Proposal Isolasi Enzim 6-Rabu

(1)

LAPORAN

PRAKTIKUM BIOPROSES

Materi : Isolasi Enzim

Group : 6 – Rabu

Anggota :1. Alfredo D.A.T.B (NIM. 21030122140152) 2. Natalia Lydia Efrata Simbolon (NIM. 21030122140159) 3. Rachel Salwa Fatimah (NIM. 21030122120031)

LABORATORIUM BIOPROSES

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2024

(2)

HALAMAN PENGESAHAN LABORATORIUM BIOPROSES

TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO Laporan praktikum Isolasi Enzim yang disusun oleh :

Kelompok : 6 – Rabu

Anggota : 1. Alfredo D.A.T.B NIM. 21030122140152

2. Natalia Lydia Efrata Simbolon NIM. 21030122140159 3. Rachel Salwa Fatimah NIM. 21030122120031

Telah diterima dan disetujui oleh Prof. Ir. Abdullah M.S., Ph.D. selaku dosen pengampu pada

Hari : Senin

Tanggal : 22-04-2024

Semarang, 22-04-2024 Mengetahui, Dosen Pengampu

Prof. Ir. Abdullah M.S., Ph.D.

NIP. 197412162000122001

(3)

RINGKASAN

Enzim adalah katalis biologis (juga dikenal sebagai biokatalis) yang mempercepat reaksi biokimia dalam organisme hidup, dan dapat diekstraksi dari sel dan kemudian digunakan untuk mengkatalisis berbagai proses penting secara komersial. Enzim dapat diekstraksi dari sel dan kemudian digunakan untuk mengkatalisis berbagai proses yang sangat penting bagi bisnis. Misalnya, mereka digunakan dalam bubuk pencuci dan berbagai produk pembersih, sangat penting untuk pembuatan bahan pemanis dan perubahan antibiotik, dan sangat penting untuk perangkat analisis dan pengujian dengan aplikasi klinis, forensik, dan lingkungan.

Aspergillus niger merupakan jamur yang dapat menghasilkan enzim selulase dengan limbah pertanian sebagai induser alami. Kinerja Aspergillus niger semakin maksimal apabila ditumbuhkan dalam waktu dan kondisi yang optimal pula. Karena semakin baik kualitas sel maka jumlah enzim yang akan dihasilkan dalam metabolisme sel semakin banyak. Aspergillus niger memiliki ciri spora berwarna putih kehitaman dan intensitas warnanya bertambah pada biakan yang semakin tua.

Bentuk permukaan koloninya timbul dengan tekstur yang halus pada medium PDA. A.

niger memiliki ciri mikroskopis vesikel yang berbentuk bulat dengan diameter yang berkisar antara 17,52 sampai 23,4 µm.

Bahan yang digunakan adalah rumput teki,NaCl 1gr/l,CaCl2 1 gr/l,MgSO42 gr/l, KH2PO4 2 gr/l,urea,aquadest,CMC, Aspergillus niger.Sedangkan alat yang digunakan adalah Beaker glass, Termometer, GelasUkur, Pengaduk, Inkubator, Timbangan, Indikator pH, Kompor Listrik, Buret, Statif & Klem, Cuvet, Kertas Saring, Corong Buncher, Shaker, Pompa Vakum, Erlenmeyer Penghisap. Prosedur Praktikum meliputi Persiapan Bahan Baku, Pembuatan Starter, Fermentasi, Panen, Uji Kadar Glukosa, Analisis Data.

Hubungan waktu terhadap aktivitas enzim berbanding lurus dimana aktivitas enzim berhubungan dengan lamanya waktu inkubasi.Begitu juga dengan hubungan volume larutan dengan aktivitas enzim berbanding lurus.Hal ini disebabkan oleh meningkatnya volume starter serta waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim.Pada hubungan urea dengan aktivitas enzim berbanding lurus karena konstentrasi kompleks enzim-substrat akan mempengaruhi aktivitas enzim.

Terdapat saran pada praktikum ini yang dapat dipertimbangkan yaitu praktikum isolen harusnya dilakukan lebih lama agar pengamatan dapat dilakukan lebih akurat, saat titrasi sebaiknya menggunakan alas berwarna putih untuk mempermudah melihat TAT, pada saat pemanasan sebaiknya suhu dijaga konstan pada suhu optimal untuk mencegah terjadinya penguapan bahan-bahan kimia pada starter.

(4)

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga Laporan Praktikum Bioproses ini dapat diselesaikan dengan lancar dan sesuai harapan. Laporan ini dibuat guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Bioproses.

Adapun isi laporan ini adalah pembahasan mengenai hasil percobaan dari praktikum Isolasi Enzim. Berbagai dukungan dan doa kami peroleh sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan ini. Untuk itu, penyusun mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Aprilina Purbasari, S.T., M.T. selaku penanggung jawab Laboratorium Bioproses Universitas Diponegoro

2. Prof. Ir. Abdullah M.S., Ph.D. selaku dosen pengampu materi Isolasi Enzim 3. Ibu Jufriyah, S.T. selaku pranata laboratorium pada Laboratorium Bioproses

Universitas Diponegoro

4. Raissa Nur Diana selaku koordinator asisten Laboratorium Bioproses

5. Alifah Salma Putri dan Alfan Rizky Saputra sebagai asisten pengampu materi Isolasi Enzim

6. Alifah Salma Putri dan Alfan Rizky Saputra selaku asisten pembimbing materi Isolasi Enzim pada Laboratorium Bioproses.

7. Teman-teman yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.

Dalam penulisan laporan ini, tentunya masih terdapat banyak kekurangan yang masih perlu diperbaiki. Oleh karena itu, kritik dan masukan dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat dan berguna sebagai bahan penambah ilmu pengetahuan.

Semarang, 13 Maret 2024 Penyusun

(5)

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN...ii

RINGKASAN... iii

PRAKATA...iv

DAFTAR ISI...v

DAFTAR TABEL...vi

DAFTAR GAMBAR...vii

DAFTAR LAMPIRAN...viii

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang...1

1.2 Rumusan Masalah...2

1.3 Tujuan Praktikum... 2

1.4 Manfaat Praktikum... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4

2.1 Enzim...4

2.2 Enzim Selulase...4

2.3 Rumput Teki... 5

2.4 Aspergillus niger...6

2.5 Metode Pembuatan Enzim...7

2.6 Metode Fermentasi... 8

2.7 Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Enzim... 9

2.8 Perhitungan Aktivitas Enzim...9

2.9 Aplikasi Isolasi Enzim dalam Industri...10

BAB III METODE PRAKTIKUM...12

3.1 Rancangan Praktikum...12

3.2 Bahan dan Alat...13

3.3 Gambar Alat...13

3.4 Prosedur Praktikum...15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...19

4.1 Pengaruh Waktu terhadap Aktivitas Enzim Selulase... 19

4.2 Pengaruh PenambahanStarterterhadap Aktivitas Enzim...21

4.3 Pengaruh Penambahan Urea terhadap Aktivitas Enzim... 23

BAB V PENUTUP...24

5.1 Kesimpulan... 25

5.2 Saran... 25

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Gambar alat... 13

Tabel 4.1 Pengaruh waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim... 19

Tabel 4.2 Pengaruh volume starter terhadap aktivitas enzim...21

Tabel 4.3 Pengaruh urea terhadap alktivitas enzim...23

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 AnatomiAspergillus niger... 7

Gambar 2.7 Aktivitas enzim amilase dari limbah kulit buah nanas madu...10

Gambar 4.1 Grafik pengaruh waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim... 20

Gambar 4.2 Pengaruh penambahanstarterterhadap aktivitas enzim...22

Gambar 4.3 Pengaruh penambahan urea terhadap aktivitas enzim...23

(8)

DAFTAR LAMPIRAN

LAPORAN SEMENTARA...A-1 LEMBAR PERHITUNGAN... B-1 LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN... C-1 LEMBAR KUANTITAS REAGEN... D-1 REFERENSI... E-1 LEMBAR ASISTENSI... F-1

(9)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada organisme hidup, enzim merupakan komponen campuran yang mengandung banyak zat organik dan anorganik. Enzim adalah katalis biologis (juga dikenal sebagai biokatalis) yang mempercepat reaksi biokimia dalam organisme hidup, dan dapat diekstraksi dari sel dan kemudian digunakan untuk mengkatalisis berbagai proses penting secara komersial (Robinson, 2015).

