Fermentasi Media Padat Kulit Buah Coklat Oleh Aspergillus sp Untuk Produksi Pektinase

Aspergillus

sp

UNTUK PRODUKSI PEKTINASE

Oleh
ERWINA

F

TAUFIK

24. 0213

1 9 9 2
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

B O G O R


Erwina
Buah

Taufik.
Coklat

F. 24.0213.

Fermentasi Media

Oleh Aswerqillus sp Untuk

Padat

Produksi

Kulit

Pektinase.


Dibawah bimbingan Dr. Ir. Maggy T. Suhartono.

RINGKASAN

Salah

satu

limbah hasil pertanian yang

trisinya tinggi adalah kulit buah coklat.
merupakan
ini

komposisi

Kulit buah

limbah proses pengupasan buah coklat


belum dimanfaackan.

coklat

yang

Pemanfaatannya sebagai

nu-

selama

media

mik-

roorganisme dalam pembuatan enzim merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah penanganan limbah dan sdkaligus

mem-


berikan nilai tambah pada produksi biji coklat.
Penelitian

ini bertujuan untuk mempelajari

pemanfaatan kulit buah coklat sebagai media
pang

Aspersillus sp untuk produksi enzim

kemungkinan

pertumbuhan
pektinase,

secara

fermentasi media padat dengan penambahan mineral, sumber
trogen


dan

pengaruh

plasenta coklat.

Parameter

yang

ka-

diuj i

ni-

adalah

pH dan pengaruh suhu terhadap aktifitas enzim


yang

dihasilkan.
Aspersillus niqer menghasilkan enzim

pekti-

dengan aktifitas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan

Penggunaan
nase

penggunaan

Aswerqillus

dihasilkan


oleh Asperqillus niqer L51 adalah

pada

ke tiga fermentasi,

hari

oryzae.

Aktifitas

sedangkan

tertinggi
0.089

dari

yang


Unit/ml

Aspersillus

oryzae L45 adalah 0.029 unit/ml pada hari k e dua fermentasi.

Penambahan mineral cukup penting untuk menambah
yang

diperlukan

oleh mikroorganisme dan

bagi aktifitas enzim.
hasilkan

sebagai

nutrisi

aktifator

Penambahan kelompok mineral I1

enzim pektinase dengan aktifitas enzim

yang

tinggi dibandingkan dengan penambahan mineral I pada
tasi

menglebih
fermen-

media padat yaitu 0.166 Unit/ml pada hari k e tiga

mentasi.

Mineral- mineral yang ditambahkan yaitu,


fer-

kelompok

mineral I adalah NaH2P04, KC1, CaCIZ dan MgCIZ dengan konsentrasi masing-masing 4.7%, 0.1%, 0.02%, dan 0.02% (g/v), semua
bahan

dilarutkan

adalah

dalam

air suling.

Kelompok

mineral

I1


0.67 g ZnS04.H20, 0.67 g FeS04.7 H20, 0.067 g

CuS04.

5 H20, 133 ml HC1 pekat dimana semua bahan diencerkan

dengan

air

suling

sampai volumenya 1

liter,

kemudian

diencerkan

sepuluh kali.
Penambahan
aktifitas

urea

dengan konsentrasi

pektinase sampai 47.75%,

1.5%

meningkatkan

penambahan dedak

dengan

konsentrasi 3.0% meningkatkan aktifitas 10.64% dan penambahan
amonium nitrat dengan konsentrasi 3.0% meningkatkan aktifitas
pektinase sampai 35.48%' semuanya dibandingkan dengan kontrol
pada
ini

saat produksi optimum.

Aktifitas tertinggi pada

dihasilkan dari media dengan penambahan

amonium

tahap
nitrat

3.0% yaitu 0.168 Unit/ml pada hari ke empat fermentasi.
Penambahan plasenta coklat 2% ke dalam medium fermentasi
ternyata berpengaruh terhadap terhadap peningkatan
enzim

pektinase yang dihasilkan sampai 37.1%.

aktifitas

Filtrat

yang

dihasilkan mempunyai suhu optimum 50'~ dan pH optimum 5.0.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

FERMENTMI MEDIA PADAT ICULlT BUAH COKLAT OLEH
Aspergillus sp UNTUK PRODUKSI PEKTINME

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk me~nperolehgelar

SARJANATEKNOLOGI PERTANIAN
Pada JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

RATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah
SWT.

Karena

hanya

dengan rahmatNya

lah

penelitian

dan

penulisan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penyelesaian penelitian dan

penulisan

tentunya

juga karena bimbingan, bantuan dan

berbagai

pihak.

Untuk itu, pada

skripsi

ini

dorongan

dari

kesempatan

dengan hormat dan setulus-tulusnya menyampaikan

ini

penulis

terimakasih

yang sebesar-besarnya kepada :
1.

Ibu

Dr. Ir. Maggy T. Suhartono selaku Pembimbing

yang

telah

banyak

begitu sabar serta

waktunya

yang

sangat

rela

untuk

berharga

Utama

meluangkan

untuk

memberi

masukan, saran dan bimbingan kepada penulis.
2.

Bapak Dr. Ir. Jimmy Hariantono selaku dosen penguji.

3.

Bapak Ir. Sutrisno Koswara selaku dosen penguji.

4.

Papa

dan Mama

tercinta

yang

tidak

pernah

mendoakan, mendorong dan mencintai serta begitu

berhenti
mendam-

bakan keberhasilan putrinya.
Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga karya
ini dapat berguna, walaupun masih banyak kekurangannya.

Bogor,

Januari 1992

DAFTAR IS1

Halaman

....................................
RINGKASAN .........................................
DAFTAR TABEL .......................................
DAFTAR GAMBAR .....................................
KATA PENGANTAR

...................................
I. PENDAHULUAN ...................................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA ..............................
A . SENYAWA PEKTIN ............................
B . ENZIM PEKTINASE ...........................
DAFTAR LAMPIRAN

............
2 . Produksi Pektinase Mikroba ............
3 . Aplikasi Pektinase dalam Industri . . . . .
C . TEHNIK FERMENTASI .........................
1 . Tehnik Fermentasi Padat ...............
2 . Potensi Limbah Coklat .................
D . FISIOLOGI KAPANG Asperqillus Sp ...........
I11. BAHAN DAN METODA ..............................
A . BAHAN DAN ALAT ............................
B . METODA PENELITIAN .........................
1 . Penelitian Pendahuluan ................
2 . Pengaruh Penambahan Mineral ......,....
3 . Pengaruh Penambahan Sumber Nitrogen . . .
4 . Pengaruh Penambahan Plasenta ..........
5 . Karakterisasi Enzim Pektinase .........
1.

Klasifikasi dan Cara Kerja

ii
iv
vii
ix
xi
1
5

5
7

7
10

14
15
15
16
20

22
22
22
23
26
27
27
27

IV .

D.

..........................
PENELITIAN PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PENGARUH PENAMBAHAN MINERAL ...............
PENGARUH PENAMBAHAN SUMBER NITROGEN .......
1. Pengaruh Penambahan Dedak .............
2 . Pengaruh Penambahan Amonium nitrat . . . .
3 . Pengaruh Penambahan Urea ..............
PENGARUH PENAMBAHAN PLASENTA COKLAT .......

E.

KARAKTERISASI ENZIM PEKTINASE

HASIL DAN PEMBAHASAN

29

A.

29

B.
C.

1

.

2.

F.
V.

.............

33
36

38
41

43
47
50

Pengaruh Suhu Terhadap Aktifitas
Filtrat Enzim .........................

50

Pengaruh pH Terhadap Aktifitas
Filtrat Enzim .........................

53

.........................

56

PERBANDINGAN DATA

..........................
A . KESIMPULAN ................................
B . SARAN .....................................
DAFTAR PUSTAKA ................................
LAMPIRAN ......................................
KESIMPULAN DAN SARAN

58

58

59
60
64

DAFTAR TABEL

Halaman

..

