fermentasi padat substrat batang sorgum sorghum...
TRANSCRIPT
FERMENTASI PADAT SUBSTRAT BATANG SORGUM
(Sorghum bicolor L.) DENGAN KONSORSIUM (Phanerochaete
chrysosporium, Aspergillus niger, Bacillus circulans) DAN
Saccharomyces cerevisia
SKRIPSI
ANGGI ANGGRAINI
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2018 M/ 1439 H
FERMENTASI PADAT SUBSTRAT BATANG SORGUM
(Sorghum bicolor L.) DENGAN KONSORSIUM (Phanerochaete
chrysosporium, Aspergillus niger, Bacillus circulans) DAN
Saccharomyces cerevisia
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kimia
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh
ANGGI ANGGRAINI
NIM : 1113096000003
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2018 M/ 1439 H
ABSTRAK
ANGGI ANGGRAINI. Fermentasi Padat Substrat Batang Sorgum (Sorghum
bicolor L.) dengan Konsorsium (Phanerochaete chrysosporium, Aspergillus niger,
Bacillus circulans) dan Saccharomyces cerevisiae. Dibimbing oleh TRI RETNO
DYAH LARASATI dan SANDRA HERMANTO.
Tanaman sorgum (Sorghum bicolor L.) telah digunakan sebagai pakan ternak
karena kandungan protein yang tinggi. Namun demikian kandungan lignin dalam
sorgum menyebabkan sorgum sulit dicerna dan didegradasi. Berbagai macam
metode telah dilakukan untuk meningkatkan nutrisi sorgum sehingga baik
dikonsumsi oleh ternak. Tujuan penelitian ini adalah menentukan pengaruh
perlakuan fermentasi padat terhadap peningkatan kandungan glukosa dan protein
terlarut di dalam substrat batang tanaman sorgum. Fermentasi dilakukan dengan
dua tahap, tahap satu menggunakan konsorsium (A) yang terdiri dari
(Phanerochaete chrysosporium, Aspergillus niger, Bacillus circulans) dan
Saccharomyces cerevisiae (B) dan gabungan (A+ B) dengan waktu fermentasi 28
hari, sedangkan pada tahap dua dilakukan penambahan konsorsium dan
Saccharomyces cerevisiae dengan waktu fermentasi yang berbeda (21-28 hari).
Parameter yang diukur adalah glukosa, protein terlarut, pH, kadar air, dan kadar
bahan organik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil fermentasi batang
sorgum dengan perlakuan fermentasi satu tahap dan dua tahap menggunakan
konsorsium (Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus
ciirculans) serta Saccharomyces cerevisiae mampu meningkatkan kadar glukosa
sebesar 3,6 % melalui fermentasi satu tahap, sedangkan peningkatan kadar protein
sebesar 5,10 % dihasilkan pada perlakuan fermentasi dua tahap yaitu A14B14
(konsorsium selama 14 hari dan Phanerocaete chrysosporium selama 14 hari)
Kata Kunci : fermentasi padat, konsorsium, Saccharomyces cerevisiae, Sorgum
ABSTRACT
ANGGI ANGGRAINI. Solid State Fermentation Of (Sorghum bicolor L.)
Substrates with Consortia (Phanerochaete chrysosporium, Aspergillus niger,
Bacillus circulans) and Saccharomyces cerevisiae. Guided by TRI RETNO
DYAH LARASATI and SANDRA HERMANTO.
Sorghum bicolor (Sorghum bicolor L.) has been used as animal feed because of its
high protein content. However, the high lignin content in sorghum causes sorghum
to be difficult to digest and degrade. Various methods have been proposed to
improve sorghum nutrition and degradalibity for livestock. Study of solid state
fermentation sorghum bicolor on increasing glucose and dissolved protein content
in the substrate of sorghum plant has been done. Fermentation has been done by
two steps, which the step one used a variety of consorsia (A) Phanerocaete
chrysosporium, Aspergilus niger, and Bacillus ciirculans and Saccharomyces
cerevisiae (B) and (A + B) for 28 days, while the step two consist of consorsia by
the differences addity time of fermentation (21-28 days). Measured parameters are
glucose, dissolved protein, pH, moisture content, and organic matter content. The
results showed that the fermentation of sorghum stems with a one-stage and two-
stage fermentation treatment to increase glucose levels by 3.6% through one-stage
fermentation, while increasign protein content of 5.10% was produced in a two-
stage fermentation treatment, A14B14 (consortium for 14 days and Phanerocaete
chrysosporium for 14 days).
Keywords: solid state fermentation, consortia, saccharomyces cerevisiae, sorgum
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
yang berjudul ”Fermentasi Padat Substrat Batang Sorgum (Sorghum bicolor L.)
dengan Konsorsium (Phanerochaete chrysosporium, Aspergillus nigger, Bacillus
circulans) dan Saccharomyces cerevisiae” Penulis menyadari bahwa
terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari bantuan banyak pihak. Pada kesempatan
ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dra. Tri Retno Dyah Larasati, M.Si selaku Pembimbing I yang telah
memberikan pengarahannya serta bimbingannya sehingga banyak membantu
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Dr. Sandra Hermanto, M.Si sebagai pembimbing II yang telah banyak
memberikan saran serta masukan yang bermanfaat.
3. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si sebagai penguji I dan Nurhasni, M.Si sebagai
penguji II yang telah bersedia menguji serta memberikan berbagai saran
perbaikan terhadap skripsi penulis.
4. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif
Hidayatulllah Jakarta.
5. Drs. Dede Sukandar, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains
dan Teknologi.
6. Nana Mulyana, S.T yang telah banyak memberikan pengetahuannya dan
meluangkan waktu untuk berdiskusi.
ix
7. Bapak Samat dan Ibu Nesi, kedua orang tua yang telah mendukung baik secara
materil maupun non materil, dan juga berkat doa’anya dapat menyelesaikan
skripsi ini.
8. Kakak serta adik penulis yang tidak henti memberikan dukungan dan doa
kepada penulis.
9. Segenap dosen Program Studi Kimia atas ilmu pengetahuan yang dengan
ikhlas diajarkan kepada penulis.
10. Teman –teman Kimia Angkatan 2013 yang senantiasa memberi dukungan,
motivasi kepada penulis.
11. Serta semua pihak yang telah membantu secara langsung dan tidak langsung,
yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Adapun dalam penulisan skripsi ini, penulis menyadari bahwa masih banyak
kekurangan. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
umumnya bagi kemajuan ilmu dan teknologi.
Jakarta, Juni 2018
Anggi Anggraini
x
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 4
1.3 Hipotesis Penelitian ................................................................................ 5
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... 5
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6
2.1 Sorgum ................................................................................................... 6
2.1.1 Lignoselulosa ................................................................................... 7
2.1.2 Selulosa .......................................................................................... 9
2.1.3 Hemiselulosa ................................................................................... 9
2.1.4 Lignin ................................................................................................ 10
2.2 Standar kualitas pakan ............................................................................. 12
2.3 Konsorsium .............................................................................................. 14
2.3.1 Phanerochaete chrysosporium ........................................................ 14
2.3.2 Asperillus niger ............................................................................. 15
2.3.3 Bacilus circulans ............................................................................ 16
2.3.4 Saccharomyces cerevisiae ............................................................... 18
2.4 Fermentasi ................................................................................................ 20
2.4.1 Fermentasi kultur terendam (SMF) ................................................. 20
2.4.2 Fermentasi kultur padat ( SSF) ...................................................... 21
2.5 Glukosa ................................................................................................... 22
2.6 Protein ...................................................................................................... 23
xi
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 26
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................. 26
3.2 Alat dan Bahan ......................................................................................... 26
3.2.1 Alat ................................................................................................ 26
3.2.2 Bahan ............................................................................................ 26
3.3 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 28
3.4 Rancangan Penelitian .............................................................................. 30
3.5 Cara Kerja ................................................................................................ 30
3.5.1 Optimasi konsorsium ...................................................................... . 30
3.5.2 Preparasi substrat sorgum ................................................................. 31
3.5.3 Pembuatan inokulan ............................................................. ........... 31
3.5.4 Pembuatan larutan nutrisi ................................................................. 31
3.5.5 Fermentasi padat substrat sorgum .................................................... 31
3.6 Evaluasi nilai kecernaan substrat ............................................................. 32
3.6.1 Penentuan pH .................................................................................. 32
3.6.2 Kadar air ........................................................................................... 32
3.6.3 Kadar glukosa .................................................................................. 33
3.6.4 Kadar protein .................................................................................... 33
3.7 Analisis Data .............................................................................................. 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 35
4.1 Optimasi Konsorsium .............................................................................. 35
4.2 Parameter proses fermentasi padat ........................................................... 37
4.2.1 Nilai pH .......................................................................................... 37
4.2.2 Kadar air ......................................................................................... 40
4.3 Hasil fermentasi padat substrat sorgum ................................................. 42
4.3.1 Kadar glukosa ................................................................................. 42
4.3.2 Kadar protein .................................................................................. 46
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 49
5.1 Simpulan .................................................................................................... 49
5.2 Saran ........................................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 50
LAMPIRAN ................................................................................................... 56
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komponen nutrisi sorgum sebagai pakan ternak. ............................ 7
Tabel 2. Persyaratan mutu sapi potong dalam bahan kering. .......................... 13
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tanaman sorgum .......................................................................... 6
Gambar 2. Struktur selulosa ........................................................................... 6
Gambar 3. Struktur hemiselulosa ................................................................... 6
Gambar 4. Unit – unit penyusun lignin .......................................................... 12
Gambar 5. Phanerochaete chrysosporium . ................................................... 14
Gambar 6. Aspergilus niger ........................................................................... 16
Gambar 7. Bacilus circulans .......................................................................... 17
Gambar 8. Saccharomyces cerevisiae ........................................................... 19
Gambar 9. Struktur reaksi DNS dengan gula ............................................... 22
Gambar 10. Reaksi pada metode lowry ........................................................ 24
Gambar 11. Diagram alir (optimasi konsorsium) ...................................... 28
Gambar 12. Diagram alir (fermentasi padat) ............................................... 29
Gambar 13. Grafik peningkatan kadar glukosa dan protein terlarut .............. 35
Gambar 14. Grafik pH medium fermentasi satu tahap ................................... 38
Gambar 15. Grafik pH medium fermentasi dua tahap.................................... 38
Gambar 16. Grafik kadar air fermentasi satu tahap ........................................ 40
Gambar 17. Grafik kadar air fermentasi dua tahap ........................................ 41
Gambar 18. Grafik kadar glukosa fermentasi satu tahap ............................... 43
Gambar 19. Grafik kadar glukosa fermentasi dua tahap ................................ 44
Gambar 20. Mekanisme reaksi hidrolisis selulosa ........................................ 45
Gambar 21. Grafik kadar protein fermentasi satu tahap ................................. 46
Gambar 22. Grafik kadar protein fermentasi dua tahap .................................. 47
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data hasil penelitian................................................................... 56
Lampiran 2. Contoh perhitungan. .................................................................. 59
Lampiran 3. Dokumentasi penelitian.. .......................................................... 64
Lampiran 4. Data uji statistik IBM SPSS 20.0. .............................................. 66
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu tanaman yang dikembangkan sebagai sumber pakan ternak adalah
sorgum. Sorgum mempunyai kandungan gizi dan serat kasar yang cukup
memadai. Sorgum juga dapat digunakan sebagai sumber pakan ternak. Tanaman
sorgum dapat menyebar dengan cepat di Indonesia karena iklimnya yang sangat
cocok untuk pembudidayaannya. Sebagai bahan pangan dan pakan ternak, sorgum
memiliki kandungan nutrisi yang baik, bahkan kandungan proteinnya lebih tinggi
daripada beras (Sirappa, 2003).
Sorgum merupakan tanaman yang multiguna, mulai dari biji, daun, batang
dan akar. Sorgum dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan pangan, pakan
ternak maupun bahan baku berbagai macam industri. Menurut Hoeman (2008),
sorgum memiliki daya adaptasi yang luas, karena dapat tumbuh pada sebagian
besar jenis lahan, lebih toleran terhadap kondisi lahan marjinal (kekeringan,
salinitas dan lahan masam), membutuhkan input pertanian yang relatif lebih
sedikit, produktivitas tinggi, tahan terhadap hama dan penyakit tanaman.
Sorgum sebagai pakan ternak dipilih karena memiliki kandungan nutrisi yang
tinggi yaitu 332 kal kalori dan 11,0 g protein/100 g biji, dan bagian vegetatifnya
12,8 % protein kasar, sehingga dapat dibudidayakan secara intensif sebagai
sumber pakan hijauan bagi ternak ruminansia terutama pada musim kemarau
(OISAT, 2011). Kandungan nutrisi tersebut lebih baik jika dibandingkan dengan
bahan pangan lainnya seperti jagung yang memiliki 9 g protein, 72 g karbohidrat.
2
Kentang yang memiliki 2 g protein dan 19 karbohidrat, serta ubi yang memiliki
1,20 g protein dan 355 karbohidrat ( Beti et al.1990). Namun demikian sorgum
memiliki kandungan lignin yang tinggi sehingga sukar didegradasi. Penelitian
yang dilakukan oleh Juliando (2010) menyatakan bahwa kapang pelapuk putih
Phanerochaete chrysosporium memiliki kemampuan untuk mendegradasi lignin
sampai 17,76% dari bahan tongkol jagung dengan proses biodelignifikasi selama
20 hari.
Beberapa metode dapat dilakukan dalam proses peningkatan kadar glukosa
dan protein, diantaranya fermentasi terendam atau Submerged Fermentation
(SmF) dan Fermentasi padat atau Solid State Fermentation (SSF). Proses SSF
menghasilkan produk yang lebih baik dibandingkan dengan metode lain, pada
proses fermentasi ini mikroorganisme tumbuh dalam material padat tanpa adanya
air bebas (Ningrum, 2015). Tidak seperti mikroorganisme lain, secara khas fungi
tumbuh di alam pada media padat dengan kelembaban yang rendah (Ningrum,
2015). Secara umum semua produk akhir fermentasi mengandung senyawa yang
lebih sederhana dan mudah dicerna daripada bahan asal sehingga dapat
meningkatkan kandungan zat gizi bahan (Sari dan Purwadaria, 2004). Proses
fermentasi tersebut memanfaatkan mikroba seperti Aspergilus niger,
Phanerochaete chrysosporium, Bacillus circulans dan Saccharomyces cerevisiae
sehingga dapat memudahkan proses pendegradasi lignin yang terdapat dalam
sorgum untuk meningkatkan kadar glukosa serta kadar protein. Pemberian
mikroba secara konsorsium dilakukan agar fungi dan bakteri dapat bekerja secara
sinergis sehingga lebih efisien.
