PENINGKATAN KADAR PROTEIN KASAR AMPAS
KULIT NANAS MELALUI FERMENTASI MEDIA PADAT
SKRIPSI
Oleh
CATUR SETIYARTO
F34060507
2011
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INCREASING CRUDE PROTEIN CONTENT OF PINEAPPLE
PEEL WASTE BY SOLID STATE FERMENTATION
Djumali Mangunwidjaja, T.E. Sukmaratri, Catur Setiyarto
Departement Of Agroindustrial Technology, Faculty of Agricultural Technology Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO BOX 220, Bogor, West Java,
Indonesia
Phone 085658808209, e-mail: [email protected] .
ABSTRACT
Pineapple peel waste is one of pineapple canning industry by product which potential used as animals feed. Main characteristic of pineapple peel waste are high crude fiber content (33.25% w/w of dry matter) but low protein content (4.5% w/w of dry matter). This characteristic especially the protein content becomes the main constraint of pineapple peel waste process for animals feed. The research was aimed to increase the crude protein content of pineapple peel waste by solid state fermentation with some molds. The first experiment did to know the best one of molds species and incubation time for protein content increasing. This experiment was done with three kinds of molds (Aspergillus niger, Trichoderma viride, Rizhopus oligoporus) and three different incubation time (3 days, 6 days, 9 days). The second experiment did to know the effect by using mix culture application of inoculums for crude protein content increasing. This experiment used four kinds of mix culture inoculums combination (AT for mix culture between A. niger and T. viride, AR for A. niger and R. oligosporus, RT for R. oligosporus and T. viride, ART for A. niger, R. oligosporus and T. viride) and one incubation time (9 days). Measured parameters were crude protein content, crude fiber content and loss of dry matter. The results showed that A. niger is the best one of molds that used by increased the crude protein content of substrate from 22.65% to 31.68% (w/w of dry matter) or increasing by 39.87% with the best incubation time on 9 days incubation time. Those results are significantly different with others. Mix culture applications also result the positive increasing of protein content. The means of protein content increasing on mix culture application is higher than single culture; they are 52.50% and 21.01%. The highest of protein content is resulted by fermentation of mix culture from A. niger and T. viride with 62.07% (w/w of dry matter) increasing. But this result isn’t different by significant with two other sample, they are mix culture of A. niger and R. oligosporus (AR), and mix culture of A. niger, T. viride and R. oligosporus (ART); they are 58.17% for AR sample, and 59.17 for ART sample. The crude fiber content of pineapple peel waste fermented is decreased by significantly, except R. oligosporus sample which are increased. The crude fiber content of fermented sample is between 19.37% until 34.45% (w/w of dry matter). All of fermented sample had loss dry matter content by 18.00 until 46.47% of dry matter.
Keywords: Pineapple peel waste, solid state fermentation, Aspergillus niger, Trichoderma viride, Rhizopus oligosporus, Phanerochaete chrysosporium.
Catur Setiyarto. F34060507. Peningkatan Kadar Protein Kasar Ampas Kulit Nanas Melalui
Fermentasi Medium Padat. Di bawah bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Tedjastuti E.
Sukmaratri. 2011.
RINGKASAN
Ampas kulit nanas merupakan hasil samping proses produksi nanas kaleng yang sangat potensial dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Bahan tersebut memiliki kadar serat yang tinggi namun kandungan protein rendah. Oleh karena itu diperlukan usaha peningkatan kadar protein bahan. Salah satu jalan untuk memperkaya kadar protein bahan adalah dengan membudidayakan sel mikroba pada ampas kulit nanas. Penelitian ini bertujuan meningkatkan kadar protein kasar ampas kulit nanas melalui fermentasi medium padat menggunakan kapang sebagai inokulum fermentasi. Penelitian pertama dilakukan untuk memilih jenis kapang terbaik dan waktu inkubasi yang tepat, dengan parameter utama peningkatan kadar protein. Variabel yang digunakan adalah keempat jenis kapang dan waktu inkubasi kasar. Keempat jenis kapang tersebut adalah; Aspergillus niger, Trichoderma viride, Rizhopus oligoporus, dan
Phanerochaete chrysosporium. Kemudian variabel lama inkubasi terdiri dari tiga waktu yaitu; 3 hari, 6
hari, dan 9 hari. Parameter yang dianalisis meliputi kadar protein kasar, kadar serat kasar dan kehilangan bahan kering.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa A. niger merupakan kapang terbaik dengan lama inkubasi terbaik selama sembilan hari. A. niger berhasil meningkatkan kadar protein kasar dari 22.65% menjadi 31.68% berat kering bahan atau mengalami peningkatan sebesar 39.87% dengan waktu inkubasi 9 hari. Hasil tersebut berbeda nyata dengan semua jenis sampel lainnya. Kadar serat kasar bahan setelah fermentasi mengalami penurunan, kecuali pada sampel R. oligosporus, yang mengalami peningkatan kadar serat kasar. Kadar serat kasar akhir setelah inkubasi 9 hari berkisar antara 30.57 hingga 34.45% BK, dari kondisi awal 32.06%. Kehilangan bahan kering juga terjadi di semua sampel antara 18.00% hingga 34.51% dari berat bahan kering awal.
Penelitian kedua dilakukan untuk melihat pengaruh penggunaan kultur campuran dari ketiga jenis kapang yang digunakan lalu dibandingkan dengan hasil kultur tunggal pada penelitian pertama. Waktu inkubasi sembilan hari digunakan sebagai waktu inkubasi pada penelitian kedua. Hasilnya, aplikasi kultur campuran memberikan nilai rataan peningkatan kadar protein kasar yang lebih tinggi dibandingkan dengan kultur tunggal, yaitu meningkat sebesar 52.52% dengan 21,01% dari dari kondisi awal sebelum fermentasi. Peningkatan kadar protein tertinggi terjadi pada aplikasi mix culture antara A.
niger dan T. viride dengan kadar protein kasar akhir sebesar 36.71%. Hasil tersebut tidak berbeda
nyata dengan dua sampel berikutnya yaitu kultur campuran antara A. niger dengan R. oligosporus sebesar 35.83%, dan campuran antara ketiganya; A. niger, R. oligosporus, dan T. viride sebesar 36.05%. Kadar serat kasar sampel setelah inkubasi juga mengalami penurunan yang cukup tinggi dengan kandungan serat kasar setelah fermentasi antara 19.37% hingga 26.08%. Kehilangan bahan kering setelah fermentasi juga dialami oleh semua jenis sampel antara 20.77% hingga 46.47%, lebih tinggi dibandingkan penggunaan kultur tunggal.
Kata Kunci : Ampas Kulit Nanas, Fermentasi Medium Padat, Aspergillus niger, Trichoderma viride,
PENINGKATAN KADAR PROTEIN KASAR AMPAS
KULIT NANAS MELALUI FERMENTASI MEDIA PADAT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
CATUR SETIYARTO
F34060507
2011
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : PENINGKATAN KADAR PROTEIN KASAR AMPAS KULIT NANAS MELALUI FERMENTASI MEDIUM PADAT
Nama : CATUR SETIYARTO
NRP : F34060507
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
(Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA) (Ir. T. E. Sukmaratri) NIP. 19500720 198103 1 003
Mengetahui,
Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian
Tanggal Lulus :
(Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti) NIP. 19621009 198903 2 001
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul “Peningkatan Kadar
protein Kasar Ampas Kulit Nanas Melalui Fermentasi Medium Padat” adalah hasil karya saya
sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada pihak manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya penulis lain telah disebutkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi.
Bogor, 08 Desember 2010 Yang membuat pernyataan,
CATUR SETIYARTO F34060507
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2010
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm, dan sebagainya
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Desa Sribasuki (Lampung Timur), pada tanggal 30 Maret 1988 dari pasangan Bapak Supardi dan Ibu Sugiyarti. Penulis merupakan putra keempat dari lima bersaudara. Pendidikan formal ditempuh di SDN 2 Sribasuki-Lampung Timur (2000), SLTPN 2 Batanghari (2003), dan SMA N 4 Kota Metro (2006). Pada tahun 2006 penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB dan diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.
Selama mengikuti perkuliahan penulis sempat aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa FBI-F (Forum Bina Islami Fateta) tahun 2007, Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN) tahun 2007, Organisasi Mahasiswa Daerah Lampung tahun 2006-2007, dan aktif di Asrama TPB sebagai Senior Resident Asrama TPB IPB tahun 2008-2010. Penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan antara lain Ketua panitia Try Out Akbar SPMB 2007 Kota Metro (OMDA), PJ AK Hari Warga Industri (HIMALOGIN), Koordinator Agroindustrial Business Plan Compettition 2008 (Agoindustry Days HIMALOGIN), Ketua Panitia Lets Fight Againts Drugs 2009 (PPAMB Asrama TPB IPB), Ketua Panitia Leadership Training of Dormitory 2009 (PPAMB Asrama TPB IPB), Pembina beberapa club dan komunitas di Asrama TPB (Klub Cinta Lingkungan, Tim PPAMB, Pojok Tani, dan C4 Foundation), Anggota dan ketua Tim Managamen PPAMB Asrama TPB, dan beberapa kepanitian kegiatan PPAMB lainnya.
