PEMANFAATAN ( ONGGOK UNTUK PRODUKSI
EIIZIM
GIUK,O,S.A ..., I.SO.MERAS~ DARl streptomyces Olivaceus S 58 .-,- :.*:.~-"
-
,.
Oleh AHMAD SUDiRO F 26. 1652
1 9 9 4 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR B O G O R
Ahmad Sudiro. F 26.1652. Pemanfaatan Onggok untuk Produksi Enzim Glukosa Isomerase dari Streptomyces olivaceus. S-58. Dibawah bimbingan Budiatman Satiawihardja dan Nunvitri Anjaya.
RINGKASAN Mikroba yang digunakan u~itukproduksi enzi~nglultosa isomerase (GI) adalali Streptomyces olivaceus S-58 yalig berasal dari ITB, Bandung. Organisme ini dapat menghasilkan enzim GI baik secara intra maupun ekstraseluler. Dengan menggunakan teknik spektrofotometri maka enzim ekstraseluler yang dillasilkan selama fermentasi 2 hari (5.75 Ulml), lebili tinggi daripada enzim intraseluler (3.48 Ulml). U~itukmendapatka~iaktivitas optirnumriya S.olivncerts membutuhlcan ion kobalt dan magnesium sebanyak 0.025 % (10" - 10%4). Perbandingan xilosa dan glukosa yang digunakan sebagai sumber karbon ternyata berpengaruh cukup besar terliadap aktivitas yang dihasilkannya. Aktivitas tcrtinggi yalig tlidapatka~idengan pcrbandingan xilosa dan glukosa 7 : 3 adalah 3.48 Ulrnl. Pcnggunaan substrat yang bcrlebih ditluga ~nenyebabltantimbulnya efck inhibisi clan rcpresi katabolit. S, olivocc,u.s cle;i,t, tunibuh clan rncnghasilkan glukosa isorncrase pada n~aliumyarig mengandurig sumber nitrogen orgzmik clan campuran nitrogcn organik tlc~igananorganik. I'crlakuan ckstraltsi sccara ki~riiawiclilakultan tlcngan tlctcrgcn k a t ~ o ~ ~ i k C t y l i r ~ i l ~ t i t t o t I~riot i~i l Ili~igga batas tcrtentu scniakin lama ekstraksi dilz~kukanniaka selnaki~ibanyak cnzirn yang dillasilkan. Ekstraksi selarna 2 jam ~neoghasilk;tnekstrak enzim kasar tlengan aktivitas optimum 2.27 Ulml scdangkari ekstraksi scla~na24 jam adalali 2.88 Ulml. Aktivitas katalitik GI menliliki nilai optimum pada suhu isomerisasi 60°C yang akan menurun sejalarl dcrigari peningkatan suhu. t'engurangan glukosa dari medium MP2 dengan xilosa scbanyak 1 % niengakibatkan penurunan aktivitas sebesar 2.95%. Akan tetapi ha1 ini menunjukkan bahwa onggok dapat digunakan sebagai sumber karbon bagi mikroba untuk ~ne~ighasilkan enzim glukosa isomerase. Diduga adanya xilan pada onggok menuruukan kebutuhan xilosa xbagai senyawa induksi dari 1 % menjadi 0.3%. Hasil terbaik (2.60 Ulinl) didapat dari fermentasi selama 48 jam pada medium MP7 yang mengandung xilosa sebanyak 0.3% derigan kandungan KII,PO, dimodifikasi menjadi 0.1 %.
INSTPUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PEMANFAATAN ONGGOK UNTUIC PRODUKSI ENZIM GLUKOSA ISOMERASE DARI Streptomyces Olivnce~rs
SKRIPSI sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian
Oleh
AHAlAD SUDIRO F 26.1652
Lahir di Jakarta, 1 Oktober 1970 Lulus 6 Agustus 1994
Ir. Nurwitri Anjaya,
Dosen Pernbiinbi~igI1
. Budiat~nanSatiawihardja, MSc Dosen Pembimbing I
KATA PENGANTAR Pada awal tahun 1993, saya diberi kesempatan oleh Dr. Ir. Budiatman untuk melakukan penelitian mengenai enzim glukosa isomerase, sua'tu bidang penelitian yang bagi saya terasa sulit dan kurang menarik. Setelah berpikir cukup lama, timbul pertanyaan dalam diri saya, "Kalau tidak saya ambil lcesempatan ini, lalu kapan lagi
?"
