Pengaruh Konsentrasi Fosfat dalam Media dan Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas Enzim Fosfatase dan AAsam Organik Oleh Aspergillus niger BCC F.194

(1)

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN

WAKTU INKUBASI TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM

FOSFATASE DAN ASAM ORGANIK OLEH

Aspergillus niger

BCC FiI94

Oleh

IQBAL AFTONI

F03495017

2000

FAKULTAS TEICNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

lqbal Aftoni. F03495017. Pengaruh Konsentrasi Fosfat dalain Media dan WaMu lnkubasi Terhadap Aktivitas Enzim Fosfatase dan Asam Organik Oleh

Aspergiflus niger BCC F.194. Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu, Didiek Hadjar Goenadi dan lllah Sailah

Ringkasan

Pupuk merupakan komoditi yang strategis karena menyangkut kepentingan masyarakat luas terutamn petani. Pembuatan pupuk secara kimia dapat menimbulkan dampak lingkungan yang kurang baik karena menygunakan asam sulfat dan asam fosfat sebagai bahan aktivasi fosfat alam. Di samping itu

bahan baku dan bahan proses pembuatan~ pupuk kimia, juga masih banyak yang

diimpor sehingga dapat meningkatkan biaya produksi. Oleh karena itu perlu dicari teknologi lain yang ramah lingkungan dan dapat menurunkan biaya produksi tersebut. Salah satu teknologi yang diharapkan dapat mengatasi kedua masalah ini adalah teknologi mikrobial.

Penelitian ini bertujuan mernpelajari pengaruh konsentmsi P dalam media dan waktu inkubasi terhadap produksi asam organik dan aktivitas fosfatase. lsolat yang digunakan adalah Aspergilvs niger BCC F.194. Fosfat alam yang dicobakan adalah fosfat alam ex-Madura (FAM) dan fosfat alam ex-Cileungsi (FAC) dengan konsentmsi 0, 0.125, 0.25, 0.5 dan

1

% (blv) dengan waktu inkubasi adalah 3, 6, 9, 12 dan 15 hari. Pengamatan yang dilakukan adalah biomassa, pH, aktivitas fosfatase, jenis dan konsentrasi asam organik, aktivitas spesifik enzim dan kemampuan A. niger melarutkan fosfat.

Hasil analisis aktivitas fosfatase menunjukkan nilai tertinggi dicapai pada konsentrasi P 0.25 % denaan waktu inkubasi 9 hari. Hal ini berlaku baik untuk fosfat alam ex-Cileungsi miupun fosfat alam ex-Madura. Nilai aktivitas fosfatase tertinggi dalam medium P-FAM dan medium P-FAC adalah 247.9 Uniffml dan 141.9 - - .

Unitlml.

Asam organik yang dianalisis ada 3 jenis yaitu asam oksalat, asam glukonat dan asam sitrat. lnoltulasi A. niger BCC F.194 pada medium P-FAM hanya menghasilkan dua macam asam organiki,yaitu asam glukonat dan asam sitrat Asam glqkonat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAM 0% yaitu 5277 pprn dan konsentrasi asam sitrat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAM 1% yaitu 47.8 ppm. lnokulasi A. niger BCC F.194 pada medium P-FAC menghasilkan dua macam asam organik yaitu asam glukonat dan asam sitrat, kecuali pada konsentrasi P-FAC 0% menghasilkan asam oksalat yaitu sebesar 753.7 ppm.

Konsentrasi asam glukonat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAC 0.125% sebesar 1339.9 ppm dan konsentrasi asam sitrat tertinggi dicapai pada konsentrasi

P-FAC 1% sebesar 78.6 ppm.

(3)

melarutkan P. Hal ini disebabkan kaiena pada konsentrasi P lebih dari 0.125%,

(4)

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN WAKTU

INKUBASI TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM FOSFATASE DAN ASAM

ORGANIK OLEH

AspergiIIus

niger

BCC

F.194

Oleh

IQBAL AFTONI

F03495017

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sa rjana Teknologi Pertanian pada

Jurusan Teknologi lndustri Pertanian

Fakultas 7'eknologi Pertanian

lnstitut Pertanian Bogor

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(5)

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN WAKTU INKUBASI

TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM FOSFATASE DAN ASAM ORGANIK OLEH Aspergiiius

niger

BCC F.194

SKRlPSl

Sebagai salah satu syarat rnernperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian lnstitut Pertanian Bogor