Tabel

1.

Produksi coklat Indonesia tahun 1967-1990

Tabel

2,

Derajat keasaman optimum beberapa
jenis enzim pektinase dari mikroba

13
19

Tabel

3.

Komposisi

Tabel

4.

Komposisi

.........
kimia kulit buah coklat ..........
plasenta plasenta coklat .........

3

19

Halaman

..........
...............

Gambar

Struktur pektin dan asam pektat

6

Gambar

Cara kerja enzim pektinase

9

Gambar

Sintesa enzim mengalami represi karena
tidak ada senyawa pengimbas . . . . . . . . . . . . . .

11

Sintesa enzim diinduksi oleh senyawa
penginduksi (induser) ....................

11

Gambar

..........
sp . . . . . .

Gambar

Penampang melintang buah coklat

Gambar

Morfologi sederhana Aspersillus

Gambar

Prosedur pemanenan enzim pektinase

Gambar

Pengukuran aktifitas pektinase

Gambar

Pembuatan kurva standar

..................

25

Gambar

Pengaruh jenis kapang terhadap
aktifitas pektinase ......................

32

Pengaruh penambahan mineral I dan
mineral I1 terhadap aktifitas pektinase

..

34

Proses penguraian dan penyerapan zat
makanan oleh As~erqillussp ..............

37

Pengaruh penambahan dedak padi terhadap
aktifitas enzim pektinase ................

39

Pengaruh penambahan amonium nitrat
terhadap aktifitas enzim pektinase

.......

42

Pengaruh penambahan urea terhadap
aktifitas enzim pektinase ................

44

Pengaruh penambahan urea terhadap
pH media fermentasi ......................

46

Pengaruh penambahan plasenta terhadap
aktifitas pektinase ......................

49

Pengaruh suhu terhadap aktifitas
filtrat enzim ............................

52

Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar

18

.......

24

...........

25

Gambar

17.

Pengaruh pH terhadap aktifitas
enzim pektinase

..........................

55

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran

Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran

Prosedur pembuatan pereaksi untuk
produksi dan analisa enzim pektinase

...

64

Gambar kurva standar, konsentrasi larutan
pektin vs logaritma viskositasnya ......

65

Data aktifitas filtrat enzim dari dua
macam kapang (Unitlml) .................

66

Data aktifitas filtrat enzim dengan
penambahan mineral I dan mineral I1
(Unitlml) ..............................

67

Data aktifitas filtrat enzim dengan
penambahan dedak padi (Unitfml)

68

.........

Data aktifitas filtrat enzim,dengan
penambahan amonium nitrat (Unitlml)

....

69

Data aktifitas filtrat enzim dengan
penambahan urea (Unitlml) .............

70

Data aktifitas filtrat enzim dengan
penambahan plasenta coklat ............

71

Data aktifitas filtrat enzim terhadap
suhu filtrat (Unitfml) ................

72

I.

Dengan

semakin

PENDAHULUAN

meningkatnya

perkembangan

teknoloyi

dewasa ini, maka semakin pesat pula perkembangan penelitian
diberbagai bidang ilmu pengetahuan, terutama bidang bioteknologi.

Bidang ilmu ini lebih banyak

mendapat

antara lain karena efisiensinya yang tinggi.

perhatian

Bioteknologi

merupakan suatu bidang ilmu yang menerapkan ilmu
mikrobiologi
menerapkan

dan

secara

terpadu

antara lain teknologi pemanfaatan

kultur jaringan.
punyai

keteknikan kimia

masa

biokimia,
untuk

mikroba

Salah satu bidang bioteknologi yang

depan yang cerah adalah produksi

dan
mem-

enzim

yang

merupakan katalisator hayati.
Enzim

merupakan unit fungsional dari metabolisme

yang berfungsi sebagai biokatalisator, yaitu dapat
cepat

suatu reaksi kimia atau biokimia tanpa

produk hasil reaksi.

sel

memper-

mempengaruhi

Kerja enzim yang secara ilmiah terda-

pat di alam tumbuhan, binatang dan mikroba telah lama diketahui

oleh

nenek moyang kita.

~ e b a g a i contoh

pembuatan

keju, tempe, tauco, oncom, tape, anggur (arak) adalah

pro-

duk yang secara tidak lansunq merupakan hasil kerja enzim.
Perkembangan teknologi yang sangat pesat telah
dikan

menja-

mikroba sebagai salah satu penghasil enzim yang

sa-

ngat potensial karena sumbernya yang berlimpah, memproduksi
enzim

dengan

serta

isolasi

cepat dan biaya
enzimnyapun

produksinya

relatif

lebih

relatif

murah

mudah.

Dalam

industri pangan dan industri-industri lain yang berhuhungan
dengannya sangat diperlukan penggunaan enzim-enzim yang telah ditingkatkan kualitasnya, yaitu untuk meningkatkan mutu
dan

pemanfaatan hasil samping, meningkatkan kecepatan

tingkat hasil proses ekstraksi, memperbaiki citarasa

(fla-

vor) dan menstabilkan mutu makanan yang dihasilkan.
enzim yang umum digunakan pada prosessing buah dan

dan

Enzimsayuran

adalah pektinase dan selulase.
Enzim pektinase merupakan salah satu enzim yang

diha-

silkan oleh nikroba, terutama kapang dari genus Asperqillus
yang dapat dimanfaatkan untuk produksi pektinase dalam skala

komersial.

diantaranya

Organisme yang sesuai untuk

keperluan

I

Asperqillus niqer, Asperqillus wentii,

ini

Asper-

qillus orvzae dan Rhizopus.
Dewasa ini penggunaan limbah sebagai media

fermentasi

untuk menghasilkan berbagai produk mikroba telah
oleh para industriawan.

dilakukan

Beberapa limbah yang banyak terda-

pat di Indonesia adalah limbah industri pangan, limbah
mah tangqa dan limbah pertanian terutama limbah hasil

ruper-

kebunan.
Dari

berbagai

jenis hasil perkebunan

di

Indonesia,

coklat

merupakan komoditi ekspor dengan masa depan

karena

diperkirakan pqrmintaan dunia dari tahun

akan terus meningkat.

tahun

Dengan semakin meningkatnya produksi

coklat naka semakin meningkat pula limbah yang
Sehingqa

ke

cerah,

perlu dipikirkan usaha-usaha

dihasilkan.

pemanfaatan

limbah

tersebut lebih lanjut untuk meningkatkan nilai ekonomisnya.
Adapun

produksi

coklat Indonesia

dilihat

pada tabel

(1984),

plasenta

(berat kering).
sen

1.

coklat

tahun

1967-1990

Menurut Haryati
mengandung

dan

2.37

dapat

Harjosuwito

persen

pektin

Dan kulit buah coklat mengandung 4.8

pektin (Pahlevi, 1987).

Berdasarkan pertimbangan

perini

maka dilakukan telaah kegunaan limbah kulit buah coklat sebagai

media fermentasi untuk menghasilkan enzim

pektinase

mikroba.
Tabel

1.

Produksi coklat Indonesia tahun 1967-1990

342
510
719

1.215
Ill
1.112

114
111
10

Dalam industri panqan, enzim pektinase sering
kan untuk industri sari buah dan anggur.

diguna-

Selain itu manfa-

at enzim pektinase dapat digunakan untuk memproduksi pektin
bermetoksil rendah dari kulit buah jeruk, membantu melepaskan lendir dari buah kopi dan memungkinkan digunakan
melepaskan pulp dari biji coklat, sehinqga dapat
dari

adanya biji coklat yanq terlalu asam

untuk

terhindar

karena

tnrlalil

lama terfermentasi.
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk

mempelajari

sifat pektinase dari Asoerqillus niser L 51 yang

ditumbuh-

kan pada media padat kulit buah coklat, mempelajari

penga-

ruh penambahan mineral dan sumber nitrogen, penqaruh penambahan plasenta coklat serta karakterisasi pH dan suhu optimum enzim pektinase yang dihasilkan.

