80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat...

11
II. Bidang Biologi Lingkungan SB/P/BL/01 PEMANFAATAN LIMBAH ONGGOK UNTUK PRODUKSI ASAM SITRAT DENGAN PENAMBAHAN MINERAL Fe DAN Mg PADA SUBSTRAT MENGGUNAKAN KAPANG Trichoderma sp DAN Aspergillus niger Kusmiati dan Ni Wayan Sri Agustini Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI, Jl. Raya Bogor Km 46, Cibinong Bogor 16911 Email: [email protected] ABSTRAK Onggok merupakan hasil samping dari pengolahan tepung tapioka yang dapat menyebabkan bertambah besarnya pencemaran lingkungan. Onggok mengandung selulosa yang merupakan bahan dasar untuk pembentukan asam sitrat pada fermentasi cair onggok. Proses fermentasi ini membutuhkan asupan unsur mineral dalam konsentrasi yang tepat agar pertumbuhan kapang yang diperoleh optimal. Penelitian bertujuan untuk mempelajari adanya pengaruh penambahan mineral besi dan magnesium menggunakan kultur tunggal Trichoderma sp dan kultur campuran Trichoderma sp dengan Aspergillus niger pada media onggok untuk memproduksi asam sitrat. Penelitian dibagi kedalam 4 kelompok perlakuan berdasarkan penambahan mineral besi dan magnesium yaitu (1) kontrol, (2) besi 5 bpj, (3) magnesium 100 bpj dan (4) kombinasi besi 5 bpj dengan magnesium 100 bpj. Penelitian ini diawali pembuatan kurva pertumbuhan Trichoderma sp dan Aspergillus niger pada media onggok 10 % untuk mengetahui fase eksponensial dari proses fermentasi yang dilakukan selama 10 hari, selanjutnya dilakukan pemanenan dan filtrat yang diperoleh dianalisis kadar protein, glukosa dan aktivitas enzim Carboxy Methyl Cellulase menggunakan spektrofotometer UV-VIS, dan analisis kadar asam sitrat menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi. Kadar asam sitrat tertinggi diperoleh pada fermentasi cair kultur tunggal Trichoderma sp dalam media mengandung onggok 10 % dengan penambahan mineral besi 5 bpj sebesar 0,4272 g/l. Fermentasi cair kultur campuran Trichoderma sp dengan Aspergillus niger pada media mengandung onggok 10 %, kadar asam sitrat tertinggi diperoleh pada penambahan besi 5 bpj dengan magnesium 100 bpj sebesar 0,5702 g/l. Hasil dapat disimpulkan bahwa fermentasi onggok dengan kultur campuran Trichoderma sp dan A. niger lebih baik dibandingkan dengan kultur tunggal dan pemberian mineral Fe dikombinasi Mg menghasilkan asam sitrat lebih tinggi. Kata kunci : Onggok, kapang Trichoderma sp, Aspergillus niger, Mineral Fe, Mg, Asam sitrat PENDAHULUAN Singkong atau ubi kayu dapat dijadikan sebagai makanan pokok atau diolah menjadi tepung tapioka [1]. Dalam proses pengolahan tepung tapioka dihasilkan limbah berupa cairan dan padatan Seminar Nasional Biologi 2010 Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 856

Transcript of 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat...

Page 1: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

II. Bidang Biologi Lingkungan

SB/P/BL/01

PEMANFAATAN LIMBAH ONGGOK UNTUK PRODUKSI ASAM SITRAT

DENGAN PENAMBAHAN MINERAL Fe DAN Mg PADA SUBSTRAT

MENGGUNAKAN KAPANG

Trichoderma sp DAN Aspergillus niger

Kusmiati dan Ni Wayan Sri Agustini

Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI, Jl. Raya Bogor Km 46, Cibinong Bogor 16911

Email: [email protected]

