Brokefield" type
digunakan
meliputi
BL, otoklaf,
viskosimeter
"shaker", pH
meter,
penangas air, lemaki es, inkubator, sudip dan alat-alat gelas untuk produksi dan analisis. B.
METODA PENELITIAN
Penelitian ini dibagi menjadi 5 tahap,
penelitian
pendahuluan terdiri dari produksi enzim pektinase A. -
dan
orvzae pada media
padat
kulit
dari buah
coklat dan membandingkan aktivitas enzim pektinase yang
dihasilkan
oleh
kedua jenis kapang
tersebut.
Pene-
litian selanjutnya adalah mengamati pengaruh penambahan mineral, serta
sumber nitrogen, plasenta coklat dan
karakterisasi sifat-sifat enzim
analisa
pektinase
yang
dihasilkan. 1.
Penelitian Pendahuluan a.
Penyiapan kultur
Agar miring Potato Dextrose Agar yang lah
disiapkan
dalam
tabung
reaksi
te-
digores
dengan kultur kapang, kemudian diinkubasi diinkubator bersuhu 3 7 O ~ . Untuk A. nicrer
inkubasi
hari dan A, orvzae
selama
7
Kultur yang tumbuh pada agar
miring
kemudian
selama
4
hari.
dijadikan kultur stok. b.
Pembuatan Suspensi spora Kapang
Suspensi
spora dibuat dengan cara
menum-
buhkan 10 ml larutan pengencer steril ke
dalam
tabung
spora
digaruk
kultur
stok, kemudian
kultur
dengan ose sehingga sporanya
terlepas
dan cairan dikocok sehingga dapat disuspensi. c.
produksi Enzim Pektinase
Produksi pektinase dilakukan dengan fermentasi 1 - 5 hari.
Pembuatan kultur
waktu media
padat digunakan 10 gram bubuk kulit buah coklat yang dicampur merata dengan 8 ml pelembab aquades) , 300 ml
kemudian dipindahkan
dan ditutup
dengan
ke
(air
erlenmeyer
penyumbat
kapas.
Kemudian substrat tersebut disterilisasi
dalam
selama satu jam pada suhu 121°c.
Se-
otoklaf
telah disterilisasi kemudian dibiarkan
dinqin,
kemudian diinokulasi dengan suspensi spora banyak
2 ml.
kemudian periode
Substrat yang telah
diinokulasi
diinkubasi pada suhu 28 f waktu yang diinginkan.
inkubasi tercapai, dilakukan yang dihasilkan.
~ O C untuk
Setelah waktu
pemanenan
6.
Substrat berkapang dari fermentasi media padat kulit buah coklat
II + 100 ml aquadestilata I + 0.1 Tween 80 %
I
shaker selama 1 jam
I I
saring
I 6.
enzim
Prosedur pemanenan enzim pek-
tinase dapat dilihat pada Gambar
Gambar
se-
Prosedur pemanenan enzim pektinase
d.
Pengukuran Aktifitas Enzim Pektinase
Setelah enzim dipanen langkah adalah
melakukan
pengukuran
selanjutnya
aktifitas
pektinase.
Prosedur pengukuran dapat
pada Gambar
7a dan Gambar
enzim
dilihat
7b.
3.5 ml filtrat enzim
+ 84 ml larutan pektin 4%
II
diletakkan di penangas air bersuhu 40°c selama 30 menit diukur vi&kositasnya selama 2 menit Gambar
7a.
Pengukuran aktivitas pektinase
87.5 ml larutan pektin dengan berbagai konsentrasi tertentu
I
inkubasi 406 C, 30 menit ukur viskositasnya selama 2 menit
Gambar
7b.
Pembuatan kurva standart
Aktivitas metode
enzim pektinase diukur
menurut
Satiawiharja (1982), yaitu dengan
cara
mengukur pengurangan viskositas larutan di didalam buffer sitrat pH 4.0
4%
selama 3 0 menit
40°c
pada
kasar
suhu
(prosedur pembuatan
reaksi untuk produksi dan analisa enzim nase
pektin
dapat dilihat
pada
pekti-
lampiran
Dengan demikian aktifitas enzim dapat
pe-
1).
dihitung
dengan rumus berikut :
Keterangan
:
A
=
Aktivitas trat)
enzim khsar
(Unit/ml
B
=
Konsentrasi filtrat enzim dari standart (gr/100 ml)
P
=
Perbandingan volume larutan pektin sampel dengan larutan pektin standart dalam ha1 ini P = 0.875
F
=
Berat molekul pektin, F
t
=
Waktu inkubasi, t = 3 0 menit
m
=
Volume filtrat enzim sampel, dalam ha1 ini m = 3.5 ml
=
filkurva
150,000
Pengaruh Penambahan Mineral
Pada pengaruh
tahap
ini ditujukan
untuk
mempelajari
penambahan mineral dengan 2 macam
kompo-
sisi terhadap waktu fermentasi dan aktivitas yang
dihasilkan.
Komposisi
kimia
mineral
enzim yang
ditambahkan
yaitu :
I1 (gram)
3.
I (g/V)
ZnS04.7H20
=
0.67
NaH2P04
=
4.7
%
FeS04.7H20
=
0.67
KC1
=
0.1
%
CUS04.5H20
=
0.067
CaC12
=
0.02 %
HC1 pekat
=
133 ml
MgC12
=
0.02 %
Pengaruh Penambahan Sum@er Nitrogen
Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk mempelajari terdiri nitrat
pengaruh penambahan sumber nitrogen dari
urea, dedak padi dan' garam
terhadap
waktu
fermentasi dan
enzim pektinase yang dihasilkan. digunakan 1.5%, 3.0% dan
yang dedak
padi
amonium
aktivitas
Konsentrasi
4.5%.
yang digunakan l.O%,
yang
2.0%
urea
Konsentrasi dan
3.0%.
Serta garam amonium nitrat dengan konsentrasi 1.5%, 3.0%
dan 4.5%.
~asing-masingsumber nitrogen
di-
larutkan dalam larutan mineral. 4.
Pengaruh Penambahan Plasenta
Tahap ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh penambahan plasenta coklat terhadap waktu fermentasi dan aktivitas enzim yang dihasilkan.
Penambahan
plasenta coklat ke dalam media padat dengan konsen-
trasi
2%
dari berat media.
dikeringkan
kemudian
Sebelumnya
dihaluskan
dan
plasenta
selanjutnya
dilarutkan dalam larutan mineral. 5.
Karakterisasi Enzim Pektinase Tahap
ini dilakukan untuk
menganalisa
enzim
pektinase yang dihasilkan yang memiliki peningkatan aktivitas tertinggi yang diperoleh dari hasil
per-
cobaan yang terdiri dari : suhu optimum dan pH
op-
timum.
