Pemanfaatan Kulit Buah Pisang untuk Produksi Enzim Selulase oleh Trichoderma viride, Aspergilus niger dan Asperhilus Oryzae

(1)

PEMANFAATAN KULIT BUAH PlSANG

UNTUK PRODUKSI ENZlM SELULASE

OLEH

_{Trichoderma viride, Aspergillus niger den Aspergillus oryzae}

Oleh

HERY MURPHI

F

26. 1008

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

HERY MURPHI. F 26.1008. Pemanfaatan kulit buah pisang untuk produksi enzim selulase oleh Trichoderma viride, Aspergillus niger, dan Aspergillus oryzae. Di bawah bimbingan H. Abdul Aziz Darwis dan Sunarmani.

Kulit pisang mempunyai kandungan selulosa dan karbohidrat yang cukup tinggi

sehingga berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai substrat (media) pertumbuhan bag;

mikroorganisme yang memproduksi enzim selulase. Enzim selulase merupakan enzim

yang mampu menghidrolisis selulosa menjadi glukosa.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan substrat kulit buah pisang dan jenis

lcapang terbaik serta waktu fermentasi optimal dalam memproduksi enzim selulase

dengan metode fermentasi padat.

Metodologi penelitian yang dilakukan meliputi pembuatan substrar kulit pisang,

persiapan medium, inokulasi dan inkubasi serta ekstraksi filtrat enzim kasar. Pengujian

yang dilakukan meliputi pengukuran aktivitas enzim (CMC-ase, FP-ase, dan P-glukosi-

dase), penentuan gula pereduksi dan pengukuran kandungan protein terlarut. Pengujian

aktivitas enzim selulase dimaksudkan untuk mengetahui aktivitas tertinggi dengan waktu

optimal serta pengaruh perlakuan jenis kapang (Al:A.niger, A2:A.oryzae, A3:T. viride),

waktu fermentasi (B1:hari ke-I, B2:hari ke-3, B3:hari ke-6, B4:hari ke-9, B5:hari ke-

12) dan jenis substrat (C1:kulit pisang nangka, C2:kp. kepok, C3:kp. raja), uji statistik

yang digunakan adalah uji sidik ragam acak blok faktorjal.

Hasil yang diperoleh membuktikan bahwa aktivitas enzim selulase tertinggi dari

CMC-ase adalah sebesar 4.4506 (IU/ml) dan FP-ase sebesar 1.4943 (IU/ml), ltedua

aktivitas tersebut dihasilkan oleh enzim dari Trichoderm viride dengan substrat kulit

pisang nangka pada hari ke-12 (A3B5Cl). Sedangkan aktivitas P-glukosidase tertinggi

adalah sebesar 3.0187 (IUIml) yang dihasilkan oleh enzim dari Aspergillus niger dengan

(3)

PEMANFAATAN

KULIT

BUAH

PISANG

UNTUK PRODUKSI

ENZIM

SELULASE

OLEH

Trichoderma viride, Aspergillus niger dun Aspergillus oryzae

Oleh

H E W

MURPHI

F 26.1008

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian,

Fakultas TeIinoIogi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(4)

FAKULTAS TEKhTOLOGI PERTAhJIAhJ

PEMANFAATAN KULIT

BUAH

PISANG

UNTUK PRODUKSI ENZIM SELULASE

OLEH T~iclzoderi~za

viride, Aspergillus

~ziger

dan Aspel

e

SKREPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memp

SARJAiiA TEmTOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Iiidustri Pertanian,

Faliultas Tehiologi Pertan'

I~istitut

Perta~iian

Bogo

Dilafiirkall di Jaliarta pada tanggal 12 April 1970

Taiiggal lulus

:

23

Agustus 1994

(5)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat dan

hidayah-Nya jualah maka skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi ini disusun berdbarkan hasil penelitian yang dilakukan sejak bulan

September 1993 sampai bulan Maret 1994 di Laboratorium Teknologi Industri Pertanian

dan Laboratorium Rekayasa Bioproses-PAU Bioteknologi, IPB.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

Bapak Dr. lr. H. Abdul Aziz Darwis, MSc dan Ibu Ir. Sunarmani, MS, selaku dosen

Pernbimbing I dan dosen Pembimbing I1 yang telah membimbing penulis selama peneli-

tian maupun dalam penulisan skripsi serta Bapak Dr. R. Muljono Judoamidjojo yang

turut menguji hasil skripsi ini.