ABSTRAK Onggok merupakan hasil samping dari pengolahan tepung tapioka yang dapat

menyebabkan bertambah besarnya pencemaran lingkungan. Onggok mengandung selulosa yang merupakan bahan dasar untuk pembentukan asam sitrat pada fermentasi cair onggok. Proses fermentasi ini membutuhkan asupan unsur mineral dalam konsentrasi yang tepat agar pertumbuhan kapang yang diperoleh optimal. Penelitian bertujuan untuk mempelajari adanya pengaruh penambahan mineral besi dan magnesium menggunakan kultur tunggal Trichoderma sp dan kultur campuran Trichoderma sp dengan Aspergillus niger pada media onggok untuk memproduksi asam sitrat. Penelitian dibagi kedalam 4 kelompok perlakuan berdasarkan penambahan mineral besi dan magnesium yaitu (1) kontrol, (2) besi 5 bpj, (3) magnesium 100 bpj dan (4) kombinasi besi 5 bpj dengan magnesium 100 bpj. Penelitian ini diawali pembuatan kurva pertumbuhan Trichoderma sp dan Aspergillus niger pada media onggok 10 % untuk mengetahui fase eksponensial dari proses fermentasi yang dilakukan selama 10 hari, selanjutnya dilakukan pemanenan dan filtrat yang diperoleh dianalisis kadar protein, glukosa dan aktivitas enzim Carboxy Methyl Cellulase menggunakan spektrofotometer UV-VIS, dan analisis kadar asam sitrat menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi. Kadar asam sitrat tertinggi diperoleh pada fermentasi cair kultur tunggal Trichoderma sp dalam media mengandung onggok 10 % dengan penambahan mineral besi 5 bpj sebesar 0,4272 g/l. Fermentasi cair kultur campuran Trichoderma sp dengan Aspergillus niger pada media mengandung onggok 10 %, kadar asam sitrat tertinggi diperoleh pada penambahan besi 5 bpj dengan magnesium 100 bpj sebesar 0,5702 g/l. Hasil dapat disimpulkan bahwa fermentasi onggok dengan kultur campuran Trichoderma sp dan A. niger lebih baik dibandingkan dengan kultur tunggal dan pemberian mineral Fe dikombinasi Mg menghasilkan asam sitrat lebih tinggi.

Kata kunci : Onggok, kapang Trichoderma sp, Aspergillus niger, Mineral Fe, Mg, Asam sitrat

PENDAHULUAN

Singkong atau ubi kayu dapat dijadikan

sebagai makanan pokok atau diolah

menjadi tepung tapioka [1]. Dalam proses

pengolahan tepung tapioka dihasilkan

limbah berupa cairan dan padatan

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010856

Page 2: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

(onggok). Ketersediaan onggok terus

meningkat sejalan dengan meningkatnya

produksi tapioka. Hal ini diindikasikan

dengan semakin meluasnya areal

penanaman dan produksi ubi kayu. Setiap

ton ubi kayu dapat dihasilkan 250 kg

tepung tapioka dan 114 kg onggok.

Limpahan onggok akan merupakan

limbah pertanian yang sering

menimbulkan masalah lingkungan, karena

berpotensi sebagai polutan [2].

Onggok memiliki kandungan protein

rendah (kurang dari 5%), tetapi memiliki

kandungan karbohidrat tinggi (sekitar

60%) sehingga dapat dimanfaatkan

sebagai media fermentasi untuk

menghasilkan senyawa penting seperti

asam sitrat. Penerapan dengan proses

fermentasi merupakan cara yang tepat

untuk meningkatkan kualitas dari onggok

untuk menghasilkan asam sitrat [3].

Penelitian ini memproduksi asam

sitrat menggunakan Trichoderma sp dan

campuran Trichoderma sp dengan

Aspergillus niger dengan penambahan

mineral besi 5 bpj dan magnesium 100 bpj

pada media mengandung onggok 10 %.

Trichoderma sp mempunyai kemampuan

untuk memproduksi enzim selulase yang

akan memecah selulosa menjadi glukosa

(sakarifikasi) [4]. Produk selanjutnya

dimanfaatkan oleh A. niger.

Asam sitrat merupakan produk

komersial penting sebagai bahan dasar

berbagai proses industri. Kebutuhan dunia

akan asam sitrat terus meningkat dari

tahun ke tahun dan produksi asam sitrat

tiap tahun meningkat 2 – 3 %. Asam sitrat

dapat dihasilkan melalui proses fermentasi

menggunakan mikroorganisme

Aspergillus niger [5,6].

