ISOLASI DAN KARAKTERISASI JAMUR PENGHASIL INULINASE

YANG TUMBUH PADA UMBI DAHLIA ( Dahlia variabilis)

Dephia Rohmah PS, Bayu MS, Fitri Nurjanah, Ening BR, Adi Primanto

Prodi Kimia, FST, Universitas Jenderal Soedirman

ABSTRAK

Dua puluh tiga isolat jamur yang memiliki aktifitas inulinase diisolasi dari rizosfer

umbi dahlia. Jamur diinokulasikan pada medium PDA yang mengandung inulin.

Isolat diidentifikasi secara makroskopik dan mikroskopik. Isolat ini dipilih

berdasarkan uji aktivtas inulinasenya pada biakan padat dan cair dalam medium

yang mengandung inulin sebagai satu-satunya sumber karbon dan energi.

Aktivitas inulinase pada biakan padat diukur berdasarkan zona bening sedangkan

pada biakan cair diukur berdasarkan gula peredeuksi yang dihasilkan. Salah satu

isolat diidentifikasi sebagai Aspergilus clavatus dengan aktivitas inulinase sangat

tinggi yaitu 2,94 mg fruktosa ml-1. Jamur ini memiliki potensi menghasilkan gula

cair fruktosa dari inulin.

Kata kunci: Aspergillus clavaties, umbi dahlia, enzim inulinase, rizosfer

PENDAHULUAN

Tanaman dahlia (Dahlia variabilis) penyebarannya dibawa oleh orang-

orang Belanda pada jaman kolonialisasi. Dahlia merupakan tanaman yang dapat

menghasilkan karbohidrat (inulin) yang tersimpan dalam umbi dan termasuk

dalam familia Compositae. Selain itu, tanaman tersebut dapat digunakan sebagai

bunga potong. Umbi-umbi dahlia digunakan sebagai bahan pemanis alami karena

mengandung inulin yang cukup. Pemanis yang dihasilkan dari umbi dahlia berupa

gula cair fruktosa atau High Fructose Syrup (HFS) (Wijanarka dan Sri, 2002).

Inulin adalah suatu polifruktan yang terbentuk sebagai karbohidrat

cadangan pada umbi dan akar beberapa tanaman seperti Jerusalem artichoke,

chicory, dan dahlia. Senyawa polimer ini memiliki derajat polimerisasi (DP) lebih

dari 30 yang tersusun atas unit-unit monomer fruktosa melalui ikatan β-2-1-

fruktofuransida yang diawali oleh satu molekul glukosa (Workman & Day, 1983;

Gupta et al, 1992). Hasil survey di Lembang Jawa Barat, terungkap bahwa potensi

dahlia sebagai bunga potong maupun sebagai bunga pot tidak begitu

menguntungkan, sehingga lebih digunakan sebagai penghasil pemanis alami atau

gula cair fruktosa (HFS) (Saryono, 2008).

Inulinase adalah enzim hidrolitik yang mengkatalisis reaksi hidrolisis

polisakarida inulin menjadi fruktosa dan atau fruktooligosakarida. Enzim ini dapat

dihasilkan oleh bakteri, jamur, maupun tumbuh-tumbuhan. Namun demikian,

penggunaan enzim mikroba dan aplikasi biokatalisnya banyak mendapatkan

perhatian khususnya pada bidang bioteknologi (Vandamme & Derycke, 1983).

Enzim inulinase dapat berasal dari golongan jamur Aspergillus sp, Penicillium sp,

Chrysosporium sp, Khamir (yeast) Kluyveromyces sp, Candida sp, Debaromyces

dan Saccharomyces sp dari golongan bakteri Arthrobacter sp, Flavobacterium sp

dan Bacillus sp (Allais et al., 1986 ; Xiao et al., 1989).

METODE

Isolasi

Analisis jamur penghasil inulinase yang tumbuh pada umbi dahlia (Dahlia

variabilis) dilakukan dengan urutan isolasi dan identifikasi jamur serta uji

aktivitas inulinase dari jamur yang telah diisolasi. Tahap pertama merupakan

isolasi jamur yang dimulai dengan membuat medium yang berupa PDA (Potato

Dextrose Agar) dengan cara sebanyak 200 gram kentang dikupas dan dibersihkan

kemudian dipotong tipis-tipis. Kentang yang sudah dipotong-potong kemudian

direbus selama 15-20 menit dengan aquades secukupnya. Langkah selanjutnya

adalah menyaring rebusan kentang menggunakan kain untuk diambil filtratnya.

Filtrat yang dihasilkan ditambah dengan 20 gram dekstrosa dan diencerkan hingga

volumenya 1 Liter. Sebanyak 20 gram agar ditambahkan untuk membuat medium

padat. Medium kemudian disterilisasi menggunakan autoklaf pada temperatur

120°C dan tekanan 15 psi selama 15 menit.

