PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP AKTIVITAS ENZJM AMILASE DAN SELULASE DARI KAPANG A. niger dan R. orYZBe Sri Hariani Sjarief*, Lydia Andini*, dan Dadang Sudrajat* i\llSTRAK I'ENGAUUH IRADIASI GAMMATERJIADAP AKTIVITAS ENZItf AtflLASK DAN SI':LULASE DARI KAPANG A. niger DAN R. oryzae. Tehnik i.radiasi dengan sinal' gom",,,- digllnakan dala", percabaan ini dengan tujuan untuk meningkatkan aktivitas en?im dari kapang. Dosis dar i 0 sampa i 5 kGy d j heri kan pada kapang A. niger dan R. oryzae. Perkembangon mikraba diamat.i dengan menghi tung jumlah koloni yang tumbllh di samping melakukan analisis terhadap aktivitos en?im amUase dan selulase yang berada dalam larlltan filtrat. Dari percobaan ini t.erlihat bahwa jllmlah mikroba yang dapat tumbllh t.et'gantung dari dosis yang diberikan. Dari penghitllngan jumlah kolani setelah iradiasi menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis yang diberikan semakin kecil kemungk inan ko Ion i yang dapat tumbllh. Bahkan pada dos is 1,5 dan 4,0 kGy yang dibedkan pada R. oryzae dan A. niger hampir tidak memperlihatkan adanya pertllmbuhan koloni. Kapang ini baru memperlihatkan pertumbuhan pada hari ketu,juh dalam larutan Sabollraud Dextrose. Iradiasi pada kapang ternyata memberikan pengaruh yang kecil terhadap peningkatan akt ivitas enzim yang diproduksi, t.erutama unt.uk enzim amilase. Namun dari sisi lain, dosis 1,5 dan 4,0 kGy yang diberikan pada R. oryzae akan meningkatkan aktivitas enzim sellJ]ase jauh lebih tinggi secara statistik daripada kantrol (pc= 0,05). AllSTRACT GAMMAIRRADIATION KFI'ECTS ON TilE ACTIVITY OF AMYLASZ AND CKI,LUI.ASI!: KNZYMES I'RODUCKT>BY A. niger and R. oryzae. On the purpose to in crease the enzymatic production of moulds, a radiation t.echnique was carried out.. Doses of 0 to 5 kGy had been applied on A. niger and R. orYZBI? The development of microbes were observed by measuring the number of colonies survived, whilst the amylase and cellulase analyses are being done. From this experiment it is observed that the to- tal number of microbes survived depend on the dose given. The number of colonies survived after irradiation showed the suppression of colonies growth by the increasing of the dose given. Eventually it was occured with irradiated R. orYZBe and A. niger on 1,5 and 4,0 kGy, which showed almost no colonies were being surviv- ed. But in 7 days after irradiation wis being administered th~ growth of moulds • rusat Aplikasi tsotop dan Radiasi, BATAN 4D5
14
Embed
PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP AKTIVITAS ENZJM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding... · aktivitas produksi enzim ini tidak menunjukkan perbedaan yang nya ta antara
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP AKTIVITAS ENZJM AMI LASEDAN SELULASE DARI KAPANG A. niger dan R. orYZBe
Sri Hariani Sjarief*, Lydia Andini*, danDadang Sudrajat*
i\llSTRAK
I'ENGAUUHIRADIASI GAMMATERJIADAP AKTIVITAS ENZItf AtflLASK DAN SI':LULASE DARI
KAPANG A. niger DAN R. oryzae. Tehnik i.radiasi dengan sinal' gom",,,- digllnakan dala",
percabaan ini dengan tujuan untuk meningkatkan aktivitas en?im dari kapang. Dosis
dar i 0 sampa i 5 kGy d j heri kan pada kapang A. niger dan R. oryzae. Perkembangon
mikraba diamat.i dengan menghi tung jumlah koloni yang tumbllh di samping melakukan
analisis terhadap aktivitos en?im amUase dan selulase yang berada dalam larlltan
filtrat. Dari percobaan ini t.erlihat bahwa jllmlah mikroba yang dapat tumbllh
t.et'gantung dari dosis yang diberikan. Dari penghitllngan jumlah kolani setelah
iradiasi menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis yang diberikan semakin kecil
kemungk inan ko Ion i yang dapat tumbllh. Bahkan pada dos is 1,5 dan 4,0 kGy yang
dibedkan pada R. oryzae dan A. niger hampir tidak memperlihatkan adanya
pertllmbuhan koloni. Kapang ini baru memperlihatkan pertumbuhan pada hari ketu,juhdalam larutan Sabollraud Dextrose. Iradiasi pada kapang ternyata memberikan pengaruh
yang kecil terhadap peningkatan akt ivitas enzim yang diproduksi, t.erutama unt.ukenzim amilase. Namun dari sisi lain, dosis 1,5 dan 4,0 kGy yang diberikan pada R.
oryzae akan meningkatkan aktivitas enzim sellJ]ase jauh lebih tinggi secara
statistik daripada kantrol (pc= 0,05).