11.

TINJAUAN PUSTAKA

SENYAWA PEKTIN

Senyawa pektin secara umum disebut substansi
tat.
lah

pek-

Menurut Winarno (1986), kelompok senyawa ini adasuatu

golongan polisakarida asam

yang

kompleks,

yang terdapat pada jaringan tanaman tingkat tinggi

dan

terdapat dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di
sela-sela
tanaman

antara selulosa dan hemiselulosa.

Pada

tingkat tinggi pektin berfungsi sebagai

struktural dan perekat interseluler.
(1969),

istilah

Bracannot

pektin pertama

sel

unsur

Menurut Glicksman

kali

untuk menggambarkan komponen

digunakan

oleh

pembentuk

gel

pada buah-buahan yang berarti mengentalkan.
Menurut Winarno (1986), yang termasuk senyawa pektin

antara lain (a) protopektin yaitu

(prekusor)
dan

senyawa

pemula

pektin yang bersifat tidak larut dalam

jika terhidrolisa akan menghasilkan

pektin

air
serta

asam pektinat, (b) asam pektinat adalah asam poligalakturonat yang mengandung gugus metil ester dalam
sedikit,

jumlah

disamping itu pada kondisi yang sesuai,

asam

pektinat mampu membentuk gel dengan gula dan asam,

(c)

pektin adalah asam pektinat yang dapat larut dalam

air

dengan derajat metilasi dan kadar metilasi yang
riasi,
pada

dan

dapat membentuk gel dengan gula

kondisi

yang sesuai, (d) asam

pektat

dan

bervaasam

merupakan

senyawa pektin yang tidak mengandung gugus metil ester.
Menurut Nelson et al., (1977) bahwa perbedaan
nis, varietas dan perbedaan bagian dalam suatu

je-

tanaman

dapat

menghasilkan kandungan senyawa pektin yang

ber-

beda.

Berdasarkan berat basah, kandungan pektin

rata-

rata

untuk buah-buahan adalah 0.5 persen

Voragen, 1970).

(Pilnik

Rumus bangun dari pektin menurut Eskin

et al., (1971) dan asam pektat menurut Kirk dan
(1952) dapat di lihat pada gambar

Gsrtber

1.
le.

lb.

dan

Othmer

1.

S t r u k t u r p e k t i n dan asam p e k t a t
S t r u k t u r pekt;in ( E s k i n e t a l . , 1971)
S t r u k t u r asam p e k t a t ( K i r k d m Othmsr, 1952)

Komposisi

dari kelompok senyawa pektin

di

dalam

buah sangat bervariasi dan tergantung pada derajat
matangan buah.

Pada umumnya di dalam buah-buahan

keyang

belum begitu matang, banyak mengandung protopektin yang
bersifat tidak larut dalam air (Winarno, 1986).
B.

ENZIM PEKTINASE
1.

Klasifikasi dan Cara Kerja
Enzim pektinase berperan dalam reaksi yang melibatkan

pemecahan senyawa-senyawa pektin.

Enz im

pektinase adalah sekelompok enzim yang sangat

kom-

plek, mempunyai sifat-sifat fisikokimia dan katalitik yang sangat bervariasi.

Enzim ini umumnya ter-

dapat secara alami dalam jaringan hidup, enzim

ini

dapat diprodukasi oleh tumbuh-tumbuhan maupun

oleh

mikroba, tetapi tidak dapat disintesa oleh sel
wan (Fogarty dan Kelly,

he-

1983).

Menurut Rumboult dan Pilnik (1980), enzim pektinase adalah enzim yang menyerang pektat.
Winarno

(1986), berdasarkan cara

pektinase

dapat

dibagi menjadi 2

Menurut

kerjanya

enzim

kelompok

besar

yaitu

enzim depolimerase dan pektin esterase

enzim

saponifikasi.

ikatan

Enzim desterifikasi

memotong

ester antara grup karboksil dari unit

poligalakturonat

dan grup metanol.

Enzim

atau

asam

depoli-

merase berdasarkan cara kerjanya dibagi menjadi dua

yaitu hidrolase dan liase.

Hidrolase memotong

pada

a-1,4 pektat polisakarida dengan cara hidrolisa sedangkan liase memotong dengan transeliminasi hidrogen dalam posisi C(4) dan C(5) dari posisi
substrat.

Pemecahan hidrolisa dan

aglikon

transeliminasi

dapat berlansung secara acak (endoenzim) atau hanya
memutus bagian ujung (eksoenzim).

Adapun cara ker-

ja enzim pektinase terdapat pada gambar

2.

Aktifitas enzim pektinase seperti enzim
nya

dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya

lain pH dan suhu.
yang

Pada umumnya bersifat

berarti enzim mempunyai

lainantara

ampolitik

konstanta

disosiasi

pada gugus asam maupun maupun gugus basanya,

teru-

tama gugus residu dari terminal karboksil dan gugus
residu

terminal aminonya (Reed, 1975 yang

dikutip

oleh Winarno, 1986).
Pengaruh

suhu terhadap aktifitas

enzim

agak

komplek, suhu yang terlalu tinggi dapat mempercepat
sema-

pemecahan atau pengrusakan enzim, sebaliknya

kin tinggi suhu (dalam batas tertentu) semakin
tif enzim tersebut.

Bila suhu terus naik maka prolaju

tein enzim akan mengalami denaturasi sehingga
kerusakan
Enzim

ak-

enzim melampaui reaksi

katalisa

ini menunjukkan aktifitas maksimum

enzim.

pada

optimum antara 3.5 sampai 5.0 (Winarno, 1986).

pH

//

PGL

Gambar. 2.

Cara k e r j a enzim p e k t i n a s e ( F o g a r t y dan
K e l l y , 1983)
- .
S i n g k a t a n : PMGL, p o l i m e t i l g a l a k t u r o r ~ a t
l i a s e ; PMG, p o l i m e t i l g a l a k t u r o n a s e ( p e k t i n
h i d r o l a o e ) ; PE, p e k t i n e s t e r a s e ; PGL, p o l i g a l a k t u r o n a t l i a s e ; PG, p o l i g a l a l c t u r o r l a s e

2.

Produksi Pektinase Mikroba

Mikroorganisme

untuk memproduksi enzim

stabil, mempunyai produktifitas yang cukup

harus
tinggi

Selain itu mi-

dapat tumbuh pada media yang murah.

kroorganisme yang digunakan tidak menghasilkan
nyawa

toksin atau bebas dari aktifitas

se-

antibiotik

(Boing, 1982).
Menurut

Suhartono

(1989),

diantara

mikroba

yang beragam kapang jenis As~ersillusniqer. Asperqillus orvzae dan bakteri Bacillus subtilis
suk

ke dalam golongan yang dipandang

terma-

aman.

Pada

umumnya kapang dari genus Aspercrillus non patogenik
yang

digunakan dalam memproduksi enzim

pektinase.

Pemakaian kapang pada industri enzim pektinase

ka-

rena pH enzim yang dihasilkan terdapat pada kisaran
pH

(derajat keasaman) proses yang

(Satyawiharja, 1982).
berapa

jenis

umum

dilakukan

Adapun pH optimum dari

enzim pektinase dapat

dilihat

bepada

tabel 2.
Dalam

sintesa enzim (protein) terdapat

empat

gen yang bertanggung jawab yaitu gen pengatur
regulator

atau

(R), gen promotor (P), gen operator

(0)

dan gen struktur (S) (Wang et al., 1979).
Mekanisme

sintesa

enzim yang

dapat

diimbas

(indusibel) bisa diterangkan oleh model yang
mukakan

oleh Jacob dan Monod yang secara

dapat dilihat pada gambar 3a dan 3b.

dike-

skematis

Protein represor

Gambar 3-r;.