3
Banyaknya kandungan nutrisi yang terdapat dalam batang sorgum dapat
dimanfaatkan baik sebagai sumber energi maupun sebagai pakan ternak, hal
tersebut sesuai dengan firman Allah swt dalam Al – Qur’an surat Az-Zumar: 21
أوشل سرعا مختلف ألىاو }ألم تز أن للا ماء ماء فسلك يىابيع في الرض ثم يخزج ب مه الس
ا ثم يجعل حطاما إن في ذلك لذكزي لولي اللباب{ ]الشمز: [12ثم يهيج فتزاي مصفز
“Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air
dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi, kemudian
ditumbuhkan-Nya dengan air itu tanam-tanaman yang bermacam-macam
warnanya, lalu menjadi kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan,
kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang
demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai
akal” [Az-Zumar: 21]
Ayat tersebut menjelaskan bahwa Allah menciptakan segala sesuatu dengan
manfaat yang begitu banyak, tidak ada ciptaan Allah yang sia – sia, begitu halnya
dengan sorgum, mudahnya penanaman sorgum dan produktivitas tanaman sorgum
yang tinggi menjadikan sorgum sebagai salah satu alternatif pakan ternak.
Penguraian tanaman dapat dilakukan secara mikrobiologi dengan mikroba.
Mikroba mampu mendegradasi lignin karena memiliki kemampuan melepaskan
enzim-enzim pendegradasi lignin atau lignoselulosa.
Penelitian yang telah dilakukan oleh Pujiati et al. (2014) mengenai aktivitas
enzim selulase dari Aspergilus niger menggunakan substrat jerami dalam
meningkatkan kadar glukosa. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa rata-rata
kadar glukosa tertinggi adalah 0,072 % pada perlakuan konsentrasi inokulum 20%
dengan waktu inkubasi 5 hari. Penelitian mengenai peningkatan kadar protein
telah dilakukan oleh Supriyatna (2016) mengenai peningkatan nutrisi jerami padi
melalui fermentasi dengan menggunakan konsorsium jamur Phanerochaete
chrysosporium dan Aspergillus niger. Dalam penelitian tersebut menunjukan
4
bahwa pemanfaatan kedua kapang dapat meningkatkan kandungan protein yaitu
sebesar 0,155%. Penelitian sebelumnya juga telah dilakukan oleh Balabanli et al.
(2010) menyatakan bahwa produksi protein kasar tanaman pakan sangat
tergantung pada produksi bahan kering tanaman dan kadar protein tanaman
tersebut. Penelitian ini mengkaji efektivitas penambahan mikroba dalam waktu
yang berbeda melalui fermentasi satu dan dua tahap menggunakan konsorsium
(Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus circulans) dan
Saccharomyces cerevisiae.
Fermentasi dilakukan melalui satu dan dua tahap. Fermentasi satu tahap yaitu
fermentasi yang dilakukan dengan melakukan penambahan mikroorganisme
dalam waktu yang bersamaan yaitu pada awal proses fermentasi, sedangkan
fermentasi dua tahap dilakukan dengan melakukan penambahan mikroorganisme
dalam waktu yang berbeda sesuai dengan variasi waktu yang ditentukan. Tujuan
dilakukannya fermentasi satu dan dua tahap adalah untuk mengetahui waktu
optimum pertumbuhan mikroba agar dapat meningkatkan kadar glukosa dan
protein.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Apakah penambahan konsorsium (Phanerocaete chrysosporium,
Aspergilus niger, dan Bacillus circulans) mampu meningkatkan kadar
glukosa dan protein terlarut pada sorgum yang difermentasi padat ?
2. Bagaimana pengaruh penambahan konsorsiua melalui fermentasi satu
tahap dan dua tahap terhadap peningkatan kadar glukosa dan protein
terlarut ?
5
1.3 Hipotesis
1. Penambahan konsorsium (Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger,
dan Bacillus circulans) mampu meningkatkan kadar glukosa dan protein
terlarut pada hasil fermentasi substrat padat sorgum.
2. Penambahan konsorsium melalui fermentasi satu tahap (konsorsium) dan
dua tahap (Saccharomyces cerevisiae) mempengaruhi kadar glukosa dan
protein terlarut yang dihasilkan.
1.4 Tujuan
1. Meningkatkan kadar glukosa dan protein terlarut melalui penambahan
konsorsium (Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus
circulans) pada fermentasi substrat padat sorgum.
2. Mengetahui pengaruh penambahan konsorsium serta Saccharomyces
cerevisiae terhadap peningkatan kadar glukosa dan protein terlarut dalam
proses fermentasi substrat padat satu tahap dan dua tahap.
1.5 Manfaat
Penelitian ini diharapkan memberikan alternatif lain dalam peningkatan
kadar glukosa dan protein terlarut. Pada proses fermentasi substrat padat (SSF)
sorgum satu tahap dan dua tahap dengan menggunakan konsorsium
(Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus circulans) dan
menggunakan Saccharomyces cerevisiae sehingga mampu meningkatkan nilai
nutrisi sorgum sebagai bahan pakan.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sorgum
Sorgum telah lama dikenal oleh petani Indonesia khususnya di Jawa, Nusa
Tenggara Barat (NTB) dan Nusa Tenggara Timur (NTT) namun budidaya dan
pengembangannya masih sangat terbatas. Di Jawa sorgum dikenal dengan nama
Cantel dan umumnya ditanam di lahan tegalan sebagai tanaman sela. Sorgum
memiliki potensi sangat besar dan prospektif untuk dikembangkan sejalan dengan
upaya peningkatan produktivitas lahan marginal karena sorgum memiliki daya
adaptasi yang luas dan memerlukan jumlah air yang relatif sedikit dalam
pertumbuhannya. Sorgum sangat tahan kondisi lahan kering karena
domestikasinya memang berasal dari Afrika yang beriklim kering (Borrel dan
Hammer, 2005). Tanaman sorgum memiliki ciri-ciri berbatang panjang, berbiji
besar, berkulit tipis memiliki bulu-bulu halus dan tumbuh tegak (Gambar 1).
Sorgum potensial untuk dibudidayakan dan dikembangkan, khususnya pada
daerah-daerah marginal dan kering di Indonesia. Keunggulan sorgum terletak
pada daya adaptasi agroekologi yang luas, tahan terhadap kekeringan, produksi
Gambar 1. Tanaman Sorgum (http://dinaspangan.acehtengah)
7
tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit
dibanding tanaman pangan lain. Selain itu, tanaman sorgum memiliki kandungan
nutrisi yang tinggi, sehingga sangat baik digunakan sebagai sumber bahan pangan
maupun pakan ternak alternatif (Sofyadi, 2011). Komposisi pada tanaman sorgum
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komponen nutrisi dalam tanaman sorgum sebagai pakan ternak
(Purwantari, 2008)
Nutrien (% BK)
Bahan Kering 90.78
Bahan Organik 90.70
Protein Kasar 4.41
Ekstrak Ether 4.56
Serat Kasar 31.69
Ekstrak Tanpa Nitrogen 50.04
Ca 0.32
P 0.06
Hampir seluruh bagian dari tanaman sorgum dapat dimanfaatkan.
Keseluruhan tanaman sorgum merupakan biomassa yang potensial untuk
dijadikan bahan pakan segar bagi ternak (Sari, 2009). Batang sorgum
mengandung selulosa (45%), lignin (21%) dan hemiselulosa (27%) (Kim dan
Day, 2011). Kandungan selulosa jerami batang sorgum tersebut lebih tinggi
daripada di dalam ampas tebu (42%) dan jerami padi (32%) (Anwar et al. 2014).
Kandungan selulosa yang tinggi tersebut menyebabkannya berpotensi untuk
dijadikan sebagai bahan baku bioetanol dan pakan ternak, termasuk di Indonesia
(Sirappa, 2003).
2.1.1 Lignoselulosa
Lignoselulosa adalah komponen utama tanaman yang menggambarkan
8
jumlah sumber bahan organik yang dapat diperbaharui. Unsur utama dari
lignoselulosa adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Kesulitan yang
dihadapi dalam proses degradasi lignoselulosa adalah susunan yang heterogen
dari polisakarida yang terdapat pada dinding sel. Komposisi unsur ini dapat
bervariasi dari satu spesies tanaman lain, misalnya kayu memiliki kandungan
selulosa lebih banyak dibandingkan dengan jerami gandum, sedangkan daun
memiliki kandungan hemiselulosa yang lebih banyak. Selain itu, komposisinya di
dalam suatu tanaman bervariasi tergantung dengan usia dan tingkat
pertumbuhannya (Perez et al. 2002).
Bahan lignoselulosa merupakan komponen organik yang berlimpah di
alam, komponen terbesar lignoselulosa adalah selulosa (35-50%), hemiselulosa
(20-35%) dan lignin (10-25%) (Saha, 2004). Komponen ini merupakan sumber
utama untuk menghasilkan produk bernilai seperti gula dari hasil fermentasi,
bahan kimia, bahan bakar cair, sumber karbon dan energi. Konversi bahan
lignoselulosa banyak dipelajari dari mikroba selulolitik maupun xilanolitik (Pason
et al. 2003). Bahan lignoselulosa bisa diperoleh dari berbagai sumber, misalnya
tangkai kayu, jerami padi, daun, rumput dan sebagainya.
Struktur lignoselulosa terdiri dari mikrofibril-mikrofibril selulosa yang
membentuk kluster-kluster. Mikrofibril mempunyai struktur dan orientasi yang
berbeda pada setiap lapisan dinding sel (Perez et al.2002). Mikrofibril dikelilingi
oleh hemiselulosa dan lignin, bagian antara dua dinding disebut lamela lengan
yang diisi oleh hemiselulosa dan lignin. Hemiselulosa dihubungkan oleh ikatan
kovalen dengan lignin. Selulosa secara alami terproteksi dari degradasi dengan
adanya hemiselulosa dan lignin.
10
dalam kombinasi dan ikatan glikosidik yang bermacam–macam (Mc Donald et
al. 2002). Struktur hemiselulosa dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Struktur kimia hemiselulosa (Sixta, 2006)
Hemiselulosa pada dinding sel tanaman mempunyai 2 fungsi utama.
Melalui ikatan silang, hemiselulosa membentuk jarak antara jaringan-jaringan
selulosa, dan mempertahankan derajat fleksibilitas pada dinding sel. Sementara
itu, di saat yang sama ikatan silang hemiselulosa membantu matriks-matriks
dinding sel tetap pada tempatnya (Kristensen, 2009).
Hemiselulosa dapat tersusun oleh gula dengan rumus C5H10O5 disebut
pentosan atau gula dengan rumus C6H12O6 disebut heksosan. Zat-zat ini
terdapat sebagai bahan bangunan dinding-dinding sel dan juga sebagai bahan
cadangan. (Dumanauw, 2001).
2.2.4 Lignin
Lignin adalah material organik penyusun matrik dinding sel tanaman tingkat
tinggi (Spermatophyta), predominan pada jaringan pengangkut (Glazer dan
Nikaido, 2007). Lignin adalah termasuk penyusun sebagian besar biomassa atau
yang lebih dikenal dengan lignoselulosa. Lignin adalah polimer aromatik terbanyak
di bumi dan merupakan penyebab utama degradasi lignoselulosa menjadi lambat
(Ahmed et al. 2001). Struktur lignin tidak seragam, lignin juga terdapat bagian
11
yang crystalline dan amorphous. Lignin pada tanaman tingkat tinggi tidak
berbentuk crystalline (Palonen, 2004). Struktur kimia pada lignin yang terdapat di
alam dapat berubah pada kondisi suhu tinggi dan asam, seperti saat dilakukan
perlakuan dengan menggunakan uap air. Pada saat dilakukan perlakuan dengan
menggunakan suhu di atas 200°C, maka lignin akan mengalami degradasi menjadi
senyawa partikel dengan ukuran yang kecil dan lepasnya ikatan dengan selulosa
(Palonen, 2004)
Lignin adalah gabungan beberapa senyawa yang hubungannya erat satu
sama lain, mengandung karbon, hidrogen dan oksigen, namun proporsi
karbonnya lebih tinggi dibanding senyawa karbohidrat. Lignin sangat tahan
terhadap degradasi kimia, termasuk degradasi enzimatik. Lignin sering
digolongkan sebagai karbohidrat karena hubunganya dengan selulosa dan
hemiselulosa dalam menyusun dinding sel namun lignin bukan karbohidrat. Hal
ini ditunjukkan oleh proporsi karbon yang lebih tinggi pada lignin (Suparjo et
al. 2008). Pengerasan dinding sel kulit tanaman yang disebabkan oleh lignin
menghambat enzim untuk mencerna serat dengan normal. Hal ini merupakan bukti
bahwa adanya ikatan kimia yang kuat antara lignin, polisakarida tanaman dan
protein dinding sel yang menjadikan komponen-komponen ini tidak dapat dicerna
oleh ternak (McDonald et al. 2002). Struktur unit-unit penyusun lignin dapat
dilihat pada Gambar 4.
12
2.2 Standar kualitas pakan
Pakan adalah kebutuhan mutlak yang harus selalu diperhatikan dalam
kelangsungan hidup pemeliharaan ternak, apalagi pada ternak ruminansia yang
memerlukan sumber hijauan yang proporsinya lebih besar. Pemberian pakan
dengan cara dibatasi adalah yang cukup baik, tetapi kuantitas dan kualitasnya
harus diperhitungkan agar mencukupi kebutuhan ternak. Perlu dilakukan
penyusunan ransum yang didasarkan kepada kelas, jenis kelamin, keadaan
fisiologis dan prestasi produksi ternak bersangkutan (Santosa, 2006).
