OPTIMASI KONDISI PRODUKSI PEKTINASE DARI Aspergillus niger
OPTIMASI KONDISI PRODUKSI PEKTINASE DARI Aspergillus niger
ABSTRAK
ABSTRAK
Pektinase merupakan enzim yang dapat memecah senyawa
pektin menghasilkan asam galakturonat. Pektinase dapat diisolasi dari berbagai
mikroorganisme salah satunya adalah Aspergillus niger. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum produksi pektinase
meliputi pH, temperatur dan waktu fermentasi Aspergillus niger.
Fermentasi untuk menghasilkan enzim pektinase dilakukan dengan variasi pH 5, 6,
7, 8, 9, 10 dan temperatur (30, 35, 40, 45, 50) oC, serta waktu fermentasi
selama (24, 48, 60, 72, 96, 120) jam. Ekstrak kasar pektinase hasil fermentasi
digunakan untuk menentukan kadar protein dan aktivitas enzim. Aktivitas enzim
diukur berdasarkan banyaknya μg asam galakturonat (gula pereduksi) yang
dihasilkan oleh hidrolisis pektin pada kondisi optimum. Penentuan kadar protein
dilakukan dengan menggunakan reagen Biuret dan penentuan gula pereduksi
menggunakan reagen DNS ( Dinitrosalisilat) secara spektrofotometri. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa kondisi optimum produksi pektinase oleh Aspergillus
niger yaitu pada pH 5, temperatur 40 oC dan waktu
fermentasi selama 96 jam dengan konsentrasi pektinase
sebesar 7.99 μg/mL dan aktivitas sebesar 20.14 unit.
Kata kunci : aktivitas,
Aspergillus niger, fermentasi, pektinase
ABSTRACT
Pectinase is
an enzyme that can hydrolyze pectin compounds into galacturonic acid. Pectinase
can be isolated from various microorganisms, one of them is Aspergillus
niger. The purpose of this research was to determine the optimum conditions
of pectinase production including pH, temperature and time of fermentation. The
fermentation was done at pH 5, 6, 7, 8, 9, 10, temperature (30, 35, 40, 45, 50)
oC and fermentation time for (24, 48, 60, 72, 96, 120) hours. Crude extract of
pectinase was determined for the protein content and enzyme activity. The
enzyme activity was based on the number of μg galacturonic acid (reducing
sugar) that was produced by hydrolysis of pectin in optimum condition. The
content of protein was reacted with Biuret reagent and reducing sugars with DNS
(Dinitrosalicylate) reagent, and measured by spectrophotometric method. The
results showed that the optimum condition of Aspergillus niger to
produce pectinase was at pH 5, temperature 40 oC and 96 hours of fermentation
time resulting in 7.99 μg/mL pectinase concentration and activity of 20.14
units.
Keywords : activity,
Aspergillus niger, fermentation, pectinase.
PENDAHULUAN
Berkembangnya sektor industri sekarang ini memberikan dampak signifikan
terhadap peningkatan penggunaan enzim sebagai biokatalisator, seperti dalam
bidang minuman. Beberapa pengamatan yang telah dilakukan membuktikan bahwa
penggunaan enzim semakin meningkat dari tahun ke tahun mencapai 10-15%. Enzim
memiliki sifat-sifat spesifik yang sangat menguntungkan yaitu, efisien,
selektif, mengalami reaksi tanpa efek samping dan ramah lingkungan [1]
. Mikroorganisme merupakan sumber enzim yang paling
banyak digunakan daripada hewan dan tumbuhan, karena mikroorganisme memilki
pertumbuhan yang cepat dan tumbuh pada berbagai jenis substrat [2]. Pektinase
dapat diisolasi dari Aspergillus niger, Bacillus coagulans, Bacillus
firmus, Bacillus subtilis dan Penicillium chrysogenum [3]. Aspergillus
niger merupakan salah satu jenis kapang yang sering digunakan pada
kultivasi media padat untuk menghasilkan pektinase. Kapang ini dapat
ditumbuhkan pada media padat.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan
penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah kultur murni Aspergillus
niger diperoleh dari laboratoriun Mikrobologi Jurusan Biologi FMIPA Universitas
Brawijaya Malang. Bahan-bahan yang digunakan memiliki derajat kemurnian pro
analisa (pa) dan for Microbiology. Bahan-bahan yang memiliki kualitas
pa .Sedangkan bahan kimia yang digunakan dengan kualitas for
Microbiology.
Peralatan yang digunakan antara lain seperangkat alat gelas, magnetic
stirrer, jarum ose, bola hisap, kertas saring Whatman No .
40, syringe, kapas steril, oven, neraca analitik (Mettler Toledo AL
204), penangas air (Wemmert W 200), inkubator (Heraeus Type B 5042), pH meter
(Inolab WTW), autoklaf (All, American Model 20X), shaker (Edmund Buhler SM 25
24B),sentrifuse dingin (Juan MR 1889), penangas listrik (Janke-Kunkel),
refrigerator, Spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu Model 160A double beam),
laminal flow air, aluminium foil dan botol sampel.
Produksi dan
Isolasi Pektinase
Aspergillus niger yang telah ditumbuhkan dalam media padat agar
miring disuspensikan ke dalam 2 mL akuades steril menggunakan jarum ose.
Suspensi ditanam pada 15 mL media cair steril. Optimasi produksi pektinase
pengaruh pH dilakukan dengan cara: dalam labu Erlenmeyer 25 ml ditambahkan 2 mL
inokulum Aspergillus niger dan 25 mL media cair. Selanjutnya
campuran difermentasi pada temperatur 30 oC selama 96 jam dengan variasi pH 5,
6, 7, 8, 9, dan 10. Optimasi produksi pektinase pengaruh temperatur dilakukan
dengan cara yang sama pada pH optimum pada variasi temperatur 30, 35, 40, 45,
dan 50 oC selama 96 jam. Sedangkan Optimasi produksi pektinase pengaruh waktu
fermentasi dilakukan dengan cara yang sama pada pH dan temperatur optimum
dengan variasi waktu 24, 48, 60, 72, 96, dan 120 jam.
Masing-masing campuran
substrat yang sudah difermentasi ditambah 5 mL buffer asetat pH 5, kemudian
dihomogenkan supaya enzim pektinase terekstrak, selanjutnya sampel
disentrifugasi pada 3000 rpm selama 30 menit pada temperatur 4 oC dan
supernatan merupakan ekstrak kasar enzim pektinase.
Uji Kadar
Protein
Penentuan kadar protein dilakukan dengan metode Biuret. Sebanyak 2
mL larutan enzim ditambah 8 mL reagen Biuret dan 2 mL larutan kasein, kemudian
dikocok dan diinkubasi pada temperatur 50 oC selama 30 menit. Serapan diukur
pada panjang gelombang 540 nm sehingga kadar protein diketahui dengan
memplotkan nilai serapan pada persamaan regresi kurva baku kasein. Sebagai
larutan blanko 4 mL akuades ditambah 8 mL reagen Biuret selanjutnya diperlakukan
sama seperti perlakuan sebelumnya.
Uji Aktivitas
Pektinase
Tabung reaksi sebanyak 2 buah masing-masing diisi 1 mL susbtrat
pektin 0,5 % (b/v). 1 mL ekstrak kasar pektinase dan 1 mL buffer asetat pH 5,
kemudian dipanaskan dalam penangas air pada temperatur 50 oC selama 55 menit,
selanjutnya pada tabung 2 diisi dengan 1 mL akuades dan diberi perlakuan yang
sama seperti sampel. Setelah itu ditambah dengan 2 mL reagen DNS dan dipanaskan
dalam air mendidih selama 15 menit. Selanjutnya campuran dimasukkan dalam labu
ukur 25 mL dan ditambahkan dengan akuades hingga tanda batas. Larutan diukur
serapannya pada panjang gelombang 495 nm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari
penelitian ini membahas kondisi optimum produksi pektinase oleh Aspergillus
niger meliputi pH, temperatur dam waktu fermentasi. Ekstrak kasar
pektinase hasil isolasi digunakan untuk menentukan aktivitas dan kadar protein.
Nilai aktivitas pektinase dinyatakan dalam satuan unit aktivitas, yaitu
banyaknya μg gula pereduksi (asam galakturonat) yang dapat dihasilkan oleh
satu mL enzim dalam satu menit. Banyaknya enzim yang dihasilkan diasumsikan
sebagai banyaknya protein yang dihasilkan, sehingga protein tinggi maka
aktivitas enzim tinggi juga.
KESIMPULAN
Dari hasil
penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kondisi optimum produksi
pektinase dari Aspergillus niger yaitu pada pH 5, temperatur
40 oC dengan waktu fermentasi selama 96 jam menghasilkan ekstrak kasar
pektinase dengan konsentrasi 7.99 μg/mL dan aktivitas 20.14 unit.
Sumber :
1. Rahayu S., 2004, Karakteristik Biokimiawi Enzim Termostabil Penghidrolisis Kitin,
Institut Pertanian Bogor, Bogor.