Oleh

IQBAL AFTONI F03495017

Dilahirkan pada tanggal: 6 Agustus 1977

di Wonosobo

Tanggal lulus: 22 Januari 2000

Disetujui Bogor, Febmari 2000

L--

(6)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. yang telah rnernberikan nikrnat dan kawnia-Nya sehingga penulis diberikan kekuatan dan

kemsmpuan untuk menyelesaikan laporan penelitian (Skripsi) dengan judul

"Pengawh Konsentrasi Fosfat dalarn Media dan Waktu lnkubasi Terhadap Aktivitas Enzirn Fosfatase dan Asam Organik Oleh Aspergillus niger BCC

F.194

".

Tugas akhir ini rnerupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan

Strata I di juwsan Teknologi lndustri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, lnstitut

Pertanian Bogor.

Pada kesernpatan ini penulis rnengucapkan terirna kasih sebesar-

besamyakepada:

1. Kedua orang tua penulis, Bp. Urnar Khamidi dan lbu Siti Rokhayah atas segala dorongan rnoril dan rnateriil berupa doa dan kasih sayang yang begitu besamya dan tak akan penulis lupakan untuk selamanya. Juga kakak-kakak tercinta Mas Ragab, Mbak Ulurn, Ani dan adikku Rito'an.

2. Dr. Ir. Khaswar Syarnsu, MSc. selaku Dosen Pernbirnbing I yang senantiasa

mernberikan arahan, bimbingan, sernangat serta bertukar pikiran selama

perkuliahan dan penyelesaian tugas akhir ini.

3. Dr. Ir. Didiek Hadjar Goenadi, MSc. selaku Dosen Pembimbing II dan Dr. Ir. lllah Sailah, MS. Selaku Pembimbing Ill yang senantiasa rnemberikan bantuan, arahan, birnbingan dan kesernpatan serta Icesabaran dalarn penyelesaian tugas akhir ini.

4. Dr. Ir. Muhammad Romli, MSc. sebagai dosen penguji pada ujian Laporan Penelitian dan Kesarjanaan.

5. Ust. Dr. Hasyirn, DEA dan Ust. Ir. Abu Muhammad selaku orang tua yang

memberikan birnbingan, arahan dan ajaran-ajaran kehidupan.

6. _{Saudara seperjuangan Syah Alarn Andriyanto Siregar sernoga selalu sukses dan}

sabar.

7. S e l u ~ h staf Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan, tewtama Bu Antin, Bu Nina, Bu Euis, Mbak Nia dan Mas isroi atas kerjasarna dan bantuannya.

8. Saudara-saudaraku di Ghuroba Group dan Graha Ar-Rahman yaiig telah

(7)

Tiada karya yang sernpurna selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran yang rnernbangun sangat penulis harapkan. Akhimya penulis hanya dapat beh.arap sernoga tulisan ini dapat dirnanfaatkan bagi kita sernua. Amiin.

Bogor, Desernber 1999

(8)

DAFTAR IS1

Halaman

Kata Pengantar ...

Daftar Garnbar ...

... Daftar Tabel

Daftar Lampiran ...

I

.

PENDAHULUAN

...

A

.

Latar Belakang

...

.

B

.

Tujuan Penel~t~an

...

. .

C

.

Tempat Penel~t~an

...

II

.

TlNJAUAN PIJSTAKA

A

.

Ketersediaan Fosfat Alam

...

B

.

Fisiologi Aspergillus niger

C

.

Faktor-Faktor yang M e m p e n g a ~ h i Pertumbuhan

...

Aspergiflus niger

...

.

1 Faktor Nutrien

2

.

Faktor pH

...

3

.

Faktor Suhu

...

4.Faktor Waktu lnkubasi

...

5.Faktor Aerasi

D

.

Aktvitas Enzim

...

.

1 Aktivitas Enzim

2.lnduksi Enzim

...

E

.

Produksi Asam Organik

...

Ill

.

BAHAN DAN METODE

A

.

Alat dan Bahan

...

I

.

Alat

...

(9)

B

.

Metode Penelitian

...

1.Penelitian Pendahuluan

...

. .

2.Penelit1an Utama

...

a.Peremajaan lnokulum

...

b.Pembuatan Medium Pikovskaya

...

c.Produksi Fosfatase dengan Erlenmeyer

...

