PENGARUH IRADIASI SINAR NEUTRONSELULOSE DAN ENZIM AMILASE OLEHMEDIA DEDAK.

TERHADAP PRODUKSI ENZIMAspergillus niger PADA

Yati Sudaryati Soeka*, dan Eddy Djajasukma*

ABSTRAK

PENGARUHIRADIASI SINAR Nl':UTRONTERHADAPPRODUKSIRNZIIf SELULOSEDAN ENZIIf

AltILASE OLEH Aspergil.lus niger PADA MEDIA DEDAR. Penelitian ini ditujukan untukmempelajari pengaruh iradiasi sinar neutron terhadap produksi enzim selulase danenzim amilase oleh Aspergillus niger pada media dedak. Biakan Aspergillus niger yangdiiradiasi adalah nomor yang terbaik dari seleksi 10 nomoI'. NomoI' yang tertinggiproduksi enzim selulase dan enzim amilasenya diiradiasi dengan dosis 5, 10, IS, 20,25 Gy di Reaktor Triga Mark II PPTN Bandung. Produksi enzim selulase dan enzim

amilase di1akukan dengan media dedak 17,5 gr dalam 50 ml air suling pada erlenmeyer150 ml dengan waktu inkubasi 7 hari dengan 3 kali ulangan. Parameter yang diamatiialah aktivitas enzim selulase (unit), aktivitas enzim amilase (SC) dan berat keringmisel ium Aspergi 11us niger (gr). Hasi 1 peneli tian menunjukan bahwa produksi enzimselulase dan enzim ami lase tertinggi diperoleh dengan iradiasi 10 Gy dan berat ke­ring miselium tertinggi diperoleh dengan iradiasi 5 Gy.

ABSTRACT

THE EFFECTS OF NEUTRONIRRADIATIONON TilE PRODUCTIONOF CELI.lJLASEAND AMYLASE

ENzytfES ON RICE BRANKEDIUIf. The aim of the reserch is to study the influence ofneutron irradiation on the production of cellulose and amylase enzymes, which wereproducted by Aspergillus niger on rice bran medium. The irradiation culture of A.

niger which is the best. of 10 cuI tures highest. producing cellulose and amylase en­zymes, were irradiated by 5, 10, 15, 20, 25 Gy, at Triga Mark II Reactor, PPTNBandung. Production of enzymes was carried out in erlenmeyer 150 ml contained of17,5 gr rice bran and 50 ml aquadest in 7 days incubation, with 3 replication. Theactivity of cellulose enzyme (Street Colse, S.C.), and t.he dry weight of myceliumwere observed. The results indicated that. the highest cellulose and amylae enzymesproduction was on the culture which was irradiated by 10 Gy, and the highest of dryweight mycelium production on the culture which was irradiated by 5 Gy.

* Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi, LIPI

627

PENDAHULUAN

Selulase adalah salah satu enzim yang sangat penting peranannya

glukosa, protein sel tunggal, makanan ternak, etanol dan lain-lain.

Hambatan utama dalam usaha pengembangan teknologi pemanfaatan enzim

selulase dalam skala industri adalah tingginya biaya produksi se­

hingga ni lai ekonomi enzim yang dihasilkan menjadi sangat maha!.

Salah satu cara untuk menekan biaya produksi adalah dengan memanfa­

atkan limbah selulase sebagai medium pertumbuhan mikroorganisme

untuk menggantikan substrat selulase murni yang mahal harganya.

Sedangkan enz im amilase saat ini banyak digunakan dalam industri

perekat teksti 1 dan gula non tebu. Kebutuhan akan enz im tersebut

kian hari kian bertambah besar. Di Indonesia industri-industri glu­

kosa yang menggunakan proses enzimatik masih mengimpor dari luar

negeri dengan harga mahal, sehingga kemungkinan untuk dapat mempro­

duksi sendiri dengan harga murah pedu dijajagi. Substrat penghasil

enzim yang banyak dijumpai di Indonesia adalah limbah pertanian

padi. Pemanfaatan dedak padi sebagai medium fermentasi untuk per­

tumbuhan mikroorganisme memiliki peluang yang baik, karena memberi"':

kan alternatif blaya yang murah (1).

