STUDI ISOLASI DAN KARAKTERISASI SENYAWA GALAKTOMANNAN DARI FUNGI Aspergillus niger ISOLAT TANAH HUMUS
ABSTRAK
STUDI ISOLASI DAN KARAKTERISASI SENYAWA
GALAKTOMANNAN DARI FUNGI Aspergillus niger ISOLAT TANAH
HUMUS
Oleh
Sinta Ardiarti
Senyawa galaktomannan merupakan kelompok dari senyawa polisakarida dalam
kelompok mannan yang paling banyak ditemukan di dalam dinding sel tanaman
berbiji dan beberapa jenis fungi, yang tersusun atas rantai utama manosa dengan
rantai samping galaktosa. Pada penelitian ini telah diisolasi senyawa
galaktomannan dari biomassa fungi Aspergillus niger yang berasal dari tanah
humus perkampungan mahasiswa Universitas Lampung. Untuk menghasilkan
senyawa galaktomanan digunakan metode ekstraksi dengan pelarut alkali NaOH
dan untuk mengendapkan digunakan pelarut Iso Propil Alkohol (IPA).
Karakterisasi senyawa galaktomannan yang berhasil diisolasi dilakukan
menggunakan FTIR. Dari hasil penelitian didapatkan rendemen 2,210 - 5,925%
dari berat basah dinding sel Aspergillus niger. Senyawa galaktomannan hasil
isolasi berwarna putih keabu-abuan, dan merupakan senyawa yang tidak larut
dalam air dingin dan mudah larut dalam alkali (NaOH). Interpretasi spektrum
infra merah menunjukkan adanya serapan vibrasi O-H pada 3446,08 cm-1
dicirikan dengan adanya puncak yang melebar. Puncak dengan serapan 3004,89
cm-1 menunjukkan vibrasi ulur C-H alifatik. Hal ini diperkuat dengan adanya
puncak vibrasi ulur pada 1579 cm-1 yang mencirikan C-H alifatik. Senyawa ini
juga memiliki karakteristik adanya ikatan eter (CH2-O-CH2) yang muncul pada
924,55 cm-1.
Dari gugus fungsi yang teridentifikasi pada data IR dapat
disimpulkan bahwa senyawa hasil isolasi yaitu merupakan senyawa
galaktomannan. Hal ini diperkuat dengan adanya puncak-puncak pada panjang
gelombang antara 900-1.200 cm-1 yang menunjukkan bahwa senyawa ini
merupakan senyawa dalam kelompok polisakarida.
Kata Kunci : Galaktomannan, Aspergillus niger Inframerah.
ABSTRACT
STUDY OF ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOUNDS
FROM FUNGI Aspergillus niger GALAKTOMANNAN SOIL ISOLATES
HUMUS
By
Sinta Ardiarti
Galaktomannan compound is a group of compounds mannan polysaccharides in
the group most commonly found in plant cell walls with stones and some types of
fungi, which is composed of a main chain with side chain mannose galactose. In
this study galaktomannan compounds have been isolated from Aspergillus niger
fungal biomass derived from soil humus township students at the University of
Lampung. To produce compounds used galaktomanan alkaline solvent extraction
method with NaOH and the solvent used to precipitate Iso propyl Alcohol (IPA).
Characterization of isolated compounds galaktomannan performed using FTIR.
From the results, the yield from 2.210 to 5.925% of wet weight of cell walls of
Aspergillus niger. Compounds isolated galaktomannan grayish white, and is a
compound that is insoluble in cold water and soluble in alkali (NaOH).
Interpretation of the infrared spectrum showed the absorption of OH vibration at
3446.08 cm-1 are distinguished by a broad peak. With the absorption peak 3004.89
cm-1 shows the aliphatic CH stretching vibration. This is reinforced by the
stretching vibration peak at 1579 cm-1 which characterizes the CH aliphatic. This
compound also has the characteristics of the ether bond (CH2-O-CH2), which
appears on the 924.55 cm-1. From the functional groups identified in the IR data
we can conclude that the isolated compound is a compound galaktomannan. This
is reinforced by the existence of peaks at a wavelength between 900-1200 cm-1
which shows that this compound is a compound in the group of polysaccharides.