Pada tahun 2009, penulis melaksanakan praktek lapang di PTPN VII Unit Usaha Bekri-Lampung Tengah, dengan judul laporan “Teknologi Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di PT. Perkebunan Nusantara (PERSERO) VII Unit Usaha Bekri, Lampung Tengah”.
Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknologi Pertanian, penulis melaksanakan penelitian yang berjudul “Peningkatan Kadar Protein Kasar Ampas Kulit Nanas Melalui Fermentasi Media
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memancarkan cahaya ilmuNya, serta sholawat dan salam semoga tetap terlimpahkan pada Rasulullah SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul ”Peningkatan Kadar Protein Kasar Ampas Kulit
Nanas Melalui Fermentasi Medium Padat”.
Penelitian dan penyusunan skripsi ini selain sebagai syarat untuk mencapai gelar sarjana, juga bertujuan untuk lebih meningkatkan pengetahuan terutama pada topik yang tengah dikaji. Dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis telah dibantu oleh banyak pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA, selaku dosen pembimbing akademik I yang telah membantu dan mengarahkan penulis dalam setiap kegiatan akademik.
2. Ir. T. E. Sukmaratri selaku pembimbing akademik II yang senantiasa mengarahkan selama kegiatan penelitian di Laboratorium Riset PT. GGPC, Lampung Tengah
3. Ayah dan Ibu tercinta, serta kakak-kakak dan adikku yang tidak pernah luput dalam doa untuk penulis.
4. Seluruh teknisi dan laboran Laboratorium Riset PT. GGPC, Mbak Titin sang superstar Riset GGPC yang selalu brilian dan aktif, Mas Aan, Mas Sigit, Mbak Ida, Mbak Nur, Mbak Linda dan seluruh warga Riset GGPC yang saya banggakan.
5. Seluruh teknisi dan laboran Laboratorium Pengawasan Mutu, Teknik Kimia, Bioindustri, dan LDIT Departemen Teknologi Industri Pertanian, atas bantuannya
6. Sahabat-sahabatku seperjuangan di Asrama TPB IPB, Senior Resident 08-10, temen-temen 45, 46 dan 47.
7. Sahabat-sahabat seperjuangan di Departemen Teknologi Industri Pertanian FATETA IPB, Syafik muzaqqi, Syahrun Mubarak, Aptiful Hendri dan segenap mahasiswa TIN43.
8. Teman sebimbinganku : Asto Hadiyoso yang selalu semangat dan Laura Surya yang sangat rajin dan tekun.
Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan perkembangan ilmu.
Bogor, 08 Desember 2010
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
I. PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG ... 1
1.2. RUANG LINGKUP ... 2
1.3. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. LIMBAH PENGALENGAN NANAS ... 3
2.2 PROTEIN SEL TUNGGAL ... 3
2.3. FERMENTASI MEDIUM PADAT ... 5
2.4. PEMILIHAN MIKROORGANISME ... 7
2.4.1. Aspergillus niger ... 8
2.4.2. Trichoderma viride ... 9
2.4.3. Rhizopus oligosporus ... 10
2.4.4. Phanerochaete chrysosporium ... 10
2.5. KULTUR CAMPURAN SEBAGAI STARTER FERMENTASI ... 11
III. METODE PENELITIAN 3.1. WAKTU DAN TEMPAT ... 12
3.2. ALAT DAN BAHAN ... 12
3.4. METODE ... 12
3.4.1. Penelitian Pendahuluan ... 12
3.4.2. Tahap Penelitian Utama ... 16
3.5. RANCANGAN PERCOBAAN ... 16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. PENELITIAN PENDAHULUAN ... 18
4.1.1. Komposisi Kimia Ampas Kulit Nanas ... 18
4.1.2. Pengeringan Bahan Baku ... 19
4.1.3. Produksi Starter Cair ... 19
4.1.4. Uji efektivitas inkubator ... 20
4.1.5. Uji Pertumbuhan Miselium Kapang ... 22
4.2.1. Pemilihan Jenis Kapang Terbaik ... 24
4.2.1.1. Kadar Protein Kasar ... 25
4.2.1.2. Kadar Serat Kasar ... 27
4.2.1.3. Kehilangan Bahan Kering... 28
4.3. Aplikasi Kultur Campuran ... 30
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. KESIMPULAN ... 33
5.2. SARAN ... 33
DAFTAR PUSTAKA ... 34
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi kimia kulit nanas ... 3
Tabel 2. Waktu penggandaan sel beberapa organisme ... 4
Tabel 3. Kandungan protein mikroba... 5
Tabel 4. Perbedaan fermentasi media cair dan fermentasi media padat ... 6
Tabel 5. Komposisi kimia ampas kulit nanas ... 18
Tabel 6. Rataan kadar serat kasar sampel yang difermentasi dengan tiga jenis kapang dan lama inkubasi berbeda ... 27
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Mekanisme kerja selulase ... 7
Gambar 2. Penampang kepala konidia A. niger ... 8
Gambar 3. Miselia dan spora Trichoderma viride ... 9
Gambar 4. Tampilan mikroskopik miselium dan spora R. oligosporus ... 10
Gambar 5. Miselium P. chrysosporium ... 11
Gambar 6. Diagram alir proses produksi starter cair menggunakan media ekstrak toge cair... 13
Gambar 7. Diagram alir uji pertumbuhan miselium kapang... 15
Gambar 8. Penampakan miselium kapang yang dinkubasi di dalam dan di luar ruang diluar inkubator ... 21
Gambar 9. Inkubator sederhana ... 21
Gambar 10. Hasil inkubasi 10 hari uji pertumbuhan pada keempat jenis kapang starter cair ... 22
Gambar 11. Peningkatan Kadar Protein Kasar Hasil Fermentasi pada Kultur Tunggal ... 26
Gambar 12. Persentase kehilangan bahan kering kumulatif sampel hasil fermentasi pada kultur tunggal ... 28
Gambar 13. Perbandingan rataan peningkatan kadar protein kasar antara kultur tunggal dengan kultur campuran ... 32
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Tatacara analisis karakteristik bahan awal ... 38 Lampiran 2. Tatacara Pembuatan media ekstrak toge cair ... 42 Lampiran 3. Pertumbuhan miselium A. niger, R. oligosporus, dan T. viride, dengan
waktu inkubasi berbeda... 43 Lampiran 4. Perubahan kadar protein kasar setelah fermentasi dan
uji lanjut Duncan ... 44 Lampiran 5. Perubahan kadar serat kasar setelah fermentasi ... 46 Lampiran 6. Kehilangan bahan kering setelah fermentasi dan
uji lanjut Duncan ... 47 Lampiran 7. Pertumbuhan miselium aplikasi kultur campuran dengan inkubasi
sembilan hari ... 49 Lampiran 8. Perubahan kadar PK dan SK serta KBK aplikasi kultur campuran... 50 Lampiran 9. Analisis varian dan uji lanjut duncan perubahan kadar Protein
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Ampas kulit nanas merupakan limbah dari proses pengupasan (peeling) buah nanas pada tahapan produksi nanas kaleng. Limbah tersebut merupakan ampas pengempaan (pressing) kulit buah nanas untuk diambil air buah yang tersisa di dalamnya. Limbah tersebut dihasilkan dalam jumlah besar pada proses pengalengan nanas oleh PT. GGPC (Great Giant Peneapple Company) di Lampung Tengah. Kurang lebih 140 ton ampas kulit nanas dengan berkadar air 85% dihasilkan pada proses pengalengan nanas PT-GGPC per hari. Tingkat kuantitas dan ukuran kesinambungan pasokan ampas kulit nanas sebagai hasil samping proses pengalengan nanas merupakan potensi besar bagi usaha pemanfaatannya.
Ampas kulit nanas merupakan bahan organik dengan kadar serat tinggi. Bahan tersebut memiliki potensi besar untuk diolah menjadi berbagai macam produk, misalnya sebagai bahan pakan ternak, bahan baku pupuk hayati, medium pertumbuhan mikroba, bahkan dapat digunakan sebagai salah satu bahan pengisi untuk pembuatan makanan ringan. Salah satu pemanfaatan yang sangat potensial adalah sebagai bahan baku pakan ternak ruminansia, namun hal tersebut terkendala dengan kandungan protein ampas kulit nanas yang rendah, sehingga kebutuhan nutrisi ternak tidak tercukupi. Oleh karena itu dibutuhkan suatu usaha meningkatkan kualitas ampas kulit nanas, khususnya pada upaya peningkatan kadar protein bahan.
Salah satu jalan untuk memperkaya kadar protein bahan adalah dengan membudidayakan sel mikroba pada ampas kulit nanas sebagai sumber protein atau disebut juga protein sel tunggal (PST). PST didefinisikan sebagai sumber protein yang berasal dari mikroba seperti khamir, kapang, bakteri, dan alga. Kapang menjadi mikroba yang potensial sebagai sumber protein sel, karena dibandingkan dengan ketiga jenis mikroba lainya, kapang memiliki kemampuan tumbuh dengan baik pada media padat. Peningkatan kadar protein bahan dilakukan melalui proses fermentasi medium padat, yaitu membudidayakan mikroba pada media yang tidak larut dalam air, serta tidak mengandung air bebas namun cukup air untuk keperluan metabolisme sel (Senez 1979). Kapang adalah mikroba yang paling baik baik ditumbuhkan dengan cara ini mengingat medianya yang padat serta kadar nutrisi larut air yang cenderung rendah untuk kultivasi bakteri secara optimum (Raimbault, 1998).
