Optimasi Konsentrasi Substrat Pati Tapioka, Aerasi dan Agitasi pada Produksi Amilase oleh Bakteri Termofil TVII6
OPTIMASI KONSENTRASI SUBSTRAT PAT1 TAPIOKA,
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODbXSI AMILASE OLEH BAKTERI
TERMOFL TVns
Oleh
R. GAGAN MAULANA YUSUF
F 31.0887
1999
FArnLTAS TEIWOLOGI PERTANLAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
R.Gagan Maulaiia Yusuf. F 3 1.0887. Optimasi Konsentresi Substrat Pati
Tapioka, Aerasi dan Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh Balcteri Termofil
TV&. Di bawab bimbingan Lresbetini Haitoto dan Nur Richana .
Ringkasan
Iudonesia kaya dengan sumber daya alam hayati, contohnya adalah bahan-bahan
berpati seperti nbi kayu dan sagu. Tahun 1993 prodnksi ubi kayu di Indonesia
mencapai 17.3 juta ton (BPS, 1994). Dengan kandungan pati yang tinggi, yaitu
sebesar 88,2% (Syarief dan Trawati, 1986), ubi kayu dapat menjadi alternatif substrat
untuk prodnksi enzim amilase. Kandurigail pati tersebut terdiri dari 17 % (w/w)
a~nilosadan 83 % (wlw) amilopektin (Schoch, 1941). Amilase merupakan enzim
yang dapat mengh~drolisispati, glikogen dan t u ~ m a npolisakarida Enzim amilase
diguuakan untuk industri pangan, farmasi dan tekstil. Impor enzim secara
keselurnhan untuk industri di Indonesia pada tahun 1996 adalah sebesar 2 490 396 kg
dengan uilai 12 181 608 US$ (BPS, 1997). Untuk mengautisipasi kebutuhan enzim
yang terns meningkat yang selama ini dipenuhi melalui impor, perlu difintis
penelitian untuk me~nproduksienzim.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kousentrasi pati terbaik dalam media
kultivasi, kombinasi agitasi dan aerasi optimum serta parameter kinetika produksi
Konsentrasi pati yang
amilase dengan menggunakan bakteri termolil T W s .
dicobakan adalah 1%, 2%, 3%, dan 4% , kecepatru~agitasi 150, 200, 250 rym seita
laju aerasi 0.4 w m dan 1.0 v v ~ ndengaii lama lcultivasi 48 jam. Untuk penelitiai~
optimasi substrat pati, analisa yaug dilakulcan meliputi kadar protein terlarut dau
aktivitas amilase, sedangkan analisa kadar protein terlarut, aktivitas amilase, bobot sel
keriiig, daii kadar pati sisa dilakuka~iuiituk peiieiltuail koinbinasi aerasi dan agitasi
optimum.
Hasi1,analisa optimasi konsentrasi substrat pati menunjukkan bahwa aktivitas
enzim masing-masing media kultivasi bertunit-tuiut adalah 431.0 U / d , 427.25 U / d ,
434.7 U/ml, 430.25 U / d dan kadar protein terlarut adalah 0.206 mglml, 0.230
m g l d , 0.276 mglml dan 0.291 mg/inl. Derigan melihat hasil yang tidak begitu
berbeda, maka dipiLih media kultivasi dengan kadar pati 1% dengan pertimbangan
teknis dan ekonomis.
Untuk mengetahui pengaluh kombinasi aerasi dau agitasi terhadap laju
pertumbuhan mikroba, dilakukau penga~natauterhadap kerapatan optik (OD) cairan
media kultivasi setiap 2 jam selama 24 jam dan selanjutnya setiap 4 jam sampai jam
ke-48. Hasil penelitian optimasi agitasi dan aerasi, menunjukan bahwa dengan
semaki bertambahnya kecepatan agitasi dan laju aerasi, fase pertumbuhan
eksponensial lebih cepat dicapai, yaitu dimulai pada jam lce-4.
Kandungan protein terlarut dalam media kultivasi paling tiuggi diperoleh dari
media kultivasi dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 w m , yaitu sebesar 0.399
mgtml, sedangkan yang terendah diperoleh dari media kultivasi beragitasi 150 rpm
dan aerasi 0.4 wm,yaitu sebesar 0.212 mgtml.
Hasil pengamatan terhadap aktivitas enzim menunjukkan bahwa aktivitas enzim
te~tiuggidiperoleh dari media kultivasi dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 wm,
yaitu sebesar 631.1 Ulml. Aktivitas e w i m terendah diperoleh dari media kultivasi
beragitasi 150 rpm dan aerasi 0.4 wm, yaitu sebesar 218 Ulml. Aktivitas enzim ini
didefinisikan sebagai sejumlah enzim yang dapat menghasilkan sejumlah p. mol gula
pereduksi per menit pada kondisi reaksi 50°C dan pH 7.0 (Bernfeld, 195 1).