Hijauan pakan merupakan bagian tanaman terutama rumput dan leguminosa
yang digunakan sebagai pakan ternak (Hartadi et al.1993). Wilkins (2000)
menyatakan bahwa hijauan merupakan bagian tanaman yang dapat dimakan,
termasuk padi-padian yang diberikan dengan cara menggembalakan ternak
maupun dipanen untuk diberikan langsung pada ternak. Menurut keberadaannya,
hijauan makanan ternak terdiri dari hijauan yang tumbuh secara alami tanpa
campur tangan manusia seperti pastura alami dan hijauan yang sengaja ditanam
oleh petani seperti rumput gajah, gamal, lamtoro, dan waru (Budiasa, 2005)
Gambar 4. Unit-unit penyusun lignin (Ibrahim,1998)
13
Kuantitas produksi hijauan pakan ternak mempunyai hubungan negatif
dengan kualitas nutrisi sejalan dengan umur tanaman. Hal ini berkaitan dengan
meningkatnya kandungan komponen polisakarida struktural serta menurunnya
kandungan protein. Produksi hijauan pakan dari padang penggembalaan dan
sumber-sumber alami makin berkurang dengan adanya peralihan fungsi lahan.
Namun, data menunjukkan luas padang penggembalaan di Indonesia sekitar 3 juta
hektar pada tahun 1989 dan sampai sekarang masih tercatat sekitar 3 juta hektar
(BPS, 2006).
Tabel 2. Persyaratan mutu konsentrat sapi potong dalam bahan kering
(Badan Standar Nasional, 2009)
No Jenis pakan
Kadar Air Maks (%)
Abu Maks (%)
PK Min (%)
Lemak Kasar Maks (%)
Ca (%) P (%) NDF Maks (%)
UDP Min (%)
TDN Min (%)
1 Penggemukan
14 12 13 7 0,8 -1,0
0,6 – 0,8
35 5,2 70
2 Induk 14 12 14 6 0,8 -1,0
0,6 – 0,8
35 5,6 65
3 Pejantan
14 12 12 6 0,5 - 0,7
0,3 – 0,5
30 4,2 65
Kualitas pakan menggambarkan nilai nutrisi pakan tersebut. Kemampuan
ternak ruminansia dalam memanfaatkan komponen serat pakan sebagai sumber
energi berkaitan dengan peran mikroba yang ada di dalam retikulorumen.
Lingkungan rumen yang kondusif, agar mikroba dapat berfungsi optimal, antara
lain cukup kandungan NH3, pH optimal untuk perkembangan mikroba, cukup
kandungan mineral, tekanan osmosis media sesuai, serta imbangan antarspesies
mikroba optimal.
14
2.3 Konsorsium
Konsorsium merupakan dua atau lebih fungi atau bakteri yang digunakan
sebagai inukolat yang diharapkan memiliki kualitas yang lebih baik dalam
mendegradasi lignin. Fungi yang dapat digunakan adalah Phanerochaete
chrysosporium , Aspergillus niger, dan Bacillus circulans.
2.3.1 Fungi Phanerochaete chrysosporium
Termasuk dalam kelompok fungi dan merupakan fungi kelas
Basidiomycetes yang juga menyerang holoselulosa, namun pilihan utamanya
adalah lignin. Klasifikasi jamur ini sebagai berikut (Irawati, 2009) :
Kelas : Basidiomycetes
Sub kelas : Holobasidiomycetes
Ordo : Aphylophorales
Famili : Certiciaceae
Genus : Phanerochaete
Spesies : Phanerochaete chrysosporium
Ciri-ciri dari kapang tersebut adalah memiliki miselium seperti kapas dan
berwarna putih, serta memiliki spora dan talus bercabang yang disebut hifa
(Gambar 5). Miselium kapang Phanerochaete chrysosporium mempunyai tiga
fase pertumbuhan yaitu fase vegetatif, seksual dan aseksual. Fase vegetatif
merupakan fase pertumbuhan dominan. Selama fase ini jamur paling banyak
menghasilkan enzim ekstraseluler (Fardiaz, 1998).
Gambar 5. Fungi Phanerochaete chrysosporium (https://microbewiki.kenyon.edu
15
Menurut Kerem et al. (1992) jamur tiram putih (Phanerochaete
chrysosporium) diketahui mampu mendegradasi lignin dengan cara memutuskan
ikatan karbon yang terdapat dalam cincin aromatik lignin. Penurunan kadar
hemiselulosa, selulosa, dan lignin akan berpengaruh terhadap penurunan kadar
ADF (acid detergentfiber) dan NDF (neutral detergent fiber) sehingga dapat
meningkatkan kecernaan pakan. Semakin tinggi dosis inokulum jamur tiram
putih, semakin tinggi pula populasi miselium yang terbentuk, akibatnya
konsentrasi enzim semakin tinggi. Enzim-enzim tersebut terdiri atas enzim
ligninase, endoglukanase, dan silanase.
2.3.2 Aspergillus niger
Aspergillus niger merupakan salah satu spesies kapang dari genus
Aspergillus yang tidak menghasilkan mikotoksin sehingga tidak membahayakan.
Aspergillus niger paling banyak digunakan sebagai starter dalam proses
fermentasi bahan pakan limbah, karena disamping tidak membahayakan juga
mudah dikembangkan (Gras, 2008). Berbagai enzim dihasilkan oleh kapang
Aspergillus niger seperti : enzim mannase, selulase dan enzim enzim pemecah
karbohidrat lainnya sehingga selama fermentasi, kapang ini dapat tumbuh dengan
memanfaatkan urea dan campuran mineral lainnya sehingga dapat meningkatkan
kadar protein kasar ( Kompiang et al.1994). Ciri-ciri Aspergillus niger adalah
memiliki warna konidia hitam kelam, kecoklatan dan berbentuk bulat (Gambar 6).
16
Berikut ini merupakan klasifikasi dari fungi Aspergillus niger (Samson et al.
1996).
Kingdom : Fungi
Filum : Ascomycota
Kelas : Ascomycetes
Ordo : Eurotiales
Famili : Trichocomaceae
Genus : Aspergillus
:
2.3.3 Baccilus circulans
Bacillus circulans merupakan bakteri berbentuk batang, tergolong bakteri
gram positif, motil, menghasilkan spora yang biasanya resisten pada panas,
bersifat aerob bervariasi (Gambar 7). Tiap spesies berbeda dalam penggunaan
gula, sebagian melakukan fermentasi dan sebagian tidak jenis mempunyai
kemampuan yang berbeda-beda, diantaranya : (1) mengdegradasi senyawa
organik seperti protein, pati, selulosa, hidrokarbon dan agar, (2) mampu
menghasilan antibiotik, (3) berperan dalam nitrifikasi dan dentrifikasi, (4)
pengikat nitrogen, (5) bersifat khemoltrotof, aerob, atau fakultatif, anaerob,
asidofilik, psikoprifilik, atau thermofilik.
Gambar 6. Fungi Aspergillus niger. A: Kepala konidia. B: konidiofora.C:
konidia (Guillaume, 2004)
17
Menurut Hadioetomo (1985) kalsifikasi Bacillus adalah sebagai berikut :
Kingdom : Procaryotae
Divisi : Bacteria
Kelas : Schizomycetes
Bangsa : Eubacteriales
Suku : Bacillaceae
Marga : Bacillus
Jenis : Bacillus circulans
Gambar 7. Bacillus circulans (http://microbe-canvas.com)
Bacillus secara alami terdapat dimana-mana, dan termasuk spesies yang
hidup bebas atau bersifat patogen. Beberapa spesies Bacillus menghasilkan enzim
ekstraseluler seperti protease, lipase, amilase, dan selulase yang bisa membantu
pencernaan dalam tubuh hewan (Wongsa dan Werukhamkul, 2007). Jenis Bacillus
(B. cereus, B. clausii dan B. pumilus) termasuk dalam lima produk probiotik
komersil terdiri dari spora bakteri yang telah dikarakterisasi dan berpotensi untuk
kolonisasi, immunostimulasi, dan aktivitas antimikrobanya (Duc et al. 2004).
Beberapa penelitian telah berhasil mengisolasi dan memurnikan bakteriosin
Bacillus sp. Gram positif diantaranya yaitu subtilin yang dihasilkan oleh Bacillus
subtilis (Klein et al.1993), megacin yang dihasilkan oleh B. megaterium (Tagg et
al. 1976), coagulin dihasilkan oleh B. coagulans (Hyronimus, 1998), cerein
18
dihasilkan oleh B. cereus (Oscariz dan Pisabarro, 2000), dan tochicin yang
dihasilkan oleh B. thuringiensis (Paik et al. 1997).
Bakteriosin merupakan zat antimikroba berupa polipeptida, protein, atau
senyawa yang mirip protein. Bakteriosin disintesis diri bosom oleh bakteri selama
masa pertumbuhannya dan umumnya hanya menghambat pertumbuhan galur-
galur bakteri yang berkerabat dekat dengan bakteri penghasil bakteriosin (Kone
& Fung, 1992). Menurut Tagg et al. (1976), kriteria yang merupakan ciri-ciri
bakteriosin adalah sebagai berikut: (1) memiliki spektra aktivitas yang lebih
sempit, (2) senyawa aktif merupakan polipeptida atau protein, (3) bersifat
bakterisida, (4) mempunyai reseptor spesifik pada sel sasaran, 5) gen determinan
terdapat pada plasmid. Senyawa antibiotik yang dihasilkan Bacillus sp adalah
basitrasin, pumulin, laterosporin, gramisidin, dan tirocidin yang efektif melawan
bakteri Gram positif serta kolistin dan polimiksin bersifat efektif melawan bakteri
Gram negatif. Sedangkan difficidin memilikis pektrum lebar, mikobacilin dan
zwittermicin bersifat anti jamur (Todar, 2005). Gambar dari bakteri Bacillus
circulans dapat dilihat pada Gambar 7.
2.3.4 Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae merupakan cendawan berupa khamir sejatinya
tergolong eukariot mempunyai potensi kemampuan yang tinggi sebagai
imunostimulan, dan bagian yang bermanfaat tersebut adalah dinding selnya.
Saccharomyces cerevisiae secara morfologi hanya membentuk blastospora
berbentuk bulat lonjong, silindris, oval atau bulat telur yang dipengaruhi oleh
strainnya. Ragi/khamir merupakan mikroba bersel tunggal yang berukuran 5-20
mikron. Khamir sejati tergolong eukariot yang secara morfologi hanya
19
membentuk blastospora berbentuk bulat lonjong, silindris, oval atau bulat telur
yang dipengaruhi oleh strainnya (Heru, 2011). Morfologi dari Khamir
Saccharomyces cerevisiae dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Khamir Saccharomyces cerevisiae
(Jean Michael, 2005)
Menurut Fardiaz (1992) sel Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh pada
medium yang mengandung air gula dengan konsentrasi tinggi. Saccharomyces
cerevisiae merupakan golongan khamir yang mampu memanfaatkan senyawa gula
yang dihasilkan oleh mikroorganisme selulotik untuk pertumbuhannya. Spesies
ini dapat memfermentasikan berbagai karbohidrat dan menghasilkan enzim
invertase yang bisa memecah sukrosa menjadi glukosa dan frukosa serta dapat
mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbondioksida sehingga banyak
digunakan dalam industri pembuatan bir, roti ataupun anggur.
Di Indonesia Saccharomyces cerevisiae sebagai khamir telah dimanfaatkan
oleh masyarakat untuk keperluan pembuatan roti dan tape singkong. Selain untuk
keperluan pembuatan roti juga telah dilakukan berbagai usaha penelitian untuk
20
ternak. Menurut Ahmad (2005) khamir dipakai untuk meningkatkan kesehatan
ternak yaitu sebagai probiotik dan imunostimulan dalam bentuk feed additive
(pakan tambahan). Ternak yang dapat mengonsumsi S. cerevisiae adalah
golongan ikan, ruminansia, dan unggas. Keuntungan penggunaan S. cerevisiae
sebagai probiotik adalah tidak membunuh mikroba bahkan menambah jumlah
mikroba yang menguntungkan. Imunostimulan berfungsi untuk meningkatkan
kesehatan tubuh dengan cara meningkatkan sistem pertahanan terhadap penyakit
yang disebabkan bakteri, cendawan, dan virus.
2.4 Fermentasi
Fermentasi adalah proses oksidasi yang meliputi perombakan media organik
pada mikroorganisme anaerob atau fakultatif anaerob dengan menggunakan
senyawa organik sebagai akseptor elektron terakhir. Prinsip dasar fermentasi
adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu untuk tujuan mengubah sifat
bahan, agar dapat dihasilkan sesuatu yang bermanfaat (Sudarmadji et al. 1989).
2.4.1 Fermentasi Kultur Terendam atau Submerged Fermentation (SmF)
Fermentasi terbagi atas dua cara yaitu fermentasi padat (solid state
fermentation) dan fermentasi cair (submerged fermentation). Fermentasi substrat
cair adalah proses fermentasi yang terjadi pada medium yang konsistensinya cair.
Dalam menjalankan fermentasi substrat cair ditentukan oleh sifat-sifat
mikroorganisme dalam mengambil oksigen untuk kehidupannya. Mikroorganisme
aerob tumbuh di atas, anaerob tumbuh di dasar, fakultatif tumbuh di semua bagian
(Nadhifah, 2012). Dibandingkan dengan medium padat, medium cair memiliki
beberapa kelebihan, yaitu (Weites et al. 2001):
21
a. Jenis dan konsentrasi komponen - komponen dapat diatur sesuai dengan yang
diinginkan.
b. Dapat memberikan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan.
c. Pemakaian medium lebih efisien.