Peningkatan kadar protein ampas kulit nanas melalui metode fermentasi media padat dengan sel mikroba sebagai sumber protein yang utama dipengaruhi beberapa faktor yang perlu diperhatikan. Beberapa faktor tersebut adalah suhu, kadar air, pH, aerasi, agitasi, dan konsentrasi nutrien (Riyanto dan Andi, 2009). Faktor jenis mikroba dan waktu inkubasi juga sangat menentukan kuantitas peningkatan kadar protein kasar bahan. Pada penelitian ini dilakukan beberapa variasi perlakuan untuk memastikan proses fermentasi berlangsung optimal, diantaranya; pemilihan jenis kapang terbaik, optimasi waktu inkubasi kasar, dan aplikasi kultur campuran kapang.
1.2. RUANG LINGKUP
Ruang lingkup penelitian ini yaitu penggunaan ampas kulit nanas sebagai substrat pertumbuhan keempat jenis kapang terpilih, Aspergillus niger, Rhizopus oligosporus, Phanerochaete crhysosporium, dan Trichoderma viride.
Fermentasi media padat dilakukan untuk meningkatkan kadar protein kasar ampas kulit nanas. Produk hasil fermentasi merupakan sel mikroba itu sendiri bersama dengan subtratnya, tanpa dilakukan pemisahan atau disebut juga produk biomasa mikroorganisme (PBM). Variabel yang diterapkan dalam proses fementasi adalah perbandingan ketiga jenis kapang dan pengambilan sampel per tiga hari masa inkubasi. Parameter yang diukur adalah kadar protein kasar, serat kasar, dan kehilangan bahan kering. Penentuan proses fermentasi terpilih dilakukan berdasarkan pada parameter utama yaitu kadar protein kasar tertinggi.
1.3. TUJUAN
- Mendapatkan jenis kapang terbaik sebagai sumber N untuk meningkatkan kadar protein kasar ampas kulit nanas sebagai bahan pakan.
- Optimasi waktu inkubasi kasar pada proses fermentasi dengan indikator peningkatan kadar protein kasar tertinggi
- Mendapatkan kemungkinan penggunaan aplikasi kultur campuran sebagai starter media dibandingkan dengan kultur tunggal.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. LIMBAH PENGALENGAN NANAS
Pengalengan adalah metode pengawetan nanas yang paling umum. Secara sederhana prosesnya adalah seperti berikut. Buah nanas disortasi menurut ukuran, bentuk dan kesempurnaan buahnya. Mahkota, kulit dan hati dipisahkan dan bentuk akhirnya berupa selindir yang berlubang di bagian tengah, yang kemudian dipotong dalam berbagai bentuk. Daging nanas tersebut kemudian diawetkan dilarutkan dalam larutan gula (Collins 1960). Pada berbagai industri pengalengan nanas, hati buah diolah menjadi sari buah dan mahkota buah digunakan untuk pembibitan (Indrawanto 1988), Limbah pengalengan nanas yang dimaksud adalah kulit nanas yang telah diperas untuk diambil sari buahnya atau disebut juga ampas kulit nanas. Tabel 1 berikut menunjukkan komposisi kimia ampas kulit nanas menurut beberapa sumber.
Tabel 1. Komposisi kimia kulit nanas (dalam % w/w bobot kering)
Komponen (a) (b)
Kadar abu 3.8 4.2
Kadar protein kasar 4.5 3.3 Kadar serat kasar 15.8 14.2 Kadar lemak kasar 1.6 1.7 Kadar karbohidrat 63.9 74.2 (a) Sidharta (1989)
(b) Hartadi et al. (1989)
Menurut Odonovan (1978), limbah pengolahan nanas diawetkan dengan cara pengeringan maupun fermentasi (ensilase). Pengeringan dapat dilakukan dengan atau tanpa menggunakan alat pengering. Fermentasi dilakukan dengan terlebih dahulu menambahkan bahan yang mempunyai kandungan bahan kering yang lebih tinggi. Aplikasi penggunaan ampas kulit nanas cukup luas, khususnya sebagai bahan pakan ruminansia. Menurut Ginting et al. (2005) dalam hasil penelitiannya yang berjudul “Substitusi hijauan dengan limbah nanas dalam pakan komplit pada kambing”, ampas kulit nanas dapat digunakan sebagai bahan pengganti pakan ternak hijauan dengan cara pengolahan limbah nanas menjadi silase limbah nanas. Namun pengolahan ampas kulit nanas menjadi silase tidak memberikan dampak pada peningkatan kadar protein yang cukup baik, oleh karena itu teknik pengolahan silase kurang sesuai dalam upaya meningkatkan kadar protein bahan.
2.2. PROTEIN SEL TUNGGAL
Secara umum, protein sel tungggal (PST) dapat didefinisikan sebagai sumber protein yang berasal dari mikroba seperti kapang, bakteri, khamir dan alga. PST merupakan salah satu harapan manusia dalam usaha pemenuhan kebutuhan protein utama di masa depan. Penggunaan PST untuk pemenuhan kebutuhan protein manusia masih sulit karena beberapa hal, seperti aroma, rasa, sampai kandungan RNA pada PST yang terlalu tinggi. Kenyataannya, produksi PST saat ini lebih berkembang dalam usaha pencapaian kebutuhan nutrisi pada ternak (Riyanto dan Andi 2007).
Menurut Batt dan Sinskey (1987), beberapa keuntungan penggunaan PST sebagai sumber protein konvensional adalah sebagai berikut;
- Laju pertumbuhan sel/produksi protein lebih tinggi dibandingkan dengan tumbuhan dan hewan - Kandungan protein sel yang tinggi (40-80 % per sel)
- Mampu menggunakan substrat beragam
- Tidak membutuhkan tempat yang besar serta tidak tergantung kondisi iklim.
Mikroba pada umumnya membutuhkan waktu yang singkat untuk tumbuh berkembang. Hal tersebut yang menjadikan protein sel lebih cepat diproduksi dibandingankan protein dari sumber hewan dan tanaman. Menurut Laskin (1977) waktu penggandaan sel beberapa organisme ditunjukkan pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2. Waktu penggandaan sel beberapa organisme Organisme Waktu Penggandaan sel Bakteri dan khamir 20 -120 menit
Kapang dan algae 2 – 6 jam Rumput dan tanaman lain 1 – 2 minggu Ayam 2 – 4 minggu Babi 4 – 6 minggu Sapi 1 – 2 bulan Sumber : Laskin (1977)
Ada dua istilah yang digunakan untuk produk mikrobial, yaitu PST (Protein Sel Tunggal) dan
Microbial Biomass Product (MBP) atau Produk Biomassa Mikrobial (PBM). Bila mikroba yang
digunakan tetap berada dan bercampur dengan masa substratnya maka seluruhnya dinamakan PBM, sedangkan bila mikroba dipisahkan dari substratnya maka hasil panennya merupakan PST (Hariyum 1986).
Protein kasar adalah persentase unsur N yang terdapat pada suatu bahan. Komposisi kimia sel kering mikroba pada umumnya terdiri dari 50% unsur C, 20% unsur O, 14% unsur N dan unsur-unsur lainnya meliputi H, P, S, dan lain-lain (Fardiaz 1989). Semakin banyak sel yang tumbuh berkembang maka akan semakin tinggi kandungan proteinnya. Oleh karena itu salah satu indikator keberhasilan dalam usaha memproduksi protein sel tunggal adalah benyaknya sel yang tumbuh dan berkembang.
Setiap jenis mikroba memiliki kandungan unsur N yang berbeda-beda, serta memiliki karakteristik kebutuhan proses, substrat dan ukuran sel yang berbeda-beda. Menurut Riyanto dan Andi (2007), kandungan protein dari beberapa jenis mikroba ditunjukkan oleh Tabel 3 berikut.
Tabel 3. Kandungan protein mikroba Mikroorganisme Protein (% BK) Alga 47 – 63 Bakteri 50 – 83 Khamir 45 - 55 Kapang 31 – 55 Sumber : Riyanto dan Andi (2007)
2.3. FERMENTASI MEDIUM PADAT
Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai gizi limbah ampas kulit nanas adalah pengolahan pakan secara biologis dengan fermentasi. Fermentasi adalah segala macam proses metabolisme dengan bantuan enzim dari mikroba (jasad renik) untuk melakukan oksidasi, reduksi, hidrolisis, dan reaksi kimia lainnya, sehingga terjadi perubahan kimia pada suatu substrat organik dengan menghasilkan produk tertentu (Winarno et al. 1980).