Perhitungan laju pertumbuhan spesifii ( p ) masiug-masing media kultivasi
menwjukan bahwa nilai p paling besar (0.147 jam.') diperoleh dari media kultivasi
dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 w m .
Peshitutigan parameter kilietika pada produksi a~nilasedeugan media lcultivasi
berkadar pati I % dellgall agitasi 250 lytn dan aelasi 1.0 vvm, yaitu sebagai besikut :
p = 0.147 jam-' dan Ypls (koefisien hasil yang menggambarkan efisiensi konversi
nut~ien~ne~ijadi
produl;) sebesar 0.129 (glg). Jika dilibat dari jumlah produb yailg
dihasilkan per ju~nlahsel yang tumbuh, maka diperoleh tlilai Y p l x sebesar 0.37 (glg),
sedangkan nilai Y x l s (efisiensi konversi nutrien dalam substrat menjadi biomassa)
adalah 0.3 15 (glg).
Jika diliiat dari vola verhmbuhan sel dan vembentukm vroduk. alnilase davat
digolongkan sebagai produk yang berasosiasi dengan peitumbuhan sel, dengau nilai
tetapan pembentukan produk yang berasosiasi dengan peitumbuhan (a)sebesar 0.37.
OPTIMASl KONSENTRAST SUBSTRAT PAT1 TAPIOICA,
AERASl DAN AGITASI PADA PRODUKSI AMJJASE OLEH BAKTERI
T E R M O r n Tv&
SIUlIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat
wltuk Melnpeiolab Gelai S;~rjan;l Teltnologi Pert;lni;ln
pada Jurusan Tekuologi Industri Pe~tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
lustitut Pcltauian Bogor
Oieh
R.GAGAN MAULANA YUSUF
P 31.0887
1999
PAICULTAS TEKNO LOG1 PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
/:.
.d' .
i/ / ..- .
, ' > ' '
s
\iI , .:- .
,,
.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI ICONSENTRASI SUBSTRAT PAT1 TAPIOKA,
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODUKSI AMLLASE OLEH BAKTERI
TERMOFLL TV&
SIUlIPSI
Sebagai Salali Satu Syarat
untuk Memperolah Gelar Sarjana Teltnologi Pertanian
pada Jurusan Teknologi Industri Pei-tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
Iustitut Pe~taniauBogor
Oleh
R.GAGAN MAULANA Y U S W
F 31.0887
Dilahirkan pada tmggal 5 April 1975
Di Cianjur
I W A PENGANTAR
Puji syuku~penulis panjatkan kehadkat Illahi Rabbi yang telah memberikan
nikmat dan kanmia-Nya sehingga penulis diberikan kesempatan untuk menyelesaikan
tugas akhil. karya ilmiah (skripsi) dengan mengetengahkan judul "Optimasi
Konsentrasi Substrat Pati Tapioka, Aerasi dim Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh
Bakteri Termof3 TW6".
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat uutuk
menyelesaikan jenjang pendidiatl Strata I di Jurusau Teknologi Iudust~iPettanian,
Fakultas Teknologi Peitanian, Iustitut Pertanian Bogor. Penyuman tugas akhir h i
didasarkan pada hasil peuelitian se~ta pe~lgolahan data di Balai Peuelitia~l
Bioteknologi dan Tauaman Pangan Bogor (Balitbio) dari bulan Juli 1998 - Januari
1999.
Pada kesempatan ini sangatlah pantas apabila penulis mengucapkan rasa terima
kasih yang sebesar-besa~uyakepada :
1. Icedua orang tua penulis, R.H. Mochamad E, B A dm Nina M atas segala
dorongan moril dan mated seita curahan kasih sayang yang begitu besarnya dan
tak akan penulis lupakan wtuk selamanya. Juga kepada ad&-ad& terciuta, Sauti,
Maya, Helmi dan Mang Robbi, semoga selalu ada dalam liudungan Allah SWT.
2. Ir. Liesbetiui Hartoto, MS. selaku orang fun dau Dosen Pembimbiug I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbiugan, dan semangat dalam selama
perkuliahan dan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir iui.
3. Ir. Nur Richana, MSi. selaku orang tun dau Dosen Pembimbing II yang
senantiasa memberikan bantuan, arahan, bimbingan dan kesempatan seita
kesabaran dalam pelaksanaan penyelesaian tugas akhir ini.
4.
Felly 'Yiyi" "RM atas dorongan, perhatian, kesabaran dan kasih sayangnya.
5.
Saudara seperjuangan And'i, Wiwid, Edwiu, Mba' Riua, Mba' Ema, dau Noeng,
semoga selalu sukses dan sabar.
6.
Seluruh staf Balitbio yang tidak dapat penulis sebutkau satu-persatu atas
Iterjasamauya.
7 . Saudaraku Ex-Villa HD, semoga sulises me~lyertahnu.
8.
Saudaraku di PC 125, thanks for your fviendship and may God blessing all of
you.