dan rasanya cukup menantang
bagi saya untulc lebih mengetahui dunia mikroorganisme. Alhamdulillahi robbiltalamin bahwa setelah penelitian tersebut berjalan, semangat clan pengetahuan saya bertambah baik, mudah-mudahan demikian selanjut nya. Laporan ini amat sederhana dan merupakan hasil penelitian yang dilnlcukan di Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi (IPR) selama kurang lebih satu tahun. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:
-
Keluarga di Ciputat. Dr. Ir.Budiatman Satiawihardja MSc, yang telah memberikan nasehat dan bimbingannya selama ini hingga laporan ini dapat diselesaikan.
-
Ir. Nurwitri Anjaya DAA, selaku dosen pembim bing kedua.
- Ir. Feri Kusnandar, sebagai dosen penguji. -
Mbak Yuni, Pak Mul, Pak Dunung, Mas Wahid, Ibu Ika, teman-teman di TPG dan Al-Inayah serta semua pihak yang telah amat membantu dalam penelitian ini.
Akhirul kalam mudah-mudahan kiranya laporan yang sederhana ini hendaknya bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.
Wassalam, Dramaga, 19 Agustus 1994 Penulis
DAFTAR IS1
Halaman IaTA PENGANTAR
i
DAFTAR IS1
iii
DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN I. PENDAHULUAN 11. TINJAUAN PUSTAKA A. Ampas Tapioka (Onggok) 8.
High Fructose Syrup (HFS)
C. Enzim yang Terlibat Dalam Produksi HFS 1. Enzim Alfa-amilase
2. Enzim Glukoamilase 3. Enzim Glukosa isomerase
D. Klasifikasi dan Karakteristik Glukose Isomerase 111. BAHAN DAN METODE
A. Bahan dan Alat B. Metode 1. Pemeliharaan Kultur
2. Persiapan Inokulum 3. Produksi Enzim Dalam Erlenmeyer
4. Fermentasi dalam Fermentor
iii
5. Pengujian Aktivitas Glukose
Isomerase a. Enzim
31
Intraseluler
31
b. Enzim Ekstraseluler
32
C. Analisa Fruktosa
33
D. Penentuan Gula Pereduksi
35
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
37
A. Produksi GI Ekstra dan Intraseluler
37
B. Pengaruh Konsenttrasi Kobalt
38
C.
Pengaruh Perbandingan Glukosa dan Xilosa 4 1
D. Penggunaan Onggok dalam Medium Produksi
43
E. Waktu Ekstraksi dan Suhu Isomerisasi
46
F. Pengaruh Penambahan Glukosa
51
G. Penambahan Xilosa
54
M. Penarnbahan Fosfat
56
V. KESIMPULAN DAN SARAN
61
A. Kesimpulan
61
B. Saran
63
DAFTAR PUSTAKA
65
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Komposisi Onggok Ubi Kayu 2. Kemanisan Relatif Fruktosa
3. IZomposisi HFS 4. Komposisi beberapa jenis sirup jagung
berfruktosa tinggi
10
5. Mikroba Penghasil GI Komersial
19
6. Bobot Molekul Glukose Isomerase
20
7. Aktivitas GLukosa Isomerase yang Diproduksi olch Berbagai Macam Organisme
25
8.
Medium yang Digunakan Dalam Percobaaan
30
DAFTAR GAMBAR Halaman Isomerisasi Glukosa Dengan Alkali
7
Alur Proses Pembuatan HFCS
9
Aktivitas GI Ekstra dan Intraseluler pada medium MP1 Pengaruh Konsentrasi Kobalt
39
Pengaruh Perbandingan Glukosa dan Xilosa dalam Medium
41
Penggunaan Onggok Dalam Medium
44
Pengaruh Suhu Isomerisasi dan Lama Ekstraksi Pada Medium MP1
46
Pengaruh Penambahan Glukosa
52
Pengaruh Penambahan Xilosa Dengan Medium Basal MPG Pengaruh Penambahan KH2P04 Dengan MMedium Basal MP7 Aktivitas GI sel.ama Medium Basal MP7
48
Jam Dengan
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Kurva Standar Fruktosa dan Gula Pereduksi
68
2. Aktivitas Enzim Glukosa Isomerase Pada
Inkubator Goyang
69
3. Aktivitas Enzim Glukosa Isomerase Dalam
Fermentor
71