Enzim

S i n t e s a enzim n e n g a l a n i r e p r e s i
k a r e n a t i d a k adanya z a t pengind u k s i (Wang e t a l . , 1 9 7 9 )

8.

DNA

s1

I

I
I

I,,-&

>-r----

.m

m RNA

I
I

I

a

v

Z
p ea nt g i n d u k s i

Enzim
Hepresor i n a k t i f

Gambar

5th

S i n ' t e s a enzim d i i n d u k s i o l e h z a t
p e n g i n d u k s i (Wang e t a l . , 1 9 7 9 )

but

Gen regulator menghasilkan protein yang

dise-

represor

cocok

dengan

gen

yang memiliki satu sisi

operator.

Dalam

yang

keadaan

normal

gen

operator berada dalam keadaan terepresi (gambar 3a)
karena represor melekat pada gen operator dan menghalangi RNA polimerase yang akan bergerak dari
operator ke gen struktural.

gen

Dalam keadaan tersebut

sintesa enzim-enzim metabolisme menjadi terhalang.
Dalam keadaan terinduksi (gambar 3b),

senyawa

penginduksi melekat pada represor sehingga represor
tidak dapat melekat lagi pada gen operator.
keadaan

ini sintesa enzim berjalan

dalam

Dalam
keadaan

baik.
Menurut
enzim
dung

Satyawiharja et al. (1985), produksi

pektinase diimbas oleh senyawa yang
pektin.

Selain itu produksi enzim

mengan-

pektinase

dipengaruhi oleh kandungan nitrogen sebagai
sun

penyu-

enzim dan diduga distimulasi oleh mineral

dan

vitamin.
Tween 80 diperlukan untuk melepaskan interaksi
antara enzim ekstraseluler dengan substrat
sel.

polimer

Hal ini terutama diperlukan dalam proses

manenan

dan

pemisahan produk

enzim.

Penambahan

tween 80 sampai 0.2 % bahkan terbukti membawa
stimulasi produksi selulase baik oleh

pe-

efek

Trichoderma

maupun oleh Aspergillus (Suhartono, 1989).

Tabs1 2.

Derajat keasarnan optimum beberapa jenis enzim
pektinase dari mikroba

Jonis enzirn
Poktineuterase

Mikroba
we-

pH Optimum
sp

7.5

C s l u i ~ t h v r i r a mdiPlodi
-

clla
G9rL.i-

Fusarim

rolfsi
QXYSPO~W

ClwzLridium multifer
in%nLQas

Pol igalakturorlk3r~

4.8

3.5
7.0
9.0

&s i t 1us sx!2Alis
Erwinia acaidea,~
h ~ i u i s~ a r o t w n r a

Eridopo 1irr~eti-

galakturonat
l in:;t.

1 ' ~ n i c i I l i u md U & f L W n

kbucillium ital icum

5.5
5.5

3.

Aplikasi Pektinase D a l a m Industri
Fogarty
(1983)

dan

di

Kelly (1983)

dalam

Foqarty

menjelaskan bahwa Miles Laboratorium

Inc.,

USA memproduksi enzim pektinase dengan merk

dagang

"Spark 1" yang diaplikasikan pada teknologi

anggur

dan sari buah.

Enzim pektolitik dipakai untuk pen-

jernihan anggur sehingga diperoleh produk yang bersih, segar dan menyenangkan.
akan

Penggunaan enzim

memudahkan penyaringan, menqhilangkan

ini

keke-

ruhan

selama penuaan, perkembangan cita rasa

lebih

cepat, mempercepat

yang

sedimentasi, menaikkan

kandunqan netral ester volatil, dan menaikkan

pro-

)

duksi (Satyawiharja et al., 1982 yang dikutip

oleh

-

Satyawiharja et al., 1985).
Menurut
bagian

Ory dan Angelo (1977)

pektin

dari sistem koloidal yang stabil, yang

nyebabkan
koloidal

sari
ini

buah jeruk tampak

keruh.

dipecahkan atau sari

buah

menjadi jernih dengan ditambahnya pektin
Selain

adalah

itu enzim pektinase komersial

me-

Sistem
tersebut

esterase.

dapat

digu-

nakan bersama-sama dengan bahan produksi untuk mempercepat penghilangan "mucilage" pada kopi.
Fogarty (1983) menyatakan bahwa salah satu penerapan yang paling potensial dari enzim

pektinase

adalah untuk membantu mengawetkan kayu-kayu
Norway dan Sitka.

cemara

C.

TEHNIK FERMENTASI
1.

Tehnik Fermentasi Padat

Produksi enzim dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu fermentasi media padat (solid state fermentation) dan fermentasi media cair (submerged
tation).
zim

fermen-

Menurut Satyawiharja (1982), produksi en-

pektinase secara komersial

umumnya

dilakukan

dengan cara fermentasi media padat.
Fermentasi media padat adalah fermentasi
substratnya
bebas

tidak larut dan tidak

mengandung

(Prescott dan Dunn, 1982) tetapi

cukup

yang
air
me-

ngandung air untuk keperluan mikroba-(Chalal,

1985

yang

Disini media

ber-

fungsi sebagai sumber karbon, nitrogen maupun

sun-

dikutip Susetyono, 1987).

ber energi (Satyawiharja, 1984).
Fermentasi media padat memiliki beberapa keuntungan

dibandingkan dengan fermentasi

antara

lain (1) menggunakan media alami

fatnya

tunggal, (2) kontrol

terhadap

media

(4) kondisi inkubasi hampir

si-

kontaminasi

lebih mudah, (3) persiapan inokulum lebih
na,

yang

cair

sederha-

menyerupai

yang

alami, (5) dapat menghasilkan produk dengan kepekayang lebih tinggi dan (6) aerasi optimum

dari

sistem lebih mudah karena banyak ruangan yang

ter-

tan

dapat
1984).

antara

partikel dari

media

(Satyawiharja,

Fermentasi media padat di dalam produksi enzim
pada

ka-

umumnya memberikan hasil yang lebih baik

rena jumlah substrat yang tersediapun lebih

-

(20

50

%

padatan).

Selain lebih

yang dihasilkan biasanya beragam.
padat

disukai

banyak

Cara

untuk menghasilkan

banyak
enzim

fermentasi

berbagai

enzim

(1980), di

dalam

ekstraseluler (Suhartono, 1989).
Menurut

Knapp

dan Howell

fermentasi ada beberapa faktor yang harus
tikan

antara

lain (1) sifat substrat,

diperhasifat

(2)

mikrobanya, karena setiap mikroba mempunyai

kemam-

puan

yang berbeda dalam mendegradasi untuk

keper-

luan

metabolismenya, (3) kinetika metabolisme

i

kinetika enzim, karena pada umumnya produksi

dan
enzim

pada media padat bersifat konstitutif, sehingga represi

katabolit

dan

represi

"feedback"

menjadi

aspek yang penting dalam menguraikan media.
2.

Potensi Limbah Coklat

Tanaman coklat
Marvales

dan

Theobroma

famili

cacao

termasuk

Sterculiceae.

Tanaman

ordo
ini

tumbuh dengan baik di daerah khatulistiwa dan mulai
berproduksi setelah umur 4 -5 tahun bahkan ada yang
sampai

2-3 tahun (Wood,,1975)

(1944)

a

varietas
Kedua

dalam

Rohan

cacao yaitu

varietas

ini

.