2.4.2 Fermentasi Substrat Padat atau Solid State Fermentation (SSF)
Selain dalam substrat cair, fermentasi dapat pula dilakukan pada substrat
yang berbentuk padat . Fermentasi substrat padat atau Solid State Fermentation
(SSF) dapat didefinisikan sebagai proses fermentasi dimana mikroorganisme
tumbuh dalam material padat tanpa adanya air bebas (Ningrum, 2015). Proses SSF
menghasilkan produk yang lebih baik jika menggunakan fungi. Tidak seperti
mikroorganisme lain, secara khas fungi tumbuh di alam pada media padat seperti
kayu, benih, batang, akar serta bagian kering binatang seperti kulit dan tulang
pada kelembaban yang rendah. Tujuan dari SSF adalah untuk membawa fungi
atau mikroba yang telah dikultivasi agar berinteraksi dengan kuat pada substrat
yang tidak larut air serta untuk mencapai konsentrasi nutrisi tertinggi dari substrat
(Ningrum, 2015). Menurut Ningrum (2015), fermentasi substrat padat mempunyai
beberapa kelebihan, yaitu:
a. Biasanya menggunakan substrat tunggal, seperti limbah padat yang
mengandung karbohidrat, protein, lemak, dan mineral. Oleh sebab itu
tambahan lain yang diperlukan biasanya hanya air.
b. Persiapan inokulum lebih sederhana.
c. Menghasilkan kepekatan produk yang lebih tinggi. Kontrol terhadap
kontaminan lebih mudah.
d. Memiliki produktivitas yang tinggi.
22
e. Kondisi medium mendekati keadaan tempat tumbuh alamiah.
f. Aerasi optimum.
g. Tidak diperlukan kontrol pH dan suhu yang teliti.
Fermentasi substrat padat juga memiliki beberapa kekurangan antara lain
keterbatasan dalam jenis mikroba yang dapat digunakan, membutuhkan jumlah
spora inokulum yang cukup besar, dan pengaturan kadar air yang optimum untuk
pertumbuhan mikroba.
2.5 Glukosa
Glukosa adalah salah satu monosakarida sederhana yang mempunyai rumus
molekul C6H12O6. Kata glukosa diambil dari bahasa Yunani yaitu glukus yang
berarti manis. Nama lain dari glukosa antara lain dekstrosa, D-glukosa, atau gula
buah karena glukosa banyak terdapat pada buah-buahan.
Reaksi dengan DNS yang terjadi merupakan reaksi redoks pada gugus
aldehid gula dan teroksidasi menjadi gugus karboksil. Sementara itu DNS sebagai
oksidator akan tereduksi membentuk 3-amino-5 nitrosalicylic acid
(Sastrohamidjojo, 2005). Reaksi DNS dengan gula pereduksi dapat dilihat pada
Gambar 9.
Gambar 9. Struktur Reaksi DNS dengan glukosa (Sastrohamidjojo, 2005)
23
Perubahan warna larutan dari kuning menjadi jingga kemerahan
menunjukkan adanya gula pereduksi (Lehninger, 1997). Gula pereduksi yang
terbentuk karena terhidrolisisnya hemiselulosa dan selulosa yang terlarut menjadi
monomer gula (Imman et al. 2014).
Keberadaan enzim selulase menyebabkan fungi mampu menghidrolisis
selulosa dan sebagian hemiselulosa menjadi gula pereduksi seperti glukosa. Salah
satu cara untuk menguji kandungan glukosa secara kuantitatif adalah dengan
metode Nelson-Somogyi. Prinsip dari metode ini adalah larutan yang
mengandung glukosa mereduksi Cu pada reagen nelson dalam larutan alkali panas
kemudian Cu direduksi kembali oleh arsenomolibdat membentuk kompleks
berwarna biru (Horwitz, 1970).
2.6 Protein
Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino, yang terikat satu sama lain
dalam ikatan peptida. Asam amino yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen,
oksigen dan nitrogen. Beberapa asam amino disamping itu juga mengandung
unsur-unsur fosfor, besi, iodium dan cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama
protein, karena terdapat di dalam semua protein akan tetapi tidak terdapat di
dalam semua karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat
protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam
hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya
(Almatsier, 1989).
Penggunaan urea 1.5% mampu memberi hasil yang terbaik pada persentase
peningkatan protein kasar lumpur sawit mencapai 34.50%. Dimana dengan
penggunaan urea hingga taraf 1.5% pada substrat lumpur sawit akan
24
menyebabkan pertumbuhan jamur yang lebih baik. Peningkatan kandungan
protein yang sejalan dengan pertumbuhan jamur dikarenakan tubuh jamur terdiri
dari elemen yang mengandung nitrogen (Noverdiman et al. 2008)
Menurut Fardiaz (1988) dinding sel jamur mengandung 6.3% protein,
sedangkan membran sel pada jamur yang berhifa mengandung protein 25–45%
dan karbohidrat 25–30%. Selain itu, enzim yang dihasilkan oleh jamur juga
merupakan protein. Dalam pertumbuhannya jamur menggunakan karbon dan
nitrogen untuk komponen sel tubuh jamur , sehingga semakin banyak miselium
akibat pertumbuhan jamur makin banyak nitrogen tubuh. (Musnandar, 2004).
Pengujian kadar protein terlarut dilakukan dengan metode Lowry. Metode
Lowry merupakan pengembangan dari metode Biuret. Reaksi yang terlibat adalah
kompleks Cu(II)- protein akan terbentuk sebagaimana metode biuret, yang dalam
suasan alkalis Cu(II) akan tereduksi menjadi Cu(I). Ion Cu+ mereduksi reagen
Folin-Ciocalteu, kompleks phosphomolibdat-phosphotungstat, menghasilkan
hetero-polymolybdenum blue akibat reaksi oksidasi gugus aromatik (rantai
samping asam amino) terkatalis Cu, yang memberikan warna biru intensif yang
dapat dideteksi secara kolorimetri (Purwanto, 2014).Adapun reaksinya dapat
dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Reaksi pada metode Lowry (Purwanto, 2014)
25
Protein pakan di dalam rumen dipecah oleh mikroba menjadi peptida dan
asam amino, beberapa asam amino dipecah lebih lanjut menjadi amonia. Amonia
diproduksi bersama dengan peptida dan asam amino yang akan digunakan oleh
mikroba rumen dalam pembentukan protein mikroba (McDonald et al. 2002).
26
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Mei 2017 sampai Desember 2017 di
Laboratorium Kelompok Lingkungan, Bidang Industri dan Lingkungan, Pusat
Aplikasi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (PAIR-BATAN),
Pasar Jumat, Jakarta Selatan.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah timbangan analitik
(Acculab), autoklaf (Wiseclave), laminar air flow (LK 180), sentrifuge (Hitachi
Himac CR 21G II), spektrofotometer UV-Vis (Hitachi), inkubator (Blue M,
Adams Air Bath, Heraeus), oven (Memmert), pH meter (Pcstestr 35), magnetic
stirrer (Wisestir MHD 20), shaker mekanis (Edmund Buhler SM 25), , desikator
(Sanplatec), cutting mill, hot plate, micropipette, microtube, cawan petri, oase,
bunsen, gunting, cawan porselein, alumunium foil dan alat-alat gelas lainnya.
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan adalah batang tanaman sorgum varietas samurai II
yang diperoleh dari lahan perbibitan di PAIR-BATAN, strain Phanerocaete
chrysosporium, Aspergilus niger, Bacillus circulans dan Saccharomyces
cerevisiae koleksi Lab Lingkungan Bidang Industri dan Lingkungan PAIR
BATAN, Potato Dextrose Broth (merck), larutan dinitrosalisilat (DNS), glukosa,
urea, yeast extract, kalium dihidrogen fosfat, magnesium sulfat, kalium hidrogen
27
fosfat, natrium karbonat, tembaga (II) sulfat, kalium natrium tartarat, folin, alkohol
dan akuades.
28
3.3 Diagram Alir penelitian
Tahap 1. Optimasi Konsorsium
Fermentasi 0-28 Hari
Gambar 11. Diagram alir ( optimasi konsorsium )
Keterangan :
M1 = P. chrysosporium
M2 = P. chrysosporium + A. niger
M3 = P. chrysosporium + T. reesei
M4 = P. chrysosporium + B. circulans
M5 = P. chrysosporium + T. reesei + B. circulans
M6 = P. chrysosporium + A. niger + T. reesei
M7 = P. chrysosporium + A. niger + B. circulans
M8 = P. chrysosporium + A. niger + T. reesei + B. Circulans
Kadar Glukosa
Konsorsium
terbaik M7
M1 M2 M3 M5 M4 M8 M7 M6
Kadar Protein
terlarut
29
Tahap 2. Fermentasi Padat Sorgum
Fermentasi satu tahap (0-28 Hari)
Fermentasi dua tahap
Gambar 12. Diagram alir ( Fermentasi padat )
Keterangan :
A14B7 = Konsorsium H-14 + S. cereviceae H-7
A14B14 = Konsorsium H-14 + S. cereviceae H-14
B7A14 = S. cereviceae H-7 + konsorsium H-14
B14A14 = S. cereviceae H-14 + konsorsium H-14
Batang Sorgum Dihaluskan Serbuk Sorgum (<2mm )
A
Konsorsium
Analisis data
pH, kadar air, kadar glukosa,
kadar protein terlarut
B
Saccharomyces
cerevisiae
A + B
A14B7 A14B14 B7A14 B14A
14
30
3.4 Rancangan Penelitian
Variabel Perlakuan Variabel Terikat Variabel Pengamatan
Perlakuan I
(A)
Waktu inkubasi 0-
28 hari
pH, kadar air, glukosa,
Protein terlarut.
Perlakuan II
(B)
Waktu inkubasi 0-
28 hari
pH, kadar air, glukosa,
Protein terlarut.
Perlakuan III
(A+B)
Waktu inkubasi 0-
28 hari
pH, kadar air, glukosa,
Protein terlarut.
Perlakuan IV
(A14B7)
(A14B14)
(B7A14)
(B14A14)
Waktu inkubasi 0,
21, dan 28 hari
pH, kadar air, glukosa,
Protein terlarut.
Keterangan :
A = Konsorsium (Phanerochaete chrysosporium + Aspergilus
niger + Baccilus circulans)
B = Saccharomyces cerevisiae
A14B7 = Fermentasi konsorsium H-14 + S. cereviceae H-7
A14B14 = Fermentasi konsorsium H-14 + S. cereviceae H-14
B7A14 = Fermentasi S. cereviceae H-7 + konsorsium H-14
B14A14 = Fermentasi S. cereviceae H-14 + konsorsium H-14
3.5 Cara Kerja
3.5.1 Optimasi konsorsium (Mulyana et al. 2015)
Optimasi konsorsium dilakukan dengan cara 5 gram sampel di fermentasi
dengan berbagai formulasi fungi dan bakteri diantaranya : M1 = P.
chrysosporium, M2 = P. chrysosporium + A. niger, M3 = P. chrysosporium + T.
reesei, M4 = P. chrysosporium + B. circulans, M5 = P. chrysosporium + T. reesei
+ B. circulans, M6 = P. chrysosporium + A. niger + T. reesei, M7 = P.
chrysosporium + A. niger + B. circulans, M8 = P. chrysosporium + A. niger + T.
reesei + B. circulans kemudian dilakukan uji kadar glukosa dan protein terlarut.
31
3.5.2 Preparasi Substrat Sorgum (Nallapeta et al. 2012)
Batang sorgum ( Sorghum bicolor L.) varietas samurai II diperoleh dari
lokasi perbibitan di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN. Batang sorgum
dikeringkan dan dicacah dengan chopper mekanis, kemudian dihaluskan dengan
cutting mill dan diayak sehingga diperoleh substrat sorgum dengan ukuran
partikel < 2 mm untuk mendapatkan substrat dengan kelembapan yang sama
dilakukan pencucian menggunakan air kemudian dikeringkan.
3.5.3 Pembuatan Inokulan (Mulyana et al. 2015)
Potongan kultur fungi Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan
Bacillus circulans, masing-masing sekitar 0,5x0,5 cm dikultivasi dalam media
PDB (Potatoes Dextrose Broth) kemudian diinkubasi dalam shaker pada 100 rpm
dan suhu ruang 28-32 ºC selama 5 hari.
3.5.4 Pembuatan Larutan Nutrisi (Strutch et al. 1991)
Pembuatan larutan nutrisi dilakukan dengan cara sebanyak 500 ml PDB, 6 g
urea, 1 g kalium hidrogen fosfat, 1 g kalium dihidrogen fosfat, dan 0,1 g
magnesium sulfat dilarutkan dalam 1000 ml akuades dan di sterilkan dalam
autoklaf selama 15 menit pada suhu 121 ºC.
3.5.5 Fermentasi Padat Substrat Sorgum (Manpreet, 2005 ; Pensupa et al.
2013)
Perlakuan fermentasi padat 1 tahap substrat sorgum terdiri dari , A, B, dan
A+B. Substrat sorgum sebanyak 10 g dimasukan ke dalam plastik berukuran 2 kg
dan ditambahkan 10 ml akuades lalu di steril ke dalam autoklaf pada suhu 121 ºC
selama 15 menit kemudian ditambahkan 10 ml larutan nutrisi. Ke dalam substrat
tersebut diinokulasikan 1 ml inokulan fungi Phanerocaete chrysosporium,
32
Aspergilus niger, dan Bacillus circulans, kemudian diinkubasi pada suhu ruang
sekitar 28-32 oC selama 0 - 28 hari (A) . Setelah inokulasi fungi Phanerocaete
chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus circulans dilakukan inokulasi
fungi saccharomyces cerevisiae sesuai perlakuan (B) . Lalu dilakukan inokulasi
menggunakan fungi Phanerocaete chrysosporium, Aspergilus niger, dan Bacillus
ciruculans, dan fungi saccharomyces cerevisiae (A+B). Kemudian dilakuan
fermentasi padat secara bertahap sesuai dengan perlakuan. Variabel pengamatan
terdiri dari pH, kadar air, bahan organik, abu, kadar glukosa, kadar protein
terlarut.
3.6 Evaluasi Nilai Kecernaan Substrat
3.6.1 Penentuan pH (Alidadi et al. 2007)
Penentuan pH dilakukan dengan cara sebanyak 2 g sampel dimasukkan ke
dalam botol jar dan ditamahkan 40 ml aquadest. Selanjutnya dikocok dengan
menggunakan shaker mekanis 100 rpm selama 30 menit. Kemudian diukur
menggunakan pH meter.