Dalam fermentasi asam sitrat

diperlukan unsur mineral agar kapang

dapat tumbuh dengan baik sehingga dapat

diperoleh hasil yang optimal seperti

mangan, magnesium, besi, seng dan

tembaga. Nutrisi diperlukan untuk

pertumbuhan kapang dan aktivitas enzim

sehingga harus ada di dalam media

pertumbuhan. Efek-efek yang ditimbulkan

oleh mineral ini saling terkait sehingga

konsentrasi yang tepat dari suatu mineral

bergantung kepada konsentrasi mineral

lainnya.

Hasil penelitian terdahulu

menggunakan kapang Aspergillus untuk

produksi asam sitrat dalam media ampas

nanas dengan penambahan mineral besi,

tembaga, Zn, mangan dan magnesium dari

konsentrasi 0 hingga 200 bpj

menunjukkan bahwa kadar asam sitrat

tertinggi diperoleh pada mineral besi 5 bpj

dan magnesium 100 bpj. [7,8].

Asam sitrat yang diperoleh dari

proses fermentasi dapat dianalisis dengan

menggunakan kromatografi cair kinerja

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 857

Page 3: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

tinggi (KCKT). Sedangkan kadar glukosa,

protein, dan aktivitas enzim dapat

dianalisis dengan menggunakan

spektrofotometer UV-VIS.

Tujuan penelitian ini untuk

memanfaatkan limbah onggok yang

dikonversi menjadi asam sitrat dengan

menggunakan kultur tunggal Trichoderma

sp dan kultur campuran Trichoderma sp

dengan Aspergillus niger serta

penambahan mineral besi, magnesium dan

kombinasi keduanya untuk memperoleh

produksi asam sitrat yang maksimal.

BAHAN DAN CARA KERJA

1. Persiapan onggok

Onggok atau limbah padat tepung

tapioka direndam menggunakan HCl

0,3N, kemudian dibilas dengan akuades

beberapa kali sampai pH netral. Setelah

dicuci, onggok dikeringkan dalam oven

dengan suhu 50ºC. Selanjutnya

dihaluskan.

2. Persiapan media

• Media Regenerasi

Media regenerasi yang digunakan adalah

media agar miring PDA (Potato Dextrose

Agar). Ditimbang 2 gram serbuk PDA,

dilarutkan dengan 50 ml akuades dan

dipanaskan sampai larut. Kemudian

dipipet masing-masing sebanyak 4 ml ke

tabung reaksi. Tutup tabung reaksi dengan

menggunakan kapas dan disterilisasi

dalam autoklaf pada suhu 121 ºC selama

15 menit dengan tekanan 1 atm. Setelah

steril, media dimiringkan dan didinginkan

hingga memadat pada suhu kamar.

• Media fermentasi

Media fermentasi cair mengandung

onggok 10 % diberi perlakuan

penambahan mineral sebagai berikut :

1) Kontrol (tanpa penambahan mineral Fe

dan Mg)

2) Perlakuan Fe 5 bpj

3) Perlakuan Mg 100 bpj

4) Perlakuan Fe 5 bpj dan Mg 100 bpj

Komposisi media fermentasi onggok 10

% dalam 50 ml akuades terdiri dari 0,7 ml

(NH4)2SO410%; 0,75ml KH2PO4 1M; 0,15

ml Urea10%; 0,15 ml CaCl2 10%; 0,05 ml

larutan mineral; 0,1 ml tween 80; 5 g

onggok; 0,025 g pepton dan akuades

hingga 50 ml. Media disterilkan dalam

autoklaf pada suhu 121ºC dengan tekanan

1 atm selama 15 menit.

a. Regenerasi mikroba

Satu ose stok murni kapang

Trichoderma sp dan Aspergillus niger

diinokulasikan ke dalam media miring

PDA secara aseptik. Kultur diinkubasi

pada suhu kamar selama 3 hari untuk

kapang Trichoderma sp dan 5 hari untuk

A. niger.

3. Fermentasi Cair dalam media

mengandung Onggok 10%.

a. Inokulasi Trichoderma sp

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010858

Page 4: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

Kultur Trichoderma sp segar yang

berumur 3 hari dalam media PDA

ditambahkan akuades steril sebanyak 7,5

ml. Kemudian diaduk sehingga spora

tersuspensi. Suspensi spora diinokulasikan

ke dalam media fermentasi steril sebanyak

2,5 ml. Kemudian diinkubasi dalam

shaker pada suhu kamar selama 3 hari

dengan kecepatan 150 rpm. Jumlah spora

pada media cair onggok 10 % dihitung

setiap hari dengan menggunakan

haemasitometer sampai fase eksponensial.

