Produksi Enzim Selulase dari aspergillus niger Menggunakan Sekam Padi dan Ampas Tebu sebagai Induser.
Production of Cellulase Enzyme from aspergilus niger using Rice Husk and Bagasse as Inducer
Purkan * , Purnama HD, dan Sumarsih S Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga Kampus C, Jl. Mulyorejo, Surabaya
*) Email : purkan@fst.unair.ac.id

## ABSTRACT
Aspergillus niger is fungi can produce cellulase enzyme with agriculture waste as natural inducers. The  purpose of  this  study  was  to compare  the  natural  inducers  potential  between  rice  husk  and bagasse to produce cellulase enzyme from Aspergillus niger . Production of cellulase enzyme was done with variety of inducers such as CMC, rice husk, and bagasse. The optimization of enzyme production  includes  optimum  production  time,  inducer  type,  and  optimum  concentration  of inducer. Furthermore, the enzyme also was characterized in pH and temperature. Enzyme activity test using the DNS method with CMC as substrate. According of this test result show that highest cellulase  enzyme  activity  has  production  time  for  108  hours  with  rice  husk  as  inducer.  The optimum rice husk concentration was needed of 2.5%. The cellulase enzyme was induced by rice husk has optimum activity at pH 4 and 50°C of 0.709 IU/mL.
Keywords : cellulase enzymes, aspergillus niger, inducers, rice husk, bagasse.

## PENDAHULUAN
Enzim  selulase  adalah  enzim  yang  mampu mendegradasi  selulosa dengan  produk utamanya  yakni  glukosa,  selobiosa  dan selooligosakarida.  Selulase  memiliki  sistem enzim  yang  terdiri  dari  endo-1,4-β-glukanase, ekso-1,4-β-glukanase  dan  β-D-glukosidase. Ketiga  enzim  ini  bekerja  secara  sinergis mendegradasi  selulosa  dan  melepaskan    gula pereduksi  sebagai  produk  akhirnya.  Endo-1,4- β-glukanase  memotong  ikatan  rantai  dalam selulosa  menghasilkan  molekul  selulosa  yang lebih pendek, ekso-1,4-β-glukanase  memotong ujung  rantai  selulosa  menghasilkan  molekul selobiosa, sedangkan β-D-glukosidase memotong  molekul  selobiosa  menjadi  dua molekul glukosa (Kim, 2001). Selama  ini  telah  banyak  penelitian  yang dilakukan tentang produksi enzim selulase dari berbagai  jenis  mikroba  baik  bakteri  maupun kapang.  Menurut  Astutik et al. (2010), beberapa  jenis  kapang  yang  mampu menghasilkan  enzim  selulase  cukup  tinggi adalah Penicillium  sp.1,  Penicillium  sp.2, Penicillium  sp.3,  Aspergillus  niger,
dan
Paecylomyces  sp.1. Kemampuan Aspergillus
niger menghasilkan enzim selulase yang cukup tinggi  juga  dilaporkan  oleh  Adri et-al (2013) dengan  memanfaatkan  jerami  padi  dan  CMC ( Carboxyl Methyl Cellulose ) sebagai induser. Enzim  selulase  merupakan  enzim  yang bersifat induktif. Produksi enzim selulase oleh mikroba  membutuhkan  adanya  induser  dalam medium  fermentasinya.  Induser  tersebut  yang akan menginduksi pembentukan enzim selulase pada  sel  mikroba.  Jumlah enzim  yang  ada  di dalam  sel  tidak  tetap,  bergantung  indusernya. Jumlahnya akan bertambah beberapa kali lipat apabila  dalam  medium  mengandung  substrat yang  menginduksi.  Senyawa  induser  yang diperlukan  umumnya  berupa  substrat  enzim tersebut (Adri et al. , 2013). Induser  yang  sering  digunakan  untuk memproduksi  enzim  selulase  dari Aspergillus niger adalah  CMC  ( Carboxyl  Methyl Cellulose )  yang  merupakan  senyawa  turunan dari  selulosa.  Namun  penggunaan  induser tersebut  dirasakan  kurang  efektif  karena hanganya  cukup mahal,  sehingga  banyak penelitian yang dilakukan untuk menggantikan peran CMC tersebut. Pada  saat  ini,  penelitian  tentang penggunaan  induser  alami  terus  berkembang.
Beragam induser yang telah diteliti kebanyakan berasal  dari  limbah  pertanian.  Penggunaan induser  alami  ini  merupakan  alternatif penggunaan  induser  yang  lebih  ramah lingkungan  dengan  nilai  ekonomis  yang rendah. Berdasarkan penelitian yang dilaporkan  Maranatha  (2008),  ada  beberapa jenis  limbah  pertanian  yang  dapat  dijadikan induser  alami  yakni  jerami  padi,  tongkol jagung.  Sedangkan  pada  penelitian  ini dikembangkan  lagi  penggunaan  induser  alami dari  limbah  pertanian  berupa  sekam  padi  dan ampas tebu.