3.6.2 Kadar Air (AOAC, 2005)
Cawan porselen dicuci menggunakan akuades lalu dikeringkan dalam
oven pada suhu 105 oC selama 1 hari. Cawan tersebut kemudian diletakkan di
desikator selama 30 menit lalu ditimbang (a). Sampel seberat ±1 g ditimbang
kedalam cawan (b). Cawan yang berisi sampel dimasukkan kedalam oven dengan
suhu 105 oC selama 1 hari. Cawan kemudian dimasukkan kembali ke dalam
desikator dan dibiarkan selama 30 menit kemudian ditimbang hingga memperoleh
bobot yang tetap (c). Perhitungan kadar air dapat dilakukan menggunakan rumus:
33
Keterangan :
a = berat cawan kosong (gram)
b = berat cawan yang diisi dengan sampel (gram)
c = berat cawan yang sudah dikeringkan (gram)
3.6.3 Kadar Glukosa (Miller, 1959)
Kadar glukosa ditentukan dengan cara 2 g sorgum fermentasi yang telah
di oven bersuhu sekitar 105 °C selama 24 jam ditambahkan 40 mL akuades
kemudian di kocok dengan menggunakan shaker mekanis 100 rpm selama 30
menit, selanjutnya disentrifuse dengan kecepatan 12000 rpm. Supernatan
kemudian diuji kadar glukosanya. Pada penentuan kadar glukosa, sebanyak 250
μL sampel ditambahkan 250 μL DNS kemudian dipanaskan dalam penangas air
sampai 100 oC. Selanjutnya ditambahkan 2 ml akuades dan kadar glukosa diukur
menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Kadar glukosa
dapat diketahui dengan rumus:
adar glukosa mg
g D
fp Abs aquades a
berat kering sampel gram
Keterangan:
Fp : faktor pengenceran
Abs : absorbansi sampel
a : slope pada kurva standar glukosa
DM : Dry matter
3.6.4 Kadar Protein Terlarut (Lowry et al. 1951)
Penentuan kadar protein terlarut dilakukan dengan mencampurkan ke
dalam gelas beaker 100 ml natrium karbonat, 1 ml tembaga (II) sulfat dan 1 ml
kalium natrium tartarat. Sample sebanyak 500 µl dimasukkan ke dalam tabung
reaksi. Kemudian ditambahkan 4 ml larutan campuran dan ditunggu 5 menit.
Setelah 5 menit ditambahkan folin 500 µl ke dalam tabung reaksi dan diinkubasi
selama 30 menit. Kemudian dilakukan pengukuran dengan spektrofotometer pada
34
panjang gelombang λ 600 nm. Perhitungan kadar protein dapat dilakukan
menggunakan rumus:
adar protein mg ml fp Absorbansi a slope
Keterangan:
Fp : faktor pengenceran
Abs : absorbansi sampel
a : slope pada kurva standar glukosa
3.7 Analisis Data
Data hasil penelitian dianalisis menggunakan analysis of variance
(ANOVA) pada IBM SPSS versi 20.0 dengan batas kepercayaan sebesar 95% α
= 0,05) dan uji lanjut Duncan.
35
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Optimasi konsorsium
Optimasi konsorsium ditentukan berdasarkan pengukuran kadar glukosa dan
protein terlarut tertinggi. Kultur konsorsium yang terdiri dari P. chrysosporium, A.
niger, dan B. circulans (M7) memperoleh hasil tertinggi. Hal tersebut dapat dilihat
pada Gambar 13.
Gambar 13. Grafik peningkatan kadar glukosa dan protein terlarut
Kandungan glukosa tertinggi ditunjukan pada konsorsium M7 yang terdiri dari
kapang P. chrysosporium, A. niger, dan B. circulans yaitu 2,02 % sedangkan
kandungan glukosa terendah ditunjukan pada konsorsium M5 yang terdiri dari P.
chrysosporium, T. reesei dan B. circulans yaitu sebesar 0,31 %. Kandungan
protein tertinggi juga ditunjukan oleh konsorsium M7 dengan kadar protein
sebesar 3,55 % sedangkan kadar protein terendah pada konsorsium M5 yaitu
sebesar 0,63 %. Hal ini menunjukkan bahwa variasi konsorsium yang dilakukan
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
Pen
ingkat
an k
adar
glu
kosa
dan
pro
tein
ter
laru
t, %
Glukosa
Protein terlarut
36
berpengaruh terhadap proses peningkatan kadar glukosa dan protein. Hasil uji
statistik Duncan juga menunjukkan beda nyata atau (P<0,05) pada variasi
konsorsium M7 dan M5 (Lampiran 4). Dengan demikian variasi konsorsium M7
yang terdiri dari dari P. chrysosporium, A. niger dan B. circulans digunakan
dalam proses fermentasi padat.
Menurut Suparjo (2008), adanya peningkatan kadar glukosa disebabkan
oleh kemampuan salah satu mikroorganisme yang digunakan yaitu P.
chrysosporium yang mampu menghasilkan 3 macam enzim yaitu LiP (lignin
peroksidase), MnP (manganese peroksidase) dan laccase yang mempunyai
peranan penting dalam mendegradasi lignin. Penggunaan mikroorganisme lain
yang berpotensi untuk meningkatkan kadar glukosa dan protein dalam fermentasi
yaitu A. niger yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi pati maupun
selulosa menjadi protein. A. niger juga menghasilkan enzim ß-glukosidase yang
kuat dan berperan untuk mempercepat konversi selobiosa menjadi glukosa
(Fransistika, 2012).
Pengunaan mikroorganisme secara bersamaan dapat meningkatkan kadar
glukosa dan protein karena kapang A. niger dan P. chrysosporium saling
sinergisme dalam menurunkan kadar lignoselulosa dan meningkatkan kadar
protein. Kapang P. chrysosporium mengeluarkan enzim LiP, MnP, hemiselulase
untuk mendegradasi lignin dan hemiselulosa, setelah lignin terdegradasi
kemudian kapang A. niger mengeluarkan enzim amilase dan selulase untuk
menghidroslisis amilum dan selulosa yang ada sehingga kandungan lignin
menurun dan protein meningkat. Kapang P. chrysosporium dan A. niger tidak ada
interaksi antagonisme antara ke dua kapang tersebut, ini dikarenakan sedikitnya
37
sifat antagonisme dari kedua kapang tersebut, yang menyebabkan P.
chrysosporium dan A. niger dapat hidup bersamaan.Proses inkubasi konsorsium
dilakukan selama 5 hari, hal ini sesuai dengan pernyataan Zulfatus et al. (2008)
aktivitas enzim diperoleh pada saat pasca eksponensial ( stasioner ) yaitu setelah
hari ke-4 fermentasi. Pada lama inkubasi tersebut menunjukan bahwa enzim
selulase bekerja secara optimal dalam menghidroisis substratnya yaitu selulosa
yang terdapat pada sorgum menjadi glukosa.
Pemberian larutan nutrisi pada substrat sorgum sebelum proses
fermentasi dilakukan karena nutrisi tersebut dapat digunakan mikroorganisme
dalam pertumbuhan. Menurut Somda et al. (2011) pemberian nutrisi membantu
dalam pertumbuhan mikroorganisme serta memiliki peran penting karena dapat
mempengaruhi kestabilan mikroorganisme. Mineral-mineral yang dihasilkan
tersebut digunakan untuk pertumbuhan sel fungi termasuk pembelahan sel dan
proses metabolismenya (Birch dan Walker, 2000).
4.2 Parameter Proses Fermentasi Fase Padat (SSF)
4.2.1 Nilai pH
pH merupakan salah satu parameter yang digunakan dalam proses
fermentasi yang dilakukan oleh kapang dan bakteri. Laju pertumbuhan kapang
dan bakteri dapat dilihat dari nilai pH yang diperoleh (Gambar 14).
38
Gambar 14. Grafik pH medium fermentasi padat satu tahap
Nilai pH selama proses fermentasi satu tahap pada substrat batang sorgum
memiliki nilai yang fluktuatif. pH yang dihasilkan berada pada kisaran 5,64 –
8,81 (Gambar 14). pH medium pada fermentasi dua tahap juga memiliki nilai
yang fluktuatif (Gambar 15).
Gambar 15. Grafik pH medium fermentasi padat dua tahap
Nilai pH yang dihasilkan selama proses fermentasi dua tahap mengalami
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
0 7 14 21 28
pH
med
ium
fer
men
tasi
pad
at
Waktu inkubasi, hari
K
A
B
A+B
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
0 7 14 21 28
pH
med
ium
fer
men
tasi
pad
at d
ua
tahap
waktu inkubasi (hari)
A14B7
A14B14
B7A14
B14A14
39
fluktuatif berkisar pada 4,02 - 6,72 (Gambar 12). Rentang nilai pH tersebut
masih dalam pertumbuhan yang optimum bagi kapang dan bakteri yang
digunakan yaitu P. chrysosporium, A. niger, B. circulans dan S. cereviceae.
Rentang pH tersebut juga masih dalam pertumbuhan optimum bagi enzim
pendegradasi lignin yang pada umumnya bekerja optimal pada kisaran pH asam
sampai netral (Sharaf et al. 2012). Kondisi pH yang optimum akan membantu
enzim untuk mengkatalis suatu reaksi dengan baik. Enzim tidak dapat bekerja
pada pH yang terlalu rendah atau terlalu tinggi karena akan
mengakibatkan enzim terdenaturasi sehingga sisi aktif enzim terganggu
(Safaria, 2013). Selain itu, nilai pH yang lebih rendah akan berpengaruh terhadap
ekosistem mikroba terutama populasi bakteri selulolitik (Russel dan Wilson,
1996). Menurut Zainuddin et al. (1994) tinggi rendahnya aktivitas enzim protease
dipengaruhi oleh pH, konsentrasi, suhu dan substrat.
Perubahan pH menunjukkan adanya metabolisme mikroorganisme P.
chrysosporium, A. niger, B. circulans dan S. cereviceae (Gambar 9 dan 10). Nilai
pH pertumbuhan berhubungan positif dengan pembentukan asam piruvat, pada pH
tinggi maka lag phase akan lebih singkat dan aktivitas fermentasi akan meningkat
(Yumas dan Rosniati, 2014).
Penurunan pH terjadi pada hari ke- 28 fermentasi baik dalam fermentasi
satu tahap maupun dua tahap hal tersebut Menurut Casida (1968) terjadi akibat
hasil samping fermentasi seperti karbondioksida dan asam-asam organik seperti
asam piruvat, asam suksinat, asam laktat dan asam-asam lainnya. Asam-asam
sebagai hasil samping inilah yang berperan besar dalam penurunan pH (Reed dan
Rehm, 1983).
40
4.2.2 Kadar Air
Analisis kadar air dilakukan untuk mengetahui jumlah air yang terkandung
dalam substrat. Kadar air hasil fermentasi satu tahap dapat dilihat pada Gambar
16.
Gambar 16. Grafik kadar air fermentasi satu tahap
Hasil penelitian menunjukan kadar air substrat batang sorgum selama
fermentasi satu tahap mengalami peningkatan pada hari ke-14. Hal tersebut dapat
dilihat pada Gambar 16. yang menunjukan bahwa kadar air tertinggi diperoleh
pada sampel sorgum dengan penambahan konsorsium berupa P. chrysosporium,
A. niger, B. circulans yaitu dengan presentase kadar air sebesar 9,13 % sedangkan
kadar air terendah yaitu pada hari ke-0 dengan penambahan S. cereviceae
presentase kadar air yang diperoleh sebesar 4,10 %. Kadar air hasil fermentasi dua
tahap dapat dilihat pada Gambar 17.
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
0 7 14 21 28
kad
ar a
ir m
ediu
m f
erm
enta
si
sat
u t
ahap
(%
)
Waktu inkubasi, hari
K
A
B
A+B
41
Gambar 17. Grafik kadar air fermentasi dua tahap
Hasil fermentasi dua tahap pada batang sorgum menunjukan peningkatan
kadar air. Kadar air tertinggi terjadi pada hari ke-21 yaitu sebesar 58,28 %
sedangkan kadar air mengalami penurunan kembali setelah proses fermentasi
selama 28 hari sekitar 49,21% menjadi 32,81% , dan dari sekitar 58,28 menjadi
33,51%.
Kenaikan kadar air selama fermentasi disebabkan oleh hasil metabolisme
mikroorganisme P. chrysosporium, A. niger, B. circulans dan S. cereviceae pada
substrat batang sorgum. Menurut Fardiaz (1988) selama fermentasi berlangsung,
mikroorganisme menggunakan karbohidrat sebagai sumber energi yang dapat
menghasilkan molekul air dan karbondioksida (Lehninger,1982). Reaksi dari hasil
metabolisme kapang P. chrysosporium sebagai berikut :
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi (38 ATP)
Sebagian besar air akan tertinggal dalam produk dan sebagian lagi akan
keluar dari produk. Air yang tertinggal dalam produk inilah yang akan
menyebabkan kadar air menjadi tinggi dan bahan kering menjadi rendah (Winarno
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30
Kad
ar a
ir f
erm
enta
si d
ua
tahap
Waktu inkubasi (Hari)
A14B7
A14B14
B7A14
B14A14
42
et al. 1980). Pengurangan kadar air yang terjadi juga dapat disebabkan oleh
pemanfaatan air tersebut oleh kapang untuk proses metabolisme dalam
tubuhnya. Kapang dapat tumbuh dengan baik pada kelembaban kurang lebih 80%,
dan pada kondisi lingkungan yang hipotonik cairan dari lingkungan akan masuk
ke dalam sel kapang. Keadaan yang kering dapat menyebabkan proses
pengeringan protoplasma yang berakibat berhentinya metabolisme (Waluyo,
2004).
Pengurangan kadar air dapat disebabkan oleh pemanfaatan air tersebut oleh
fungi untuk proses metabolisme dalam tubuhnya. Selain itu, pada proses
fermentasi kadar air berfungsi untuk proses transport nutrien dan produk-
produk metabolit melalui membran sel (Hilakore, 2008).
4.3 Hasil Fermentasi Padat Substrat Batang Sorgum dengan konsorsium
P. chrysosporium, A. niger, B. circulans dan S. cereviceae selama 7- 28
hari.
4.3.1 Kadar Glukosa
Kadar glukosa dihitung dengan mengukur absorbansi hasil fermentasi
menggunakan spektrofotometer uv-visible pada panjang gelombang 540 nm
dengan metode DNS (Dinitrosalicylic Acid). Hasil proses fermentasi padat
menghasilkan kadar glukosa yang dapat dilihat pada Gambar 18 dibawah ini.