Setelah itu dipanen.

b. Inokulasi Aspergillus niger

Perlakuan sama dengan butir a, tetapi

pada saat hari ke-7 dilanjutkan dengan

penambahan suspensi spora kapang

Aspergillus niger segar yang berumur 5

hari sebanyak 2,5 ml. Kemudian

diinkubasi dalam shaker pada suhu kamar

hingga hari ke-9 dengan kecepatan 150

rpm. Setelah itu dipanen.

4. Pemanenan

Setelah diinkubasi selama 9 hari,

masing-masing kultur Trichoderma sp dan

A. niger disentrifus selama 15 menit

dengan kecepatan 3500 rpm. Filtrat yang

diperoleh disaring kedalam botol sampel

untuk dilakukan analisis protein, glukosa,

aktivitas enzim dengan spektrofotometer

UV-VIS serta analisis kadar asam sitrat

dengan KCKT.

5. Analisis protein, glukosa dan

aktivitas enzim dengan

menggunakan spektrofotometer

UV- VIS

Analisis protein dengan metode Lowry.

Larutan standar Bovin Serum Albumin

(BSA) dibuat dengan konsentrasi 0, 20,

40, 60, 80, 120, 160 bpj. Sebanyak 0,5 ml

masing masing konsentrasi larutan standar

BSA, filtrat sampel dan larutan blangko

dipipet ke dalam tabung reaksi. Kemudian

ditambahkan 0,5 ml NaOH 1 N,

dididihkan selama 20 menit dan

dinginkan. Ditambah 2,5 ml larutan D

(Na2CO35% :CuSO45H2O 1%:

KNaTartrat 2% dengan perbandingan

50:1:1) diaduk homogen, didiamkan 10

menit. ditambah 0,5 ml Folin C dan aduk

homogen. Dibiarkan selama 30 menit

hingga terbentuk kompleks berwarna biru.

Serapan larutan diukur dengan

menggunakan spektrofotometer UV-VIS

pada λ 750 nm. Data serapan yang

diperoleh diekstrapolasikan ke dalam

kurva standar BSA, sehingga diperoleh

konsentrasi protein dalam sampel [9,10].

Analisis glukosa dengan metode DNS.

Persiapan pereaksi DNS

Pereaksi DNS dibuat dengan cara

melarutkan 1,497 g 3,5-dinitrosalisilat,

2,796 g NaOH, 43,22 g natrium kalium

tartrat, 1,07 ml fenol, 1,17 g natrium

metabisulfit dan penambahan akuades

hingga 200 ml. Lalu dicampur homogen.

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 859

Page 5: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

Pengukuran kadar glukosa

Larutan standar glukosa dibuat dengan

menggunakan glukosa dengan konsentrasi

0, 100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000

6. bpj. Dipipet 0,5 ml larutan standar

dari masing-masing konsentrasi,

sampel dan balnko. kemudian

ditambahkan 0,5 ml akuades

dihomogenkan dan diinkubasi

pada suhu 50ºC selama 30 menit.

Larutan didinginkan dan

ditambahkan 3 ml pereaksi DNS.

Selanjutnya dididihkan selama 5

menit dan didinginkan pada suhu

ruang. Serapan larutan dibaca

dengan spektrofotometer UV-VIS

pada λ= 550 nm. Konsentrasi

glukosa dalam filtrat sampel

diperoleh dengan ekstrapolasi nilai

serapan sampel ke kurva standar

glukosa.

Pengukuran aktivitas enzim dengan

metode Mendels (DNS).