Sekam  padi  dan  ampas  tebu  merupakan limbah  pertanian  yang  ketersediaannya  sangat melimpah  di  Indonesia.  Jika  dilihat  dari  sisi ekonomisnya  tentu  lebih  murah  dan  ramah lingkungan.  Pemilihan  kedua  limbah  tersebut didasari  oleh  banyaknya  jumlah  selulosa  yang terkandung  di  dalamnya.  Kandungan  sekam padi  terdiri  dari  beberapa  komponen  utama yakni  50%  selulosa, 25-30%  lignin,  15-20% silika, dan kadar air 9,02% (Irvan et al. , 2013) sedangkan  komponen  utama  yang  terdapat pada  ampas  tebu  adalah  hemiselulosa  20- 32,2%, selulosa 40,3-55,35%, dan lignin 11,2-
15,27%  (Enny et al. ,  2010).  Tingginya kandungan  selulosa  pada sekam  padi  dan ampas tebu ini diharapkan mampu menginduksi  produksi  enzim  selulase  yang tinggi.

## METODE
Pembuatan Media Padat Media  padat  ini  terdiri  dari  beberapa  komponen nutrisi (g/L  air)  :    1,0  MgSO 4 .7H 2 O;  1,5  KH 2 PO 4 ; CaCl 2 .2H 2 O  0,2; yeast  extract 2,0  dan  glukosa  3,0 serta  18,0  agarosa.  Selanjutnya  media  disterilisasi menggunakan autoclave selama 45 menit pada suhu 121°C.  Media  yang  telah  steril  kemudian  dituang dalam  cawan  petri  steril,  diamkan  hingga  media tersebut  memadat.  Media  caie  memiliki  komposisi yang  sama  dengan  media  padat,  tetapi  tidak  ada penambahan agar.

## Pembuatan Media Produksi
Media produksi dibuat sebanyak 20 mL yang terdiri dari komposisi (g/L air) berikut :  1,0 MgSO 4 .7H 2 O; 1,5 KH 2 PO 4 ; CaCl 2 .2H 2 O 0,2; yeast extract 2,0 dan glukosa  3,0.  Selanjutnya  ditambahkan  10,0  induser CMC,  sekam  padi,  dan  ampas  tebu  pada  masing- masing  media  yang  berbeda.  Semua  bahan dilarutkan  dalam  labu  Erlenmeyer  100  mL  yang kemudian ditutup dengan kapas dan alumunium foil . Media  ini  kemudian  disterilisasi  dengan autoclave selama 45 menit (Astutik et-al.,2010).

## Persiapan Induser
Sampel  sekam  padi  dan  ampas  tebu  dikeringkan terlebih  dahulu  di  bawah  sinar  matahari  kemudian dihaluskan dan diayak, lalu dilakukan pre-treatment dengan  cara  10  gram  sampel  ditambah  dengan NaOH 5% (1:10). Kemudian disaring dengan corong Buchner  dan  dicuci  menggunakan  akuades  sampai pH  netral.  Langkah  terakhir  dikeringkan  dengan oven pada suhu 105°C selama 10 jam.
Kultivasi Isolat Penghasil Enzim Selulase Peremajan Isolat Aspergillus Niger
Sebanyak  satu  ose  koloni  dipindahkan  dari  stok biakan  ke  dalam  media  padat  yang  telah  disiapkan kemudian diinkubasi selama 3 hari pada suhu 37°C. Koloni  tunggal  yang  diperoleh  selanjutnya digunakan untuk pembuatan inokulum.
Kurva Pertumbuhan Kurva pertumbuhan Aspergillus niger menggunakan metode  berat  kering.  Sebanyak  200μL  inokulum dipindahkan  ke  dalam  media  pertumbuhan  20  mL dalam  labu  Erlenmeyer  100  mL.  Suspensi  biakan diinkubasi  pada  suhu  ruang  dengan  pengocokan ( shaker )  150  rpm.  Selanjutnya  dilakukan pengambilan  inokulum  setiap  4  jam  selama  3  hari untuk mengukur berat keringnya. Inokulum tersebut kemudian  disaring  menggunakan  kertas  saring  dan dicuci  dengan  akuades.  Sebelum  diukur  beratnya, sampel  dimasukkan  ke  dalam  oven  dan  desikator untuk  menghilangkan  kadar  airnya  hingga didapatkan berat yang konstan.

