Pengaruh Aerasi dan Agitasi pada Proses Produksi Enzim Inulinase Kasar dari Aspergillus niger

Abstract

Enzim inulinase mcrupakan salah satu enzim yang dapat digunakan untuk hidrolisis dalam proses produksi sirup fruktosa. Enzim ini memotong satuan fruktosa dari inulin pada posisi terminal P-2, 1 polifruktosa. Hidrolisis enzimatis pada inulin ini dapat terjadi oleh aksi tunggal exoinulinase (EC 3.2.2.80; P-Dfructan- fructohydrolase) atau aksi bersama antara exoinulinase dengan endoinulinasc (EC 3.2.1.7; 2,1 P-D-fructo-fructohydrolase) (Byun dan Nahm, 1978; Vandamme dan Derycke, 1983; Kim et al., 1997; Park et al., 1999). Hidrolisis enzimatis terscbut membcrikan banyak kountungan seperti pemotongan ikatan inulin yang spesifik, wama produk yang lebih baik, dan kccilnya kcmungkinan tcrbcntuknya difruktosa anhidrid (Sulistyo, 1992). Meskipun dcmikian, hidrolisis cnzimatis masih sedikit digunakan dalam industri sirup fruktosa, mcngingat enzim inulinase masih harus di impor. Aspergillus niger merupakan salah satu mikroorganisme pcnghasil cnzim inulinase. Untuk produksi enzim inulinase ini, Aspergilbs niger dikultivasi pada suhu 37°C selama 84 jam dalam fermentor Biostat-M 2 liter dengan volume kerja 1200 ml medium. Komposisi medium ini adalah substrat in:ilin 5% (w/v), (NH4)2SO4 1.0% (w/v), larutan garam 5% (v/v), MgSO4 2.25 M 0.5 % (v/v), trace element 0.1 % (v/v), dan suspensi kapang Aspergillus niger dalam 100 ml media propagasi. Kandungan pada larutan garam adalah NaNO3, KCI, K2SO4, sedangkan trace element mengandung ZnSO4, asam borat, Fe2(SO4)2, CoCfi, CuSO4, ammonium molibdate, dan EDTA (disodium salt) dengan konsentrasi terlarutnya masing-masing. Dalan1 setiap proses kultivasi aerobik, aerasi dan agitasi merupakan faktor yang sangat penting. Fungsi utamanya adalah untuk mensuplai kebutuhan oksigen bagi aktifitas metabolik mikroorganisme, selain juga untuk mengaduk mikroorganisme agar dapat tersuspensi secar.1 homogen dan merata (Gumbira Sa'id, 1987). Perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini adalah dengan rnemvariasikan aerasi dan agitasi pada proses kultivasi. Faktor perlakuan untuk agitasi adalah 400 rpm dan 600 rpm, sedangkan faktor perlakuan aerasi adalah 0.5 vvm, 1.0 vvm dan 1.5 vvm. Kedua faktor perlakuan tersebut kemudian dikombinasikan, sehingga didapat 6 jenis perlakuan. Pada tiap perlakuan, pengamtilan sampel dilakukan tiap 12 jam sekali untuk mengukur nilai pH, kadar biomassa, serta nilai aktifitas enzimnya. Pada analisis nilai aktifitas enzim, dapat diketahui bahwa kombinasi perlakuan agitasi 600 rpm dan aerasi 1.0 vvm merupakan perlakuan yang relatif lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya. Nilai aktifitas enzimnya pada jam ke- 84 adalah 6,85 U-enzim/ml. Hasil perhitungan rendemen produk terhadap kadar biomassa (Y pix) dan laju pertumbuhan spesifik (μ), sebagai parameter utama pcnelitian, juga membuktikan hal yang sama. Nilai Y p/x dan μ untuk perlakuan terse but masing-masing adalah sebesar 1.0156 U-enzim mr1 /g biomassa dan 0,0114 jam·1 Sementara itu, pada hasil rancangan percobaan pada sclang kcpercayaan 99% dan dilanjutkan dengan uji Duncan, menunjukkan bahwa pcrlakuan aerasi sangat berpcngaruh terhadap jalannya proses ferrnentasi.