Keywords : Galactomannan, Aspergillus niger, Infrared
37
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Fungi Aspergilus niger dapat diisolasi dari tanah humus dari
perkampungan mahasiswa Universitas Lampung (UNILA).
2. Senyawa galaktomannan dapat diisolasi dari dinding sel fungi Aspergillus
niger dengan metode ekstraksi menggunakan NaOH dan pengendapan
dengan menggunakan Isopropil Alkohol. Senyawa galaktomanan yang
diperoleh berbentuk serbuk dengan tekstur kasar, berwarna putih, sukar
larut dalam air dingin namun larut pada larutan alkali seperti NaOH.
3. Berdasarkan data dari spektrum Infrared yang diperoleh senyawa hasil
isolasi merupakan senyawa galaktomannan.
38
5.2. Saran
Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, penulis memberikan saran sebagai
berikut:
1. Perlu dilakukan perbanyakan fungi Aspergillis niger menggunakan media
cair, agar diperoleh jumlah biomassa fungi Aspergillus niger lebih banyak
dan lebih mudah untuk memisahkan antara fungi Aspergillus niger dengan
medianya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui fungi lain yang
dapat menghasilkan senyawa galaktomannan di dalam dinding selnya.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui sumber-sumber
galaktomannan lain dalam rangka meningkatkan pendayagunaan sumber
daya alam indonesia dan juga perlu melakukan penelitian lebih lanjut
untuk mengetahui metode isolasi senyawa galaktomannan agar didapatkan
rendemen yang lebih banyak dan galaktomannan yang lebih murni.
1
I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Hemiselulosa merupakan polisakarida terbanyak kedua setelah selulosa.
Komponen polisakaridanya baik yang linier maupun bercabang banyak ditemukan
sebagai heteroglikan pada tumbuhan tingkat tinggi (Hilge et al., 1996; Saha
2003). Berdasarkan komposisi gulanya, hemiselulosa diklasifikasikan sebagai
xilan, manan, arabinogalaktan, dan arabinan. Hemiselulosa bersama-sama dengan
selulosa dan lignin merupakan komponen terbesar penyusun struktur dinding sel
tumbuhan.
Galaktomannan merupakan kelompok dari mannan yang paling banyak ditemukan
di dalam dinding sel. Galaktomannan tersusun dari rantai manosa dan galaktosa.
Selama beberapa tahun terakhir ini galaktomannan telah menjadi perhatian utama
para peneliti karena aplikasinya yang praktis dalam bidang industri.
Galaktomannan dapat digunakan sebagai pengemulsi dan penstabil dalam
makanan, farmasi, deterjen, tekstil dan industri bahan bakar yang aktif dalam
konsentrasi yang rendah (Changming and Bingshou, 1998).
Galaktomannan dihasilkan dari tanaman berbiji seperti asam jawa, tanaman
polongan dan funugrek (Bardalaye et al,. 1976). Kandungan galaktomannan dari
1
2
biji funugrek yaitu sebanyak 25-30%. Selain dari ketiga tanaman ini,
galaktomannan juga dapat diperoleh dari ampas kelapa dan fungi (Veerapa dan
Sirigeri, 2002).
Zultiniar (2005) telah melakukan ekstraksi galaktomannan dari ampas kelapa
dengan menggunakan pelarut metanol dengan variasi suhu, kecepatan pengadukan
dan waktu ekstraksi. Dari tiga variabel ekstraksi yang dilakukan diperoleh
temperatur optimum 500C, kecepatan pengadukan optimum adalah 900 rpm dan
waktu ekstraksi optimumnya adalah 5 jam menghasilkan 0,9 gram galaktomannan
Perolehan galaktomannan dari ampas kelapa ini menghasil sekitar 20% rendemen
dari berat sampel awal.
Galaktomannan juga dapat diisolasi dari beberapa jenis fungi, antara lain fungi
kelas Aspergillus dan Penicillium. Pada organisme ini galaktomannan ditemukan
dalam kompleks dengan fosfat dan protein (Bardalaye et al., 1978). Berbeda
jenis fungi dan sama jenis genus fungi yang digunakan maka struktur
galaktomannannya pun akan berbeda proporsi kedua gula serta susunan yang
berbeda dari ikatan glikosidiknya, perubahan struktural galaktomannan terjadi
sebagai fungsi dari kondisi dan sifat dari organisme yang digunakan.
