Rapid enzyme production and mycelial growth in solid-state fermentation using

the non-airflow box Produksi Enzim dan Pertumbuhan Misellium Secara Cepat pada Solid-State Fermentation (SSF) dengan Menggunakan Non-Air Flow Box

(NAB)

Jurnal Oleh : Kazunari Ito, Katsuya Gomi, Masahiro Kariyama, and Tsuyoshi Miyake

Resume

Siti Sahatul Fatimah 141211131211

Umi Nadhiro 141211132133

Journal of Bioscience and Bioengineering

VOL. 116 No. 5, 585e590, 2013

www.elsevier.com/locate/jbiosc

Bahan dan Cara Kerja

Pembahasan jurnal ini berfokus pada penggunaan Non-Air Flow (NAB) pada proses SSF. NAB merupakan sebuah alat berupa kotak kayu yang dapat terbuka pada bagian atas dan bawahnya. Pada dinding sampingnya memiliki membran permeabel berupa polytetrafluoroethylene (ePTFE)yang hanya permeabel terhadap uap. Kotak tanpa aliran udara ini dapat menghasilkan suhu yang relatif konstan dan menjaga kadar air pada substrat.

a. Strain fungi dan kultur substrat

Aspergillus oryzae AOK 11

b. Kultur Biji Koji

c. SSFd. Preparasi

Ekskresi Protein

e. Uji enzim

f. Pengukuran

Hasil Ekskresi Protein

g. Pengukuran Berat Total Misellium

h. Pengukuran Aktivitas Air

(Aw)

Keterangan Cara Kerja:a. Strain fungi dan kultur substrat Aspergillus oryzae AOK 11

Untuk persiapan suspensi conidiospora, strain ditumbuhkan di plate agar PD (Potato Dextrose) pada suhu 300C selama 7hari. Dedak gandum kering mengandung sekitar 13% dari kadar air (Odazo Seishun, Jepang) digunakan sebagai substrat kultur.

b. Kultur Biji Koji

Dedak gandum biji-koji dibuat dengan inokulasi 0,2ml dari supensi conidiospora sekitar 5x107 (dalam 0,2% tween 80 dan 0,9%NaCl ) sampai 2 g dedak gandum yang diautoklaf dengan 1,2ml air destilasi dalam tabung 50ml.

c. SSF

Dedak gandum (100 g) dengan volume air yang tepat dikukus selama 20 menit. Kadar air awal pada substrat dihitung dengan memperhitungkan kandungan air dalam dedak gandum. Substrat yang dicampur dengan dedak gandum biji koji diinkubasi dengan 95% RH pada TB stainless steel yang melingkar dengan lib atau NAB dengan membran ePTFE (JAPAN GORE-TEX INC.,Japan) sedangkan mengukur suhu pada substrat dengan alat perekam (Thermo Pro GR-3000, Keyence Corporation, Japan).

Keterangan Cara Kerja:d. Preparasi ekskresi protein

Substrat yang setelah di kultur disuspensi dengan 1 L air destilasi pada suhu 40C selama 3 jam untuk mengekstrak enzim yang dihasilkan. Suspensi yang di sentrifugasi untuk menghilangkan partikel besar, dan supernatan di filtrasi oleh membran selulosa asetat dengan pori-pori 0,2 µm (DISMIC, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Japan). Larutan yang diperoleh digunakan untuk pengujian enzim setelah 4 kali lipat pengenceran dengan air destilasi.