Prosedur karakterisasi enzim pektinase
ini
adalah
dengan mengukur aktivitasnya seperti
telah
dijelaskan pada gambar 7a dan 7b. Pengukuran suhu optimum enzim yang
dihasilkan 40°c,
dengan membuat variasi suhu inkubasi menjadi 50°c,
GOOC
dan 70°c.
Untuk menentukan derajat keasaman optimum dari enzim
pektinase
yang
dihasilkan
dibuat
larutan
buffer yang sesuai dengan pH yang dicobakan, pH 3, 4, 5, 6 dan 7.
Buffer yang digunakan
sitrat dengan konsentrasi 1 Molar.
yaitu buffer
IV.
A.
HASIL DAN PEMBAHASAN
PENELITIAN PENDAHULUAN
Produksi coklat di Indonesia akan terus
meningkat
seiring
dengan semakin meningkatnya permintaan
coklat
dunia,
sehingga limbah kulit buah dan plasenta
coklat
juga akan melimpah.
Selama ini hanya bagian biji
saja
yang dianggap mempunyai nilai ekonomis, sedangkan kulit buah
coklat kurang dimanfaatkan lebih
produk yang lebih bernilai.
lanjut
menjadi
Walaupun ada masih
terba-
tas untuk pupuk perkebunan (Dewanto, 1986), dan
diman-
faatkan sebagai media pertumbuhan jamur (Riyadi, 1987). Pemanfaatan nyata
mempunyai
dibandingkan
kulit buah coklat sebagai media
ter-
kandungan protein
bila
yang
rendah
dengan dedak gandum yang biasa
digunakan
sebagai media, akan tetapi mempunyai kandungan
sumber
karbon
yang cukup tinggi.
Selain mempunyai
kandungan
sumber
karbon yang cukup tinggi, kulit buah
coklatpun
mempunyai kandungan pektin yang cukup tinggi yang dapat digunakan sebagai senyawa pengimbas (induser), sehingga memungkinkan
pemakaian kulit buah coklat
untuk
media
dalam memproduksi enzim pektinase (Pahlevi, 1987). Penelitian dengan
menggunakan
Aspersillus Kemudian
ini diawali dengan produksi kapang
Aspersillus
pektinase
niqer
dan
oryzae pada media padat kulit buah coklat.
dilakukan pemilihan dari kedua
jenis
kapang
I
tersebut
dalam produksi pektinase yang
terbaik
selama
waktu fermentasi 1 sampai 5 hari. ~ a r i hasil penelitian (Gambar 8) terlihat
bahwa
aktifitas enzim pektinase yang dihasilkan A. niqer mencapai maksimum pada hari ke empat fermentasi, sedangkan oryzae pada hari kedua fermentasi. trat
enzim
yaitu
yang tertinggi dihasilkan
Aktifitas oleh
A- niqer
Unit/ml filtrat, dibandingkan dengan
0.09
orvzae yaitu
0.03
A-
Unit/ml filtrat.
Sedangkan dari data penelitian yang lain hasil
fil-
terlihat fer-
yang berfluktuasi dimana pada hari ke tiga
mentasi dari kedua jenis kapang terjadi penurunan aktifitas, hari ke empat fermentasi meningkat dan hari lima
fermentasi menurun kembali.
rangkan
Hal ini dapat
sebagai berikut : Enzim yang
fermentasi media
padat adalah enzim
ke
dite-
diproduksi
dari
kasar, biasanya
tidak hanya menghasilkan satu jenis enzim tapi beragam. Sehingga dengan adanya hasil enzim campuran, perlu
di-
perhatikan kemungkinan dari penghambatan sintesis enzim tertentu Sebagai
oleh
produk enzim yang
telah
contoh, protease merupakan salah
aktifitas
fermentasi, dapat
mendegradasi
terakumulasi. satu
produk
enzim-enzim
lain yang memang diinginkan, apabila aktivitas protease ini
terlalu tinggi.
adalah strat
Hal lain yang harus
diperhatikan
adanya sifat-sifat elektrokimia permukaan sehingga menyulitkan
proses
pemisahannya
subdan
hasil analisa yang dilakukan terhadap cairan fermentasi tidak
lebih
(Suhartono,
rendah daripada keadaan 1989).
yang
Hasil Penelitian
sebenarnya
Pahlevi
(1987)
yang mempelajari sifat pektinase dari Aspersillus niqer dengan fermentasi media padat limbah buah coklat menunjukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada hari fermentasi yaitu 3.44 Unitlml, sedangkan Riyadi
kedua (1987)
yang mempelajari sifat pektinase dari Aspersillus niser dengan
fermentasi cair dari limbah buah coklat
menun-
jukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada hari
kedua
fermentasi yaitu 7.37 Unitlml. Waktu fermentasi dilanjutkan sampai hari k e Hasil
maksimum
empat
(84
dari A
jam)
.
niser dicapai
fermentasi,
kembali pada hari ke lima.
lalu
pada
terjadi
lima.
hari
ke
penurunan
Aktifitas yang menurun
ini
mungkin disebabkan oleh produk enzim yang mengalami kerusakan atau degradasi lebih lanjut setelah Sedangkan disebabkan bila
jika
produksi
enzim
yang
oleh mekanisme "feedback"
produksi
tetap
dan
diiringi
terbentuk.
terhenti represi,
dengan
dapat tetapi
penurunan
aktifitas dapat diterangkan sebagai "feedback" inhibisi yaitu
gangguan terhadap sisi aktif enzim
akhir hasil degradasi (Satyawiharja et al.,
oleh
produk
1985).
Berdasarkan hasil percobaan pada tahap pendahuluan ini, untuk tahap selanjutnya dipilih kapang yang
menghasil-
kan aktifitas enzim tertinggi yaitu Asperqillus niqer.
1
2
3
5
4
Waktu Fermentasi (Hari)
= Gambar
8.
A. ORYZAE
A . NIGER
Pengaruh jenis kapang terhadap pekt inase
aktifitas
B.
PENGARUH PENAMBAKAN MINERAL
Sebelum
dedak
dan
amonium nitrat sebagai sumber nitrogen pada media
fer-
mentasi,
dilakukan
penambahan
urea,
dilakukan percobaan penambahan dua macam
lompok mineral ke dalam media kulit buah coklat.
keSerta
melakukan pemilihan kelompok mineral yang terbaik dalam produksi
pektinase dari kedua macam
kelompok
mineral
yang ditambahkan. Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa
penambahan
mineral pada media ternyata dapat meningkatkan
aktifi-
tas maksimum filtrat, akan tetapi memperlambat
pertum-
buhan Aspersillus
m, ha1
ini berdasarkan pengamatan diha-
terhadap pertumbuhan dan kelebatan miselium yang silkan, tidak sebanyak miselium yang tanpa
media
dihasilkan
penambahan mineral, kemungkinan
ha1
dari ini
terjadi disebabkan adanya penambahan mineral magnesium. Karena
selain sebagai sumber nutrisi, garam
magnesium
dan kalsium sering digunakan sebagai pengendap
senyawa
kimia yang dapat mengganggu pertumbuhan kapang.
