KAJIAN WAKTU INKUBASI Trielulderma rnritle DENGAN SUBSTRAT RHIZOMA Imperat~J c.Jlindriea DALAM PRODUKSI SELULASE.
SKRIPSI
I~0.
I'JDU"<_ \
\
B??
I:zocJ)
! _TG~
~frl''" I' ~ . ~ ~f
OLEH :
f
01 H
No. euKu
LANAS4Rl
STUDI
FAKULTAS UNIVERSITAS
~,,. KE
TEKNOLOGI
TEKNOLOGI
PANGAN
PERTANIAN
KATOUK WIDYA MANDALA SURABAYA
1999
ffl Lao \<- 1
( 8103013003)
PROGRAM
I
I(SATU)
.
\,
0'0 -
KAJIA:\ \YAKTU INKUBASI Trichoderma ''iride DENGAN SUBSTRAT RHIZOMA Imperatu cylindrica DALAM PRODUI~SI SELlJLASE
SKRIPSI Ini diajukan kepada FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KA TOLIK WIDYA MANDALA SURABA Y A untuk mt:mc:nuhi sebagian persyamtan memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Program Studi Tcknologi Pai1gan
OLE! I: Lanasati
6103093003
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOT DGI PERTANfAl\1 UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA
SEPTEMBER 199Sl
LEMBAR PERSETUJUAN
Naskah skripsi berjudul Kajian Waktu Inkubasi Trichoderma viride dengan Substrat Rhizoma lmperata cylindrica dalam Produksi Selulase yang ditulis oleh Lanasari telah disetujui dan diterima untuk diajukan ke Tim Penguji.
'-
Pembimbing I: Jr. A. Jngani Widjajaseputra, MS
Pembimbing II: Ir. Tber ia Endang Wid uri
LEMBARPENGESAHAN
Skripsi yang ditulis oleh: Telah disetujui pada tanggal
Lanasari
NRP 6103093003
18 Agustus1999. Dan dinyatakan LULUS oleh
Ketua Tim Penguji:
Ir. A. lngani Widjajaseputra, MS
.,
Mengetahui:
Lmasari (93.7.003.2603UllH7). ··Kajian Waktu lnkubasi Trichoderma viride dl•ngan Substrat Rhizonwlmperata cylitu!rica dalam Produk'ii Selulast'". Diba\vah bimbing<m : l. Ir. A. Ingani Widjajas..:putra, !\1S ., Ir. Theresia Endang Widuri
RINGKASAN
Enzim sdu\ase merupakan nama umum untuk semua cn7im yang dapat mcngkatalisa n:~1ksi pcmutusan ikatan glikosidik p-1 ,4 dalarn selulosa dan h.1rumm sdulosa h1innya. Sdu!Jse merupakan kompleks ell?jm yang tenliri dari beberapa en7im yang beke1:ja bcrtahap atau bersama-sama mcnguraikan sdulosa mcnjadi unit glukosa. Enzim selulasc diproduksi oleh mikroorganisme sclulolitik sebagai respon terhadap adanya sclulosa pada substratnya. Kapang Trichoderma virtde merupakan salah satu mikroorganisme selulolitik, scdangkan rhizoma alang-alang (lmperata c:,·lindrica) rnengandung selulosa yang dapat digunakan sebagai substrat dalam produksi sdulasc. Proses produksi enzim selulasc dari Trichoderma viride pada rhizoma alang-alang secara umum mcliputi pengecilan ukuran substrat, delignifikasi substrat, pencampuran substrat dengan media Andreoli, pengaturan pH media, sterilisasi, inokulasi kapang, inkubasi dan ckst.raksi enzim. Salah satu proses yang bcqx:ngaruh dalam produksi enzim selulasc adalah waktu inkubasi. Waktu inkubasi yang optimal akan mcnghasilkan cnt.im yang optimal. \Vaktu inkuhasi untuk m<Jsing-masing substral berlx:da walaupun mik.rorganisme yang digunakan sama. Untuk itu perlu dikaji \Vaktu inkubasi Trichoderma vinde dengan substrat rhizoma alang-alang dalam produksi selulasc yang optimal. Rancangan penL'Iitian yang digunakan adalah mctode deskriptif untuk mengctahui kecendcrungan produksi selulas<:. Data yang diperoleh diplotkan dalam kurv:.J produksi enzim sdulase dan dihitung st:mdar deviasi ant
Oleh karena itu panen enlltn selulase dapat dilakukan pada perlakuan lama fermentasi 9 ha;i. Aktivitas enzim selulase yang dihasilkan dalam penelitian ini tidak sama besar. Aktivitas FP-asc Jchih rendah bila dihandingkan dengan akti,,itas CMC-ase karena substrat yang digunabn berbeda kelarut;umya ( kert;1s sating \\1Jatman no.l dan CMC) d;m aktivitas jenis enzim selulase yang beke~ja berbeda ( aktivitas dua jenis enzim y;mg bekct:ja secara herantai. hertahap. hersama-sama dan akti\itas satu jenis enzim yang langsung menyerang substrat ). Aktivitas 13-glukosidase rendah kan:na Trichoderma viride menghasilkan r-glukosidase dalam jumlah sedikit.
