mikroba penghasil enzim Enzim merupakan material yang penerapannya pada kehidupan sudah dilakukan manusia sejak peradaban dimulai. Proses fermentasi untuk membuat roti atau minuman telah dilakukan oleh bangsa Mesir sejak 6000 tahun lalu. Sementara di tanah air, masyarakat telah terbiasa makan tempe, tahu, atau kecap yang merupakan produk fermentasi mungkin sejak ratusan tahun lalu. Tanpa diketahui oleh para nenek moyang, bahwa enzim yang terdapat pada yeast dan jamur yang dipakai itulah yang mengubah gandum menjadi roti dan kedelai menjadi tempe yang lezat.Sejak tahun 70'an, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) telah menyadari, bahwa enzim akan memegang peranan penting dalam industri Indonesia. Enzim adalah protein tidak beracun namun mampu mempercepat laju reaksi kimia dalam suhu dan derajat keasaman yang lembut. Produk yang dihasilkannya sangat spesifik sehingga dapat diperhitungkan dengan mudah. Enzim menjadi primadona industri saat ini dan di masa yang akan datang karena melalui penggunaannya, energi dapat dihemat dan akrab dengan lingkungan. Saat ini penggunaan enzim dalam industri makanan dan minuman, industri tekstil, industri kulit dan kertas di Indonesia semakin meningkat. Dilaporkan, enzim amilase yang digunakan dalam industri tekstil di Bandung - Jawa Barat, jumlahnya tidak kurang dari 4 ton per bulan atau sekitar 2- 3 juta dolar Amerika setiap bulannya dan semuanya diimpor.Oleh karena itu, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) telah sejak lama mengumpulkan dan menseleksi mikroba penghasil enzim khususnya penghasil enzim amilase (pemecah zat tepung), lipase (pemecah lemak), dan protease (pemecah protein). Ke tiga enzim ini sudah amat luas dipakai dalam industri gula cair dan tekstil serta kertas, industri modifikasi lemak, dan industri kulit. Paling tidak, ada 3 Pusat Penelitian (Puslit) di lingkungan LIPI yang bekerja dengan enzim yaitu Puslit Bioteknologi, Puslit Biologi dan Puslit Kimia Terapan.Pada saat ini Puslit Biologi tengah melakukan seleksi ulang terhadap koleksi mikroba penghasil ke 3 enzim di atas. Sementara itu Puslit Kimia Terapan telah mengembangkan produksi enzim a amilase sekala laboratorium dan Puslitbang Bioteknologi telah mengembangkan dan mempatenkan proses produksi enzim glukoamilase menggunakan kapang Rhizopus melalui UNIQUEST di Australia dan mengujicoba proses serupa menggunakan kapang Aspergillus sampai sekala 500 liter. Kini LIPI dengan berbagai fasilitasnya siap bermitra untuk mengembangkannya ke tingkat komersial.Sekitar 80% darin enzim industrial adalah enzim hidrolitik, yang digunakan unutk depolimerisasi (pemecahan molekul-molekul yang komples menjadi yang lebih sedarhana) bahan-bahan alami. Hampir 60% dari kelompok enzim hidrolitik ini adalah proteolitik yang digunakan selain untuk industri pangan misalnya dairy industries, juga untuk industri kulit dan deterjen.Kemudian disusul karbohidrase sekitar 30% yang dipakai untuk keperluan industri pati-patian, baking, distilasi, pembuatan bir, dan juga industri tekstil. Lipase dan highly specialized enzymes, seperti untuk keperluan farmasi, analitik dan pengembangan, menempati posisi berikutnya.Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Enzim ini banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS) maupun pada industri tekstil. Enzim amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisma terutamadari keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang akhirakhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus. Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya produksi.Enzim proteolitik memainkan peranan yang penting pada industri makanan (misalnya dalam proses konversi susu menjadi keju), sebagai bahan pada deterjen maupun pada pemrosesan kulit. Protease yang dipakai