Bardalaye et al., (1976) melakukan isolasi galaktomannan dari Aspergillus niger.
Pada penilitiannya didapatkan galatomannan pada Aspergillus niger usia 5 hari
sebanyak 0,3 g / 5 g kering beku dinding atau 0,65 g/l00 g sel basah berat yang
dibuat langsung dari miselia.
Pada penelitian ini galaktomannan diisolasi dari fungi Aspergillus niger yang
isolat tanah humus perkampungan mahasiswa (Kampung Baru) Universitas
3
Lampung Bandar Lampung. Isolasi galaktomannan dari Aspergillus niger pada
penelitian ini dilakukan dengan variasi usia pertumbuhan Aspergillus niger 5, 6
dan 7 hari, parameter ini didasarkan data bahwa dari usia 5,6 hingga 7 hari
Aspergillus niger masih mampu melakukan pembelahan selnya untuk
berkembangbiak (Yanti dkk, 2010).
Untuk mengevaluasi struktur yang diperoleh dari galaktomannan dilakukan
analisis FTIR sehingga mampu menunjukkan gugus fungsi yang teerdapat pada
struktur galaktomannan
B.
1.
Tujuan Penelitian
Mengisolasi fungi jenis Aspergillus niger dari tanah humus perkampungan
mahasiswa (Kampung Baru) Universitas Lampung, Bandar Lampung.
2.
Mengisolasi dan memproduksi senyawa galaktomannan dari fungi
Aspergillus niger.
3.
Melakukan karakterisasi senyawa galaktomannan dari fungi Aspergillus
niger dengan metode FTIR.
C.
Manfaat
Dari rangkaian percobaan yang akan dilakukan dalam penelitian ini diharapkan
akan diperoleh berbagai informasi ilmiah yang bermanfaat sebagai landasan bagi
pengembangan isolasi dan produksi galaktomannan dari Aspergillus niger dalam
ruang lingkup yang lebih luas.
4
STUDI ISOLASI DAN KARAKTERISASI SENYAWA
GALAKTOMANNAN DARI FUNGI Aspergillus niger ISOLAT TANAH
HUMUS
Oleh
Sinta Ardiarti
Senyawa galaktomannan merupakan kelompok dari senyawa polisakarida dalam
kelompok mannan yang paling banyak ditemukan di dalam dinding sel tanaman
berbiji dan beberapa jenis fungi, yang tersusun atas rantai utama manosa dengan
rantai samping galaktosa. Pada penelitian ini telah diisolasi senyawa
galaktomannan dari biomassa fungi Aspergillus niger yang berasal dari tanah
humus perkampungan mahasiswa Universitas Lampung. Untuk menghasilkan
senyawa galaktomanan digunakan metode ekstraksi dengan pelarut alkali NaOH
dan untuk mengendapkan digunakan pelarut Iso Propil Alkohol (IPA).
Karakterisasi senyawa galaktomannan yang berhasil diisolasi dilakukan
menggunakan FTIR. Dari hasil penelitian didapatkan rendemen 2,210 - 5,925%
dari berat basah dinding sel Aspergillus niger. Senyawa galaktomannan hasil
isolasi berwarna putih keabu-abuan, dan merupakan senyawa yang tidak larut
dalam air dingin dan mudah larut dalam alkali (NaOH). Interpretasi spektrum
infra merah menunjukkan adanya serapan vibrasi O-H pada 3446,08 cm-1
dicirikan dengan adanya puncak yang melebar. Puncak dengan serapan 3004,89
cm-1 menunjukkan vibrasi ulur C-H alifatik. Hal ini diperkuat dengan adanya
puncak vibrasi ulur pada 1579 cm-1 yang mencirikan C-H alifatik. Senyawa ini
juga memiliki karakteristik adanya ikatan eter (CH2-O-CH2) yang muncul pada
924,55 cm-1.