## Pembuatan Inokulum
Isolat yang telah diremajakan dipindahkan sebanyak 1  ose  ke  dalam  media  pertumbuhan  50  mL  dalam Erlenmeyer 250 mL, kemudian diinkubasi pada suhu ruang  dengan  pengocokan  150  rpm  selama  waktu kultivasi  optimum  yang  diperoleh  dari  kurva pertumbuhan. Hasil tersebut akan digunakan sebagai starter.
Produksi Enzim Selulase dari Aspergillus Niger Kurva Produksi Enzim Selulase Sebanyak  200  μL  inokulum  ditambahkan  ke  dalam 20  mL  media  produksi  kemudian  diinkubasi pada suhu  ruang  dengan  pengocokan  150  rpm menggunakan shaker selama  6  hari.  Selnjutnya dilakukan pengambilan sampel dengan variasi waktu setiap  12  jam.  Sampel  tersebut  disentrifugasi menggunakan sentrifuge dingin  dengan  suhu  4°C dengan  kecepatan  3500  rpm untuk  diambil supernatannya.  Supernatan  ini  merupakan  enzim ekstrak  kasar  selulase  yang  selanjutnya  diuji aktivitasnya.

## Optimasi Induser Terbaik untuk Produksi Enzim Selulase
Sebanyak  200  μL  inokulum  ditambahkan  ke  dalam 20 mL media produksi dengan penambahan induser terbaik  yang  diketahui  dari  kurva  produksi  (hasil percobaan  prosedur  3.4.4.1).  Penambahan  induser
ini dilakukan dengan variasi kadar induser sebesar 0; 0,5;  1,0;  1,5;  2,0;  2,5  dan  3,0%  (b/v).  Media produksi  ini  kemudian  diinkubasi  pada  suhu  ruang dengan  pengocokan  150  rpm  menggunakan shaker selama waktu produksi optimal yang diperoleh dari kurva  produksi.  Setiap  media  diambil  sampelnya untuk diuji aktivitas.

## Penentuan Kurva Progres Enzim Selulase
Kurva  progres  diperlukan  untuk  mengetahui  waktu inkubasi  yang  tepat  ketika  uji  aktivitas  enzim dilakukan.  Ekstrak  kasar enzim  sebanyak  80  μL ditambah  dengan  720  μL  CMC  1%  dalam  buffer sitrat  fosfat  pH  7  kemudian  diinkubasi  dengan selang  waktu 10 menit dimulai dari 10, 20, 30, 40, 50,  60,  70,  80,  dan  90  menit.  Setelah  itu ditambahkan 1200 μL pereaksi DNS kemudian diuji aktivitasnya  menggunakan  Spektrofotometer  UV- Vis pada panjang gelombang 540 nm.
Uji Aktivitas Enzim Selulase Aktivitas  enzim  selulase  ditentukan  dengan menggunakan metode DNS (asam-3,5- dinitrosalisilat).  Sebanyak  80  μL  ekstrak  kasar enzim  ditambah  dengan  720  μL  substrat  larutan CMC  1%  (dalam  buffer  sitrat  fosfat  pH  7) dimasukkan  ke  dalam  tabung Ependorf kemudian diinkubasi  dalam water  bath dengan  suhu  37°C selama 60 menit. Hasil inkubasi ditambah 1200 μL pereaksi  DNS  lalu  dimasukkan  ke  dalam  penangas air  mendidih  selama  15  menit.  Setelah  itu, dimasukkan ke dalam penangas es selama 20 menit.
Dalam uji ini digunakan kontrol berupa 80 μL ekstrak  kasar  enzim  yang  telah  dipanaskan  selama 15  menit  kemudian  ditambahkan  720  μL  substrat dan  1200  μL  pereaksi  DNS.  Campuran  larutan tersebut diperlakukan sama seperti kondisi sampel di atas.  Setelah  itu  gula  pereduksi  yang  terbentuk diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada λ=540 nm (Miller, 1959; Puspaningsih, 2007).

## Karakterisasi Enzim Selulase
Penentuan pH Optimum pH optimum enzim selulase dapat ditentukan dengan cara  berikut:  menyediakan  beberapa  larutan  CMC 1% dalam buffer pada variasi pH  3,  4, 5,  6, 7, dan 8. Untuk pH 3 sampai 7 menggunakan buffer sitrat fosfat  sedangkan  pH  8  menggunakan  buffer  fosfat. Selanjutnya, masing-masing  larutan  ditambah ekstrak kasar enzim dan diinkubasi selama 60 menit pada suhu 37°C. Kemudian diuji aktivitasnya.

