BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bekicot (Achatina Fulica) tercakup di dalam subkelas Pulmonata dari kelas Gastropoda yang merupakan kelompok molusca yang sangat besar. Meskipun didalam subkelas ini sudah terdapat spesialisasi untuk hidup di daratan kering,tetapi masih menunjukkan banyak sifat pokok kelas Gastropoda sebagai keseluruhannya. Pada tahun 1847 seorang kolektor concha yang mengunjungi Mauriius membawa beberapa spesimen hidup di Calcuta.Disitu Achatina fulica berkembang baik dan tersebar luas tanpa ada musuhnya. Pada tahun 1900 ia telah mencapai Cylon dan menjadi hama pertanian. Pada tahun 1911 sudah tersebar di Singapura dan selanjutnya ke Kalimantan. Di Sumatera dan Jawa,hewan ini telah merusak perkebunan karet. Pada tahun itu juga telah mencapai Taiwan,dan disambut hangat oleh orang – orang Jepang sebagai makanan yang menarik dan berkhasiat obat( Radiopoetro, 1995).
Selulosa merupakan senyawa organik yang paling banyak melimpah di alam.Diperkirakan sekitar 1011 ton selulosa dibiosintesis tiap tahun.Daun kering mengandung 10-20% selulosa,kayu 50% dan kapas 90%. Selulosa merupakan homopolisakarida linier yang tidak bercabang,terdiri dari 10.000 atau lebih unit Dglukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4-β-glikosida (Wijayanti, 2005).
Di alam, selulosa banyak dijumpai sebagai selulosa natif yang berikatan dengan senyawa lain seperti lignin dan selulosa. Ada pula selulosa yang telah dihilangkan kadar ligninnya seperti pada kertas. Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa.
Universitas Sumatera Utara
Selulosa banyak terdapat dalam limbah pertanian atau kehutanan dan belum banyak dimanfaatkan. Limbah ini merupakan salah satu bentuk energi yang cukup potensial
dan
pada
umumnya
merupakan
bahan
berselulosa
yang
dapat
dimaanfaatkan.Salah satu limbah pertanian yang dapat dimaanfaatkan adalah ampas tebu. Ampas tebu merupakan limbah padat industri gula tebu yang mengandung serat selulosa yang biasanya digunakan sebagai bahan baku industri kertas dan bahan bakar.
Enzim yang dapat digunakan untuk mendegradasi selulosa adalah enzim selulase. Selulase adalah enzim yang mampu menguraikan selulosa dalam menghidrolisis ikatan β (1,4) glikosida menjadi bentuk yang lebih sederhana yang kemudian menguraikan lebih lanjut hingga menjadi monomer glukosa. Penguraian oleh enzim selulase penting sekali mengingat banyaknya selulosa yang terdapat di alam, yang perlu diuraikan kembali dimana selulosa merupakan pembentuk struktur dasar dari tumbuh – tumbuhan,komponen utama pada limbah pertanian dan banyak terdapat sebagai limbah perkotaan. Mikroorganisme tertentu mempunyai kesanggupan untuk tumbuh pada selulosa. Mikroorganisme yang digunakan untuk mendapatkan selulase diantaranya: Myrotechium verucaria,Penecillium pusillim,Trichoderma viridae,Strepromyces sp (Marsiati, 1989).
Enzim selulase selain dihasilkan oleh mikroba selulolitik yang hidup di alam bebas juga dapat dihasilkan oleh mikroba selulolitik yang terdapat dalam tubuh hewan.Secara komersil, harga enzim selulase yang dihasilkan dari jamur atau bakteri cukup mahal sehingga permasalahan yang sering muncul dalam hidrolisis enzimatis adalah kurang tersedianya enzim selulase yang murah dan efisien.Oleh karena itu dilakukan upaya mencari sumber enzim lain yang dapat memproduksi enzim selulase.
Keong mas (Pomacea caniculata)
merupakan salah satu hewan yang
menghasilkan enzim selulase. Siregar, (1999) telah mencoba mengisolasi enzim selulase dari pankreas keong mas dan menggunakannya untuk meghidrolisis selulosa.. Enzim selulase juga dihasilkan dari hewan bekicot (Achatina fulica) yang merupakan kelas Gastropoda yang sama dengan keong mas. Bekicot merupakan salah satu hewan yang menggunakan selulosa sebagai sumber energi sehingga didalam tubuhnya
Universitas Sumatera Utara
banyak ditemukan mikroba selulolitik. Silaban, (1999), berhasil menemukan mikroba selulolitik tersebut yaitu Pseudomonas alcaligenes PaAf-18 dan Enterobacter agglomerans EaAf-18. Mikroba ini banyak ditemukan pada sistem pencernaan bekicot karena di daerah organ inilah selulosa dan senyawa polisakarida lainnya dicerna.
Sewaktu bekicot ditangkap,biasanya perut bekicot dibuang agar tidak ikut dimasak. Padahal dalam getah lambung dan pankreas terdapat enzim yang dapat menghidrolisa selulosa menjadi glukosa,sedangka glukosa merupakan sumber energi.Isolasi enzim selulase bertujuan untuk mendapatkan enzim selulase yang dapat digunakan untuk mengkonversi selulosa menjadi glukosa dalam industri pangan (Siregar,1999).