Enzlm selulase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti

tanaman, insekta, dan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme

sebagai mesin penghasil enzim selulase sangat menguntungkan karena

selain mudah dibiakkan, mikroorganisme mempunyai kecepatan tumbuh

yang tinggi dan mudah dikontrol pertumbuhannya (2). Beberapa Marga

kapang seperti Aspergillus, Rhizopus, dan Mucor banyak ditemui dalam

makanan hasil fermentasi seperti kecap, tapai, tempe, dan lain-lain

mampu memproduksi enzim selulase dan enzim amilase, amiloglukosi­

dase, dan beberapa asam organik seperti asam sitrat, asam glukonat,

dan lain-lain (3).

Aspergillus niger telah dikenal sebagai salah satu jenis

mikroorganisme yang memiliki kemampuan tinggi· untuk menghasilkan

berbagai enzim yang penting penerapannya dalam bidang pangan.

Andil yang diberikan oleh pengetahuan dan teknik nuklir untuk

bidang biologi telah banyak. Pengetahuan biologi ini sangat luas dan

mencakup bidang mikrobiologi. 'l'eknik nukli l' dapat berperan untuk

membantu perbaikan varitas sehingga menghasilkan keturunan yang

628

lebih baik (4).

Dalam rangka mempelajari pemanfaatan teknik nuklir telah

dilakukan percobaan dengan melihat pengaruh iradiasi sinar neutron

terhadap produksi enzim selulase oleh Aspergillus niger pada media

dedak.

Aspergillus niger disinari dengan sinar neutron dengan berbagai

dosis di reaktor Atom Triga Mark II PPTN, Bandung.

BAHAN DAN METODE

Biakan Aspergillus niger Diperoleh dari Koleksi Balitbang Mi­

krobiologi, Puslitbang Biologi , LIPI, Bogor. Oedak yang digunakan

dalam penelitian ini diperoleh dari Cianjur.

Persiapan Inokulum. Biakan diinkubasi selama 3 hari pada medium

touge agar miring (300).Kedalam biakan ditambahkan air suling ste­

ril untuk membuat suspensi sampai kepekatan optik (OD) 0,5. Untuk

setiap 17,5 gr media digunakan 1,575 ml suspensi biakan.

Produksi Enzim Selulase. Produksi enzim selulosa dilakukan

dalam erlenmeyer 150 ml yang berisi 17,5 gr dedak padi dalam 50 ml

air suling steril. Mula-mula dedak dan air suling disterilkan secara

terpisah pada 1200 selama 45 meni t. Setelah dingin, kedua bahan

tersebut dicampur, lalu diinokulasi dengan 1,575 ml larutan inokulan

dan diikubasi pada suhu ruang selama 7 hari.

Ekstraksi Enzim Selulase. Biakan yang telah dipenuhi oleh mi­

selium ditambah air suling steril sebanyak 87,5 ml, kemudian dikocok

selama dua jam dalam ,.icebath". Campuran tersebut dipusing dengan

alat centri fuge pada kecepatan 5000 rpm selama 10 meni t. Bagian

cairan di tambah larutan CaCl2 20% dengan perbandingan 1 ml larutan

CaCl2 untuk setiap 40 ml bagian cairan yang diperoleh, dibiarkan

selama 15 menit dan dipusing kembali selama 10 menit pada kecepatan

5000 rpm.