Isolasi enzim dilakukan untuk memekatkan enzim hasil fermentasi. Enzim dapat diekstraksi dari sel dan kemudian digunakan untuk mengkatalisis berbagai proses yang sangat penting bagi bisnis. Misalnya, digunakan dalam bubuk pencuci dan berbagai produk pembersih, sangat penting untuk pembuatan bahan pemanis dan perubahan antibiotik, dan sangat penting untuk perangkat analisis dan pengujian dengan aplikasi klinis, forensik, dan lingkungan. Kebanyakan enzim saat ini digunakan dalam industri untuk merusak berbagai zat alami, yang dikenal sebagai hidrolisis. Karena penggunaannya yang luas dalam industri deterjen dan produk susu, protease masih menjadi jenis enzim yang paling populer (Ozatay, 2020).

Dalam pengisolasian enzim dilakukan fermentasi. Fermentasi keadaan padat (SSF) digambarkan sebagai proses yang terjadi dalam matriks padat (penopang inert atau pendukung/substrat) tanpa atau hampir tidak ada air bebas tetapi substrat memerlukan kelembapan untuk mendukung pertumbuhan dan aktivitas metabolisme mikroorganisme. Sejumlah besar mikroorganisme yang mampu tumbuh dalam matriks padat disajikan, termasuk jamur seperti AspergillusatauPenicillumuntuk antibiotik, Rhizopus untuk senyawa bioaktif, Mortierellauntuk biodiesel untuk bakteri,Bacillusuntuk produksi biosurfaktan, atau ragi untuk bioethanol (Lizardi-Jiménez & Hernández-Martínez, 2017).

Rumput teki adalah suatu gulma perenial yang tumbuh di daerah tropis maupun subtropis. Rumput teki mengandung 47,2% selulosa di dalamnya (Pelegrín et al., 2022). Hal ini menyebabkan rumput teki berpotensi sebagai sumber selulosa. Selulosa merupakan senyawa dasar yang digunakan untuk pembuatan CMC. CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) adalah turunan selulosa anionik yang larut dalam air, polisakarida linier dari anhidro-glukosa yang merupakan substrat yang dipakai untuk memproduksi enzim selulase dari A.

Niger (Itoandon et al., 2016). Selulosa yang terdapat pada tumbuhan biasanya

(10)

berbentuk terikat dengan senyawa lain seperti selulosa maupun lignin. Selulosa tersebut dapat dipisahkan dari ligninnya dengan cara delignifikasi menggunakan NaOH. Dalam proses delignifikasi ini sekaligus juga dapat melepaskan ikatan hemiselulosa (Prosvirnikovet al., 2017)

Aspergillus niger adalah salah satu kapang yang menghasilkan enzim selulase yang tinggi. Kapang ini dipilih untuk praktikum ini karena mudah tumbuh pada berbagai jenis media. Aspergillus niger tumbuh dengan baik dalam waktu dan kondisi yang ideal. Semakin baik kualitas sel, semakin banyak enzim yang akan diproduksi dalam metabolisme sel. Aspergillus niger akan dibudidayakan dalam media padat sebelum diinkubasi. Selanjutnya, proses fermentasi akan dilakukan menggunakan metode fermentasi padat. Metode ini mengangkut selAspergillus niger yang ada di media padat ke media cair untuk menghasilkan sel yang lebih aktif (inokulum) (Itoandon et al., 2016). Enzim selulase adalah enzim yang dihasilkan oleh Aspergillus niger yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi selulosa dengan memutuskan ikatan beta 1,4 glikosida yang menghasilkan oligosakarida turunan selulosa dan glukosa.

Selain itu, enzim selulase bersifat induktif dan berfungsi untuk menghidrolisis substrat selulosa menjadi monomer gula pereduksinya, yaitu glukosa.

1.2 Rumusan Masalah

Enzim adalah katalis biologis (disebut juga sebagai biokatalis) yang mempercepat reaksi biokimia dalam organisme hidup. Enzim selulosa, yang bersifat induktif, menghidrolisis substrat selulosa menjadi glukosa, monomer gula pereduksinya. Untuk memindahkan atau memisahkan sel, enzim memerlukan isolasi. Penggunaan rumput teki sebagai bahan enzim adalah salah satu cara untuk mengurangi limbah pertanian, yang dapat berdampak buruk pada lingkungan di kemudian hari.

Sebagian industri membutuhkan enzim yang tahan terhadap kondisi dan waktu tertentu. Karena enzim dapat mempengaruhi keberhasilan suatu industri, proses produksi enzim dan meningkatkan kestabilan industri sangat penting.

Pada praktikum ini, akan dilakukan isolasi enzim selulosa, menghitung aktivitas enzim, serta membandingkan faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim seperti penambahan urea.

1.3 Tujuan Praktikum

1. Mengisolasi enzim selulase dariAspergillus nigerdengan substrat pada rumput teki.

(11)

2. Menghitung aktivitas enzim dari berbagai konsentrasi substrat pada rumput teki.

3. Membandingkan pengaruh waktu inkubasi dan pH terhadap aktivitas enzim selulase dari rumput teki.

1.4 Manfaat Praktikum

1. Menaikkan nilai tambah limbah rumput teki yang melimpah untuk digunakan sebagai bahan baku induser dalam pembuatan enzim selulase.

2. Memperoleh enzim selulase dengan proses yang sederhana, efisien, dan biaya produksi yang lebih murah.

3. Sebagai dasar pengetahuan dan sumber referensi bagi praktikum berikutnya.

(12)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Enzim

Enzim adalah katalis biologis (juga disebut sebagai biokatalis) yang mempercepat reaksi biokimia pada makhluk hidup tanpa berpartisipasi dalam reaksi tersebut (Robinson, 2015). Sebagai katalis, enzim hanya diperlukan dalam konsentrasi yang sangat rendah, dan mempercepat reaksi tanpa dikonsumsi selama reaksi. Enzim biasanya memiliki nama umum yang mengacu pada reaksi yang dikatalisisnya, dengan akhiran -ase (misalnya oksidase, dehidrogenase, karboksilase), meskipun masing-masing enzim proteolitik umumnya memiliki akhiran -in (misalnya trypsin, kimotripsin, papain). Seringkali nama sepele juga menunjukkan substrat tempat enzim bekerja (misalnya glukosa oksidase, alkohol dehidrogenase, piruvat dekarboksilase).

Enzim memiliki berbagai sifat fisik dan kimia. Enzim dicirikan oleh spesifisitas, sifat katalitik, reversibilitas, kepekaan terhadap panas, suhu, dan pH, dan situs aktif di mana substrat berikatan untuk membentuk kompleks enzim- substrat. Enzim merupakan senyawa yang tidak stabil dan sebagian besar larut dalam air. Konsentrasi enzim mempengaruhi laju reaksi laju reaksi. Enzim memiliki berat molekul yang relatif besar sehingga tidak dapat melewati membran semi permeabel atau tidak dapat terdialisis (Robinson, 2015).