AllSTRACT
GAMMAIRRADIATION KFI'ECTS ON TilE ACTIVITY OF AMYLASZ AND CKI,LUI.ASI!: KNZYMES
I'RODUCKT>BY A. niger and R. oryzae. On the purpose to in crease the enzymatic
production of moulds, a radiation t.echnique was carried out.. Doses of 0 to 5 kGy
had been applied on A. niger and R. orYZBI? The development of microbes were
observed by measuring the number of colonies survived, whilst the amylase and
cellulase analyses are being done. From this experiment it is observed that the to
tal number of microbes survived depend on the dose given. The number of colonies
survived after irradiation showed the suppression of colonies growth by the
increasing of the dose given. Eventually it was occured with irradiated R. orYZBeand A. niger on 1,5 and 4,0 kGy, which showed almost no colonies were being surviv
ed. But in 7 days after irradiation wis being administered th~ growth of moulds
• rusat Aplikasi tsotop dan Radiasi, BATAN
4D5
were appeared in Sabouraud Dextrose broth. In this experiment irradiation of moulds
give evidence of its small ~~ffects to the increasing activity of enzymes, primarily
for the a~yla5et Dut un the other sidefi it incroaQgg tho eollul~~~ A~tiblly oP I.
oryzae which is statistically significance compared to control (p<= 0,05).
PENDAHULUAN
Enzim amilase dan sellliase adalah salah satu produk yang di
hasilkan oleh mikroba dan ban yak digunakan dalam berbagai industri
baik minuman, makanan dan industri tekstil. Meningkatnya pemakaian
bahan ini, perlu dipikirkan eara untuk memproduksi bahan lebih
cepat dan dalam jumlah yang lebih banyak ~Ila. Beberapa eara telah
dicoba memanipulasi jasad renik iIli baik dengan jaIan radiasi
maupun dengan menggunakan zat kimia ataupun dengan menggunakan
berbagai jenis substrat yang dapat meningkatkan produksi enzim ini
(1,2,3).Beberapa kapang diketahui mempunyai kemampuan memproduksi en
zim amilase dan selulase dari berbagai substrat antara lain Aspergillus, Rhizopus, Trichoderma ataupun Sporotrichum (1,4,5). Hasil
penelitian TAMADA, et al (3) dengan meradiasi T. reesei didapatkan
bahwa dosis 2 kGy dapat menaikan produksi enzim selulase 1,8 kali
lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh kapang yang tidak
diiradiasi. Melihat pengaruh positip dari iradiasi ini pada produksi
enzim dari kapang, maka dalam penel iUan ini dicoba melihat penga
ruh iradiasi pada peningkatan enzim ami lase dan selulase dari A.niger dan R. oryzae.
BAHAN DAN METODE
Mikroba. Pada penelitian ini digunakan 2 macam mikroba yang ma
suk jenis kapang A. niger dan R. oryzae. Kedua kapang ini diperoleh
dari IPB (Insti tut Pertani an Bogar). Untuk radiasi dis iapkan biakan
kedua kapang dengan lImur biakan 4 hari, di mana kapang telah
membentuk spora. Pada saat iradiasi spora dilarutkan dalam larutan
bllfer fosfat yang terdi ri dari 13,6 g KH2P04, 2 g Na2S04' 0,2 g
MgS04. 7H20, 0,01 g Ca(N03)2. 4H20, 0,5 mg FeS04.7H20 dalam satuliter akuades steril (MOSLEY,1967)(6). pH larutan dibuat menjadi 7,2
dengan menambahkan KOH.
496
iradiator
dan Radiasi,
yang diberi
4 dan 5 kGy.
dalam bufer
lradiasi. Penyinaran dilakukan dengan menggunakan
karet Alam (IRKA) yang berada di Pusat Aplikasi Isotop
Pasar Jumat, dengan laju dosis sebesar 8 kGy/jam. Dosis
kan pada kedua kapang yaitu 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3;
Kapang di iradiasi dalam bentuk spora yang dilarutkan
fosfat sebanyak 2 ml untllk set.lap dosis.
