4.2 PENELITIAN UTAMA
4.2.1 Produksi Enzim PadaKulit Kopi
Aktivitas enzim protease diperoleh pada dua perlakuan yaitu kombinasi dua isolat dan kombinasi tiga isolat. Kombinasi dua isolat menggunakan isolat FLp1 dan FLs1, dan pada kombinasi tiga isolat menggunakan isolat FLp1, FLx3 dan FLs1. Nilai aktivitas enzim yang dihasilkan oleh protease menunjukkan bahwa isolat FLp1 mampu menghidrolisis substrat kulit kopi.
Tabel 4. Aktivitas enzim protease selama fermentasi pada suhu 30oC dan 37o
Jenis Bakteri C Hari ke Aktivitas Protease (unit/ml) 30oC 37oC FLs1+FLp1 1 1.822 1.755 2 0.827 1.023 3 0.158 0.365 4 0 0.286 FLp1+FLs1+FLx3 1 1.509 1.445 2 1.013 0.655 3 0 0 4 0 0
Substrat akan terhidrolisis oleh enzim protease menjadi peptida dan asam amino. Laju pembentukan peptida dan asam amino tersebut dapat dijadikan tolak ukur aktivitas katalisis protease.
20 Aktivitas enzim protease yang dihasilkan selama fermentasi disajikan pada Tabel 4. Aktivitas enzim protease yang diperoleh selama fermentasi berkisar antara 0 – 1.822 unit/ml. Berdasarkan hasil penelitian ini, aktivitas enzim protease yang dihasilkan paling tinggi dari semua perlakuan adalah 1.822 unit/ml yang diperoleh dari perlakuan kombinasi isolat FLp1 dan FLs1 dengan waktu fermentasi selama 24 jam pada suhu 30 o
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh
C. Waktu optimal pada penelitian ini sama dengan penelitian Sugiarto (2001) yang memproduksi enzim protease dengan Bacillus subtilis pada media tepung kedelai memperoleh aktivitas protease tertinggi sebesar 0.551 unit/ml pada jam ke-24.
El-Raheern et al.(1994), produksimaksimumproteasedenganStreptomycescorchorusiiST36diperolehdenganpH 6pada suhu 30oC.Pada penelitian Muthulakshmiet al. (2011), produksienzimoleh
Aspergillusflavuspada media biji gandum yang dilakukan pada suhu 20-70°Cdidapatkan bahwa adapeningkatan dalamproduksi proteaseketikasuhuinkubasidinaikkandari 20°Csampai 30°C dan
produksienzimsedikitmenurunhingga 40°C.Jadisuhu inkubasioptimumuntuk produksiproteasediperoleh pada suhu 30°C.
Menurut Secadeset al.(2001), yang mengamatibahwa
suhuoptimumuntukekstraselulerproteaseyang dihasilkan olehFlavobacteriumpsychrophilumberadapada suhu antara25°Cdan 40°C.Selainitu,suhu
optimumuntuk produksiproteaseadalahantara30°Cdan 45°C (Wery et al.2003)
Suhu mempengaruhi laju reaksi katalisis enzim dengan dua cara. Pertama, kenaikan suhu akan meningkatkan energi molekul substrat dan pada akhirnya meningkatkan laju reaksi enzim. Peningkatan suhu juga berpengaruh terhadap perubahan konformasi substrat sehingga sisi reaktif substrat mengalami hambatan untuk memasuki sisi aktif enzim dan menyebabkan turunnya aktivitas enzim.Hal ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme baik secara tidak langsung dengan mempengaruhi ketersediaan unsur hara atau langsung dengan tindakan pada sel permukaan. Faktor lain yang penting adalah lingkungan suhu inkubasi yang penting bagi produksi protease oleh mikroorganisme. Suhu tinggi akan memiliki beberapa efek buruk pada aktivitas metabolik mikroorganisme penghasil enzim proteolitik (Tunga 1995).
.
Peningkatan aktivitas enzim ekstraseluler selama masa inkubasi disebabkan oleh induksi, sedangkan penurunan aktivitas kemungkinan disebabkan oleh penghambatan umpan balik dan
autolisis. Protease merupakan enzim yang bersifat induktif yaitu enzim yang diproduksi oleh sel apabila terdapat substrat disekitarnya. Seperti enzim yang bersifat induktif pada umumnya, biasanya produk akhir aktivitas enzim bersifat menghambat produksi enzim (penghambatan umpan balik) sehingga aktivitas enzim di dalam media akan berkurang. Autolisis terjadi karena terhidrolisanya enzim oleh aktivitas proteinase yang dihasilkan dari proses autolisis sel (Whitaker 1994).
