pengaruh iradiasi sinar neutron terhadap …digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
PENGARUH IRADIASI SINAR NEUTRONSELULOSE DAN ENZIM AMILASE OLEHMEDIA DEDAK.
TERHADAP PRODUKSI ENZIMAspergillus niger PADA
Yati Sudaryati Soeka*, dan Eddy Djajasukma*
ABSTRAK
PENGARUHIRADIASI SINAR Nl':UTRONTERHADAPPRODUKSIRNZIIf SELULOSEDAN ENZIIf
AltILASE OLEH Aspergil.lus niger PADA MEDIA DEDAR. Penelitian ini ditujukan untukmempelajari pengaruh iradiasi sinar neutron terhadap produksi enzim selulase danenzim amilase oleh Aspergillus niger pada media dedak. Biakan Aspergillus niger yangdiiradiasi adalah nomor yang terbaik dari seleksi 10 nomoI'. NomoI' yang tertinggiproduksi enzim selulase dan enzim amilasenya diiradiasi dengan dosis 5, 10, IS, 20,25 Gy di Reaktor Triga Mark II PPTN Bandung. Produksi enzim selulase dan enzim
amilase di1akukan dengan media dedak 17,5 gr dalam 50 ml air suling pada erlenmeyer150 ml dengan waktu inkubasi 7 hari dengan 3 kali ulangan. Parameter yang diamatiialah aktivitas enzim selulase (unit), aktivitas enzim amilase (SC) dan berat keringmisel ium Aspergi 11us niger (gr). Hasi 1 peneli tian menunjukan bahwa produksi enzimselulase dan enzim ami lase tertinggi diperoleh dengan iradiasi 10 Gy dan berat kering miselium tertinggi diperoleh dengan iradiasi 5 Gy.
ABSTRACT
THE EFFECTS OF NEUTRONIRRADIATIONON TilE PRODUCTIONOF CELI.lJLASEAND AMYLASE
ENzytfES ON RICE BRANKEDIUIf. The aim of the reserch is to study the influence ofneutron irradiation on the production of cellulose and amylase enzymes, which wereproducted by Aspergillus niger on rice bran medium. The irradiation culture of A.
niger which is the best. of 10 cuI tures highest. producing cellulose and amylase enzymes, were irradiated by 5, 10, 15, 20, 25 Gy, at Triga Mark II Reactor, PPTNBandung. Production of enzymes was carried out in erlenmeyer 150 ml contained of17,5 gr rice bran and 50 ml aquadest in 7 days incubation, with 3 replication. Theactivity of cellulose enzyme (Street Colse, S.C.), and t.he dry weight of myceliumwere observed. The results indicated that. the highest cellulose and amylae enzymesproduction was on the culture which was irradiated by 10 Gy, and the highest of dryweight mycelium production on the culture which was irradiated by 5 Gy.
* Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi, LIPI
627
PENDAHULUAN
Selulase adalah salah satu enzim yang sangat penting peranannya
glukosa, protein sel tunggal, makanan ternak, etanol dan lain-lain.
Hambatan utama dalam usaha pengembangan teknologi pemanfaatan enzim
selulase dalam skala industri adalah tingginya biaya produksi se
hingga ni lai ekonomi enzim yang dihasilkan menjadi sangat maha!.
Salah satu cara untuk menekan biaya produksi adalah dengan memanfa
atkan limbah selulase sebagai medium pertumbuhan mikroorganisme
untuk menggantikan substrat selulase murni yang mahal harganya.
Sedangkan enz im amilase saat ini banyak digunakan dalam industri
perekat teksti 1 dan gula non tebu. Kebutuhan akan enz im tersebut
kian hari kian bertambah besar. Di Indonesia industri-industri glu
kosa yang menggunakan proses enzimatik masih mengimpor dari luar
negeri dengan harga mahal, sehingga kemungkinan untuk dapat mempro
duksi sendiri dengan harga murah pedu dijajagi. Substrat penghasil
enzim yang banyak dijumpai di Indonesia adalah limbah pertanian
padi. Pemanfaatan dedak padi sebagai medium fermentasi untuk per
tumbuhan mikroorganisme memiliki peluang yang baik, karena memberi"':
kan alternatif blaya yang murah (1).