## Penentuan Suhu Optimum
Penentuan  suhu  optimum  dilakukan  pada  kisaran temperatur  30,  37,  40,  50,  60,  dan  70°C  dalam substrat  CMC 1%  pada  pH  optimum  (hasil percobaan prosedur 3.4.7.1), selanjutnya menambahkan  ekstrak  kasar  enzim  kemudian diinkubasi selama 60 menit dan diuji aktivitasnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Profil Pertumbuhan
Aspergillus niger Aspergillus  niger merupakan  salah  satu  jenis kapang  yang  mampu  menghasilkan  enzim selulase  dengan  baik.  Pemilihan  kapang tersebut  pada  penelitian  ini  juga  dikarenakan sifatnya  yang  relatif  mudah  tumbuh  pada berbagai jenis media. Kinerja Aspergillus niger semakin maksimal apabila ditumbuhkan dalam waktu  dan  kondisi  yang  optimal  pula.  Karena semakin  baik  kualitas  sel  maka  jumlah  enzim yang  akan  dihasilkan  dalam  metabolisme  sel semakin banyak.
Selama  pertumbuhan,  sel-sel Aspergillus niger yang  digunakan  harus  dalam  keadaan baru  sehingga  perlu  dilakukan  beberapa  tahap untuk  meremajakannya.  Pertama  dimulai dengan  meremajakan  isolat Aspergillus  niger dalam  media  padat.  Pertumbuhan Aspergillus niger ini  diamati  dengan  munculnya  spora berwarna  hitam  yang  mulai  terlihat  pada  hari ketiga.
Gambar  1.  Biakan Aspergillus  niger pada media padat selama 3 hari Kurva  pertumbuhan
Aspergillus  niger diperoleh  dengan  menanamkan  sel-selnya  ke dalam  media  cair.  Sel-sel Aspergillus  niger dipindahkan  dari  media  padat  ke  media  cair dengan  bertujuan  untuk  menghasilkan  sel-sel yang  lebih  aktif  yang  biasa  disebut  dengan inokulum.  Proses  pengaktivan  sel-sel  tersebut dilakukan  dengan  cara  aerasi  melalui pengocokan. Hal ini bertujuan untuk menyuplai kadar  oksigen  secara  terus  menerus  selama pertumbuhan sel berlangsung. Proses pertumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode berat kering. Metode  berat  kering  merupakan  salah  satu metode  yang  digunakan  dalam  kurva pertumbuhan  mikroorganisme  berdasarkan
bertambahnya  jumlah  dan  berat  sel  tersebut (Murni et-al,  2011).  Dalam  penelitian  ini,
Aspergillus  niger dalam  media  diukur  berat keringnya  setiap  4  jam.  Berat  kering  yang konstan diperoleh dengan  menghilangan kadar airnya  dengan  cara  memasukkan  ke  dalam oven dan desikator. Menurut  Maryanty et-al (2010),  fase pertumbuhan  diawali  dengan  fase  lag  (fase adaptasi)  merupakan  suatu  fase  dimana mikroorganisme  menyesuaikan  diri  karena adanya  perubahan  media  dan  lingkungannya.
Fase  ini  terjadi  sesaat  setelah  inokulasi berlangsung  dimana  sel  belum  mengalami pertumbuhan dan jumlah sel masih relatif tetap. Selanjutnya adalah fase log (fase pertumbuhan). Sesuai dengan namanya fase ini merupakan fase pertumbuhan sel yang ditandai dengan  meningkatnya  jumlah  sel  yang signifikan karena proses pembelahan sel terjadi secara maksimal. Pada fase ini merupakan fase terbaik  dalam  penentuan  waktu  optimal inokulasi  suatu  sel.  Fase  ketiga  adalah  fase stasioner,  fase  dimana  sel  tidak  akan  tumbuh lagi  dan  relatif  tetap.  Hal  tersebut  disebabkan berkurangnya  nutrient  dan  meningkatnya limbah pada media pertumbuhan. Fase ini terus berlanjut hingga memasuki fase kematian yang berarti jumlah sel menurun secara drastis. Sel- sel mulai mati karena konsentrasi nutrien yang sangat  rendah  dan  limbah  yang  tinggi mengakibatkan pertumbuhan sel terhambat.
Gambar  2.  Profil  pertumbuhan aspergillus niger dengan  metode  berat kering Berdasarkan kurva pertumbuhan Aspergillus  niger di  atas  dapat  terlihat pergerakan fase-fase pertumbuhan yang terjadi.