Magne-
sium
dengan
konsentrasi tinggi
kemungkinan menjadi
racun
bagi
(lebih dari
0.306%)
Aspersillus
niqer,
sedangkan kalsium tidak begitu berpengaruh
(Kauffman-
Cosla dan Tudor di dalam Cocker dan Greenshield, 1977). Hasil penelitian Pahlevi (1987), yang mempelajari sifat dengan
fermentasi
padat limbah buah coklat, menunjukkan bahwa
penambahan
pektinase
dari
Asoersillus
niqer
1
2
3
4
5
Waktu Fermentasi (Hari) , i
/
Mineral I
1(1 Mineral II
I
Gambar
9.
Pengaruh penambahan mineral I dan I1 terhadap aktifitas pektinase
larutan
mineral yang mengandung 0.02%
MgC12
semakin
menghambat pertumbuhan Asaeraillus niqer. ~ktifitas enzim mineral pada
tertinggi diantara
kedua
yang ditambahkan adalah enzim yang
media
dengan penambahan mineral I1
macam
dihasilkan
yaitu
Unit/ml filtrat dengan waktu fermentasi 3 hari,
0.166 tetapi
pada hari selanjutnya terjadi penurunan aktivitas
sam-
pai hari ke lima, sedangkan pada media yang ditambahkan dengan mineral I aktifitas maksimum enzim yang dihasilkan yaitu 0.152 Unitjml filtrat pada hari ke empat fermentasi kemudian pada hari ke lima fermentasi cenderung menurun.
Peningkatan aktifitas filtrat yang disebabkan i
oleh penambahan mineral ini dimungkinkan adanya bahan
kation divalen dan monovalen dari
penam-
mineral
yang
ditambahkan yang menstimulasi aktifitas enzim pektinase yang ada dalam filtrat enzim, terutama kation kalsium. Penambahan
CaC12
poligalakturonat
menyebabkan liase
peningkatan
(Ward dan
Fogarty dan Kelly, 1983).
Fogarty
aktifitas
& dalam
Selain kation kalsium,
juga
magnesium dan ion organik lainnya dapat berfungsi sebagai aktifator yang menstimulasi aktifitas filtrat enzim (Fogarty dan Kelly, 1983).
Menurut Wolf (1949), selain
unsur-unsur utama seperti karbon, nitrogen, fosfor
dan
sulfur, dalam pertumbuhannya Asperaillus niqer memerlukan unsur-unsur kelumit seperti ~ g + + ,~ n + + ,~ n + + ,CU++, ~ e + + ,~ i + + ,~ a + +dan ~ b + + . Pada penelitian selanjutnya setiap unit percobaan ditambahkan larutan mineral 11.
C.
PENGARUH PENAMBAHAN SUMBER NITROGEN
Dalam sangat
pertumbuhannya, kapang
dipengaruhi oleh
nitrogen Menurut
baik
Asoersillus
ketersediaan
nitrogen
Aunstrup et al.
organik
senyawa-senyawa
maupun
(1979) rasio
niqer
anorganik.
antara
senyawa
karbon dan nitrogen yang sesuai sangat diperlukan untuk pertumbuhan,
energi, pembentukan sel
dan
biosintesa
produk fermentasi kapang. Menurut niqer
Moore dan Lendecker
(1982),
Aspersillus
dalam pertumbuhannya berhubungan secara
dengan
zat-zat
Molekul-molekul
makanan yang sederhana
terdapat
seperti gula
lansung
dalam
medium.
dan
komponen
lain yang terlarut disekeliling hifa dapat lansung
di-
serap ke dalam sel, sedangkan molekul-molekul lain yang lebih kompleks seperti selulosa, pati dan protein harus dipecah
terlebih dahulu sebelum diserap ke dalam
Untuk
itulah Aspersillus niqer
enzim
ekstraseluler seperti selulase, amilase,
menghasilkan
sel.
beberapa kata-
lase, pektinase dan amiloglukosidase. Karena itu secara komersil kapang ini banyak digunakan dalam pembuatan enzim. penyerapan dilihat pada
zat
industri
Mekanisme pemecahan makromolekul makanan
Gambar
oleh
mikroorganisme
dan
dapat
10.
Protein sebagai sumber nitrogen yang terdapat pada kulit buah coklat yang digunakan sebagai media
fermen-
tasi
protein
sangat
rendah bila dibandingkan
dengan
yang
terdapat pada dedak yang biasa digunakan
media
sebagai
pada produksi enzim, akan tetapi mempunyai
kan-
dungan sumber karbon yang cukup tinggi. Dengan demikian media
perlu
ditambah sumber nitrogen
untuk
memenuhi
kandungan nitrogen yang diperlukan.
\
:7
i?
\
4'
9
,.
9.9-
/.
//
/
/)
1
/?
Enzim A
1' y----
polimer t i d a j c de:a.t
\ \
/
\
lamt
\
3nqLm B \
\ \
\
\ \
\
penyera.pa.n oleh h i f a
b
produk a~\a ra 0,: ya.ng l e b i h sederhana
1.
\,
\
0
F---------satuan polimer yan- d a p a t l a r u t
Gambar
10.
Proses penguraian dan penyerapan makanan oleh Asperqillus niqer
zat
Banyak kapang yang dapat menggunakan bahan
nitro-
gen anorganik sederhana sebaik sumber nitrogen seperti yang
asam amino.
Beberapa macam
sumber
organik nitrogen
nitrat
umum digunakan adalah dedak, amonium
dan
Sumber nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh mi-
urea.
kroba akan selalu menjadi asam amino.
Asam amino
yang
terbentuk karena adanya penambahan sumber nitrogen organik berfungsi sebagai untuk stimulator (Cocker dan
Greenshields,
1977
yang
an-
pertumbuhan
dikutip
oleh
Pahlevi, 1987) . Penelitian pengaruh
lanjutan dilakukan
untuk
mengetahui
penambahan sumber nitrogen yang terdiri
dedak padi, urea dan amonium nitrat terhadap enzim nitrat
pektinase yang dihasilkan. yang
aktivitas
Konsentrasi
ditambahkan adalah 1.5%, 3.0%
dari
amonium
dan
4.5%,
konsentrasi urea yang ditambahkan yaitu 1.58, 3.0%
dan
4.5% serta dedak padi dengan konsentrasi 1.0%, 2.0% dan 3.0%.
1.
