Pengaruh Suhu dan pH Buffer Asetat
(Yuniarti Yusak)
35
PENGARUH SUHU DAN pH BUFER ASETAT TERHADAP
HIDROLISA CMC OLEH ENZIM SELULASE DARI
EKSTRAK ASPERGILLUS NIGER DALAM
MEDIA CAMPURAN ONGGOK
DAN DEDAK
Yuniarti Yusak Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara
Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155
Abstrak
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh suhu dan pH bufer asetat terhadap hidrolisa CMC oleh enzim selulase dari ekstrak Aspergillus niger dalam campuran onggok dan dedak.Enzim selulase dari ekstrak Aspergillus niger ini diperoleh melalui metode pengendapan dengan etanol 60% dan kandungan proteinnya dianalisis menggunakan metode Lowry. Pengukuran kadar gula reduksi hasil hidrolisa CMC ditentukan dengan merode Nelson Somogyi.
Dari hasil pengukuran dan karakterisasi diperoleh bahwa pengaruh suhu dan pH sangat nyata terhadap kadar gula yang dihasilkan dari proses hidrolisa. Suhu optimum aktivitas enzim selulase dari ekstrak Aspergillus niger adalah 450C dan pH optimum pada 4,2 dengan aktivitas spesifik 2,082 U/mg proten.
Kata kunci : Aspergillus niger, ekstrak dan enzim selulase
PENDAHULUAN
Dalam proses biokonversi, mikroorganisme berperan dalam mengubah substrat menjadi suatu produk tertentu. Mikroorganisme menjadi sumber enzim yang merupakan katalis biologis yang digunakan oleh sel makhluk hidup untuk melaksanakan berbagai konversi kimia.
Enzim dapat diperoleh dari mikroorganisme, tanaman dan hewan. Sel mikroba merupakan sumber enzim yang umum untuk digunakan dalam bidang industri. Enzim dari mikroba lebih banyak digunakan dibandingkan enzim dari tanaman atau hewan karena mikroorganisme dapat berkembang biak dengan cepat, pertumbuhan relatif mudah diatur, enzim yang dihasilkan tinggi sehingga ekonomis bila digunakan untuk
industri, enzim yang dihasilkan lebih stabil.
Hambatan utama dalam usaha pengembangan enzim selulase dalam skala industri adalah tingginya biaya produksi sehingga nilai enzim yang dihasilkan menjadi sangat mahal. Salah satu cara untuk menekan biaya produksi enzim selulase adalah dengan memanfaatkan limbah hasil pertanian seperti jerami, onggok, dedak yang biasa digunakan sebagai medium pertumbuhan bagi mikroba penghasil selulase.
Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 35-37
36
menghasilkan berbagai enzim yang penting penerapannya dalam industri pangan seperti enzim selulase, amilase, amiloglukosidase. Selain itu aspergillus niger memiliki kelebihan dibandingkan jenis kapang lainnya yaitu mampu menghasilkan enzim selulase khususnya β -glukosidase dalam jumlah tinggi. Bertitik tolak dari uraian diatas maka perlu dilakukan penelitian mengenai karakteristik dari enzim selulase yang dihasilkan oleh Aspergillus niger dalam media campuran onggok dan dedak.
BAHAN DAN METODA
Persiapan Inokulum
Biakan aspergillus niger ditanam pada 5 ml media agar miring PDA dalam tabung reaksi, diinkubasi pada suhu 370C selama 5 hari. Jamur hasil pembiakan dibiakkan kembali dalam media pertumbuhan PD(potato dekstrosa) selama 5 hari pada suhu 370C. Spora biakan murni aspergillus niger diencerkan dalam 10 ml larutan sehingga diperoleh suspensi biakan Aspergillus niger.
Penyediaan Enzim Selulase dari Ekstrak Aspergillus niger
Kedalam erlenmeyer 500 ml dimasukkan 65 gr campuran onggok dan dedak 1;2, serta nutrien dan mineral tambahan yang mengandung NaH2PO4;
urea;CaCl2, KCl; MgCl2 berturut-turut
dalam konsentrasi 4,7 ; 0,1 ; 0,1 ; 0,02 ; 0,02% (W/V). Media yang telah diberi nutrien dan mineral disterilisasi (kecuali MgCl2 dilakukan terpisah ) dalam otoklaf
pada temperatur 1210C selama 15 menit, lalu diinokulasi selama 8 hari pada suhu kamar.