secara komersial seperti serine protease dan metalloprotease, biasanya berasal dariBacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim yang tinggi. Produsen enzim protease lainnya adalah Pseudomanas aeruginosadan Staphylococcus aureus. Pemakaian enzim protease dalam proses tanning kulit dapat meningkatkan kualitas kulit, disamping itu juga merupakan pemakaian produk bioteknologi yang ramah lingkungan karena dapat mengurangi beban polusi limbah industri kulit.Enzim lipase (triacylglycerol acylhydrolases) banyak diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisma baik tunggal maupun bersamaan dengan enzim esterase. Mikroba penghasil lipase antara lain adalah Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus dan Bacillus subtilis. Enzim lipase ini digunakan sebagai biokatalis untuk memproduksi asam lemak bebas, gliserol, berbagai ester, sebagian gliserida, dan lemak yang dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti minyak kelapa sawit. Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam industri farmasi, kimia dan makanan.Ada dua jenis enzim yang sangat penting, yaitu diastase dan protease. Diastase adalah suatu enzim kombinasi dari alpha dan beta amylase, dan berfungsi mengubah pati yang rusak menjadi gula maltose. Sehingga bila butir-butir pati rusak atau kurang tahan disenyawakan dengan diastase, maka alpha amylase akan mengubah pati menjadi dekstrin. Sedangkan beta amylase mengubah dekstrin dan pati hancur menjadi gula maltose. Selanjutnya gula maltose diubah oleh enzim maltose menjadi gula biasa, yang bila diasimilasikan dengan ragi akan menghasilkan karbondioksida yang dapat mengembangkan adonan, alkohol dan sejumlah kecil bahan lain seperti asam. Enzim protease berfungsi melembekkan, melembutkan atau menurunkan gluten yang membentuk protein.Tiga hal yang dapat mempengaruhi kegiatan enzim yaitu: suhu atau temperatur, kemasaman dan jangka waktu. Kegiatan enzim akan meningkat bila suhu dinaikkan hingga 145o F, selanjutnya diatas suhu tersebut kegiatan enzim akan menurun sehingga akhirnya berhenti bekerja. Sedangkan pada bahan yang bersifat masam yaitu antara pH 4,6 - 4,8 maka akan terbentuk maltose dalam jumlah besar. Jangka waktu juga memegang peranan penting terhadap kegiatan enzim, makin lama enzim bereaksi dalam suatu bahan makin banyak produksi yang dapat dicapai, sehingga enzim akan terus bekerja selama ada bahan tempat enzim tersebut bereaksi.Berikut ini ada beberapa fungsi enzim dalam peragian, yaitu: 1.
Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim diastase berguna mencairkan pati, dan mengubah pati cair menjadi gula malt (jelai).
2.
Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim protease berguna melembutkan gluten sehingga adonan roti dapat mengembang.
3.
Dari sumber ragi, enzim invertase dapat mengubah gula tebu menjadi gula campuran (invert sugar).
4.
Dari sumber ragi, enzim maltase dapat mengubah gula malt menjadi gula dekstrose.
5.
Dari sumber ragi, enzim zymase dapat mengubah gula campuran dan gula dektrose menjadi gas karbondioksida ang menge alkohol yang hilang dari dalam roti selama proses pembakaran atau oven.
( Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Mikologi )
BAB I PENDAHULUAN Enzim merupakan senyawa penting yang dihasilkan dalam metabolisme tubuh makhluk hidup. Adanya enzim memungkinkan reaksi metabolisme dalam tubuh terjadi dengan cepat dalam suhu yang rendah tanpa membutuhkan energi yang besar. Bila tidak ada enzim maka reaksi-reaksi kimia akan berjalan sangat lambat.Hal ini dimungkinkan karena enzim dapat menurunkan energi entalpi suatu reaksi. Berbagai jenis enzim terdapat dalam makhluk hidup. Mikroba merupakan sumber penting dari beberapa jenis enzim. Sebagai sumber enzim, mikroba memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan hewan maupun tanaman, yaitu : produksi enzim pada jamur lebih murah, kandungan enzim dapat diprediksi dan dikontrol, pasokan bahan baku terjamin, dengan komposisi konstan dan mudah dikelola. Enzim dapat dihasilkan oleh suatu mikroba diantaranya oleh beberapa jenis jamur. Selain itu, enzim pada jamur disekresikan ke luar sel sehingga memudahkan proses isolasi dan pemurniannya. Beberapa di antara enzim ini ialah pektinase, invertase, amilase, dan protease. Secara umum jamur merupakan organisme yang tidak memiliki klorofil, sehingga tidak dapat menggunakan energi matahari untuk menghasilkan senyawa kimia yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Sebagai penggantinya,jamur memiliki berbagai enzim ekstra seluler yang dapat mendegradasi senyawa organik kompleks untuk membentuk senyawa yang larut yang selanjutnya dapat diserap oleh jamur untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya
BAB II ISI Enzim adalah protein yang dihasilkan oleh sel hidup yang berfungsi sebagai katalis untuk mempercepat suatu reaksi. Enzim dapat dihasilkan oleh suatu mikroorganisme diantaranya oleh beberapa jenis jamur. Jumlah yang dihasilkan dan diekstrasikan ke dalam medium memungkinkan untuk mengumpulkan enzim tersebut serta memekatkan untuk
penerapan dalam industri. Beberapa di antara enzim ini ialah pektinase, invertase, amilase, dan protease. Amilase menghidrolisis pati menjadi dextrin dan gula, digunakan untuk membuat lem dan bahan perekat, melepaskan perekat dari tekstil, menjernihkan sari buah, membuat bahanbahan farmasi dan lain-lain. Invertase menghidrolisis sukrosa menjadi campuran glukosa dan levulosa dan banyak digunakan dalam pembuatan gula-gula dan sirop yang tidak dapat di kristalkan dari sukrosa. Protease digunakan terhadap kulit untuk memperhalus tekstur dan uratnya, perekat, pembuatan bir, dan digunakan bersama sabun untuk mencuci pakaian. Pektinase digunakan untuk menjernihkan sari buah dan juga menghidrolisis pektin dalam batang tanaman rami guna membebaskan serat-serat selulosa untuk membuat kain linen dan karung goni. Tiga keuntungan yang berkaitan dengan enzim ekstra sel yang dihasilkan oleh jamur : 1. Tidak memerlukan proses penghancuran sel saat memanen enzim (proses penghancuran sel tidak selalu mudah dilakukan dalam skala besar). 2. Enzim protein yang disekresikan keluar sel umumnya terbatas jenisnya. Ini berarti enzim ekstrim sel terhindar dari kontaminasi berbagai jenis protein. 3. Secara alami enzim disekresikan keluar sel umumnya lebih tahan terhadap proses denaturasi.
Aspergillus niger Amilase Cellobiose Emulsin Gentianase Gentiobiase Inulase Invertas Lipase Maltase Melezitase Nuclease Protease Raffinase Tannase Zymase
Jamur-jamur penghasil enzim yang penting Aspergillus oryzae P. cammembertii Amilase Amidase Cytase Dextrinase Emulsin Glucosidae Glucosidae Histozyme Inulase Invertase Lactase Lecithinase Lipase Maltase Protease Rennet Sulfatase
Amidase Amilase Emulsin Erepsin Inulase Invertase Lactase Maltase Nuclease Protease Raffinase
Tannase
Beberapa jamur penghasil enzim lainnya : 1. Neurospora sithophila
