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