Larutan standar dibuat menggunakan

glukosa dengan konsentrasi 0, 10, 20, 30,

40, 50, 60, 70, 80 bpj. Sebanyak 0,5 ml

larutan standar glukosa dari masing-

masing konsentrasi, filtrat sampel dan

larutan blangko dipipet ke masing-masing

tabung reaksi. Kemudian ditambahkan

0,5ml CMC1%, diinkubasi pada suhu

50ºC selama 30 menit. ditambahkan 3 ml

pereaksi DNS, dicampur homogen.

Selanjutnya dididihkan selama 5 menit,

didinginkan. Serapan larutan dibaca pada

λ= 550 nm dengan spektrofotometer UV-

VIS. Nilai serapan sampel yang diperoleh

diekstrapolasikan kedalam kurva standar

enzim, sehingga diperoleh nilai aktivitas

enzim dari masing-masing filtrat sampel.

7. Penetapan kadar asam sitrat

menggunakan kromatografi cair

kinerja tinggi (KCKT)

Sampel yang digunakan untuk

pengukuran kadar asam sitrat dipilih dari

hasil analisis glukosa dan aktivitas enzim

spesifik yang tertinggi dari masing-masing

perlakuan. Sampel disaring dengan

menggunakan millipore 0,22 µm

kemudian disuntikkan ke dalam sistem

KCKT sebanyak 2 µl. Kondisi instrumen

KCKT sebagai berikut: fase gerak

menggunakan asetonitril : air (60:40), fase

diam:C18, laju alir 1 ml/menit, detektor

yang digunakan refractive index, volume

sampel 2 µl dan volume standar 2 µl.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Pertumbuhan Sel

Pertumbuhan kapang diamati setiap

hari dengan menggunakan

haemasitometer dengan cara menghitung

jumlah sel untuk mengetahui fase

eksponensial kapang karena pada fase

tersebut aktivitas enzim bekerja maksimal.

Berdasarkan hasil pengamatan yang

dilakukan selama 10 hari masa inkubasi,

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010860

Page 6: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

menunjukkan bahwa jumlah sel pada

penambahan kombinasi mineral besi 5 bpj

dan magnesium 100 bpj lebih tinggi

dibandingkan jumlah sel tanpa perlakuan

(kontrol) atau dengan penambahan besi 5

bpj atau ditambah magnesium 100 bpj saja

seperti terlihat pada Gambar 1. Hal ini

disebabkan perlakuan konsentrasi mineral

yang ditambahkan ke media fermentasi

cair mempengaruhi pertumbuhan kapang.

Salah satu usaha mengoptimumkan

pertumbuhan dengan menentukan mineral

yang ditambahkan ke dalam media

tumbuh.

Konsentrasi mineral mempunyai

batas maksimal dan bila melebihi batas

akan menghambat laju pertumbuhan.

Penghambatan tersebut diakibatkan oleh

kenaikan tekanan osmose dengan

bertambahnya konsentrasi sehingga sel

akan mengalami plasmolisa.

Hasil pengamatan menunjukkan

bahwa media fermentasi cair mengandung

onggok 10% dengan perlakuan

penambahan mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj mencapai fase

eksponensial pada hari ke-9, pada fase ini

jumlah sel mencapai maksimum.

Gambar 1. Kurva pertumbuhan

Trichoderma sp dan A. niger pada media

fermentasi cair mengandung onggok 10%

2. Kadar Glukosa

Onggok merupakan salah satu limbah

yang memiliki kandungan polisakarida

tinggi. Polisakarida yang terkandung

dalam onggok ini akan mengalami proses

sakarifikasi yaitu dirombak membentuk

glukosa melalui jalur glikolisis. Kadar

glukosa diukur dalam suasana alkali

menggunakan metode DNS tanpa

menggunakan CMC. Suasana alkali gula

reduksi akan mereduksi asam 3,5-

dinitrosalisilat (DNS) berwarna jingga

membentuk asam 3-amino-5-nitrosalisilat

berwarna merah kecoklatan. Serapannya

dapat diukur dengan spektrofotometer

UV-VIS pada panjang gelombang 550

nm. Reaksi glukosa dapat dilihat pada

Gambar 2.

as 3,5dinitrosalisilat as.

