PENDAHULUAN
Peningkatan hasil pertanian diikuti pula oleh meningkatnya limbah hasil
pertanian yang bila tidak ditangani akan menimbulkan masalah lingkungan.
Komponen limbah pertanian umumnya adalah selulosa dan hemiselulosa (xilan dan
manan). Salah satu produk pertanian adalah kelapa dengan limbahnya berupa
bungkil kelapa. Komponen utama bungkil kelapa adalah manan yang dapat
dihidrolisis oleh mananase.
Mananase adalah enzim pengurai manan dan galaktomanan menjadi manosa dan
galaktosa. Enzim ini memotong secara acak rantai utama manan dan hetero
β-D-manan menjadi gula terlarut yaitu manodekstrin dan manosa (Johnson, 1990).
Mananase dapat dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme. Untuk dapat
menghidrolisis (hetero) manan, fungi dan bakteri harus menghasilkan sedikitnya
3 jenis enzim yaitu satu mananase (EC 3.2.1.78), satu β-manosidase (EC
3.2.1.25) dan satu α-galaktosidase (EC 3.2.1.22) (Hilge et al., 1998).
Enzim mannanase dapat dimanfaatkan oleh industri pulp dan kertas
untuk proses pemutihan sehingga mengurangi pemakaian bahan kimiawi (Johnson,
1990) maupun dalam industri pakan ternak untuk meningkatkan nilai gizi bahan
pakan kaya manan seperti bungkil kelapa. Kadar manan yang tinggi pada bungkil
kelapa akan melindungi molekul protein sehingga menurunkan nilai ketercernaan
protein. Daya cerna protein optimum dapat dicapai bila kandungan manannya
diuraikan terlebih dahulu (Purwadaria et al., 1994). Sabut kelapa
merupakan bagian terbesar (± 35%) dari bobot buah kelapa. Jika produksi buah
kelapa di Indonesia mencapai 3.250.000 ton/ tahun maka akan dihasilkan sabut
kelapa sebanyak 1.137.500 ton/ tahun. Serat sabut kelapa dikenal sebagai coco
fiber, coir fiber, coir yarn, dan rugs. Pemanfaatan sabut kelapa
masih sebatas untuk kerajinan, seperti tali, keset, sapu, matras, bahan isian
jok mobil, dan lain-lain. Sabut kelapa (eksokarp) terdiri dari bagian luar
(epikarp) yang tahan air dan bagian dalam (mesokarp). Mesokarp terdiri dari
untaian serat vaskuler yang disebut coir yang melekat pada jaringan
parenkimatis (gabus). Namun karen terdapat mana dalam sabut kelapa ini, secara
enzimatis dapat dimodifikasi dan bermanfaaat untuk beberapa proses industri
pangan seperti ekstraksi minyak dari biji-bijian, penurun kekentalan selama
proses pembuatan kopi instan, dan peningkatan nilai gizi pada pakan ternak
seperti bungkil kelapa.
SUMBER PRODUK
Pada pembuatan enzim mananase, jamur yang digunakan adalah Aspergillus niger. Aspergillus niger tumbuh
optimum selama 3 – 5 hari dengan suhu 25 – 30 °C (Falony, 2008).Pada awalnya
jamur yang digunakan ditumbuhkan pada media PDA (Potato Dextrose Agar )kemudian
untuk membuat kurva pertumbuhan, jamur ditanam dengan menggunakan media tauge.
Media tauge digunakan sebagai nutrisi.Dari media tauge ini didapatkan jamur dalam
waktu 5 hari yang kemudian diadaptasikan kembali pada media onggok 4 hari.
Penentuan lamanya diadaptasi berdasarkan kurva pertumbuhan yang telah kami
buatsebelumnya pada media onggok dan gandum.
