Bagian jagung yang paling banyak menjadi ampok jagung adalah endosperma. Ampok jagung kaya akan komponen pati dan protein. Hasil penelitian Iriani et al.
2012 menyebutkan bahwa ampok jagung mengandung pati sebesar 63.21 dan protein sebesar 10.2 .
Berdasarkan pengujian Tabel 3.1, substrat sumber karbon onggok, kulit kopi, fraksi pati iles-iles, dan ampas sagu memiliki kandungan komponen utama
berupa karbohidrat 50.7 – 65.9 , total gula sederhana 23.5 – 30.5 , serat
kasar 11.3 – 31.4 , serta mengandung protein 0.5 – 11.5 . Substrat ampas
tahu, bungkil kacang tanah, bungkil inti sawit, dan ampok jagung memiliki kadar karbohidrat yang tinggi 25.1
– 59.4 , total gula sederhana 10.5 – 25.1 , kadar serat yang tinggi 6.5
– 37.4 serta kadar protein yang tinggi 7.1 – 24.9 . Substrat sumber nitrogen memiliki kandungan protein yang lebih tinggi
dibandingkan substrat sumber karbon. Secara umum nilai water holding capacity 1.2
– 9.8 berbanding terbalik dengan nilai densitas kambanya 0.5
– 0.7 gml. Semakin besar nilai water holding capacity maka akan semakin kecil nilai densitas kambanya. Hasil analisis
aktivitas air menunjukkan bahwa kedelapan substrat yang digunakan memiliki nilai a
w
yang bervariasi dari 0.50 – 0.69. Oleh karena itu diperlukan penambahan
air pada media kultivasi sampai diperoleh nilai a
w
0.92. Contoh perhitungan penambahan air pada media kultivasi sampai diperoleh nilai a
w
0.92 disajikan pada Lampiran 5.
Tabel 3.1 Komposisi Kimia dan Sifat Fisik Hasil Samping Agroindustri
Hasil Samping Agroindustri
Kadar Protein bk
Kadar Serat bk
Total Gula Sederhana
bk Kadar
Karbohidrat bk
Water Holding Capacity
Sumber karbon:
Pati iles-iles 11.5±0.2
11.3±0.8 26.2±0.1
65.9±0.4
3.0±0.3
Onggok 2.5±0.1
16.8±0.2 29.5±0.3
77.9±0.3
3.1±0.1
Ampas sagu 0.5±0.3
25.4±0.7 23.5±0.2
59.6±0.4
4.7±0.1
Kulit kopi 6.8±0.4
31.4±0.4 30.5±0.1
50.7±0.3
9.8±0.2
Sumber Nitrogen:
Bungkil kelapa sawit
23.9±0.1 37.4±0.4
10.5±0.1 25.1±0.3
2.0±0.1
Bungkil kacang tanah
21.3±0. 8 6.5±0.1
16.7±0.1 38.1±0.4
2.2±0.2
Ampas tahu 7.1±0.1
30.5±0.8 20.6±0.1
50.0±0.4
5.6±0.2
Ampok jagung 24.9±0.2
8.0±0.6 25.1±0.3
59.4±0.3
1.2±0.1
Hasil analisis tersebut bermanfaat untuk menentukan nilai nisbah karbon dan nitrogen pada media. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Nelly
2012 dan Farrera et al. 1988,
rasio CN terbaik dalam kultivasi Bacillus thuringiensis diperoleh pada rasio CN 7 karena menghasilkan produk dengan kristal
protein tertinggi, meskipun jumlah spora akan semakin tinggi pada rasio CN yang lebih rendah lagi. Kombinasi faktor-faktor jenis dan konsentrasi sumber karbon, jenis
dan konsentrasi sumber nitrogen, rasio CN serta serta suplementasi mineral berpengaruh terhadap toksisitas dari kristal protein yang dihasilkan Rahayuningsih et
al. 2007.
Water holding capacity merupakan salah satu kekuatan untuk mengikat air pada suatu bahan oleh molekul-molekul lain melalui ikatan yang berenergi tinggi
seperti protein, karbohidrat, garam, dan sebagainya Winarno 1997. Bahan yang memiliki nilai water holding capacity yang besar juga memiliki kandungan
polisakarida pati, selulosa, pektin, dan sebagainya besar sehingga kemampuan mengikat airnya akan meningkat dan porositas bahannya menjadi berkurang.
Ampas sagu memiliki nilai water holding capacity yang terbesar Tabel 3.1. Menurut Asben et al. 2012, ampas sagu memiliki kandungan pati yang masih
tinggi yaitu 51.53 dengan selulosa sebesar 21.53 dan hemiselulosa sebesar 14.26. Kandungan polisakarida yang tinggi mengakibatkan ampas sagu
memiliki water holding capacity yang besar dan porositas yang kecil sehingga akan menghambat suplai oksigen yang diperlukan untuk pertumbuhan isolat.
3.2 Karakteristik Isolat
3.2.1 Kemampuan Amilolitik
Bacillus thuringiensis adalah bakteri heterotrof yang mampu menghasilkan enzim amilase Zahidah dan Shovitri 2013; Naiola 2008; Sivaramakrishnan et al.