Teman-teman seangkatan (AgriTenth) dan sahabat-sahabatku di Wisnia ICiicy

(Taufik. Andrizal, dan Ihsan) serta Said F, I ~ a n F, Nahhu dan Purwono atas segala

dukungan morilnya juga Ibu Rini, Mbak Kas, Mas Edi dan Mas Sugi (Laboran Lab.

TIN, Fateta IPB) atas segala bantuannya.

Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sernpurna (Tak ada gading yang

tak retak), saran dan kritik untuk perbaikan dan kesempurnaan skripsi ini sangat

diharapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi yang memerlukan.

(6)

DAFTAR IS1

Halaman

KATAPENGANTAR

. . .

iii

DAFTARTABEL

. . .

vii

...

. . .

DAFTAR GAMBAR virr DAFTAR LAMPIRAN

. . .

x

I

.

PENDAHULUAN

. . .

1

A

.

LATARBELAKANG

. . .

1

B

.

TUJUAN

. . .

2

. . .

I1 . _{TINJAUAN PUSTAKA} ₃ A

.

_{KOMPOSISI KIMIAWI KULIT PISANG}

. . .

₃

B . _{MIKROORGANISME PENGHASIL SELULASE}

. . .

₄

C

.

ENZIM SELULASE

. . .

6

1

.

_{Aktivitas Total Selulase}

. . .

₁₂

. . .

2

.

Aktivitas Endoglukanase 14

. . .

3

.

Aktivitas Selobiohidrolase 15

. . .

4

.

Aktivitas P-Glukosidase 16

. . .

D

.

PRODUKSI ENZIM SELULASE 17

. . .

III

.

BAHANDANMETODE 26 A

.

_BAHANDANALAT

. . .

₂₆

. . .

.

1 Substrat dall Bahan Kirnia 26 2

.

Mikroorganisme

. . .

26

. . .

(7)

B

.

_{METODOLOGI PENELITIAN}

. . .

₂₇

. . .

1

.

_{Pembuatan substrat} ₂₇

. . .

.

2 Persiapan medium 28 3

.

Inokulasi dan Inkubasi

. . .

28

4

.

Ekstraksi enzim

. . .

29

C

.

_ANALISIS

. . .

₃₀

1

.

Penentuan gula pereduksi

. . .

30

2

.

Pengukuran aktivitas CMC-ase

. . .

30

3

.

Pengukuran aktivitas P-glukosidase

. . .

31

. . .

.

4 Pengukuran aktivitas total selulase 31 5

.

Pengukuran kadar protein terlarut . . . ₃₂

D . _{RANCANGAN PERCOBAAN}

. . .

₃₃

. . .

IV

.

HASIL DAN PEMBAHASAN 34 . A

.

KOMPOSISI KIMIAWI KULIT PISANG

. . .

34

B

.

_{PENENTUAN WAKTU FERMENTASI OPTIMAL ENZIM} ₃₆ 1

.

_{Kadar glukosa enzim}

. . .

₃₆

. . .

2

.

Protein terlarut enzim 41 3

.

_{pH filtrat enzim}

. . .

₄₅

. . .

4

.

Aktivitas CMC-ase selama fermentasi 48 5

.

Aktivitas FP-ase selama fermentasi

. . .

52

(8)

Halaman

. . .

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN 62

A

.

KESIMPULAN

. . .

62

B

.

SARAN

. . .

62

DAFTARPUSTAKA

. . .

63

(9)

Tabel 1.

Tabel 2.

Tabel 3.

Tabel 10.

Komposisi kimia kulit pisang

. .

.

. .

.