Penentuan Aktivitas K~zim Selulase. Aktivitas selulase ditentu­

kan dengan mengukur jumlah gula pereduksi hasil hidrolisis selulase

dengan metode BERNFELD (5). Substrat yang digunakan adalah campuran

CMC 0,5% dalam 0,05 M bufer acetat (pH 6,0). Larutan enzim selulase

0,5 ml ditambahkan ke dalam 0,5 ml larutan substrat 0,5% pada tabung

reaksi, diinkubasi selama 10 menit pada temperatur 400C, ditambahkan

629

2 ml pereaksi dinitrosalisilat, dipanaskan selama 5 menit, dinginkan

dengan segera, lalu ditambahkan 20 ml air suling. Persentase ab-

sorban diukur Dada panjang gelombang 540 nm Dada spektronik 20

(Bousch & Lomb). Kadar glukosa diperhitungkan dad kurva standar.

satu unit aktivitas enzim selulase ditentukan sebagai jumlah enzim

yang dapat dibebaskan satu mM gula pereduksi dalam waktu 15 meni t

pada temperatur 40oC, pH 6,0 per 100 ml larutan enzim.

Penentuan Aktivitas Enzim A.ilase. Ke dalam tabung-tabung per­

cobaan (sampel dan blanko) masing-masing dimasukkan 2 ml larutan

substrat pati dalam bufer acetat pH 6,a di tempatkan pada penangas

air dengan temperatur 370C selama 5 menit. Masukkan 0,05 ml larutan

enzim dengan memakai pipet, dikocok beberapa lama, lalu diinkubasi­

kan pada temperatur 37°C selama 15 meni t. Setelah di inkubasi dengan

segera ditambahkan 20 ml air suling dan 1,0 ml larutan yod 0,008 N.

Campuran tersebut dikocok beberapa lama hingga tercampur sempurna,

dibiarkan 10 menit dan diukur absorbannya pada panjang gelombang 620

nm dengan spektronik 20 (Bousch & Lomb). Penetapan dilakukan tiga

kali ulangan. Larutan substrat yang digunakan mengandung 0,2 gr '

amilase, 15 mM NaCl dan 20 mM bufer acetat pH 6,0. Perhitungan akti­

vitas enzim dilakukan dengan satuan "Street-Close"/100 ml. Satu

satuan S.C, ialah jumlah enzim yang dapat dihidrolisis 20 mg amilase

dalam waktu 15 menit pH 6,0 dengan temperatur 37oC.

Aktivitas = Ab. Banko - Ab. Sampe~ x 100 S.C. Unit/100 mlAb. Blanko

HASIL DAN PEMBAHASAN

Produksi enzim selulase dan enzim amilase oleh Aspergillus

niger yang telah diiradiasi pada media dedak diamati pada masa inku­

basi 7 hari, dimana miselium kapang tersebut telah menutupi seluruh

bagian media (Tabel 1). Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa berat

kering miselium tertinggi dihasilkan pada perlakuan iradiasi 5 Gy.

Hasil peJIgamatan produksi selulase dalam media dedak disajikan

dalam Tabel 2 dan 3.

Dari Tabel 3 dapat kita lihat bahwa F hitung ) F tabel yang

berarti bahwa ada perbedaan nyata an tara inokulum Aspergillus niger

yang diiradiasi dengan inokulum yang tidak diiradiasi (kontrol)

630

terhadap produksi enzim selulase (uji scheffe).

Hasil pengamatan prodllksi ami lase dal am media dedak di saj ikandalam Tabel 4 dan 5.

Dari Tabel 5 dapat kita lihat bahwa F hitung > F label yang ber­

arti ada perbedaan nyata antara inokulum Aspergillus niger yang

diiradiasi dengan inokti1um yang diiradiasi (kontroI) terhadap pro­

doksi enzim amilase (uji scheffel.

KESIMPULAN

Dari percobaan diatas dapat disimpulkall bahwa ada pengaruh yangnyata iradiasi sinal' Neutron terhadap produksi enzim selulase dan

enz i m amilase oleh Aspergi llus niger pada media dedak, teru t.ama pada

iradiasi dengan dosis 10 Gy.