9. Seluruh kru rental Zoom, terima kasih atas kerjasamanya.
10. Rekan seperjuangan TIN 31 atas keceriaan dan persaudaraanya. Always be
happy.
Tiada karya yang sempuma selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran
yang lnembangun sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis hanya dapat berharap
semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. A&.
Bogor, Maret 1999
Penulis
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR .................................................................................
.
.
DAFTAR IS1 .................... ....................................................................
i
iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .........................
......
...
........................................................VLII
DAFTAR LAMPLRAN .............................
.....
............................................ ix
...................... .
......................................................... 1
.
...........................................
A. LATARBELAKANG ......................
.
.
.
.
1
B . TUJUAN ...........................................................................................
3
1. PENDAHULUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................
.
.
...........................................4
..............................................................
A. AMEASE ......................... .
.
4
1. a-amilase .............................................................................................
2 . p-amilase
4
.......................................................................................... 6
3. Glukoalnilase .......................................................................................
6
B . KONDISI KERJA AMILSE ..........................
................................. 7
.
.
1. pH .......................
.
.
.........................................................................
7
2. Suhu ...................
.
.
.......................................................................... 9
3. Substrat ...............................................................................................
9
C . MlKROBA PENGHASlL AMILASE ..................................................... 9
D . PRODUKSI AMJLASE .....................
.....
......................................... 10
..
1. Komposisi media ..........................................................................
10
2. Suhu ................................................................................................
13
3. p H ...................................................................................................... 13
iii
..
. .
................................ 14
4. Aerasi clan agitasi .......................
.
............ .
.
. . . . . .
E. Pati ......................
...............................................................
111. METODOLOGI PENELITLAN .........................................................
15
17
.....................
.
.
.
....
.
.............................
17
. . . . .
.......................17
B. METODE PENELITIAN .............................
............
1. Penelitian pendahuluan ................................................
.
.
17
........................................
2. Penelitian utama ...........................
.
.
.
.
18
2.1. Kinetika Fermentasi ................................................................. 18
2.2. Tata Laksana Penelitian ...................
.....
..............................22
1. Penyegaran isolat ....................
.
......
.
.
....................... 22
............................................. 23
2. Propagasi ...............................
.
3. Persiapan media dan penentuan kousentrasi pati terbaik .......... 23
4. Perlakuan kombiuasi aerasi dan agitasi .................................. 25
A. BAHAN DAN ALAT
TV . HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................27
A. PENELITJAN PENDAHULUAN (OPTIMASI IWNSENTRASI
SUBSTRAT PAT1 TAPIOlL4) .......................................................... 27
1. Bobot Sel Kering...........................
......................................
.
.
.
27
.
........................................
29
2. Kadar Protein Terlarut ............:......
3. Aktivitas E u h ...................... .
.
......
.
........................................
31
B . PENELlTlAN IJTAMA (OPTIMASI AGlTASI DAN MRASI) ..........32
1. Penenturn Lama Waktu Inkubasi
...............
............
2. Penenturn Kombiuasi Aerasi dan Agitasi Optimum
34
2.1. Pertumbuhan Mikrobial ..............................................................
34
2.2. Pembentukan Protein Terlaiut ....................
. . . . .. . . .
2.3. Aktivitas Ellzim
2.4. Bobot Sel Icering
....... 37
V. IGSIMPULAN DAN SARAN ........................,,,,.,,.,.,..,,... .. . . . . .. . ,. 48
A . I ' '
s
\iI , .:- .
,,
.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI ICONSENTRASI SUBSTRAT PAT1 TAPIOKA,
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODUKSI AMLLASE OLEH BAKTERI
TERMOFLL TV&
SIUlIPSI
Sebagai Salali Satu Syarat
untuk Memperolah Gelar Sarjana Teltnologi Pertanian
pada Jurusan Teknologi Industri Pei-tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
Iustitut Pe~taniauBogor
Oleh
R.GAGAN MAULANA Y U S W
F 31.0887
Dilahirkan pada tmggal 5 April 1975
Di Cianjur
I W A PENGANTAR
Puji syuku~penulis panjatkan kehadkat Illahi Rabbi yang telah memberikan
nikmat dan kanmia-Nya sehingga penulis diberikan kesempatan untuk menyelesaikan
tugas akhil. karya ilmiah (skripsi) dengan mengetengahkan judul "Optimasi
Konsentrasi Substrat Pati Tapioka, Aerasi dim Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh
Bakteri Termof3 TW6".
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat uutuk
menyelesaikan jenjang pendidiatl Strata I di Jurusau Teknologi Iudust~iPettanian,
Fakultas Teknologi Peitanian, Iustitut Pertanian Bogor. Penyuman tugas akhir h i
didasarkan pada hasil peuelitian se~ta pe~lgolahan data di Balai Peuelitia~l
Bioteknologi dan Tauaman Pangan Bogor (Balitbio) dari bulan Juli 1998 - Januari
1999.