Kedalam hasil biakan ditambahkan 200 ml bufer sitrat 0,025 M pH 5,6 lalu dishaker selama 2 jam, kemudian
disentrifugasi selama 20 menit pada 40C dengan kecepatan 3500 rpm. Kedalam 100 ml supernatan ditambahkan etanol sampai konsentrasi 60% pada keadaan dingin, lalu disentrifugasi kembali pada suhu 40C dengan kecepatan 3500 rpm. Endapan yang diperoleh difreeze drying selama 5 jam. 0,5478 gram endapan dilarutkan dalam 50 ml bufer sitrat 0,025 M lalu ditentukan aktivitas dan kadar proteinnya.
Penentuan pH Optimum Aktivitas Ekstrak Enzim Selulase Hasil Isolasi Kedalam 2 tabung reaksi dimasukkan masing-masing 50 mg CMC dan 5 ml larutan bufer asetat dengan pH 3,8 , 0,1 M . Untuk yang tabung uang lain ditambahkan 1 ml ekstrak enzim selulase, sedang tabung yang satu tanpa enzim, lalu ditambahkan 1 ml NaCl 1%. Diinkubasi selama 60 menit pada suhu 450C. Reaksi dihentikan dengan penambahan 1 ml NaOH 2 N. Setelah itu disentrifugasi 3000 rpm selama 5 menit. Diambil 1 ml supernatan dan ditambahkan 1 ml bufer asetat pH 3,5 dan 1 ml pereaksi Nelson, ditutup dan dipanaskan pada air yang mendidih selama 30 menit. Didinginkan lalu ditambahkan 1 ml larutan arsenomolibdat sehingga endapan Cu2O
larut sempurna. Ditambahkan 7 ml aquades lalu dikocok hingga diperoleh larutan yang homogen. Diukur pada serapan dengan panjang gelombang 540 nm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jamur yang digunakan dalam penelitian ini untuk menghasilkan enzim selulase adalah aspergillus niger karena merupakan salah satu kapang penghasil enzim selulase. Kapang hanya dapat menggunakan senyawa karbon asal organik misalnya glukosa. Onggok dan dedak dengan perbandingan tertentu cukup potensial digunakan sebagai media pertumbuhan Aspergillus niger.
Pengaruh Suhu dan pH Buffer Asetat
(Yuniarti Yusak)
37 pada penambahan etanol 60% sehingga
setelah disentrifugasi dingin lalu difreeze drying diperoleh ekstrak enzim selulase sebanyak 0,5478 g dari 100 ml supernatan. Pengaturan pH selama proses berlangsung dan fermentasi medium padat sukar dilakukan tetapi sedapat mungkin pH diatur dengan penambahan larutan bufer. Aktivitas ekstrak enzim maksimum diperoleh pada pH 4,2.
Tabel 1. Data aktivitas enzim selulase pada pengaruh suhu
Suhu (0C) Aktivitas (%)
35 0,0356 40 0,0596 45 0,005 50 0,0505 55 0,0461 60 0,0431
Pada kondisi ini jumlah ion H+ yang ada tidak mempengaruhi konformasi enzim dan pada kondisi pH optimum ini konformasi enzim sama dengan konformasi substrat sehingga aktivitas enzim paling tinggi diperoleh. Suhu optimum dimana enzim memberikan aktivitas yang paling tinggi pada suhu 450C . Setelah kondisi optimum ini terjadi penurunan aktivitas, hal ini diperkirakan karena enzim mengalami denaturasi.
KESIMPULAN
Suhu optimum untuk aktivitas enzim selulase yang diisolasi secara parsial dengan etanol adalah 450C dan pH optimum pada 4,2 dan menghasilkan aktivitas spesifik sebesar 2,082 U/mg protein.
DAFTAR PUSTAKA
Okada, G., 1985, Purification and Properties of a Cellulosa from Aspergillus niger, Agrig.Bio. Chem., 49(5).
Fogarty, M.W., 1983, Microbial Enzymers and Biotechnologi, Apl. Sci., Publ.co.Ltd., New York.
Satiawiharja, B., 1984, Fermentasi Media Padat dan Manfaatnya, Dikti, Jakarta.
Suriawirya, 1985, Pengantar Mikrobiologi Umum,
Penerbit Angkasa, Bandung.