Fase  lag  terjadi  pada  jam  0  hingga  4  jam  . Setelah  4  jam,  sel Aspergillus  niger mulai mengalami  pertumbuhan  yang  signifikan hingga  24  jam.  Selanjutnya  kurva  mulai
mengalami  penurunan  secara  bertahap  hingga mencapai  jam  36.  Penurunan  tersebut membuktikan  bahwa  sel  mulai  memasuki  fase kematian  sedangkan  untuk fase  stasioner memang tidak terlihat pada Gambar 2. tersebut. Hal  ini  bisa  saja  terjadi  karena  kemungkinan fase  stasioner  terjadi  antara  rentang  jam  24 hingga  sebelum  mencapai  jam  28.  Menurut kurva  pertumbuhan Aspergillus  niger ,  waktu terbaik  untuk  pembuatan  inokulum  dilakukan selama 22 jam yang masuk dalam rentang fase pertumbuhan namun sebelum mencapai puncak pertumbuhan sel. Produktivitas Enzim Selulase oleh Aspergillus  niger yang  Diinduksi  dengan
Ampas Tebu dan Sekam Padi
Komponen  yang  terkandung  dalam media fermentasi  harus  diperhatikan.  Selain  induser diperlukan  pula  beberapa  komponen  yang harus  terkandung  dalam  media  guna menunjang  berlangsungnya  proses  fermentasi. Adanya  glukosa  dan extract  yeast berfungsi sebagai  sumber  karbon,  kalsium  dan  kalium bertindak  sebagai  kofaktor  enzim  sedangkan magnesium  untuk  sintesis  dinding  sel,  asam nukleat  serta  memelihara  struktur  membran (Wuru, 2003). Produktivitas enzim selulase dari Aspergillus  niger ditentukan  dengan  cara menguji aktivitas enzim tersebut menggunakan substrat  CMC.  Uji  aktivitas  enzim  dilakukan dengan  metode  CMCase  menggunakan  reagen DNS  (asam  3,5-dinitrosalisilat)  yang  akan diamati  berdasarkan  jumlah  glukosa  yang terbentuk.  Karena  seperti  yang  telah  diketahui bahwa  enzim  selulase  ini  berfungsi  untuk menghidrolisis  substrat  selulosa  menjadi monomer  gula  pereduksinya  berupa  glukosa. Jumlah glukosa yang terbentuk akan dikonversi ke dalam bentuk IU ( International Unit ). Satu unit (IU) artinya sejumlah enzim selulase yang dapat membebaskan  1  μmol  gula  pereduksi dalam  kondisi  percobaan  per  satuan  waktu (Wahyuningtyas et  al .,  2013).  Pengujian aktivitas  enzim  selulase  ini  menggunakan spektrofotometer  UV-Vis  dengan  panjang gelombang  540nm.  Berikut  ini  merupakan profil  produktivitas enzim  selulase  yang diinduksi  oleh  CMC,  ampas  tebu,  dan  sekam padi yang dapat dilihat dari Gambar 3.
Gambar  3. Aktivitas  enzim  selulase  dari Aspergillus niger . Produksi yang diinduksi  dengan  CMC,  ampas tebu,  dan  sekam  padi  terhadap waktu fermentasi. Produktivitas  selulase  dengan  ketiga  jenis induser  mengalami  peningkatan  seiring bertambahnya  waktu  fermentasi  hingga mencapai  titik  optimum  yang  sama  pada  108 jam.  Setelah  mencapai  titik  optimum  secara perlahan  aktivitas  enzim  selulase  mulai menurun.  Hal  tersebut  mungkin  disebabkan adanya  kematian  sel  yang  berdampak  pada menurunnya  aktivitas  enzim  yang  terjadi sehingga  glukosa  yang  dihasilkan  semakin berkurang.
Gambar 3 menunjukkan bahwa induser dari limbah pertanian berupa ampas tebu dan sekam padi  mampu  menginduksi  produksi  enzim selulase  dengan  cukup  baik.  Diantara  kedua induser  alami  tersebut  memiliki  kemampuan menginduksi  enzim  yang  berbeda  dimana sekam  padi  mampu  menginduksi  lebih  baik dibandingkan dengan ampas tebu. Hal tersebut terlihat dari tingginya aktivitas selulase sebesar 0,251  IU/mL  yang  diinduksi  dengan  sekam padi daripada ampas tebu sebesar 0,221 IU/mL. Bahkan  aktivitas  selulase  yang  diinduksi  oleh sekam  padi  sedikit  lebih  tinggi  daripada  yang diinduksi  dengan  CMC  sebesar  0,248  IU/mL. Hal  ini  dapat  dipengaruhi  oleh  proses pre- treatment yang dilakukan pada ampas tebu dan sekam  padi  yang  mampu  mengilangkan kandungan  lignin  yang  biasanya  melindungi selulosa.  Hilangnya  kandungan  lignin  ini menyebabkan sekam padi mampu menginduksi enzim  selulase  lebih  maksimal  (Adri et al. , 2013).
