Nimas Mayang Sabrina S, STP, MP, MSc Lab. Bioindustri, Jur Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya

Transkripsi

1 SELF-PROPAGATING ENTREPRENEURIAL EDUCATION DEVELOPMENT BIOINDUSTRI KAPANG (JAMUR) Nimas Mayang Sabrina S, STP, MP, MSc Lab. Bioindustri, Jur Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya nimas.sunyoto@ub.ac.id 1. PENDAHULUAN - Pengantar - Tujuan - Definisi 2. KARAKTERISTIK KAPANG 2.1 Kelompok Utama Kapang 2.2 Kebutuhan Nutrisi 2.3 Karakteristik Fisiologi 3. KAPANG 3.1 Jamur Benang 3.2 Basidiomycetes 3.3 Spora 3.4 Spora pada Imperfect Fungi 3.5 Mychorrizae 4. KAPANG dalam INDUSTRI 4.1 Kapang yang Penting dalam Industri 4.2 Produksi Enzim Xilanase dan A. niger 4.3 Jamur Penghasil Enzim Inulinase 4.4 Fermentasi Tempe 4.5 Fermentasi Asam Sitrat MODUL 5 Minggu 5 1. PENDAHULUAN 1.1 Pengantar Selain melibatkan bakteri dan khamir, dalam bioindustri dilibatkan pula kapang. Dalam kehidupan sehari-hari, kapang dikenal dengan istilah jamur. Salah satu produk bioindustri dengan agen mikroorganisme kapang adalah tempe. Tempe merupakan makanan yang populer di Indonesia. Kapang yang umumnya digunakan dalam bidang fermentasi adalah kapang berbentuk hifa dan dikenal dengan sebutan jamur. Contohnya pada pembuatan tempe, angkak dan kecap. Sedangkan yang dibudidayakan untuk diambil badan buahnya dikenal sebagai cendawan, misalnya jamur tiram, jamur merang, jamur kuping dan sebagainya. 1.2 Tujuan Penguasaan materi dalam modul ini, yang dirancang sebagai landasan dasar kapang (jamur), akan dapat Mampu menjabarkan berbagai tipe kapang yang penting dalam industri Mampu memberikan setidaknya satu contoh dari tiap-tiap kelompok utama kapang yang penting dalam industri

2 1.3 Definisi Kapang atau jamur merupakan mikroba multiseluler yang banyak dimanfaatkan manusia dalam fermentasi maupun budidaya. 2. KARAKTERISTIK KAPANG 2.1 Kelompok Utama Kapang Lebih dari 56,000 spesies kapang yang telah teridentifikasi Sekitar 430 juta tahun yang lalu kapang mulai muncul di permukaan bumi Ada tiga kelompok utama: Zygomycetes, Ascomycetes, dan Basidiomycetes; Kapang lainnya yang memiliki karakteristik lengkap dimasukkan dalam imperfect fungi 2.2 Kebutuhan Nutrisi Kapang adalah heterotrof dengan menggunakan bahan organik sebagai sumber nutrisi. - Kebanyakan saproba; mengambil nutrien dari bahan mati dan menyebabkan kerusakan - Lainnya parasit; hidup pada jaringan sel inang Semua kapang memiliki enzim ekstraseluler Kapang penting bagi lingkungan sebagai dekomposer 2.3 Karakteristik Fisiologi Pada umumnya jamur benang lebih tahan terhadap kekeringan dibanding dengan khamir atau bakteri. Namun demikian, batasan kandungan air total pada makanan yang baik untuk pertumbuhan jamur dapat diperkirakan. Kandungan air di bawah 14-15% pada biji-bijian atau makanan kering dapat mencegah atau memperlambat pertumbuhan jamur. Suhu optimum untuk jamur pada umumnya berkisar antara o C, namun beberapa tumbuh baik pada o C, misalnya pada spesies Aspergillus. Jamur benang biasanya bersifat aerob, yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Kebanyakan jamur dapat tumbuh pada interval ph yang luas (ph 2,0-8,5), walaupun pada umumnya jamur lebih suka pada kondisi asam. Beberapa jamur memproduksi senyawa penghambat bagi mikroba lain, contohnya Pennicilium chrysogenum dan Aspergillus clavatus. 3. KAPANG 3.1 Jamur Benang Tubuh berupa benang tunggal bercabang-cabang (disebut miselium/a) Tidak berkhlorofil Hidupnya harus heterotrof (menguatkan pendapat bahwa jamur merupakan kelanjutan bakteri di dalam evolusi) Tubuhnya tidak mempunyai diferensiasi, maka disebut tumbuhan thallus Page 2 of 5