KATA
PENG...'\NTAR
Puji syukur kepada Allah Tritunggal Maha Kudus dan pcrantaraan Bunda Maria alas cinta dan
ralunat~ya
schingga pcnulis dapat menyelcsaikan pcnulisan
Penditian ini merupakan
pcnelitian.
salah satu syarat untuk menyelesaikan program Satjana di
Fakultas T ekno\ogi Perlanian Program Studi Tckno\ogi Pangan Unika Widya tv1anda\a SurabaYa. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Jr. A. Ingani \\'icljajaseputra, !viS dosen pembimbing I dan Ir. Theresia Endang Widuri s.;laku pemhimbing II
yang Ielah mcmbetikan pcngarahan dan bimbingan dalam
m.:nyeksaik:m p.;nulisan pcnditian ini. J
lr. Susana Risti::nini. i\'1. Si. Ir. Ira Nugerahani Sudiana, Ir. ThotnilS Indilrto l'utut Suseno, :-.IP, dan Ir. Indah Kus\vanlani, l\IP alas saran-saran yang dibcrikan dahtm pcnulisan pcncliti::m ini.
3. Orang tua (Papa) atas cinta, biaya, pengorhanan dan teladan untuk senantiasa betjuang dalam hidup ini.
Tommy dan Liana yang dengan
penuh kcsabaran sdalu
menyemangati, mendorong dan menanti sdcs
Teman-tcman sc-angkatan khususnya
,\~fonsa, Lid~·a,
Nanik, Anita. Dulce, lndti,
Inggrid dan Etik untuk pcrhJtian clan dorongannya. 5. Semua pihak yang tc\ah memb::mtu
penuli~
hingga scksJinya pcnclitian ini.
"Tiada gading yang Tak Retak"
demikian pula dengan penulisan
penelitian
ini.
Penulis menyaclari bahwa makalah ini masi11 jauh clari sempuma. Oleh k;1rcna itu pt:nulis sangat
mengharapkan
pcnycmpumaan
adanya
sar;m
dan
k1itik
yang
hcrsifat
mcmhangun
guna
pcnditian ini. Akhir kala, pcnulis bcrharap scmoga pcncliti;m ini dapal
be1manfaat bagi pembaca.
Surab;1ya, Agustus 1999 Pcnulis
1\
DAFTAR lSI Halaman
I\: at a Pengantar ................................................................ .. D;1fiar lsi
111
Daftar Tabd ................................................................... .
\1
Daf1ar Gambar ................................................................. .
\,ii
Daftar Lampiran ................................................................ .
1:\
I. Pendahuluan 1.1. La tar Belabng ........................................................ . 1.2. Tujuan Penelitian .......................................... : . ....... ..
3
11. Tinjauan Pustaka 2.1. Alang-;1bng (lmperat,l c:.-!indric,l) ................................. .
4
2.2. En7im SduJa.<;e ....................................................... ..
9
2.3. Kapang J'richoderma \'inde ......................................... .
13
2.-l. Produk!'i bvim Sdubse okh Tric/11 >derm,, vi ride .............. .
19
2.4.1. Tahap Peng..:cilan Ukuran .................................. ..
19
2.4.2. Ddignifibsi ................................................... .
19
2..t.3. :--:utri...:n dan !\1in.:r;tl T.:nnbahan ............................. .
20
2.-l.-l. lnnhul<Jsi dan Jnkuhasi ....................................... .
21
2.4.5. Ekstraksi En7im .............................................. ..
23
Ill
m.
Hipolesa ..................................................................... .
IV. Bahan dan
~lelode
24
Pendilian
4.1. Bahan 4.1.1. Bahan untuk Proses ............................................. .
25
4.1.2. Bahan untuk Analisa ........................................... ..
25
4.2. Alat 4.2.1. Alai untuk Proses ............................................... ..
25
4.2.2. Alai unluk Analisa ............................................... .
26
4.3. l'vlelodc l'enditian 4.3.1. Tcmpal dan Waklu Penelilian ................................ ..
26
4.3.2. Rancangan Penelitian ........................................... .
26
4.-t. Pelaksanaan Penelilian
4.4.1. Pcnt:litian Pemdahuluan ........................................ .
26
4.4.2. Penditian utama ............................................... ..
29
4. 5. Pcngamalan dan Ana lisa 4.5.1. Ana lisa Akli,ilas C.l\.IC-ase ..................................... ..
31
4.5.2. Ana lisa Aklivitas Total Selulasc (l'P-ase) ..................... .
33
4.5.3. An.:1lisa .·\.hti\ilas p-glukosiclase ............................... ..
34
4.5.-t. pH (Derajat
Keas~man) .......................................... .
34
V. Basil dan Pcmbahasan 5.1. Ana lisa Bahan baku .................................................... ..
35
5.2. Produhsi Selulas<.:
36
5.2.1 ..\.ktivitas FP-as..:.
1\
5.2.2 . .'\1-;ti\itas
C?\IC-as~...............................................