Enzlm selulase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti
tanaman, insekta, dan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme
sebagai mesin penghasil enzim selulase sangat menguntungkan karena
selain mudah dibiakkan, mikroorganisme mempunyai kecepatan tumbuh
yang tinggi dan mudah dikontrol pertumbuhannya (2). Beberapa Marga
kapang seperti Aspergillus, Rhizopus, dan Mucor banyak ditemui dalam
makanan hasil fermentasi seperti kecap, tapai, tempe, dan lain-lain
mampu memproduksi enzim selulase dan enzim amilase, amiloglukosi
dase, dan beberapa asam organik seperti asam sitrat, asam glukonat,
dan lain-lain (3).
Aspergillus niger telah dikenal sebagai salah satu jenis
mikroorganisme yang memiliki kemampuan tinggi· untuk menghasilkan
berbagai enzim yang penting penerapannya dalam bidang pangan.
Andil yang diberikan oleh pengetahuan dan teknik nuklir untuk
bidang biologi telah banyak. Pengetahuan biologi ini sangat luas dan
mencakup bidang mikrobiologi. 'l'eknik nukli l' dapat berperan untuk
membantu perbaikan varitas sehingga menghasilkan keturunan yang
628
lebih baik (4).
Dalam rangka mempelajari pemanfaatan teknik nuklir telah
dilakukan percobaan dengan melihat pengaruh iradiasi sinar neutron
terhadap produksi enzim selulase oleh Aspergillus niger pada media
dedak.
Aspergillus niger disinari dengan sinar neutron dengan berbagai
dosis di reaktor Atom Triga Mark II PPTN, Bandung.
BAHAN DAN METODE
Biakan Aspergillus niger Diperoleh dari Koleksi Balitbang Mi
krobiologi, Puslitbang Biologi , LIPI, Bogor. Oedak yang digunakan
dalam penelitian ini diperoleh dari Cianjur.
Persiapan Inokulum. Biakan diinkubasi selama 3 hari pada medium
touge agar miring (300).Kedalam biakan ditambahkan air suling ste
ril untuk membuat suspensi sampai kepekatan optik (OD) 0,5. Untuk
setiap 17,5 gr media digunakan 1,575 ml suspensi biakan.
Produksi Enzim Selulase. Produksi enzim selulosa dilakukan
dalam erlenmeyer 150 ml yang berisi 17,5 gr dedak padi dalam 50 ml
air suling steril. Mula-mula dedak dan air suling disterilkan secara
terpisah pada 1200 selama 45 meni t. Setelah dingin, kedua bahan
tersebut dicampur, lalu diinokulasi dengan 1,575 ml larutan inokulan
dan diikubasi pada suhu ruang selama 7 hari.
Ekstraksi Enzim Selulase. Biakan yang telah dipenuhi oleh mi
selium ditambah air suling steril sebanyak 87,5 ml, kemudian dikocok
selama dua jam dalam ,.icebath". Campuran tersebut dipusing dengan
alat centri fuge pada kecepatan 5000 rpm selama 10 meni t. Bagian
cairan di tambah larutan CaCl2 20% dengan perbandingan 1 ml larutan
CaCl2 untuk setiap 40 ml bagian cairan yang diperoleh, dibiarkan
selama 15 menit dan dipusing kembali selama 10 menit pada kecepatan
5000 rpm.