Fermentasi pada dasarnya merupakan suatu proses enzimatik dimana enzim yang bekerja mungkin sudah dalam keadaan ter-isolasi yaitu dipisahkan dari selnya atau masih terikat di dalam sel. Reaksi enzim mungkin terjadi sepenuhnya di dalam sel karena enzim yang bekerja berdada di dalam sel (intraselular) dan dapat pula terjadi di luar sel (ekstraselular). Enzim pemecah makromolekul pada umumnya bersifat ekstraselular, yaitu diproduksi di dalam sel kemudian dikeluarkan dari sel ke substrat di sekelilingnya (Fardiaz 1989).
Makromolekul yang menjadi substrat utama kebutuhan mikroba fermentasi perlu dipecah menjadi bentuk senyawa yang lebih sederhana, disinilah peran enzim-enzim ekstraselular. Contohnya, makromolekul pati dipecah oleh amilase sehingga berubah menjadi glukosa yang dapat masuk ke dalam sel untuk metabolisme sel (Fardiaz 1989).
Menurut mediumnya proses fermentasi dibedakan menjadi dua, yaitu fermentasi medium padat dan fermentasi medium cair. Fermentasi medium padat adalah proses fermentasi yang substratnya tidak larut dan tidak mengandung air bebas, tetapi cukup mengandung air untuk keperluan mikroba. Proses fermentasi medium padat lebih dulu dikenal dari pada fermentasi medium cair, dan telah banyak diterapkan dalam berbagai proses fermentasi. Beberapa produk yang dihasilkan dari fermentasi medium padat antara lain adalah glukosa, etanol, dan asam sitrat serta produk tradisional seperti tempe (Senez 1979).
Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam menyiapkan proses fermentasi media padat, diantaranya sifat substrat (terutama derajat kristalisasi dan polimerisasi), dan sifat mikroorganisme (masing-masing mikroorganisme mempunyai kemampuan berbeda dalam memecah komponen substrat untuk keperluan metabolisme).
Perbedaan lebih spesifik antara fermentasi medium padat dan medium cair dijelaskan oleh Raimbault (1998) seperti pada tabel berikut.
Tabel 4. Perbedaan fermentasi media cair dan fermentasi media padat
Faktor Fermentasi media cair Fermentasi media padat
Substrat Media cair dengan nutrisi larut air Media padat dengan nutrisi larut dan tidak larut air
Higienitas kondisi Harus steril dan aseptis Tidak harus steril Konsumsi air Lebih tinggi Lebih rendah Panas yang dihasilkan Lebih merata Kurang merata Penggunaan aerasi
buatan
Mutlak Tidak mutlak Pengendalian pH Lebih mudah Lebih sukar Pengocokan Diperlukan Tidak diperlukan Konsentrasi produk Lebih rendah Lebih tinggi Homogenitas kultur Lebih baik Kurang baik Sumber : Raimbault (1998)
Metode fermentasi media padat menjadi sangat tepat pada upaya produksi produk biomasa mikrobial (PBM) dari ampas kulit nanas. Alasan utama adalah karena bahan utama yang bersifat padat atau tidak larut dalam air. Teknik fermentasi ini telah digunakan dalam produksi dan pengawetan beragam bahan makanan, produksi enzim, asam-asam organik, antibiotik, bahan bakar nabati, dan produk mikroba lainnya. Dewasa ini, penggunaan teknik fermentasi media padat telah digunakan untuk produksi enzim, metabolit primer dan sekunder mikroba, pigmen warna nabati, protein sel tunggal serta pengolahan limbah nabati untuk produksi makanan ternak.
Menurut Senez et al (1978), prosedur fermentasi medium padat yang telah dimodifikasi ternyata mampu meningkatkan kadar protein dari 2,5% menjadi 18%. Pada substrat berpati tinggi (pati singkong) yang digiling kasar (100 gram) ditambahkan dengan ammonium sulfat (9 gram), urea (2,7 gram), dan kalium orto fosfat (5 gram), serta air (100-120), kemudian diinokulasi dengan air yang berisi
Aspergillus niger dan diaduk dalam mixer adonan hingga terbentuk granula-granula dengan diameter 1
milimeter. Substrat yang telah diinokulasi kemudian diinkubasi pada suhu 30oC dengan pH awal 3,5 selama 30 jam.
Sumber nitrogen dan fosfat dibutuhkan oleh kapang dalam jumlah yang besar, atau disebut komponen makromolekul. Penelitian yang dilakukan oleh Senez et al., menggunakan sumber nitrogen berupa urea, dan ammonium sulfat, kemudian sumber fosfat dari kalium orto fosfat. Kapang membutuhkan unsur N untuk menyusun asam nukleat dan koenzim dalam selnya, dan unsur P untuk menyusun asam nukleat, fosfolipid dan koenzim (Fardiaz 1989). Penambahan nutrien perlu dilakukan pada substrat utama, agar sel kapang dapat berkembang lebih cepat.
Peran enzim dalam proses fermentasi sangat diperlukan untuk mendegradasi komponen-komponen karbohidrat dan lemak, sehingga dapat digunakan oleh mikroba sebagai sumber nutrisi setelah sisa gula dalam bahan habis. Proses konversi bahan menjadi biomasa sel berprotein pada PST dimulai dari proses degrdasi bahan oleh enzim-enzim yang disekresikan oleh mikroba terpilih.
Misalkan selulase berperan sebagai enzim pendegradasi selulosa (Raimbault 1998), lipase berperan untuk degradasi lemak, amilase untuk bahan berpati, dan peroksidase baik LiP maupun MnP berperan untuk mendegradasi ikatan lignin yang membungkus selulosa (Suparjo 2010).
Selulase adalah kelompok dari tiga enzim utama, yaitu; endo-β-1, 4-glucanase (disebut juga endocellulase /carboxymethyl cellulase/ Cx cellulase), exo-β-1, 4-glucanase (disebut juga cellobiohydrolase/ avicelase/ C1 cellulase) dan β-1, 4-glucosidase (cellobiase) (Knowles et al. 1987). Gambar berikut adalah mekanisme kerja selulase pada degradasi komponen selulosa menjadi glukosa (Anil 2008),
Gambar 1. Mekanisme kerja selulase (Anil 2008)
2.4. PEMILIHAN MIKROORGANISME
Mikroba yang dapat tumbuh dalam proses fermentasi media padat ialah khamir, kapang dan bakteri. Meski demikian, jamur berfilamen atau kapang adalah mikroba yang paling baik ditumbuhkan dengan cara ini mengingat substratnya yang padat serta kadar air dan kadar nutrisi larut air yang cenderung rendah untuk kultivasi bakteri secara optimum (Raimbault 1998).
Kapang merupakan organisme eukariotik heterotrof yang dapat bereproduksi secara seksual dengan cara plasmogami dan karyogami maupun secara aseksual dengan cara menghasilkan spora. Karena sifat hidupnya yang heterotrof, kapang banyak terdapat dalam bentuk simbion dengan organisme lain secara baik secara mutualisme maupun parasitisme.
Kapang yang tidak bersimbiosis biasanya tumbuh pada bangkai organisme. Sebagian besar jamur adalah organisme multisel yang memiliki hifa, yaitu serabut berdinding sel yang melingkupi sitoplasma jamur. Sejumlah hifa akan membentuk jaring-jaring yang disebut miselium. Pola pertumbuhan hifa kapang memberikan kemampuan untuk menembus ke dalam media padat. Dinding sel yang melekat dan percabangan miselium membentuk struktur yang kokoh (Campbell et al. 1999).
Pada teknik fermentasi media padat, enzim-enzim hidrolitik yang disekresikan pada ujung hifa tidak mengalami pengenceran seperti yang terjadi pada fermentasi media cair sehingga frekuensi interaksi enzim-enzim dengan substratnya dapat ditingkatkan dan penyebaran enzim dapat menjangkau hingga ke dalam substrat untuk memanfaatkan lebih banyak nutrisi yang terkandung di dalamnya (Raimbault 1998). Kapang yang biasa digunakan adalah Trichoderma sp, Penicillium sp, Fusarium sp; sedangkan algae yang biasa digunakan adalah Chlorella sorokimianan, Scenedesmus, Sinechoccus,
Spirullina (Hariyum 1986).
Penggunaan kapang sebagai inokulum fermentasi sudah banyak dilakukan karena pertumbuhannya relatif mudah dan cepat, kadar asam nukleat rendah (Scherllart, 1975). Pertumbuhannya pun mudah dilihat karena penampakannya yang berserabut seperti kapas yang mulanya bewarna putih, tetapi jika spora telah timbul akan terbentuk berbagai warna tergantung dari jenis kapang, dan kapang ini terdiri dari suatu thallus bercabang yang disebut hifa, dimana miselia merupakan masa hifa (Fardiaz 1989).
Ampas kulit nanas merupakan bahan berserat tinggi, yang tersusun oleh beberapa komponen diantaranya; selulosa, lignin dan hemiselulosa. Selulosa merupakan komponen utama penyusun dinding sel tanaman dan hampir tidak pernah ditemui dalam keadaan murni di alam, melainkan berikatan dengan bahan lain, yaitu lignin dan hemiselulosa membentuk suatu lignoselulosa (Murni et al. 2008). Selain serat, komponen lain yang berpotensi sebagai sumber nutrisi bagi sel adalah kandungan gula, lemak dan pati yang ada di dalamnya. Pemilihan jenis mikroorganisme untuk proses fermentasi ampas kulit nanas lebih diutamakan pada jenis kapang pendegradasi serat, yaitu kapang dengan sifat selulitik.