2.2 Enzim Selulase

Enzim selulase adalah enzim yang mampu mendegradasi selulosa dengan produk utamanya yakni glukosa, selobiosa dan selooligosakarida (Ejaz et al., 2021). Enzim selulase berasal dari protein yang terdapat didalam sel hidup yang berfungsi sebagai katalisator dalam reaksi biokimia. Enzim ini dapat diinduksi yang disintesis oleh berbagai mikroorganisme termasuk bakteri dan jamur, selama pertumbuhannya pada bahan selulosa Enzim selulase umumnya terdiri dari 3 unit enzim utama, yaitu Endo β-(1-4) glucanase (Cx) yang berperan terutama pada bagian amorf rantai selulosa, Ekso β-(1-4) glucanase (C1) atau selobiohidrolase yang berperan dalam pemecahan dibagian kristal rantai selulosa, dan β-Glukosidase merupakan unit enzim yang berperan penting untuk menghasilkan produk glukosa dari pemecahan selulosa (Setyoko &

Utami, 2016). Enzim selulase yang berasal dari hasil samping bakteri dan fungi

(13)

dibedakan dalam tiga kelas berdasarkan kemampuannya untuk mengubah carboxy methylated cellulose (CMC) yaitu endoglukonase, eksoglukonase dan ß-glukosidase, dimana endoglukonase menjadi enzim yang paling efisien.

Enzim selulase dapat dihasilkan dari berbagai jenis fungi, khususnya genus Aspergillus.

Enzim selulase merupakan enzim yang bersifat induktif. Produksi enzim selulase oleh mikroba membutuhkan adanya induser dalam medium fermentasinya. Induser tersebut yang akan menginduksi pembentukan enzim selulase pada sel mikroba. Jumlah enzim yang ada di dalam sel tidak tetap, bergantung indusernya. Jumlahnya akan bertambah beberapa kali lipat apabila dalam medium mengandung substrat yang menginduksi. Senyawa induser yang diperlukan umumnya berupa substrat enzim tersebut (Itoandonet al.,2016).

2.3 Rumput Teki

Rumput teki adalah suatu gulma perenial yang tumbuh di daerah tropis maupun subtropis. Tumbuhan ini dapat tumbuh liar di lahan pertanian, tanah lapang, kebun, dan tepi jalan sehingga sering kali dimusnahkan oleh Masyarakat.

Rumput teki memiliki batang sepanjang 25 cm, berbentuk segitiga, serta tumpang tindih dengan daun. Daunnya memiliki panjang 5-20 cm, beralur, berwarna hijau tua, dan tumbuh dari dasar tumbuhan. Bunganya berkelompok di ujung batang (inflorescences), terdiri dari tiga sampai sembilan tangkai, dan berwarna merah kecokelatan hingga ungu pada bagian ujungnya (spiklets).

Setiap spiklets terdiri dari 10-40 bunga, tidak mempunyai daun bunga, tapi memiliki bract yang kering, bermembran dan berbentuk oval yang disebut glumes. Rumput teki memiliki rimpang yang menjalar, dibungkus dengan modifikasi daun-daun yang berkerak, serta berwarna putih yang seiring waktu berubah menjadi keras dan berwarna cokelat. Rimpangnya juga membentuk umbi yang dapat menyimpan makanan dan dapat membentuk rimpang baru.

Panjang umbinya yaitu 1 sampai 3.5 cm, berwarna putih, berair saat muda, kemudian semakin lama menjadi keras dan berwarna cokelat (Tania et al., 2021).

Pada umbi rumput teki terdapat senyawa-senyawa fotokimia seperti alkaloid, flavonoid, tanin, glikosida, monotorpen, seskuiterpen, dan minyak esensial. Komponen aktif dari minyak esensialnya yaitu seskuiterpen dan monoterpen teroksigenasi. Senyawa seskuiterpen yang teridentifikasi yaitu α-

(14)

cyperone, 4-oxo-α-ylangene, dan caryophyllene oxide, serta monoterpen trans-

pinocarveol(Taniaet al., 2021).

Gambar 2.1 Rumput teki

(sumber:https://unair.ac.id/rumput-teki-miliki-sejuta-manfaat-bagi-kesehatan/)

2.4 Aspergillus niger

Aspergillus niger merupakan jamur yang dapat menghasilkan enzim selulase dengan limbah pertanian sebagai induser alami. Kinerja Aspergillus niger semakin maksimal apabila ditumbuhkan dalam waktu dan kondisi yang optimal pula. Karena semakin baik kualitas sel maka jumlah enzim yang akan dihasilkan dalam metabolisme sel semakin banyak. Selama pertumbuhan, sel- selAspergillus nigeryang digunakan harus dalam keadaan baru sehingga perlu dilakukan beberapa tahap untuk meremajakannya. Pertama dimulai dengan meremajakan isolat Aspergillus niger dalam media padat. Pertumbuhan Aspergillus niger ini diamati dengan munculnya spora berwarna hitam yang mulai terlihat pada hari ketiga (Limaet al.,2015).

Kurva pertumbuhanAspergillus nigerdiperoleh dengan menanamkan sel- selnya ke dalam media cair. Sel-sel Aspergillus niger dipindahkan dari media padat ke media cair dengan bertujuan untuk menghasilkan sel-sel yang lebih aktif yang biasa disebut dengan inokulum. Proses pengaktivan sel-sel tersebut dilakukan dengan cara aerasi melalui pengocokan. Hal ini bertujuan untuk menyuplai kadar oksigen secara terus menerus selama pertumbuhan sel berlangsung.

Aspergillus niger memiliki ciri spora berwarna putih kehitaman dan intensitas warnanya bertambah pada biakan yang semakin tua. Bentuk permukaan koloninya timbul dengan tekstur yang halus pada medium PDA. A.

niger memiliki ciri mikroskopis vesikel yang berbentuk bulat dengan diameter yang berkisar antara 17,52 sampai 23,4 µm. Pada permukaan vesikelnya terdapat sterigma kemudian fialid,dimana konidianya terdapat. Konidianya

(15)

berbentuk bulat dengan

kisaran diameter

antara 3,5 sampai 4,5

µm.

Konidioforanya panjang dan berbentuk silinder serta tidak berwarna (hialin)

Gambar 2.1 AnatomiAspergillus niger

(Simonovicovaet al.,2021).

2.5 Metode Pembuatan Enzim

2.5.1 Fermentasi Terendam (Submerged Fermentation)

Submerged Fermentation merupakan salah satu metode fermentasi dengan menggunakan substrat cair. Penambahan maupun penggantian nutrisi dalam media submerged fermentation berjalan kontinyu. Teknik fermentasi ini paling cocok untuk mikroorganisme seperti kapang yang membutuhkan kadar air yang tinggi (Yimer & Tilahun, 2018).

2.5.2 Fermentasi Keadaan Padat (Solid State Fermentation)

Fermentasi keadaan padat (SSF) cocok untuk mikroorganisme dengan kadar air lebih sedikit. Dalam SSF, bahan limbah kaya nutrisi seperti dedak, ampas tebu, dan bubur kertas dapat digunakan sebagai substrat bagi mikroorganisme dan dikonsumsi dengan sangat lambat dan terus-menerus. Oleh karena itu, tidak perlu memasok media untuk waktu yang lebih lama. Keuntungan utama SSF adalah kemudahan penanganannya, perolehan kembali produk dengan konsentrasi lebih tinggi, dan produksi limbah lebih sedikit. Oleh karena itu, SSF dianggap sebagai metode yang menjanjikan untuk produksi enzim komersial. a - Produksi amilase dengan SmF dan teknik fermentasi solid-state telah diperiksa untuk spesies jamur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa SSF sangat cocok untuk negara berkembang karena proses produksinya yang hemat biaya (Yimer & Tilahun, 2018).

