11
selulase akan sulit jika filtrat yang diukur aktivitas enzimnya merupakan campuran dari berbagai enzim selulolitik.
2.3.3 Enzim Xilanase
Enzim xilanase pertama kali diteliti pada tahun 1987 oleh bangsa Finnish untuk digunakan sebagai bahan bleaching pada kayu sebagai bahan baku kertas. Xilanase sesuai dengan namanya maka
enzim ini bekerja sebagai katalis pada hidrolisis xilan. Xilan sendiri merupakan komponen utama dari hemiselulosa pada dinding sel tanaman yang terikat pada selulosa, lignin, dan hemiselulosa. Enzim
xilanase pada awalnya digunakan untuk menghilangkan lignin pada pulp dengan cara mendegradasikan gugusan xilan pada dinding sel selulosa terluar yang berikatan dengan lignin
Hakim dan Widodo, 2005. Xilan merupakan struktur dasar yang relatif kompleks dengan ikatan β-1,4-glikosidik pada
kerangka xilosa. Struktur asli xilan dapat disubstitusi dengan asetil, L-arabinofuranosil, glukuronosil pada rantai sampingnya. Xilanase merupakan kelompok enzim yang memiliki kemampuan
menghidrolisis hemiselulosa dalam hal ini ialah xilan atau polimer dari xilosa dan xilooligosakarida. Xilanase dapat diklasifikasikan berdasarkan substrat yang dihidrolisis, yaitu p-xilosidase,
eksoxilanase, dan endoxilanase. P-xilosidase, yaitu xilanase yang mampu menghidrolisis xilooligosakarida rantai pendek menjadi xilosa. Aktivitas enzim akan menurun dengan meningkatnya
rantai xilooligosakarida. Xilosa selain merupakan hasil hidrolisis juga merupakan inhibitor bagi enzim p-xilosidase. Sebagian besar enzim p-xilosidase yang berhasil dimumikan masih menunjukkan adanya
aktivitas transferase yang menyebabkan enzim ini kurang dapat digunakan industri penghasil xilosa Richana et al, 2006.
Eksoxilanase mampu memutus rantai polimer xilosa xilan pada ujung reduksi, sehingga menghasilkan xilosa sebagai produk utama dan sejumlah oligosakarida rantai pendek. Enzim ini dapat
mengandung sedikit aktivitas transferase sehingga potensial dalam industri penghasil xilosa.
Menurut Subramaniyan dan Prema 2002, pada umumnya xilanase memotong ikatan xilosidik pada keramgka xilan dan
β-xilosidase melepaskan residu xilosil melalui pemotongan bagian ujung dari xilo-oligosakarida. Pada saat degradasi xilan, sejumlah produk intermediet xilotetrosa, xilotriosa
dan xilobiosa terbentuk, bahkan pada inkubasi 24 jam terbentuk xilobiosa yang berlimpah. Endoxilanase mampu memutus ikatan p 1-4 pada bagian dalam rantai xilan secara teratur.
Ikatan yang diputus ditentukan berdasarkan panjang rantai substrat, derajat percabangan, ada atau tidaknya gugus substitusi, dan pola pemutusan dari enzim hidrolase tersebut Richana et al, 2006.