Enzim ini dianggap lebih efektif dan efisien karena isolasi enzim dari bekicot cukup mudah, murah dan tidak membutuhkan waktu yang lama serta enzim dapat disimpan dalam waktu 4 bulan dalam suhu -15oC ( Soedigdo,et al). Enzim selulase yang diproduksi mikroba sebagian besar disimpan dalam hepatopankreas yang salurannya bermuara ke saluran pencernaan. Sementara itu,cangkang bekicot dapat dimanfaatkan sebagai hiasan,dan pembuatan kitosan. Dengan demikan bekicot bisa dijadikan alternatif sumber enzim selulase sehingga diharapkan bekicot dapat bermanfaat bagi kehidupan.. Masfufatun(2009) telah melakukan penelitian tentang hidrolisis Carboxy Methyl Cellulose (CMC) dengan enzim selulase dari bekicot untuk produksi etanol dengan menggunakan Zymomonas mobilis. Dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa enzim selulase bekerja pada kondisi optimum 50o C dan pH 5,2 dan menghasilkan etanol sebesar 0,457 g/g glukosa atau yield etanol sebesar 89,6%.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik untuk mengisolasi dan menentukan pengaruh pH dan suhu optimum terhadap aktivitas ekstrak kasar enzim selulase dari bekicot serta mengetahui apakah terdapat perbedaan aktivitas ekstrak kasar enzim selulase terhadap hidrolisa substrat selulosa, kertas HVS dan ampas tebu.
Universitas Sumatera Utara
1.2. Permasalahan
1. Bagaimana cara mengisolasi ekstrak kasar enzim selulase dari bekicot? 2. Bagaimana pengaruh suhu dan pH optimum terhadap aktivitas ekstrak kasar enzim selulase? 3. Apakah terdapat perbedaan aktivitas ekstrak kasar enzim selulase terhadap substrat selulosa, kertas HVS dan ampas tebu?
1.2 Pembatasan masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada: 1. Bekicot (Achatina fulica) yang digunakan diperoleh dari daerah kelurahan Pahlawan,Kebun Lada, Binjai yang diisolasi dari hasil pengendapan dengan aseton 50%. 2. Substrat yang digunakan adalah selulosa 1%,kertas 1% dan ampas tebu 1% 3. Pengujian aktivitas dilakukan secara Spektrofotometri dengan metode Nelson Somogyi 4. Buffer yang digunakan adalah buffr asetat 0,2 M dengan variasi pH 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 dan 5,5. 5. Variasi suhu adalah 35oC, 40oC, 45oC, 50oC dan 55oC. 6. Waktu inkubasi yang digunakan adalah 60 menit. 1.3 Tujuan Penelitian
1. Menentukan pH dan suhu optimum ekstrak kasar enzim selulase dari bekicot. 2. Membandingkan aktivitas ekstrak kasar enzim selulase terhadap hidrolisa substrat selulosa, kertas HVS dan ampas tebu.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian diharapkan enzim selulase dari bekicot dapat dimanfaatkan pada pengolahan limbah yang mengandung bahan selulosa seperti limbah pertanian maupun limbah industri, misalnya limbah pabrik kertas dan pulp.
Universitas Sumatera Utara
1.5 Lokasi Penelitian
Penelitian
ini
dilakukan
di
Laboratorium
Biokimia
FMIPA-USU
Medan,
Laboratorium Teknologi Pangan Fakultas PertanianUSU, Laboratorium Kuantitatif Fakultas Farmasi USU serta Laboratorium Penelitian FMIPA-USU Medan. 1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini adalah eksperimen yang dilakukan di laboratorium. Sampel yang berupa bekicot (Achatina fulica) diperoleh dari daerah Kelurahan Pahlawan, Kebun Lada, Binjai. Enzim selulase yang berasal dari saluran pencernaan bekicot diperoleh dengan cara pengendapan dengan aseton dingin dan sentrifugasi yang digunakan untuk memisahkan enzim dari pelarut dan proteinnya. Selanjutnya aktivitas enzim dianalisa dengan metode Nelson – Somogyi menggunakan Spektrofotometer pada λ = 761 nm. Adapun variabel – variabel dalam penelitian adalah: 1.
Variabel bebas adalah variabel yang mempunyai pengaruh terhadap kadar glukosa yaitu :
2.
•
pH yang digunakan yaitu 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 dan 5,5
•
Suhu yang digunakan yaitu 35oC, 40oC, 45oC, 50oC dan 55oC
Variabel terikat adalah variabel yang terukur terhadap perubahan perlakuan. Dalam penelitian ini yang menjadi variabel terikat, yaitu : •
3.
Aktivitas enzim selulase
Variabel tetap adalah variabel yang dibuat tetap sehingga tidak menyebabkan terjadinya perubahan variabel terikat. Dalam penelitian ini variabel tetap adalah : •
Konsentrasi enzim
•
Konsentrasi substrat
•
Jenis substrat
•
Lama inkubasi
Universitas Sumatera Utara