3amino5nitrosalisilat

(jingga) (merah

kecoklatan)

Gambar 2. Reaksi glukosa dengan

pereaksi asam 3,5-dinitrosalisilat (DNS)

Fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp pada media mengandung

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 861

Page 7: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

onggok 10 % kadar glukosa tertinggi

diperoleh pada perlakuan penambahan

mineral besi 5 bpj yaitu sebesar 40,858

g/l. Hal ini menunjukkan bahwa mineral

besi dengan konsentrasi 5 bpj dapat

menunjang pertumbuhan optimal

perombakan selulosa onggok menjadi

glukosa.

Rendahnya kadar glukosa kultur

tunggal Trichoderma sp pada perlakuan

penambahan mineral magnesium 100 bpj

dan kombinasi mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj dikarenakan hanya

sebagian selulosa membentuk glukosa.

Fermentasi cair kultur campuran

Trichoderma sp dan A. niger

menunjukkan kadar glukosa tertinggi pada

media mengandung onggok 10 %

diperoleh pada perlakuan penambahan

kombinasi mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj yaitu sebesar 35,643

g/l. Hal ini menunjukkan bahwa kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

pada kombinasi mineral lebih optimal

meningkatkan perombakan selulosa

menjadi glukosa. Dan penggunaan kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

menunjukkan jumlah sel kapang yang

lebih besar sehingga menunjang

pembentukan glukosa lebih tinggi.

Hasil analisis kadar glukosa seperti

diperlihatkan pada Gambar 3 berikut :

Gambar 3. Kadar glukosa pada media

fermentasi cair mengandung onggok 10%

menggunakan kultur tunggal Trichoderma

sp dan kultur campuran Trichoderma sp

dan A. niger dengan penambahan mineral

Fe dan Mg.

Hasil ANOVA pada perlakuan kultur

yang berbeda yaitu kultur tunggal

Trichoderma sp dan kultur campuran

Trichoderma sp dan A. niger dengan

penambahan mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj menunjukkan

perbedaan sangat bermakna terhadap

kandungan glukosa (taraf uji 1%).

3. Kadar Protein

Analisis kadar protein menggunakan

metode Lowry. Protein akan bereaksi

dengan folin Ciocalteau menghasilkan

kompleks berwarna hijau kebiruan. Kadar

protein semakin besar maka aktivitas

spesifik enzim akan semakin rendah dan

sebaliknya apabila kadar protein yang

diperoleh rendah maka aktivitas spesifik

enzim semakin tinggi. Larutan standar

protein yang digunakan yaitu Bovine

Serum Albumin.

Hasil analisis kadar protein

ditunjukkan pada Gambar 4. Dalam

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010862

Page 8: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp mengandung onggok 10%

kadar protein tertinggi diperoleh pada

Gambar 4. Kadar protein pada media

fermentasi cair mengandung onggok 10 %

menggunakan kultur tunggal

Trichoderma sp dan kultur campuran

Trichoderma sp dan A. niger dengan

penambahan mineral Fe dan Mg.

media tanpa penambahan besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj (perlakuan kontrol)

sebesar 4,826 g/l, sedangkan fermentasi

cair kultur campuran Trichoderma sp dan

A. niger kadar protein tertinggi diperoleh

pada perlakuan penambahan kombinasi

besi 5 bpj dan magnesium 100 bpj sebesar

6,556 g/l.

Kadar protein yang diperoleh dalam

penelitian ini lebih besar dibandingkan

dengan hasil pada penelitian

menggunakan substrat kulit padi dengan

A. niger dan Trichoderma viride diperoleh

sebesar 0,58 mg/ml [6]. Hal ini

kemungkinan pada penelitian ini didukung

oleh faktor perbedaan substrat dan

penambahan mineral pada media

fermentasi sehingga meningkatkan

pembentukan protein.

Hasil uji statistik pada perlakuan

kultur tunggal Trichoderma sp dan kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

dengan penambahan mineral Fe dan Mg

menunjukkan tidak ada perbedaan

bermakna terhadap kandungan protein.

a. Aktivitas Enzim CMC-ase

Enzim Carboxy Methyl Cellulase

merupakan enzim ekstraseluler yang

dihasilkan oleh Trichoderma sp yang

berperan dalam proses sakarifikasi yaitu

proses perombakan polisakarida dan

selulosa yang terdapat di dalam onggok

menjadi glukosa. Hasil analisis aktivitas

CMC-ase pada substrat onggok

ditunjukkan pada Gambar 5.