Pada kesempatan ini sangatlah pantas apabila penulis mengucapkan rasa terima
kasih yang sebesar-besa~uyakepada :
1. Icedua orang tua penulis, R.H. Mochamad E, B A dm Nina M atas segala
dorongan moril dan mated seita curahan kasih sayang yang begitu besarnya dan
tak akan penulis lupakan wtuk selamanya. Juga kepada ad&-ad& terciuta, Sauti,
Maya, Helmi dan Mang Robbi, semoga selalu ada dalam liudungan Allah SWT.
2. Ir. Liesbetiui Hartoto, MS. selaku orang fun dau Dosen Pembimbiug I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbiugan, dan semangat dalam selama
perkuliahan dan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir iui.
3. Ir. Nur Richana, MSi. selaku orang tun dau Dosen Pembimbing II yang
senantiasa memberikan bantuan, arahan, bimbingan dan kesempatan seita
kesabaran dalam pelaksanaan penyelesaian tugas akhir ini.
4.
Felly 'Yiyi" "RM atas dorongan, perhatian, kesabaran dan kasih sayangnya.
5.
Saudara seperjuangan And'i, Wiwid, Edwiu, Mba' Riua, Mba' Ema, dau Noeng,
semoga selalu sukses dan sabar.
6.
Seluruh staf Balitbio yang tidak dapat penulis sebutkau satu-persatu atas
Iterjasamauya.
7 . Saudaraku Ex-Villa HD, semoga sulises me~lyertahnu.
8.
Saudaraku di PC 125, thanks for your fviendship and may God blessing all of
you.
9. Seluruh kru rental Zoom, terima kasih atas kerjasamanya.
10. Rekan seperjuangan TIN 31 atas keceriaan dan persaudaraanya. Always be
happy.
Tiada karya yang sempuma selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran
yang lnembangun sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis hanya dapat berharap
semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. A&.
Bogor, Maret 1999
Penulis
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR .................................................................................
.
.
DAFTAR IS1 .................... ....................................................................
i
iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .........................
......
...
........................................................VLII
DAFTAR LAMPLRAN .............................
.....
............................................ ix
...................... .
......................................................... 1
.
...........................................
A. LATARBELAKANG ......................
.
.
.
.
1
B . TUJUAN ...........................................................................................
3
1. PENDAHULUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................
.
.
...........................................4
..............................................................
A. AMEASE ......................... .
.
4
1. a-amilase .............................................................................................
2 . p-amilase
4
.......................................................................................... 6
3. Glukoalnilase .......................................................................................
6
B . KONDISI KERJA AMILSE ..........................
................................. 7
.
.
1. pH .......................
.
.
.........................................................................
7
2. Suhu ...................
.
.
.......................................................................... 9
3. Substrat ...............................................................................................
9
C . MlKROBA PENGHASlL AMILASE ..................................................... 9
D . PRODUKSI AMJLASE .....................
.....
......................................... 10
..
1. Komposisi media ..........................................................................
10
2. Suhu ................................................................................................
13
3. p H ...................................................................................................... 13
iii
..
. .
................................ 14
4. Aerasi clan agitasi .......................
.
............ .
.
. . . . . .
E. Pati ......................
...............................................................
111. METODOLOGI PENELITLAN .........................................................
15
17
.....................
.
.
.
....
.
.............................
17
. . . . .
.......................17
B. METODE PENELITIAN .............................
............
1. Penelitian pendahuluan ................................................
.
.
17
........................................
2. Penelitian utama ...........................
.
.
.
.
18
2.1. Kinetika Fermentasi ................................................................. 18
2.2. Tata Laksana Penelitian ...................
.....
..............................22
1. Penyegaran isolat ....................
.
......
.
.
....................... 22
............................................. 23
2. Propagasi ...............................
.
3. Persiapan media dan penentuan kousentrasi pati terbaik .......... 23
4. Perlakuan kombiuasi aerasi dan agitasi .................................. 25
A. BAHAN DAN ALAT
TV . HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................27
A. PENELITJAN PENDAHULUAN (OPTIMASI IWNSENTRASI
SUBSTRAT PAT1 TAPIOlL4) .......................................................... 27
1. Bobot Sel Kering...........................
......................................
.
.
.
27
.
........................................
29
2. Kadar Protein Terlarut ............:......
3. Aktivitas E u h ...................... .
.
......
.
........................................
31
B . PENELlTlAN IJTAMA (OPTIMASI AGlTASI DAN MRASI) ..........32
1. Penenturn Lama Waktu Inkubasi
...............
............
2. Penenturn Kombiuasi Aerasi dan Agitasi Optimum
34
2.1. Pertumbuhan Mikrobial ..............................................................
34
2.2. Pembentukan Protein Terlaiut ....................
. . . . .. . . .