Pada pembuatan kurva pertumbuhan ditambahkan sukrosa
sebagai nutrisi dalam pertumbuhan aspergillus niger karena sukrosa
merupakan sumber karbon. Untuk menentukan kurva pertumbuhan ada beberapa metode
yaitu menghitung berat massa sel kering dan jumlah koloni. Pada penelitian ini
kami menggunakan perhitungan massa sel kering karena kami menggunakan jamur
yang bisa dihitung hanya dengan perhitungan massa sel kering. Untuk menghitung
massa sel kering dengan cara menginokulasikan aspergillus niger pada
media semi padat onggok selama 5 hari, dimana setiap 12 jam disaring lalu
dioven untuk mendapatkan berat massa sel kering yang konstan. Waktu 12 sampai
24 jam merupakan fase adaptasi (lag). Dalam fase adaptasi ini jamur dalam tahap
penyesuaian terhadap lingkungan baru. Kondisi ini dapat terjadi karena terdapat
perubahan media serta lingkungannya dari media touge hal ini sesuai dengan
referensi bahwa jika mikroba dipindahkan ke dalam suatu medium mula-mula akan
mengalami fase adaptasi untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan dan
disekitarnya.
MEKANISME PRODUKSI
Untuk memproduksi enzim mananase, sebelumnya kita harus
mengetahui koindisi pertumbuhan mikrobanya. Untuk mengetahui kondisi
pertumbuhan mikroba manolitik dalam memproduksi mananase, maka dilakukan
optimasi suhu dan pH. Miroorganisme yang digunakan ialah Aspergiilus niger BL5.
lsolat ini ditumbuhkan dalam media mineral yang mengandung substrat manan
terbaiknya, yaitu bungkil kelapa sawit (BKS) dan bungkil kelapa (KLP).
Komposisi media mineral yang digunakan ialah substrat manan, ekstrak khamir
0.05%, bacto pepton 0.075%, (NH4)2S04 0.14%, KH2P04 0.2%, MgS04.7H20 0.03%,
CO(NH4)2 0.03%, CaCI2 0.03%, FeS04.7H20 0.0005%, MnCb.7H20 0.00016%, ZnS04.7H20
0.00014 %, CoCl2 0.0002%, agar 1 ,5%. A. niger BL5 ditumbuhkan dalam 150
ml media mineral cair mengandung sumber manan pada erlenmeyer 300 mi.
Fermentasi ini dilakukan dengan melakukan 3 kali ulangan. lnokulan diinkubasi
dalam shaker inkubator pada suhu ruang selama 6 hari pada berbagai suhu
(30-40°C) dan pH (5-1 0) dan dilakukan pengambilan sampel setiap 24 jam. Parameter
yang diamati ialah pertumbuhan
sel dan aktivitas enzim mananase. Pertumbuhan sel dihitung dengan menggunakan
spektrofotometer pada A. 660 nm. Aktivitas enzim diukur dengan metode Arc:ujo & Ward
(1990) yang dimodifikasi.
Kemudian proses pengendapan dengan menggunakan aseton. Pengendapan
dengan Aseton dilakukan secara bertahap. Pertama menyiapkan dan menyimpan
sampel larutan enzim kasar dalam es dan sebelumnya mendinginkan aseton terlebih
dahulu pada cold room suhu 8°C selama 1 jam. Aseton ditambahkan sedikit demi
sedikit pada larutan enzim kasar dan dilakukan pengadukan. Jumlah aseton yang
ditambahkan sesuai dengan prosentase yang diinginkan. Pada kegiatan Aseton
ditambahkan dari 0 sampai 100%. Setelah penambahan Aseton selesai, larutan
campuran enzim kasar dan Aseton tersebut disimpan pada suhu dingin selama 1 jam
atau lebih. Kemudian larutan tersebut disentrifugasi selama 10 men it pada 7000
rpm. Kemudian endapan yang diperoleh dilarutkan dengan buffer fosfat pH 7.2 dan
didialis semalaman. Larutan hasil pengendapan tersebut dianalisa aktivitas
enzim dan kandungan proteinnya. Selanjutnya dilanjutkan dengan proses
pengendapan dengan ammonium sulfat, pengendapan enzim mananase dengan ammonium
sulfat dilakukan pada konsentrasi 20-80%. Sampel enzim yang telah
disentrifugasi dalam es sejumlah volume yang dibutuhkan untuk setiap
konsentrasi ammonium sulfatnya. Tahap selanjutnya menyiapkan ammonium sulfat.
