TIPE FERMENTASI
KELAS : B
KELOMPOK : 1
NAMA (NIM) : 1. Alifah Rifdah Rosyidah (H0919003)
2. Anindita Nagamustika Mahayati (H0919010) 3. Anisatun Lathifah (H0919012)
4. Ayu Dwi Utami (H0919021) 5. Aziza Jasmine (H0919023)
Link artikel 1 : https://ejurnal.bppt.go.id/index.php/JBBI/article/download/19/29/190 Link artikel 2 : http://jurnalselulosa.org/index.php/jselulosa/article/download/221/236 RINGKASAN
KETERANGAN ARTIKEL 1 ARTIKEL 2
Produk Enzim Amiloglukosidase Enzim β-Glukosidase
Mikroba Aspergillus niger Aspergillus niger BIO 2173
Substrat Tapioka, dedak,
MgSO4·7H2O, Ca(NO3)2, dan air.
Dedak padi, air
Variasi Tipe Fermentasi ● Perbandingan
dedak:tapioka yaitu sebesar (1:1), (1:2), (1:3), (2:1), dan (3:1) dengan berat total dedak dan tapioka sebesar 57,82 gram.
● Penambahan sumber nitrogen anorganik (amonium sulfat, amonium nitrat dan amonium fosfat) dan organik (Corn Step Liquor dan pepton).
Jumlah sumber nitrogen yang ditambahkan
sebanyak 1% b/b untuk setiap media.
● Fermentasi dilakukan dengan
menambahkan 10 mL pelarut (pH 2,0; 3,0;
4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0;
dan 7,0) ke dalam 10 g substrat, kemudian diinkubasi pada suhu 28°C selama 7 hari.
● Penambahan 10 mL aquades ke dalam 10 g substrat, kemudian diinkubasi pada suhu inkubasi 28°C dengan variasi waktu inkubasi selama 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9 hari, dan pH awal medium fermentasi 6,0.
● Penambahan masing-masing sebanyak 5, 10, 15, 20 dan 25 mL aquadest ke dalam 10 g substrat. Inkubasi fermentasi dilakukan
pada suhu 28°C selama 7 hari dan pH
awal media
fermentasi 6,0.
● Variasi suhu 28°C, 32°C, dan 36°C
dengan waktu
inkubasi selama 7 hari dan pH awal media fermentasi 6,0.
● Penambahan larutan garam mineral Mandels sebanyak 10 mL ke dalam 10 g substrat.
Tipe Fermentasi Terpilih ● Kombinasi variasi (dedak:tapioka) 1:1 menghasilkan
produktivitas amiloglukosidase yang lebih tinggi dibandingkan empat jenis perlakuan lainnya.
● Konsentrasi 15%
(b/b) Corn Step Liquor menghasilkan produktivitas
amiloglukosidase tertinggi yaitu sebesar 884 U/ml
● Produksi β-glukosidase
mencapai maksimum pada pH awal media fermentasi 2,0, waktu inkubasi fermentasi 7 hari, perbandingan (rasio) kandungan air terhadap substrat dedak sebesar 1:1 dan suhu inkubasi fermentasi 32°C.
● Penambahan larutan garam mineral Mandels ke dalam media fermentasi pada kondisi fermentasi
maksimum menyebabkan
peningkatan aktivitas ekstrak kasar β-glukosidase sebesar 26,88% dibandingkan dengan fermentasi tanpa penambahan larutan garam mineral Mandels.
PEMBAHASAN 1. Proses Fermentasi
Artikel 1
Isolat mikroba yang digunakan untuk produksi enzim amiloglukosidase adalah Aspergillus niger. Komposisi media yang digunakan pada fermentasi Enzim Amiloglukosidase adalah A g tapioka, B g dedak, 1,67 g MgSO4·7H2O, 3,52 g Ca(NO3)2, dan 37 mL air. Besarnya nilai A dan B mengikuti perlakuan perbandingan dedak : tapioka yaitu sebesar (1:1), (1:2), (1:3), (2:1), dan (3:1) dengan berat total dedak dan tapioka sebesar 57,82 gram. Media fermentasi dimasukkan ke dalam toples dan disterilisasi pada suhu 121°C selama 15 menit. Fermentasi dilakukan dalam toples yang bervolume satu liter selama 120 jam pada suhu 30°C.