Penentuan Aktivitas K~zim Selulase. Aktivitas selulase ditentu
kan dengan mengukur jumlah gula pereduksi hasil hidrolisis selulase
dengan metode BERNFELD (5). Substrat yang digunakan adalah campuran
CMC 0,5% dalam 0,05 M bufer acetat (pH 6,0). Larutan enzim selulase
0,5 ml ditambahkan ke dalam 0,5 ml larutan substrat 0,5% pada tabung
reaksi, diinkubasi selama 10 menit pada temperatur 400C, ditambahkan
629
2 ml pereaksi dinitrosalisilat, dipanaskan selama 5 menit, dinginkan
dengan segera, lalu ditambahkan 20 ml air suling. Persentase ab-
sorban diukur Dada panjang gelombang 540 nm Dada spektronik 20
(Bousch & Lomb). Kadar glukosa diperhitungkan dad kurva standar.
satu unit aktivitas enzim selulase ditentukan sebagai jumlah enzim
yang dapat dibebaskan satu mM gula pereduksi dalam waktu 15 meni t
pada temperatur 40oC, pH 6,0 per 100 ml larutan enzim.
Penentuan Aktivitas Enzim A.ilase. Ke dalam tabung-tabung per
cobaan (sampel dan blanko) masing-masing dimasukkan 2 ml larutan
substrat pati dalam bufer acetat pH 6,a di tempatkan pada penangas
air dengan temperatur 370C selama 5 menit. Masukkan 0,05 ml larutan
enzim dengan memakai pipet, dikocok beberapa lama, lalu diinkubasi
kan pada temperatur 37°C selama 15 meni t. Setelah di inkubasi dengan
segera ditambahkan 20 ml air suling dan 1,0 ml larutan yod 0,008 N.
Campuran tersebut dikocok beberapa lama hingga tercampur sempurna,
dibiarkan 10 menit dan diukur absorbannya pada panjang gelombang 620
nm dengan spektronik 20 (Bousch & Lomb). Penetapan dilakukan tiga
kali ulangan. Larutan substrat yang digunakan mengandung 0,2 gr '
amilase, 15 mM NaCl dan 20 mM bufer acetat pH 6,0. Perhitungan akti
vitas enzim dilakukan dengan satuan "Street-Close"/100 ml. Satu
satuan S.C, ialah jumlah enzim yang dapat dihidrolisis 20 mg amilase
dalam waktu 15 menit pH 6,0 dengan temperatur 37oC.
Aktivitas = Ab. Banko - Ab. Sampe~ x 100 S.C. Unit/100 mlAb. Blanko
HASIL DAN PEMBAHASAN
Produksi enzim selulase dan enzim amilase oleh Aspergillus
niger yang telah diiradiasi pada media dedak diamati pada masa inku
basi 7 hari, dimana miselium kapang tersebut telah menutupi seluruh
bagian media (Tabel 1). Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa berat
kering miselium tertinggi dihasilkan pada perlakuan iradiasi 5 Gy.
Hasil peJIgamatan produksi selulase dalam media dedak disajikan
dalam Tabel 2 dan 3.
Dari Tabel 3 dapat kita lihat bahwa F hitung ) F tabel yang
berarti bahwa ada perbedaan nyata an tara inokulum Aspergillus niger
yang diiradiasi dengan inokulum yang tidak diiradiasi (kontrol)
630
terhadap produksi enzim selulase (uji scheffe).
Hasil pengamatan prodllksi ami lase dal am media dedak di saj ikandalam Tabel 4 dan 5.
Dari Tabel 5 dapat kita lihat bahwa F hitung > F label yang ber
arti ada perbedaan nyata antara inokulum Aspergillus niger yang
diiradiasi dengan inokti1um yang diiradiasi (kontroI) terhadap pro
doksi enzim amilase (uji scheffel.
KESIMPULAN
Dari percobaan diatas dapat disimpulkall bahwa ada pengaruh yangnyata iradiasi sinal' Neutron terhadap produksi enzim selulase dan
enz i m amilase oleh Aspergi llus niger pada media dedak, teru t.ama pada
iradiasi dengan dosis 10 Gy.