Rancangan Percobaan. Percobaan dilakukan dengan
lam rancangan acak lengkap dan ulangan sebanyak 3 kali.
faktorial da
Parameter. Parameter pengukuran yang dlpakai dalam percobaan
lnl ialah untuk mengetahui:
a. Perkembangan populasi kapang setelah iradiasi dengan menghi
tung jumlah koloni yang tumbuh pada media padat Sabouraud Dex
trose dengan menggunakan metode TPC (Total Plate Count).
b. Aktivitas enzim. Setelah kapang diiradiasi diambil 1 ml larutan
dari setiap dosis untuk kemudian diinokulasikan ke dalam larutan
Sabouraud Dextrose (SDB). Campuran iui diinkubasi pada suhu ruang
selama 7 had agar proses enzimatis berjalan. Analisis enzim
ami lase dan selulase dilakukan dengan menggunakan metode MANDELS,
et al (7).
BASIL DAN PEMBAIIASAN
JumlalJ Kapang yang Diiradiasi. Untuk mencapai keseragaman jum
lah dan kepadatan spora kapang yang akan diiradiasi, maka dilakukan
pelarutan spora kapang yang dibiakkan selama 4 had di suhu ruang
dalam bufer fosfat pada perbandingan 1:50. Kemudian dari larutan
ini dibagikan ke dalam beberapa tabung yang siap untuk diiradiasi,
sedang sebagian lagi diukur dengan spektrofotometer untuk dilihat
densi tas larutan spora, di samping juga dilakukan penghi tungan
spora melalui Haemocytometer dan metode TPC. Hasil penghitungan dan
pengukuran dapat dilihat pada Tabel 1, yang ternyata bahwa jumlah 1
ml spora dalam 50 ml bufer fosfat mengandung sebanyak 2400-4200
spora yang identik dengan densi tas larutan sebesar 0,55-0,65 pada
panjang gelombang 660 nm.
497
Tabel 1. Jumlah spora kapang yang diiradiasi dengan sinar gamma.
Pengaruh Iradiasi Terhadap Aktivitas Produksi Enzi. dari Kedua
Kapang. Pada proses fermentasi selama 7 hari di dalam larutan
Sabouralld JSDB~, JHakllkan pengukuran enzlm amlJase Jan selulase
yang dihasilkan oleh kedua kapang. Hasil yang diperoleh dapat di
lihat pada Tabel 2, Gbr. 2 dan 3, yang memperlihatkan naik turunnya
produksi enzim sesuai dengan dosis yang dibedkan.
Gambar 2 menunjukkan aktivitas produksi enzim ami lase dari A.
niger dan R. oryzae. Pada Gambar tersebut terl ihat ada kenaikan pro
duksi enzim dad A. niger akibat iradiasi. Kenaikan itu terjadi
pada dosis 1,5 kGy setelah mengalami penurunan pada dosis 0,5 kGy
dad 0,35 menjadi 0,23 unit/ml F. Produksi enzim ini meningkat
sampai menjadi 0,47 unit/ml F pada dosis 4 kGy. Demikian pula pada
R. oryzae yang juga memperlihatkan aktivitas produksi amilase yang
mengalami kenaikan sehubungan dengan dosis yang diberikan walau
tidak sejelas sepert.i yang diperlihatkan oleh A. niger. Kenaikan
akti vi tas produksi enz im ini hanya dapat mencapai 0,43 unit/ml F
dari 0,38 unit/ml F enzim amilase yang dihasilkan oleh A. niger
yang tidak diiradiasi. Dari perhitungan statistik ternyata kenaikan
aktivitas produksi enzim ini tidak menunjukkan perbedaan yang nya
ta antara kapang iradiasi dengan kapang yang tidak diiradiasi pada
p=0,05, dan ternyata pula iradiasi mempunyai pengaruh kecil pada
aktivitas produksi enzim ami lase dari ke 2 kapang tersebut. Penga
ruh iradiasi ini terhadap A. niger hanya ditunjukkan oleh nilai r =
0,54 sedang untuk R. oryzae hubungan itu terlihat pada r = 0,37.