2.3. Aktivitas Ellzim
2.4. Bobot Sel Icering
....... 37
V. IGSIMPULAN DAN SARAN ........................,,,,.,,.,.,..,,... .. . . . . .. . ,. 48
A . I
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODbXSI AMILASE OLEH BAKTERI
TERMOFL TVns
Oleh
R. GAGAN MAULANA YUSUF
F 31.0887
1999
FArnLTAS TEIWOLOGI PERTANLAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
R.Gagan Maulaiia Yusuf. F 3 1.0887. Optimasi Konsentresi Substrat Pati
Tapioka, Aerasi dan Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh Balcteri Termofil
TV&. Di bawab bimbingan Lresbetini Haitoto dan Nur Richana .
Ringkasan
Iudonesia kaya dengan sumber daya alam hayati, contohnya adalah bahan-bahan
berpati seperti nbi kayu dan sagu. Tahun 1993 prodnksi ubi kayu di Indonesia
mencapai 17.3 juta ton (BPS, 1994). Dengan kandungan pati yang tinggi, yaitu
sebesar 88,2% (Syarief dan Trawati, 1986), ubi kayu dapat menjadi alternatif substrat
untuk prodnksi enzim amilase. Kandurigail pati tersebut terdiri dari 17 % (w/w)
a~nilosadan 83 % (wlw) amilopektin (Schoch, 1941). Amilase merupakan enzim
yang dapat mengh~drolisispati, glikogen dan t u ~ m a npolisakarida Enzim amilase
diguuakan untuk industri pangan, farmasi dan tekstil. Impor enzim secara
keselurnhan untuk industri di Indonesia pada tahun 1996 adalah sebesar 2 490 396 kg
dengan uilai 12 181 608 US$ (BPS, 1997). Untuk mengautisipasi kebutuhan enzim
yang terns meningkat yang selama ini dipenuhi melalui impor, perlu difintis
penelitian untuk me~nproduksienzim.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kousentrasi pati terbaik dalam media
kultivasi, kombinasi agitasi dan aerasi optimum serta parameter kinetika produksi
Konsentrasi pati yang
amilase dengan menggunakan bakteri termolil T W s .
dicobakan adalah 1%, 2%, 3%, dan 4% , kecepatru~agitasi 150, 200, 250 rym seita
laju aerasi 0.4 w m dan 1.0 v v ~ ndengaii lama lcultivasi 48 jam. Untuk penelitiai~
optimasi substrat pati, analisa yaug dilakulcan meliputi kadar protein terlarut dau
aktivitas amilase, sedangkan analisa kadar protein terlarut, aktivitas amilase, bobot sel
keriiig, daii kadar pati sisa dilakuka~iuiituk peiieiltuail koinbinasi aerasi dan agitasi
optimum.
Hasi1,analisa optimasi konsentrasi substrat pati menunjukkan bahwa aktivitas
enzim masing-masing media kultivasi bertunit-tuiut adalah 431.0 U / d , 427.25 U / d ,
434.7 U/ml, 430.25 U / d dan kadar protein terlarut adalah 0.206 mglml, 0.230
m g l d , 0.276 mglml dan 0.291 mg/inl. Derigan melihat hasil yang tidak begitu
berbeda, maka dipiLih media kultivasi dengan kadar pati 1% dengan pertimbangan
teknis dan ekonomis.
Untuk mengetahui pengaluh kombinasi aerasi dau agitasi terhadap laju
pertumbuhan mikroba, dilakukau penga~natauterhadap kerapatan optik (OD) cairan
media kultivasi setiap 2 jam selama 24 jam dan selanjutnya setiap 4 jam sampai jam
ke-48. Hasil penelitian optimasi agitasi dan aerasi, menunjukan bahwa dengan
semaki bertambahnya kecepatan agitasi dan laju aerasi, fase pertumbuhan
eksponensial lebih cepat dicapai, yaitu dimulai pada jam lce-4.
Kandungan protein terlarut dalam media kultivasi paling tiuggi diperoleh dari
media kultivasi dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 w m , yaitu sebesar 0.399
mgtml, sedangkan yang terendah diperoleh dari media kultivasi beragitasi 150 rpm
dan aerasi 0.4 wm,yaitu sebesar 0.212 mgtml.
Hasil pengamatan terhadap aktivitas enzim menunjukkan bahwa aktivitas enzim
te~tiuggidiperoleh dari media kultivasi dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 wm,
yaitu sebesar 631.1 Ulml. Aktivitas e w i m terendah diperoleh dari media kultivasi
beragitasi 150 rpm dan aerasi 0.4 wm, yaitu sebesar 218 Ulml. Aktivitas enzim ini
didefinisikan sebagai sejumlah enzim yang dapat menghasilkan sejumlah p. mol gula
pereduksi per menit pada kondisi reaksi 50°C dan pH 7.0 (Bernfeld, 195 1).
Perhitungan laju pertumbuhan spesifii ( p ) masiug-masing media kultivasi
menwjukan bahwa nilai p paling besar (0.147 jam.') diperoleh dari media kultivasi
dengan agitasi 250 rpm dan aerasi 1.0 w m .