Artikel 2
Produksi β-glukosidase dilakukan dengan fermentasi media padat menggunakan substrat dedak padi berukuran 40 mesh. 10 g substrat ditambahkan aquades sebanyak 10 mL dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 100 mL, serta disterilisasi dalam autoklaf pada 121°C selama 30 menit. Setelah dingin, ke dalam masing-masing erlenmeyer tersebut diinokulasi dengan Aspergillus niger hasil peremajaan yang berusia 5 hari sebanyak 1 mL suspensi spora. Selanjutnya, diinkubasi selama 7 hari pada suhu 28°C dengan pH awal media fermentasi 6,0. Hasil fermentasi diekstrak dengan larutan penyangga asetat 0,05 M (pH 5,0) sebanyak 50 mL kemudian digoyang dengan shaker dengan kecepatan 120 rpm selama 1 jam. Selanjutnya, larutan tersebut disaring menggunakan kain kasa untuk menghilangkan miselia. Filtrat yang dihasilkan kemudian disentrifugasi pada suhu 4°C dengan kecepatan 6000 rpm selama 10 menit. Supernatant yang didapat merupakan ekstrak kasar enzim untuk selanjutnya ditentukan aktivitas dan aktivitas spesifiknya.
Penentuan kondisi maksimum untuk pduksi enzim dilakukan terhadap beberapa fakktor yaitu pengaruh pH awal medium fementasi (2; 3; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; dan 7), pengaruh waktu inkubasi (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9 hari), pengaruh variasi perbadingan air dan substrat (5, 10, 15, 20, dan 25 mL aquades ke dalam 10 g substrat), pengaruh suhu inkubasi (28, 32, dan 36°C), dan pengaruh penmabahan larutan garam mineral Mandels (10 mL).
2. Tipe Fermentasi Terpilih Artikel 1
Tipe fermentasi yang terpilih adalah fermentasi dengan kombinasi perbandingan media sumber karbon dedak:pati (tapioka) 1:1 karena produktivitas amiloglukosidase yang dihasilkan tertinggi. Menurut Sunaryanto dan Marasabessy (2016), tapioka merupakan media yang cocok untuk memproduksi amiloglukosidase, tetapi jika rasio tapioka dalam media lebih besar dapat menyebabkan permasalahan pada sifat fisik media (menjadi lengket, aerasi berkurang karena kental). Media yang lengket menyebabkan porositas menjadi kecil dan menghambat difusi oksigen ke media, akibatnya terjadi proses gelatinisasi pati dan menyebabkan kapang sulit tumbuh. Penggunaan media dedak:tapioka 1:1 menunjukkan sifat fisik media yang cenderung berbentuk granula, sehingga proses difusi oksigen ke media berjalan dengan baik. Selain memperbaiki sifat fisik media, dedak:tapioka dengan perbandingan 1:1 juga membantu pertumbuhan biomassa Aspergillus niger BCS menjadi lebih cepat. Corn Step Liquor (CSL) terpilih sebagai sumber nitrogen terbaik karena dapat menghasilkan produktivitas amiloglukosidase tertinggi dibandingkan penggunaan sumber nitrogen lainnya. CSL digunakan sebagai katalis dalam proses produksi amiloglukosidase. Penggunaan CSL atau sumber nitrogen organik lebih dipilih karena di dalam sumber nitrogen organik terdapat nutrisi lain yang dibutuhkan selama proses produksi.