Dari gugus fungsi yang teridentifikasi pada data IR dapat
disimpulkan bahwa senyawa hasil isolasi yaitu merupakan senyawa
galaktomannan. Hal ini diperkuat dengan adanya puncak-puncak pada panjang
gelombang antara 900-1.200 cm-1 yang menunjukkan bahwa senyawa ini
merupakan senyawa dalam kelompok polisakarida.
Kata Kunci : Galaktomannan, Aspergillus niger Inframerah.
ABSTRACT
STUDY OF ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOUNDS
FROM FUNGI Aspergillus niger GALAKTOMANNAN SOIL ISOLATES
HUMUS
By
Sinta Ardiarti
Galaktomannan compound is a group of compounds mannan polysaccharides in
the group most commonly found in plant cell walls with stones and some types of
fungi, which is composed of a main chain with side chain mannose galactose. In
this study galaktomannan compounds have been isolated from Aspergillus niger
fungal biomass derived from soil humus township students at the University of
Lampung. To produce compounds used galaktomanan alkaline solvent extraction
method with NaOH and the solvent used to precipitate Iso propyl Alcohol (IPA).
Characterization of isolated compounds galaktomannan performed using FTIR.
From the results, the yield from 2.210 to 5.925% of wet weight of cell walls of
Aspergillus niger. Compounds isolated galaktomannan grayish white, and is a
compound that is insoluble in cold water and soluble in alkali (NaOH).
Interpretation of the infrared spectrum showed the absorption of OH vibration at
3446.08 cm-1 are distinguished by a broad peak. With the absorption peak 3004.89
cm-1 shows the aliphatic CH stretching vibration. This is reinforced by the
stretching vibration peak at 1579 cm-1 which characterizes the CH aliphatic. This
compound also has the characteristics of the ether bond (CH2-O-CH2), which
appears on the 924.55 cm-1. From the functional groups identified in the IR data
we can conclude that the isolated compound is a compound galaktomannan. This
is reinforced by the existence of peaks at a wavelength between 900-1200 cm-1
which shows that this compound is a compound in the group of polysaccharides.
Keywords : Galactomannan, Aspergillus niger, Infrared
37
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Fungi Aspergilus niger dapat diisolasi dari tanah humus dari
perkampungan mahasiswa Universitas Lampung (UNILA).
2. Senyawa galaktomannan dapat diisolasi dari dinding sel fungi Aspergillus
niger dengan metode ekstraksi menggunakan NaOH dan pengendapan
dengan menggunakan Isopropil Alkohol. Senyawa galaktomanan yang
diperoleh berbentuk serbuk dengan tekstur kasar, berwarna putih, sukar
larut dalam air dingin namun larut pada larutan alkali seperti NaOH.
3. Berdasarkan data dari spektrum Infrared yang diperoleh senyawa hasil
isolasi merupakan senyawa galaktomannan.
38
5.2. Saran
Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, penulis memberikan saran sebagai
berikut:
1. Perlu dilakukan perbanyakan fungi Aspergillis niger menggunakan media
cair, agar diperoleh jumlah biomassa fungi Aspergillus niger lebih banyak
dan lebih mudah untuk memisahkan antara fungi Aspergillus niger dengan
medianya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui fungi lain yang
dapat menghasilkan senyawa galaktomannan di dalam dinding selnya.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui sumber-sumber
galaktomannan lain dalam rangka meningkatkan pendayagunaan sumber
daya alam indonesia dan juga perlu melakukan penelitian lebih lanjut
untuk mengetahui metode isolasi senyawa galaktomannan agar didapatkan
rendemen yang lebih banyak dan galaktomannan yang lebih murni.
1
I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Hemiselulosa merupakan polisakarida terbanyak kedua setelah selulosa.
Komponen polisakaridanya baik yang linier maupun bercabang banyak ditemukan
sebagai heteroglikan pada tumbuhan tingkat tinggi (Hilge et al., 1996; Saha
2003). Berdasarkan komposisi gulanya, hemiselulosa diklasifikasikan sebagai
xilan, manan, arabinogalaktan, dan arabinan. Hemiselulosa bersama-sama dengan
selulosa dan lignin merupakan komponen terbesar penyusun struktur dinding sel
tumbuhan.