Peshitutigan parameter kilietika pada produksi a~nilasedeugan media lcultivasi
berkadar pati I % dellgall agitasi 250 lytn dan aelasi 1.0 vvm, yaitu sebagai besikut :
p = 0.147 jam-' dan Ypls (koefisien hasil yang menggambarkan efisiensi konversi
nut~ien~ne~ijadi
produl;) sebesar 0.129 (glg). Jika dilibat dari jumlah produb yailg
dihasilkan per ju~nlahsel yang tumbuh, maka diperoleh tlilai Y p l x sebesar 0.37 (glg),
sedangkan nilai Y x l s (efisiensi konversi nutrien dalam substrat menjadi biomassa)
adalah 0.3 15 (glg).
Jika diliiat dari vola verhmbuhan sel dan vembentukm vroduk. alnilase davat
digolongkan sebagai produk yang berasosiasi dengan peitumbuhan sel, dengau nilai
tetapan pembentukan produk yang berasosiasi dengan peitumbuhan (a)sebesar 0.37.
OPTIMASl KONSENTRAST SUBSTRAT PAT1 TAPIOICA,
AERASl DAN AGITASI PADA PRODUKSI AMJJASE OLEH BAKTERI
T E R M O r n Tv&
SIUlIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat
wltuk Melnpeiolab Gelai S;~rjan;l Teltnologi Pert;lni;ln
pada Jurusan Tekuologi Industri Pe~tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
lustitut Pcltauian Bogor
Oieh
R.GAGAN MAULANA YUSUF
P 31.0887
1999
PAICULTAS TEKNO LOG1 PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
/:.
.d' .
i/ / ..- .
, ' > ' '
s
\iI , .:- .
,,
.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI ICONSENTRASI SUBSTRAT PAT1 TAPIOKA,
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODUKSI AMLLASE OLEH BAKTERI
TERMOFLL TV&
SIUlIPSI
Sebagai Salali Satu Syarat
untuk Memperolah Gelar Sarjana Teltnologi Pertanian
pada Jurusan Teknologi Industri Pei-tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
Iustitut Pe~taniauBogor
Oleh
R.GAGAN MAULANA Y U S W
F 31.0887
Dilahirkan pada tmggal 5 April 1975
Di Cianjur
I W A PENGANTAR
Puji syuku~penulis panjatkan kehadkat Illahi Rabbi yang telah memberikan
nikmat dan kanmia-Nya sehingga penulis diberikan kesempatan untuk menyelesaikan
tugas akhil. karya ilmiah (skripsi) dengan mengetengahkan judul "Optimasi
Konsentrasi Substrat Pati Tapioka, Aerasi dim Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh
Bakteri Termof3 TW6".
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat uutuk
menyelesaikan jenjang pendidiatl Strata I di Jurusau Teknologi Iudust~iPettanian,
Fakultas Teknologi Peitanian, Iustitut Pertanian Bogor. Penyuman tugas akhir h i
didasarkan pada hasil peuelitian se~ta pe~lgolahan data di Balai Peuelitia~l
Bioteknologi dan Tauaman Pangan Bogor (Balitbio) dari bulan Juli 1998 - Januari
1999.
Pada kesempatan ini sangatlah pantas apabila penulis mengucapkan rasa terima
kasih yang sebesar-besa~uyakepada :
1. Icedua orang tua penulis, R.H. Mochamad E, B A dm Nina M atas segala
dorongan moril dan mated seita curahan kasih sayang yang begitu besarnya dan
tak akan penulis lupakan wtuk selamanya. Juga kepada ad&-ad& terciuta, Sauti,
Maya, Helmi dan Mang Robbi, semoga selalu ada dalam liudungan Allah SWT.
2. Ir. Liesbetiui Hartoto, MS. selaku orang fun dau Dosen Pembimbiug I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbiugan, dan semangat dalam selama
perkuliahan dan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir iui.
3. Ir. Nur Richana, MSi. selaku orang tun dau Dosen Pembimbing II yang
senantiasa memberikan bantuan, arahan, bimbingan dan kesempatan seita
kesabaran dalam pelaksanaan penyelesaian tugas akhir ini.
4.
Felly 'Yiyi" "RM atas dorongan, perhatian, kesabaran dan kasih sayangnya.
5.
Saudara seperjuangan And'i, Wiwid, Edwiu, Mba' Riua, Mba' Ema, dau Noeng,
semoga selalu sukses dan sabar.
6.
Seluruh staf Balitbio yang tidak dapat penulis sebutkau satu-persatu atas
Iterjasamauya.
7 . Saudaraku Ex-Villa HD, semoga sulises me~lyertahnu.
8.
Saudaraku di PC 125, thanks for your fviendship and may God blessing all of
you.
9. Seluruh kru rental Zoom, terima kasih atas kerjasamanya.
10. Rekan seperjuangan TIN 31 atas keceriaan dan persaudaraanya. Always be
happy.