43
Gambar 18. Grafik kadar glukosa fermentasi satu tahap
Hasil penelitian menunjukkan perubahan kadar glukosa terjadi pada hari ke-7
hingga hari ke-28 fermentasi (Gambar 18). Kadar glukosa berkisar antara 0,11%-
3,6%. Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perlakuan penambahan variasi
konsorsium dan S. cereviceae menunjukkan perbedaan yang nyata (p<0,05)
terhadap kadar glukosa (Lampiran 4).
Hasil perubahan kadar glukosa dalam medium fermentasi padat (SSF) dua
tahap mengalami fluktuatif. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 19.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 7 14 21 28
Kad
ar g
luko
sa (
%)
Waktu inkubasi (hari)
A
B
A+B
44
Gambar 19. Grafik kadar glukosa fermentasi dua tahap
Hasil penelitian menunjukan perubahan kadar glukosa terjadi pada hari ke-
21 hingga hari ke-28 fermentasi (Gambar 19). Kadar glukosa berkisar antara
0,03%-0,81%. Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perbedaan waktu
penambahan variasi konsorsium dan S. cereviceae menunjukkan perbedaan yang
nyata (p<0,05) terhadap kadar glukosa (Lampiran 4).
Perubahan kadar glukosa tertinggi dalam medium fermentasi padat (SSF)
satu tahap terjadi pada hari ke-14 dan dalam medium fermentasi padat (SSF) dua
tahap yaitu pada hari ke-21, pada perlakuan kedua fermentasi tersebut dilakukan
penambahan konsorsium yang didalamnya terdapat P. chrysosporium. Menurut
Retno et al. (2016) kapang P. chrysosporium mampu merombak struktur lignin
menjadi komponen yang lebih sederhana. Selain itu A.niger yang terdapat
dalam variasi konsorsium mampu menghasilkan enzim selulolitik yaitu
endoglukanase dan eksoglukanase yang berperan dalam menghidrolisis selulosa.
A. niger juga menghasilkan enzim amilolitik seperti amilase dan glukoaminase.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
A14B7 A14B14 B7A14 B14A14
Kad
ar g
lukio
sa (
%)
Waktu inkubasi (Hari)
45
Menurut Fransistika (2012) A. niger menghasilkan enzim ß-glukosidase, enzim ini
berperan untuk mempercepat konversi selobiosa manjadi glukosa.
Peningkatan kadar glukosa juga dapat terjadi akibat penurunan
lignoselulosa yang disebabkan oleh A. niger yang terus bertambah karena dengan
peningkatan jumlah inokulum A. niger maka kemampuan mendegradasi serat
menjadi lebih tinggi. Hal ini dapat terjadi karena A.niger dapat menghasilkan
enzim selulase yang merombak selulosa menjadi selubiosa hingga akhirnya
menjadi glukosa (Indrayanti, 2013). Reaksi pembentukan gula pereduksi dari
hidrolisis selulosa dapat dilihat pada Gambar 20.
Gambar 20. Mekanisme reaksi hidrolisis selulosa (Tomas et al. 2010)
Adanya peningkatan total gula yang terjadi dalam bahan membuktikan
bahwa kapang memiliki kemampuan yang lebih baik untuk mendegradasi selulosa
sehingga terjadi pemecahan selulosa menjadi gula-gula sederhana., namun kapang
yang terdapat pada substrat juga mampu mengakibatkan penurunan kadar glukosa.
Glukosa yang terbentuk dapat digunakan kembali oleh kapang sehingga kadarnya
menjadi turun kembali. Hal ini disebabkan karena pada proses fermentasi, kapang
menggunakan glukosa sebagai sumber energi dan metabolisme sel (Salsabila et al.
2014). Sedangkan penurunan pada hari ke-7 fermentasi diakibatkan oleh belum
46
sempurnanya proses adaptasi kapang dengan substrat. Menurut Pangesti et al.
(2012) penggunaan media cair PDB dapat mengadaptasi sel terhadap medium
fermentasi (substrat batang sorgum) sehingga mempersingkat lag phase (fase
adaptasi) dan pertumbuhan kapang akan maksimum dalam waktu yang relatif
singkat. Penuruan kadar glukosa terjadi karena penambahan khamir S. cerevisiae.
karena kandungan gula digunakan oleh khamir S. cerevisiae sebagai sumber
karbon (Azizah, 2012).
4.3.2. Kadar Protein Terlarut
Kadar protein dihitung dengan mengukur absorbansi hasil fermentasi
menggunakan spektrofotometer uv-visible pada panjang gelombang 600
nm. Hasil proses fermentasi padat menghasilkan kadar protein sorgum yang dapat
dilihat pada Gambar 21 dibawah ini.
Gambar 21. Grafik kadar protein terlarut fermentasi satu tahap
Hasil penelitian menunjukan perubahan kadar protein terjadi pada hari ke-
7 hingga hari ke-28 fermentasi (Gambar 21). Kadar protein berkisar antara 0,05%-
0,8%. Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perlakuan penambahan variasi
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 7 14 21 28
Kad
ar p
rote
in (
%)
Waktu inkubasi (hari)
A
B
A+B
47
konsorsium dan S. cereviceae menunjukkan perbedaan yang nyata (p<0,05)
terhadap kadar protein (Lampiran 4).
Hasil perubahan kadar protein terlarut dalam medium fermentasi padat
(SSF) dua tahap dapat dilihat pada Gambar 22.
Gambar 22. Grafik kadar protein fermentasi dua tahap
Hasil penelitian menunjukan perubahan kadar protein terjadi pada hari ke-21
hingga hari ke-28 fermentasi (Gambar 22). Kadar protein berkisar antara 1,03%-
5,10%. Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perbedaan waktu penambahan
variasi konsorsium dan S. cereviceae menunjukkan perbedaan yang nyata
(p<0,05) terhadap kadar protein (Lampiran 4).
Perubahan kadar protein tertinggi dalam medium fermentasi padat (SSF)
satu tahap terjadi pada hari ke-14. Peningkatan protein ini diakibatkan dari
adanya sintesis protein oleh konsorsium kapang. Selain itu peningkatan protein
juga karena adanya peningkatan miselium kapang pada substrat. Hal ini
dikarenakan kapang itu sendiri mengandung asam nukleat yang dapat
memberikan kontribusi nitrogen yang merupakan sumber protein sel tunggal
0
1
2
3
4
5
6
A14B7 A14B14 B7A14 B14A14
Kad
ar p
rote
in (
%)
Waktu inkubasi (Hari)
48
(Indriyanti, 2013). Hal tersebut didukung oleh adanya bakteri Bacillus circulans
yang memiliki kemampuan diantaranya : (1) mengdegradasi senyawa organik
seperti protein, pati, selulosa, hidrokarbon dan agar, (2) berperan dalam nitrifikasi
dan dentrifikasi, (4) pengikat nitrogen. Perubahan kadar protein tertinggi dalam
medium fermentasi padat (SSF) dua tahap terjadi pada hari ke-28. Peningkatan
kadar protein tersebut terjadi karena semakin banyak tumbuh kapang makin
tinggi pula kandungan proteinnya. Menurut Sugiyanti (2013) semakin tinggi
level A.niger maka semakin meningkat kadar protein. Noverdiman et al. (2008)
menyatakan peningkatan kandungan protein yang sejalan dengan pertumbuhan
jamur dikarenakan tubuh jamur terdiri dari elemen yang mengandung nitrogen.
Peningkatan kadar protein pada fermnetasi padat sorgum 2 tahap
kemungkinan disebabkan karena protein yang dihasilkan di gunakan kembali
oleh mikroba untuk proses pertumbuhannya.
49
BAB V
PENUTUP
5.1. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Penambahan konsorsium pada fermentasi substrat padat sorgum
mampu meningkatkan kadar glukosa di pakan ternak.
2. Peningkatan kadar glukosa tertinggi diperoleh pada fermentasi satu
tahap sebesar 3,6%, sedangkan kadar protein terlarut tertinggi di
peroleh pada fermentasi dua tahap sebesar 5,10% (A14B14).
5.2. Saran
Perlu adanya pengujian lebih lanjut dengan metode in vitro, in-sacco dan
in-vivo untuk mengetahui efektivitas dengan penambahan sorgum melalui
fermentasi. Pengembangan inokulan dalam media padat perlu dilakukan agar
mudah di distribusikan.
50
DAFTAR PUSTAKA
Affandi E, Heru Y. 2011. Pemanfaatan Limbah Ampas Kelapa Sawit Sebagai
Substrat Untuk sintesis Zat Gizi Melalui Fermentasi Kapang Rhizopus
Oligosporus. PGM 34 (2): 123-130.
Ahmad R Z. 2005. Pemanfaatan khamir Saccharomyces cerevisiae untuk ternak.
Wartazoa.15(1):45–55.
Ahmed Z, Banu H, Rahman M M, Akhter F, Haque M S. 2001. Microbial activity
on the degradation of lignocellulosic polysaccharides. Journal of biological
sciences. 1(10):993-997.
Alidadi H, Parvaresh A R., Shahmansour M R. 2007. Combine Compost and
Composting Process in the Treatment and Bioconversion of Sludge,
Pakistan Journal of Biological Science. 10(21): 3944-3947.
Almatsier S. 1989. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : Penerbit Gramedia.
AOAC. 2005. Official Method of Analysis. Association of Official Analytical
Chemists. Maryland.
Azizah N. 2012. Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Alkohol, pH, dan
Produksi Gas Pada Proses Fermentasi Bioetanol Dari Whey Dengan
Substitusi Kulit Nanas. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 1(2): 72-77.
BPS. 2006. Statistik Indonesia 2005/2006. Badan Pusat Statistik, Jakarta.
Balabanli C, Albayrak S, Yuksel O. 2010. Effects of nitrogen, phosphorus and
potassium fertilization on the quality and yield of native rangeland. Turkish
Journal of Field Crops 15(2): 164-168.
Beti, YA, Ispandi A, Sudaryono. 1990.Sorgum. Monografi No5. Balai Penelitian
Tanaman Pangan, Malang.
Birch RM, Walker GM. 2000. Influence of magnesium ions on heat shock and
ethanol stress responses of Saccharomyces cerevisiae. Enzymol Microbiol.
Tech, 26: 678-687.
BSN. 2009. Badan Standar Nasional 2009. Standar Nasional Indonesia, Jakarta.
Borrell AK, Hammer G. 2005. The physiology of stay-green in sorghum.
Brisbande : Hermitage Research Station, University of Quensland.
Budiasa IKM. 2005 Ketersediaan Hijauan Sumber Pakan Sapi Bali Berdasarkan
Penggunaan Lahan dan Topografi di Kabupaten Jembrana Provinsi Riau.
[Tesis]. Program Pasca Sarjana IPB, Bogor.
Casida JR. 1968. Industrial Microbiology. New York: John Wiley and Sons Inc.
Duc. 2004. Characterization of Bacillus probiotic available for human use.
Application Environmental Microbiology. 70(4):2161-2171.
51
Dumanauw, J.F. 2001. Mengenal Kayu. Jakarta. Gramedia
Fardiaz. 1998. Panduan Pengolahan Pangan Yang Baik Bagi Industri Rumah
Tangga. Badan Pengawas Obat dan Makanan Deput Bidang Pengawas
Keamanan Pangan dan Bahan Berbahaya. Jakarta.
Fardiaz S. 1988. Fermentasi Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB. Gramedia.
Bogor.
Ferdiaz S.1992. Mikrobiologi Pangan. Gramedia, Jakarta.
Fransistika R. 2012. Pengaruh Waktu Fermentasi Campuran Trichoderma ressei
dan Aspergillus niger terhadap Kandungan Protein dan Serat Kasar Ampas
Sagu. JKK. 1 (1), hal 35-39.
Glazer A N, and Nikaido H. 2007. Microbial biotechnology: fundamentals of
applied microbiology, second edition. Cambridge : USA
Gras. 2008. Aspergillus niger. http://www.cfsan.fda.gov/ ~rdb/opa-gras.html).
Diakses pada 20 September 2017.
Guillaume V. 2004. Aspergillus niger. (online) http://www.genebio.ac-aix-
marseille.fr/zimages/spip.php/. Diakses pada 18 September 2017.
Hadioetomo R S. 1985.Mikrobiologi Dasar-dasar Prakti, Gramedia Jakarta
Haltrich D, Nidetzky B, Kulbe KD, Steiner W, Zupancic S. 1996. Production
of fungal xylanases. Biores Techno. 58: 137-161.
Hartadi S, Reksohadiprojo S, Prawirokusumo, Tillman ADH, Lebdosoekojo S.
1993. Tabel Komposisi Pakan Untuk Indonesia. Yogyakarta: Universitas
Gadjah Mada Press.
Hilakore MA. 2008. Peningkatan Kualitas Nutrisi Putak Melalui Fermentasi
Campuran Trichoderma Reesei dan Aspergillus Niger Sebagai Pakan
Ternak Ruminansia [Tesis]. Fakultas Pertanian, Institute Pertanian Bogor.
Bogor.
Hoeman S. 2008. Prospek dan Potensi Sorgum Sebagai Bahan Baku Bioetanol.
http://www.bsl-online.com. Diakses pada 15 Januari 2018.
Horwitz W.1970. Official Methods of Analysis of the Association of Official
Analytical Chemist. Fifteenth Edition. Station Washington D.C.
Imman S, Arnthong J, Burapatana V, Champreda V, Laosiripojana N. 2014.
Effects of Acid and Alkali Promoters on Compressed Liquid Hot Water
Preteatment of Rice Straw. Biores Techno, 171: 29-36.
Irawati D, Azwar NR, Syafii W, Artika IM. 2009. Pemanfaatan Serbuk Kayu
untuk Produksi Etanol dengan Perlakuan Pendahuluan Delignifikasi
Menggunakan Fungi Phanerochaete chrysosporium. Ilmu Kehutanan.
3(1):13-22.
52
Jean Michael. 2005. Saccharomyces cerevisiaes.http://www.Inra.Fr/internet/
directions/dic/presse/Communiques/images/sia2004/Saccharomycescerevisiael.jp
g. Diakses pada 25 Februari 2018.
