PREPARASI SUBSTRAT DAN ISOLAT UNTUK PRODUKSI ENZIM PEKTINASE ANALISIS AKTIVITAS ENZIM PEKTINASE SELURUH SUBSTRAT

23 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 PREPARASI SUBSTRAT DAN ISOLAT UNTUK PRODUKSI ENZIM PEKTINASE

Tahap pengumpulan, pengeringan, penggilingan, dan homogenisasi kulit jeruk Siam, kulit jeruk Medan, kulit durian, dan daun teh tua menghasilkan substrat untuk pembuatan media fermentasi semi padat berupa tepung limbah berukuran 500 mesh. Substrat yang tersedia kemudian disimpan untuk produksi enzim pektinase. Data rendemen tepung limbah untuk masing-masing substrat dapat dilihat pada Tabel 3. di bawah ini. Tabel 3. Data rendemen limbah pertanian Jenis Limbah Bobot Sampel g Rendemen Awal W 1 Akhir W 2 Kulit Jeruk Siam 428 141 32.49 Kulit Jeruk Medan 1404 309 22.01 Kulit Durian 1464 300 20.49 Daun teh tua 273 132 48.35 Keterangan : W1 : bobot limbah sebelum pengeringan dan penggilingan g W2 : bobot limbah setelah pengeringan dan penggilingan g Rendemen : [W 2 – W 1 ] W 1 x 100 Substrat dalam bentuk tepung limbah berukuran 500 mesh dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9. Substrat untuk media fermentasi semi padat, dari kiri ke kanan : daun teh tua, kulit jeruk Siam, kulit jeruk Medan, dan kulit durian Selain preparasi substrat, dilakukan pula preparasi isolat yaitu penumbuhan Aspergillus ustus pada media agar sebagai isolat stock untuk keperluan produksi enzim pektinase. Isolat stock kemudian disimpan di dalam ruang penyimpanan ruang kapang pada suhu kamar ± 25 o C untuk menghindari kontaminasi. Isolat yang digunakan untuk produksi enzim pektinase adalah isolat segar yang berumur 5 hari. Isolat segar ini diperoleh dari proses peremajaan isolat stock. 24

4.2 ANALISIS SUBSTRAT

4.2.1 Kadar Pektin Substrat

Analisis kadar pektin dilakukan terhadap keempat jenis substrat, hal ini bertujuan untuk mengetahui jumlah pektin yang tersedia untuk digunakan sebagai substrat bagi Aspergillus ustus sehingga dapat menghasilkan enzim pektinase. Persentase kadar pektin setiap jenis substrat dapat dilihat pada gambar 10. Kadar pektin untuk setiap jenis substrat terdapat pada Lampiran 5. Gambar 10. Chart kadar pektin seluruh substrat Keterangan : KJS : kulit jeruk Siam KJM : kulit jeruk Medan KDU : kulit durian DTT : daun teh tua Berdasarkan hasil analisis kadar pektin pada keempat substrat, terlihat bahwa substrat kulit jeruk Medan memiliki kadar pektin tertinggi yaitu sebesar 41.08 kemudian diikuti oleh kulit jeruk Siam dengan nilai kadar pektin sebesar 7.80, setelah itu kulit durian sebesar 3.51, dan terakhir daun teh tua sebesar 2.31. Penelitian yang dilakukan oleh Khule et al. 2012 menggunakan kulit jeruk lokal India menunjukkan hasil kadar pektin tertinggi yaitu sebesar 17.63 dan terendah sebesar 5.29. Kadar pektin tertinggi didapat pada pengukuran kadar pektin menggunakan asam sitrat pada pH 2, sedangkan kadar pektin terendah didapat pada pengukuran menggunakan asam sitrat pH 1.2. Hasil ini jika dibandingkan dengan kadar pektin kulit jeruk Medan dan Siam menunjukkan hasil yang lebih rendah. 7.805 41.08 3.51 2.32 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Kadar Pektin Jenis Substrat KJS KJM KDU DTT 25 Perkiraan sementara dari hasil pengukuran kadar pektin keempat substrat adalah semakin banyak kandungan pektin yang tersedia pada substrat maka metabolisme dari Aspergillus ustus akan meningkat. Dengan demikian, enzim pektinase sebagai produk hasil metabolisme juga akan meningkat. Hasil ini akan dihubungkan dengan hasil dari analisis aktivitas enzim pektinase sehingga dapat diketahui bagaimana pengaruh ketersediaan pektin terhadap aktivitas enzim pektinase yang dihasilkan.

4.2.2 Kadar Proksimat Substrat

Tabel 4. Data Kadar Proksimat Seluruh Substrat Jenis Substrat Kadar Proksimat Air Abu Lemak Protein Karbohidrat Serat Kasar KJS 8.87 4.73 4.12 9.18 73.10 17.13 KJM 9.54 3.49 2.85 5.59 78.53 10.30 KDU 9.47 5.11 1.08 6.83 77.51 31.99 DTN 8.40 5.01 1.95 22.95 61.69 12.70 Keterangan : KJS kulit jeruk Siam; KJM kulit jeruk Medan; KDU kulit durian; DTNDaun teh tua Substrat-substrat yang diuji pada penelitian ini mengandung pektin sebagai penyusun utama karbohidratnya. Berdasarkan data proksimat diatas, terlihat bahwa kadar karbohidrat tertinggi dimiliki oleh substrat kulit jeruk Medan yaitu sebesar 78.53. Hal ini menunjukkan hubungan yang positif dengan kadar pektin substrat yang telah diuji, yaitu semakin tinggi kadar karbohidrat maka semakin tinggi pula kadar pektin substrat.

4.3 ANALISIS AKTIVITAS ENZIM PEKTINASE SELURUH SUBSTRAT

Analisis aktivitas enzim pektinase dari keempat substrat yang digunakan, dilakukan dengan menghitung nilai aktivitas enzim pektinase yang dihasilkan oleh Aspergillus ustus pada masing-masing media fermentasi semi padat. Berdasarkan hasil perhitungan aktivitas enzim pektinase diketahui bahwa aktivitas enzim pektinase tertinggi terdapat pada hasil fermentasi yang menggunakan kulit jeruk Medan KJM sebagai substrat, yaitu sebesar 1.2751 UmL, kemudian yang kedua adalah substrat kulit jeruk Siam KJS sebesar 1.2223 UmL, yang ketiga adalah substrat kulit durian KDU yaitu sebesar 0.8906 UmL, dan aktivitas enzim pektinase terendah terdapat pada substrat daun teh tua DTN yaitu sebesar 0.3065 UmL Gambar 11. 26 Gambar 11. Chart pengaruh jenis substrat terhadap aktivitas enzim pektinase Waktu fermentasi atau inkubasi optimum untuk menghasilkan enzim pektinase dengan aktivitas tertinggi pada masing-masing substrat adalah 2 hari, kecuali untuk substrat daun teh tua yaitu 1 hari. Waktu fermentasi atau inkubasi optimum ini menggambarkan waktu yang dibutuhkan Aspergillus ustus menggunakan substrat untuk menghasilkan enzim pektinase secara maksimal. Kurva produksi enzim pektinase oleh Aspergillus ustus oleh berbagai substrat selama fermentasi pada suhu ruang terdapat pada Gambar 12. Gambar 12. Kurva aktivitas enzim pektinase oleh Aspergillus ustus pada berbagai substrat suhu ruang Mikroorganisme mempunyai masa pertumbuhan yang bervariasi atau biasa disebut dengan fase pertumbuhan. Fase-fase pertumbuhan tersebut sangat berpengaruh terhadap enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme untuk membantu pencernaan makanannya. Pada awal 1.2223 1.27505 0.89065 0.30605 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 Aktivitas En zim UmL Jenis Substrat KJS KJM KDU DTT 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1 2 3 4 5 6 Aktivitas En zim UmL Lama Fermentasi Hari KJS KJM KDU DTT 27 pertumbuhan, fase yang dilalui adalah fase pertumbuhan kemudian aktivitas metabolisme akan menurun setelah mikroorganisme melewati fase puncak pertumbuhannya, fase penurunan ini disebut fase kematian death phase. Hal ini dapat dilihat pada hasil produksi enzim pektinase oleh Aspergillus ustus pada penelitian ini, yaitu terjadinya fase pertumbuhan mulai dari hari ke-0 hingga mencapai fase puncak pertumbuhan yang menghasilkan aktivitas enzim tertinggi, kemudian mulai masuk ke fase kematian death phase yang ditandai dengan menurunnya aktivitas enzim pektinase. Penelitian mengenai produksi pektinase mengunakan media dari kulit jeruk telah banyak dilakukan, sedangkan produksi pekinase menggunakan media dari kulit durian dan daun teh tua belum pernah dilakukan. Penelitian yang dilakukan oleh Rangarajan et al. 2010 menunjukkan bahwa sumber karbon non-glukosa kulit jeruk dengan tambahan sumber nitrogen organik bungkil kedelai dapat digunakan sebagai substrat untuk produksi enzim pektinase yang dihasilkan oleh Aspergillus niger. Karbon yang digunakan tidak bersumber dari glukosa atau fruktosa melainkan dari kulit jeruk dikarenakan glukosa atau fruktosa diindikasikan akan menyebabkan terjadinya represi katabolit, yaitu berlebihnya gula terlarut di dalam pertumbuhan sel yang dapat menekan produksi enzim. Penelitian yang dilakukan oleh Adeleke et al. 2012 menggunakan kulit jeruk lokal Nigeria dengan metode fermentasi semi padat oleh Penicillium atrovenetum, Aspergillus flavus, and Aspergillus oryzae menghasilkan aktivitas pektinase masing-masing sebesar 11.58 UmL, 12.12 UmL, dan 10.17 UmL. Hasil ini menunjukkan aktivitas pektinase oleh ketiga isolat tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan aktivitas pektinase oleh Aspergillus ustus pada media kulit jeruk Medan dan jeruk Siam. Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh kemampuan isolat yang digunakan berbeda-beda dalam mendegradasi pektin dan menghasilkan pektinase. Berdasarkan hasil analisis produksi enzim pektinase pada keempat substrat, maka substrat yang akan digunakan untuk optimasi kondisi produksi enzim pektinase adalah kulit jeruk Medan yang menghasilkan enzim pektinase dengan aktivitas tertinggi dengan waktu inkubasi optimum 2 hari. Hasil ini juga menunjukkan hubungan positif antara kadar pektin dengan aktivitas enzim pektinase, yaitu semakin tinggi kadar pektin pada substrat maka aktivitas enzim pektinase yang dihasilkan juga semakin tinggi.

4.4 ANALISIS AKTIVITAS ENZIM PEKTINASE TAHAP OPTIMASI