Galaktomannan merupakan kelompok dari mannan yang paling banyak ditemukan
di dalam dinding sel. Galaktomannan tersusun dari rantai manosa dan galaktosa.
Selama beberapa tahun terakhir ini galaktomannan telah menjadi perhatian utama
para peneliti karena aplikasinya yang praktis dalam bidang industri.
Galaktomannan dapat digunakan sebagai pengemulsi dan penstabil dalam
makanan, farmasi, deterjen, tekstil dan industri bahan bakar yang aktif dalam
konsentrasi yang rendah (Changming and Bingshou, 1998).
Galaktomannan dihasilkan dari tanaman berbiji seperti asam jawa, tanaman
polongan dan funugrek (Bardalaye et al,. 1976). Kandungan galaktomannan dari
1
2
biji funugrek yaitu sebanyak 25-30%. Selain dari ketiga tanaman ini,
galaktomannan juga dapat diperoleh dari ampas kelapa dan fungi (Veerapa dan
Sirigeri, 2002).
Zultiniar (2005) telah melakukan ekstraksi galaktomannan dari ampas kelapa
dengan menggunakan pelarut metanol dengan variasi suhu, kecepatan pengadukan
dan waktu ekstraksi. Dari tiga variabel ekstraksi yang dilakukan diperoleh
temperatur optimum 500C, kecepatan pengadukan optimum adalah 900 rpm dan
waktu ekstraksi optimumnya adalah 5 jam menghasilkan 0,9 gram galaktomannan
Perolehan galaktomannan dari ampas kelapa ini menghasil sekitar 20% rendemen
dari berat sampel awal.
Galaktomannan juga dapat diisolasi dari beberapa jenis fungi, antara lain fungi
kelas Aspergillus dan Penicillium. Pada organisme ini galaktomannan ditemukan
dalam kompleks dengan fosfat dan protein (Bardalaye et al., 1978). Berbeda
jenis fungi dan sama jenis genus fungi yang digunakan maka struktur
galaktomannannya pun akan berbeda proporsi kedua gula serta susunan yang
berbeda dari ikatan glikosidiknya, perubahan struktural galaktomannan terjadi
sebagai fungsi dari kondisi dan sifat dari organisme yang digunakan.
Bardalaye et al., (1976) melakukan isolasi galaktomannan dari Aspergillus niger.
Pada penilitiannya didapatkan galatomannan pada Aspergillus niger usia 5 hari
sebanyak 0,3 g / 5 g kering beku dinding atau 0,65 g/l00 g sel basah berat yang
dibuat langsung dari miselia.
Pada penelitian ini galaktomannan diisolasi dari fungi Aspergillus niger yang
isolat tanah humus perkampungan mahasiswa (Kampung Baru) Universitas
3
Lampung Bandar Lampung. Isolasi galaktomannan dari Aspergillus niger pada
penelitian ini dilakukan dengan variasi usia pertumbuhan Aspergillus niger 5, 6
dan 7 hari, parameter ini didasarkan data bahwa dari usia 5,6 hingga 7 hari
Aspergillus niger masih mampu melakukan pembelahan selnya untuk
berkembangbiak (Yanti dkk, 2010).
Untuk mengevaluasi struktur yang diperoleh dari galaktomannan dilakukan
analisis FTIR sehingga mampu menunjukkan gugus fungsi yang teerdapat pada
struktur galaktomannan
B.
1.
Tujuan Penelitian
Mengisolasi fungi jenis Aspergillus niger dari tanah humus perkampungan
mahasiswa (Kampung Baru) Universitas Lampung, Bandar Lampung.
2.
Mengisolasi dan memproduksi senyawa galaktomannan dari fungi
Aspergillus niger.
3.
Melakukan karakterisasi senyawa galaktomannan dari fungi Aspergillus
niger dengan metode FTIR.
C.
Manfaat
Dari rangkaian percobaan yang akan dilakukan dalam penelitian ini diharapkan
akan diperoleh berbagai informasi ilmiah yang bermanfaat sebagai landasan bagi
pengembangan isolasi dan produksi galaktomannan dari Aspergillus niger dalam
ruang lingkup yang lebih luas.
4