1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Enzim adalah suatu
advertisement
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Enzim adalah suatu kelompok protein yang menjalankan dan mengatur perubahan-perubahan kimia dalam sistem biologi. Zat ini dihasilkan oleh organ-organ hewan dan tanaman, yang secara katalitik menjalankan reaksi. Enzim merupakan suatu protein yang bermolekul besar yang mengikat zat lain yang bukan protein (Sumardjo, 2008). Pektinase merupakan enzim yang mendegradasi pektin dan merupakan diperlukan dalam industri pangan (Ruiz et al., 2012) terutama digunakan sebagai biokatalis pada proses penghancuran buah dan penjernihan sari buah (Mufarrikha dkk., 2014). Penelitian Iriani, dkk. (2005) menyebutkan bahwa dalam industri sari buah, pektinase biasanya dimanfaatkan untuk membantu proses ekstraksi, maserasi dan likuifikasi, serta penjernihan sari buah. Manfaat lain dari pektinase adalah untuk membantu meningkatkan flavor jus buah yang dihasilkan. Terdapat tiga jenis pektinase, yaitu; pektin metil esterase, pektin liase dan poligalakturonase (Paudel et al., 2015). Poligalakturonase (EC 3.2.1.15) mengkatalis hidolisis dari rantai α-1,4glikosidik pada asam poligalakturonat yang memproduksi D-galakturonat yang diklasifikasikan ke dalam 28 anggota glikosil-hidrolisis (Pedrolli et al., 2009). Poligakturonase (EC 3.2.1.15) digunakan dalam bidang makanan, biofuel, dan poligakturonase industri yang tekstil dikarenakan sifat mampu bertahan hingga thermostable suhu 50-60 pada o C. Poligakturonase (EC 3.2.1.15) merupakan enzim paling banyak digunakan pada industri makanan (Wang et al., 2015). Oleh karena itu, perlu dilakukan produksi enzim untuk memenuhi kebutuhan industri. Poligalakturonase dapat diproduksi oleh beberapa mikroba pada media limbah pertanian seperti Fusarium moniliforme dengan substrat pulp jeruk, Penicillium viridicatum dengan substrat ampas jeruk dan kulit gandum, Aspergillus awamori dengan substrat ampas buah anggur. Candida utilis 1 2 dengan substrat ampas apel, Penicillium occitanis dengan substrat citrus pektin (Torres et al., 2006). Bakteri pektinolitik AR2 dengan substrat limbah kulit jeruk dan sayuran (Kalistyatika, 2014). Sampai saat ini penggunaan enzim poligalakturonase dari bakteri AR2 sudah digunakan dalam klarifikasi sari buah naga super merah (Muthoharoh dkk., 2015). Selain itu, Sulistyo, dkk. (2016) telah melakukan penelitian dengan mengkombinasikan enzim poligalakturonase dari bakteri AR2 dengan enzim selulase dan amilase pada klarifikasi jus jeruk keprok garut. Produksi pektinase dari kulit pisang mampu menghasilkan enzim menggunakan strain terbaru yaitu Aspergillus niger dibawah kondisi laboratorium (Durairajan and Sankari, 2014). Penelitian Kumar and Suneetha (2014) menunjukkan hasil bahwa pada hari keenam fermentasi, Aspergillus parasiticus memproduksi poligalakturonase dengan aktivitas enzim sebesar 0,1183-2,4683 U/ml dengan menggunakan kulit pisang sebagai substrat. Durairajan and Sankari (2014) mengatakan bahwa kulit pisang merupakan substrat terbaik dalam memproduksi enzim poligalakturonase (EC 3.2.1.15) jika dibandingkan dengan substrat dari kulit jeruk dan kulit nanas. Limbah kulit pisang raja nangka (Musa paradisiaca var. formatypica) dihasilkan hingga 40 kg setiap produksi keripik pisang di UPKKS Bakti Kencana, Karanganyar. Selama ini limbah tersebut hanya dijadikan sebagai pakan ternak. Dalam memproduksi enzim pektinase dibutuhkan sumber karbon dan sumber nitrogen untuk menghasilkan produk yang optimum. Namun dalam penelitian Safitri (2015), penambahan pektin 5% dan ammonium sulfat 0,5% pada produksi enzim poligalakturonase dengan media fermentasi limbah kulit pisang raja nangka oleh bakteri AR2 hanya menghasilkan enzim poligalakturonase dengan aktivitas 0,134 U/ml. Hasil tersebut jauh dari hasil penelitian sebelumnya yang dihasilkan oleh Kalistyatika (2014) yaitu sebesar 0,209 U/ml dengan menggunakan media pektin citrus agar oleh AR2. Untuk meningkatkan hasil dari produksi enzim poligalakturonase maka dapat ditambahkan dengan sumber karbon berupa gula dan pektin. Gula yang 3 digunakan yaitu glukosa, galaktosa, dan laktosa. Penelitian yang dilakukan Kumar et al. (2012) menyebutkan bahwa dengan penambahan glukosa dan laktosa, dapat meningkatkan aktivitas enzim poligalakturonase mencapai 2,4 U/ml dan 2,8 U/ml. Sedangkan dengan penambahan galaktosa, aktivitas enzim poligalakturonase dapat mencapai 31,29 U/ml (Siddiqui et al., 2013). Pektin merupakan sumber karbon terbaik pada produksi enzim poligalakturonase poligalakturonase yang mencapai mampu 41,13 menghasilkan U/ml dari aktivitas enzim Rhizomucor pusillus (Siddiqui et al., 2013). Darah et al. (2013) pada penelitiannya menggunakan Enterobacter Aerogenes NBO2 sebagai mikroorganisme yang dapat menghasilkan enzim poligalakturonase dengan aktivitas enzim maksimum mencapai 12 U/ml. Media produksi poligalakturonase yang mengandung pektin dan gula akan menghasilkan aktivitas enzim yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan hanya mengandung gula. Dalam penelitian ini akan diteliti pengaruh variasi penambahan sumber karbon dan pektin pada media fermentasi terhadap produksi enzim poligalakturonase, serta dilakukan analisis terhadap penggunaan pektin selama fermentasi, jumlah mikroba, dan aktivitas enzim poligalakturonase sehingga didapatkan media fermentasi dengan biaya yang rendah namun tetap menghasilkan enzim poligalakturonase secara optimum. B. Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Bagaimana pengaruh variasi penambahan sumber karbon dan pektin terhadap produksi enzim poligalakturonase? 2. Bagaimana jumlah sel, penggunaan pektin, dan aktivitas enzim pada akhir fermentasi? 3. Variasi penambahan sumber karbon dan pektin manakah yang terpilih untuk memproduksi enzim poligalakturonase paling baik? 4 C. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Mengetahui pengaruh variasi penambahan sumber karbon dan pektin terhadap produksi enzim poligalakturonase. 2. Mengetahui jumlah sel, penggunaan pektin, dan aktivitas enzim pada akhir fermentasi. 3. Mengetahui variasi yang terpilih untuk memproduksi enzim poligalakturonase paling baik. D. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut. 1. Mendapatkan enzim poligalakturonase dari variasi penambahan sumber karbon dan pektin. 2. Meningkatkan produksi enzim poligalakturonase dengan pemanfaatan limbah kulit pisang raja nangka sebagai substrat.