Aktivitas enzim selulase diperoleh pada tiga perlakuan yaitu isolat tunggal (FLs1), kombinasi dua isolat (FLs1 dan FLp1) dan kombinasi tiga isolat (FLs1, FLx3 dan FLp1). Nilai aktivitas enzim yang dihasilkan oleh selulase menunjukkan bahwa isolat FLs1 mampu menghidrolisis substrat kulit kopi.
Pada Tabel 5 menunjukkan perbedaan aktivitas enzim yang diperoleh pada setiap kombinasi. Aktivitas enzim yang dihasilkan pada kedua suhu tersebut menunjukkan penurunan setelah mengalami aktivitas optimalnya. Aktivitas enzim selulase yang diperoleh selama fermentasi berkisar antara 9 – 113 mU/ml. Berdasarkan hasil penelitian ini, aktivitas enzim selulase yang dihasilkan paling tinggi dari semua perlakuan sebesar 87 mU/ml yang diperoleh dari perlakuan kombinasi isolat FLp1 dan FLs1 dengan waktu fermentasi selama 2 hari pada suhu 30 oC. Suhu optimal pada penelitian ini sama dengan penelitian Chen et al. (2010) yang memproduksi enzim selulase dengan T. viride
21 Tabel 5. Aktivitas enzim selulase dan xilanase selama fermentasi
Jenis Bakteri Hari ke Selulase dan Xilanase (mU/ml) 30oC 37oC FLs1 1 43 35 2 78 43 3 52 61 4 35 9 FLs1+FLp1 1 52 26 2 87 52 3 43 69 4 26 17 FLp1+FLs1+FLx3 1 44 52 2 61 61 3 113 96 4 26 9
Pada kombinasi tiga isolat (FLs1, FLx3 dan FLp1), yang merupakan kombinasi antara selulase dengan xilanase menghasilkan aktivitas enzim tertinggi pada hari ke-3 sebesar 113 mU/ml. Pada suhu 37oC, aktivitas enzim yang diperoleh cenderung lebih kecil jika dibandingkan dengan suhu 30o
Pada saat puncak aktivitas enzim selulase, bakteri mengeluarkan enzim selulase secara maksimal ke lingkungan luarnya, namun terjadi feed back inhibition sehingga dapat menghambat aktivitas pada enzim selulase. Molekul glukosa sebagai produk akhir dari enzim selulase menempel pada sissi alosterik enzim sehingga sisi aktif enzim selulase tidak dapat lagiditempati oleh substrat selulosa. Selain itu terjadi represi sintesis enzim selulosa oleh karena kehadiran glukosa yang berlimpah. Glukosa merupakan sumber karbon sederhana yang dapat merepresi sintesis enzim selulase (Abalos et al. 1997).
C dan optimal pada hari ke tiga fermentasi. Hal ini menunjukkan bahwa kombinasi isolat FLx3 dan FLs1 mampu menghidrolisis substrat kulit kopi yang memiliki struktur lebih kompleks.
Menurut Irawadi (1990), turunnya aktivitas pada suhu di bawah suhu optimum, diduga karena rendahnya afinitas antara enzim dengan substrat atau rendahnya kecepatan awal pemutusan kompleks enzim dengan substrat, sedangkan turunnya aktivitas di atas suhu optimum terutama disebabkan menurunnya stabilitas enzim akibat panas. Pemberian panas dapat menyebabkan putusnya sebagian besar ikatan-ikatan yang kurang kuat pada struktur protein enzim, misalnya ikatan hidrogen yang membentuk struktur tersier protein, yang akhirnya dapat menyebabkan denaturasi pada enzim.
Beberapa sumber karbon yang sering digunakan adalah molases, serealia, pati, glukosa, sukrosa, dan laktosa. Produksi enzim xilanase sebagai sumber karbon adalah xilan. Xilan dengan aktivitas xilanase yang dihasilkan oleh mikroorganisme akan terhidrolisis menjadi xilosa (Richana 2012).
22