Menurut

(1963) ada
criollo

berbeda dalam

dua

dan
ha1

Chesman
subgrup

forastero.
warna

di

,

bagian
masuk

dalam biji.
criollo

dan

Biji yang berwarna
yang

berwarna

putih

ungu

ter-

termasuk

forastero.
Tanaman coklat dibudidayakan di Indonesia

da-

lam bentuk perkebunan milik rakyat, pemerintah

dan

perkebunan besar swasta.
telah

berhasil

coklat
terus

Pada saat ini

mengekspor

sebanyak

Indonesia
persen

0.2

produksi dunia, tampaknya jumlah

ini

meningkat di masa mendatang mengingat

penanaman

coklat

terus bertambah

luas,

akan
areal

sehingga

ekspor coklat menunjukkan peningkatan dari tahun k e
tahun.
Menurut ~irektorat!Jenderal Perkebunan (1990),
produksi

biji coklat di Indonesia

112,260 ton

yang

per tahunnya.

sedemikian

telah

Produksi

besarnya ini tentu

mencapai

biji
saja

coklat
mengha-

silkan limbah dalam jumlah yang besar pula.
pemecahan

buah coklat berupa kulit buah

(70 - 73 persen).

Limbah

dan

pla-

Selama ini limbah

proses

pengupasan baru dimanfaatkan sebagai humus,

walau-

senta

pun pada beberapa perkebunan, para karyawannya

te-

lah memanfaatkannya sebagai media pertumbuhan jamur
(Riyadi,

1987).

Selain itu limbah kulit buah

co-

klat dapat dimanfaatkan sebagai sumber senyawa pektin (Harjosuwito dan Tri Haryati, 1984) dan makanan
ternak (Hutagalung dan Chang, 1978).
Buah coklat umumnya berbentuk bulat telur sampai memanjang dengan lekukan-lekukan membujur

pada

permukaannya.
pula

yang tumpul atau ujung

Nasution
kulit

Menurut

et al., (1980), buah coklat terdiri

dari
Buah

masak memiliki kulit tebal dan berisi 30

biji

lain

membengkok.

buah, plasenta, pulp dan keping biji.

coklat
40

Ujung buah ada yang runcing dan ada-

yang diselimuti oleh pulp dan

terikat

plasenta

pada suatu jaringan

coklat (Rohan, 1963).

yang

satu

sama

dinamakan

Bentuk dan

gambar

penampang melintang buah coklat dapat dilihat
gambar 4.

a

-

pada

d

c

.Keterangan :
a. Kulit
b. Plzsenta
c. P u l p
d. Biji

Gambar

4.

Penampang melintang buah coklat

Menurut Haryati dan Harjosuwito (1984), buah coklat
terdiri

dari

atas 73.77 persen

kulit

buah,

2.0

persen plasenta yang mengandung 3.37 persen pektin.
Sedangkan
senyawa

kulit buah coklat mengandung 4.8

pektin (Pahlevi, 1987).

Adapun

persen

komposisi

kimia kulit buah coklat dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel

Komposisi kimia kulit buah coklat * )

3.

Komponen

Persentase

(%)

Kadar air
Protein kasar
Lemak
Gula pereduksi
Serat kasar
Pektin
*)Pahlevi, 1 9 8 7 (Hasil penelitian tidak dipublikasikan)
Walaupun

secara mikro persentase plasenta

coklat

hanya 2 .% dari seluruh buah coklat, tetapi komposisinya
mempunyai

potensi

mikroorganisme.

yang bagus

untuk

media

pembiakan

Adapun komposisi kimia plasenta coklat

dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel

4.

Romposisi kimia plasenta buah
kering (per 1 0 0 g bahan) # )

Komponen (9)

coklat

Jumlah

Air
Gula pereduksi
Protein
Pektin
Lemak
Serat kasar
Abu
#)Riyadi,
kan) .

1987

(Hasil penelitian tidak dipublikasi-

C.

FISIOLOGI KAPANG Asperqillus s p
Menurut

Satyawiharja (1982) pada

umumnya

kapang

genus Aspersillus non patogenik digunakan dalam memproduksi

enzim pektinase.

Kapang ini termasuk

ke

dalam

famili Moniliaceae, ordo Moniliales, subdivisi De'uteromycotina dan divisi Eumvcotina.

Asperqillus niqer

Asperqillus orvzae merupakan kapang non patogenik
bersifat
oksigen

aerobik sehingga dalam
dalam

tumbuhan

Asperqillus

sp

yang

pertumbuhannya

jumlah yang cukup.
adalah

Suhu
37'~

dan

butuh

optimum

per-

(Frazier

dan

Westhoff, 1981) .
Aspersillus sp mempunyai hifa dan spora, hifa terletak

pada bagian yang terendam yang

berfungsi

untuk

menyerap zat hara dan yang menghadap k e udara berfungsi
sebagai

alat reproduksi, sedangkan sporanya

berbentuk

globular, berwarna hitam kecoklatan atau ungu, konidianya besar.
dan

Miselia Asperqillus sp bercabang, berseptat

biasanya

1981).

tidak berwarna

Adapun

bagian-bagian

(Frazier dan
Asperqillus

Westhoff,
sp

secara

sederhana dapat dilihat pada gambar 5.
Ada

23 jenis enzim yang

dapat

diidentifikasikan

dari pertumbuhan Asperqillus orvzae dan 20 jenis
dari

pertumbuhan Asperqillus niqer.

secara

komersial

digunakan

untuk

Beberapa

enzim
strain

menghasilkan

sitrat, glukonat dan beberapa jenis enzim (Frazier
Westhoff,

1981).

Enzim yang dihasilkan

antara

asam
dan
lain

amilase, pektinase,selulase, katalase, amiloglukosidase
Suhu optimum

per-

tumbuhan Asperqillus niqer adalah 3 7 O ~ ,sedangkan

suhu

dan glukosa oksidase (Blain, 1975).

maksimumnya mencapai 6 5 O ~dengan kisaran pH yang

cukup

luas yaitu 2.8 - 8.8 (Laskin dan Hubert, 1978

dalam

Widyawati, 1990).

a

s t e r i ~ r n gs e k u n d e r
s t erigme primer

It

vesikel

konidiofor

Gambar

5.

Morfologi Sederhana Asoersillus s p

111.

A.

BAHAN DAN METODA

BAHAN DAN ALAT

Bahan baku utama untuk penelitian ini adalah kulit
buah

coklat yang

diperoleh

dari

Perkebunan

Rajamandala PTP XI1 Bandung, biakan kapang
niqer

dari

L51

dan Asuerqillus orvzae L45

Laboratorium

Mikrobiologi

As~erqillus

yang

Jurusan

Coklat

diperoleh

TPG,

pektin

komersil dengan berat molekul 150,000 diperoleh dari PT
Rotaryana Prima, Potato Dextrose Agar merk Difco
diperoleh
amonium

dari Laboratorium Mikrobiologi

FTDC,

yang
urea,

nitrat, dan kalium dihidrogen phospat dari

Merck diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi

Jurusan

TPG, garam khlorida dari Magnesium, Kobalt, Mangan
Kalsium yang diperoleh dari E. Merck (BPPHP),

E.

dan

aquades-

tilata, kapas dan aluminium foil.
Peralatan

yang

"Brokefield" type

digunakan

meliputi

BL, otoklaf,

viskosimeter

"shaker", pH

meter,

penangas air, lemaki es, inkubator, sudip dan alat-alat
gelas untuk produksi dan analisis.
B.

METODA PENELITIAN

Penelitian ini dibagi menjadi 5 tahap,

penelitian

pendahuluan terdiri dari produksi enzim pektinase
A.
-

dan

orvzae pada media

padat

kulit

dari
buah

coklat dan membandingkan aktivitas enzim pektinase yang

dihasilkan

oleh

kedua jenis kapang

tersebut.

Pene-

litian selanjutnya adalah mengamati pengaruh penambahan
mineral,
serta

sumber nitrogen, plasenta coklat dan

karakterisasi sifat-sifat enzim

analisa

pektinase

yang

dihasilkan.
1.

Penelitian Pendahuluan
a.

