21
4.3.1. Aktivitas Enzim
Untuk mendegradasi substrat, bakteri memproduksi enzim sesuai dengan substratnya. setiap isolat yang diinokulasikan pada substrat memiliki nilai aktivitas enzim yang berbeda. Nilai
aktivitas dipengaruhi oleh ketersediaan jumlah substrat, jumlah inokulum, suhu dan waktu. Perlakuan isolat yang diinkubasikan pada fermentasi kopi ini dibedakan menjadi 3, yaitu
fermentasi dengan inokulum FLX 3 yang merupakan bakteri xilanolitik, fermentasi dengan kombinasi FLX 3 dan FLP1 sebagai bakteri proteolitik, dan fermentasi dengan kombinasi
inokulum FLX 3, FLS 1 dan FLP 1 sebagai bakteri selulolitik. Dari hasil pengukuran aktivitas enzim xilanase hasil fermentasi kopi yang dilakukan Tabel 4 dan Gambar 7, Aktivitas enzim
xilanase tertinggi dari semua perlakuan diperoleh pada perlakuan fermentasi kopi dengan isolat yang di inokulasikan adalah FLX 3 dan FLP 1 yaitu sebesar 4,775 nKatml pada suhu inkubasi
37
o
C jam ke-24. Aktivitas enzim xilanase pada perlakuan ini lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lain. Pada nilai aktivitas enzim tertinggi ini jumlah isolat FLX 3 lebih kecil daripada
jumlah isolat FLX 3 pada perlakuan yang hanya menggunakan FLX 3. Penurunan jumlah isolat FLX 3 dari 10 menjadi 5 menunjukkan adanya peningkatan nilai aktivitas enzim. Hal ini
juga terjadi pada perlakuan lain yang menggunakan suhu 30
o
C. Mikroba memproduksi enzim sesuai dengan kebutuhannya dan kerja enzim akan lebih optimum karena kompetisi dalam
memperoleh nutrisi sebagai sumber energi menjadi lebih kecil. Pada perlakuan ketiga dimana isolat selulolitik di tambahkan dan isolat xilanolitik jumlahnya dikurangi aktivitas enzim menjadi
menurun dibandingkan dengan perlakuan yang menggunakan isolat xilanolitik sebanyak 5 dari bobot kopi yang difermentasikan. Penurunan ini sudah pasti terjadi karena isolat yang
memproduksi enzim jumlahnya juga menurun sehingga enzim xilanase yang diproduksi juga menurun. Akan tetapi pada perlakuan ini terdapat efek lain akibat adanya penambahan isolat
selulolitik. Efek tersebut adalah terjadinya proses produksi enzim selulotik dan nilai tersebut terjadi secara signifikan pada saat fermentasi dilakukan pada suhu 30
o
C. Nilai tertinggi dari gabungan aktivitas enzim xilanase dan selulase pada perlakuan fermentasi ketiga suhu 30
o
C juga masih di bawah nilai aktivitas enzim xilanase pada perlakuan kedua. Jumlah isolat xilanolitik dan
isolat selulotik juga lebih kecil daripada jumlah isolat xilanolitik pada perlakuan kedua sehingga wajar jika nilai aktivitas enzim gabungan xilanase dan selulase juga lebih kecil. Keuntungan
yang diperoleh pada perlakuan ketiga ini adalah nilai aktivitas enzim tertinggi diperoleh pada saat fermentasi dilakukan pada suhu 30
o
C sehingga ketika nanti diaplikasikan pada industri tidak perlu suatu alat untuk mengatur suhu inkubasi. Dari kedua nilai tertinggi aktivitas enzim xilanase
pada suhu inkubasi yang berbeda yaitu 30
o
C dan 37
o
C, dapat dilihat kesesuaian dengan pernyataan Fujiwara and Yamamoto 1987, yaitu bakteri mudah tumbuh pada suhu ruang dan
akan mengalami penurunan pertumbuhan ketika suhu meningkat diatas 40
o
C karena sel-sel bakteri pada suhu tinggi tidak mampu bertahan terkecuali bakteri jenis termofilik.