Produksi  Enzim  Selulase  Optimum  oleh Aspergillus niger dengan Variasi Konsentrasi Induser Terbaik Pada  percobaan  sebelumnya  telah  ditentukan jenis  induser  terbaik  diantara  kedua  induser alami  yang  diuji  yakni  sekam  padi.  Hasil tersebut  akan  dilanjutkan  proses  pengujiannya
hingga diperoleh produksi enzim selulase pada kondisi optimum. Jenis  induser  dan  kondisi  yang  optimum sangat  berpengaruh  terhadap  produksi  enzim sehingga  aktivitas  dari  enzim  tersebut  juga optimal. Dalam upaya menghasilkan produktivitas  enzim  yang  optimal  maka  perlu dilakukan  optimasi  konsentrasi  induser.  Pola produktivitas  selulase  menggunakan  induser sekam  padi  dengan  variasi  konsentrasi  yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Aktivitas  enzim  selulase  dari Aspergillus  niger dengan  variasi konsentrasi induser sekam padi
Berdasarkan  Gambar  4  menunjukkan bahwa  peningkatan  konsentrasi  induser berbanding  lurus  dengan  tingginya  produksi enzim  selulase  yang  dihasilkan.  Tahap  ini hanya  berlangsung  hingga  tercapainya konsentrasi optimal induser sebesar 2,5% yang terlihat  dari  aktivitas  enzim  selulase  sebesar 0,0483 IU/mL, selebihnya produktivitas enzim mengalami  penurunan.  Konsentrasi  induser yang  kecil  menyebabkan  afinitas  pengikat repressor  oleh induser  rendah.  Begitu  pula sebaliknya,  konsentrasi  induser  yang  terlalu besar  menyebabkan  kejenuhan  pada  produksi enzim selulase karena konsentrasi induser yang terlampau besar dapat menghambat terbentuknya  kompleks  enzim  substrat sehingga  produksi  enzim tidak  berjalan maksimal.

## Karakterisasi Aktivitas Enzim Selulase oleh Aspergillus niger Penentuan pH Optimum
Enzim merupakan suatu protein yang memiliki aktivitas biokimia sebagai katalis suatu reaksi. Aktivitas  enzim  diperngaruhi  oleh  pH    karena sifat  ionik  pada  gugus  karboksil  dan  gugus aminonya.  Perubahan  pH  yang  tidak  sesuai
akan  menyebabkan  daerah  katalitik  dan konformasi  enzim  berubah  mengakibatkan denaturasi  enzim  sehingga  aktivitas  enzim menurun.  Kinerja  enzim  dalam  proses mengkatalisis  suatu  reaksi  akan  berjalan  baik apabila berada pada kondisi pH yang optimum (Safaria et  al .,  2013).  Pada  penelitian  ini dilakukan karakterisasi pH dengan rentang pH
3,  4,  5,  6,  dan  7  yang  menggunakan  buffer sitrat  fosfat  sedangkan  untuk  pH  8 menggunakan buffer fosfat.
Gambar 5. Aktivitas  enzim  selulase  oleh
Aspergillus  niger terhadap  variasi pH Berdasarkan  Gambar  5  menunjukkan aktivitas  enzim  selulase  optimum  terjadi  pada pH 4 (cenderung asam) dengan aktivitas enzim sebesar  0,324  IU/mL.  Tingginya  aktivitas enzim  ditentukan  oleh  gugus  aktif  rantai samping  enzim  yang  berfungsi  sebagai  sisi katalitik  dalam  mengikat  substrat.  Perubahan pH ini akan mempengaruhi ionisasi dari gugus- gugus samping pada asam amino. Hal ini juga berpengaruh pada ikatan  hidrogen antar gugus fungsi  sehingga  mempengaruhi  konformasi enzim  dan  substrat  dalam  mempertahankan struktur  tersier  dan  kuartener  enzim  aktif. Ketika  aktivitas  enzim  mengalami  penurunan menunjukkan  bahwa  terjadi  perubahan konformasi  enzim  dengan  substrat  sehingga ikatan  diantara  keduanya  semakin  melemah (Lehninger, 2010). Penentuan Suhu Optimum Kemampuan enzim selulase dalam menghidrolisis  substrat  juga  dipengaruhi  oleh suhu.  Pada  penelitian  ini  dilakukan karakterisasi  suhu dengan variasi suhu 30, 37,
40, 50, 60, dan 70°C pada pH 4 (pH optimum) . Berikut  merupakan  profil  produktivitas  enzim selulase  oleh Aspergillus  niger yang  diinduksi dengan sekam padi terhadap suhu.