Pengaruh Penambahan Dedak
Pengaruh penambahan dedak padi sebagai nitrogen
pada media fermentasi dengan
1.0%, 2.0%
nase
yang
sumber
konsentrasi
dan 3.0% terhadap aktifitas enzim pektidihasilkan dapat terlihat
pada
Gambar
11.
Aktifitas dari
media
enzim
dengan
yang
tertinggi
penambahan
dedak
dihasilkan 3.0% dengan
1
3
2
5
4
Waktu Fermentasi (Hari) ..........................
.
Kontrol
r-7
Gambar
~
11.
~ 2.0% d
~
f&T
Dedak 1.0%
mki!!
Dedak 3.046
Pengaruh penambahan dedak padi dap aktifitas enzim pektinase
........
terha-
waktu
fermentasi 72 jam (3 hari).
terjadi yang
karena dedak mempunyai
Hal
ini
kandungan
dapat
protein
(Houston dan
cukup tinggi yaitu 13.3 %
Koh-
ler, 1970 di dalam Widyawati, 1990). Aktifitas
filtrat enzim
cenderung
meningkat
kemudian turun lagi dengan bertambahnya
dan
fermentasi (Gambar
11).
waktu ter-
Penurunan aktifitas
sebut kemungkinan disebabkan oleh makin
menurunnya
jumlah senyawa pengimbas (pektin) yang ada,
karena
terjadi sintesa enzim pektinase. Kecenderungan tersebut
sesuai dengan hasil penelitian
Satyawiharja
et al., (1985), bahwa produksi enzim pektinase pengaruhi oleh kandungan nitrogen sebagai enzim
dan pektin sebagai pengimbas dan
keseimbangan (1988),
antara
keduanya.
di-
penyusun
harus
Menurut
banyak enzim yang aktif terhadap
ada
Fardiaz substrat
yang mengandung nitrogen direpresi oleh amonia atau asam
amino.
Kemungkinan lain yaitu waktu
fermen-
tasi yang berpengaruh terhadap aktifitas enzim yang dihasilkan,
puncak aktifitas terlampaui (Thourton et
al., 1979).
yang
dalam Wang
Hasil penelitian Widyawati
mempelajari sifat pektinase dari
aktifitas
optimum dicapai pada hari
fermentasi yaitu 7.36 Unit/ml.
(1990)
Asperqillus
niqer dengan fermentasi padat dedak padi kan
setelah
karena enzim akan cepat turun
menunjukke
tiga
2.
Pengarub Penambahan Amonium Nitrat
Amonium nitrogen
oleh
As~erqillus
dimanfaatkan
sebagai sumber
beberapa jenis kapang
niaer
untuk pertumbuhan
antara dan
lain
produksi
Amonium nitrat juga dapat dimanfaatkan oleh
enzim.
Asperqillus dan
nitrat
niqer sebagai sumber nitrogen
Greenshield, 1977 yang dikutip
oleh
(Cocker Pahlevi,
1987). Penambahan amonium nitrat dari keempat konsentrasi yang ditambahkan (seperti terlihat pada bar
Gam-
12) menunjukkan bahwa penambahan amonium
ni-
trat sebanyak 3.0% memberi aktifitas pektinase 3ang tertinggi yaitu 0.168 Unit/ml filtrat pada hari empat fermentasi, sedangkan pada hari k e lima
ke fer-
mentasi kembali terjadi penurunan aktifitas
enzim.
Selanjutnya dalam perbandingan peningkatan
aktifi-
tas trat
enzim antara keempat konsentrasi terlihat
bahwa
amonium
konsentrasi 1.5%
dan
ni3.0%
tidak terlalu besar bedanya, sedangkan
konsentrasi
4.5% terlihat lebih rendah dari k e dua
konsentrasi
sebelumnya. amonium
Hal tersebut diduga karena
nitrat sebesar 3.0% merupakan
penambahan konsentrasi
yang efektif terhadap rasio karbon dan nitrogen dalam
media pertumbuhannya,
kecenderungan
tersebut
sesuai dengan hasil penelitian Satyawiharja et al., (1985), bahwa produksi enzim pektinase dipengaruhi
Waktu Fermentasi fHari)
i
I I
1 I
Kontrol
@%@
Gambar
Amoniurn 3.0%
12.
&F$>)g i...Y.I.~A m o n i u m 1.5% ,.-.z7.7
ii::::::~:
Arnonium 4.536
Pengaruh penambahan amonium nitrat terhadap aktifitas enzim pektinase
oleh kandungan nitrogen sebagai penyusun enzim
dan
pektin sebagai penqimbas dan harus ada keseimbangan antara
keduanya.
Pada penelitian ini pektin
pada kulit buah coklat sebagai
terdapat
dan merupakan pembatas dalam mencapai
yang
pengimbas
keseimbanqan
antara sumber nitrogen dan penqimbas. 3.
Pengaruh Penambahan Urea
Urea merupakan senyawa yang mengandung gen yang tinggi yaitu sekitar 46%, biasa
nitro-
digunakan
untuk suplemen protein pada ransum ternak
ruminan-
sia
Pahlevi,
(Shreve dan Brink, 1977 yang dikutip i
1987). duksi
Urea dapat menyokong pertumbuhan dan konidia yang baik,
pertumbuhan
pro-
sklerontium
yang cepat terhadap kapang (Agnihotri, 1968). Gambar urea
13
sebanyak
memperlihatkan 1.5% menghasilkan
bahwa
penambahan
aktifitas
enzim
tertinggi yaitu : 0.167 Unit/ml filtrat, pada
hari
k e tiga fermentasi.
yang
dikutip
oleh
mempunyai
Menurut Cochrane, (1958)
Redjeki, (1986), Asaerqillus
enzim
urease yang
urea menjadi amonium dan digunakan
C02.
dapat
menghidrolisa
Ion ini
selanjutnya
amino
(Garraway
dan Evans, 1984 di dalam Pahlevi, 1987).
Penurunan
aktifitas sentrasi
untuk pembentukan asam
niqer
terjadi seiring dengan peninqkatan urea yang ditambahkan.
Hal ini
kon-
mungkin
disebabkan karena pH media menjadi terlalu basa.
Waktu Fermentasi (Warj) I ! I !
.....- .. ,,~' . . Urea
Kontrol
iI ,
I:::::::::,
.::!::::::;
Urea 3.0%
i
Gambar
.<,t,,>.
13.
..,,., ,,,, , ...,
.-...,:
1.5%
I Urea 4.5
Pengaruh penambahan urea terhadap aktifitas enzim yang dihasilkan
(seperti terlihat pada Gambar.