UCAPAN TERlMA KASIH

Tedma kasih diucapkan kepada Bapak Drs. Sugijanto dan rekan­

rekan di PPTN Bandung atas bantuannya fasilitas iradiasi.

DAFTAR PUSTAKA

1. SOEMARDI, "Pendayagunaan dedak", Semi nar Tekno1ogi Pangan I I,Ragian Teknologi LP3 Rogor (1975).

2. REED, G., Enzymes in Food Processing, Academic Press, New York(1975).

3. FRAZIER, W.C. dan WESHOFF, D.C., Food Microbiology, Tata Mc.Graw-Hill, New York (19B1).

4. SASTRODIHARDJO, S., Dasar-dasar Mutation Breed i ngs, BATAN,,J akarta (1978).

5. BERNFELD, P., "Amylasses alpha and beta", Methods in F:nzymo1ogy,(COLLOWICK, S. P., and KAPLAN, M.C., eds.), Academic PI'ess, NewYork (1955).

Tabel 1. Berat kering miselium kapang Aspergillus niger

Dosis (Oy)

5

1015

20

25

Kontrol

Berat kering miselium (gr)

1,645

1,365

1,558

1,418

1,505

1,628

Tabel 2. Pengaruh iradiasi terhadap aktivitas produksi enzimselulase

Ulangan Dosis iradiasi (Gy)

---.--.---- 5

10152025Kontrol

-------. 1

1,6851,8131,5001,4351,3351,258

2

1,5001,731,3851,4201.4151,280

3

1,5101,6751,3801,3701,2251,330

Rata-rata

1,5651,7391,4221,4081,3251,289

----" ------.------------------------

632

Tabel 3. Tabel Anova produksi enzim selulase

Sumber

Variasj

Antara

Dalam

Total

JK

0,403

0,081

0,484

dk

5

12

] 7

RK

0,081

0,007

F hitung F tabel0,05

11,57 3,11

Tabel 4. Pengaruh iradiasj terhadap produksj enzim ami lase (Street­

Close).

Ulangan Oasis jradiasi (Gy)

12

3

5

169,230

175,384

160,000

10

184,616

]93,846

184,616

15

169,230

153,846

163,077"

20

141,538

147,692

129,231

25

lJ5 , 385126,154

95,385

Kontrol

92,308

49,231

70,769

Rata-rata 168,205 187,693 162,051 142,820 118,975 70,769

Tabel 5. Tabel Anova produksi enzim amilase

Sumber JKdkRKF hitungF Tabel

Variasi0,05

------ Antara

153656,556530731,311 16],7813,11

Dalam

2279,46612189,956

Total

155936,022if 17

633

DISKUSI

HARSOJO

Berapakah umur biakan pada waktu diiradiasi ?

YATI S.

Biakan yang di iradasi berumllr 3 hari yang di tumbuhkan pada media

tauge agar miring.

MARIA LINA

1. Apakah Anda pernah mengiradiasi A. niger dan R. oryzae dalam

bentuk spora. Bagaimana hasil produksi enzim baik selulose maupun

ami lose jika dibandingkan dengan mengiradiasi miseliumnya.

2. Bagaimana kondisi untllk iradiasi dalam bentllk miselium ?

YATI S.

Belum pernah, tetapi dengan adanya pertanyaan ini membuka wawasan

saya.

SRI HARIANI S.

1. Dalam bentllk apakah A. niger diiradiasi ?

2. Bagaimana cara mengukllr populasi kapang yang telah ditumbuhkan

dalam dedak ?

3. Apakah aktivitas enzim yang diukur berada dalam keadaan murni

atau dalam bentuk filtrat.

YATI S.

1. Dalam tabung biakan di tanam pada media agar miring.

2.

Dedak yang akan dipakai disterilkan lebih dahulu sehingga

tidak ada kapang atau mikroorganisme yang lain.3.

Dalam bentuk filtrat.

G34