2.5.3In situ

(16)

Metode in situ diterapkan untuk menghasilkan enzim kolagenase dari osifikasi heterotopik dan osteofit. Bagian pendek tulang dingin diambil, dan imunohistokimia dilakukan menggunakan antibodi poliklonal. Ekspresi kolagenase tinggi pada lapisan sel dan matriks sel.

Kehadiran kolagenase juga diamati pada osteoklas dan sel mononuclear yang tertanam di rongga dan sumsum tulang. Produksi kolagenase di dalam tulang manusia menunjukkan hasil yang utama sebagai peran yang dimainkannya dalam pemodelan tulang dan pemodelan ulang. Kolagenase juga. diproduksi dari fibroblast gingiva, neutrophil, dan kultur fibroblast ligamen. Aktivitas kolagenase ditentukan dalam media yang dikondisikan menggunakan metode yang mengganggu penghambat enzim. Setelah panen, campuran yang diperoleh diperlakukan dengan dithiothreitol untuk mengaktifkan kolagenase. Aktivitas enzim dapat diturunkan secara fluorometri pada 1,4 sampai 2,2 kali lipat (Tandonet al.,2021).

2.6 Metode Fermentasi

Fermentasi mempunyai pengertian suatu proses terjadinya perubahan kimia pada suatu substrat organik melalui aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Untuk hidup semua mikroorganisme membutuhkan sumber energi yang diperoleh dari metabolisme bahan pangan dimana mikroorganisme berada di dalamnya. Bahan baku energi yang paling banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah glukosa. Dengan adanya oksigen beberapa mikroorganisme mencerna glukosa dan menghasilkan air, karbon dioksida, dan sejumlah besar energi (ATP) yang digunakan untuk tumbuh. Ini adalah metabolisme tipe aerobik. Akan tetapi beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan baku energinya tanpa adanya oksigen dan sebagai hasilnya bahan baku energi ini hanya sebagian yang dipecah. Bukan air, karbondioksida, dan sejumlah besar energi yang dihasilkan, tetapi hanya sejumlah kecil energi, karbondioksida, air, dan produk akhir metabolik organik lain yang dihasilkan.

Zat-zat produk akhir ini termasuk sejumlah besar asam laktat, asam asetat, dan etanol, serta sejumlah kecil asam organik volatil lainnya, alkohol dan ester dari alkohol tersebut. Pertumbuhan yang terjadi tanpa adanya oksigen sering dikenal sebagai fermentasi (Marlinda et al.,2017). Selain itu, fermentasi mampu meningkatkan ketersediaan zat-zat makanan seperti protein dan energi metabolis serta mampu memecah komponen kompleks menjadi komponen

(17)

sederhana. Bila semakin besar fermentasi maka semakin besar jumlah pengurungan glukosa dan alkohol terbentuk (Junainiet al., 2019).

2.7 Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Enzim 2.7.1 Suhu

Jika suhu dibawah optimum maka aktivitas enzim akan rendah.Hal ini terjadi karena struktur tiga dimensi enzim mulai berubah, sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan sisi aktif enzim akibatnya proses katalis tidak dapat berlangsung secara sempurna (Worthingtonet al.,2017) 2.7.2 pH

Aktivitas kinerja enzim berpengaruh pada pH.Jika aktivitas enzim tinggi pada pH optimal disebabkan oleh terjadinya ionisasi asam-asam amino pada sisi aktif enzim, sehingga terjadi interaksi yang optimum antara enzim dengan substrat.Sedangkan jika aktivitas enzim setelah pH optimal mengalami penurunan maka disebabkan perubahan muatan ion pada rantai samping yang terionisasi sehingga mengakibatkan terjadinya denaturasi enzim yang disertai hilangnya aktivitas katalitik enzim (Worthingtonet al.,2017).

2.7.3 Kinetika Enzim

Aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi substrat yang digunakan. Semakin tinggi konsentrasi substrat yang digunakan, maka semakin tinggi aktivitas enzim atau semakin tinggi kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tersebut. Namun pada suatu titik tertentu, yaitu kecepatan maksimum (Vmaks), penambahan konsentrasi substrat dalam jumlah tertentu tidak akan dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim, melainkan dapat menurunkan aktivitas enzim atau kecepatan reaksi.

Dalam hal ini, substrat yang ditambahkan tersebut akan menjadi inhibitor dalam reaksi enzimatik (Worthingtonet al.,2017).

2.8 Perhitungan Aktivitas Enzim

Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain konsentrasi enzim, suhu, pH, inhibitor, dan aktivator. Hal ini dikarenakan setiap enzim memiliki suhu dan pH optimum. Untuk menghitung aktivitas enzim dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

(18)

AE = MGX 1000 BMGXMI

(Yunilaset al.,2019)

Keterangan :

AE = Aktivitas Enzim (unit/mL) MG = Milligram glukosa

BMG = Berat Molekul glukosa MI = Waktu inkubasi

Berikut adalah contoh perhitungan aktivitas enzim amilase dari limbah kelapa sawit yang difermentasi denganBacillussp :

Gambar 2.7 Aktivitas enzim amilase dari limbah kelapa sawit (Bacillussp)

Rerata aktivitas enzim CMCase substrat limbah kelapa sawit lengkap yang difermentasi dengan Bacillus sp adalah 0,4600 U/ml (substrat P1), 0,8973 U/ml (substrat P2) dan 0,9075 U/ml (substrat P3).Bakteri selulolitik yang berbeda akan menghasilkan kompleks enzim selulase yang berbeda pula. Hal ini dapat disebabkan oleh gen yang mereka miliki dan sumber karbon yang digunakan.Reaksi enzimatik yang berbeda antar substrat dapat disebabkan oleh perbedaan komposisi substrat yang digunakan.Reaksi mengatakan bahwa aktivitas enzim bergantung pada jenis dan konsentrasi substrat, suhu, pH, serta komposisi dan jumlah bahan/cairan lain yang ditambahkan. Konsentrasi substratnya kecil, aktivitas enzimnya juga kecil. Substratnya berlebih, maka reaksinya tergantung pada jumlah/konsentrasi enzim yang ada. Kecepatan reaksi enzim tidak bergantung pada konsentrasi substrat yang ada (Yunilas et al.,2019).

2.9 Aplikasi Isolasi Enzim dalam Industri 2.9.1 Industri Pangan

Enzim dapat digunakan untuk produksi prebiotik. Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna (oligosakarida) dan mempunyai

(19)

dampak menguntungkan bagi tumbuh dan aktifnya mikroba probiotik dalam usus. (Chapmanet al.,2018).

2.9.2 Industri Farmasi

Enzim dapat digunakan untuk proses biromediasi menggunakan protase.Protase berfungsi menghidrolisis ikatan peptida menjadi oligopeptida dan asam amino dan merupakan golongan enzim hydrolase yang memecah protein menjadi molekul yang lebih sederhana (Chapman et al.,2018).

2.9.3 Industri Kertas

Enzim selulase dapat diaplikasikan untuk memperhalus bubur kertas pada industri kertas, menjaga warna kain agar tetap cemerlang.