Aktivitas enzim tertinggi pada

fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp terdapat pada perlakuan

penambahan mineral magnesium 100 bpj

diperoleh sebesar 3948,4 U/ml. Aktivitas

enzim tertinggi fermentasi cair kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

terdapat pada perlakuan penambahan

kombinasi mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj diperoleh sebesar

1579,9 U/ml.

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 863

Page 9: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

Gambar 5. Aktivitas enzim CMC-ase pada

fermentasi cair mengandung onggok 10%

menggunakan kultur tunggal Trichoderma

sp dan kultur campuran Trichoderma sp

dan A. niger dengan penambahan mineral

Fe dan Mg.

Hal ini menunjukkan bahwa mineral

magnesium 100 bpj dan kombinasi

mineral besi 5 bpj dengan magnesium 100

bpj lebih optimal dalam meningkatkan

pertumbuhan sel sehingga mendukung

metabolisme sel dan aktivitas enzim.

Mineral besi dan magnesium merupakan

kofaktor dalam sistem enzimatis sehingga

mineral tersebut dapat membantu enzim

berfungsi sebagai katalis yang menunjang

berjalannya proses metabolisme enzim.

Aktivitas enzim dalam penelitian ini

diperoleh lebih besar dibandingkan

dengan hasil pada penelitian sebelumnya

yang menggunakan substrat kulit padi

yang difermentasikan dengan A. niger dan

T. viride diperoleh sebesar 2,79 U/ml [6].

Aktivitas spesifik enzim tertinggi

pada fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp diperoleh pada perlakuan

penambahan mineral magnesium 100 bpj

diperoleh sebesar 0,94 U/mg protein.

Demikian halnya fermentasi cair kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

aktivitas spesifik tertinggi pada

penambahan mineral magnesium 100 bpj

diperoleh sebesar 0,355 U/mg protein.

Hasil uji statistik ANOVA perlakuan

kultur tunggal Trichoderma sp dan kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

dengan penambahan mineral besi 5 bpj

dan magnesium 100 bpj menunjukkan

perbedaan sangat bermakna terhadap

aktivitas enzim CMCase (taraf uji 1%).

4. Kadar Asam Sitrat

Analisis kadar asam sitrat dilakukan

dengan menggunakan KCKT, untuk

mengetahui jumlah asam sitrat yang

diproduksi selama fermentasi pada media

cair yang mengandung onggok 10%

dengan perlakuan penambahan mineral

besi 5 bpj dan magnesium 100 bpj. Hasil

analisis asam sitrat dengan KCKT

tercantum pada Tabel 4 berikut :

Tabel 4. Kadar asam sitrat pada media

mengandung onggok 10% menggunakan

kultur tunggal Trichoderma sp dan kultur

campuran Trichoderma sp dan A. niger

dengan penambahan Fe dan Mg.

Perlakuan

Kadar asam sitrat

(g/l)

Kultur

tunggal

Kultur

campuran

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010864

Page 10: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

Trichoder

ma sp

Trichoderm

a sp +A.

niger

Kontrol 0,3532 0,3725

+ Fe 5 bpj 0,4272 0,4786

+ Mg

100bpj 0,3544 0,5402

Fe 5 bpj +

Mg 100bpj 0,3587 0,5702

Hasil penelitian lain, menggunakan

cairan tebu difermentasi dengan A. niger

diperoleh asam sitrat sebesar 89,64

g/l[11].

Kadar asam sitrat tertinggi diperoleh

pada fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp dalam media

mengandung onggok 10 % dengan

penambahan mineral besi 5 bpj sebesar

0,4272 g/l. Fermentasi cair kultur

campuran Trichoderma sp dengan A.

niger pada media mengandung onggok 10

%, kadar asam sitrat tertinggi diperoleh

pada penambahan besi 5 bpj dengan

magnesium 100 bpj sebesar 0,5702 g/l.