Di lihat dad jumlah ami lase yang teranalisis dad R. oryzae, naik
turunnya enzim amilase akibat iradiasi tidak terlihat nyata diban
dingkan dengan A. niger. Pada A. niger produksi enzim yang terendah
terjadi pada dasis 0,5 kGy yaitu sebanyak 0,23 unit/ml F, sedang
praduksi yang tertinggi dicapai pada dasis 4 kGy sebanyak 0,467
unit/ml F. Perbedaan nilai ini dengan kontral tidak nyata secara
statistik (Tabel 2).
Aktivitas enzim selulase dapat dilihat pada Gambar 3. Disini
diperlihatkan bahwa kenaikan aktivitas enzim selulase akibat iradi
asi terhadap ke 2 kapang memberikan hasil yang tidak terlalu
mencalak, terutama untuk A. niger (p<=0,05). Pada R. oryzae kenaikan
aktivitas yang cukup tinggi terlihat pada dasis 1,5 dan 4 kGy,
yaitu sebesar 0,067 dan 0,062 unit/ml F yang mana hasil ini lebih
500
tinggi dibandingkan dengan kapang yang tidak diiradiasi (0,047 unit/
ml F). Kenaikan aktivitas enzim selulase dad R. oryzae ini cukupnyata pada p<=O, 05 (Tabel 2). Dad GambaI' 2 dan 3 ternyata bahwa
pengaruh iradiasi terhadap aktivitas enzim selulase tidak begitubesar bahkan sangat kecil sekali. Hal ini dapat dilihat pada nilai
r dari A. niger yang sebesar 0,056, sedang untuk R. oryzae 1'=0,098.
Dilihat dari kemampuan kapang mempr~duksi enzim selulase, ternyataR. oryzae mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dadpada A. niger
(p<= 0,05, Tabel 2).Bila ditinjau dari perkembangan populasi dan aktivitas pro
duksi enzim setelah iradiasi dilakukan, ada kecenderungan naiknya
jumlah enzim dalam larutan filtrat yang tidak sebanding dengan
jumlah populasi kapang. Pada Tabel 2, populasi kapang mempunyaikecenderungan semakin menurun sebagai akibat iradiasi, sebaliknyajumlah enzim mengalami kenaikan. Keadaan ini d itemukan pula olehTAMADA(3). Ia memperki rakan tingginya jumlah enzim dalam larutan
filtrat disebabkan oleh terjadinya lisis sel kapang pada dosis diatas 1,5 kGy di samping pada dosis inipun dimulai kematian dari seltersebut.
Namun, pengamatan visual dari proses enzimatis yang berjalan
selama seminggu terlihat bahwa dosis 1,5 kGy hampir tidak memperlihatkan pertumbuhan kapang dalam larutan (Tabel 3). Pertumbuhanmycelium kapang yang diiradiasi pada umumnya terlihat pada had ke 3dari proses enzimatis, kecuali pada kapang yang diiradiasi dengandosis 4 kGy yang baru memperlihatkan pertumbuhan pada had ke 7untuk R. oryzae. Pertumbuhan hampir tidak terlihat sampai akhirproses fermentasi dari A. niger pada dosis yang sarna. Jikapunada sangat sediki t dan agak tersamar. Pada pengamatan visual ini
terli hat pula pembentukan spora dari kapang pada hari ke 7 prosesfermentasi, termasuk juga kapang yang diiradiasi dengan dosis 5
kGy, walaupun jumlah sporanya t idak sebanyak jumlah spora . yangdihasilkan oleh kapang yang tidak diiradiasi terutama untuk A.niger. Bagi R. oryzae pertumbuhan mycelium baru terlihat pada harike 3 dari proses fermentasi dengan dosis yang sarna. Dari pengamatanv isui 1 ini terbukti bahwa kapang yang di iradiasi selama didiamkandalam mediumnya akan mengalami pertumbuhan membentuk sel baru
meskipun barangkali Jumlah sel yang terbentuk tidak sebanyak
501
kapang yang tidak diiradiasi. Dilihat dad jumlah populasi dan
besarnya aktivitas enzim yang dihasilkan, dapat diperkirakan bahwa
kapang yang tidak dliradiasi untuk mendegradasi substratnya, karena
dengan jumlah populasi yang lebih sedikit kapang iradiasi dapat
memecah substratnya dengan kemampuan aktivitas enzim yang hampir
sama atau lebih tinggi sedikit dari kapang yang tidak diiradiasi.