2.4.1. Aspergillus niger
A. niger adalah kapang anggota genus Aspergillus, famili Eurotiaceae, ordo Eutiales, sub-klas
Plectomycetetidae, kelas Ascomycetes, sub-divisi Ascomycotina dan divisi Amastigmycota (Hardjo et
al. 1989). A. niger mempunyai kepala pembawa konidia yang besar, bulat dan berwarna hitam coklat
atau ungu coklat. Kapang ini mempunyai bagian yang khas yaitu hifanya berseptat, spora yang bersifat aseksual dan tumbuh memanjang di atas stigma, mempunyai sifat aerobik, sehingga dalam pertumbuhannya memerlukan oksigen dalam jumlah yang cukup. Gambar 2 menunjukkan penampang kepala konidia A. niger.
Gambar 2. Penampang kepala konidia A. niger
A. niger termasuk mikroba mesofilik dengan pertumbuhan maksimum pada suhu 35°C - 37°C
dan derajat keasaman untuk pertumbuhan mikroba ini adalah 2 - 8,8, tetapi pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau pH yang rendah (Fardiaz 1989).
A. niger dikenal sebagai kapang penghasil asam sitrat, aniline, pektinase, selulase, β-1,4-glikan hidrolase, protease, α-amilase, glukoamilase, maltase, β-galaktosidase, α-glukosidase, asam glukonat, glukosa oksidase, asam oksalat, fosfodiestrase, ribonuklease, pupulan 4-glukonahidrolase, β-xilosidase, xilanase, dan lipase (Selvakumar et al. 1996)
Pada penelitian sebelumnya kapang A. niger pada media padat yaitu campuran limbah lumpur sawit dan tepung kepala udang, berhasil meningkatkan kadar protein kasar dari 12.74% menjadi 37.72% dengan inkubasi selama 6 hari (Mirwandhono et al. 2004)
2.4.2. Trichoderma viride
Salah satu mikroorganisme yang mampu memanfaatkan selulosa untuk pertumbuhannya adalah kapang Trichoderma viride. Kapang ini menghasilkan enzim selulitik yang sangat efisien, terutama enzim yang mampu mengkatalisis reaksi hidrolisis kristal selulosa. Trichoderma viride berhasil digunakan untuk memproduksi selulase menggunakan substrat dari kulit ari beras serta meningkatkan kadar protein dan daya cerna jerami padi (Mojsov 2010). Trichoderma viride tumbuh baik pada substrat selulosa (serat), begitu juga dengan ampas kulit nanas dengan kadar seratnya yang tinggi. Morfologi Trichoderma viride yang sudah tua berwarna hijau terang karena terbentuknya bola-bola konidia yang lekat satu sama lain. Gambar 3 merupakan tampilan mikroskopik pertumbuhan miselia dan spora kapang T. virid.
Gambar 3. Miselia dan spora Trichoderma viride (http://botit.botany.wisc.edu)
T. viride banyak terdapat di tanah dan aktif dalam proses amonifikasi dan dekomposisi selulosa.
Kapang Trichoderma viride dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas jerami padi melalui metode fermentasi, meningkatkan konsentrasi NH3 dan kecernaan bahan kering dan bahan organik
(Widiyandari 2002).
Kisaran suhu optimum pertumbuhan Trichoderma viride berkisar antara 25-36oC. Pada suhu 26oC dan 32oC kapang masih tumbuh dengan baik. Kisaran pH pertumbuhan kapang adalah selang pH 1.5 hingga 9 dengan pH optimum 5 dan 5.5 (Domsch dan Gams 1972).
2.4.3. Rhizopus Oligosporus
R. oligosporus merupakan kapang dari genus Rhizopus, famili mucoraceae, ordo mucorales,
sub-divisi zygomycotina, sub-divisi eumycota (Fardiaz 1989). Kapang ini banyak digunakan dalam pembuatan tempe, dan banyak dapat ditemukan di alam, karena hidupnya bersifat saprofit (Shurtleff dan Ayogi 1979). Gambar 4 menunjukkan tampilan mikroskopik miselium dan spora R. oligosporus.
Gambar 4. Tampilan mikroskopik miselium dan spora R. oligosporus (http://www.agro.cmu.ac.th)
R. oligosporus merupakan kapang yang mampu penghasil enzim amilase, lipase, dan
glukoamilase (Raimbault 1998). R. oligosporus termasuk ke dalam golongan mikroorganisme mesophilik, dengan batas suhu antara 25 – 37 oC, tumbuh baik pada suhu 30 oC (Riyanto dan Andi 2007).
Pada penelitian sebelumnya, R. oligosporus berhasil meningkatkan kadar protein kasar substrat yang berupa campuran limbah kelapa sawit dan hidrolisat tepung kepala udang. Peningkatan tersebut cukup baik, dari 12.74% hingga 27.21% dengan waktu inkubasi enam hari (Mirwandhono et al. 2004). Hasil penelitian Riyanto dan Andi (2007) pada upaya peningkatan kadar protein ampas tapioka, kondisi optimum proses fermentasi terjadi pada kadar air subtrat 65% dengan pH 6. Penelitian tersebut berhasil meningkatkan kadar protein ampas tapioka dari 1.06% menjadi 19.63%.
2.4.4. Phanerochaete chrysosporium
P. chrysosporium termasuk dalam filum Basidiomycota, divisi basidiomycetes ordo poliprales
keluarga Phanerochaetacea genus Phanerochaete (Burdsall dan Eslyn 1974). Kapang ini tumbuh dengan membentuk sekumpulan miselia dan berkembang biak secara aseksual dengan pembentukkan
conidiospore (Dhawale dan Kessler, 1993) dan secara basidiospere (Gelpke 2002). P. chrysosporium
juga sering disebut sebagai kapang pelapuk putih (perez et al. 2002). Gambar 5 menunjukan penampang melintang miselium P. chrysosporium .
Gambar 5. Miselium P. chrysosporium (http://genome.jgi-psf.org)
Kapang ini mempunyai kemampuan mendegradasi lignin secara efektif melalui sekresi peroksidase yang mengkatalis oksidasi awal (Hattaka 1994). P. chrysosporium mempunyai kondisi optimum pertumbuhan pada suhu 40oC, pH antara 4 -7, dan kondisi aerob (Fadilah et al 2008). Keadaan ligninolitik adalah keadaan di mana jamur mengeluarkan enzim yang dapat mendegradasi lignin. Pada jamur pelapuk putih, enzim yang dikeluarkan adalah enzim peroksidase. P.
chrysosporium mengeluarkan enzim hemeperoksidase, yaitu lignin peroksidase (LiP) dan mangan
peroksidase (MnP) (Fadilah et al. 2008).
2.5. KULTUR CAMPURAN SEBAGAI STARTER FERMENTASI
Pemilihan jenis kapang sebagai starter fermentasi didasarkan pada karakteristik substrat yang digunakan. Jenis kapang amilolitik (penghasil amilase) digunakan untuk jenis substrat berpati (amilosa), kapang selulitik (penghasil selulase) untuk jenis substrat berselulosa, kapang lignolitik (penghasil enzim Ligninase) untuk jenis substrat bahan lignoselulosa, dan jenis-jenis kapang lainnya. Penggolongan jenis-jenis kapang tersebut mencirikan kemampuan kapang mensintesis spesifik enzim.
Beberapa jenis kapang dapat mensintasis enzim yang kompleks, namun sebagian kapang spesifik pada enzim tertentu. Aspergillus niger mensekresi enzim yang kompleks, meliputi selulase, amilase, xilanase, lipase dan lain-lain (Selvakumar et al. 1996), Rhizopus oligosporus mampu mensekresi amilase dan lipase (Raimbault 1998). Trichoderma viride menjadi kapang spesifik dengan sekresi enzim selulase. Penggunaan kultur campuran sebagai starter fermentasi memungkinkan terjadinya aktivitas degradasi bahan yang lebih kompleks dan simultan (Holzapfel 2000).
Pencampuran beberapa jenis kapang sebagai starter untuk satu jenis bahan diharapkan dapat mendegradasi bahan lebih efktif. Hal tersebut didukung oleh komposisi kimia dari subtrat fermentasi media padat yang tidak seragam. Komposisi kimia ampas kulit nanas contohnya, memiliki komposisi berupa bahan serat tinggi (lignoselulosa), lemak rendah (Hartadi et al. 1989), dan berpati rendah (0.72 mg/g BK kulit nanas) (Cordenunsi et al. 2010). Penggunaan kultur tunggal dalam fermentasi akan mengakibatkan spesifikasi degradasi komposisi bahan yang spesifik pada jenis komposisi bahan tertentu, sehingga kurang optimal dalam pemanfaatan bahan. Serta mengakibatkan pertambahan sel kapang menjadi kurang optimal.