Umbi dahlia yang digunakan diperoleh dari beberapa tempat seperti kebun

bunga Brastagi (BG) Sumatera Utara; Padang Panjang (PP), Bukittinggi (BT), dan

Payakumbuh (PK), Sumatera Barat; Pekanbaru (PB), Riau. Pertumbuhan jamur

dilakukan dengan membiarkan umbi membusuk selama beberapa hari pada suhu

kamar hingga terlihat tanda-tanda tumbuhnya jamur. Jamur yang sudah tumbuh

diinokulasi pada medium PDA menggunakan ose, kemudian di inkubasi selama

3x24 jam pada suhu kamar.

Pemurnian

Jamur yang telah diisolasi kemudian diinokulasikan kembali pada medium

PDA yang mengandung inulin 1% pH 5. Koloni dan miselium yang terpisah

diamati bentuk dan ukurannya secara mikroskopis dan makroskopis. Pengamatan

berdasarkan bentuk dan ukurannya ini dilakukan untuk menentukan genus atau

spesiesnya. Biakan murni sebagai isolat ini kemudian dipindahkan ke agar miring

yang merupakan PDA yang mengandung inulin 1% dengan pH 5. Pemindahan ini

dilakukan untuk penyimpanan dan dipelihara sebagai kultur stok.

Uji aktivitas dan Karakterisasi

Jamur dibiakkan di dalam medium PDA yang mengandung inulin (ekstrak

umbi dahlia 1%) pada cawan petri selama 2 hingga 3 hari dengan temperatur

30°C. Penentuan aktivitas inulinase dilakukan dengan meletakkan biakan pada

tempat bersuhu 0°C selama 7 hari. Inulin akan mengendap pada kondisi ini dan

akan terbentuk zona bening pada sekitar koloni jamur penghasil inulinase sebagai

akibat terjadinya proses hidrolisis polimer inulin oleh inulinase yang dihasilkan

jamur. Aktivitas inulinase dikelompokkan ke dalam 5 kategori yaitu aktivitas

sangat rendah diberi simbol (+), aktivitas rendah (++), aktivitas sedang (+++),

aktivitas tinggi (++++) dan aktivitas sangat tinggi diberi simbol (+++++) (Alla &

Omar 1998; Basuki et al, 1995).

Produksi enzim dilakukan terhadap kapang yang memiliki inulinase

dengan aktivitas tinggi. Biakan murni diambil sebanyak 1 hingga 2 ose dan

diinokulasi ke dalam 25 mL medium PDA dengan pH 5 di dalam Erlenmeyer 50

mL. Biakan murni yang telah diinokulasi kemudian diinkubasi dalam inkubator

bergoyang selama 3 hari pada temperatur 30°C dengan kecepatan 100 rpm. Kultur

ini digunakan untuk proses fermentasi selanjutnya.

Sebanyak 2,5 mL kultur fermentasi dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer

yang berisi 25 mL medium PDA dengan pH 5 yang mengandung inulin 1%,

diammonium hidrogen fosfat 0,5%, magnesium sulfat hepta hidrat 0,05%, dan

ferro sulfat 0,015% (Byun & Nahm, 1978). Campuran diinkubasi selama 5 hari di

dalam incubator bergoyang pada temperatur 30°C dengan kecepatan 100 rpm.

Aktivitas inulinase ditentukan dengan mengukur gula pereduksi yang terbentuk

dengan metode ortotoluidin dan biomassa ditentukan secara gravimteri.

HASIL dan PEMBAHASAN

Pada jurnal ini proses isolasi jamur dilakukan pada medium PDA (Potato

Dextrose Agar) dengan pH 5. Medium PDA ini terdiri dari kentang 20%,

dektrosa 2% dan agar 2%. Medium dibuat dengan pH 5 dengan tujuan untuk

mengurangi kontaminan bakteri dan aktinomisetes. Jamur lebih tahan dalam

suasana asam dibandingkan bakteri, maka dari itu penggunaan pH 5 dapat

menyeleksi mikroba yang sedang di isolasi.

Isolat jamur yang ada selanjutnya diuji aktivitasnya berdasarkan

pembentukan zona halo atau zona bening di sekeliling jamur. Zona halo

menunjukan bahwa polimer inulin di sekitar koloni telah terhidrolisis oleh enzim

inulinase yang dihasilkan oleh jamur. Berdasarkan zona halo yang terbentuk,

didapatkan 15 isolat jamur dengan aktivitas rendah, 6 isolat dengan aktivitas

sedang, satu isolat dengan aktivitas tinggi dan satu isolat lagi memiliki aktivitas

sangat tinggi. Isolat yang memiliki aktivitas sangat tinggi tersebut adalah

Aspergillus clavatus dari kebun bunga Brastagi (BG5), Sumatra Utara. Aktivitas

dari Jamur Aspergilllus clavatus ini berbeda dengan jamur Aspergillus clavatus

yang berasal dari daerah Pekanbaru yang memiliki aktivitas sedang. Hal ini

karena kedua jamur tersebut memiliki perbedaan kondisi lingkungan sehingga

aktivitas inulinase dari kedua jamur tersebut berbeda meskipun spesiesnya sama.

Jamur yang memiliki aktivitas (+++) hingga (+++++) pada zona halo

selanjutnya diuji aktivitasnya menggunakan medium cair berupa medium

fermentasi terendam. Medium ini juga menggunakan inulin sebagai satu-satunya

sumber karbon dan energi seperti pada medium PDA hanya saja medium

fermentasi terendam ini berbentuk cair dan terdapat berbagai minerall

didalamnya. Aktivitas jamur pada uji ektivitas dengan medium fermentasi

terendam ini dilihat berdasarkan seberapa besar aktivitas dari jamur-jamur

tersebut dalam menghasilkan enzim dan menghasilkan gula pereduksi.

Grafik diatas memperlihatkan bahwa Aspergillus clavatus (BG5) dari kebun

bunga Brastagi memiliki aktivitas tertinggi dengan menghasilkan gula pereduksi

sebanyak 2,94 mg/mL, dengan demikian inulinase dari jamur jenis ini prospektif

untuk diteliti lebih lanjut. Selain gula reduksi yang dihasilkan, grafik tersebut juga

menunjukkan banyaknya biomassa yang dihasilkan oleh tiap-tiap jamur. Jamur

yang menghasilkan biomassa terbanyak adalah jamur Fusarium solani yaitu

sebanyak 0,471 gram. Menurut pendapat Sa’id (1987), produksi enzim yang

tinggi tidak selalu sejalan dengan banyaknya biomassa yang dihasilkan. Pendapat

tersebut telah terbukti pada penelitian ini juga.

Isolat jamur yang dihasilkan selanjutnya diidentifikasi secara mikroskopik.

Jamur Aspergillus clavatus tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan isolat-isolat

jamur yang lainnya. Berdasarkan pengamatan secara mikroskopis, koloni jamur

ini berbentuk seperti beludru (velvety), berlipat membentuk garis berwarna hijau

kebiruan dengan warna belakang putih bening dan vesikel (kepala konidia) seperti

gada (clavate) serta konidia elip, cincin (halus) seperti terlihat pada gambar 2.

KESIMPULAN

Jamur diisolasi dari umbi dahlia yang berasal dari berbagai tempat di

antaranya kebun bunga Brastagi (BG) Sumatera Utara; Padang Panjang (PP),

Bukittinggi (BT), dan Payakumbuh (PK), Sumatera Barat; Pekanbaru (PB), Riau.

Hasil isolasinya berupa 23 isolat jamur yang dapat menghasilkan inulinase dan

terdiri dari 15 spesies, 13 di antaranya merupakan spesies yang untuk pertama kali

dilaporkan sebagai penghasil inulinase yaitu Cunninghamella elegan, Rhizopus

stolonifer, Aspergillus clavatus, Fusarium culmorum, Fusarium solani,

Cylindrocephalum aureum, Cunninghamella elegan, Penicillium melinii Thom,

Humicola grisea, Oidiodendron griseum Geotricum candidum, Geotricum sp.,

dan Penicillium citreoningrum. Jamur Aspergillus clavatus yang berasal dari umbi

dahlia kebun bunga Brastagi (BG5) memiliki aktivitas inulinase tertinggi dengan

nisbah zona halo 4,2 dan 2,94 mg gula pereduksi/ml. Aspergillus clavatus (BG5)

memproduksi inulinase ekstrasellular secara induktif dengan inulin merupakan

induser terbaik.

DAFTAR PUSTAKA

Allais, J.J., S. Kammoun, P. Blanc, C. Girard dan J. Baratti, 1986, Isolation

and Characteristization of Bacterial Strains with Inulinase Activity, Appl.

Environ. Microbiol, 52 (50 : 1086 –1090).

Gupta A.K., M.Kaur, N. Kaur, & R. Singh, 1992, A Comparison of Properties

of Inulinase of Fusarium oxysporum Immobilized on Various Supports,

Journal Chem. Tech. Biotechnology 53:293-296.

Sa’id, E.G, 1987, Bioindustri: Penerapan Teknologi Fermentasi, PT Mediyatama

Sarana Perkasa, Jakarta.

Saryono, 2008, Isolasi dan Karakterisasi Inulinase dari Aspergillus niger

Gmn11.1 Galur Lokal, Jurnal Natur Indonesia 11(1), Oktober 2008: 19-

23.

Vandamme E. J., & D. G. Derycke, 1983, Microbial Inulinase: Fermentation

Process, Properties and Applications, Advances in Appl. Micro, 29: 139-

176.

Wijanarka dan Sri Pujiyanto, 2002, Optimasi Produksi Enzim Inulinase

Termostabil oleh Bakteri Termofilik dari Umbi Dahlia (Dahlia variabilis),

Jurnal Penelitian Universitas Diponegoro, Semarang.

Workman W.E. & D.F.Day, 1983, Enzymatic Hydrolysis of Inulin to Fructose

by Glutaral Dehyde Fixed Yeast Cell, Biotech. & Bioeng, XXVIII: 905-

910.

Xiao, R., M. Tanida dan S. Takao, 1988, Inulinase from Crysosporium

pannorum, J. Ferment. Technol, 66 (5) : 244 – 248