Perbedaan nilai aktivitas enzim xilanase berdasarkan jumlah isolat dan suhu inkubasi tersebut sesuai dengan pernyataan Krisna et al 2011. Menurut Krisna et al 2011, dua hal yang
harus dipertimbangkan dalam prosedur inokulasi adalah jumlah dan umur inokulum yang digunakan . Jumlah inokulum untuk mendapatkan aktivitas yang optimum adalah 10 dari
substrat yang digunakan. Pada saat inokulum yang di inokulasikan lebih kecil dari 10 tidak sesuai untuk fermentasi padat karena inokulum yang digunakan jumlahnya tidak
optimumsehingga bakteri sulit untuk beradaptasi akibatnya fase log menjadi lebih panjang, bakteri tidak terlalu aktif akibatnya biomassa yang terbentuk tidak maksimum dalam waktu
singkat dan produksi xilanase menjadi terhambat. Jika jumlah inokulum lebih besar dari 10
22
maka akan terjadi kompetisi bakteri untuk mendapatkan nutrisi di dalam proses fermentasi akibatnya biomassa yang terbentuk tidak maksimum sehingga produksi enzim menjadi
berkurang. Nilai aktivitas enzim optimum setiap bakteri berbeda-beda akan tetapi secara garis besar inokulasi isolat diatas ataupun dibawah jumlah optimum akan mengurangi nilai aktivitas
enzim bakteri yang diperoleh. Menurut Teti 2012, enzim-enzim yang dipasarkan biasanya dinyatakan dalam satuan
aktivitas tidak dengan satuan berat. Aktivitas enzim dapat dinyatakan dengan 2 cara yaitu : 1.
Satuan unit U yang didefinisikan sebagai jumlah enzim yang dapat mengkatalisis perubahan 1 µmol substrat per menit pada kondisi tertentu. Satuan 1 Unit Enzim UE :
µmol per menit 2.
Sistem SI; dengan satuan KATAL yang didefinisikan sebagai : jumlah enzim yang dapat mengkatalisis perubahan 1 mol substrat per detik 1 KAT = 60 x 106 Unit atau 1 Unit =
16.67 nanokatal . Satuan ini biasanya dipakai untuk aktivitas enzim pada enzim yang mengkatalis perubahan substrat polisakarida.
Dari grafik aktivitas enzim Gambar 7 dapat dilihat bahwa terdapat kesamaan trend yaitu untuk setiap perlakuan dengan suhu inkubasi 37
o
C memiliki trend menurun dari jam ke- 24. Perlakuan dengan suhu inkubasi 30
o
C memiliki trend naik dari jam ke-24 sampai pada jam ke-48 kecuali pada perlakuan fermentasi kopi dengan inokulasi isolat FLX 3, FLS 1, dan FLP 1
yang mengalami kenaikan nilai aktivitas enzim xilanase sampai pada jam ke-72.
Tabel 4. Aktivitas enzim xilanase dan kombinasi xilanase dengan selulasehasil fermentasi
Jam Ke
Kopi + FLX 3 Kopi + FLX 3 + FLP
1 Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1
nKatml nKatml
nKatml 30
C 37
C 30
C 37
C 30
C 37
C
24 0.148
3.923 2.184
4.775 2.243
3.451 48
2.406 3.812
2.480 3.738
3.257 3.495
72 1.110
0.148 0.407
0.074 4.034
2.215 84
0.925 0.111
0.037 0.148
2.961 0.456
0.0 1.0
2.0 3.0
4.0 5.0
6.0 7.0
8.0
24 36
48 60
72 84
96
A k
ti v
itas En
z im
X il
an as
e
n K
at m
l
Waktu Inkubasi jam
Kopi + FLX 3 30 Kopi + FLX 3 37
23
Gambar 7. Grafik aktivitas enzim xilanase dan kombinasi xilase dengan selulase
Pada perlakuan fermentasi kopi dengan inokulasi kombinasi isolat FLX 3 dan FLP 1 dan perlakuan fermentasi kopi dengan inokulasi kombinasi isolat FLX 3, FLS 1 dan FLP 1
terdapat bakteri proteolitik. Adanya bakteri proteolitik mengindikasikan bahwa dalam proses fermentasi kulit kopi terdapat aktivitas enzim protease yang diproduksi oleh bakteri FLP 1.