14),
sehingga dengan
peningkatan konsentrasi urea sebagai sumber gen
nitro-
yang menyusun enzim, .aktifitas filtrat
terus
menurun. Hasil penelitian Widyawati (1990) menunjukkan bahwa penambahan urea sebanyak 4% media
fermentasi
menghasilkan pH yang tinggi yaitu di atas
akan
8:
pada kisaran pH ini aktifitas enzim pektinase tidak ada bahkan A. niser juga tidak dapat tumbuh. Dalam
tahap penelitian selanjutnya
digunakan
media dengan tiga macam penambahan sumber yaitu
urea, amonium nitrat dan dedak padi
nitrogen masing-
masing dengan konsentrasi yang menghasilkan aktifitas enzim tertinggi, yaitu penambahan dedak
dengan
konsentrasi 3.0%, amonium nitrat dengan konsentrasi 3.0% serta urea dengan konsentrasi 1.5%.
..tf --
..-
I
'IT
,. -7.. ...,..
i i
-
!
-"
...
+--
i
--+,
i
"~
i
__.... . .-,.~+ '\
,,
I
0
I
----
?----
0
2
1
. - -.
3
i i
,.
\.
--1ii
- ..- ...-.---..
4
5
6
Waktu Fermentasi (Hari) --.-
Kontrol 4-Urea 3.0%
Gambar
14.
-- i - Urea 1.5% ..L-j
,
..
Urea 4.5%
Pengaruh penambahan urea terhadap media fermentasi
pH
D.
PENGARUH PENAMBAHAN PLASEXZA COKLAT
Berdasarkan
komposisinya plasenta coklat
mengan-
dung senyawa pengimbas untuk mensintesa enzim tertentu, misalnya senyawa pektin yang digunakan untuk mensintesa enzim
pektinase. buah
(1984),
Menurut
Haryati
dan
coklat terdiri atas 73.77
~arjosuwito persen
kulit
2.0 persen plasenta yang mengandung 2.37
buah,
persen
pektin. Dari hasil penelitian seperti terlihat pada Gambar 15,
dengan keterangan gambar yaitu K 3
k e tiga fermentasi, K 4 tasi, Ur
+
?la
=
=
kontrol
hari
Kontrol hari k e empat fermen-
urea 1.5% + plasenta, D + Pla
3.0% + plasenta 2% dan Amo
+
=
+
Pla
=
Dedak
=
Amonium nitrat
3.0%
plasenta 2%, diketahui bahwa penambahan plasenta pada
media fermentasi cenderung meningkatkan aktifitas trat
fil-
enzim pektinase dibanding dengan media yang hanya
ditambahkan sumber nitrogen.
Aktifitas tertinggi
lihat pada media dengan penambahan amonium 3.0%
terselama
empat hari fermentasi, yaitu 0.17 Unit/ml filtrat. ini dapat dipahami, karena plasenta coklat
Hal
berdasarkan
komposisinya memiliki potensi yang cukup tinggi sebagai media karena g/100
dalam pembuatan enzim
ekstraseluler
pektinase,
kandungan gula pereduksinya tinggi yaitu g bahan (Riyadi, 1987). Dan
mengandung
28.93
senyawa
pengimbas (pektin), dimana pektin tidak hanya mempunyai kemampuan mengimbas enzim pektinase namun juga membantu
pelepasan enzim pektinase ke cairan fermentasi. ekstrase-
Sintesa beberapa enzim, khususnya enzim luler dapat diimbas dengan penambahan beberapa pengimbas
(Wang et al.,
1970).
Sintesa enzim
senyawa pekti-
nase umumnya bersifat induslbel, kulit buah coklat yang digunakan sebagai media fermentasi dan plasenta
coklat
yang ditambahkan mengandung pektin yang merupakan induser pada sintesa enzim pektlnase. sih
Pada saat pektin ma-
cukup tersedia maka sintesa enzim pektinase pembentukan
enzim
akan terhenti karena pektin di dalam media tidak
cukup
berlansung,
tetapi pada suatu saat
terus
lagi untuk mensintesa enzim pektinase, sehingga penambahan sintesa
plasenta coklat sebagai senyawa
enzim terus berlansung dan
dengan
pengimbas,
aktifitas
filtrat
terus meningkat. Menurut
Irawadi (1986) yang dikutip
oleh
Riyadi
(1987), penggunaan medium dengan penambahan pektin
da-
pat meningkatkan aktifitas enzim endopoligalaktu-,onase. Dan bagi enzim pektinase lalnnya, pektin dibutuhkan sebagai pemacu dalam sintesa enzim.
3
4
Waktu Fermentasi (i-iari)
Gambar
15.
Pengaruh penambahan plasenta aktifitas enzim pektinase
terhadap
E.
KARAKTERISASI ENZIM PEKTINASE 1.
Pengaruh Suhu Terhadap Aktifitas Filtrat Enzim Percobaan
dilakukan pada filtrat
enzim
yang
dihasilkan dari media dengan penambahan plasenta 2% dan amonium nitrat 3.0%, karena memiliki
aktifitas
yang tertinggi. Suhu
optimal reaksi sangat
penerapan enzim. timal
diperlukan
dalam
Menurut Winarno (1983), suhu
dari aktifitas enzim tergantung pada
enzim.
Selain
itu suhu optimal
op-
sumber
aktifitas
enzim
juga tergantung pada preparat enzim yang digunakan, bentuk preparat sei untuk lebih tanan terhadap suhu tinggi, preparat
sedangkan bentuk ekstrak enzim enzim
larut kurang tahan
tinggi (Natasenjaya, 1983) . dap
kasar
terhadap
dan suhu
Pengaruh suhu
terha-
aktifitas pektinase dapat dilihat pada
Gambar
16.
Aktifitas filtrat enzim meningkat dengan semakin meningkatnya suhu.
Dari hasil penelitian
perti
terlihat pada Gambar
16, peningkatan
fitas
enzim terjadi sampai suhu
akti-
optimumnya
50°c, kemudian terjadi penurunan kembali.
yaitu
Hal
dapat dipahami karena enzim adalah protein,
se-
ini
dimana
pada umumnya semakin tinggi suhu, (dalam batas tertentu)
semakin aktlf enzim
tersebut.
Sebaliknya
bila
suhu terlalu tinqqi (naik terus), laju
sakan
enzim akan melampaui reaksi
dapat
mempercepat pemecahan atau perusakan
Menurut
Nur
katalitik
et al., (1983), penurunan
setelah suhu optimum kemungkinan
enzim karena
suhu yanq tingqi
keru-
mengakibatkan
dan enzim.
aktifitas disebabkan denaturasi
protein enzim yang menyebabkan kerusakan enzim. Hasil penelitian Widyawati (1990) menunjukkan bahwa
suhu
adalah
50°c,
optimum filtrat enzim sedanqkan hasil
yanq
dianalisa
penelitian
Pahlevi
(1987) menunjukkan 45OC . 2.