Pada pengamatan bentuk koloni kapang yang diiradiasi, umumnya
memper lihatkan perubahan diameter koloni yang tumbuh sebanding
dengan semakin tinggi dosis yang disertai pula dengan menurunnya
populasi. Keadaan ini pernah pula dilaporkan oleh MEYRATH, et al
(4). Agaknya semakin turun populasi semakin besar diamet~r koloni,
Tabel 3. Pertumbuhan kapang selama proses fermentasi dalam larutan SDB (Sabouraud Dextrose Broth).
diduga karena persaingan untuk mendapatkan makananpun
kecil. Selama seminggu proses fermentasi, spora mulai
umumnya pada had ke 7.
KESIMPULAN
Radiasi Gamma dengan laju dosis 8 kGy/jam memperlihatkan peng-
502
aruhnya terhadap penurunan populasi kapang A. niger dan R. orYZ8e
Penurunan populasi ini tidak diikuti oleh penurunan aktivitas
enzim ami lase dan selulase. Sebaliknya ada kenaikan aktivitas
produksi enzim pada kapang yang diiradiasi walau tidak
memperphatkan perbedaan yang nyata dengan kapang yang tidak
diiradiasi terutama pada pembentukan enzim amilase. Pengaruh
iradiasi terhadap aktivitas produksi enzim itu memang ada, tetapi
sangat kecil a.l. pengaruh iradiasi ini terhadap aktivitas enzim
amilase dari A. niger yang dinyatakan dengan r=0,54, sedang bagi R.
orYZ8e r=O,37. Pengaruh iradiasi ini lebih nyata terlihat pad a
aktivitas enzim selulase dari R. orYZ8e di mana pada dosis 1,5 dan 4
kGy mengalami kenaikan yang cukup nyata pada p(=O,05. Besarnya
aktivitas enzim selulase yang diproduksi adalah 0,067 unit/ml F di
mana nilai ini jauh lebih tinggi dibandingkan dengan,kontrol yang
hanya memberikan aktivitas sebesar 0,047 unit/ml F. Bahkan pengaruh
iradiasi ini terhadap aktivitas enzim selulase dapat dikatakan
sangat kecil sekali yaitu misalnya ,untuk A. niger dinyatakan
dengan r=0,056, sedang untuk R. oryzae dengan r=0,098. Dilihat
dari pertumbuhan dan jumlah populasi kapang yang diiradiasi lebih
rendah dari pada kapang yang tidak diiradiasi, maka mungkin dapat
dinj.-atakandi sini bahwa kapang iradiasi dapat menghasilkan enzim
dengan kemampuan me.mecah zat lebih tinggi daripada kontrol yang
dapat memproduksi enzim lebih banyak dengan populasinya yang lebih
tinggi pula. Untuk maksud tersebut di atas, maka perlu kiranya
dilakukan penelitian lebih lanjut.
UCAPAN TERIMAKASIH
Atas terselenggaranya penelitian ini, penulis mengucapkan
terima kasih atas bantuan yang diberikan oleh sdr. A.Damayanti,
Hamdi dan Radi Harsono. Ucapan ini penulis tujukan pula pada Drs.
Tantono Subagyo, Ph.D., yang telah membantu dalam pengolahan data.
DAFl'AR PUSTAKA
1. REJEKI, S., Pemanfaatan limbah ampas tapioka untuk produksi enzimamilase, amiloglukosidase dan selulase dari A. niger L51/ NRRLA-112, 64, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB (1986).
503
2. KUME, T., and TAMURA, N., Change in digestibility of raw starch
by gamma irradiation. Starch/ Starke, 39, 3, S (1987) 71.
~. '!Mlfil, Y., UA!ABU, ~., anJ U11'!U, t., ~I'ecls 01 gamma-ray ir-radiation on cellulase secretion of T. reesei, J. Ferment.Technol., 65, 6(1987) 703.
4. MEYRATH, J., BAHN, M., and HAN, H.E., "Induction of amylase pro
ducing mutans in A. oryzae by different irradiations", Radiati
on and Radioisotopes for Industrial Microorganisms (Proc. Symp.Vienna, 1971), IAEA, Vienna (1971) 137.
5. BEECH, G.A., MELVIN, M.A., and TAGGART, J., Food, Drink and Bio
technology, Biotech. Princip. and Application, BlackwellScient. Public., Oxford-London (1985) 73.
6. MOSELEY, B.E.B., The isolation and some properties of radiation
sensitive mutants of Micrococcus radiodurans., J. Gen. MicrobioI., 49, (1967) 293.
7. MANDELS, M., STERNBERG, D., "Symposium enzymatic conversion of