Amonium sulfat ditumbuk dengan menggunakan mortar agar menjadi halus dan
ditimbang sesuai konsentrasi yang dibutuhkan. Se!anjutnya untuk masing-masing perlakuan konsentrasi ammonium
sulfat, ditambahkan sejumlah gram ammonium sulfat kedalam sampel enzim dalam
gelas ukur. Larutan diaduk dengan magnet pengaduk. Ammonium sulfat ditambahkan
secara pelan-pelan dan sedikit demi sedikit. Setelah selesai larutan enzim dan
ammonium sulfat diinkubasi semalaman. Kemudian larutan disentrifugasi 12.000
rpm selama 15 menit untuk memperoleh pelet. Kedalam pellet ditambahkan 1 ml
buffer fosfat pH 7,2 dan dianalisa aktivitas enzimnya untuk mengetahui
konsentrasi optimum 16 ammonim sulfat yang dibutuhkan. Tahap selanjutnya
dilakukan pengendapan dengan volume enzim yang lebih besar (200 mi) dengan
menggunakan konsentrasi ammonium sulfat optimum yang telah dikatahui dari hasil
kegiatan di atas. Hasil pengendapan ini selanjutnya dialisis semalaman. Sebelum
dialisis kita persiapkan membran dialisis yaitu cellulose membrane (dialysis
tubing). Setelah membran dialisis
siap, sampel enzim hasil pengendapan dengan ammonium sulfat dimasukkan kedalam
membran dialisis dan proses dialisis ber!angsung semalam pada suhu dingin (di
cold room). Enzim hasil dialisis dipanen dan selanjutnya dihitung aktivitas
enzimnya. Enzim mananse hasil dialisis
ini selanjutnya yang akan digunakan sebagai sampel untuk analisa lanjut yaitu
kromatografi gel filtrasi. PH
optimum reaksi ditentukan dengan mereaksikan enzim dan substret pada suhu 50°C
dengan kisaran buffer yang digunakan pada pH 3 -5 (citratebuffer); pH 6-8
(phosphate buffer); pH 9-10 (Giycin-NaOH buffer). Sedangkan untuk menentukan
suhu optimum dilakukan reaksi dengan menggunakan pH optimum yang telah
diperoleh tersebut pada kisaran suhu 35-70°C. Hasil pH dan suhu optimum dari
enzim yang telah dimurnikan dengan kromatografi gel filtrasi selanjutnya dibandingkan
dengan pH dan suhu optimum enzim akstrak kasarnya.
MANFAAT PRODUK DALAM
INDUSTRI PANGAN DAN HASIL PERTANIAN
Sumber
manan di alam sangat berlimpah , manan terdapat pada kopi, kopra, dan bungkil
kelapa sawit. Tetapi dari sekian banyak manan yang tersedia di alam
pemanfaatannya belum optimal bahkan sebagian besar dianggap limbah. Manan dapat
dihirolisa menjadi manosa oleh enzim endo β-mananase dan exo β-mannosidase.
Mananase adalah enzim pengurai manan dan
galaktomanan menjadi manosa. Mananase dapat dihasilkan oleh beberapa
mikroorganisme. Mananase lebih banyak dimanfaatkan untuk industri yang
membutuhkan konfersi substrat dari limbah agroindustri.Enzim mananase
telahdimanfaatkan oleh beberapa proses industri pangan, seperti ekstraksi
minyak dari biji-bijian, penurun kekentalan selama proses pembuatan kopi
instan, produksi oligosakarida dan peningkatan nilai gizi pada pakan ternak
seperti bungkil kelapa. Kadar manan yang tinggi pada bungkil kelapa akan
melindungi molekul protein sehingga menurunkan nilai ketercenaan protein. Daya
cerna protein optimum dapat dicapai bila kandungan manannya diuraikan terlebih
dahulu (Purwarida, 1994).Beberapa jenis mananase dari fungi, yeast dan bakteri
telah diproduksi .Produksi mananase dari mikroba ini lebih menguntungkan,
karena lebih ekonomis, produktivitas lebih tinggi dan kondisi produksi lebih
terkontrol.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar