Liquid State Fermentation of Apple Pomace Sludge for The Production of

Ligninolytic Enzymes and Liberation of Polyphenolic Compounds

Nama kelompok: Anggi S.A. 141211132022Satria A.W. 141211133061Imardha Rona F. 141211133066

1.Pendahuluan

•Basidiomycetes busuk dapat menurunkan lignin, selulosa dan hemiselulosa menjadi senyawa berat molekul rendah yang dapat berasimilasi untuk degradasi nutrisi jamur, hemiselulosa dan lignin yang dilakukan oleh enzim hidrolitik ekstraseluler dan oksidatif tertentu. •Jamur ini mensekresikan enzim ekstra selular yang penting untuk degradasi lignin: lignin peroksidase, peroxidae Mn-dependent, dan mengandung tembaga phenoloxidase, lakase. •Enzim ligninolitik telah menunjukkan potensi yang tinggi dalam aplikasi industri, seperti pulp dan kertas delignifikasi dalam aplikasi industri, air limbah dan pengobatan tanah yang terkontaminasi serta dalam sintesis organik

2.Bahan & Metode

2.1 MEDIA•Ultrafiltrasi sari apel pomace dipilih sebagai media fermentasi karena terdapat pengkayaan nutrien untuk memproduksi enzim ligninolytic dan pengekstraksi senyawa polifenol. Sebelum melakukan fermentasi, pH media disesuaikan menjadi 4,5 ± 0,1. •Fermentasi keadaan cair dilakukan dengan menggunakan media sintetis. Media sintetis digunakan sebagai kontrol untuk membandingkan produksi enzim dengan sari apel pomace.

2.2 PERSIAPAN MIKROORGANISME DAN INOKULUM•P. chrysosporium (ATCC 24275) terpilih sebagai organisme yang cocok untuk bio-proses fermentasi karena potensinya untuk lebih tinggi enzim pro-produksi. •Budaya P.chrysosporium ditumbuhkan pada kentang dextrose, dan diinkubasi pada suhu 37 ± 1◦C. Media ini digunakan sebagai inokulum untuk fermentasi cair apel pomac. Lalu inokulum dipindahkan secara aseptik menjadi 7,5 L fermentor setelah 48 jam inkubasi dalam termos.

2.3 FERMENTASI•Sebuah fermentor berkapasitas 7,5 L dengan volume 4 L digunakan secara terpisah untuk sintetis menengah dan lumpur apel pomace ( disterilkan pada121 ± 1◦C selama 30 menit ) untuk menghasilkan enzim ligninolitik ekstraseluler. Media diinokulasi dengan 10 % ( v / v ) inokulum . Suhu dan pH untuk fermentasi media dikontrol pada 37 ± 1◦C dan 4,5 ± 0,1. •Sampel ditarik dari fermentor pada selang waktu 12 jam untuk analisis kelayakan, aktivitas enzim ligninolitik, ekstraksi polifenol, viskositas ,potensial zeta , dan ukuran partikel sampai tahap penipisan pertumbuhan P. chrysosporium dan produksi enzim maksimal.

2.4 UJI ENZIM• Kegiatan LIP didasarkan pada transformasi veratril alkohol untuk veratil aldehyde.

Aktivitas lakase diuji dengan menggunakan bis 2,2-azino (asam 3 ethylbenzthiazoline-6-sulfonat). Analisis aktivitas MNP didasarkan pada transformasi Mn2+ untuk Mn3.

2.5 UJI VIABILITAS•Uji Viabilitas digunakan sebagai indikator dari jumlah biomassa yang tinggal di media fermentasi. Viabilitas miselium jamur rusak dalam sampel yang mengandung miselium dan sisa substrat diuji dengan nomor yang paling mungkin (MPN) Metode seperti yang dijelaskan oleh Gassara et al.

2.6 EKSTRAKSI SENYAWA POLIFENOL•Sampel yang akurat ditimbang 10 g dan 20 ml dari 80% aseton dan 80% etanol ditambahkan sebagai pelarut. Ekstraksi ultrasonik dilakukan selama 30 menit pada 40 ± 1◦C dalam penangas ultrasonication. •Campuran kemudian disentrifugasi pada 7000 × g selama 20 menit dan supernatan digunakan untuk pengukuran isi polifenol dan aktivitas antioksidan.•2.7 PERKIRAAN DARI TOTAL KADAR FENOLIK DAN RADIKAL BEBAS DARI AKTIVITAS DARI EKSTRAK POLIFENOL•Jumlah polifenol dalam ekstrak fenolik sampel ditentukan oleh metode Swain dan Hillis. Aktivitas radikal bebas dari polifenol ekstrak ditentukan seperti yang dijelaskan oleh Ajila et al.

2.8 PARAMETER FISIKO-KIMIA•2.8.1 Viskositas Selama fermentasi, viskositas kaldu fermentasi diukur pada Interval 12 jam dan 24 jam menggunakan viskometer rasional•2.8.2 Ukuran partikelAnalisis ukuran partikel dari media fermentasi dilakukan dengan mengg unakan Fritsch Sizer partikel Laser ANALYSETTE 22 Tes ini dapat mengukur diameter rata-rata 10%, 43%, 50% dan 90% partikel (D10, D43, D50, D90 dan) di kisaran 0,1-1000 mikrometer. Analisis ukuran partikel dilakukan untuk mempertahankan kelangsungan hidup P. chrysosporium, produksi MNP, LIP dan lakase selama fermentasi sari apel pomace pada interval waktu yang berbeda.

•2.8.3Potensial ZetaAnalisis potensi zeta dipelajari untuk membangun hubungan antara muatan partikel dari kaldu fermentasi, kelangsungan hidup mikroorganisme dan produksi enzim ligninolitik. Biaya partikel dan interaksi antara mereka sangat di-pengaruhi oleh ukuran partikel dan pH medium. Potensi zeta adalah analisis menggunakan zetaphoremeter dengan mempertimbangkan rata-rata 10 pengukuran

•2.9 ANALISA STATISTIKSemua percobaan diuji dalam ulangan dan rata-rata dari 3 ulangan dihitung bersama dengan standar deviasi. Database menjadi sasaran sebuah analisi varians (ANOVA) menggunakan sistem pernagkat lunak analisis statistik digunakan untuk melakukan beberapa tes kisaran antara data dan hasil yang memiliki P <0,05 yang dianggap signifikan.

3. Hasil dan Pembahasan

Fase lag dari jamur P. chrysosporium lebih lama dalam media sintetik (66 jam) dibandingkan dengan sari apel pomace (30 jam).

Fase eksponensial dalam sari apel pomace lebih dari 50 jam dibandingkan dalam media sintetiknya.

a. Mikroorganisme tumbuh dan miselium disintesis. kekentalannya meningkat dari 111.58 mPa s dalam waktu 55 jam.

b. Ukuran partikel meningkat dari D43 = 35.67 µm, D50 = 20.32 µm, D90 = 79.65 µm, D10 = 2.83 µm pada waktu 38 jam sampai D43 = 467.64 µm, D50 = 574.04 µm, D90 = 681.80 µm, D10 = 42.61 µm pada waktu 60 jam.

c. Potensial zeta meningkat dari −14.34 MV pada waktu 60 jam sampai −21.9 mV pada akhir fermentasi sari apel pomace.

a. kadar polifenol lebih tinggi dalam ekstrak aseton daripada alkohol. Kadar polifenol dalam aseton meningkat dari 383 sampai 720 mg

b. kapasitas antiradikal bebas diukur dengan aktivitas penangkap radikal bebas DPPH yang lebih tinggi pada waktu 67 jam dan berhubungan dengan peningkatan total kadar polifenol.

4. Kesimpulan

Produksi enzim ligninolytic dengan lumpur apel pomace lebih tinggi pada media sintetiknya p.chrysoporium . Hal tersebut berhubungan dengan produksi enzim ligninolytic keduanya. Viskositas ukuran partikel, dan potensial zeta mempengaruhi transfer oksigen untuk pertumbuhan mikroorganisme dan produksi enzim ligninolytic. Penambahan jumlah polyfenol yang diamati selama fermentasi cair nantinya memperlihatkan penurunan.

JUDUL SKRIPSIPerbandingan Jumlah Apel Pomace Untuk Uji

Tingkat Efektifitas Produksi Ligninolytic dengan Kombinasi Gula Tebu