Gambar 6. Aktivitas  enzim  selulase  oleh
Aspergillus  niger terhadap  variasi suhu Gambar 6 menunjukkan adanya peningkatan  aktivitas  enzim  diiringi  dengan kenaikan  suhu  hingga  mencapai  titik  optimal yakni  pada  suhu  50°C.  Pada  suhu  optimal tersebut  aktivitas  enzim  selulase  mencapai 0,709  IU/mL.  Bertambahnya  suhu  sampai dengan suhu optimum menyebabkan terjadinya kenaikan  kecepatan  reaksi  enzim  karena bertambahnya ennergi kinetik yang mempercepat gerak enzim dan substrat. Energi tersebut  mampu  menaikkan  tabrakan  antara molekul-molekul sehingga terbentuk kompleks enzim  substrat  yang  lebih  stabil  yang mengakibatkan aktivitas enzim meningkat. Suhu di bawah suhu optimum menghasilkan  aktivitas  spesifik  selulase  yang rendah  karena  kurangnya  energi  kinetik  yang menyebabkan  pembentukan  kompleks  enzim dan  substrat  menjadi  kecil  sehingga  aktivitas enzim  yang  terjadi  juga  kecil.  Apabila  terjadi kenaikan  suhu  di  atas  suhu  optimum menyebabkan aktivitas enzim menurun. Hal ini terjadi  karena  enzim  termasuk  jenis  protein yang  dapat  mengalami  denaturasi  pada  suhu tinggi.  Denaturasi  merupakan  perubahan konformasi enzim akibat adanya perenggangan ikatan  hidrogen  yang  bersifat  reversibel sehingga dapat mempengaruhi sisi aktif enzim untuk  berikatan  dengan  substrat  (Mulyani et al. , 2009).

## KESIMPULAN
Dari  data  penelitan  maka  dapat  disimpulkan bahwa  profil  pertumbuhan Aspergillus  niger mencapai fase log mulai pada 4 hingga 24 jam, aktivitas  enzim  selulase  dari Aspergillus  niger dengan  penambahan  induser  sekam  padi sebesar 0,251 IU/mL sedangkan dengan ampas
tebu sebesar 0,221 IU/mL, Karakteristik enzim selulase  dari Aspergillus  niger yang diinduksi oleh sekam padi berlangsung optimal pada pH 4  suhu  50°C  dengan  aktivitas  enzim  sebesar 0,709 IU/mL.

## DAFTAR PUSTAKA
Abubakar,  F.A.  and  Oloyede,  O.B.,  2013, Production  and  Activity  of  Cellulose  from Aspergillus  niger
Using  Rice  Bran  and Orange  Peel  as  Substrates, International Journal  of  Scientific  Research  and Management (IJSRM) , 1(5), 285-291 Adri,  W.,  Mardiah,  E.,  dan  Afrizal,  2013, Produksi  Enzim  Selulase dari Aspergillus niger dan  Kemampuannya  Menghidrolisis Jerami  Padi, Jurnal  Kimia  Unand (ISSN No. 2303-3401) ,2(2), 103-108 Aryani,  S.W.,  2012,  Isolasi  dan  Karakterisasi Ekstrak Kasar Enzim Selulase dari Kapang
Selulolitik Mucor sp . B2, Skripsi, Program Studi  S-1  Kimia  Fakultas  Sains  dan
Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya Astutik, R.P., Kuswytasari, N.D., dan Shovitri, M., 2010, Uji Aktivitas Enzim Selulase dan Xilanase  Isolat  Kapang  Tanah  Wonorejo Surabaya, Laporan  Penelitian ,  Jurusan Biologi  FMIPA ITS, Surabaya Enny, K.A., Margareta, N.E., dan Vissi, W.H.,
2010, Konstanta Kecepatan Reaksi Sebagai Fungsi  Suhu pada  Hidrolisa  Selulosa dari Ampas  Tebu  Dengan  Katalisator  Asam Sulfat, Ekuilibrium , 9(1), 1-4 Irvan, Trisakti, B., Hasbi., C.N., dan Widiarti, E.,  2013.  Pengomposan  Sekam  Padi Menggunakan Slurry Dari  Fermentasi Limbah  Cair  Pabrik Kelapa  Sawit, Jurnal Teknik Kimia USU , 2(4), 6-7
Kasmiran,  A.,  dan  Tarmizi,  2012.  Aktivitas enzim  Selulase dari  Kapang  Selulolitik pada  Substrat  Ampas  Kelapa, Lentera , 12(1), 10-13
Kim,  K.H.  and  Hong,  J.,  2001, Supercritical CO 2 Pretreatment  of  Lignocellulose