2.4 FERMENTASI MEDIA PADAT
Cara fermentasi dibagi menjadi tiga, yaitu fermentasi permukaan, sistem fermentasi cair , dan sistem fermentasi padat. Fermentasi media padat adalah suatu degradasi komponen media padat oleh
mikroba yang ditandai dengan tidak adanya air bebas tetapi cukup mengandung air untuk keperluan mikroorganisme dalam sistem fermentasi tersebut. Dalam hal ini, media berfungsi sebagai sumber
karbon, nitrogen, dan energi Satiawiharja, 2004. Fermentasi media padat secara alami umumnya berlangsung pada medium dengan kadar air 60 sampai 80, karena pada keadaan ini medium
mengandung air yang cukup untuk pertumbuhan mikroba Aidoo e al.,2002. Mikroorganisme yang tumbuh melalui sistem fermentasi padat berada pada kondisi
pertumbuhan yang sama dengan habitat alaminya, mikroorganisme tersebut dapat menghasilkan enzim dan metabolisme yang lebih efisien dibandingkan dengan sistem fermentasi cair. Sistem
12
fermentasi padat memiliki lebih banyak manfaat dibandingkan dengan sistem fermentasi cair, diantaranya tingkat produktivitasnya tinggi, tekniknya sederhana, biaya investasi rendah, kebutuhan
energi rendah, jumlah air yang dibuang sedikit, recovery produknya lebih baik, dan busa yang terbentuk sedikit. Sistem fermentasi padat ini dilaporkan lebih cocok digunakan di negara-negara
berkembang. Manfaat lain dari sistem fermentasi padat adalah murah dan substratnya mudah didapat, seperti produk pertanian dan industri makanan. Beberapa bahan seperti ampas tapioka, ampas tebu,
dedak padi, dedak gandum, dan sebagainya dapat digunakan sebagai media padat, meskipun kadang- kadang masih memerlukan pengayaan dengan sumber nitrogen dan unsur-unsur mineral Prescott dan
Dunn, 1992. Fermentasi media padat biasanya menggunakan substrat tunggal, seperti biji-bijian utuh atau
limbah padat yang mengandung karbohidrat, protein, lemak, dan mineral. Oleh sebab itu penambahan zat lain yang diperlukan biasanya hanya air. Zat hara lainnya yang tidak dikandung oleh substrat dapat
ditambahkan bersama air yang digunakan untuk melembabkan substrat, sehingga mempunyai kesederhaan dalam persiapan medianya Satiawihardja, 2004.
Ukuran partikel dan sifat-sifat permukaan dari substrat memegang peranan penting dalam menentukan banyaknya pertumbuhan mikroba pada substrat, karena itu beberapa substrat memerlukan
perlakuan pendahuluan Satiawiharja, 2004. Penaloza et al 1985 didalam penelitiannya tentang produksi enzim pektinase dari pulp kopi, terlebih dahulu mengeringkan pulp kopi dengan
menggunakan freeze dryer dan kemudian menggilingnya dengan hammer mill. Pulp kopi kering giling tersebut kemudian disaring pada ukuran 60 mesh.
13
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret-Desember 2012. Tempat pelaksanaan kegiatan ini yaitu Laboratorium Bioteknologi Hewan dan Biomedis, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi IPB PPSHB IPB dan Laboratorium Bioindustri Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2 BAHAN DAN ALAT
1. Bahan Baku Bahan yang digunakan sebagai media padat pada penelitian ini adalah buah kopi yang tua dan
berwarna merah dari kopi varietas arabika yang berasal dari Pengalengan, Bandung, Jawa Barat. 2. Mikroorganisme
Mikroorganisme yang digunakan adalah mikroba proteolitik FLp1, xilanolitik FLx3, dan selulolitik FLs1 terpilih dari penelitian sebelumnya yang dilakukan Dewi 2012. Sumber isolat
dari perkebunan kopi Cukul RT 0307 Desa Pengalengan, Bandung. Berdasarkan hasil penelitian tim sebelumnya, ketiga spesies bakteri ini telah diidentifikasi sebagai berikut :
- FLp1 = Bacillus aerophillus - FLs1 = Proteus penneri
- FLx3 = Stenotrophomonas sp MH 34 3. Bahan Kimia
Bahan yang digunakan terdiri dari media untuk petumbuhan dan bahan kimia untuk analisis. Media untuk pertumbuhan terdiri dari media Carboxy Methyl Cellulose CMC untuk bakteri selulolitik,
media xilan untuk bakteri xilanolitik, dan media susu skim untuk bakteri proteolitik. Bahan-bahan kimia untuk analisis terdiri dari larutan bradford, DNS, fenol 5, asam sulfat, dan bahan kimia
lainnya. 4. Peralatan
Alat-alat utama yang digunakan adalah timbangan analitik, autoklaf, shaker, oven, gelas ukur, bunsen, cawan petri, tabung reaksi, labu erlenmeyer, sentrifuse, spektrofotometer dan alat-alat gelas
lainnya.
3.3 TAHAPAN PENELITIAN
Penelitian ini terdiri atas dua tahap penelitian yaitu tahap pendahuluan dan tahap utama.
3.3.1. Tahap Pendahuluan
Penelitian pendahuluan terdiri atas pemilihan bakteri proteolitik terbaik FLp1 dan FLp2 dan analisis proksimat kopi.
Kategori