Kocok

d.Pengamatan dan lsolasi Enzim

...

e.Pengukuran Biomassa

...

f.Pengukuran Aktivitas Enzim fosfatase

g-Pengukuran Kadar Protein

...

h.Pengukuran P terlarut

i.Analisis Asam Organik dengan Metode

HPLC

...

C

.

Perlakuan

...

D

.

Rancangan Percobaan

...

IV

.

HASlL DAN PEMBAHASAN

A

.

Penelitian Pendahuluan (Analisis Komponen

Makro Mikro Fosfat Alam)

...

. .

B

.

Peneltt~an Utama

...

1

.

Aktivitas Enzim Fosfatase

...

.

a Biomassa

.'...

b

.

Aktivitas Fosfatase

...

2

.

...

3

.

Kemampuan A

.

niger melarutkan P

...

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

A

.

Kesimpulan

...

C

.

Saran

...

DAFTAR PUSTAKA

...

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

[image:10.490.34.436.131.469.2]

Garnbar 1. Model lnduksi Jacob Monod ...

Gambar 2. Grafik Hubungan Waktu lnkubasi dan Biornassa pada

~erbagai Tingkat ~onsenirasi FAM ...

Gambar 3. Grafik Hubungan Waktu lnkubasi dan Biomassa pada

Berbagai Tingkat Konsentrasi FAC ... ,.

Garnbar 4. Grafik Hubungan antara Waktu lnkubasi dan Produksi Enzim

Fosfatase pada Berbagai Tingkat Konsentrasi FAM

...

Garnbar

5.

Grafik Hubungan antara Waktu lnkubasi dan Produksi Enzim

Fosfatase pada Berbagai Tingkat Konsentrasi FAC

...

Garnbar 6. Grafik Hubungan Waktu lnkubasi dan pH pada Berbagai

Tingkat Konsentrasi FAM ...

Tingkat Konsentrasi FAC ...

Garnbar 8. Mekanisme Pernbentukan Asam Glukonat, Oksalat dan sitrat

Oleh

Mikroorganisme ...

Garnbar 9. Grafik Kernampuan A. niger Melarutkan P pada Medium FAC Garnbar 10. Grafik Kemarnpuan A. niger Melarutkan P pada Medium

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN

WAKTU INKUBASI TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM

FOSFATASE DAN ASAM ORGANIK OLEH

Aspergillus niger

BCC FiI94

Oleh

IQBAL AFTONI

F03495017

2000

FAKULTAS TEICNOLOGI PERTANIAN

(75)

lqbal Aftoni. F03495017. Pengaruh Konsentrasi Fosfat dalain Media dan WaMu lnkubasi Terhadap Aktivitas Enzim Fosfatase dan Asam Organik Oleh

Aspergiflus niger BCC F.194. Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu, Didiek Hadjar Goenadi dan lllah Sailah

Ringkasan

Pupuk merupakan komoditi yang strategis karena menyangkut kepentingan masyarakat luas terutamn petani. Pembuatan pupuk secara kimia dapat menimbulkan dampak lingkungan yang kurang baik karena menygunakan asam sulfat dan asam fosfat sebagai bahan aktivasi fosfat alam. Di samping itu

bahan baku dan bahan proses pembuatan~ pupuk kimia, juga masih banyak yang

diimpor sehingga dapat meningkatkan biaya produksi. Oleh karena itu perlu dicari teknologi lain yang ramah lingkungan dan dapat menurunkan biaya produksi tersebut. Salah satu teknologi yang diharapkan dapat mengatasi kedua masalah ini adalah teknologi mikrobial.

Penelitian ini bertujuan mernpelajari pengaruh konsentmsi P dalam media dan waktu inkubasi terhadap produksi asam organik dan aktivitas fosfatase. lsolat yang digunakan adalah Aspergilvs niger BCC F.194. Fosfat alam yang dicobakan adalah fosfat alam ex-Madura (FAM) dan fosfat alam ex-Cileungsi (FAC) dengan konsentmsi 0, 0.125, 0.25, 0.5 dan

1

% (blv) dengan waktu inkubasi adalah 3, 6, 9, 12 dan 15 hari. Pengamatan yang dilakukan adalah biomassa, pH, aktivitas fosfatase, jenis dan konsentrasi asam organik, aktivitas spesifik enzim dan kemampuan A. niger melarutkan fosfat.