2. Jayani R. S., Saxena dan Gupta R.,
2005, Microbial Pectinolytic Enzymes a
Review, Proses Biochem, 40: 2931-2944.
3. Akhdiya A., 2003, Isolasi Bakteri Penghasil Enzim Protease Alkalin Termostabil,
Buletin Plasma Nutfah 2003; 9 (2): 38-44.
4. Bayoumi R. A., Hesham M. Y.,
Mahmoud A., Swelim E., dan Abdel-All Z., 2008, Production of Bacterial
Pectinase from Agro-Industrial Waste under Solid State Fermentation Conditions,
Journal of Applied Sciences Research, 4(12): 1708-1721, INSInet Publication.
5. Sujarwo., 2009, Isolasi dan Karakterisasi Ekstrak Kasar Xilanase dari Aspergillus niger,
Skripsi Program Sarjana Kimia, Universitas Brawijaya, Malang.
6. Prayitno D. A., Rachmawaty R.,
Handayani H., Selvy F., dan Sari R. P., 2011, Penggunaan
Enzim dalam Industri Pangan, Universitas Diponegoro, Semarang.
7. Berry S. H., dan Yusuf A., 2009, Pengolahan Limbah Kulit Pisang Menjadi Pektin dengan Metode Ekstraksi,
Universitas Diponegoro, Semarang.
8. Muffarikha I.,Roosdiana
A.,Prasetyawan S.,KIMIA.STUDENTJOURNAL, Vol. 2, No. 1, pp. 393 -399 Jurusan
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Brawijaya , Malang.
1. Rahayu S., 2004, Karakteristik Biokimiawi Enzim Termostabil Penghidrolisis Kitin,
Institut Pertanian Bogor, Bogor.
2. Jayani R. S., Saxena dan Gupta R., 2005, Microbial Pectinolytic Enzymes a Review, Proses Biochem, 40: 2931-2944.
3. Akhdiya A., 2003, Isolasi Bakteri Penghasil Enzim Protease Alkalin Termostabil, Buletin Plasma Nutfah 2003; 9 (2): 38-44.
4. Bayoumi R. A., Hesham M. Y., Mahmoud A., Swelim E., dan Abdel-All Z., 2008, Production of Bacterial Pectinase from Agro-Industrial Waste under Solid State Fermentation Conditions, Journal of Applied Sciences Research, 4(12): 1708-1721, INSInet Publication.
5. Sujarwo., 2009, Isolasi dan Karakterisasi Ekstrak Kasar Xilanase dari Aspergillus niger, Skripsi Program Sarjana Kimia, Universitas Brawijaya, Malang.
6. Prayitno D. A., Rachmawaty R., Handayani H., Selvy F., dan Sari R. P., 2011, Penggunaan Enzim dalam Industri Pangan, Universitas Diponegoro, Semarang.
7. Berry S. H., dan Yusuf A., 2009, Pengolahan Limbah Kulit Pisang Menjadi Pektin dengan Metode Ekstraksi, Universitas Diponegoro, Semarang.
8. Muffarikha I.,Roosdiana A.,Prasetyawan S.,KIMIA.STUDENTJOURNAL, Vol. 2, No. 1, pp. 393 -399 Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya , Malang.
2. Jayani R. S., Saxena dan Gupta R., 2005, Microbial Pectinolytic Enzymes a Review, Proses Biochem, 40: 2931-2944.
3. Akhdiya A., 2003, Isolasi Bakteri Penghasil Enzim Protease Alkalin Termostabil, Buletin Plasma Nutfah 2003; 9 (2): 38-44.
4. Bayoumi R. A., Hesham M. Y., Mahmoud A., Swelim E., dan Abdel-All Z., 2008, Production of Bacterial Pectinase from Agro-Industrial Waste under Solid State Fermentation Conditions, Journal of Applied Sciences Research, 4(12): 1708-1721, INSInet Publication.
5. Sujarwo., 2009, Isolasi dan Karakterisasi Ekstrak Kasar Xilanase dari Aspergillus niger, Skripsi Program Sarjana Kimia, Universitas Brawijaya, Malang.
6. Prayitno D. A., Rachmawaty R., Handayani H., Selvy F., dan Sari R. P., 2011, Penggunaan Enzim dalam Industri Pangan, Universitas Diponegoro, Semarang.
7. Berry S. H., dan Yusuf A., 2009, Pengolahan Limbah Kulit Pisang Menjadi Pektin dengan Metode Ekstraksi, Universitas Diponegoro, Semarang.
8. Muffarikha I.,Roosdiana A.,Prasetyawan S.,KIMIA.STUDENTJOURNAL, Vol. 2, No. 1, pp. 393 -399 Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya , Malang.