Penyiapan kultur

Agar miring Potato Dextrose Agar yang
lah

disiapkan

dalam

tabung

reaksi

te-

digores

dengan kultur kapang, kemudian diinkubasi diinkubator bersuhu 3 7 O ~ . Untuk A. nicrer

inkubasi

hari dan A, orvzae

selama

7

Kultur yang tumbuh pada agar

miring

kemudian

selama

4

hari.

dijadikan kultur stok.
b.

Pembuatan Suspensi spora Kapang

Suspensi

spora dibuat dengan cara

menum-

buhkan 10 ml larutan pengencer steril ke

dalam

tabung

spora

digaruk

kultur

stok, kemudian

kultur

dengan ose sehingga sporanya

terlepas

dan cairan dikocok sehingga dapat disuspensi.
c.

produksi Enzim Pektinase

Produksi pektinase dilakukan dengan
fermentasi 1 - 5 hari.

Pembuatan kultur

waktu
media

padat digunakan 10 gram bubuk kulit buah coklat
yang dicampur merata dengan 8 ml pelembab
aquades) ,
300 ml

kemudian dipindahkan

dan ditutup

dengan

ke

(air

erlenmeyer

penyumbat

kapas.

Kemudian substrat tersebut disterilisasi

dalam

selama satu jam pada suhu 121°c.

Se-

otoklaf

telah disterilisasi kemudian dibiarkan

dinqin,

kemudian diinokulasi dengan suspensi spora
2 ml.

banyak

kemudian
periode

Substrat yang telah

diinokulasi

diinkubasi pada suhu 28 f
waktu yang diinginkan.

inkubasi tercapai, dilakukan
yang dihasilkan.

~ O C untuk

Setelah waktu

pemanenan

6.

Substrat berkapang
dari fermentasi media padat
kulit buah coklat

II
+ 100 ml aquadestilata
I
+ 0.1 Tween 80

I

shaker selama 1 jam

I
I

saring

I

Gambar

6.

enzim

Prosedur pemanenan enzim pek-

tinase dapat dilihat pada Gambar

%

se-

Prosedur pemanenan enzim pektinase

d.

Pengukuran Aktifitas Enzim Pektinase

Setelah enzim dipanen langkah
adalah

melakukan

pengukuran

selanjutnya

aktifitas

pektinase.

Prosedur pengukuran dapat

pada Gambar

7a dan Gambar

enzim

dilihat

7b.

3.5 ml filtrat enzim

+ 84 ml larutan pektin 4%

II

diletakkan di penangas air bersuhu 40°c
selama 30 menit
diukur vi&kositasnya
selama 2 menit
Gambar

7a.

Pengukuran aktivitas pektinase

87.5 ml larutan pektin dengan
berbagai konsentrasi tertentu

I

inkubasi 406 C, 30 menit
ukur viskositasnya
selama 2 menit

Gambar

7b.

Pembuatan kurva standart

Aktivitas
metode

enzim pektinase diukur

menurut

Satiawiharja (1982), yaitu dengan

cara

mengukur pengurangan viskositas larutan
di didalam buffer sitrat pH 4.0

4%

selama 3 0 menit

40°c

pada

kasar

suhu

(prosedur pembuatan

reaksi untuk produksi dan analisa enzim
nase

pektin

dapat dilihat

pada

pekti-

lampiran

Dengan demikian aktifitas enzim dapat

pe-

1).

dihitung

dengan rumus berikut :

Keterangan

:

A

=

Aktivitas
trat)

enzim khsar

(Unit/ml

B

=

Konsentrasi filtrat enzim dari
standart (gr/100 ml)

P

=

Perbandingan volume larutan
pektin
sampel dengan larutan pektin standart
dalam ha1 ini P = 0.875

F

=

Berat molekul pektin, F

t

=

Waktu inkubasi, t = 3 0 menit

m

=

Volume filtrat enzim sampel, dalam ha1
ini m = 3.5 ml

=

filkurva

150,000

Pengaruh Penambahan Mineral

Pada
pengaruh

tahap

ini ditujukan

untuk

mempelajari

penambahan mineral dengan 2 macam

kompo-

sisi terhadap waktu fermentasi dan aktivitas
yang

dihasilkan.

Komposisi

kimia

mineral

enzim
yang

ditambahkan

yaitu :

I (g/V)

I1 (gram)

3.

ZnS04.7H20

=

0.67

NaH2P04

=

4.7

%

FeS04.7H20

=

0.67

KC1

=

0.1

%

CUS04.5H20

=

0.067

CaC12

=

0.02 %

HC1 pekat

=

133 ml

MgC12

=

0.02 %

Pengaruh Penambahan Sum@er Nitrogen

Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk mempelajari
terdiri
nitrat

pengaruh penambahan sumber nitrogen
dari

urea, dedak padi dan' garam

terhadap

waktu

fermentasi dan

enzim pektinase yang dihasilkan.
digunakan 1.5%, 3.0% dan

yang
dedak

padi

amonium

aktivitas

Konsentrasi

4.5%.

yang digunakan l.O%,

yang

2.0%

urea

Konsentrasi
dan

3.0%.

Serta garam amonium nitrat dengan konsentrasi 1.5%,
3.0%

dan 4.5%.

~asing-masingsumber nitrogen

di-

larutkan dalam larutan mineral.
4.

Pengaruh Penambahan Plasenta

Tahap ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh
penambahan plasenta coklat terhadap waktu fermentasi dan aktivitas enzim yang dihasilkan.

Penambahan

plasenta coklat ke dalam media padat dengan konsen-

trasi

2%

dari berat media.

dikeringkan

kemudian

Sebelumnya

dihaluskan

dan

plasenta

selanjutnya

dilarutkan dalam larutan mineral.
5.

Karakterisasi Enzim Pektinase
Tahap

ini dilakukan untuk

menganalisa

enzim

pektinase yang dihasilkan yang memiliki peningkatan
aktivitas tertinggi yang diperoleh dari hasil

per-

cobaan yang terdiri dari : suhu optimum dan pH

op-

timum.

Prosedur karakterisasi enzim pektinase

ini

adalah

dengan mengukur aktivitasnya seperti

telah

dijelaskan pada gambar 7a dan 7b.
Pengukuran suhu optimum enzim yang

dihasilkan
40°c,

dengan membuat variasi suhu inkubasi menjadi
50°c,

GOOC

dan 70°c.

Untuk menentukan derajat keasaman optimum dari
enzim

pektinase

yang

dihasilkan

dibuat

larutan

buffer yang sesuai dengan pH yang dicobakan,
pH 3, 4, 5, 6 dan 7.

Buffer yang digunakan

sitrat dengan konsentrasi 1 Molar.

yaitu
buffer

IV.

A.

HASIL DAN PEMBAHASAN

PENELITIAN PENDAHULUAN

Produksi coklat di Indonesia akan terus

meningkat

seiring

dengan semakin meningkatnya permintaan

coklat

dunia,

sehingga limbah kulit buah dan plasenta

coklat

juga akan melimpah.

Selama ini hanya bagian biji

saja

yang dianggap mempunyai nilai ekonomis, sedangkan kulit
buah

coklat kurang dimanfaatkan lebih

produk yang lebih bernilai.

lanjut

menjadi

Walaupun ada masih

terba-

tas untuk pupuk perkebunan (Dewanto, 1986), dan

diman-

faatkan sebagai media pertumbuhan jamur (Riyadi, 1987).
Pemanfaatan
nyata

mempunyai

dibandingkan

kulit buah coklat sebagai media

ter-

kandungan protein

bila

yang

rendah

dengan dedak gandum yang biasa

digunakan

sebagai media, akan tetapi mempunyai kandungan

sumber

karbon

yang cukup tinggi.