2006; Rehm dan Reed 1999; Benhard dan Utz dalam Enwistle et al. 1993 dan enzim selulase Zahidah dan Shovitri 2013. Bahkan menurut Sivaramakrishnan et
al. 2006, Bacillus merupakan genus bakteri penghasil enzim amilase ekstraseluler terbesar. Beberapa spesies dari genus ini, seperti B. subtilis, B.
stearothermophilus, B. licheniformis dan B. amyloliquefaciens seringkali digunakan untuk memproduksi enzim amilase secara komersial untuk berbagai
keperluan. Kemampuan menghasilkan amilase dan selulase diharapkan akan meningkatkan kemampuan mikroorganisme untuk menggunakan substrat hasil
pertanian yang kaya kandungan serat dan pati. Hasil pengujian indeks potensial dari ketiga galur isolat terhadap kemampuan amilolitik dan selulolitik disajikan
pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Hasil Pengujian Indeks Potensial Ketiga Isolat Bacillus thuringiensis terhadap Kemampuan Amilolitik dan Selulolitik
Isolat Indeks Potensial
Amilolitik Selulolitik
Bacillus thuringiensis subsp. aizawai 4.0 ±0.6
1.8±0.2 Bacillus thuringiensis subsp. berliner
2.4±0.4 0.2±0.1
Bacillus thuringiensis subsp. israelensis 2.0±0.6
3.0±0.9 Amilase adalah kelompok enzim yang dapat memecah pati menjadi gula-
gula sederhana Naiola 2008. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketiga isolat memiliki kemampuan indeks potensial yang tinggi 2.0
– 4.0. Semakin besar nilai indeks potensialnya, maka akan semakin besar kemampuan amilolitik suatu isolat.
Hal ini sesuai dengan pendapat McCleary 2001 yang mengemukakan bahwa bakteri yang memiliki aktivitas enzim amilase ekstraseluler dapat menghidrolisis
pati amilosa dan amilopektin yang terkandung dalam medium starch agar,
sehingga pati yang telah terdegradasi tidak dapat berikatan dengan iodium dan menghasilkan zona bening di sekeliling koloni bakteri. Daerah yang patinya
belum terhidrolisis akan berwarna biru ungu dikarenakan adanya ikatan antara pati dengan iodium. Bacillus thuringiensis subsp. aizawai memiliki indeks
potensial yang terbesar 4.0 sehingga isolat tersebut memiliki kemampuan amilolitik yang lebih besar dibandingkan dengan dua isolat lainnya.
3.2.2 Kemampuan Selulolitik
Zahidah dan Shovitri 2013 mengemukakan bahwa selain menghasilkan enzim amilase, isolat Bacillus thuringiensis juga menghasilkan enzim selulase.
Menurut Crueger dan Crueger 1984, selulase merupakan enzim ekstraseluler yang terdiri atas kompleks endo-
β-1,4-glukonase CMCase, C
x
selulase endoselulase, atau carboxymethyl cellulase, kompleks ekso-
β-1,4-glukonase aviselase, selobiohidrolase, C
1
selulase, dan β-1,4-glukosidase atau selobiase.
Enzim ini digunakan untuk menguraikan komponen selulosa pada suatu bahan. Hasil pengujian indeks potensial ketiga isolat Bacillus thuringiensis terhadap
kemampuan selulolitiknya disajikan pada Tabel 3.2.
Berdasarkan hasil pengujian, Bacillus thuringiensis memiliki kemampuan amilolitik yang lebih besar 2.0
– 4.0 daripada kemampuan selulolitiknya 0.2 – 3.0. Selain itu, terdapat perbedaan nilai indeks potensial selulolitik yang cukup
besar dari ketiga isolat tersebut Tabel 3.2. Menurut Meryandini et al. 2009, setiap bakteri selulolitik menghasilkan kompleks enzim selulase yang berbeda-
beda, tergantung dari gen yang dimiliki dan sumber karbon yang digunakan. Bacillus thuringiensis subsp. israelensis memiliki indeks potensial yang terbesar
3.0 sehingga isolat tersebut memiliki kemampuan selulolitik yang lebih besar dibandingkan dengan dua isolat lainnya.
3.2.3 Kemampuan Pembentukan Sel
3.2.3.1 Jumlah Sel Hidup
Produksi sel hidup, spora dan kristal protein pada proses kultivasi Bacillus thuringiensis dipengaruhi oleh ketersediaan sumber karbon dan nitrogen Tirado-
Montiel et al., 2001. Menurut Bideshi et al. 2010, ketika nutrisi dan kondisi lingkungan mendukung untuk pertumbuhan bakteri, spora tumbuh menjadi sel
vegetatif dan berkembang biak dengan cara membelah diri. Jumlah sel hidup menunjukkan total sel vegetatif, spora yang sedang tumbuh dan jumlah spora,
seperti disajikan pada Gambar 3.1.
Menurut Wang et al. 1978, pertumbuhan mikroorganisme pada media tertentu mempunyai empat fase dalam kurva pertumbuhannya, yaitu fase awal
atau fase lag yang diikuti dengan fase eksponensial, fase stasioner dan fase penurunan fase kematian. Pertumbuhan Bacillus thuringiensis subsp. aizawai
menunjukkan fase awal dimulai pada jam ke-0 dan diikuti dengan fase eksponensial sampai jam ke-36.