Enhances  Enzymatic  Cellulose  Hydrolysis, Bioresource Technol , 77(2), 139-144 Lehninger, A.L., 2010, Dasar-Dasar Biokimia,
jilid  1 ,  Penerjemah:  Maggy  Thenawidjaya, Penerbit Erlangga, Jakarta
Maranatha, B., 2008, Aktivitas Enzim Selulase Isolat  Asal  Indonesia pada  Berbagai
Substrat  Limbah  Pertanian, Skripsi ,
Departemen  Biologi  Fakultas  Matematika
dan  Pengetahuan  Alam  Institut  Pertanian Bogor, Bogor Maryanty, Y., Pristianti, H., dan Ruliawati, P.,
2010,  Produksi  Crude  Lipase  dari Aspergillus  niger pada  Substrat  Ongok Menggunakan  Metode  Fermentasi  Fasa Padat, Prosiding Seminar  Rekayasa  Kimia dan  Proses ,  ISSN  :  1411-4216,  Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Malang Miller,  L.G.,  1959,  Use  of  Dinitrosalicylic Acid  Reagent  for  Determination  of Reducing Sugar, Anal chem. , 31, 426–428 Mulyani, N.S., Asy’ari, M., dan Prasetiyoningsih,  H.,  2009,  Penentuan Konsentrasi Optimum Oat Spelt Xylan Pada Produksi  Xilanase  dari Aspergillus  niger dalam Media PDB ( Potato Dextrose Broth ),
J. Kim. Sains & Apl ., XII(1), 6-8 Murni,  S.W.,  Kholisoh,  S.D.,  Tanti,  D.L.,  dan Petrissia, E.M., 2011, Produksi, Karakterisasi,  dan  Isolasi  Lipase  dari Aspergillus  niger , Prosiding  Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” , ISSN 1693-4933,  Program  Studi  Teknik  Kimia Fakultas  Teknik  Industri  UPN  “Veteran” Yogyakarta Pandey,  A.,  Soccol.  C.R.,  Nigem,  P.,  and Soccol,  V.T.,  2000.  Biotecnological Potential  of  Agro-instrial  Residues Sugarcane Bagasse. Bioresour Technol, 74, 69-81 Puspaningsih,  N.N.T.,  Suwito,  H.,  Sumarsih, S.,  Rohman,  A.,  dan  Asmarani,  O.,  2007, Hidrolisis  Beberapa  Xilan  dengan  Enzim Xilanolitik  Termofilik  Rekombinan, Berk. Pen. Hayati , 12, 191-194 Resita, E., T., 2006, Produksi Selo- Oligosakarida Dari Fraksi Selulosa Tongkol Jagung  Oleh  Selulase Trichoderma  viride , Skripsi , Departemen  Teknologi  Industri Pertanian  Fakultas  Teknologi  Pertanian
Institut Pertanian Bogor, Bogor
Safaria,  S.,  Idiawati,  N.,  dan  Zaharah,  T.A., 2013,  Aktivitas  Campuran  Enzim  Selulase dari Aspergillus  niger dan Trichoderma ressei dalam  Menghidrolisi  Substrat  sabut Kelapa, JKK , 2(1), 46-51
Simanjuntak,  I.O.,  2010,  Pemanfaatan  Potensi enzim  Selulase  dan  Kompleks  Xilanase dalam  Proses  Deinking  Kertas  Koran Berkas, Skripsi, Program  Studi  S-1  Kimia Fakultas  Sains  dan  Teknologi  Universitas Airlangga, Surabaya
Singh,  B.K.,  2010,  Exploring  Microbial Diversity  for  Biotechnology  :  The  way forward. Trends Biotechnol, 28, 111-116 Stryer , L., 2007, Biochemistry , W.H. Freeman and Company, New York. Susanti, D., 2007, Seleksi dan Produksi Enzim Selulase oleh Kapang Selulolitik Menggunakan Tongkol Jagung dan Blondo,
Tesis ,  Pascasarjana  Universitas  Andalas,
Padang. Wahyuningtyas, P., Argo, B.D., dan Nugroho, W.A.,2013,  Studi  Pembuatan  Enzim Selulase  dari  Mikrofungi
Trichoderma reesei dengan Substrat Jerami Padi sebagai Katalis Hidrolisis Enzimatik pada Produksi Bioetanol, Jurnal  Bioproses  Komoditas Tropis , 1(1), 21-25. Wuru,  C.K.,  2003,  Pemanfaatan  Pati  dan
Tepung  Gandum  Sebagai  Induser dalam Produksi  Enzim  Glukosa  Isomerase  dari
Streptomyces  griseus , Skripsi , Program
Studi  S-1  Kimia  Fakultas  Sains  dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya.