BAB I PENGANTAR 1.1 Latar Belakang Lipase merupakan enzim yang berperan sebagai katalis dalam proses hidrolisis triasilgliserol menjadi di- dan mono-asilgliserol, asam lemak dan gliserol pada interfase minyak dan air (Contesini, et al., 2010). Selain itu, lipase juga dapat mengkatalisis proses transesterifikasi dan interesterifikasi lipid (Stergiou, et al., 2013). Lipase juga banyak digunakan sebagai katalis dalam berbagai proses industri. Seperti industri makanan, deterjen dan sejumlah obat. Banyaknya penggunaan lipase dalam proses industri, disebabkan karena tingkat stabilitasnya yang tinggi, substratnya spesifik, dan biaya produksinya rendah (Contesini, et al., 2010). Lipase paling baik dihasilkan oleh mikroorganisme berfilamen yakni dari golongan fungi. Spesies yang telah diketahui dapat menghasilkan lipase adalah dari genus Rhizopus sp., Mucor sp., Geotrichum sp., Penicillium sp. dan Aspergillus sp (Contesini, et al., 2010). Spesies dari genus Aspergillus yang telah banyak diketahui digunakan dalam produksi lipase adalah Aspergillus niger (Edwinoliver, et al., (2010), Darmasiwi, (2010). Nakajima-Kambe., et al., (2012)). Haslinawati (2011) menyatakan bahwa, produksi lipase oleh Aspergillus niger menggunakan fermentasi fase padat mencapai 836,85 U/g substrat. Produksi lipase oleh mikroorganisme memerlukan medium yang sesuai. Seperti halnya mikroorganisme yang lain, Aspergillus niger butuh sumber karbon dan sumber nitrogen. Sumber karbon bisa berupa glukosa (Adham,et al., 2009), 1
sukrosa (Esmaeili, et al., 2015) ataupun senyawa karbohidrat sederhana lainnya. Sedangkan sumber nitrogen biasanya berasal dari yeast ekstrak, pepton maupun beberapa jenis asam amino (Sundar, et al., 20113). Akan tetapi, bahan-bahan tersebut sudah dikomersilkan dengan harga yang cukup mahal. Bungkil biji jarak merupakan salah satu limbah pertanian yang kaya akan protein, selain itu juga mengandung lemak dan karbohidrat (Haslinawati, (2011), Montes et al., (2011)). Tingginya kandungan nutrien pada bungkil biji jarak, khususnya protein masih tersedia dalam bentuk polimer. Sehingga memerlukan suatu proses hidrolisis untuk memecah polimer tersebut menjadi molekul yang lebih sederhana. Proses hidrolisis protein pada bungkil biji jarak akan menghasilkan asam amino bebas dan juga peptida pendek yang terlarut dalam hidrolisat (Mishra, et al., 2011). Dengan denikian hidrolisat bungkil biji jarak dapat menggantikan pepton sebagai sumber nitrogen bagi fungi. Produksi lipase oleh mikroorganisme berlangsung melalui proses fermentasi. Metode fermentasi yang digunakan dapat berupa solid state fermentation maupun submerged fermentation (SMF). Submerged fermentation biasanya digunakan untuk memproduksi enzim dari fungi berfilamen dalam skala besar (Singhania et al., 2010). Produksi submerged menggunakan media cair, ketersediaan nutrien dalam bentuk molekul yang sederhana akan memudahkan proses asimilasi nutrient oleh fungi sehingga pertumbuhan fungi akan semakin cepat, dan lipase akan diproduksi lebih cepat. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan screening isolat fungi yang dapat menghasilkan lipase. Berdasarkan penelitian Darmasiwi, (2010) isolat 2
Aspergillus niger 65I6 dapat menghasilkan lipase dengan aktivitas hidrolisis dan esterifikasi tertinggi diantara tujuh isolat yang diuji. Oleh karena itu, dalam penelitian ini isolat Aspergillus niger 65I6 digunakan sebagai inokulum untuk memproduksi lipase dengan menggunakan hidrolisat bungkil biji jarak dengan metode SMF. Produksi lipase dapat dimaksimalkan dengan memberikan kondisi proses fermentasi yang sesuai, sehingga diharapkan dapat diperoleh hasil lipase dengan aktivitas esterifikasi yang tinggi. 1.2 Permasalahan Penelitian Permasalahan umum dalam penelitian ini adalah : - Bagaimana kondisi terbaik fermentasi untuk produksi lipase dengan menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak pada submerged fermentation? Permasalahan khususnya adalah: 1. Berapakah jumlah minyak, jumlah inokulum, waktu inkubasi, suhu dan jumlah hidrolisat yang terbaik untuk produksi lipase menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak pada submerged fermentation? 2. Apakah lipase hasil produksi dengan menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak memiliki aktivitas esterifikasi lebih tinggi dibanding menggunakan pepton? 1.3 Keaslian Penelitian Penelitian mengenai kondisi terbaik produksi lipase Aspergillus niger 65I6 menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak dengan metode submerged 3
fermentation (SMF) belum pernah dilakukan. Sebelumnya telah dilakukan penelitian mengenai produksi lipase oleh Aspergillus niger 65I6, akan tetapi menggunakan substrat berupa bungkil biji jarak dengan metode solid state fermentation (Darmasiwi, 2010) dan juga optimasinya (Haslinawati, 2011). Optimasi produksi lipase menggunakan bungkil biji jarak dengan metode solid state fermentation menghasilkan lipase tertinggi sebesar 836,85 U/g. Pada penelitian ini dikembangkan metode produksi lipase dengan menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak dengan metode submerged fermentation untuk mendapatkan hasil lipase dengan aktivitas lebih tinggi dibanding menggunakan pepton. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari umum penelitian ini adalah : - Untuk memperoleh kondisi terbaik fermentasi dalam produksi lipase dengan menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak pada submerged fermentation. Tujuan khususnya adalah: 1. Memperoleh kondisi terbaik berupa jumlah minyak, jumlah inokulum, waktu inkubasi, suhu dan jumlah hidrolisat yang terbaik untuk produksi lipase menggunakan media hidrolisat bungkil biji jarak pada submerged fermentation. 2. Memperoleh lipase yang memiliki aktivitas esterifikasi yang lebih tinggi dibanding menggunakan pepton. 4
1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kondisi terbaik produksi lipase dengan metode submerged fermentation dengan aktivitas esterifikasi yang lebih tinggi dibanding menggunakan pepton. Sehingga dapat dijadikan referensi dalam produksi lipase skala industri. 5