Juliando. 2010. Pengaruh Delignifikasi Menggunakan Phanerochaete
chrysosporium Dan Hidrolisis Oleh Kapang Selulolitik Terhadap Kualitas
Tongkol Jagung Sebagai Pakan Ternak. [Skripsi]. Fakultas Teknologi
Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Kerem Z, Hadar Y. 1992. Effect of manganese on lignin degradation by Pleurotus
ostreatus during solid-state fermentation. Application Environmental
Microbiology. 59: 4115–4120.
Kompiang IP, Haryati T, Darma J.1994. Nilai gizi dari singkog yang diperkaya
protein : Cassapro. Ilmu dan Peternakan. 7(2):22-25.
Kone K , Fung YC. 1992. Undertanding Bacterions and their usus in food. JFood
Environ Sanit. 12: 282-285.
Koten BB, Ngadiyono N, Soestrisno RD, Suwignyo B. 2012. Produksi Tanaman
Sorgum (Sorghum Bicolor (L.) Moench) Varietas Lokal Rote Sebagai
Hijauan Pakan Ruminansia pada Umur Panen dan Dosis Pupuk Urea yang
Berbeda. Buletin Peternak. 36(3): 150-155.
Kristensen J B. 2009. Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulose: Substrate
Interaction and High Solids Loadings. Forest and Landscape Research. 42:
102–111.
Lehninger. 1982. Dasar Dasar Biokimia. Jakarta. Erlangga.
Lehninger. 1997. Dasar Dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta.
Linder M, Teeri T. 1997. The role and fungtion of cellulosebinding domains.
Journal Biotechnology. 57:15-28.
Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall RJ. 1951. Protein Measurement
with the Folin Phenol Reagent. J Biol Chem.193: 265-275.
Lynd L R, Weimer W H, Van zyl W H, Pretorius. 2002. Microbial Cellulose
Utilization: Fundamentals and Biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 66
(3):506-577.
Manpreet S, Sawraj S, Sachin D, Pankaj S, Baneerje UC. 2005 Review
Article: Influence of Process Parameters on the Production of
Metabolites in Solid-State Fermentation. Malaysian Journal of
Microbiology. 1(2):1-9.
Mc Donald, P., Edwards R. A., and Geen, J. F. D. 2002. Animal
Nutrition. Singapore: Lognan.
53
Miller GL. 1959. Use of Dinitrosalycylic Acid Reagen for Determination of
Reducing Sugar. Anal Chem. 31:426.
Mulyana N, Tri Retno DL, Nurhasni, Meliana N. 2015. Peningkatan
Aktivitas Enzim Selulase dan Produksi Glukosa Melalui Fermentasi
Substrat Jerami Padi dengan Fungi Aspergillus niger yang Dipapari
Sinar Gamma. Jurnal Ilmiah Aplkasii Isotop dan Radiasi. 11(1):13-26.
Musnandar E. 2004. Pertumbuhan jamur Marasmius sp. pada substrat kelapa
sawit untuk bahan pakan ternak. Maj Ilmi Angsa. 8(3):25-30.
Nadhifah A, Kumalaningsih S, Sabrina NM. 2012. Pembuatan pakan konsentrat
berbasis limbah filtrasi pengolahan maltodeskstrin (kajian presentase
penambahan ampas tahu dan pollard). Journal Industrial. 3:172 – 179.
Nallapeta S, Nigam VK, Survajahala P, Mohan K. 2012. Screening and Selection
of White Rot Fungi for Biological Delignification of Agricultural Residues.
International Journal of Advanced Biotechnology and Research. 3(4) : 790-
796.
Ningrum EF. 2015. Pembuatan Bioetanol dari mahkota buah nenas varietas queen
dengan menggunakan mikroba saccharomyces. [Skripsi]. Palembang:
Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Sriwijaya.
Heryandi Y , Marlida Y , Mirzah, Noferdiman, Rizal Y. 2008. Penggunaan Urea
Sebagai Sumber Nitrogen pada Proses Biodegradasi Substrat Lumpur
Sawit oleh Jamur Phanerochaete chrysosporium. Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu
Peternakan November. 11(4): 75-82.
Nurcahyo Heru. 2011. Diktat Bioteknologi. Yogyakart: Universitas Negeri
Yogyakarta.
OISAT. 2011. Sorghum. PAN Germany Pestizid Aktions-Netzwekk e.V. PAN
Germany.
Ong LGA, Chan C, Chew A L. 2012. Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw:
Process Optimization. Journal of Medical and Bioengineering. 1(1) : 14-16.
Oscariz JC, Pisabarro AG. 2000. Classification and mode of action ofmembrane-
active bacteriocins produced by gram-positive bacteria. Inter J Microbiol. 4
(1): 13-19.
Paik HD, Bae SS, Park SH, Pan JG. 1997. Identification and partial
characterization of tochicin a bacterion produced by Bacillus thuringiensis
subsp. tochingiensis. Journal Industri Microbiology Biotechnology. 19: 294.
Palonen H. 2004. Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocelluloses.
Disertation at University of Technology. Hel sinki Finland.
54
Pangesti NWI, Arini P, Estu RN. 2012. Pengaruh Penambahan Molase
pada Produksi Enzim Xilanase oleh Fungi Aspergillus niger dengan Substrat
Jerami Padi. J. Biotek. 9(2):41-48.
Pason P K, Ratanakhanokchai, Kyu K L. 2003. Multiple Cellulases and
Xylanases of Bacillus circulans B-6. Biotechnology for Sustainable
Utilization of Biological Resources in the Tropics. Proceedings of Project
Seminars in 2000-2003 for JSPS- NCRT/DOST/LIPI/VCC. IC Biotech, Japan.
16:305-310.
Pensupa N, Jin M, Kokolski M, Archer DB, Du C. 2013. A solid state fungal
fermentation-based strategy for the hydrolysis of wheat straw.
Bioresource Technology. 149: 261–267.
Perez J, Munoz J, Dorado T, De la Rubia, Martinez J. 2002. Biodegradation and
biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview,Int.
Microbiol. 5:53-63.
Purwanto MGM. 2014. Perbandingan Analisa kadar protein terlarut dengan
berbagai metode spektroskopi uv-visible. Jurn Ilmi Sains & Tekno. 7 (2) :
1-71.
Rakhmawati, Indrayanti. 2013. Peningkatan Kualitas Nutrisi Limbah Kulit Buah
Kakao dan Daun Lamtoro Melalui Fermentasi Sebagai Basis Protein
Pakan Ikan Nila. Jurnal Penelitian Pertanian Terapan. 13 (2): 108-115.
Reed G, Rehm HJ.1983.Biotechnology Vol III.Industrial Biotechnology.AVI
Publishing Company Inc.Wstport,Connecticut.
Russel JB, Wilson DB. 1996. Why are Ruminal Celulolytic Bacteria Unable to
Digest Cellulose at Low pH. Journal Dairy Science. 79: 1503-1509.
Safaria S. 2013. Efektivitas Campuran Enzim Selulase dari Aspergillus niger dan
Tricoderma reesei dalam menghidrolisis Substrat Sabut Kelapa. ISSN :
2303- 1077.Vol 2 No.1: 46–51.
Saha B C. 2004. Lignocellulose Biodegradation and Application in
Biotechnology. US Government Work. American Chemical Society, halaman
2-14.
Salsabila U, Diah M, Ellya I. 2014. Kinetika Reaksi Fermentasi Glukosa Hasil
Hidrolisis Durian Menjadi Etanol. Kim Stud Jour.2 (1).
Samson RA, Hoekstra ES, Oorschot CAN. 1996. Introduction to Food Borne
Fungi. Netherland: Centra Albureau for Schimmcl Cultures.
Santosa U. 2006. Manajemen Usaha Ternak Potong. Penebar Swadaya. Jakarta.
Sari RPS. 2009. Pembuatan Etanol Dari Nira Sorgum Dengan Proses
Fermentasi. Semarang. Universitas Diponegoro.
55
Sari L, Purwadaria I. 2004. Pengkajian Nilai Gizi Hasil Fermentasi Mutan
Aspergillus niger Pada Substrat Bungkil Kelapa dan Bungkil Inti Sawit.
Biodiversitas. 5 (2) : 48-51.
Sastroamidjojo H. 2005. Kimia Organik Stereokimia, Lemak dan Protein, Gadjah
Mada University Press, Yogyakarta.
Sharaf EF, El-Sarrany AEAQ, Deeb ME. 2012. Biorecycling of shrimp shell by
Trichoderma viride for production of antifungal chitinase. African J
Microbiol. 6(21) : 4538- 4545.
Sirappa MP. 2003. Prospek pengembangan sorgum di Indonesia sebagai
komuditas alternatif untuk pangan, pakan, dan Industri.
http://www.pustakadeptan.go.id/publikasi/p3224031.pdf. Diakses pada 29
November 2017
Sofyadi E. 2011. Aspek Budidaya, Prospek, Kendala, dan Solusi Pengembangan
Sorgum di Indonesia suitable for ethanol production at lousiana sugar mills.
Journal of Industrial Microbiology
Somda MK, Aly S, Nicolas B, Philippe T, Alfred ST. 2011. Effect of Minerals
Salts in Fermentation Process using Mango Residues as Carbon Source
for Bioethanol Production. Asia of Industri Engineer. 3(1): 29-38.
Struch T, Neuss B, Bringer MS, Sahm H. 1991. Osmotic djustment of
Zymomonas mobilis to concentrated glucose solutions. Journal
Application of Microbiology and Biotechnology. 34:518-523.
Sudarmadji S, Haryono, Suhardi. 1989. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan
dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta.
Sugiyanti, Suparwi, Tri RS. 2013. Fermentasi Limbah Soun Dengan Aspergillus
niger Ditinjau Dari Kecernaan Bahan Kering Dan Kecernaan Bahan
Organik Secara In Vitro. Jurn Ilmi Peter.1 (3): 881-888.
Suparjo. 2008. Saponin Peran dan Pengaruhnya Bagi Ternak dan Manusia.
Fakultas Peternakan. Universitas Jambi: Jambi.
Supriyatna A. 2016.Screening and Isolation of Cellulolytic Bacteria from Gut of
Black soldier Flys Larva ( Hermetiaillucens) Feeding with Rice Straw.
Journal Of Biology & Biology Education Biosaintec. 8 (3) : 314-320.
Tagg JR, Dajani AS, Wannamaker LW. 1976. Bacteriocins of Gram Positive
Bacteria. J Bacteriol Rev 40 : 722-756.
Todar K.2005.Salmonella and Salmonellosis.Todar’s Online Textbook of
Bacterology, University of Wisconsin-Madison Departement of
Bacteriology. 16 Mei 2018.
Tomas M, Josef P, Petra O, Igor B. 2010. The Using Of Enzymes For
Degradation Of Cellulose Substrate For The Production Of Biogas.
56
Proceedings of the 37th International Conference of Slovak Society of
Chemical Engineering (SSCHE). Bratislava, Slovak Republic.
Weites AM, Gondim DR, Gonçalves LRB. 2001. Ethanol production by
fermentation using immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae in
cashew apple bagasse. Jour of Biochem and Biotech. 1(8): 209–217.
Wilkins P. 2000. Unconditional Positive Regard Reconsidered. British Journal
Guidance and Counselling. 28 (1)
Wongsa P, Werukhamkul P. 2007. Product Development and Technical Service,
Biosolution Internation. Bangkadi Industrial Park. Thailand. 134/4.
Yumas M, Rosniati. 2014. Pengaruh Konsentrasi Starter dan Lama Fermentasi
Pulp Kakao Terhadap Konsentrasi Etanol. Biopropal Industri. 5(1) 13-
22.
Zainuddin D , Diwyanto DK, Suharto. 1994. Penggunaan Probiotik Starbio
(Starter Mikroba) Dalam Ransum Ayam Pedaging Terhadap Produktivitas,
Nilai Ekonomis (IOFC) dan Kadar Amonia Lingkungan Kandang. Balai
Penelitian Ternak, Ciawi, Bogor.
Zulfatus, Sa’adah, Ika S, Noviana. 2008. Produksi Enzim Selulase oleh
Aspergillus niger Menggunakan Substrat Jerami dengan Sistem Fermentasi
Padat (online), (http://eprints.undip.ac.id. Diunduh pada 14 januari 2018).
