| dc.description.abstract | Peran α-amilase dalam industri pangan sangat penting karena kemampuannya mengkatalisis proses hidrolisis pati menjadi dekstrin, maltosa, dan glukosa. Karena perannya yang penting, permintaan produksi α-amilase juga cukup tinggi. Efisiensi biaya produksi dapat dilakukan dengan efisiensi metode dan sumber substrat fermentasi. Produksi α-amilase menggunakan mikroorganisme pada prinsipnya membutuhkan komponen organik sebagai sumber energi mikroorganisme. Pemanfaatan limbah agroindustri dalam produksi α-amilase telah banyak dilakukan dengan hasil yang beragam. Disisi lain, metode produksi seperti solid state fermentation dan submerged fermentation juga telah terbukti menghasilkan α-amilase dengan aktivitas yang tinggi. Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan, limbah hasil pertanian telah teruji dapat menghasilkan α-amilase. Namun, untuk mengetahui faktor-faktor produksi termasuk jenis limbah agroindustri sebagai substrat yang paling efektif diperlukan sintesis data yang lebih komprehensif dari berbagai studi. Secara kuantitatif identifikasi efektivitas pemanfaatan limbah hasil pertanian dalam produksi α-amilase dapat dilakukan dengan metode meta-analisis. Hasil yang diperoleh baik dari meta analisis maupun sytematic review dapat menjadi acuan dalam produksi di laboratorium. Secara umum penelitian ini bertujuan untuk menganalisis produksi α-amilase yang terbaik dari limbah agroindustri dengan metode meta-analisis serta systematic review berbasis kulit buah dan produksinya di laboratorium. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah; (1) Menganalisis substrat dan kondisi produksi α-amilase untuk memperoleh aktivitas enzim yang optimal berdasarkan meta-analisis limbah agroindustri, (2) Mengidentifikasi jenis kulit buah sebagai substrat produksi α-amilase berdasarkan systematic review, serta (3) Produksi dan karakterisasi α-amilase di laboratorium dengan menggunakan kulit buah. Pada penelitian ini dilakukan meta-analisis terhadap limbah agroindustri. Produksi laboratorium dilakukan berdasarkan hasil systematic review terhadap limbah kulit buah. Produksi dan karakterisasi enzim yang diperoleh dapat menjadi gambaran bagaimana profil α-amilase yang dihasilkan dari sumber bahan baku lokal.
Systematic review dan meta-analisis merupakan teknik penggabungan penelitian pada bidang yang sama sehingga membentuk satu kesimpulan dan rekomendasi yang baru. Meta-analisis pada penelitian ini dilakukan untuk melihat pengaruh masing-masing faktor pada produksi α-amilase. Masing-masing variabel bebas seperti kelompok substrat, jenis karbon tambahan, nitrogen tambahan, waktu inkubasi, dan pH fermentasi dianalisis pengaruhnya terhadap variabel terikat (aktivitas α-amilase). Systematic review terkhusus pada kulit buah sebagai substrat, metode fermentasi, jenis mikroorganisme, serta faktor lain seperti pH, suhu, dan waktu inkubasi. Hasil analisis dari systematic review kemudian dijadikan acuan produksi di laboratorium menggunakan bahan baku lokal. Analisis karakteristik crude enzim yang dihasilkan meliputi sifat termostabil, ketahanan terhadap kondisi asam-basa, sifat halotoleran, dan ketahanan terhadap ion logam.
Meta-analisis produksi α-amilase berbasis limbah agroindustri dilakukan menggunakan 10 artikel. Total data yang dianalisis untuk semua parameter sebanyak 349 data. Analisis jenis limbah agroindustri dengan nilai Standardized Mean Difference (SMD) -8,146 (-11,541, -4,752) sebagai substrat fermentasi berpengaruh signifikan (p<0,05) terhadap aktivitas α-amilase yang dihasilkan. Analisis subkelompok menunjukkan bahwa kelompok bekatul yang terdiri atas bekatul gandum dan jagung merupakan substrat dengan nilai effect size yang positif dengan SMD terbesar 8,956 (3,989, 13,923). Nilai SMD keseluruhan pada analisis sumber karbon tambahan sebesar 7,178 dengan batas atas 5,618 dan batas bawah 8,738 pada tingkat kepercayaan 95%. Kelompok fruktosa merupakan jenis karbon tambahan yang memiliki nilai SMD paling besar yaitu 16,614 (6,808, 26,42). Penambahan nitrogen memiliki effect size yang positif dengan nilai SMD 6,899 (5,354, 8,444). Sumber nitrogen pada penelitian ini dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu kelompok organik dan anorganik. Kelompok sumber nitrogen organik memiliki nilai effect size yang lebih rendah dengan nilai SMD 3,231 (0,343, 6,119). Kelompok sumber nitrogen anorganik memiliki nilai effect size yang lebih besar dengan nilai SMD 8,717 (6,943, 10,491). Analisis waktu menunjukkan nilai effect size rata-rata studi yang positif dengan SMD 5,844 (1,957 , 9,731). Waktu inkubasi 36 jam, 48 jam, 72 jam, dan 120 jam merupakan waktu inkubasi dengan nilai effect size SMD yang positif. Nilainya berturut-turut adalah 1,858 (0,2 , 3,517) ; 21,323 (7,323, 35,323); 22,76 (5,077, 40,443); dan 18,558 (7,937, 29,179). Namun, data-data tersebut menunjukkan bahwa hanya waktu inkubasi 48 jam yang dapat dianalisis secara statistik dan berpengaruh signifikan (p<0,05). Effect size keseluruhan pada pH fermentasi bernilai negatif dengan nilai SMD -4,39 (-7,179,
-1,601). Analisis terhadap suhu fermentasi dilakukan menggunakan systematic review dan menunjukkan bahwa suhu 37oC merupakan suhu yang terbaik dalam menghasilkan α-amilase. Analisis bias publikasi menunjukkan bahwa kecil kemungkinan terdapat bias publikasi sehingga model meta-analisis pada penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan produksi α-amilase.
Systematic review dilakukan terhadap produksi α-amilase menggunakan kulit buah dan diperoleh hasil substrat kulit pisang sebagai substrat terbaik. Sementara untuk fermentasi dilakukan dibawah kondisi solid state fermentation dengan Bacillus subtilis atau Bacillus licheniformis. Produksi α-amilase yang dilakukan di laboratorium memperoleh aktivitas enzim dari Bacillus subtilis sebesar 62,43 IU/mL/min dan 66,49 IU/mL/min diperoleh dari Bacillus licheniformis untuk waktu inkubasi 24 jam. Aktivitas α-amilase dengan waktu inkubasi 48 jam sebesar 59.26 IU/mL/min diperoleh dari Bacillus subtilis sedangkan 61.11 IU/mL/min untuk aktivitas α-amilase dari Bacillus licheniformis. α-Amilase yang diperoleh memiliki karakteristik yang stabil setelah diberikan perlakuan suhu 85oC, kondisi asam (pH 3) dan kondisi basa pH (9), NaCl dengan rentang konsentrasi 0.1M-0.5M, serta ion logam (K+, Mg2+, Ca2+). | id |