Tiada karya yang sempuma selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran
yang lnembangun sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis hanya dapat berharap
semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. A&.
Bogor, Maret 1999
Penulis
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR .................................................................................
.
.
DAFTAR IS1 .................... ....................................................................
i
iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .........................
......
...
........................................................VLII
DAFTAR LAMPLRAN .............................
.....
............................................ ix
...................... .
......................................................... 1
.
...........................................
A. LATARBELAKANG ......................
.
.
.
.
1
B . TUJUAN ...........................................................................................
3
1. PENDAHULUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................
.
.
...........................................4
..............................................................
A. AMEASE ......................... .
.
4
1. a-amilase .............................................................................................
2 . p-amilase
4
.......................................................................................... 6
3. Glukoalnilase .......................................................................................
6
B . KONDISI KERJA AMILSE ..........................
................................. 7
.
.
1. pH .......................
.
.
.........................................................................
7
2. Suhu ...................
.
.
.......................................................................... 9
3. Substrat ...............................................................................................
9
C . MlKROBA PENGHASlL AMILASE ..................................................... 9
D . PRODUKSI AMJLASE .....................
.....
......................................... 10
..
1. Komposisi media ..........................................................................
10
2. Suhu ................................................................................................
13
3. p H ...................................................................................................... 13
iii
..
. .
................................ 14
4. Aerasi clan agitasi .......................
.
............ .
.
. . . . . .
E. Pati ......................
...............................................................
111. METODOLOGI PENELITLAN .........................................................
15
17
.....................
.
.
.
....
.
.............................
17
. . . . .
.......................17
B. METODE PENELITIAN .............................
............
1. Penelitian pendahuluan ................................................
.
.
17
........................................
2. Penelitian utama ...........................
.
.
.
.
18
2.1. Kinetika Fermentasi ................................................................. 18
2.2. Tata Laksana Penelitian ...................
.....
..............................22
1. Penyegaran isolat ....................
.
......
.
.
....................... 22
............................................. 23
2. Propagasi ...............................
.
3. Persiapan media dan penentuan kousentrasi pati terbaik .......... 23
4. Perlakuan kombiuasi aerasi dan agitasi .................................. 25
A. BAHAN DAN ALAT
TV . HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................27
A. PENELITJAN PENDAHULUAN (OPTIMASI IWNSENTRASI
SUBSTRAT PAT1 TAPIOlL4) .......................................................... 27
1. Bobot Sel Kering...........................
......................................
.
.
.
27
.
........................................
29
2. Kadar Protein Terlarut ............:......
3. Aktivitas E u h ...................... .
.
......
.
........................................
31
B . PENELlTlAN IJTAMA (OPTIMASI AGlTASI DAN MRASI) ..........32
1. Penenturn Lama Waktu Inkubasi
...............
............
2. Penenturn Kombiuasi Aerasi dan Agitasi Optimum
34
2.1. Pertumbuhan Mikrobial ..............................................................
34
2.2. Pembentukan Protein Terlaiut ....................
. . . . .. . . .
2.3. Aktivitas Ellzim
2.4. Bobot Sel Icering
....... 37
V. IGSIMPULAN DAN SARAN ........................,,,,.,,.,.,..,,... .. . . . . .. . ,. 48
A . I ' '
s
\iI , .:- .
,,
.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI ICONSENTRASI SUBSTRAT PAT1 TAPIOKA,
AERASI DAN AGlTASI PADA PRODUKSI AMLLASE OLEH BAKTERI
TERMOFLL TV&
SIUlIPSI
Sebagai Salali Satu Syarat
untuk Memperolah Gelar Sarjana Teltnologi Pertanian
pada Jurusan Teknologi Industri Pei-tanian
Fakultas Tekuologi Pertmian
Iustitut Pe~taniauBogor
Oleh
R.GAGAN MAULANA Y U S W
F 31.0887
Dilahirkan pada tmggal 5 April 1975
Di Cianjur
I W A PENGANTAR
Puji syuku~penulis panjatkan kehadkat Illahi Rabbi yang telah memberikan
nikmat dan kanmia-Nya sehingga penulis diberikan kesempatan untuk menyelesaikan
tugas akhil. karya ilmiah (skripsi) dengan mengetengahkan judul "Optimasi
Konsentrasi Substrat Pati Tapioka, Aerasi dim Agitasi Pada Produksi Amilase Oleh
Bakteri Termof3 TW6".
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat uutuk
menyelesaikan jenjang pendidiatl Strata I di Jurusau Teknologi Iudust~iPettanian,
Fakultas Teknologi Peitanian, Iustitut Pertanian Bogor. Penyuman tugas akhir h i
didasarkan pada hasil peuelitian se~ta pe~lgolahan data di Balai Peuelitia~l
Bioteknologi dan Tauaman Pangan Bogor (Balitbio) dari bulan Juli 1998 - Januari
1999.