Artikel 2
Produksi β-glukosidase mencapai maksimum pada pH awal media fermentasi 2,0, waktu inkubasi fermentasi 7 hari, perbandingan (rasio) kandungan air terhadap substrat dedak sebesar 1:1 dan suhu inkubasi fermentasi 32°C. Penambahan larutan garam mineral Mandels ke dalam media fermentasi pada kondisi fermentasi maksimum menyebabkan peningkatan aktivitas ekstrak kasar β-glukosidase sebesar 26,88% dibandingkan dengan fermentasi tanpa penambahan larutan garam mineral Mandels.
Produksi β-glukosidase tertinggi adalah pada pH awal media fermentasi, yaitu 2. pH awal tersebut dipilih karena menunjukkan aktivitas ekstrak kasar β-glukosidase Aspergillus niger tertinggi dibandingkan pH lain. Semakin basa pH yang digunakan, semakin menurun aktivitas ekstrak β-glukosidase karena pH basa memiliki efek penghambatan terhadap pertumbuhan kapang dan produksi enzim. Nilai pH awal yang tepat dapat memaksimalkan produksi β-glukosidase.
Waktu fermentasi terbaik yang dipilih adalah 7 hari karena produksi maksimum dicapai pada hari ke-7. Setelah 7 hari difermentasi, produksi β-glukosidase menurun dengan kemungkinan berkurangnya makronutrien dan mikronutrien di dalam media fermentasi karena proses fermentasi.
Penambahan akuades terbaik adalah 10 mL karena produksi mencapai maksimum pada penambahan akuades tersebut. Penambahan akuades diatas 10 mL menyebabkan penurunan produksi β-glukosidase dengan bertambahnya volume air, kemungkinan disebabkan oleh ketidakcukupan asupan udara akibat tingginya volume air sehingga menyebabkan terhambatnya pertumbuhan mikroba dan produksi enzim (Raza et al., 2011). Sedangkan penambahan kurang dari 10 mL menyebabkan berkurangnya volume air pada media fermentasi padat sehingga berkurangnya kandungan air dalam media yang menurunkan kelarutan nutrisi substrat dan terjadinya pengembangan (swelling) meningkatkan kehilangan air akibat penguapan yang cepat selama fermentasi sehingga menghambat pertumbuhan mikroorganisme (Lonsane et al., 1985).
Suhu inkubasi fermentasi terbaik adalah 32°C. Penurunan suhu inkubasi menjadi 28o C dan peningkatan menjadi 36°C menyebabkan penurunan produksi ekstrak kasar β- glukosidase. Berkurangnya produksi pada suhu yang lebih rendah disebabkan oleh terhambatnya transport nutrisi ke dalam sel, sedangkan pada suhu tinggi terjadi peningkatan kebutuhan energi untuk pemeliharaan sel akibat dari inaktivasi protein dari jalur metabolik sehingga pembentukan produk menjadi berkurang (Rajoka et al., 2004).
dibandingkan tidak ditambahkan larutan garam. Penambahan larutan garam mineral mandels dimaksudkan sebagai penambah makronutrien dan mikronutrien yang berguna untuk pertumbuhan dan aktivitas metabolit media. Medium yang menggunakan larutan garam Mandels mengandung semua nutrisi tambahan, sumber nitrogen baik organik (urea dan pepton) maupun anorganik (ammonium sulfat) dan konsentrasi Tween-80 yang tinggi, dimana komponen komponen tersebut dapat meningkatkan produksi β-glukosidase (Chellapandi dan Jani, 2008).
KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari kedua artikel tersebut adalah fermentasi media padat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu pH awal media fermentasi, waktu inkubasi fermentasi, kandungan air dalam substrat media fermentasi, dan suhu inkubasi fermentasi.
Aktivitas ekstrak kasar β-glukosidase dapat ditingkatkan dengan penambahan larutan garam mineral Mandels ke dalam media fermentasi pada kondisi fermentasi maksimum, kemudian produktivitas amiloglukosidase dapat ditingkatkan dengan memperbaiki komposisi sumber karbon dan sumber nitrogen. Fermentasi menggunakan media padat dedak berpengaruh terhadap sifat fisik media yang cenderung berbentuk granula, sehingga proses difusi oksigen ke dalam media berjalan dengan baik.