Pengaruh pH Terhadap Aktifitas Filtrat Enzim
Pada berarti
umumnya enzim bersifat
amfolitik,
yanq
enzim mempunyai konstanta
disosiasi
pada
guqus asam maupun ququs basanya terutama pada qugus residu terminal karboksil dan ququs terminal aminonya.
Diperkirakan perubahan keaktifan enzim akibat
perubahan pH linqkunqan disebabkan terjadinya perubahan ionisasi enzim, substrat atau kompleks
enzim
substrat (Webb, 1964). Enzim mempunyai aktifitas maksimum pada kisaran
pH yanq disebut pH optimum,
antara pH 4 . 5 sampai pH 8.0.
Suatu enzim
mempunyai
kisaran pH optimum yang
Disekitar
pH
optimum enzim
yanq tinggi (Webb, 1964).
yanq
umumnya tertentu
sangat
mempunyai
suatu
sempit.
stabilitas
..
P1$B A k t . Pektinase Gambar
16.
Pengaruh suhu terhadap aktifitas trat enzim
fil-
Filtrat enzim yanq digunakan untuk suhu
optimum aktifitas enzim sama
menqetahui
dengan
filtrat
yanq diqunakan untuk menqetahui derajat
enzim
ke-
asaman (pH) optimal aktifitas enzim. Menurut
Winarno (1986), pengendalian pH
sub-
strat sanqat diperlukan untuk mendapatkan keaktifan enzim yanq maksimal.
aktifi-
Penqaruh pH terhadap
tas enzim pektinase dapat dilihat pada Gambar
17.
Dari hasil penelitian terlihat peninqkatan
pH
akan meninqkatkan aktifitas filtrat enzim sampai pH optimalnya yaitu
5.0
kemudian turun lagi.
PH opti-
mum tersebut hampir sama denqan pH optimum dari enzim
endo liase yaitu 5.2 (Albersheim dan
1962 di dalam Fogarty, i983). qa
bahwa
yanq
Sehinqqa dapat didu-
enzim pektin endoliase
dominan
terdapat
di
Killias,
merupakan
dalam
iilcrat
enzim enzim.
Hasil penelitian Widyawati (1990) menunjukkan bahwa pH optimum filtrat enzim yang dianalisa adalah sedanqkan dari hasil penelitian Pahlevi (1987)
5.0,
me-
nunjukkan pH optimumnya yaitu 3.77. Peninqkatan filtrat
pH
akan
meninqkatkan
enzim sampai pH optimalnya
turun lagi.
aktifitas
kemudian
Meninqkatnya pH optimum dapat
akan
dikait-
kan denqan terjadinya perubahan ionisasi pada ququs ionik
enzim
pada
sisi aktifnya
atau
pada
sisi
lainnya yanq secara tidak lansung mempenqaruhi sisi
a k t i f , s e h i n g g a konformasi sisi a k t i f m e n j a d i
lebih
e f e k t i f d a l a m m e n g i k a t d a n mengubah s u b s t r a t m e n j a di
produk.
Perubahan i o n i s a s i juga d a p a t
terjadi
p a d a s u b s t r a t a t a u g u g u s enzim s u b s t r a t , y a n g berpengaruh Dixon,
terhadap
1979).
a k t i f i t a s enzim
(Webb
juga dan
Akt. Pekt inase
Gambar
17.
Pengaruh pH t erhadap aktifitas pektinase
en
F.
PERBANDINGAN DATA
Dalam penelitian ini juga dilakukan analisa aktifitas
enzim pektinase yang diproduksi oleh
nama
dagang Ultrazim 1OOG.
Novo
Berdasarkan hasil
Ultrazim lOOG pada substrat pektin
terhadap
dengan analisa
4%,
suhu
40°c, pH 4.0 serta waktu inkubasi 3 0 menit maka aktifitas
enzim
diperoleh
komersial dengan konsentrasi 1 adalah 0.187 Unit/ml.
mg/ml
Dibandingkan
yang
denqan
data tersebut, aktifitas enzim tertinggi yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah 0.199 Unit/ml, relatif lebih
rendah.
Perbedaan ini mungkin
disebabkan
cleh
tingkat kemurnian enzim, karena pada enzim komersil sudah dilakukan pemurnian. Hasil penelitian Widyawati (1991) .menunjukkan aktifitas maksimum yaitu 12.17 Unitlml yang dilakukan
fermentasi dedak padi dengan pH optimum 5.0 dan
media suhu
pada
optimum 50°c.
terhadap
Selain itu juga dilakukan
ultrazim lOOG pada substrat pektin
analisa 2%,
suhu
40'~ serta waktu inkubasi 30 menit dengan konsentrasi mg/ml, diperoleh adalah 10.65 Unitlml filtrat.
1
Hasil
penelitian Pahlevi (1987) yang mempelajari sifat pektinase
dari Asperqillus niger dengan
fermentasi
limbah
buah coklat menunjukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada hari ke tiga fermentasi yaitu 5.01 Unit/ml pada pH ~. hasil penelitian 3.77 dan ~ u h u . 4 5 ~ Sedangkan (1987)
yang
mempelajari sifat
enzim
pektinase
Riyadl dari
Asperclillus
niqer dengan fermentasi cair
dari
limbah
buah coklat menunjukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada
s a a t hari ke enam fermentasi yaitu 9.56
Unit/ml.
Perbedaan ini dapat terjadi mungkin disebabkan berbedanya kan,
jenis dan komposisi media fermentasi yanq kemungkinan
lain adalah perbedaan
tungan d a n analisa data yang digunakan.
dalam
digunaperhi-
V.
A.
KESIMPULAN D A N SARAN
KESIMPULAN
Kulit buah coklat ternyata dapat digunakan sebagai media fermentasi untuk memproduksi enzim pektinase oleh Asperaillus Penggunaan
sp dengan tehnik fermentasi Asuerqillus
niqer L51
media
padat.
menghasilkan
enzim
pektinase dengan aktifitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan Asperaillus orvzae L45.
Produksi
tersebut dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan
penam-
bahan mineral, sumber nitrogen daneplasenta coklat. Penambahan
mineral cukup penting
untuk
menambah
nutrisi yang diperlukan oleh mikroorganisme dan sebagai aktifator
bagi aktifitas enzim.
Dari hasil
percobaan
dua macam kelompok mineral yang ditambahkan, penambahan kelompok mineral I1 menghasilkan enzim pektinase dengan aktifitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan
penam-
bahan mineral I pada fermentasi media padat. Pada bangan dan
antara sumber nitrogen sebagai
pektin
urea sumber
produksi enzim pektinase harus
sebagai pengimbas
1.5%, amonium nitrat 3.0%
nitrogen
ada
keseim-
penyusun
(induser).