Pada kesempatan ini sangatlah pantas apabila penulis mengucapkan rasa terima
kasih yang sebesar-besa~uyakepada :
1. Icedua orang tua penulis, R.H. Mochamad E, B A dm Nina M atas segala
dorongan moril dan mated seita curahan kasih sayang yang begitu besarnya dan
tak akan penulis lupakan wtuk selamanya. Juga kepada ad&-ad& terciuta, Sauti,
Maya, Helmi dan Mang Robbi, semoga selalu ada dalam liudungan Allah SWT.
2. Ir. Liesbetiui Hartoto, MS. selaku orang fun dau Dosen Pembimbiug I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbiugan, dan semangat dalam selama
perkuliahan dan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir iui.
3. Ir. Nur Richana, MSi. selaku orang tun dau Dosen Pembimbing II yang
senantiasa memberikan bantuan, arahan, bimbingan dan kesempatan seita
kesabaran dalam pelaksanaan penyelesaian tugas akhir ini.
4.
Felly 'Yiyi" "RM atas dorongan, perhatian, kesabaran dan kasih sayangnya.
5.
Saudara seperjuangan And'i, Wiwid, Edwiu, Mba' Riua, Mba' Ema, dau Noeng,
semoga selalu sukses dan sabar.
6.
Seluruh staf Balitbio yang tidak dapat penulis sebutkau satu-persatu atas
Iterjasamauya.
7 . Saudaraku Ex-Villa HD, semoga sulises me~lyertahnu.
8.
Saudaraku di PC 125, thanks for your fviendship and may God blessing all of
you.
9. Seluruh kru rental Zoom, terima kasih atas kerjasamanya.
10. Rekan seperjuangan TIN 31 atas keceriaan dan persaudaraanya. Always be
happy.
Tiada karya yang sempuma selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran
yang lnembangun sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis hanya dapat berharap
semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. A&.
Bogor, Maret 1999
Penulis
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR .................................................................................
.
.
DAFTAR IS1 .................... ....................................................................
i
iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .........................
......
...
........................................................VLII
DAFTAR LAMPLRAN .............................
.....
............................................ ix
...................... .
......................................................... 1
.
...........................................
A. LATARBELAKANG ......................
.
.
.
.
1
B . TUJUAN ...........................................................................................
3
1. PENDAHULUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................
.
.
...........................................4
..............................................................
A. AMEASE ......................... .
.
4
1. a-amilase .............................................................................................
2 . p-amilase
4
.......................................................................................... 6
3. Glukoalnilase .......................................................................................
6
B . KONDISI KERJA AMILSE ..........................
................................. 7
.
.
1. pH .......................
.
.
.........................................................................
7
2. Suhu ...................
.
.
.......................................................................... 9
3. Substrat ...............................................................................................
9
C . MlKROBA PENGHASlL AMILASE ..................................................... 9
D . PRODUKSI AMJLASE .....................
.....
......................................... 10
..
1. Komposisi media ..........................................................................
10
2. Suhu ................................................................................................
13
3. p H ...................................................................................................... 13
iii
..
. .
................................ 14
4. Aerasi clan agitasi .......................
.
............ .
.
. . . . . .
E. Pati ......................
...............................................................
111. METODOLOGI PENELITLAN .........................................................
15
17
.....................
.
.
.
....
.
.............................
17
. . . . .
.......................17
B. METODE PENELITIAN .............................
............
1. Penelitian pendahuluan ................................................
.
.
17
........................................
2. Penelitian utama ...........................
.
.
.
.
18
2.1. Kinetika Fermentasi ................................................................. 18
2.2. Tata Laksana Penelitian ...................
.....
..............................22
1. Penyegaran isolat ....................
.
......
.
.
....................... 22
............................................. 23
2. Propagasi ...............................
.
3. Persiapan media dan penentuan kousentrasi pati terbaik .......... 23
4. Perlakuan kombiuasi aerasi dan agitasi .................................. 25
A. BAHAN DAN ALAT
TV . HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................27
A. PENELITJAN PENDAHULUAN (OPTIMASI IWNSENTRASI
SUBSTRAT PAT1 TAPIOlL4) .......................................................... 27
1. Bobot Sel Kering...........................
......................................
.
.
.
27
.
........................................
29
2. Kadar Protein Terlarut ............:......
3. Aktivitas E u h ...................... .
.
......
.
........................................
31
B . PENELlTlAN IJTAMA (OPTIMASI AGlTASI DAN MRASI) ..........32
1. Penenturn Lama Waktu Inkubasi
...............
............
2. Penenturn Kombiuasi Aerasi dan Agitasi Optimum
34
2.1. Pertumbuhan Mikrobial ..............................................................
34
2.2. Pembentukan Protein Terlaiut ....................
. . . . .. . . .
2.3. Aktivitas Ellzim
2.4. Bobot Sel Icering
....... 37
V. IGSIMPULAN DAN SARAN ........................,,,,.,,.,.,..,,... .. . . . . .. . ,. 48
A . I