57
LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Penelitian
a. Optimasi konsorsium
No perlakuan M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
1 Kadar
glukosa
(%)
0,8 1,0 1,4 1,3 0,3 0,6 2,0 1,1
2 Kadar
protein
(%)
0,7 1,1 1,3 1,6 0,6 1,2 3,5 1,3
b. SSF Satu tahap
pH medium
No perlakuan 0 7 14 21 28
1 K 5,64 7,19 7,41 7,46 6,08
2 A 7,20 8,71 8,81 8,59 6,53
3 B 6,46 8,80 8,48 8,79 6,46
4 AB 7,13 8,71 8,74 8,62 6,07
Kadar air, %
No perlakuan 0 7 14 21 28
1 K 5,04 6,62 6,90 4,80 6,56
2 A 4,36 6,84 9,13 5,18 5,44
3 B 4,10 7,39 7,08 5,35 5,15
4 AB 4,65 7,10 6,70 5,29 5,47
Kadar glukosa (%)
No perlakuan 7 14 21 28
1 A 2,1 3,6 2,5 0,8
2 B 0,4 0,9 2,0 0,3
3 AB 0,1 2,0 1,2 0,4
58
Kadar protein (%)
No perlakuan 7 14 21 28
1 A 0,7 0,1 0,8 0,3
2 B 0,1 0,5 0,5 0,4
3 AB 0,5 0,8 0,8 0,5
c. SSF dua tahap
pH medium
No perlakuan 0 21 28
1 A14B7 4,07 5,19 -
2 A14B14 4,02 - 4,56
3 B7A14 4,13 6,72 -
4 B14A14 4,31 - 5,57
Kadar air (%)
No perlakuan 0 21 28
1 A14B7 9,13 49,27 -
2 A14B14 9,13 - 32,81
3 B7A14 7,39 58,28 -
4 B14A14 7,08 - 33,51
Kadar glukosa (%)
No perlakuan Rata-rata
1 A14B7 0,81
2 A14B14 0,26
3 B7A14 0,03
4 B14A14 0,24
59
Kadar protein (%)
No perlakuan Rata-rata
1 A14B7 1,03
2 A14B14 5,10
3 B7A14 1,03
4 B14A14 4,89
60
Lampiran 2. Contoh perhitungan
a. Kurva Standar Glukosa
Kurva standar glukosa (D-glukosa
monohidrat)
Uraian Ulangan I II III IV V VI
Kadar glukosa, mg/ml
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Absorbansi pada 540
nm 1 0.00 0.12 0.21 0.38 0.46 0.58
2 0.00 0.10 0.21 0.39 0.47 0.58
Rerata 0.00 0.11 0.21 0.38 0.47 0.58
Kurva standar :
Absorbansi pada 540
nm 0.0 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6
Glukosa, mg/ml 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
y = 1,5714x + 0,0286
R² = 0,9878
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Glu
ko
sa
Absorbansi pada 540 nm
Kurva standar glukosa
61
Uraian Ulanga
n
K A B C = A+B
7 14 7 14 7 14 7 14
Sampel, g 2 2 2 2 2 2 2 2
Akuades,
ml 40 40 40 40 40 40 40 40
Kadar air,
% 6,62 6,90 6,84 9,13 7,39 7,08 7,10 6,70
Bk sampel,
g 1,87 1,86 1,86 1,82 1,85 1,86 1,86 1,87
Faktor
pengencer
an, kali 1 1 1 1 1 1 1 1
Absorbans
i pada 540
nm 1
0,085 0,075 0,220 0,305 0,075 0,105 0,070 0,195
2
0,090
0,075
0,215
0,335
0,065
0,085
0,045
0,190
Slope
kurva
standar (a)
1,711
6
1,711
6
1,711
6
1,711
6
1,711
6
1,711
6
1,711
6
1,711
6
Glukosa,
mg/ml 1 0,145 0,128 0,377 0,522 0,128 0,180 0,120 0,334
2 0,154 0,128 0,368 0,573 0,111 0,145 0,077 0,325
Glukosa,
mg/g 1 3,12 2,76 8,08 11,49 2,77 3,87 2,58 7,15
2 3,30 2,76 7,90 12,62 2,40 3,13 2,58 6,97
Rerata 3,21 2,76 7,99 12,06 2,59 3,50 2,58 7,06
STDE
V 0,13 0,00 0,13 0,80 0,26 0,52 0,00 0,13
62
adar glukosa mg
g D
fp Abs aquades a
berat kering sampel gram
Kadar glukosa = 1x 0,085x 1,7116 = 0,145 mg/ml
b. Kurva Standar Protein Terlarut
Kurva standar :
Kadar protein, µg/ml 0,00 0,05 0,11 0,21 0,42 0,62 0,81
Absorbansi pada 600
nm 0 50 100 200 400 600 800
Kadar protein,
µg/ml 0 50 100 200 400 600 800
Absorbansi pada
600 nm 1
0,00
0
0,05
1
0,10
0
0,20
0
0,42
0
0,63
0
0,81
0
2
0,00
0
0,05
0
0,11
0
0,22
0
0,41
0
0,60
0
0,81
0
Rerat
a
0,00
0
0,05
1
0,10
5
0,21
0
0,41
5
0,61
5
0,81
0
y = 982,68x - 4,5066
R² = 0,9996
0
200
400
600
800
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80
Pro
tein
ter
laru
t
Absorbansi pada 600 nm
Kurva standar protein terlarut
63
Uraian Ulanga
n
K A B C = A+B
7 14 7 14 7 14 7 14
Sampel, g 2 2 2 2 2 2 2 2
Akuades,
ml 40 40 40 40 40 40 40 40
Kadar air,
% 6,62 6,90 6,84 9,13 7,39 7,08 7,10 6,70
Bk sampel,
g 1,87 1,86 1,86 1,82 1,85 1,86 1,86 1,87
Pengencer
an, kali
2 2 2 2 2 2 2 2
Absorbansi 1 0,260 0,215 0,350 0,255 0,225 0,310 0,300 0,370
2 0,215 0,190 0,365 0,210 0,215 0,325 0,320 0,390
Slope
kurva
standar (a)
979,2
8
979,2
8
979,2
8
979,2
8
979,2
8
979,2
8
979,2
8
979,2
8
Kadar
protein
terlarut,
µg/ml 1
509,2
3
421,0
9
685,5
0
499,4
3
440,6
8
607,1
5
587,5
7
724,6
7
2
421,0
9
372,1
3
714,8
7
411,3
0
421,0
9
636,5
3
626,7
4
763,8
4
Kadar
protein
terlarut,
mg/ml 1
0,509 0,421 0,685 0,499 0,441 0,607 0,588 0,725
2 0,421 0,372 0,715 0,411 0,421 0,637 0,627 0,764
Kadar
protein
terlarut,
mg/g 1
10,91 9,05 14,72 10,99 9,52 13,07 12,65 15,53
2 9,02 7,99 15,35 9,05 9,09 13,70 13,49 16,37
Rerata 9,96 8,52 15,03 10,02 9,31 13,38 13,07 15,95
STDE
V 1,33 0,74 0,45 1,37 0,30 0,45 0,60 0,59
adar protein mg ml fp Absorbansi a slope
Kadar protein = 2x 0,260 x 979,2 : 1000= 0,509 mg/ml
64
c. KadarAir
Uraian
K A B C = A+B
0 7 14 0 7 14 0 7 14 0 7 14
W0, g
35,01
34,14
28,33
24,09
31,36
32,59
25,29
34,51
36,26
23,35
31,74
37,98
W1, g
36,00
35,16
29,33
25,04
32,35
33,59
26,27
35,51
37,26
24,33
32,75
38,98
W2, g
35,95
35,09
29,27
25,00
32,28
33,50
26,23
35,43
37,19
24,28
32,68
38,92
Bb, g 0,99 1,02 1,00 0,95 0,99 1,00 0,98 1,00 1,00 0,98 1,01 1,00
Bk, g 0,94 0,95 0,93 0,91 0,93 0,91 0,94 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93
Kadar air, %
5,04 6,62 6,90 4,36 6,84 9,13 4,10 7,39 7,08 4,65 7,10 6,70
65
Lampiran 3. Dokumnetasi penelitian
Inkubator (Heraeus) Laminar Air Flow (LK 180)
Spektrofotometer UV-Vis (Hitachi)
Magnetic stirrer (Wisestir MHD 20) Shaker mekanis
Autoklaf (Wiseclave)
66
sorgum fermentasi
pH meter (Pestestr 35)
uji kadar protein terlarut
uji kadar glukosa
Sorgum kering
Hot plate (Sci loggex)
67
Lampiran 4. Data Uji Statistik
Mikroorganisme
1. peningkatan kadar glukosa
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups
37157.40
0 7 5308.200 10.976 .002
Within Groups 3868.868 8 483.609
Total 41026.26
8 15
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4
5.00 2 30.6500
6.00 2 63.9300 63.9300
1.00 2 82.9650 82.9650 82.9650
2.00 2 100.0700 100.0700
8.00 2 110.0150 110.0150
4.00 2 127.7800
3.00 2 135.6200
7.00 2 201.9200
Sig. .052 .085 .057 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
68
2. peningkatan kadar protein terlarut
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups
117770.4
80 7 16824.354 224.208 .000
Within Groups 600.312 8 75.039
Total 118370.7
92 15
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4 5
5.00 2 62.7000
1.00 2 70.8950
2.00 2 107.8900
6.00 2 121.4700 121.4700
3.00 2 130.5500
8.00 2 132.9400
4.00 2 164.4600
7.00 2 354.7200
Sig. .372 .156 .240 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
69
SSF satu tahap
1. pH medium SSF (K)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups 5.620 4 1.405 338.558 .000
Within Groups .021 5 .004
Total 5.641 9
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4
1.00 2 5.6400
5.00 2 6.0750
2.00 2 7.1850
3.00 2 7.4050
4.00 2 7.4600
Sig. 1.000 1.000 1.000 .432
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
70
2. pH medium SSF (A)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups 8.591 4 2.148 644.997 .000
Within Groups .017 5 .003
Total 8.608 9
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4
5.00 2 6.5300
1.00 2 7.2000
4.00 2 8.5900
2.00 2 8.7100 8.7100
3.00 2 8.8050
Sig. 1.000 1.000 .092 .161
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
71
3. pH medium SSF (B)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups 12.067 4 3.017
3969.52
6 .000
Within Groups .004 5 .001
Total 12.071 9
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3
5.00 2 6.4600
1.00 2 6.4600
3.00 2 8.4800
4.00 2 8.7900
2.00 2 8.8000
Sig. 1.000 1.000 .732
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
72
4. pH medium SSF (AB)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups 11.587 4 2.897
3017.44
8 .000
Within Groups .005 5 .001
Total 11.592 9
a Uses Harmonic Mean Sample Size VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4
5.00 2 6.0700
1.00 2 7.1250
4.00 2 8.6150
2.00 2 8.7050
3.00 2 8.7350
Sig. 1.000 1.000 1.000 .377
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
73
5. Kadar glukosa (K)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .002 3 .001 89.333 .000
Within Groups .000 4 .000
Total .002 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3
4.00 2 .0525
3.00 2 .0550
2.00 2 .0750
1.00 2 .0875
Sig. .374 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
74
6. Kadar glukosa (A)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .065 3 .022 41.826 .002
Within Groups .002 4 .001
Total .068 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3
4.00 2 .0725
1.00 2 .2175
3.00 2 .2525
2.00 2 .3200
Sig. 1.000 .200 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
75
7. Kadar glukosa (B)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .013 3 .004 61.394 .001
Within Groups .000 4 .000
Total .013 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3
4.00 2 .0525
1.00 2 .0700
2.00 2 .0950
3.00 2 .1575
Sig. .102 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
76
8. Kadar glukosa (AB)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .021 3 .007 52.000 .001
Within Groups .001 4 .000
Total .022 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3
1.00 2 .0575
4.00 2 .0875
3.00 2 .1425
2.00 2 .1925
Sig. .063 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
77
9. Kadar protein terlarut (K)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups .006 3 .002 2.447 .204
Within Groups .003 4 .001
Total .010 7
VAR00006
Duncana
2 .1700
2 .2025
2 .2375
2 .2375
.088
BB
4.00
2.00
1.00
3.00
Sig.
N 1
Subset
f or alpha
= .05
Means for groups in homogeneous subsets are display ed.
Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.a.
78
10. Kadar protein terlarut(A)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .028 3 .009 3.326 .138
Within Groups .011 4 .003
Total .040 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1
2.00 2 .2325
4.00 2 .2775
1.00 2 .3575
3.00 2 .3800
Sig. .054
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
79
11. Kadar protein terlarut(B)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df
Mean
Square F Sig.
Between
Groups .012 3 .004 11.758 .019
Within Groups .001 4 .000
Total .014 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2
1.00 2 .2200
4.00 2 .2900
3.00 2 .3125
2.00 2 .3175
Sig. 1.000 .218
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
80
12. Kadar protein terlarut(AB)
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Between
Groups .010 3 .003 2.172 .234
Within Groups .006 4 .002
Total .016 7
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1
1.00 2 .3100
4.00 2 .3125
2.00 2 .3800
3.00 2 .3825
Sig. .141
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
81
SSF dua tahap
13. Kadar Glukosa
ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 50.164 6 8.361 128.951 .000
Within Groups .454 7 .065
Total 50.618 13
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2
3.00 2 .4650
2.00 2 .7850
1.00 2 .8050
4.00 2 1.0250
6.00 2 1.0300
7.00 2 4.8900
5.00 2 5.0950
Sig. .077 .447
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
82
14. Kadar Glukosa ANOVA
VAR00006
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 59809.523 6 9968.254 105.496 .000
Within Groups 661.426 7 94.489
Total 60470.949 13
VAR00006
Duncan
BB N
Subset for alpha = .05
1 2 3 4 5
6.00 2 3.3250
7.00 2 24.4150 24.4150
5.00 2 26.0800 26.0800
3.00 2 35.7750
4.00 2 80.9400
2.00 2 120.6950
1.00 2 202.6400
Sig. .059 .298 1.000 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
BIODATA MAHASISWA
IDENTITAS PRIBADI
Nama Lengkap : Anggi Anggraini
Tempat Tanggal Lahir : Bekasi, 14 Mei 1995
NIM : 1113096000003
Anak ke : 6 dari 6 bersaudara
Alamat Rumah : Jl. Swatantra II gang H.awi Rt 03/04
no.31 jatiasih Bekasi
Telp/HP. : 085794867848
Email : [email protected]
PENDIDIKAN FORMAL
Sekolah Dasar : MI Baitusalam
Lulus tahun 2007
Sekolah Menengah Pertama : SMP Islam Ar-rahman
Lulus tahun 2010
SLTA/SMK : SMAN 11 Bekasi
Lulus tahun 2013
Perguruan Tinggi : UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Masuk tahun 2013
PENDIDIKAN NON FORMAL
Kursus/Pelatihan
1. Sistem Managemen Mutu
Berbasis ISO 9001: 2008
: No. Sertifikat 067/ISP-S/V/2017
2. Sistem Managemen Mutu
Berbasis ISO 17025: 2005
: No. Sertifikat 068/ISP-S/V/2017
3. Keamanan dan Keselamatan Kerja
di Laboratorium Kimia
:
No. Sertifikat -
PENGALAMAN ORGANISASI
1. Himpunan Mahasiswa Kimia : Jabatan Staff Ahli PSDM
Tahun 2014 s/d 2015
2. Himpunan Mahasiswa Kimia : Jabatan Staff Ahli PSDM 2015 sd
2016
PENGALAMAN KERJA
1. Praktek Kerja Lapangan (PKL) : Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi
(PAIR) BATAN / 2016
SEMINAR/LOKAKARYA
1. Seminar Nasional Biokimia : Bulan/Tahun Mei/2014
Sertifikat ada
2. Keamanan dan Keselamatan Kerja
di Laboratorium Kimia, dan
Pengenalan Android untuk
Pembelajaran Kimia di
Laboratorium
: Bulan/Tahun September/2013
Sertifikat ada