Penggunaan kultur campuran dalam fermentasi sering dijumpai pada starter proses fermentasi makanan tradisional (Holzapfel 2000), misalkan pada proses fermentasi kapang dalam pembuatan kecap berperan kapang Aspergillus oryzae, A. flavus, A. niger dan Rhizophus oligosporus, produk tempe dengan kultur campuran jenis Rhizopus sp dan lain-lain (Santoso 2005).
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilaksanakan mulai bulan Mei – September 2010 di Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Pengawasan Mutu PT. Great Giant Pineapple Lampung Tengah serta Laboratorium Pengawasan Mutu Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2. ALAT DAN BAHAN
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain LAF (Laminar Air Flow), shaker, dan inkubator ruang fermentasi medium padat. Bahan-bahan yang digunakan antara lain; ampas kulit nanas, toge, Potato dextrose agar (PDA), biakan murni keempat jenis kapang; (Aspergillus niger,
Trichoderma viride, Rhizopus oligosporus, dan Phanerochaete Crysosporium), dan nutrien tambahan
substrat; urea, rock fospat, dan amonium sulfat. Biakan murni kapang jenis Phanerochaete
Crysosporium dan Trichoderma viride diperoleh dari Laboratorium Bioindustri Departemen Teknologi
Industri Pertanian IPB. Sedangkan biakan murni kapang jenis Rhizopus oligosporus dan Aspergillus
niger diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Riset PT. GGPC, Lampung Tengah.
3.3. METODE
3.3.1. Penelitian Pendahuluan
- Komposisi Kimia Ampas Kulit Nanas
Ampas kulit nanas dianalisis dengan beberapa uji yaitu kadar air, protein kasar, kadar lignin, serat kasar, gula reduksi, lemak, abu. Analisis diperlukan untuk mengetahui secara pasti komposisi kimia substrat sebelum fermentasi dan memberikan gambaran untuk proses pemilihan starter yang akan digunakan. Tata cara analisa parameter-parameter tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1. - Pengeringan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian adalah ampas kulit nanas dengan kadar air 11-14% (kering matahari). Pengeringan dilakukan dengan bantuan sinar matahari selama 12 jam dengan memperluas permukaan penjemuran sehingga tingkat kekeringan bahan cukup homogen. Pengeringan juga dimaksudkan sebagai cara pengawetan bahan untuk keperluan percobaan. - Produksi Inokulum cair
Produksi inokulum cair dimulai dari perbanyakan biakan murni pada agar miring Potato
dextrose agar, kemudian diinokulasi pada media ekstrak toge cair lalu dinkubasi. Tatacara
pembuatan media ekstrak toge cair dapat dilihat pada Lampiran 2. Inkubasi diberikan selama tiga hari pada shaker.
Keberhasilan produksi ditunjukkan jika hasil perhitungan mikroba dengan metode TPC mencapai 106 sel per milliliter starter. Flowchart produksi inokulum cair menggunakan ekstrak toge cair dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.
Gambar 6. Diagram alir proses produksi starter cair menggunakan media ekstrak toge cair Media yang telah disterilisasi kemudian didinginkan hingga suhu kamar atau dibawah 400C, kemudian diinokulasi dengan isolat dari media agar miring. Setiap labu erlenmeyer yang berisi 250 ml media cair diinokulasi pada laminar air flow (LAF) dengan 10 ml air hasil pengocokan pada media agar miring isolat. Kemudian dilanjutkan dengan inkubasi pada suhu kamar dengan meletakkan pada shaker untuk menghindari terbentukkan miselium yang menempel pada dinding-dinding labu erlenmeyer serta memudahkan kapang untuk mengambil oksigen dari udara dalam labu erlenmyer. Inkubasi dengan shaker dilakukan selama 3 hari (72 jam). Starter cair yang telah berumur 3 hari tersebut siap diinokulasi pada starter padat.
- Uji efektivitas inkubator
Pengujian efektivitas inkubator sederhana dibandingkan dengan kondisi ruang biasa. Kelompok sampel diinkubasi pada dua kondisi ruang, yaitu di dalam inkubator sederhana dan diluar inkubator. Intensitas pertumbuhan miselium terbaik adalah parameternya.
- Uji Pertumbuhan Miselium
Uji pertumbuhan miselium dilakukan dengan menginokulasikan keempat jenis kapang pada substrat dasar yang akan digunakan. Hasil uji-uji pendukung digunakan sebagai acuan untuk uji pertumbuhan miselium pada substrat. Substrat dasar yang akan digunakan pada penelitian utama adalah campuran antara ampas kulit nanas (Kadar air 11-14%) dengan nutrien tambahan dengan komposisi tiap unit sampel sebagai berikut:
o Ampas Kulit Nanas : 25 g o Urea : 0.7 g o Za / ammonium sulfat : 2.25 g o Batu fosfat : 1.25 g o Air : 25 ml
Starter yang digunakan sebanyak 5 ml inokulum cair untuk tiap sampel. Ulangan untuk tiap sampel
adalah 3 kali sehingga hasil pengamatan lebih optimal dan tepat. Kapang dengan pertumbuhan miselium yang baik selanjutnya digunakan untuk proses fermentasi pada tahap penelitian utama. Diagram alir uji pertumbuhan miselium dapat dilihat pada Gambar 7 berikut.
Gambar 7. Diagram alir uji pertumbuhan miselium kapang
Uji-uji pendukung lainnya dilakukan dengan menginokulasikan kapang pada perbandingan dua perlakuan sampel yang akan dipilih. Berikut ini daftar perbandingan kondisi dan keadaan sampel pada uji-uji pendukung setelah uji pertumbuhan.
3.3.2. Tahap Penelitian Utama
- Pemilihan Jenis Kapang Terbaik
Bagian penelitian ini ditujukan untuk mengetahui perbedaan peningkatan kadar protein yang dihasilkan oleh kapang fermentasi hasil uji pertumbuhan miselium pada penelitian sebelumnya. Faktor yang akan digunakan adalah jenis kapang, waktu inkubasi (3, 6 dan 9 hari), dengan ulangan sebanyak tiga kali.
Substrat yang digunakan adalah subtrat dasar yang sama digunakan pada uji pertumbuhan misleium kapang dengan starter cair sebanyak 5 ml untuk tiap 45 gram substrat. Analisis hasil yang digunakan mencakup perhitungan kadar protein kasar, serat kasar, dan kehilangan bahan sebelum dan setelah fermentasi. Proses produksi secara umum sama dengan uji pertumbuhan miselium kapang, dan hanya kapang terpilih yang digunakan dari keempat jenis kapang tersebut. - Aplikasi Kultur Campuran dan Substrat Murni
Bagian penelitian ini ditujukan untuk mengetahui kemungkinan penggunaan kultur campuran untuk fermentasi bahan. Faktor yang akan digunakan adalah beberapa jenis starter yaitu kombinasi jenis kapang yang digunakan untuk penelitian utama pertama starter. Ulangan yang digunakan sebanyak tiga kali dengan waktu inkubasi optimal penelitian sebelumnya. Analisis hasil yang diganakan adalah perhitungan kadar protein kasar, serat kasar, dan kehilangan bahan kering. Tata cara analisis dicantumkan dalam Lampiran 1.
3.4. RANCANGAN PERCOBAAN
Penelitian ini dirancang berdaarkan rancangan percobaan acak lengkap faktorial dan dievaluasi secara statistik dengan menggunakan ANOVA α = 0.05. Kemudian untuk membedakan nilai rataan perlakuan, dilakukan uji jarak Duncan.
Pada penelitian utama bagian pertama terdapat dua variabel perlakuan yang digunakan dalam proses fermentasi media padat, yaitu jenis kapang (A), dan waktu inkubasi (B). Jenis kapang terpilih (2, 3 atau 4 jenis kapang) hasil uji pertumbuhan miselium dari beberapa kapang; Aspergillus niger (A1),
Rhizopus oligosporus (A2), Trichoderma viride (A3), dan Phanerochaete chrysosporium (A4).
Waktu inkubasi dinyatakan dalam tiga taraf, yaitu 3 hari (B1), 6 hari (B2), dan 9 hari (B3) . Setiap kombinasi perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Kode-kode sampel pada percobaan yang digunakan ialah kode secara langsung, yaitu An untuk A. niger, Ro untuk R. oligosporus, Tv untuk T.
viride, dan Pc untuk P. chrysosporium. Model matematik yang digunakan untuk percobaan ini
berdasarkan Mattjik dan Sumertajaya (2002) adalah:
Yij = µ + αi + βj + (αβ) ij + €ijl
i = 1,2,3..i adalah perlakuan starter (jenis kapang)
j = 1,2,3..j adalah perlakuan waktu inkubasi (3, 6 dan 9 hari) l = jumlah ulangan sebanyak 3 kali
Yij = nilai pengamatan perlakuan ke-i ulangan ke-j
µ = nilai tengah umum pengaruh perlakuan jenis kapang ke-i αi = pengaruh perlakuan jenis kapang ke-i
βj = pengaruh dari faktor B taraf ke-j
(αβ) ij = interaksi perlakuan jenis kapang ke-i dengan lama inkubasi ke-j €ijl = galat perlakuan ke-i dan perlakuan ke-j
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. PENELITIAN PENDAHULUAN
4.1.1. Komposisi Kimia Ampas Kulit Nanas
Penelitian pendahuluan pertama dilakukan untuk mengetahui karakteristik bahan baku yang akan digunakan, yaitu ampas kulit nanas. Ampas tersebut merupakan limbah dari proses produksi nanas kaleng. Limbah tersebut berupa kulit nanas hasil pengupasan yang kemudian diperas untuk diambil air buahnya, sehingga tersisa ampasnya. Hasil analisis proksimat dan beberapa analisis tambahan dari bahan baku disajikan dalam Tabel 5 berikut.