Aktivitas enzim proteolitik Tabel 5 dan Gambar 8 menunjukkan bahwa protease tertinggi diperoleh pada perlakuan fermentasi kopi dengan inokulasi kombinasi isolat FLX 3 dan FLP 1
dan diinkubasi pada suhu 37
o
C yaitu sebesar 0,571 unitml pada jam ke-48. Nilai ini lebih tinggi dari aktivitas enzim yang diperoleh pada semua perlakuan yang menggunakan bakteri proteolitik
saat fermentasi kopi. Dari data aktivitas enzim protease Tabel 5 dan grafik aktivitas enzim protease Gambar 8, dapat dilihat bahwa pada jumlah isolat proteolitik sebesar 5 dan
diinkubasi pada suhu 37
o
C memiliki nilai aktivitas enzim protease yang lebih tinggi dari jumlah isolat yang sama maupun yang diperkecil dan diinokulasikan pada suhu 30
o
C maupun 37
o
C, akan tetapi ketika jumlah tersebut diturunkan maka aktivitas enzim protease FLP 1 yang
diinkubasi pada suhu 37
o
C mengalami penurunan yang sangat drastic setelah jam ke-24. Dari data tersebut maka pada dasarnya bakteri proteolitik mampu tumbuh dan memproduksi enzim
protease pada selang suhu 30
o
C sampai dengan 40
o
C. Seperti yang telah dijelaskan oleh Fujiwara and Yamamoto 1987, bakteri mudah tumbuh pada suhu ruang dan akan mengalami
penurunan pertumbuhan ketika suhu meningkat diatas 40
o
C karena sel-sel bakteri pada suhu tinggi tidak mampu bertahan terkecuali bakteri jenis termofilik.
0.0 1.0
2.0 3.0
4.0 5.0
6.0 7.0
8.0
24 36
48 60
72 84
96
A k
ti v
itas En
z im
X il
an as
e
n K
at m
l
Waktu Inkubasi jam
Kopi + FLX 3 + FLP 1 30 Kopi + FLX 3 + FLP 1 37
0.0 1.0
2.0 3.0
4.0 5.0
6.0 7.0
8.0
24 36
48 60
72 84
96
A E
X il
an as
e +
S e
lu lo
las e
n K
at m
l
Waktu Inkubasi jam
Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1 30 Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1 37
24
Untuk diaplikasikan dalam industri maka berdasarkan pertimbangan ekonomi dan melihat nilai aktivitas enzim xilanase dari semua perlakuan, maka perlakuan fermentasi kopi
dengan inokulasi kombinasi isolat FLX 3, FLS 1 dan FLP 1 pada suhu inkubasi 30
o
C merupakan alternative terbaik dalam memproduksi kopi luwak sintesis. Inkubasi pada suhu 30
o
C lebih menghemat biaya karena tidak memerlukan inkubator dalam pengaplikasiannya dan memerlukan jumlah isolat yang lebih sedikit serta isolat yang digunakan dapat dikombinasikan.
Untuk lebih memastikan perlakuan fermentasi kopi dengan inokulasi kombinasi isolat FLX 3, FLS 1 dan FLP 1 pada suhu inkubasi 30
o
C adalah perlakuan yang terbaik maka perlu dilihat hasil analisa komponen-komponen yang didegradasi.
Tabel 5. Aktivitas enzim protease pada hasil fermentasi
Jam Ke Kopi + FLX 3 + FLP 1
Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1 unitml
unitml
30 C
37 C
30 C
37 C
24 0.176
0.375 0.176
0.205 48
0.187 0.571
0.252 0.168
72 0.063
0.050 0.229
0.050 84
0.013 0.009
0.095 0.009
Gambar 8. Grafik aktivitas enzim protease pada hasil fermentasi 0.0
0.2 0.4
0.6 0.8
1.0
24 36
48 60
72 84
96
A k
ti v
itas En
z im
P r
o te
as e
u n
it m
l
Waktu Inkubasi jam
Kopi + FLX 3 + FLP 1 30 Kopi + FLX 3 + FLP 1 37
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
24 36
48 60
72 84
96
A k
ti v
itas En
z im
P r
o te
as e
u n
it m
l
Waktu Inkubasi jam
Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1 30 Kopi + FLX 3 + FLS 1 + FLP 1 37
25
4.3.2. Kadar Protein
Kategori