7
2.2.2 Fermentasi Media Padat
Fermentasi media padat merupakan proses fermentasi dimana medium yang digunakan tidak larut tetapi cukup mengandung air untuk keperluan
mikroorganisme sedangkan fermentasi medium cair adalah proses yang substratnya larut atau tersuspensi di dalam fase cair Klein et al. 2004.
Basillus dapat hidup secara obligat aerob atau fakultatif anaerob dan positif mempunyai enzim katalase
Dalam melakukan fermentasi pada prinsipnya adalah pengaturan kondisi pertumbuhan
optimum mikroorganisme, sehingga dapat mencapai dan menghasilkan laju pertumbuhan yang maksimal. Faktor yang perlu diperhatikan dalam proses
fermentasi adalah jenis substrat, mikroorganisme, dan kondisi fisik pertumbuhan. Ketiga faktor tersebut berpengaruh terhadap massa dan komposisi sel
Tannenbaum 1985. Keuntungan penggunaan medium padat antara lain: 1 tidak memerlukan tambahan lain kecuali air, 2 persiapan inokulum lebih sederhana, 3
dapat menghasilkan produk dengan kepekatan tinggi; 4 kontrol terhadap kontaminan lebih mudah, 5 kondisi medium mendekati keadaan tempat tumbuh
alamiah, 6 produktifitas tinggi, 7 aerasi optimum, 8 tidak diperlukan kontrol pH maupun suhu yang teliti. Dalam menyiapkan proses fermentasi medium padat
perlu memperhatikan beberapa faktor yaitu : sifat substrat terutama yang berhubungan dengan derajat kristalisarasi dan derajat polimerisasi, sifat
mikroorganisme karena masing-masing mikroorganisme mempunyai kemampuan yang berbeda dalam memecah komponen substrat untuk keperluan
metabolismenya, kinetika metabolisme dan kinetika enzim. Bungkil inti sawit termasuk substrat atau media padat yang memiliki partikel dengan permukaan
sempit, sehingga mudah untuk dimasuki air maupun oksigen. Dengan fisik tersebut maka tidak sulit untuk menjadi media pertumbuhan kapang maupun
bakteri disamping kandungan nutrient bungkil yang sudah tersedia.
2.3 Koktail Mikroba 2.3.1
Bacillus amyloliquefaciens
Chelikani et al. 2004. Genus Basillus dapat dijumpai dimana saja walaupun kondisi lingkungan kritis, karena sel Basillus bisa
memproduksi endosperm, dimana bisa dorman pada waktu yang lama untuk
8
menghindari lingkungan ekstrim, namun demikian tidak semua spesies Bacillus bisa memproduksi endosperm Madigan Martinko 2005. Basillus terdiri dari
banyak jenis, salah satu jenis basillus yang digunakan dalam dunia industri adalah
Gambar 2. Bacillus amyloliquefaciens Sumber: Fukumoto 1943
Klasifikasi Bacillus amyloliquefaciens Domain: Bacteria
Bacillus amyloliquefaciens . B. amyloliquefaciens diklasifikasikan ke dalam
domain bakteri, devisi firmikutes kuat dan langsing, kelas basili, ordo basilale, familii basilaseae, dan genus basilus.
Division: Firmicutes Class: Bacilli
Order: Bacillales Famili: Bacillaceae
Genus: Bacillus Species: Bacillus amyloliquefaciens
Binomial name: Bacillus amyloliquefaciens
B. amyloliquefaciens termasuk genus Basillus Gram-positif berbentuk
batang, kuat dan langsing Gambar 2, yaitu sejenis bakteri yang ditemukan di
9
dalam tanah oleh peneliti Jepang bernama Fukumoto pada tahun 1943 yang memberikan nama tersebut karena bakteri tersebut memproduksi cairan amilase,
yaitu enzim yang mendegradasi tepung menjadi gula Fukumoto 1943. Selain amilase, B. amyloliquefaciens juga memproduksi lipase, protease, peptidase,
sukrase, dan memproduksi Iturins yang bermanfaat untuk menghambat pertumbuhan kapang Antifungal Agent seperti Fusarium, Collectotricum,
Rhizoctonia, Aspergillus, dan Phytopthera . Enzim yang telah diproduksi dari B.
amyloliquefaciens secara komersil adalah
α-amilase, alfa-asetolaktase, dekarboksilase, beta-glukanase, hemiselulase, maltogenik amilase, protease, dan
xilanase Gupta et al. 2003; Kandra 2003. Alpha amilase yang digunakan dalam hidrolisis pati, subtilisin protease digunakan dalam deterjen, dan enzim
restriksi BamH1 digunakan dalam penelitian DNA Dalam dunia industri,
Graumann 2007. Bacillus amyloliquefaciens
sebagai sumber antibiotik alam, berupa barnase. Barnase adalah protein bakteri yang mengandung
110 macam asam amino dan mempunyai aktivitas ribonuklease Hartley
Smeaton 1973. 2.3.2
Trichoderma harzianum
Trichoderma adalah salah satu jamur tanah yang tersebar luas yang dapat
ditemui di lahan-lahan pertanian dan perkebunan Harman 2006. Trichoderma bersifat saprofit pada tanah, kayu. Beberapa jenis Trichoderma dapat digunakan
sebagai biofungisida, dimana Trichoderma mempunyai kemampuan untuk menghambat pertumbuhan beberapa jamur penyebab penyakit pada tanaman
antara lain Rigidiforus lignosus, Fusarium oxysporum, Rizoctonia solani, Sclerotium rolfsii
, dan lain-lain Etebarian 2000; Eziashi et al. 2006 ;Harman 2006
Pada proses fermentasi, Trichoderma memproduksi enzim selulase yang berperan dalam mendegradasi selulosa menjadi glukosa. Beberapa strain
Trichoderma telah dikembangkan sebagai agen biokontrol Well, 1986
. Spesies Trichoderma disamping sebagai mikroorganisme pengurai Beare et al.