Produksi enzim selulase menggunakan media Carboxymethyl Cellulose (CMC) karena dalam media ini mengandung selulosa yang digunakan sebagai substrat pada reaksi enzimatis (Chapmanet al.,2018).

(20)

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Rancangan Praktikum

3.1.1 Skema Rancangan Percobaan Dibuat skema percobaan standar yang benar,

Gambar 3.1 Skema rancangan percobaan 3.1.2 Variabel Operasi

a. Variabel tetap

1. Rumput kering 100 gr

2. Rasio V filtrat CMC 3:1 (basis 50 mL)

3. perbnadingan rumput kering dan NaOH 60 gr : 780 ml 4.Aspergillus niger

5. Waktu inkubasi 6.Starter(basis 100ml) 7. Sentrifugasi

8. Rasio sampel b. Variabel bebas

(21)

1. Urea 0,5 dan 0,75 gram 2. pH 7

3. Waktu inkubasi (10, 20, 30, 40) menit c. Variabel Terikat

1. Aktivitas enzim

2. Volume dan konsentrasi titran

3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan

1. Remput Teki 7. KH2PO4

2. NaOH 8. CaCl2

3. HCl 9. NaCl

4.Aspergillus niger 10. Urea

5. Glukosa 11. Aquadest

6. MgSO4 12. CMC

7. KH2PO4 3.2.2 Alat

1.Beaker glass 9. Buret

2. Termometer 10. Statif dan klem

3. Gelas ukur 11. Cuvet

4. Pengaduk 12. Kertas saring

5. Inkubator shaker 13. Corong bucher

6. Timbangan 14. Shaker

7. Indikator pH 15. Pompa vakumm

8. Kompor listrik 16. Erlenmeyer

3.3 Gambar Alat

Tabel 3.1 Gambar alat

No. Nama Alat Gambar alat

1 Beaker glass

2 Termometer

(22)

3 Gelas ukur

4 Pengaduk

5 Inkubator Shaker

6 Timbangan

7 Indikator pH

8 Kompor Listrik

9 Buret

10 Statif dan klem

11 Cuvet

12 Kertas saring

13 Corong Buchner

14 Shaker

(23)

15 Pompavacuum

16 Erlenmeyer

3.4 Prosedur Praktikum

3.4.1 Persiapan Bahan Baku (Hari ke-1)

1. Bahan baku dihaluskan, lalu ditimbang sesuai yang dibutuhkan,

2. Bahan baku dimasukkan ke dalam larutan NaOH atau HCl normalitas dan volume tertentu,

3. Campuran dipanaskan pada suhu konstan 90◦C selama 1 jam, sambil diaduk,

4. Bahan baku dikeringkan menggunakan sinar matahari selama 1 hari.

3.4.2 Pembuatan Starter (Hari Ke-1)

1. Media inokulum dibuat dengan menyiapkan larutan media volume tertentu dalam erlenmeyer. Media terdiri dari 10 gr/l glukosa, 1 gr/l NaCl, 2 gr/l KH2PO4, 0,2 gr/l CaCl2, 1,7 gr/l MgSO4. Setelah itu, Aspergillus niger ditambahkan ke dalam campuran. Erlenmeyer ditutup menggunakanalumunium foil,

2. Starter diinkubasi menggunakan shaker pada temperatur ruangan selama 1 hari.

3.4.3 Fermentasi (Hari Ke-2)

1. Sampel dicampur menggunakan air dengan rasio sampel-air tertentu untuk semua variabel, kemudian diaduk,

2. pH diatur masing-masing variabel sesuai yang ditentukan,

3. Urea dan starter ditambahkan ke dalam larutan dengan kadar tertentu, 4. Fermentasi dilakukan secara aerob dan ditutupaluminium foilselama 1 hari.

3.4.4 Panen (Hari Ke-3)

1. Hasil dari fermentasi disentrifugasi pada kecepatan dan waktu tertentu, 2. Setelah disentrifugasi, cairan disaring menggunakan pompa vacuum,

untuk diperoleh filtratnya (crude enzyme),

3. Filtrat yang diperoleh, dicampur CMC dengan perbandingan tertentu 4. Campuran diinkubasi selama waktu tertentu,

(24)

5. Sebelum dan sesudah inkubasi, dilakukan uji kadar glukosa pada sampel.

3.4.5 Uji Kadar Glukosa (Hari Ke-3)

1. Larutan glukosa standar dibuat dengan melarutkan 1,25gram glukosa dalam 500 ml aquades. 5 ml glukosa standar diambil, kemudian diencerkan sampai 25 ml dan diambil 5 ml, setelah itu pH dinetralkan.

Standarisasi glukosa dilakukan dengan mencampurkan 5 ml glukosa encer, 5 ml fehling A, dan 5 fehling B. Campuran ini dipanaskan sampai 60◦C, dan dititrasi dengan larutan glukosa standar sampai warna biru hampir hilang. Tambahkan dua tetes indikator MB.

Lanjutkan titrasi sampai warna merah bata yang tidak hilang setelah pengocokan. Catat kebutuhan titran (F).

2. Sampel sebanyak 5 ml diambil, lalu diencerkan hingga 25 ml. Ambil 5 ml sampel encer, dan dinetralkan pHnya, setelah itu tambahkan 5 ml fehling A, 5 ml fehling B, serta 5 ml glukosa standar. pH campuran diatur hingga netral. Kemudian campuran dipanaskan sampai 60oC dan titrasi dengan larutan glukosa standarsampai warna biru hampir hilang. Tambahkan dua tetes indikatorMB. Titrasi dilanjutkan sampai warna merah bata yang tidak hilangsetelah perngocokan. Catat kebutuhan titran (M).

∁ = � − � � ��

��

�� 2.5

(3.1)

Glukosa standar = 2,5 gram dalam 1 liter = 2,5 mg/mL Semua satuan volume memakai mL

3.4.6 Analisis Data

1. Aktivitas Enzim Setelah C (konsentrasi glukosa) didapatkan dalam satuan mg/ml. Kemudian masukkan kedalam rumus :

�� = ^∆�_� � ¹⁰⁰_�� (^{1 ��}_�� ) (3.2) Dimana :

C = konsentrasi glukosa per mL ekstrak enzim T = waktu inkubasi (menit)

Yaitu lamanya waktu inkubasi (Tn)

(25)

1 unit enzim : yaitu besarnya aktivitas enzim yang dibutuhkan untuk membebaskan 1 µmol glukosa per menit per ml enzim.

(Lampirkan referensi dari rumus perhitungan aktivitas enzim)

�� = _��^�� ¹⁰⁰_�� (3.3) 2. Kinetika Reaksi Enzimatis

Algortima pekerjaan :

1) Mencari kadar glukosa (C) masing-masing variabel waktu inkubasi Waktu inkubasi Volume Titran C (mg/ml)

… … …

2) Menyusun persamaan konstanta reaksi enzimatis dengan metode Lineweaver-Burk Plot

1

�

−

_��^��

�

_[�]¹

+

_��¹

(3.4)

Persamaan tersebut mengikuti persamaan garis linear (y= ax+b) dengan 1�vs 1 [�] ialah y dan x, serta�� dan 1��ialah slope dan intercept.

3) Menyusun kembali data-data sesuai kebutuhan untuk membuat grafik 1 [�] vs 1�dimana 1�= satu per laju produksi glukosa per waktu; 1 [�] = satu per kadar glukosa pada waktu tertentu.