e. Uji Enzim

Aktivitas α-Amilase, glucoamilase, α-glucosidase and asam carboxypeptidase di uji dengan α-Amilase Assay Kit, Glucoamilase and α-Glucosidase Assay Kit, and Acid Carboxypeptidase Activity Assay Kit (Kikkoman, Japan). Aktivitas selulosa ditentukan dengan mengukur gula pereduksi karboksimetilselulosa (CMC) yang sesuai dengan metode asam dinitrosalisilat (DNS). Aktivitas xilanase diukur dengan prosedur yang sama seperti yang di uji pada aktivitas selulase kecuali larutan enzim ekstrak (pengenceran 4 kali lipat) dan substrat (1.0% xylan from Oatspelt). Aktivitas asam protease diuji dengan kemampuan mengukur untuk menghidrolisis kasein. Aktivitas β-Glucoside diukur dengan memantau pelepasan p-nitrophenol dari p-nitrophenyl β-D-glucopyranoside (PNP-Glc) yang digunakan untuk substrat.

Keterangan Cara Kerja:f. Pengukuran Hasil Ekskresi Protein

Jumlah total protein ekstraselular ditentukan menggunakan Quick Start Protein Assay Kit (Bio-Rad Laboratories,Inc., CA, USA)dengan metode Bradford menggunakan bovine ¥ -globulin sebagai standard. Konsentrasi protein pada 96 dinding lempeng kecil ditentukan dengan mengukur densitas optik pada 595 nm dengan lempeng pembaca (Multi-Spectrophotometer Viento, Dainippon Sumitomo Pharma Co. Ltd., Japan).g. Pengukuran Berat Total Misellium

Kandungan misellium ditentukan dengan mengukur pelepasan kandungan N-acetylglucosamine (GlcNAc) dari dinding sel jamur yang menggunakan ezim lytic, YatalaseTM (Takara Bio Inc., Japan). Total berat misellium dihitung dari laporan sebelumnya (139 mg of GlcNAc per 1 mg mycelium kering).h. Pengukuran Aktivitas Air (Aw)

Aktivitas air (Aw) ditentukan menggunakan alat pengukuran Aw AquaLab CX-2 (Decagon Devices, Inc., WA, USA).Hijau: Dapat Dilakukan Di FPK Unair

HasilPengaruh kultur yang tidak seragam

(suhu, ph, konsentrasi, dan kadar air) pada proses SSF pada umumnya menyebabkan hasil enzim yang rendah. SSF dengan NAB, mampu mengatur temperatur yang tetap dan kandungan air dalam substrat sehingga enzim yang didapat lebih optimal.

HasilDengan waktu fermentasi yang

sama dengan SSF tanpa NAB, proses SSF dengan NAB menghasilkan enzim yang jauh lebih optimal (hasil yang signifikan).

Hasil Jumlah misellium dalam NAB

meningkat dalam 18-24 jam yang menyebabkan produksi enzim meningkat pula. Hampir semua jenis enzim meningkat, kecuali α-amylase dan β-glucosidase yang menurun pada 72 -96 jam.

HasilKadar air menurun dikarenakan

kenaikan temperatur pada 18 – 24 jam ketika pertumbuhan misellium sangatlah cepat (fase log) sehingga sebagian besar kandungan air dalam substrat menguap.

Pembahasan

Dengan menggunakan NAB pada proses SSF ini, secara signifikan telah didapat enzim dan total

misellium yang signifikan serta cenderung lebih baik dibanding SSF tanpa NAB atau kotak uji

coba lain / Tray Box (TB). Namun demikian, tidak menutup

kemungkinan dengan kondisi yang lebih optimum pada

perlakuan yang lain.

Dengan meningkatnya jumlah misellium dalam SSF karena kondisi yang baik, produksi enzim akan meningkat dan

kandungan air dapat ditekan dengan suhu yang meningkat pada fase log. Dalam

waktu yang sama, produksi SSF dengan NAB dapat meningkat. Kemampuan NAB

untuk mempertahankan kondisi yang baik untuk

persiapan koji dengan kualitas yang baik akan menjadi penting untukberbagai industri fermentasi.

Pembahasan

Judul Skripsi

Pengaruh Penggunaan Non-air Flow Box (NAB) pada Liquid-State

Fermentation terhadap produk kecap ikan.