Selain mempunyai

kandungan

sumber

karbon yang cukup tinggi, kulit buah

coklatpun

mempunyai kandungan pektin yang cukup tinggi yang dapat
digunakan sebagai senyawa pengimbas (induser), sehingga
memungkinkan

pemakaian kulit buah coklat

untuk

media

dalam memproduksi enzim pektinase (Pahlevi, 1987).
Penelitian
dengan

menggunakan

Aspersillus
Kemudian

ini diawali dengan produksi
kapang

Aspersillus

pektinase

niqer

dan

oryzae pada media padat kulit buah coklat.

dilakukan pemilihan dari kedua

jenis

kapang

I

tersebut

dalam produksi pektinase yang

terbaik

selama

waktu fermentasi 1 sampai 5 hari.
~ a r i hasil penelitian (Gambar 8) terlihat

bahwa

aktifitas enzim pektinase yang dihasilkan A. niqer mencapai maksimum pada hari ke empat fermentasi, sedangkan
oryzae pada hari kedua fermentasi.
trat

enzim

yaitu

yang tertinggi dihasilkan

Aktifitas
oleh

A- niqer

Unit/ml filtrat, dibandingkan dengan

0.09

orvzae yaitu

0.03

A-

Unit/ml filtrat.

Sedangkan dari data penelitian yang lain
hasil

fil-

terlihat

yang berfluktuasi dimana pada hari ke tiga

fer-

mentasi dari kedua jenis kapang terjadi penurunan aktifitas, hari ke empat fermentasi meningkat dan hari
lima

fermentasi menurun kembali.

Hal ini dapat

sebagai berikut : Enzim yang

rangkan

fermentasi media

padat adalah enzim

ke

dite-

diproduksi

dari

kasar, biasanya

tidak hanya menghasilkan satu jenis enzim tapi beragam.
Sehingga dengan adanya hasil enzim campuran, perlu

di-

perhatikan kemungkinan dari penghambatan sintesis enzim
tertentu
Sebagai

oleh

produk enzim yang

telah

contoh, protease merupakan salah

aktifitas

fermentasi, dapat

mendegradasi

terakumulasi.
satu

produk

enzim-enzim

lain yang memang diinginkan, apabila aktivitas protease
ini

terlalu tinggi.

adalah
strat

Hal lain yang harus

diperhatikan

adanya sifat-sifat elektrokimia permukaan
sehingga menyulitkan

proses

pemisahannya

subdan

hasil analisa yang dilakukan terhadap cairan fermentasi
tidak

lebih

(Suhartono,

rendah daripada keadaan
1989).

yang

Hasil Penelitian

sebenarnya

Pahlevi

(1987)

yang mempelajari sifat pektinase dari Aspersillus niqer
dengan fermentasi media padat limbah buah coklat menunjukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada hari
fermentasi yaitu 3.44 Unitlml, sedangkan Riyadi

kedua
(1987)

yang mempelajari sifat pektinase dari Aspersillus niser
dengan

fermentasi cair dari limbah buah coklat

menun-

jukkan bahwa aktifitas optimum dicapai pada hari

kedua

fermentasi yaitu 7.37 Unitlml.
Waktu fermentasi dilanjutkan sampai hari k e
Hasil

maksimum

empat

(84

dari A

jam)

.

niser dicapai

fermentasi,

kembali pada hari ke lima.

lalu

pada

terjadi

lima.

hari

ke

penurunan

Aktifitas yang menurun

ini

mungkin disebabkan oleh produk enzim yang mengalami kerusakan atau degradasi lebih lanjut setelah
Sedangkan
disebabkan
bila

jika

produksi

enzim

yang

oleh mekanisme "feedback"

produksi

tetap

dan

diiringi

terbentuk.

terhenti
represi,

dengan

dapat
tetapi

penurunan

aktifitas dapat diterangkan sebagai "feedback" inhibisi
yaitu

gangguan terhadap sisi aktif enzim

akhir hasil degradasi (Satyawiharja et al.,

oleh

produk

1985).

Berdasarkan hasil percobaan pada tahap pendahuluan ini,
untuk tahap selanjutnya dipilih kapang yang

menghasil-

kan aktifitas enzim tertinggi yaitu Asperqillus niqer.

1

2

3

4

5

Waktu Fermentasi (Hari)

=
Gambar

8.

A. ORYZAE

A . NIGER

Pengaruh jenis kapang terhadap
pekt inase

aktifitas

B.

PENGARUH PENAMBAKAN MINERAL

Sebelum

dedak

dan

amonium nitrat sebagai sumber nitrogen pada media

fer-

mentasi,

dilakukan

penambahan

urea,

dilakukan percobaan penambahan dua macam

lompok mineral ke dalam media kulit buah coklat.

keSerta

melakukan pemilihan kelompok mineral yang terbaik dalam
produksi

pektinase dari kedua macam

kelompok

mineral

yang ditambahkan.
Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa

penambahan

mineral pada media ternyata dapat meningkatkan

aktifi-

tas maksimum filtrat, akan tetapi memperlambat

pertum-

buhan Aspersillus

m, ha1

ini berdasarkan pengamatan
diha-

terhadap pertumbuhan dan kelebatan miselium yang
silkan, tidak sebanyak miselium yang
media

tanpa

dihasilkan

penambahan mineral, kemungkinan

ha1

dari
ini

terjadi disebabkan adanya penambahan mineral magnesium.
Karena

selain sebagai sumber nutrisi, garam

magnesium

dan kalsium sering digunakan sebagai pengendap

senyawa

kimia yang dapat mengganggu pertumbuhan kapang.

Magne-

sium

dengan

konsentrasi tinggi

kemungkinan menjadi

racun

bagi

(lebih dari

0.306%)

Aspersillus

niqer,

sedangkan kalsium tidak begitu berpengaruh

(Kauffman-

Cosla dan Tudor di dalam Cocker dan Greenshield, 1977).
Hasil penelitian Pahlevi (1987), yang mempelajari sifat
dengan

fermentasi

padat limbah buah coklat, menunjukkan bahwa

penambahan

pektinase

dari

Asoersillus

niqer

1

2

3

4

5

Waktu Fermentasi (Hari)
,
i

/

Mineral I

1(1 Mineral II

I

Gambar

9.

Pengaruh penambahan mineral I dan I1 terhadap aktifitas pektinase

larutan

mineral yang mengandung 0.02%

MgC12

semakin

menghambat pertumbuhan Asaeraillus niqer.
~ktifitas enzim
mineral
pada

tertinggi diantara

kedua

yang ditambahkan adalah enzim yang

media

dengan penambahan mineral I1

macam

dihasilkan

yaitu

Unit/ml filtrat dengan waktu fermentasi 3 hari,

0.166
tetapi

pada hari selanjutnya terjadi penurunan aktivitas

sam-

pai hari ke lima, sedangkan pada media yang ditambahkan
dengan mineral I aktifitas maksimum enzim yang dihasilkan yaitu 0.152 Unitjml filtrat pada hari ke empat fermentasi kemudian pada hari ke lima fermentasi cenderung
menurun.

Peningkatan aktifitas filtrat yang disebabkan
i

oleh penambahan mineral ini dimungkinkan adanya
bahan

kation divalen dan monovalen dari

penam-

mineral

yang

ditambahkan yang menstimulasi aktifitas enzim pektinase
yang ada dalam filtrat enzim, terutama kation kalsium.
Penambahan

CaC12

poligalakturonat

menyebabkan
liase

peningkatan

(Ward dan

Fogarty dan Kelly, 1983).

Fogarty

aktifitas

& dalam

Selain kation kalsium,

juga

magnesium dan ion organik lainnya dapat berfungsi sebagai aktifator yang menstimulasi aktifitas filtrat enzim
(Fogarty dan Kelly, 1983).

Menurut Wolf (1949), selain

unsur-unsur utama seperti karbon, nitrogen, fosfor

dan

sulfur, dalam pertumbuhannya Asperaillus niqer memerlukan unsur-unsur kelumit seperti ~ g + + ,~ n + + ,~ n + + ,CU++,
~ e + + ,~ i + + ,~ a + +dan ~ b + + . Pada penelitian selanjutnya
setiap unit percobaan ditambahkan larutan mineral 11.

C.

PENGARUH PENAMBAHAN SUMBER NITROGEN

Dalam
sangat

pertumbuhannya, kapang

dipengaruhi oleh

nitrogen
Menurut

baik

Asoersillus

ketersediaan

nitrogen

Aunstrup et al.

organik

senyawa-senyawa

maupun

(1979) rasio

niqer

anorganik.

antara

senyawa

karbon dan nitrogen yang sesuai sangat diperlukan untuk
pertumbuhan,

energi, pembentukan sel

dan

biosintesa

produk fermentasi kapang.
Menurut
niqer

Moore dan Lendecker

(1982),

Aspersillus

dalam pertumbuhannya berhubungan secara

dengan

zat-zat

Molekul-molekul

makanan yang
sederhana

terdapat

seperti gula

lansung

dalam

medium.

dan

komponen

lain yang terlarut disekeliling hifa dapat lansung

di-

serap ke dalam sel, sedangkan molekul-molekul lain yang
lebih kompleks seperti selulosa, pati dan protein harus
dipecah

terlebih dahulu sebelum diserap ke dalam

Untuk

itulah Aspersillus niqer

enzim

ekstraseluler seperti selulase, amilase,

menghasilkan

sel.

beberapa
kata-

lase, pektinase dan amiloglukosidase. Karena itu secara komersil kapang ini banyak digunakan dalam
pembuatan enzim.
penyerapan
dilihat pada

zat

industri

Mekanisme pemecahan makromolekul
makanan

Gambar

oleh

mikroorganisme

dan

dapat

10.

Protein sebagai sumber nitrogen yang terdapat pada
kulit buah coklat yang digunakan sebagai media

fermen-

tasi

protein

sangat

rendah bila dibandingkan

dengan

yang

terdapat pada dedak yang biasa digunakan

media

sebagai

pada produksi enzim, akan tetapi mempunyai

kan-

dungan sumber karbon yang cukup tinggi. Dengan demikian
media

perlu

ditambah sumber nitrogen

untuk

memenuhi

kandungan nitrogen yang diperlukan.

\

:7

i?

\

4'

9



,.

9.9-

/.

//

/

/)

1

/?

Enzim A

1' y----

polimer
t i d a j c de:a.t

\
\

/

\

lamt

\

3nqLm B
\

\
\

\

\

\

\

penyera.pa.n
oleh h i f a

b

produk
a~\a ra
0,:
ya.ng l e b i h
sederhana

1.

\,

\

0

F---------satuan polimer
yan- d a p a t l a r u t

Gambar

10.

Proses
penguraian dan penyerapan
makanan oleh Asperqillus niqer

zat

Banyak kapang yang dapat menggunakan bahan

nitro-

gen anorganik sederhana sebaik sumber nitrogen
seperti
yang

asam amino.

Beberapa macam

sumber

umum digunakan adalah dedak, amonium

urea.

organik
nitrogen

nitrat

dan

Sumber nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh mi-

kroba akan selalu menjadi asam amino.

Asam amino

yang

terbentuk karena adanya penambahan sumber nitrogen
organik berfungsi sebagai untuk stimulator
(Cocker dan

Greenshields,

1977

yang

an-

pertumbuhan

dikutip

oleh

Pahlevi, 1987) .
Penelitian
pengaruh

lanjutan dilakukan

untuk

mengetahui

penambahan sumber nitrogen yang terdiri

dedak padi, urea dan amonium nitrat terhadap
enzim
nitrat

pektinase yang dihasilkan.
yang

aktivitas

Konsentrasi

amonium

dan

ditambahkan adalah 1.5%, 3.0%

dari

4.5%,

konsentrasi urea yang ditambahkan yaitu 1.58, 3.0%

dan

4.5% serta dedak padi dengan konsentrasi 1.0%, 2.0% dan
3.0%.
1.

Pengaruh Penambahan Dedak

Pengaruh penambahan dedak padi sebagai
nitrogen

pada media fermentasi dengan

1.0%, 2.0%

nase

yang

sumber

konsentrasi

dan 3.0% terhadap aktifitas enzim pektidihasilkan dapat terlihat

pada

Gambar

11.

Aktifitas
dari

media

enzim

dengan

yang

tertinggi

penambahan

dedak

dihasilkan
3.0% dengan

1

3

2

5

4

Waktu Fermentasi (Hari)
..........................

.

Kontrol

r-7

Gambar

~

11.

~ 2.0%
d

~

f&T

Dedak 1.0%

mki!!

Dedak 3.046

Pengaruh penambahan dedak padi
dap aktifitas enzim pektinase

........

terha-

waktu

fermentasi 72 jam (3 hari).

terjadi
yang

karena dedak mempunyai

Hal

ini

kandungan

cukup tinggi yaitu 13.3 %

dapat

protein

(Houston dan

Koh-

ler, 1970 di dalam Widyawati, 1990).
Aktifitas
dan

filtrat enzim

cenderung

meningkat

kemudian turun lagi dengan bertambahnya

fermentasi (Gambar

11).

waktu
ter-

Penurunan aktifitas

sebut kemungkinan disebabkan oleh makin

menurunnya

jumlah senyawa pengimbas (pektin) yang ada,

karena

terjadi sintesa enzim pektinase. Kecenderungan tersebut

sesuai dengan hasil penelitian

Satyawiharja

et al., (1985), bahwa produksi enzim pektinase
pengaruhi oleh kandungan nitrogen sebagai
enzim

dan pektin sebagai pengimbas dan

keseimbangan
(1988),

antara

keduanya.

di-

penyusun

harus

Menurut

banyak enzim yang aktif terhadap

ada

Fardiaz
substrat

yang mengandung nitrogen direpresi oleh amonia atau
asam

amino.

Kemungkinan lain yaitu waktu

fermen-

tasi yang berpengaruh terhadap aktifitas enzim yang
dihasilkan,

karena enzim akan cepat turun

puncak aktifitas terlampaui (Thourton
et

al., 1979).

yang

dalam Wang

Hasil penelitian Widyawati

mempelajari sifat pektinase dari

aktifitas

optimum dicapai pada hari

fermentasi yaitu 7.36 Unit/ml.

(1990)

Asperqillus

niqer dengan fermentasi padat dedak padi
kan

setelah

menunjukke

tiga

2.

Pengarub Penambahan Amonium Nitrat

Amonium
nitrogen

oleh

As~erqillus

dimanfaatkan

sebagai sumber

beberapa jenis kapang

niaer

untuk pertumbuhan

antara
dan

lain

produksi

Amonium nitrat juga dapat dimanfaatkan oleh

enzim.

Asperqillus
dan

nitrat

niqer sebagai sumber nitrogen

Greenshield, 1977 yang dikutip

oleh

(Cocker
Pahlevi,

1987).
Penambahan amonium nitrat dari keempat konsentrasi yang ditambahkan (seperti terlihat pada
bar

Gam-

12) menunjukkan bahwa penambahan amonium

ni-

trat sebanyak 3.0% memberi aktifitas pektinase 3ang
tertinggi yaitu 0.168 Unit/ml filtrat pada hari
empat fermentasi, sedangkan pada hari k e lima

ke
fer-

mentasi kembali terjadi penurunan aktifitas

enzim.

Selanjutnya dalam perbandingan peningkatan

aktifi-

tas
trat

enzim antara keempat konsentrasi
terlihat

bahwa

amonium

konsentrasi 1.5%

dan

ni3.0%

tidak terlalu besar bedanya, sedangkan

konsentrasi

4.5% terlihat lebih rendah dari k e dua

konsentrasi

sebelumnya.
amonium

Hal tersebut diduga karena

nitrat sebesa