Tabel 5. Komposisi kimia ampas kulit nanas (dalam % w/w bobot kering) Parameter uji Hasil Penelitian Penelitian sebelumnya
(a) (b)
Kadar abu 3.51 3.8 4.2
Kadar protein kasar 4.93 4.5 3.3 Kadar serat kasar 33.25 15.8 14.2 Kadar lemak kasar 1.82 1.6 1.7
Gula pereduksi 6.62 - -
Kadar lignin 7.31 - -
(c) Sidharta (1989) (d) Hartadi et al. (1989)
Karakteristik ampas kulit nanas menjadi bahan pertimbangan utama untuk memilih kapang fermentasi yang tepat untuk bahan tesebut. Hasil penelitian menunjukkan kadar abu bahan cukup rendah 3.51%, lebih kecil dibandingkan dengan dua penelitian sebelumnya. Kemudian kadar protein kasar, serat kasar, dan lemak kasar bahan lebih tinggi dibandingkan dua hasil penelitian sebelumnya. Adanya perbedaan komposisi kimia alami ampas kulit nanas dapat disebabkan oleh perbedaan varietas, genetik, usia, dan kondisi lingkungan pertumbuhan tanaman nanas tersebut.
Hasil analisis menunjukkan bahwa serat kasar merupakan komponen tebesar yang terkandung pada ampas kulit nanas, yaitu sebesar 33.25% BK. Serat kasar adalah bagian dari karbohidrat yang dapat menjadi sumber nutrisi mikroba alternatif untuk proses fermentasi selain gula, pati, lemak dan lainnya. Serat kasar dapat berbentuk selulosa murni, ataupun selulosa yang masih terbungkus dengan zat lain dalam bentuk lignin (lignoselulosa), hemiselulosa dan lain-lain. Hasil analisis kadar lignin bahan cukup tinggi yaitu, 7.31% BK. Hal tersebut menjadi salah satu pertimbangan dalam pemilihan kapang yang akan digunakan untuk fermentasi bahan.
Kadar pati pada bahan tidak dianalisis, karena secara fisik bahan tidak menunjukkan kandungan pati yang tinggi, bahan bukan dari golongan umbi-umbian ataupun biji-bijian dan ciri-ciri umum bahan berpati lainnya. Namun tidak menutup kemungkinan di dalam bahan terdapat kandungan pati, walaupun jumlahnya sangat sedikit.
Komposisi bahan menjadi dasar pemilihan mikroba fermentasi yang cocok sebagai sumber protein yang akan ditumbuhkan pada proses fermentasi bahan. Mikroba pendegradasi selulosa dan lignin, adalah pilihan utamanya. Selain itu dibutuhkan mikroba yang mampu tumbuh pada kondisi medium padat, ampas kulit nanas. Kapang adalah kelompok terpenting dari mikroba yang paling sering dugunakan untuk fermentasi medium padat berdasarkan sifat biokimia, enzimologi dan psikologi pertumbuhannya (Raimbault 1998). Gula pereduksi dalam bahan juga masih tersedia cukup, hal tersebut semakin mendukung kemungkinan kapang dapat tumbuh lebih cepat di awal pertumbuhan sebelum enzim pendegradasi disekresikan.
Berdasarkan analisis diatas, maka ampas kulit nanas sangat berpotensi sebagai substrat pertumbuhan salah satu mikroba sumber protein, khususnya kapang. Komponen terbesar ampas kulit nanas adalah serat kasar 33.25%, gula pereduksi 6.62%, dan 4.5% protein, ketiganya berpotensi digunakan sebagai sumber substrat pada pertumbuhan kapang. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian khusus untuk memilih jenis kapang yang cocok sebagai sumber protein sel.
4.1.2. Pengeringan Bahan Baku
Ampas kulit nanas yang keluar dari proses pengempaan (pressing) memiliki kadar air yang cukup tinggi sekitar 80-85%. Hal tersebut dikarenakan ampas hasil pengempaan perlu didorong dengan air untuk keluar dari saluran penampungan limbah tersebut. Oleh karena itu untuk keperluan pengawetan bahan penelitian, maka dilakukan usaha pengeringan bahan baku. Proses pengeringan tersebut dilakukan dengan pengeringan panas matahari karena keterbatasan oven dengan kapasitas besar.
Selama dua hari (enam jam penjemuran per hari) ampas kulit nanas dikeringkan dengan panas matahari, hasilnya dapat menurunkan kadar air bahan dari 84.50% hingga 11.44%. Pengeringan dilakukan dengan memperluas bidang penjemuran bahan dengan ketebalan 1-2 cm, sehingga dalam waktu 12 jam bahan sudah cukup kering dan dapat disimpan untuk beberapa sampel produksi.
Namun untuk keperluan produksi skala industri, pengeringan penggunaan panas matahari tidak cocok untuk digunakan karena pertimbangan luas lahan yang dibutuhkan serta kapasitas pengeringan matahari yang tidak menentu sesuai cuaca, sedangkan mikroba di sekitar bahan terus aktif untuk merusak bahan. Modifikasi mesin pengempa ampas nanas bagian akhir serta proses penyaluran bahan menuju tempat penampungan manjadi alternatif solusi, atau dapat juga digunakan sisa steam proses produksi nanas kaleng sebagai sumber panas untuk pengeringan bahan.
4.1.3. Produksi Starter Cair
Studi literatur memberikan hasil, bahwa kapang menjadi jenis mikroba terbaik yang dipilih, sesuai dengan kondisi fermentasi yaitu medium padat. Sesuai dengan karakteristik bahan utama maka dipilih empat jenis kapang yang memiliki potensi menjadi inokulum pada proses fermentasi bahan. Keempat jenis kapang yang digunakan adalah; Aspergillus niger, Rhizopus oligosporus, Trichoderma
Biakan murni dari masing-masing jenis kapang yang berasal dari agar miring (PDA) dipindahkan ke media ekstrak toge cair (ETC) lalu diinkubasi selama tiga hari pada shaker. Ekstrak toge sudah biasa digunakan sebagai media pertumbuhan mikroba dalam skala laboratorium, baik dalam bentuk agar maupun cair. Kandungan vitamin, protein dan sumber karbon pada toge yang cukup baik membuat media toge dipilih sebagai media kultivasi. Pada media toge diberikan campuran gula pasir sebagai sumber gula dan energi yang mudah digunakan oleh mikroba.
Keempat jenis starter hasil inkubasi 3 hari memiiki jumlah sel yang seragam pada kisaran 106. Hasil tersebut didapatkan pada pengujian Total Plate Count setelah inkubasi 3 hari. Berdasarkan data tersebut media ETC dapat digunakan untuk pembuatan starter cair pada penelitian selanjutnya. Namun untuk keperluan skala besar perlu peninjauan ulang penggunaan media ETC, terutama dalam kaitannya dengan optimasi biaya produksi.
4.1.4. Uji Efektivitas Inkubator
Uji efektivitas inkubator dilakukan untuk menyempurnakan hasil penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Tim Riset GGPC. Penelitian sebelumnya menggunakan satu jenis kapang sebagai inokulum pada fermentasi medium padat yaitu Rhizopus oligosporus dengan berbagai variasi perlakuan. Beberapa hasil penelitian sebelumnya digunakan sebagai acuan pada penelitian ini, diantaranya:
- Penggunaan ampas kulit nanas kering sebagai substrat utama pertumbuhan,
- Penggunaan kapang jenis Rhizopus oligosporus sebagai salah satu inokulum fermentasi pembanding,
- Penambahan nutrien berupa: urea, ammonium sulfat, dan batu fospat sebagai nutrien pemerkaya komposisi substrat,
- Penggunaan inkubator sederhana sebagai ruang inkubasi sampel, - Penyiraman sampel saat inkubasi dengan aquades steril 4 ml / hari.