Penambahan
dan dedak 3.0%
ke dalam media fermentasi
enzlm
sebagai
dapat
me-
ningkatkan aktifitas enzim yang dihasilkan dibandingkan dengan kontrol pada saat produksi optimum.
Penambahan ternyata
plasenta 2% ke dalam media
berpengaruh
terhadap
fermentasi
peningkatan
aktifitas
enzim pektinase yang dihasilkan As~erqillusniqer
L51.
Filtrat yang dihasilkan mempunyai suhu optimum 50°c dan pH optimum 5.0 dengan aktifitas 0.199 Unitlml.
SARAN
Untuk
memperoleh aktifitas enzim
pektinase
yang
lebih tinggi disarankan untuk menggunakan sumber nitrogen
dan
plasenta coklat
dalam
penelitian-penelitian
lebih lanjut mengenai produksi enzim pektinase. Mengingat potensi Indonesia yang kaya akan perkebunan
sebagai
sumber pektin
alami,
limbah
maka
perlu
kiranya memanfaatkan sumber pektin alami tersebut untuk menghasilkan enzim pektinase dalam skala industri.
DAFTAR PUSTAKA
Agnihotri, V. F. 1968. Effect of nitrogenous compounds on sclenrontium formation in Asnerqillus niqer. Can. J. Microbiol. 14: 1253 -1258. Aunstrup, K., 0 . Andersen, E., A. Falch dan T. K. Nielsen. dalam H. 1979. Production of Microbial Enzymes. Peppler dan D. Perlman (eds.) . Microbial J. Technology, Vol. I. Academic Press, London.
a
1977. Citric Berry, D. R., A. Chmiel dan 2 . AlObaidi. Acid Production by Asnerqillus niqer. dalam J. E. Smith dan J. A. Pateman (eds.). Genetic and Phisiology of Asnerqillus. Academic Press,. New York.
a
Blain, J. A. 1975. Industrial Enzyme dalam J. E. Smith dan D. R. Berry. Fungi, vol. I: Industrial Mycology. London.
Production. fi The Filamentous Edward Arnold,
Boing, J. T. P. 1982. Enzymes Production. dalam S. C. Prescott dan C. G. Dunn (eds.) . Industrial Microbiology. AVI Publ. Co., Westport, Connecticut. Casida, I. E. 1968. Industrial Microbiology. and Sons. New York.
John
Willey
Dedak Padi dan Ciptadi, W. dan 2 . Nasution. 1979. pemanfaatannya. Departemen THP-Fatemeta IPB, Bogor. Dewanto, W. Wu. W. 1986. Inventarisasi Berbagai Masalah Teknologi Pengolahan Kakao di Perkebunan Banjarsari CS, PT Perkebunan XXIII. Praktek Lapang, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fateta IPB, Bogor. Eskin, N. A. M., Henderson dan R. J. Townsed. 1971. chemistry of Food. Academic Press, New York. 1987. Fisiologi Fermentasi. Fardiaz, S. Universitas. Institut Pertanian Bogor.
Pusat Bogor.
BioAntar
Fogarty, W. M. dan C. T. Kelly. 1983. Pectic enzymes. dalam W. M. Fogarty (ed.) . Microbial Enzymes Biotechnology. Applied Science Publ., London. Frazier, W. C. Mocrobiology. Delhi.
dan D. C. Westhoff. Tata Mc-Graw Hill Publ.
~i and
1981. Food Co. Ltd., New
Glicksman, M. 1969. Gum Technology Academic Press. New York.
in
Food
Industry.
Harjosuwito dan Tri Haryati. 1984. Pemanfaatan Limbah Hasil Perkebunan Coklat Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Pektin. Menara Perkebunan 52, G: 213-216. Harper, H., Biokimia.
1979. V. W. Rodwell dan P. A. Mayes. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Irawadi, T. T. 1986. Kemungkinan Pemanfaatan Pulp Kopi Sebagai Makanan Ternak dan Penghasil Enzim Ekstra- . seluler. Masalah Khusus Pasca Sarjana. Jurusan Ilmu Pangan, Fakultas Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Jacobs, M. B. The Chemistry and Technology of Food and Food Products, Vol. 11. Interscience Publishing co., New York. Knapp, J. S. dan J. A. Howell. 1980. Solid Substrat Fermentation. Di dalam A. Wiseman (ed.). Topics in Enzyme and Fermentation Biotechnology. John Willey and Sons. New York. Luh, B. S. 1980. Rice: Production and Utilization Publishing Company, Inc, Westport, Connecticut. Moore, E. and Lendecker. 1982. Fundamental Prentice Hall Inc., New Jersey.
of
AVI Fungi
Natasenjaya, W. 1984. Aktifitas Glukosa Isomerase dari Fusarium sp, Streptomvces sp 5-21, dan Streptomvces phaeochromoqenes F E W - p 221. Makalah IZhusus. FatetaIPB, Bogor. Nelson, D. B., C. J. B. Smith dan R. L. Wiles. 1977. Commercially important pectic substances. Di dalam H. D. Graham (ed.). Food Colloids, p. 418. AV I Publishing Inc., Westport, Connecticut. Nur, A., M-Sjahcri dan K. Iskandarsyah. 11. Bagian Kimia, IPB, Bogor.
1983.
Kimia Dasar
Opeke, L. K. 1984. Optimising Economic Return (Profit) from Cacao Cultivation Through Efficient Use of Cacao ByProducts. 9 t h International Cocoa Research Conference, Cocoa Producers Alliance. Pahlevi, I. 1987. Pemanfaatan Kulit Buah Coklat Sebagai Media Untuk Memproduksi Enzim Pektinase Oleh Asperqillus niqer Dengan Cara Fermentasi Media Padat. Skripsi. Fateta-IPB. Bogor.
Pilnik, W. dan A. G. J. Voragen. 1970. pectic Substances The and Other Uronides. Di dalam A. C. Hulme (ed.). Bioche-mistry of Fruit and Their Product, Vol. 1, p. 53. Academic Press, New'York. Prescott, S. C. dan C. G. Dunn. 1982. Microbiology. Mc-Graw Hill Publ. Co. Y ork .
Industrial Ltd., New
Redjeki, S. 1986. Pemanfaatan Limbah Ampas Tapioka Untuk Produksi Enzim Amilase, Amiloylukosidase dan Selulase Dari Aswerqillus niqer NRRL A 11, 264. Makalah Khusus, Fateta-IPB, Bogor. Reed, G. 1975. Enzymes in Food Press. New York.
Processing.
Academic
Riyadi, R. 1987. Pemanfaatan Plasenta Coklat Sebagai Media Pembuatan Enzim Pektinase dari Asperqillus niqer L51/NRR1 A - 264 Secara Fermentasi Media Cair. Skripsi. Fateta-IPB. Bogor. Rohan, T. A. 1963. FAO, Rome.
Processing of Raw Cocoa for The Market.
Rombouts, F. M. dan W Pilnik. 1960. Pectic enzymes. dalam A. H. Rose (ed.). Microbial Enzyme Bioccnversions. Academic Press. London.
a and
Satyawiharja, 6 . 1982. Production of Fungal Pectinases by Solid Fermentation Using Tapioca Waste. MSc Thesis. Univ. Mysore, India. Satyawiharja, B. 1984. Fermentasi Media Manfaatnya. Dirjen Dikti, Dep. P can K.,
Padat dan Jakarta.
Satyawiharja, B. , Suliantari, C. C. Nurwitri dan J. Harianto. 1965. Produksi Enzim Pektinase Dengan Fermentasi Media Padat Oleh Kapanq Yang Diisolasi dari Beberapa Jenis Buah-buahan. Makalah Khusus Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Boyor. Suhartono, M. T. 1963. Enzim dan Bioteknologi. Pusat Antar Universitas-Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Susetyono, E. 1987. Pembuatan Tepung Serealia Berkonsentrat Protein Dengan Amilase Dari Asperqillus niqer dan Asperqillus oryzae. Skripsi. Fateta-IPB, Bogor.
Tuttubello, R. dan P. J. Mill. 1961. The Pectic Enzymes of Asoerqillus niqer L51/NRRL A 11,264. Makalah Khusus. Fateta-IPB, Bogor. \$any, D. I. C., I. Conney, A. L. Demain, P. Dunhill, A. E. Hunphaly dan M. D. Lilly. 1979. ~ermentation and Enzyme Technology. John Willey and Sons, New York. Webb, E. C. dan M. Dixon. Press, New York.
1979.
Enzymes.
Academic
1990. Mempelajari Sifat-Sifat Pektinase Widyawati, E. Asperqillus niqer Yang Ditumbuhkan Pada Fermentasi Padat. Skripsi. Fateta-IPB. Bogor. Winarno, F. G. Jakarta.
19SG.
Enzim
Pangan.
PT.
Gramedia
Wingard, L. B., E. K. Kalzir dan L. Goldstein (eds.). 1979. Applied Biochemistry Enzyme Technology, Vol 11. Academic Press, New York. Wolf, I. F. dan A. F. Wolf. 1949. The Fungi, John Willey and Sons, Inc. New York. Wood, C. A. R.
1975.
Cacao.
Longman, London.
Vol
11.
Lampiran
1.
Prosedur pembuatan pereaksi untuk dan analisa enzim pektinase kasar.
NaHZP04 4.7% (gjv) KC 1 0.1% (g/v) CaC12 0.02% (g/v) MgC12 0.02% (g/v) Semua bahan dilarutkan dengan air suling ssmpai volumenya 1 liter.
A.
Larutan mineral I
B.
Larutan mineral I1 : 0.67 g ZnS04. 7H20
:
produksi
0.67 g FeS04. 7H20 0.067 g CuS04. 5H20 Semua bahan di atas diencerkan dengan air suling sampai volumenya satu liter, kemudian diencerkan. sepuluh kali. C.
Larutan Buffer sitrat
Larutan A : 21.01 q suling.
asam
sitrat dalam
1
liter
air
Larutan B : 29.41 g suling.
sodium sitrat dalam 1
liter
air
x ml A + y ml B diencerkan menjadi 100 mi
D.
Larutan Pektin 4%
=
40 g pektin komersial dilarutkan dalam buffer sitrat pH 4.0.
Lampiran
0
2.
Gambar kurva standar logaritma viskositasnya
1
C)
L
larutan
3
pektin
4
Konsentrasi Pektin Standart (%) Log. Viscositas
vs
5
Lampiran
3.
Data aktifitas filtrat enzim d a r i d u a kapang- (Unitlml) Ulanqan
H1
=
Waktu fermentasi 1 hari
H2
=
Waktu fermentasi 2 hari
H3
=
Waktu fermentasi 3 hari
H4
=
Waktu fermentasi 4 hari
H5
=
Waktu fermentasi 5 hari
A1
=
A s ~ e r a i l l u s orvzae
A2
=
Asaerqillus niqer
macam
Lampiran
4.
Data aktifitas filtrat enzim d e n g a n penambahan mineral I dan mineral I1 (Unit/ml) Ulangan
H1
=
Waktu fermentasi 1 hari
H2
=
Waktu fermentasi 2 hari
H3
=
Waktu fermentasi 3 hari
H4
=
Waktu fermentasi 4 hari
H5
=
Waktu ffrmentasi 5 hari
B1
=
Mineral I
82
=
Mineral I1
Lampiran
5.
Data aktifitas filtrat enzim bahan dedak padi (Un.it/ml) Ulangan
Waktu fermentasi 1 hari Waktu fermentasi 2 hari Waktu fermentasi 3 hari Waktu fermentasi 4 hari Waktu fermentasi 5 hari Kontrol Dedak 1.0% Dedak 2.0% C4
=
Dedak 3.0%
dengan
penam-
Lampiran
6.
Data aktifitas filtrat enzim dengan bahan amonium nitrat ( U n i t / m l )
.
Ulangan
Waktu fermentasi 1 hari Waktu fermentasi 2 hari Waktu fermentasi 3 hari Waktu fermentasi 4 hari Waktu fermentasi 5 hari Kontrol Amonium 1.5% Amonium 3 . 0 % Amoniun 4.5%
penam-
Lampiran
7.
Data aktifitas filtrat enzim bahan urea (Unit/ml) Ulangan
Waktu fermentasi 1 hari Waktu fermentasi 2 hari Waktu fermentasi 3 hari Waktu fermentasi 4 hari Waktu fermentasi 5 hari Kontrol Urea 1.5% Urea 3.0% Urea 4.5%
dengan
penam-
Lampiran
S .
Data aktifitas filtrat enzim penambahan p l a s e n t a c o k l a t ( U n i t / m l ) Ulangan
H3
=
Waktu f e r m e n t a s i 3 h a r i
H4
=
Waktu f e r m e n t a s i 4 h a r i
F1
=
K o n t r o l dengan waktu f e r m e n t a s i
F2
=
Urea 1 . 5 %
F3
=
K o n t r o l dengan waktu f e r m e n t a s i 4 h a r i
F4
=
Dedak 3 . 0 %
F5
=
Amonium n i t r a t 3 . 0 %
+
+
:h a r i
p l a s e n t a 2%
p l a s e n t a 2%
+
plasenta 2%
dengan
Lampiran
9.
Data aktifitas filtrat enzim fitrat (CnitJnil)
terhadap
Ulangan Suhu
(OC)
I
II
suhu