39
5.2.3. Aktivitas [3-glukosidase...................... .. .. . . .. . . . .. . .. ...
41
5.2A. pli Filtrat Enzim.................................................
43
5.3. I-Iuhungan antara \\'aktu Inkubasi. Aktivitas Enzim dan pH Filtrat Enzim . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
VI. Kesimpulan dan Saran......................................................
50
Daftar Pus tab.....................................................................
51
Lampiran........................................................ .. .. .. .. . .. .. .. . . .
55
OAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2. I. homposisi himia Rhizoma Alang-alang ............................... .
6
5.1. Komposisi I jgnoselulosik Sera! Rhizoma Alang-alang .............. .
35
5.2. Data Hasil AnalisJ FP-ase ................................................ .
37
5.3. DJIJ HJsil Ana lisa CJ\ilC-ase ............................................. .
40
5.4. Data Hasil Analisa 1)-glukosidase ....................................... .
42
5. 5 DJ!J Hasil Analisa pH Fill rat Enzim .................................... .
44
A.l. Ana lisa Kurva Slandar Gula Reduksi ................................... .
61
B.I. Data Basil Analisa FP-ase ............................................... .
63
B.2. Data Ana lisa FP-asc dan Standar Dc\.i;l';i ............................ .
63
C .1. Data Basil Analisa GdC-ase .......................................... .
64
C.2. Data Ana lisa CJ\!C-asc dan Standar D..:,iasi ...................... .
64
D.l. Data Basil Ana lisa 1)-glukosidase ...................................... .
65
D.2. Data Analisa [3-glukosidas..: dan Standar De\iasi .................. ..
65
E.l. Data hasil Analisa pH Fillral Enzirn ................................... .
66
E.2. Analisa pH Filtrat Enzjm dan Standar Dc,.iasi ....................... .
66
\ l
DAFTAR GAMBAR
Gam bar
llalaman
2. 1. Tumbuhan .\lang-alang ................................................ .
5
2.2. Rum us Bangun Sclulosa .............................................. ..
7
2.3. Struktur Ktista1 Sdulosa ............................................... ..
8
2.-l. Rumus Bangun i\fonomcr-monomer Pembcntuk Polimcr
Hemise\ulosa........................ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
9
2.5. Pengdompokan Sdulase Berdasarkan Spesifitas Subs! rat . . .. . ...
10
2.6. l\Iekanisme llidrolisis Sclulosa sccm·a Enl'.imatis ..... 0.............
II
2.7. Skema Tahap-tahap Hidrolisis Selulosa Secara Enzimalis.......
12
2. 8. P<:namp;mg l\ lakroskopis T. ''iride ................................ .. .
1-l
2.9. l\loclel
R.:gula~i
Biosinlesa Sdulosa.................................
18
3.1. Diagram Alir Pemhualan Scrhuk Al<mg-alang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.2. l\letode Deligniftkasi menggunakan l-{/) 1 - basa................ ...
28
3.3. Diagram Alir Proses Produksi Enzim Sclulasc................... ..
JO
3.4. Prosedur l'..:ngujian ALli\ilas C'l'\'IC-a~<.:............ .. . .. .. . . . . .. . .. ..
J2
3. 5. Prosedur Pengujian Akti'-itas FP-asc.................................
.B
3.6. I'roseclur l\:ngujian Akti,itas [l-glukosidas.:.........................
3-l
5.1. Graftk Hubungan Waktu lnkubasi clengan FP-asc...................
38
5. 2. Grafik Hubungan Waktu Inkuhasi dengan (..\'viC-as..:..............
40
\ '11
5.3 Grafik Hubungan Waktu Inkuhasi
42
5.4. Grafik Ilubungan Waktu lnkubasi dcngan pH Filtrat Enzim......
44
5. 5. Grafik Huhungan Waktu lnkuhasi dcng:m Aktivitas En7jm.......
46
B.l. Grafik Kurva Standar Guh1 R.:duksi............................... ...
()2
F.l. Rhizoma Alang-alang dan S.:rhuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
\,'111
DAFTAR
LA~filiRI\N
Lampiran l. Komposisi !\ledia untuk Produksi
Hal am an Selu!Js~ ............................... .
55
Il. Prosedur Pemhuatan Pereaksi untuk Analisis Aktivitas Enzim Selulase......................................................................
56
III. Prosedur Pembuatan Pereaksi untuk Analisis Gula Reduksi..........
57
IV. Prosedur Analisa Bahan Baku............................................
58
V. Data Analisa Kurva Standar Glukosa... ... . . . . . . . . . .. . .. . . . .. . . . . . . . . . ...
61
VI. Data Hasil Analisa Aktivitas Fl'-as.:.................................. ..
C>3
Vll.Data Basil Analisa Aktivitas Cl\IC-asc................................
64
VIH. Data Basil Ana lisa Aktivit;1s [3-glukosidasc..........................
65
IX. Data Hasil Ana lisa pH Filtrat Enz.im....................................
66
X. Foto Rhizoma Alang-alang dan Serbuk.. .... .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. .
67
''