Hasil analisis aktivitas fosfatase menunjukkan nilai tertinggi dicapai pada konsentrasi P 0.25 % denaan waktu inkubasi 9 hari. Hal ini berlaku baik untuk fosfat alam ex-Cileungsi miupun fosfat alam ex-Madura. Nilai aktivitas fosfatase tertinggi dalam medium P-FAM dan medium P-FAC adalah 247.9 Uniffml dan 141.9 - - .

Unitlml.

Asam organik yang dianalisis ada 3 jenis yaitu asam oksalat, asam glukonat dan asam sitrat. lnoltulasi A. niger BCC F.194 pada medium P-FAM hanya menghasilkan dua macam asam organiki,yaitu asam glukonat dan asam sitrat Asam glqkonat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAM 0% yaitu 5277 pprn dan konsentrasi asam sitrat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAM 1% yaitu 47.8 ppm. lnokulasi A. niger BCC F.194 pada medium P-FAC menghasilkan dua macam asam organik yaitu asam glukonat dan asam sitrat, kecuali pada konsentrasi P-FAC 0% menghasilkan asam oksalat yaitu sebesar 753.7 ppm.

Konsentrasi asam glukonat tertinggi dicapai pada konsentrasi P-FAC 0.125% sebesar 1339.9 ppm dan konsentrasi asam sitrat tertinggi dicapai pada konsentrasi

P-FAC 1% sebesar 78.6 ppm.

(76)

melarutkan P. Hal ini disebabkan kaiena pada konsentrasi P lebih dari 0.125%,

(77)

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN WAKTU

INKUBASI TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM FOSFATASE DAN ASAM

ORGANIK OLEH

AspergiIIus

niger

BCC

F.194

Oleh

IQBAL AFTONI

F03495017

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sa rjana Teknologi Pertanian pada

Jurusan Teknologi lndustri Pertanian

Fakultas 7'eknologi Pertanian

lnstitut Pertanian Bogor

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(78)

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGARUH KONSENTRASI FOSFAT DALAM MEDIA DAN WAKTU INKUBASI

TERHADAP AKTlVlTAS ENZlM FOSFATASE DAN ASAM ORGANIK OLEH Aspergiiius

niger

BCC F.194

SKRlPSl

Sebagai salah satu syarat rnernperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian lnstitut Pertanian Bogor

Oleh

IQBAL AFTONI F03495017

Dilahirkan pada tanggal: 6 Agustus 1977

di Wonosobo

Tanggal lulus: 22 Januari 2000

Disetujui Bogor, Febmari 2000

L--

(79)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. yang telah rnernberikan nikrnat dan kawnia-Nya sehingga penulis diberikan kekuatan dan

kemsmpuan untuk menyelesaikan laporan penelitian (Skripsi) dengan judul

"Pengawh Konsentrasi Fosfat dalarn Media dan Waktu lnkubasi Terhadap Aktivitas Enzirn Fosfatase dan Asam Organik Oleh Aspergillus niger BCC

F.194

".

Tugas akhir ini rnerupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan

Strata I di juwsan Teknologi lndustri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, lnstitut

Pertanian Bogor.

Pada kesernpatan ini penulis rnengucapkan terirna kasih sebesar-

besamyakepada:

1. Kedua orang tua penulis, Bp. Urnar Khamidi dan lbu Siti Rokhayah atas segala dorongan rnoril dan rnateriil berupa doa dan kasih sayang yang begitu besamya dan tak akan penulis lupakan untuk selamanya. Juga kakak-kakak tercinta Mas Ragab, Mbak Ulurn, Ani dan adikku Rito'an.

2. Dr. Ir. Khaswar Syarnsu, MSc. selaku Dosen Pernbirnbing I yang senantiasa

mernberikan arahan, bimbingan, sernangat serta bertukar pikiran selama

perkuliahan dan penyelesaian tugas akhir ini.

3. Dr. Ir. Didiek Hadjar Goenadi, MSc. selaku Dosen Pembimbing II dan Dr. Ir. lllah Sailah, MS. Selaku Pembimbing Ill yang senantiasa rnemberikan bantuan, arahan, birnbingan dan kesernpatan serta Icesabaran dalarn penyelesaian tugas akhir ini.

4. Dr. Ir. Muhammad Romli, MSc. sebagai dosen penguji pada ujian Laporan Penelitian dan Kesarjanaan.

5. Ust. Dr. Hasyirn, DEA dan Ust. Ir. Abu Muhammad selaku orang tua yang

memberikan birnbingan, arahan dan ajaran-ajaran kehidupan.

6. _{Saudara seperjuangan Syah Alarn Andriyanto Siregar sernoga selalu sukses dan}

sabar.

7. S e l u ~ h staf Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan, tewtama Bu Antin, Bu Nina, Bu Euis, Mbak Nia dan Mas isroi atas kerjasarna dan bantuannya.

8. Saudara-saudaraku di Ghuroba Group dan Graha Ar-Rahman yaiig telah

(80)

Tiada karya yang sernpurna selain karya-Nya. Oleh karenanya kritik dan saran yang rnernbangun sangat penulis harapkan. Akhimya penulis hanya dapat beh.arap sernoga tulisan ini dapat dirnanfaatkan bagi kita sernua. Amiin.

Bogor, Desernber 1999

(81)

DAFTAR IS1

Halaman

Kata Pengantar ...

Daftar Garnbar ...

... Daftar Tabel

Daftar Lampiran ...

I

.

PENDAHULUAN

...

A

.

Latar Belakang

...

.

B

.

Tujuan Penel~t~an

...

. .

C

.

Tempat Penel~t~an

...

II

.

TlNJAUAN PIJSTAKA

A

.

Ketersediaan Fosfat Alam

...

B

.

Fisiologi Aspergillus niger

C

.

Faktor-Faktor yang M e m p e n g a ~ h i Pertumbuhan

...

Aspergiflus niger

...

.

1 Faktor Nutrien

2

.

Faktor pH

...

3

.

Faktor Suhu

...

4.Faktor Waktu lnkubasi

...

5.Faktor Aerasi

D

.

Aktvitas Enzim

...

.

1 Aktivitas Enzim

2.lnduksi Enzim

...

E

.

...

Ill

.

BAHAN DAN METODE

A

.

Alat dan Bahan

...

I

.

Alat

...

(82)

B

.

Metode Penelitian

...

1.Penelitian Pendahuluan

...

. .

2.Penelit1an Utama

...

a.Peremajaan lnokulum

...

b.Pembuatan Medium Pikovskaya

...

c.Produksi Fosfatase dengan Erlenmeyer

...

Kocok

d.Pengamatan dan lsolasi Enzim

...

e.Pengukuran Biomassa

...

f.Pengukuran Aktivitas Enzim fosfatase

g-Pengukuran Kadar Protein

...

h.Pengukuran P terlarut

i.Analisis Asam Organik dengan Metode

HPLC

...

C

.

Perlakuan

...

D

.

Rancangan Percobaan

...

IV

.

HASlL DAN PEMBAHASAN

A

.

Penelitian Pendahuluan (Analisis Komponen

Makro Mikro Fosfat Alam)

...

. .

B

.

Peneltt~an Utama

...

1

.

Aktivitas Enzim Fosfatase

...

.

a Biomassa

.'...

b

.

Aktivitas Fosfatase

...

2

.

...

3

.

Kemampuan A

.

niger melarutkan P

...

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

A

.

Kesimpulan

...

C

.

Saran

...

DAFTAR PUSTAKA

...

(83)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

[image:83.490.34.436.131.469.2]

Garnbar 1. Model lnduksi Jacob Monod ...

Gambar 2. Grafik Hubungan Waktu lnkubasi dan Biornassa pada

~erbagai Tingkat ~onsenirasi FAM ...

Gambar 3. Grafik Hubungan Waktu lnkubasi dan Biomassa pada

Berbagai Tingkat Konsentrasi FAC ... ,.

Garnbar 4. Grafik Hubungan antara Waktu lnkubasi dan Produksi Enzim

Fosfatase pada Berbagai Tingkat Konsentrasi FAM

...

Garnbar

5.

Grafik Hubungan antara Waktu lnkubasi dan Produksi Enzim

Fosfatase pada Berbagai Tingkat Konsentrasi FAC

...

Tingkat Konsentrasi FAM ...

Tingkat Konsentrasi FAC ...

Garnbar 8. Mekanisme Pernbentukan Asam Glukonat, Oksalat dan sitrat

Oleh

Mikroorganisme ...

Garnbar 9. Grafik Kernampuan A. niger Melarutkan P pada Medium FAC Garnbar 10. Grafik Kemarnpuan A. niger Melarutkan P pada Medium