UCAPAN TERlMA KASIH
Tedma kasih diucapkan kepada Bapak Drs. Sugijanto dan rekan
rekan di PPTN Bandung atas bantuannya fasilitas iradiasi.
DAFTAR PUSTAKA
1. SOEMARDI, "Pendayagunaan dedak", Semi nar Tekno1ogi Pangan I I,Ragian Teknologi LP3 Rogor (1975).
2. REED, G., Enzymes in Food Processing, Academic Press, New York(1975).
3. FRAZIER, W.C. dan WESHOFF, D.C., Food Microbiology, Tata Mc.Graw-Hill, New York (19B1).
4. SASTRODIHARDJO, S., Dasar-dasar Mutation Breed i ngs, BATAN,,J akarta (1978).
5. BERNFELD, P., "Amylasses alpha and beta", Methods in F:nzymo1ogy,(COLLOWICK, S. P., and KAPLAN, M.C., eds.), Academic PI'ess, NewYork (1955).
Tabel 1. Berat kering miselium kapang Aspergillus niger
Dosis (Oy)
5
1015
20
25
Kontrol
Berat kering miselium (gr)
1,645
1,365
1,558
1,418
1,505
1,628
Tabel 2. Pengaruh iradiasi terhadap aktivitas produksi enzimselulase
Ulangan Dosis iradiasi (Gy)
---.--.---- 5
10152025Kontrol
-------. 1
1,6851,8131,5001,4351,3351,258
2
1,5001,731,3851,4201.4151,280
3
1,5101,6751,3801,3701,2251,330
Rata-rata
1,5651,7391,4221,4081,3251,289
----" ------.------------------------
632
Tabel 3. Tabel Anova produksi enzim selulase
Sumber
Variasj
Antara
Dalam
Total
JK
0,403
0,081
0,484
dk
5
12
] 7
RK
0,081
0,007
F hitung F tabel0,05
11,57 3,11
Tabel 4. Pengaruh iradiasj terhadap produksj enzim ami lase (Street
Close).
Ulangan Oasis jradiasi (Gy)
12
3
5
169,230
175,384
160,000
10
184,616
]93,846
184,616
15
169,230
153,846
163,077"
20
141,538
147,692
129,231
25
lJ5 , 385126,154
95,385
Kontrol
92,308
49,231
70,769
Rata-rata 168,205 187,693 162,051 142,820 118,975 70,769
Tabel 5. Tabel Anova produksi enzim amilase
Sumber JKdkRKF hitungF Tabel
Variasi0,05
------ Antara
153656,556530731,311 16],7813,11
Dalam
2279,46612189,956
Total
155936,022if 17
633
DISKUSI
HARSOJO
Berapakah umur biakan pada waktu diiradiasi ?
YATI S.
Biakan yang di iradasi berumllr 3 hari yang di tumbuhkan pada media
tauge agar miring.
MARIA LINA
1. Apakah Anda pernah mengiradiasi A. niger dan R. oryzae dalam
bentuk spora. Bagaimana hasil produksi enzim baik selulose maupun
ami lose jika dibandingkan dengan mengiradiasi miseliumnya.
2. Bagaimana kondisi untllk iradiasi dalam bentllk miselium ?
YATI S.
Belum pernah, tetapi dengan adanya pertanyaan ini membuka wawasan
saya.
SRI HARIANI S.
1. Dalam bentllk apakah A. niger diiradiasi ?
2. Bagaimana cara mengukllr populasi kapang yang telah ditumbuhkan
dalam dedak ?
3. Apakah aktivitas enzim yang diukur berada dalam keadaan murni
atau dalam bentuk filtrat.
YATI S.
1. Dalam tabung biakan di tanam pada media agar miring.
2.
Dedak yang akan dipakai disterilkan lebih dahulu sehingga
tidak ada kapang atau mikroorganisme yang lain.3.
Dalam bentuk filtrat.
G34