3 Thallophyta (lengkapnya thallophyta tidak berkhlorofil). Siklus hidup Jamur Benang - Kebanyakan kapang adalah multiselluler - Makanan diabsorpsi dari bagian kapang yang disebut miselium Masing-masing filamen disebut hifa dengan dinding khitin Dalam hifa terdapat aliran sitoplasma - Reproduksi Asexual melalui spora yang dihasilkan sporangia Sexual melalui pembentukan gamet dalam gametangia dan dihasilkan spora 3.2 Basidiomycetes Meliputi jamur pada tanah dan pohon mati - Beberapa spesies adalah saproba yg penting dalam dekomposer tanaman mati - Lainnya simbion, hidup berasosiasi dg akar tanaman - Jamur yg dapat dimakan bernilai ekonomi tinggi Miselium dari kapang tunggal yg sedang tumbuh dapat menutupi areal seluas 15 hektar Siklus hidup - Bagian badan buah kapang ada di atas tanah/media mis jamur yang terdiri dari tangkai dan tudung Basidiospora dihasilkan dari struktur club pada permukaan luar tudung Jika spora jatuh pada tanah yg cocok, akan berkecambah menghasilkan miselia di dalam tanah kemudian melakukan seproduksi seksual, menghasilkan tahap dikariot - Reproduksi Sexual jika dua strain yg kompatibel kontak Peleburan sitoplasma menghasilkan miselium dikariot Inti akan melebur membentuk zygote, yang kemudian mengalami meiosis untuk membentuk spora haploid yang akan ditebarkan oleh angin 3.3 Spora Kapang adalah penghasil spora - Spora dapat sexual, asexual, atau keduanya - Ukuran kecil, kering, dan mudah ditebarkan udara - Tiap spora akan berkecambang dengan membentuk hifa dan miselium Produksi Ascospora - Kantung kapang bentuk spora sexual disebut ascospora - dalam kantung dapat berisi lebih dari satu spora - Ascomycetes sel tunggal adalah ragi roti yg digunakan pada pembuatan roti (produksi CO2 unt membuat roti mengembang) dan untuk produksi minuman beralkohol Page 3 of 5

4 3.4 Spora pada Imperfect Fungi Kelompok ini mencakup semua kapang yang tidak memiliki fase sexual Contoh: Penicillium, spesies yang terkenal untuk produksi antibiotic dengan nama yang mirip, tetapi kini dimasukkan dalam Ascomycetes 3.5 Mychorrizae Mycorrhizae adalah simbiotik antara hifa kapang dengan akar tanaman - Hifa exomycorrhizae tidak menetrasi sel akar - Hifa endomycorrizae menetrasi sel akar 4. KAPANG dalam INDUSTRI 4.1 Kapang yang Penting dalam Industri Aspergillus niger Aspergillus oryzae Ganoderma sp Monascus purpureus Monilia sitophila Penicillium sp Rhizopus oryzae 4.2 Produksi Enzim Xilanase dari Aspergillus niger ATCC 6275 Produksi enzim telah dilakukan melalui media fermentasi terendam dengan menggunakan jamur Aspergillus niger di dalam medium fermentasi yang mengandung dedak gandum sebagai substrat. Enzim yang dihasilkan antara lain enzim xylanase dalam jumlah besar dengan sedikit enzim selulase. Aspergillus niger ATCC 6275 dikultivasikan dalam erlenmeyer yang berisi substrat dedak gandum dan larutan medium fermentasi yang mengandung garam-garam mineral dan sumber nitrogen pada fermentasi terendam. 4.3 Jamur penghasil enzim inulinase Inulinase enzim hidrolitik yangmengkatalisis reaksi hidrolisis polisakarida inulin fruktosa dan atau fruktooligosakarida. Enzim ini bakteri, jamur / tumbuh-tumbuhan. penggunaan enzim mikroba dan aplikasi biokatalisnya banyak mendapatkan perhatian khususnya pada bidang bioteknologi mikroba 4.4 Fermentasi Tempe Tempe hasil fermentasi dari kedelai oleh jamur Rhizopus oryzae. Tempe selain dibuat dari kedelai dapat juga dibuat dari berbagai bahan nabati berprotein. Pada substrat kedelai jamur selain berfungsi mengikat/menyatukan biji kedelai sehingga menjadi satu kesatuan produk yang kompak juga menghasilkan berbagai enzim yang dapat meningkatkan nilai cerna tempe saat dikonsumsi Page 4 of 5

5 4.5 Fermentasi Asam Sitrat Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamur Aspergillus niger (paling umum digunakan, meskipun juga ada beberapa bakteri mampu melakukan Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asam sitrat REFERENSI Brok, T.D., Madigan, M.T. Martinko, J.M Biology of Microorganisms. 11 th Edition. Pearson Prentice Hall. Upper Saddle River, Nj Davis, D,B., Dulbecco, R. Eisen, H. N and H.S. Ginsberg Microbiology. 4 th. Edition. J.B. Lippincott Company, Philadelphia PROPAGASI A. Latihan dan Diskusi (Propagasi vertical dan Horizontal) 1. Bagaimana kapang dapat berperan pada industri asam sitrat? Jelaskan secara lengkap mekanismenya! B. Pertanyaan (Evaluasi mandiri) 1. Apakah yang dimaksud dengan kapang? 2. Apakah perbedaan antara kapang dan khamir? 3. Bagaimanakah karakteristik fisiologis kapang? 4. Apa sajakah produk yang dihasilkan dari penggunaan kapang dalam dunia agroindustri? 5. Sebutkan beberapa jenis kapang yang berguna dalam industri! C. PROYEK (Eksplorasi entrepreneurship, penerapan topic bahasan pada dunia nyata) Pilih satu spesies jamur, kemudian tentukan aplikasi industri fermentasi dari jamur tersebut. Buat laporan tertulis dan powerpoint, serta presentasikan secara berkelompok! Page 5 of 5