. .

.

. .

.

. .

.

. .

3'

Hidrolisis berbagai substrat oleh enzim selulolitik

.

. .

.

11

Metode yang digunakan untuk menentukan

aktivitas enzim selulase

.

. .

.

. .

. . . .

.

. .

.

. .

.

. .

12

Aktivitas 0-glukosidase dari tiga mutan

oleh kapang T. reesei

.

. .

.

. . .

. .

. . .

. .

.

. . .

. .

17

Komposisi kimia substrat kulit pisang

.

. .

. . .

.

. .

.

. . .

.

34

Kadar gula pereduksi (mglml) enzim selulase

dari ketiga kapang selama waktu fermentasi

. . .

.

. . .

₃₇

Kadar protein terlarut (mglml) enzim selulase

. . .

.

. . .

.

_41'

pH enzim selulase dari ketiga kapang

selama waktu fermentasi

. .

.

. . .

. .

. . .

.

. . .

46

Aktivitas enzim CMC-ase (IUIml) dari ketiga

kapang selama waktu fermentasi

. .

. . .

. .

.

. . .

49

Aktivitas enzim FP-ase (IU/ml) dari ketiga

.

. . . .

. .

.

. . .

.

. .

53

Aktivitas enzim 0-glukosidase (IUIml) dari

ketiga kapang selama waktu fermentasi

. . .

.

. . .

.

. . .

57 [image:9.619.112.544.111.622.2]

(10)

DAFTAR

GAMBAR

Gambar 1. Pengelompokan enzim selulase berdasarkan spesifitas

substrat (Enari, 1983)

. . .

6

Gambar 2. Mekanisme hidrolisa selulosa secara enzimatis

[image:10.616.113.542.139.699.2]

(Reese el al., 1950)

.

. .

.

. .

.

. .

.

. .

9

Gambar 3 . Skema tahap-tahap hidrolisis selulosa secara enzimatis

(Montenecourt dan Eveleigh, 1979)

.

. . .

.

. . .

.

. .

.

. .

.

₁₀

Gambar 4. Model regulasi biosintesa selulase (Gong dan Tsao, 1979)

. . .

21

Gambar 5. Diagram alir pembuatan substrat kulit pisang

. . .

.

. . .

.

27

Gambar 6 . Diagram alir pembuatan enzim selulase

. . . .

.

. . .

29

Gambar 7. Kadar gula pereduksi enzim oleh Aspergillus niger

selama fermentasi

. . .

.

. . .

. .

. . .

. .

.

₃₈

Gambar 8. Kadar gula pereduksi enzim oleh Aspergillus oryzae

selama fermentasi

. .

. . .

. .

.

. . .

.

. . .

. .

.

. .

39

Gambar 9. Kadar gula pereduksi enzim oleh Trichoderma viride

selama fermentasi

.

. .

. . .

.

. . .

.

. .

.

. . .

.

. .

40

Gambar 10. Protein terlarut enzim oleh Aspergillus niger

selama fermentasi

. .

. . .

. .

. . .

. .

.

42

Gambar 11. Protein terlarut enzim oleh Aspergillus oryzae

selama fermentasi

. .

. . . .

. .

.

. . .

. .

. . .

.

. .

. . .

43

Gambar 12. Protein terlarut enzim oleh Trichoderma viride

selaina fermentasi

. .

.

. . . .

.

. . .

.

. . .

. .

. . .

.

44

Gainbar 13. pH filtrat enzim oleh Aspergillus niger selama fermentasi

.

. .

47

Gambar 14. pH filtrat enzim dari Aspergillus oryzae selama fermentasi

. .

.

47

Gambar 15. pH filtrat enziln dari Trichodejma vijide selama fermentasi .

.

_{4 8}

(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)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

PEMANFAATAN KULIT BUAH PlSANG

UNTUK PRODUKSI ENZlM SELULASE

OLEH

_{Trichoderma viride, Aspergillus niger den Aspergillus oryzae}

Oleh

HERY MURPHI

F

26. 1008

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(99)