Pembahasan khusus penambahan perlakuan penyiraman 4 ml air/ hari. Inkubasi sampel
pada inkubator sederhana yang tersedia menunjukkan penurunan kadar air yang cukup tinggi. Aktivitas penurunan kadar air tersebut disebabkan oleh penguapan sampel akibat panas dari lambu bohlam dan kegiatan metabolisme sel, sedangkan air untuk penstabil kelembaban ruangan tidak sepenuhnya bekerja secara baik. Oleh karena itu diperlukan usaha penyiraman sampel untuk memenuhi kebutuhan air untuk pertumbuhan kapang. Air yang digunakan adalah aquades steril untuk meminimalisasi resiko kontaminasi pada sampel. Pada penelitian sebelumnya, sampel tanpa penyiraman saat inkubasi menunjukkan pertumbuhan yang baik selama 3 hari inkubasi, kemudian pada hari ke-4 hingga seterusnya tidak terlihat perbedaan pertumbuhan yang berarti pada sampel. Bahan mengalami penurunan kadar air hingga keberadaan air sangat kurang untuk keperluan metabolisme sel kapang, sehingga pertumbuhan terhenti. Kadar air optimal untuk pertumbuhan dan kebutuhan substrat berkisar antara 40% hingga 70% tetapi juga bergantung pada jenis mikroba dan substrat yang digunakan untuk media kultivasi (Raimbault, 1998). Pada proses fermentasi ini kadar air dipertahankan antara 50-60%.
Uji efektivias inkbator. Sampel yang ditumbuhkan di dalam inkubator sederhana menunjukkan
pertumbuhan yang lebih cepat dan kompak dibandingkan sampel yag berada di luar inkubator. Hasil ini memberikan kesimpulan bahwa inkubator sederhana yang digunakan sebagai ruang inkubasi memberikan pengaruh yang lebih baik pada pertumbuhan miselium bahan fermentasi. Gambar 8 menunjukkan perbedaan pertumbuhan miselium sampel yang diinkubasi di dalam ruang dan di luar inkubator.
Gambar 8. Penampakan miselium kapang yang dinkubasi di dalam dan di luar ruang Diluar inkubator
Uji efektivitas inkubator menunjukkan hasil bahwa inkubator sederhana yang tersedia dapat digunakan untuk inkubasi pada penelitian utama. Keadaan inkubator sederhana dibuat mendekati dengan kondisi yang dibutuhkan oleh kapang-kapang tersebut. Suhu udara di dalam inkubator berkisar antara 30-34oC, tidak stabil karena kondisi lingkungan (khususnya waktu malam, pagi, dan siang hari) masih dapat mempengaruhi kondisi ruang di dalam inkubator. Namun hal tersebut sudah cukup membuat suhu ruang inkubator stabil pada range suhu optimum. Gambar 9 menunjukkan bentuk dan fitur dari inkubator sederhana.
Gambar 9. Inkubator sederhana
Lampu Bohlam 40 Watt 2 buah
Sampel percobaan
Plastik penutup /pelindung Air (menjaga kelembaban)
4.1.5.
Uji Pertumbuhan Miselium Kapang
Uji pertumbuhan miselium dilakukan untuk memastikan kemampuan kapang dapat tumbuh baik pada substrat yaitu ampas kulit nanas plus nutrien. Hal tersebut karena indikator meningkatnya kadar protein kasar bahan dilihat dari intensitas miselium yang tumbuh pada bahan. Kadar protein juga cenderung berbanding lurus dengan intensitas pertumbuhan miselium kapang atau jumlah sel yang terbentuk. Keempat jenis kapang tersebut sebenarnya sudah mangalami pengujian pertumbuhan miselium pada uji-uji pendukung sebelumnya. Namun untuk memastikan kembali dilakukan uji pertumbuhan miselium tersendiri dengan perlakuan optimal dari hasil uji pendukung sebelumnya.
Keempat jenis starter diinokulasikan pada substrat berupa campuran ampas kulit nanas dengan penambahan nutrien urea, ZA dan batu fosfat. Hasil inkubasi selama 6 hari menunjukkan bahwa kapang jenis A. niger, R. oligosporus, dan T. viride dapat tumbuh dengan baik pada substrat tersebut. Kapang jenis P. chrysosporium tidak dapat tumbuh dengan baik. Inkubasi yang diperpanjang hingga 10 hari juga tidak menunjukkan perbedaan yang berarti. Gambar 10 berikut merupakan hasil uji pertumbuhan miselium dari keempat jenis kapang yang berpotensi untuk digunakan.
Gambar 10. Hasil inkubasi 10 hari uji pertumbuhan pada keempat jenis kapang
starter cair
Kapang T. viride memiliki warna mencolok, yaitu hijau muda dan sebagian hijau tua. A. niger memiliki warna miselium putih, dengan warna spora hitam. Rhizopus oligosporus memiliki warna dominan putih kecoklatan seperti cream. Namun pada substrat yang diinokulasi dengan starter cair kapang Phanerochaete chrysosporium tidak menunjukkan pertumbuhan yang baik. P. chrysosporium mempunyai kemampuan mendegradasi lignin secara efektif melalui sekresi peroksidase yang mengkatalis oksidasi awal (Hattaka 1994).
Kadar lignin substrat sebenarnya juga cukup tinggi (7.31%) namun proses degradasi lignin substrat tidak terjadi dengan baik, karena miselium yang terbentuk hanya sedikit. Sedangkan jumlah lignin yang terdegradasi bergantung pada jumlah miselia yang dihasilkan selama fase pertumbuhan primer (Suparjo 2010).
Pertumbuhan miselium P. chrysosporium dipengaruhi oleh konsentrasi mineral kalsium (Ca) dan mangan (Mn) (Suparjo 2010). Kalsium dan mangan dibutuhkan fungi dalam jumlah yang berbeda. Penelitian yang dilakukan Suparjo (2010) menggunakan P. chrysosporium pada fermentasi substrat kulit buah kakao menghasilkan optimasi penggunaan Mn dan Ca dengan konsentrasi terbaik 1190 ppm dan 100 ppm, dengan hasil yang berbeda nyata dengan kondisi awal tanpa penambahan kedua mineral tersebut.
Kemampuan mendegradasi lignin oleh P. chrysosporium juga dipengaruhi oleh kondisi nutrien substrat. Perombakan lignoselulosa (lignin) terjadi pada fase pertumbuhan stationer sebagai metabolit sekunder (Li et al. 1994) setelah pertumbuhan primer terhenti akibat keterbatasan nutrien dalam substrat. Status metabolik sekunder lebih dipacu oleh pembatasan ketersediaan karbon dan fosfor daripada pembatasan nitrogen (Jeffries et al. 1981). Sedangkan pada percobaan ini diberikan penambahan fospat (batu fospat) yang cukup tinggi, 1.25 gram per 50 gram campuran substrat. Oleh karena itu perlu pengkajian lebih lanjut optimasi proses fermentasi ampas nanas menggunakan kapang jenis P. chrysosporium.
Ketiga jenis kapang lainnya dapat tumbuh dengan baik karena terdapat kecocokan sifat kapang dengan karakteristik bahan baku dan kondisi fermentasi yang sesuai dengan fisiologi fermentasi kapang tersebut. Kondisi fermentasi yang utama mempengaruhinya adalah suhu ruangan yang digunakan berkisar antara 30-34oC. suhu tersebut berada dibawah suhu optimal pertumbuhan kapanag jenis P.
chrysosporium yaitu sebesar 40oC, sehingga proses pertumbuhan menjadi kurang baik dibandingkan
kapang jenis lainnya.
Ampas nanas masih cukup kaya akan nutrisi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme, khususnya dengan kandungan serat kasar mencapai 33.25% dan gula pereduksi 6.62%. Kecocokan antara sifat bahan baku dengan jenis kapang sangat mempengaruhi kemampuan tumbuh kapang. T. viride dapat tumbuh dengan baik pada substrat tersebut. T. viride dengan sifat selulitik menghasilkan selulase untuk mendegradasi komponen selulosa pada bahan. Hal tersebut didukung oleh struktur kristal lignoselulosa bahan yang terpotong-potong pada perlakuan sterilisasi bahan. Pengukusan mampu meningkatkan ketersediaan energi karena meningkatkan kelarutan selulosa dan hemiselulosa dan atau pembebasan substansi terdegradasi dari lignin dan silika (Murni et al. 2008). Pengukusan bahan menyebabkan pengembangan serat bahan, gelatinisasi bahan berpati dan semakin mudah untuk dicerna.
Kapang R. oligosporus dapat tumbuh dengan baik pada substrat, karena kapang tersebut cocok untuk jenis substrat gula, lemak, dan pati (Raimbault 1998) dalam ampas kulit nanas terdapat 6.6% gula pereduksi, 1.8% lemak kasar, sedikit pati. Kemudian untuk kapang A. niger dapat tumbuh dengan baik karena sifat amilolitik, selulitik, dan kemampuan lain yang lebih lengkap dibandingkan dua kapang lainnya. A. niger dikenal sebagai kapang penghasil asam sitrat, aniline, pektinase, selulase, β-1,4-glikan hidrolase, protease, α-amylase, glukoamylase, maltase, β-galaktosidase, α-glukosidase, asam glukonat, glukosa oksidase, asam oksalat, fosfodiestrase, ribonuklease, pupulan 4-glukonahidrolase, β-xilosidase, xilanase, dan lipase (Selvakumar et al. 1996).
Berdasarkan hasil uji pertumbuhan kapang diatas serta didukung dengan pengulangan percobaan dengan menggunakan kantong plastik sebagai wadah media, menempatkan pada suhu kamar diluar inkubator, dan merubah komposisi substrat dengan penambahan dedak dan ampas tapioka juga menunjukkan pertumbuhan yang sama pada kapang tersebut.
