Bioindustri modul 5 - Universitas Brawijaya

BIOINDUSTRI
KAPANG (JAMUR)
Nimas Mayang Sabrina S, STP, MP, MSc
Lab. Bioindustri, Jur Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya
Email : [email protected]
1. PENDAHULUAN
- Pengantar
- Tujuan
- Definisi
2. KARAKTERISTIK KAPANG
2.1 Kelompok Utama Kapang
2.2 Kebutuhan Nutrisi
2.3 Karakteristik Fisiologi
3.3 Spora
3.4 Spora pada Imperfect Fungi
3.5 Mychorrizae
4. KAPANG dalam INDUSTRI
4.1 Kapang yang Penting dalam Industri
4.2 Produksi Enzim Xilanase dan A. niger
4.3 Jamur Penghasil Enzim Inulinase
4.4 Fermentasi Tempe
4.5 Fermentasi Asam Sitrat
1. PENDAHULUAN
1.1 Pengantar
 Selain melibatkan bakteri dan
khamir, dalam bioindustri
dilibatkan pula kapang. Dalam
kehidupan sehari-hari, kapang
dikenal dengan istilah jamur.
Salah satu produk bioindustri
dengan agen mikroorganisme
kapang adalah tempe. Tempe
merupakan makanan yang populer
di Indonesia.
 Kapang yang umumnya digunakan dalam bidang fermentasi
adalah kapang berbentuk hifa dan dikenal dengan sebutan
jamur. Contohnya pada pembuatan tempe, angkak dan kecap.
 Sedangkan yang dibudidayakan untuk diambil badan buahnya
dikenal sebagai cendawan, misalnya jamur tiram, jamur merang,
jamur kuping dan sebagainya.
1.2 Tujuan
Penguasaan materi dalam modul ini, yang dirancang sebagai
landasan dasar kapang (jamur), akan dapat
 Mampu menjabarkan berbagai tipe kapang yang penting dalam
industri
 Mampu memberikan setidaknya satu contoh dari tiap-tiap
kelompok utama kapang yang penting dalam industri
5
Minggu 5
SELF-PROPAGATING ENTREPRENEURIAL EDUCATION DEVELOPMENT
(SPEED)
3. KAPANG
3.1 Jamur Benang
3.2 Basidiomycetes
MODUL
Bioindustri / Kapang (jamur)
Brawijaya University
2012
1.3 Definisi
Kapang atau jamur merupakan mikroba multiseluler yang banyak dimanfaatkan
manusia dalam fermentasi maupun budidaya.
2. KARAKTERISTIK KAPANG
2.1 Kelompok Utama Kapang
 Lebih dari 56,000 spesies kapang yang telah teridentifikasi
 Sekitar 430 juta tahun yang lalu kapang mulai muncul di permukaan bumi
 Ada tiga kelompok utama: Zygomycetes, Ascomycetes, dan Basidiomycetes;
Kapang lainnya yang memiliki karakteristik lengkap dimasukkan dalam
“imperfect fungi”
2.2 Kebutuhan Nutrisi
 Kapang adalah heterotrof dengan menggunakan bahan organik sebagai
sumber nutrisi.
- Kebanyakan saproba; mengambil nutrien dari bahan mati dan menyebabkan
kerusakan
- Lainnya parasit; hidup pada jaringan sel inang
 Semua kapang memiliki enzim ekstraseluler
 Kapang penting bagi lingkungan sebagai dekomposer
2.3 Karakteristik Fisiologi
 Pada umumnya jamur benang lebih tahan terhadap kekeringan dibanding
dengan khamir atau bakteri. Namun demikian, batasan kandungan air total
pada makanan yang baik untuk pertumbuhan jamur dapat diperkirakan.
Kandungan air di bawah 14-15% pada biji-bijian atau makanan kering dapat
mencegah atau memperlambat pertumbuhan jamur.
 Suhu optimum untuk jamur pada umumnya berkisar antara 25-30oC, namun
beberapa tumbuh baik pada 35-37oC, misalnya pada spesies Aspergillus.
 Jamur benang biasanya bersifat aerob, yang membutuhkan oksigen untuk
pertumbuhannya. Kebanyakan jamur dapat tumbuh pada interval pH yang luas
(pH 2,0-8,5), walaupun pada umumnya jamur lebih suka pada kondisi asam.
 Beberapa jamur memproduksi senyawa penghambat bagi mikroba lain,
contohnya Pennicilium chrysogenum dan Aspergillus clavatus.
3. KAPANG
3.1 Jamur Benang
 Tubuh berupa benang tunggal bercabang-cabang (disebut miselium/a)
 Tidak berkhlorofil
 Hidupnya harus heterotrof (menguatkan pendapat bahwa jamur merupakan
kelanjutan bakteri di dalam evolusi)
 Tubuhnya tidak mempunyai diferensiasi, maka disebut tumbuhan thallus →
Page 2 of 5
Bioindustri / Kapang (jamur)
Brawijaya University
2012
Thallophyta (lengkapnya thallophyta tidak berkhlorofil).