Waktu inkubasi

C (mg/ml) ∆C V

(mg/ml.menit)

�[�] � �

… … … …

4) Mengubah data dalam tabel menjadi grafik 1 [�] vs 1 � , lalu menghitung persamaan garisnya menggunakan rumus regresi:

� = [(ΣY)(ΣX2)] − [(ΣX)(ΣXY)]

(ΣX2) − (ΣX)2

� = [n(ΣXY)] − [(ΣX)(ΣY)]

(ΣX2) − (ΣX)2 (3.5)

(26)

5) Menghitung harga Km dan Vmax dari persamaan garis pada grafik.

Dari grafik didapat persamaan garis → y = ax + b

Dimana:

a = _V^K^m

max ; dan

b =

_V¹

max

(27)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Waktu terhadap Aktivitas Enzim Selulase

Pada percobaan ini, waktu inkubasi yang digunakan pada setiap variabel yaitu 10, 20, 30, dan 40 menit. Berikut ini disajikan tabel dan grafik yang menunjukkan hubungan waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim.

Tabel 4.1 Pengaruh waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim

Variabel

Aktivitas Enzim (unit/mL.menit)

T1 (10

menit)

T2 (20

menit)

T3 (30

menit)

T4 (40

menit)

1 3,611 3,885 5,55 6,799

2 3,885 4,7175 5,13375 7,07625

3 4,30125 4,30125 6,52125 5,13375

4 2,91375 3,19125 3,46875 4,1625

(28)

Gambar 4.1 Grafik pengaruh waktu inkubasi terhadap aktivitas enzim Pada gambar 4.1 terlihat bahwa aktivitas enzim pada variabel 1, 2, 3, dan 4 sebagian besar mengalami kenaikan walaupun pada variable 3 menit ke 40 adanya penurunan. Nilai aktivitas enzim variabel 1 pada waktu inkubasi dari 10 menit sampai 40 menit secara berturut-turut adalah 3,6111; 3,885; 5,55; dan 6,799 unit/mL.menit. Lalu nilai aktivitas enzim pada variabel 2 pada waktu inkubasi dari 10 menit sampai 40 menit secara berturut-turut adalah 3,885;

4,7175; 5,13375; dan 7,07625 unit/mL.menit. Kemudian nilai aktivitas enzim variabel 3 dari 10 menit sampai 40 menit inkubasi secara berturut-turut adalah 4,30125; 4,30125; 6,521125; dan 5,13375 unit/mL.menit. Untuk variabel 4 memiliki nilai aktivitas enzim dari 10 menit sampai 40 menit inkubasi secara berturut-turut adalah 2,91375; 3,19125; 3,46875; dan 4,1625 unit/mL.menit.

Mikroorganisme mengalami 4 fase, yaitu fase lag (fase penyesuaian), Fase log atau eksponensial (fase pertumbuahan), fase stasioner (laju pertumbuhan mikroorganisme sama dengan laju kematian), dan fase kematian (Wang et al., 2015). Aktivitas enzim berbanding lurus dengan waktu inkubasi. Aktivitas enzim akan meningkat dengan bertambahnya waktu inkubasi. Namun, setelah produksi maksimum yang biasanya terjadi pada hari ke-7, aktivitas enzim akan menurun.

Hal ini disebabkan oleh sel yang sudah mencapai fase penurunan atau fase

(29)

kematian yang ditandai dengan menurunnya aktivitas enzim karena konsentrasi substrat yang semakin berkurang (Htweet al., 2017).

Berdasarkan teori di atas, dapat dilihat bahwa hasil percobaan telah sesuai dengan teori bahwa aktivitas enzim berbanding lurus dengan waktu inkubasi.

Namun, terdapat ketidak sesuaian dengan teori yang ada pada variabel 3 dimana pada waktu inkubasi 40 menit terjadi penurunan. Aktivitas enzim yang menurun sebelum produksi maksimumnya disebabkan oleh enzim yang mudah mengalami kerusakan akibat paparan lingkungan seperti suhu, cahaya atau bahan kimia yang berinteraksi langsung dengan enzim. Kondisi pH yang tidak sesuai pun akan merusak enzim selulosa dan menurunkan aktivitas enzim yang mana aktivitas enzim selulosa diketahui optimum pada pH netral sekitar 6 – 7 (Sakthi et al., 2011).

4.2 Pengaruh VolumeStarterterhadap Aktivitas Enzim

Pada percobaan yang dilakukan, diberikan perbedaan perlakuan volume starterdimana variabel 1 sebanyak 12%v sedangkan pada variabel 4 sebanyak 10%v. Pengaruh volume starter terhadap aktivitas enzim selulase dapat dilihat pada gambar 4.2 sebagai berikut.

Tabel 4.2 Pengaruh volume starter terhadap aktivitas enzim

Variabel

T1 (10

menit)

T2 (20

menit)

T3 (30

menit)

T4 (40

menit)

1 3,611 3,885 5,55 6,799

4 2,91375 3,19125 3,46875 4,1625

(30)

Gambar 4.2 Pengaruh volumestarterterhadap aktivitas enzim

Berdasarkan grafik pada gambar 4.2 di atas, dapat dilihat bahwa nilai aktivitas enzim pada variabel 4 dengan penambahan volume starter 10 ml lebih besar daripada nilai aktivitas enzim pada variabel 1 dengan penambahan volume starter 12 ml. Adapun pada variabel 4 didapatkan data dengan nilai aktivitas enzim pada T1, T2, T3, dan T4 berturut-turut adalah 2,91 unit/ml menit, 3,19 unit/ml menit, 3,47 unit/ml menit, dan 4,16 unit/ml menit. Pada variabel 1 didapatkan data dengan nilai aktivitas enzim pada T1, T2, T3, dan T4 berturut- turut adalah 3,61 unit/ml menit, 3,88 unit/ml menit, 5,55 unit/ml menit, dan 6,799 unit/ml menit.

Starter merupakan biakan mikroba tertentu yang ditumbuhkan di dalam substrat atau medium untuk tujuan proses tertentu. Starter pada praktikum kali ini terdiri dari glukosa, NaCl, KH2PO4, CaCl2, dan MgSO4. Sesuai dengan pendapat Mirnawati et al. (2019) bahwa dosis inokulum yang lebih tinggi memberikan lingkungan yang lebih baik untuk pertumbuhan mikroba yang menyebabkan proses fermentasi lebih cepat sekaligus meningkatkan aktivitas enzim. Semakin meningkat volume starter dan waktu inkubasi mengakibatkan penurunan hasil produk yang mungkin disebabkan oleh penurunan tingkat pasokan oksigen ke organisme karena ruang yang tersedia di fermentor lebih sedikit (Haqet al., 2015)

Berdasarkan hasil dari teori dan praktikum antara variable 1 dan 4 sudah sesuai. Hal ini disebabkan pada proses fermentasi dapat meningkatkan aktivitas enzim karena salah satu faktornya adalah dosis inokolum serta lingkungan yang baik sehingga hasil praktikum dari variabel 1 dan 4 sudah sesuai dengan teori.

(31)

4.3 Pengaruh Penambahan Urea terhadap Aktivitas Enzim

Percobaan isolasi enzim dilakukan dengan memfermentasi yang telah melalui pretreatment dengan jamur Aspergillus niger dalam starter dengan volume 10% dengan penambahan larutan urea sebesar 0,5 gr pada variabel 1.

pH awal campuran diatur pada nilai . Hasil fermentasi lalu dititrasi dengan interval waktu 10, 20, 30, dan 40 menit. Dari hasil percobaan, diperoleh aktivitas enzim pada tiap-tiap variabel yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 berikut.

Tabel 4.3 Pengaruh urea terhadap alktivitas enzim

Variabel

T1 (10

menit)

T2 (20

menit)

T3 (30

menit)

T4 (40

menit)

2 3,885 4,7175 5,13375 7,07625

4 2,91375 3,19125 3,46875 4,1625

Gambar 4.3 Pengaruh penambahan urea terhadap aktivitas enzim

Gambar 4.3 menunjukkan grafik pengaruh penambahan urea yang berbeda antara variabel 2 dan 4 terhadap aktivitas enzim. Berdasarkan grafik pada Gambar 4.3, terlihat bahwa variabel 2 dengan penambahan larutan urea 0,7 gr mengalami kenaikan pada interval 20 dan mengalami penurunan pada interval 30 menit yang kemudian naik pada interval 40 menit. Sedangkan variabel 4 dengan penambahan larutan urea 0,5 gram mengalami kenaikan pada menit ke 20 dan naik secara signifikan pada menit ke 40, pada variable 4 aktivitas enzim tercatat sebesar 2,91375 unit/ml.menit pada menit ke 10 dan

(32)

3,19125 pada menit ke 20 3,46875 unit/ml.menit pada interval 30 menit; serta 4,1625 unit/ml.menit pada menit ke 40. Sedangkan pada variabel 2, aktivitas enzim tercatat sebesar 3,885 unit/ml.menit 10; 4,7175 unit/ml.menit pada menit 20; 5,13375 unit/pada menit 30; serta 7,07625 unit/ml pada menit 40.

Konsentrasi urea yang ditambahkan berpengaruh terhadap tingkat aktivitas enzim yang bereaksi. Ketika konsentrasi antara substrat diperbesar, pengikatan substrat oleh enzim akan meningkat. Dengan demikian, konsentrasi kompleks enzim-substrat lebih besar dan aktivitas enzim juga akan meningkat (Zusfahair et al., 2018). Penambahan konsentrasi urea dapat meningkatkan jumlah substrat untuk difermentasi. Urea dapat mengikat permukaan lignin atau selulosa melalui ikatan hidrogen dan lapisan hidrasi terbentuk pada permukaan lignin atau selulosa yang dapat melemahkan kekuatan ikatan dengan lignin dalam lignoselulosa dengan efek penghalang sterik dan mengurangi adsorpsi nonproduktif selulase pada lignin secara signifikan. Oleh karena itu, konsentrasi selulase bebas dalam suspensi meningkat dan akibatnya efisiensi hidrolisis enzimatik lignoselulosa meningkat (Louet al., 2018).

Berdasarkan teori yang telah ada, percobaan isolasi enzim dengan penambahan larutan urea dengan konsentrasi yang berbeda antara dua variabel telah sesuai dengan teori. Penambahan konsentrasi larutan urea akan meningkatkan ikatan antara urea dengan lignin ataupun selulosa melalui ikatan hidrogen sehingga membebaskan selulase untuk didegradasi dengan bereaksi dengan enzim selulase. Dengan demikian, terjadi peningkatan substrat yang dapat direaksikan dengan enzim sehingga aktivitas enzim semakin meningkat. Meskipun demikian, aktivitas enzim pada variabel 2 turun pada interval 60 menit. Menurut Simanjuntak & Silalahi (1993) dalam Zusfahair et al. (2018), semakin banyak konsentrasi substrat maka sisi aktif enzim yang kontak dengan substrat juga semakin meningkat sehingga semakin banyak substrat yang terhidrolisis menjadi produk. Namun, produk yang terlalu banyak menyebabkan penghambatan karena produk akan menempel pada sisi aloesterik enzim sehingga sisi aktif enzim tidak dapat lagi ditempati oleh substrat. Hal ini mengakibatkan penurunan aktivitas enzim pada saat penambahan substrat dengan konsentrasi yang lebih besar setelah mencapai kondisi optimum meningkat.

BAB V PENUTUP

(33)

5.1 Kesimpulan

1. Aktivitas enzim akan semakin meningkat seiring bertambahnya waktu.

2. Volume starter yang lebih tinggi memberikan lingkungan yang lebih baik untuk pertumbuhan mikroba yang menyebabkan proses fermentasi lebih cepat sekaligus meningkatkan aktivitas enzim.

3. Aktivitas enzim akan semakin meningkat seiring bertambahnya kadar urea karena dosis inokulum yang lebih tinggi memberikan lingkungan yang lebih baik untuk pertumbuhan mikroba yang menyebabkan proses fermentasi lebih cepat sekaligus meningkatkan aktivitas enzim

5.2 Saran

1. Praktikum isolen harusnya dilakukan lebih lama agar pengamatan dapat dilakukan lebih akurat.

2. Saat titrasi sebaiknya menggunakan alas berwarna putih untuk mempermudah melihat TAT.

3. Pada saat pemanasan sebaiknya suhu dijaga konstan pada suhu optimal untuk mencegah terjadinya penguapan bahan-bahan kimia pada starter.

DAFTAR PUSTAKA

(34)

Chapman, J., Ismail, A. E., & Dinu, C. Z. (2018). Industrial applications of enzymes:

recent advances, techniques, & outlooks.Catalysts,8, 1-26.

Ejaz, U., Sohail, M., & Ghanemi, A. (2021). Cellulases: from bioactivity to a variety of industrial applications.Biomimetics, 6(44), pp 2-11.

Haq, I. U., Nawaz, A., & Rehman, A. U. (2015). Optimization of inoculum volume, fermentation medium and aeration rate for the production of glucose oxidase by uv mutant strain ofaspergillus nigeran-14.Pak. J. Bot., 47, 329-332.

Htwe, Z. M., Bo, B., & Mya, K. M. (2017). Effect of incubation period and reaction conditions on pectinase enzyme produced by bacterial isolates. International Journal of Advances in Science Engineering and Technology, 5(3), 26 – 31.

Itoandon, E. E., Bankole, S., Lawrance, A., Kawalawole, L., & Gupta, M. (2016).

Effect of substrate inducers on crude cellulase expression in Aspergillus niger.

IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology (IOSR-JESTFT), 10(10), 3, pp. 81-87.

Lima, M. A. S., Oliveira, M. C. F.O., Pimenta, A. T. A., & Uchoa, P. K. S. (2019).

Aspergillus niger: a hundred years of contribution to the natural products chemistry.J Braz Chem Soc,30, 1-31.

Lizardi-Jiménez, M. A. & Hernández-Martínez, R. (2017).Solid state fermentation (SSF): diversity of applications to valorize waste and biomass. 3 Biotech,7(1), 44.

Lou, H., Lin, M., Zeng, M., Cai, C., Pang, Y., Yang, D., & Qiu, X. (2018). Effect of urea on the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic substrate and its mechanism.

BioEnergy Research, 11(2), 456 – 465.

Mirnawati, Ciptaan, G., Ferawati. (2019). The Effect of Bacillus subtilis Inoculum Doses and Fermentation Time on Enzyme Activity of Fermented Palm Kernel Cake.J. World Poult.Res. 9(4), 211-216.

Ozatay, S. (2020). Recent applications of enzymes in food industry. Journal of Current Researches on Engineering, Science and Technology, 6(6 (1)), 17–30.

Prosvirnikov, D. B., Safin, R. G., Ziatdinova, D. F., Timerbaev, N. F., & Sadrtdinov, A. R. (2017). Modeling of delignification process of activated wood and equipment for its implementation. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 221.

Pelegrin, C. J., Ramos, M., Jiménez, A., & Garrigós, M. C. (2022). Chemical composition and bioactive antioxidants obtained by microwave-assisted extraction ofcyperus esculentus l. by-products: a valorization approach.Front.

Nutr., Sec. Nutrition and Food Science Technology, 9.

(35)

Robinson, P. K. (2015). E nzymes: principles and biotechnological applications.

Essays in Biochemistry, 59

Sakthi, S. S., Saranraj, P., & Rajasekar, M. (2011). Optimization for cellulase production by Aspergillus niger using paddy straw as substrate. International Journal of Advanced Scientific and Technical Research, 1(1), 69-85.

Simonovicova, A., Vojtkova, H., Nosalj, S., Pieckova, E., Svehlakova, H., Krakova, L., Drahovska, H., Stalmachova, B., Kucova, K., & Panggalo, D. (2021).

Aspergillus niger environmental isolates and their specific diversity through metabolite profiling.Aspergillus niger Metabolite Profiling, 12, 1-13.

Tania, A. D., South, J., F., & Tallei, T. E. (2021). Identification of chemical compound in nut grass (cyperus rotundus l.) Tuber n-hexane extract by gc-ms analysis. PHARMACON.10, 3.

Wang, L., Fan, D., Chen, W., & Terentjev, E. M. (2015). Bacterial growth, detachment and cell size control on polyethylene terephthalate surfaces.

Scientific Reports, 5, 15159.

Worthington, C.C., Worthington, V., Worthington, A. W. (2017). Introduction to enzymes.Worthington Biochemical Corporation, 1(16).

Yimer, D., Tilahun, A. (2018). Microbial biotechnology review in microbal enzyme production methods, assay techniques and protein separation and purifications.

Journal of Nutritional Health & Food Engineering,8,1-7.

Yunilas., Warly, L., Marli, Y., & Riyanto, I. (2019). The activity of cellulose enzyme from indigenous bacteria “bacillus sp YLBI” as bioactivator. Journal of Intergrative Animal Production (JoIAP),7,1-9.

Zusfahair, Ningsih, D.R., Fatoni, A., & Pertiwi, D.S. 2018. Determination of urease biochemical properties of asparagus bean (Vigna unguiculata ssp sesquipedalis L.).IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 349(1), 1 – 8.

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

LEMBAR PERHITUNGAN

#SEBELUM INKUBASI

Pencarian Kadar Glukosa (C0)→ F=23,90 mL

� =(� − �) × � �� ×� ��

� ��

� �� × �, �

1. Variabel 1 (Urea 0,5 gr; 12% basis; pH:7) F = 23,90 ml

M = 20,90 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �, � ��/��

M = 22,40 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �, �� /��

M = 19,80 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, �� /��

M = 20,10 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �, � ��/��

#SETELAH INKUBASI

Pencarian Kadar Glukosa (C0)→ F=25,70 mL

(41)

� =(� − �) × � �� ×� ��

� ��

� �� × �, �

Penentuan Aktivitas Enzim (∆E)

∆� =∆�

� ×

��

�� /�� ×

� ��

��

1. Variabel 1 (Urea 0,5 gr; 12% basis; pH:7) a. T = 10 menit

F = 25,70 ml M = 20,10 ml

Penentuan Kadar Glukosa

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��/��

Penentuan Aktivitas Enzim

∆� =(�� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = �, ��

��. ��

b. T = 20 menit F = 25,70 ml M = 19,90 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, � ��/��

∆� =(�� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 3,885 ��

��. ��

c. T = 30 menit F = 25,70 ml M = 18,70 ml

(42)

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, � ��/��

∆� =(��, � − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 5,55 ��

��. ��

d. T = 40 menit F = 25,70 ml M = 17,80 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, �� /��

∆� =(��, �� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 6,799 ��

��. ��

F = 25,70 ml M = 21,40 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, ��/��

∆� =(��, �� − �, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = �, ��

��. ��

b. T = 20 menit F = 25,70 ml M = 20,80 ml

(43)

� = ��,��−��,�� ×^{�� }_{� ��}×^{�� }_{� ��}

�� × �, �

� = ��, �� /��

∆� =(��, �� − �, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 4,7175 ��

��. ��

c. T = 30 menit F = 25,70 ml M = 20,50 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �� /��

∆� =(�� − �, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 5,13 ��

��. ��

d. T = 40 menit F = 25,70 ml M = 19,10 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, � ��/��

∆� =(��, � − �, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 7,07 ��

��. ��

F = 25,70 ml M = 18,50 ml

(44)

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �� /��

∆� =(�� − ��, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = �, ��

��. ��

b. T = 20 menit F = 25,70 ml M = 18,50 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �� /��

∆� =(�� − ��, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 4,30125 ��

��. ��

c. T = 30 menit F = 25,70 ml M = 16,90 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �� /��

∆� =(�� − ��, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 6,52125 ��

��. ��

d. T = 40 menit F = 25,70 ml M = 17,90 ml

(45)

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, � ��/��

∆� =(��,�−��,��)

�� ×_{�� /��}^�� ×_{��}^{� ��}

∆� = 5,13379 ��

��. ��

F = 25,70 ml M = 19,80 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, ��/��

∆� =(��, �� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = �, ��

��. ��

b. T = 20 menit F = 25,70 ml M = 19,60ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, �� /��

∆� =(��, �� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 3,19125 ��

��. ��

c. T = 30 menit F = 25,70 ml M = 19,40 ml

(46)

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = ��, �� /��

∆� =(��, �� − �, ��)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 3,46875 ��

��. ��

d. T = 40 menit F = 25,70 ml M = 18,90 ml

� = ��, �� − ��, �� × �� ×��

�� × �, �

� = �� /��

∆� =(�� − �, �)

�� × ��

�� /�� ×

� ��

��

∆� = 4,1625 ��

��. ��

LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN

(47)

1. Kebutuhan NaOH

Konsentrasi NaOH = 0,9M

Gram bahan baku yang diperlukan = 100 gr

Perbandingan bahan baku (gr) : larutan NaOH (ml) = 60 gr : 780 ml

M ^{massa NaOH}=

Mr NaOH ×

1000 volume NaOH

0,9M = ^{massa NaOH}

40 gr/mol ×_780ml¹⁰⁰⁰

Massa NaOH = 28,08 gram

2. Kebutuhan nutrient untuk starter Basis 100 mL

 Glukosa =10^��_�×100 mL×_1000��^1� = 1gr

 NaCL = 1^��_�×100 mL×_1000��^1� = 0,1gr

 KH2PO4 = 2^��_�×100 mL×_1000��^1� = 0,2gr

 CaCl2 =1^��_�×100 mL×_1000��^1� = 0,1gr

 MgSO4 = 2^��_�×100 mL×_1000��^1� = 0,2gr 3. Fermentasi

Basis 100 mL

 10% b/v

1) Kebutuhan gram sampel

Gram bahan baku 10% b/v =_100ml^10gr×100ml = 10 gr 2) Kebutuhan volume starter setiap variabel

 10% × 100 ml = 10 ml

 12% × 100 ml = 12 ml 4. Panen

 Kebutuhan CMC Basis 100 ml

1,5% b/v = ^{1,5 gram}_{100 ml}×100 ml = 1,5 gram

 Rasio Filtrat:CMC= 1:3 Basis 50 ml

Volume Filtrat =₁₊₃¹ ×50 ml = 12,5 ml

(48)

(49)

REFERENSI

(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)

LEMBAR ASISTENSI DIPERIKSA

KETERANGAN TANDA TANGAN

NO TANGGAL

1.

2.

3.

4.

5.

6.

24/03/2024 24/03/2024 26/03/2024 02/04/2024 26/03/2024 22/04/2024

P0 P1 P2 P3 ACC Asisten

ACC Dosen