Hasil kadar asam sitrat berdasarkan

penelitian sebelumnya menggunakan

cairan tebu lebih besar bila dibandingkan

dengan kadar asam sitrat yang dihasilkan

pada penelitian ini. Hal ini diduga

disebabkan perbedaan substrat, pada

cairan tebu mengandung glukosa yang

lebih tinggi dan akan menghasilkan asam

sitrat yang tinggi juga.

KESIMPULAN

a.Penggunaan kultur campuran

Trichoderma sp dan A. niger lebih

meningkatkan produksi asam sitrat

dibandingkan menggunakan kultur

tunggal Trichoderma sp pada media

fermentasi ir mengandung onggok 10

%.

b.Fermentasi cair kultur tunggal

Trichoderma sp dalam media

mengandung onggok 10% dengan

penambahan mineral besi 5 bpj

mencapai produksi asam sitrat tertinggi

sebesar 0,4272 g/l dan pada fermentasi

cair kultur campuran Trichoderma sp

dengan Aspergillus niger dalam media

mengandung onggok 10% dengan

penambahan kombinasi besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj sebesar 0,5702 g/l.

c. Hasil ANOVA pada perlakuan kultur

yang berbeda yaitu kultur tunggal

Trichoderma sp dan kultur campuran

Trichoderma sp dan A. niger dengan

penambahan mineral besi 5 bpj dan

magnesium 100 bpj menunjukkan

perbedaan sangat bermakna (taraf uji

1%) terhadap kandungan glukosa dan

aktivitas enzim CMCase, dan tidak ada

perbedaan bermakna terhadap

kandungan protein.

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan ini penulis

menyampaikan rasa terima kasih kepada

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010 865

Page 11: 80 Pemanfaatan Limbah Onggok Untuk Produksi Asam Sitrat Dengan an Mineral Fe Dan Mg Pada Substrat Menggunakan Kapang

Sdri. K. Natalia Sembiring yang telah

membantu selama penelitian berlangsung.

DAFTAR PUSTAKA

Madethen. 1989. Prospek Pengembangan Teknologi Pengolahan Singkong Sebagai Bahan Baku Industri. Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran.Bandung . hal.2-3.

Tarmudji. 2004. Pemanfaatan Onggok untuk Pakan Ternak. Balitvet- Bogor

Judoamidjojo, M. 1992. Teknologi Fermentasi. PAU Bioteknologi IPB. Bogor hal.37-40, 301-306.

Kusmiati. 2009. Aktivitas CMCase dan Produksi Asam Sitrat oleh kapang Trichoderma sp mutan terimobilisasi dalam substrat padat onggok dan dedak. Proseding Seminar Nasional XVIII “Kimia dalam Industri dan Lingkungan”. Jaringan Kerjasama Kimia Indonesia, Yogyakarta 3 Desember 2009. Hal.783-792

Paturau JM. 1982. By product of the cane sugar industry. Second completely revised edition. Elsevier Scientific Publishing Company. New York. hal.279-85.

Ikram-ul-haq, Muhamad MJ, Tehmina SK. 2006. An innovative approach for hyper production of cellulolityc and hemi cellulolityc enzymes by consortium. J of Biotechnology. 5(8). Hal.609-614.

Tran C. T. 1998. Selection of a strain of Aspergillus for the production of citric acid from pineapple waste in solid state fermentation. World Journal of Microbiology and Biotechnology. Australia. Vol 14:399-404.

Kiel H, Rumia G, Yigal H. 1981. Citric acid fermentation by Aspergillus niger in low sugar concentrations and cotton waste. Departments Microbiology and plant pathology. Israel. hal.1-4.

Gritter JR, Schawarting AE. 1991. Pengantar Kromatografi. Terjemahan oleh Kosasih A Padmawinata. ITB. Bandung. Hal. 160-92.

Copeland RA. 1994. Methods for protein analysis: a practical guide to laboratory protocols. Chapman & Hall. London. hal.43-44.

Prado FC, Vandenberghe LPS. 2005. Citric acid production by solid-state fermentation on a semi-pilot scale using different percentages of trated cassava bagasse. Brazilian Journal Chemical Engineering. hal. 547-53.

Seminar Nasional Biologi 2010

Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta 24-25 September 2010866