1992 dapat pula berfungsi sebagai agen hayati dan stimulator pertumbuhan tanaman.
, seperti T. harzianum
, T. viride, dan T. konigii yang berspektrum luas pada berbagai tanaman
10
pertanian. Biakan jamur Trichoderma dalam media aplikatif seperti dedak dapat diberikan ke areal pertanaman dan berlaku sebagai biodekomposer, yaitu dapat
mendekomposisi limbah organik rontokan dedaunan dan ranting tua menjadi kompos yang berkualitas.
Saat ini, Trichoderma merupakan salah satu mikroorganisme fungsional yang dikenal luas sebagai pupuk biologis tanah. Menurut Ramada 2008 pupuk
biologis Trichoderma dapat dibuat dengan inokulasi biakan murni pada media aplikatif, misalnya dedak. Sedangkan biakan murni diisolasi dari tanah sekitar
perakaran tanaman, serta dapat diperbanyak dan diremajakan kembali pada media PDA Potato Dextrose Agar.
Gambar 3. Trichoderma harzianum Sumber: Harman 2006
Klasifikasi Kingdom:
Trichoderma harzianum :
Fungi Division: Ascomycota
Subdivision: Pezizomycotina Class: Sordariomycetes
Order: Hypocreales Family: Hypocreaceae
Genus: Trichoderma Species: T. harzianum
Binomial name: Trichoderma harzianum
11
Trichoderma bersifat saprofit, dimana dapat beradaptasi dengan situasi yang beragam memproduksi berbagai macam enzim. Kapang ini dapat tumbuh
pada pH 3 – 7 dengan suhu 30
o
Beberapa strain tertentu memproduksi enzim utama yang dikultur dalam suspensi untuk memproduksi enzim pada skala industri. Misalnya
C, dan tumbuh optimal pada pH 5 Isil Nulifer 2005.
T. reesei dimanfaatkan untuk memproduksi selulase dan hemiselulase Sim Oh 1993, T.
longibratum digunakan untuk memproduksi xilanase Azin et al. 2007, dan T.
harzianum digunakan untuk memproduksi kitinase. Kebanyakan agen biokontrol
adalah jenis T. harzianum, T. viride and T. hamatum, dimana pada umumnya tumbuh disekitar permukaan perakaran. Salah satu fungisida produk bioteknologi
komersil kapang ini adalah 3Tac berisi 3 jenis Trichoderma dengan tahap pertumbuhan vegetative yang berbeda yang digunakan untuk
perlakuan Botrytis, Fusarium dan Penicillium sp. Taksonomi Trichoderma secara umum dibagi berdasarkan karakter
morfologi seperti konidia, bentuk, warna dan ornamentasi, bentuk percabangan dengan cabang pendek disamping, short inflated phialides, dan formasi
panjangnya hipa steril atau fertil dari konidia. T. harzianum Gambar 3 termasuk jenis agregat, yang dibagi kedalam tiga ,empat, atau lima subspecies, tergantung
dari strainnya Bissett 1991. Trichoderma harzianum termasuk ke dalam klasifikasi kerajaan jamur fungi, devisi ascomycota, subdivisi pezizomycotina,
kelas sordariomycetes, ordo
hypocreales, famili hypocreaceae
, genus Trichoderma, species Trichoderma harzianum.
Trichoderma harzianum merupakan salah satu kapang yang digunakan
sebagai fungisida, misalnya untuk perlakuan bibit dan tanah untuk membebaskan beberapa penyakit yang disebabkan kapang patogen. T.harzianum positif
berasosiasi dengan populasi bakteri Eastburn Butler 2002. Misalnya kapang T.harzianum
menyediakan selulase untuk mendegradasi selulosa berasosiasi dengan bakteri obligat anaerobik Clostridium butyricum yang berperan
menyediakan nitrogenase. Selulosa dimanfaatkan sebagai sumber karbon untuk fiksasi nitrogen N
2
, hal ini meningkatkan laju dekomposisi dibandingkan bila kapang hanya sendiri mendegradasinya Veal Lynch 1994.
12
2.4
Selulosa merupakan komponen struktural utama dari
Selulosa sebagai Komponen Serat Kasar Tanaman
tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia maupun monogastrik. Selulosa terdiri dari polimer
berantai panjang polisakarida dari β-glukosa. Struktur utama selulosa merupakan
homopolimer linear yang dibangun unit-unit D-glukosa dengan ikatan β-1,4
glikosida dengan rumus molekul C
6
H
10
O
5 n
dan struktur kimia gambar 4
Gambar 4. Skema rangkaian selulosa Crawford 1981.
Gambar 5. Diagram dinding sel tanaman
http:en.wikipedia.orgwikiFile:Plant_cell_wall_diagram.svg
Crawford 1981. Selulosa merupakan susunan umum dinding sel tanaman Gambar 5,
namun selulosa juga dimiliki beberapa bakteri. Walaupun selulosa cukup stabil namun rentan bila dihidrolisis dengan asam maupun basa. Hidrolisis dengan pH
tinggi biasanya lebih kuat memotong rantai 1-4-glikosida daripada kondisi pH rendah. Selain dapat didegradasi secara kimia, selulosa juga bisa di degradasi oleh
enzim, yaitu enzim selulase.
13
2.5 Enzim Selulase
Kategori