 Siklus hidup Jamur Benang
- Kebanyakan kapang adalah multiselluler
- Makanan diabsorpsi dari bagian kapang yang disebut miselium
 Masing-masing filamen disebut hifa dengan dinding khitin
 Dalam hifa terdapat aliran sitoplasma
- Reproduksi
 Asexual melalui spora yang dihasilkan sporangia
 Sexual melalui pembentukan gamet dalam gametangia dan dihasilkan
spora
3.2 Basidiomycetes
 Meliputi jamur pada tanah dan pohon mati
- Beberapa spesies adalah saproba yg penting dalam dekomposer tanaman
mati
- Lainnya simbion, hidup berasosiasi dg akar tanaman
- Jamur yg dapat dimakan bernilai ekonomi tinggi
 Miselium dari kapang tunggal yg sedang tumbuh dapat menutupi areal seluas
15 hektar
 Siklus hidup
- Bagian badan buah kapang ada di atas tanah/media mis jamur yang terdiri
dari tangkai dan tudung
 Basidiospora dihasilkan dari struktur club pada permukaan luar tudung
 Jika spora jatuh pada tanah yg cocok, akan berkecambah menghasilkan
miselia di dalam tanah kemudian melakukan seproduksi seksual, menghasilkan
tahap dikariot
-
Reproduksi Sexual jika dua strain yg kompatibel kontak
 Peleburan sitoplasma menghasilkan miselium dikariot
 Inti akan melebur membentuk zygote, yang kemudian mengalami meiosis
untuk membentuk spora haploid yang akan ditebarkan oleh angin
3.3 Spora
 Kapang adalah penghasil spora
- Spora dapat sexual, asexual, atau keduanya
- Ukuran kecil, kering, dan mudah ditebarkan udara
- Tiap spora akan berkecambang dengan membentuk hifa dan miselium
 Produksi Ascospora
- Kantung kapang bentuk spora sexual disebut ascospora
- dalam kantung dapat berisi lebih dari satu spora
- Ascomycetes sel tunggal adalah ragi roti yg digunakan pada pembuatan roti
(produksi CO2 unt membuat roti mengembang) dan untuk produksi
minuman beralkohol
Page 3 of 5
Bioindustri / Kapang (jamur)
Brawijaya University
2012
3.4 Spora pada Imperfect Fungi
 Kelompok ini mencakup semua kapang yang tidak memiliki fase sexual
 Contoh: Penicillium, spesies yang terkenal untuk produksi antibiotic dengan
nama yang mirip, tetapi kini dimasukkan dalam Ascomycetes
3.5 Mychorrizae
 Mycorrhizae adalah simbiotik antara hifa kapang dengan akar tanaman
- Hifa exomycorrhizae tidak menetrasi sel akar
- Hifa endomycorrizae menetrasi sel akar
4. KAPANG dalam INDUSTRI
4.1 Kapang yang Penting dalam Industri
 Aspergillus niger
 Aspergillus oryzae
 Ganoderma sp
 Monascus purpureus
 Monilia sitophila
 Penicillium sp
 Rhizopus oryzae
4.2 Produksi Enzim Xilanase dari Aspergillus niger ATCC 6275
 Produksi enzim telah dilakukan melalui media fermentasi terendam dengan
menggunakan jamur Aspergillus niger di dalam medium fermentasi yang
mengandung dedak gandum sebagai substrat.
 Enzim yang dihasilkan antara lain enzim xylanase dalam jumlah besar dengan
sedikit enzim selulase.
 Aspergillus niger ATCC 6275 dikultivasikan dalam erlenmeyer yang berisi
substrat dedak gandum dan larutan medium fermentasi yang mengandung
garam-garam mineral dan sumber nitrogen pada fermentasi terendam.
4.3 Jamur penghasil enzim inulinase
 Inulinase  enzim hidrolitik yangmengkatalisis reaksi hidrolisis polisakarida
inulin  fruktosa dan atau fruktooligosakarida.
 Enzim ini bakteri, jamur / tumbuh-tumbuhan.
 penggunaan enzim mikroba dan aplikasi biokatalisnya banyak mendapatkan
perhatian khususnya pada bidang bioteknologi mikroba
4.4 Fermentasi Tempe
 Tempe hasil fermentasi dari kedelai oleh jamur Rhizopus oryzae.
 Tempe selain dibuat dari kedelai dapat juga dibuat dari berbagai bahan nabati
berprotein .
 Pada substrat kedelai jamur selain berfungsi mengikat/menyatukan biji
kedelai sehingga menjadi satu kesatuan produk yang kompak juga
menghasilkan berbagai enzim yang dapat meningkatkan nilai cerna tempe saat
dikonsumsi
Page 4 of 5
Bioindustri / Kapang (jamur)
Brawijaya University
2012
4.5 Fermentasi Asam Sitrat
 Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamur Aspergillus
niger (paling umum digunakan, meskipun juga ada beberapa bakteri mampu
melakukan
 Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asam sitrat
REFERENSI
Brok, T.D., Madigan, M.T. Martinko, J.M. 2006. Biology of Microorganisms. 11th
Edition. Pearson Prentice Hall. Upper Saddle River, Nj 07458
Davis, D,B., Dulbecco, R. Eisen, H. N and H.S. Ginsberg. 1990. Microbiology. 4
Edition. J.B. Lippincott Company, Philadelphia
.
th
PROPAGASI
A. Latihan dan Diskusi (Propagasi vertical dan Horizontal)
1. Bagaimana kapang dapat berperan pada industri asam sitrat? Jelaskan secara
lengkap mekanismenya!
B. Pertanyaan (Evaluasi mandiri)
1. Apakah yang dimaksud dengan kapang?
2. Apakah perbedaan antara kapang dan khamir?
3. Bagaimanakah karakteristik fisiologis kapang?
4. Apa sajakah produk yang dihasilkan dari penggunaan kapang dalam dunia
agroindustri?
5. Sebutkan beberapa jenis kapang yang berguna dalam industri!
C. PROYEK (Eksplorasi entrepreneurship, penerapan topic bahasan pada dunia nyata)
Pilih satu spesies jamur, kemudian tentukan aplikasi industri fermentasi dari jamur
tersebut. Buat laporan tertulis dan powerpoint, serta presentasikan secara
berkelompok!
Page 5 of 5