Klasifikasi Ilmiah Kingdom Fungi Divisio Ascomycota Sub Divisio Pezizomycotina Class Sordariomycetes Sub Class Sordariomycetidae Ordo Sordariales Famili Sordariaceae Genus Neurospora Species Neurospora sitophila Neurospora sithophila dikenal sebagai jamur oncom, dikarenakan jamur ini adalah jamur yang tumbuh di bungkil kacang ampas tahu yang di fermentasi yang dinamakan oncom. Kosugiet al., 1997). Olivia et al., (1998) melaporkan bahwa fungi Neurospora sithophila merupakan penghasil lipase dan protease yang baik. Metode untuk memproduksi lipase secara murah perlu dikembangkan. Salah satu metode yang dinilai memiliki peluang yang baik untuk dikembangkan adalah dengan cara fermentasi menggunakan fungi asli
Indonesia yaitu Neurospora sithophila. Jenis jamur ini (Neurospora sp.) di Jawa Barat mudah diperoleh dari oncom. Jamur ini dapat pula tumbuh subur pada tongkol jagung yang telah direbus dan diambil bijinya. Biarkan tongkol jagung itu selama beberapa hari, agar ditumbuhi Neurospora sp. dengan konidia yang berwarna jingga. Neurospora sp., selain dimanfaatkan dalam fermentasi pembuatan oncom, banyak juga dimanfaatkan dalam penelitian genetika, yaitu untuk mengetahui pengaruh sinar X yang dapat menyebabkan mutasi. Reproduksi Neurospora sitophila Dwidjoseputro (1961) telah menemukan cara perkembangbiakan seksual jamur oncom, sehingga jamur oncom dimasukkan ke dalam Ascomycotina. Oleh karena itu, yang semula nama ilmiah jamur oncom itu Monilia sitophila diganti nama spe-siesnya menjadi Neurospora sitophila. Jika Neurospora sitophila jenis (+) bertemu dengan Neurospora sitophila jenis (-), maka terjadilah perkembang-biakan seksual kemudian terbentuklah askus yang berisi askospora. Askus-askus ini tubuh di dalam tubuh buah yang disebut peritesium . Tiap askus mengandung 8 askospora. Manfaat Enzim Lipase Keunggulan penggunaan lipase dalam industri makanan adalah mengkatalishidrolisis secara spesifik, proses dapat dilakukan pada suhu rendah, dan relatif aman dari risiko terbentuknya produk samping yang tidak dikehendaki. Modifikasi oleh enzim lipase yang memiliki spesifitas reaksi 1,3-gliserida pada CPO, menghasilkan gliserida dengan produk utama diasilgliserol (DAG) dan produk samping monoasilgliserol (MAG) serta asam lemak bebas dan gliserol. Fraksi padat dapat digunakan untuk pembuatan margarin, vanaspati dan oleokimia. Yasunaga et al. (2001) melaporkan bahwa minyak kaya DAG dapat berfungsi sebagai minyak kesehatan (healthy oil) karena antara lain dapat mengurangi trigliserida (TG) dalam serum darah, mencegah akumulasi lemak dalam tubuh dan memperbaiki rasio kolesterol serum darah. Produksi lipase spesifik 1,3-gliserida pada Neurospora sitophila
Produksi lipase dilakukan dengan kultur permukaan menggunakan medium basal menurut Ibrahim et al. (1991) mengandung (%, b/b) 1 CPO; 0,5 NaCl; 0,01 CaCl. 2 H O; 1 ekstrak khamir, pH7,0. Kultur film permukaan dilakukan dalam fermentor film permukaan volume 600 mL dengan ketebalan 2-3 cm, diinokulasi dengan suspensi spora Neurospora sitophila dan diinkubasikan dalam kondisi suhu ruang selama 72 jam. Kultur filtrat
mengandung lipase kasar dipisahkan dari biomassa miselium dengan sentrifugasi pada kecepatan 8.000 rpm selama 15 menit, kemudian diendapkan dengan menambahkan aseton dingin 1 : 2. Pelet dicuci dan dilarutkan kembali dengan bufer sitrat-fosfat untuk mendapatkan pH 4 dan 5, bufer fosfat pH 6 dan 7, dan Tris- HCl pH 8,0. Lipase tersebut selanjutnya diuji aktivitasnya dan kemampuannya dalam biokonversi TAG pada CPO menjadi DAG. Manfaat Neurospora sitophila Neurospora sithophila dapat digunakan untuk proses pembuatan oncom. Oncom adalah makanan yang terbuat dari ampas tahu dan bungkil kedelai yang difermentasikan dengan ragi(kapang). Ampas tahu yaitu kedelai yang telah diambil proteinnya dalam pembuatan tahu. Ampas tahu merupakan residu dari pengolahan kedelai menjadi tahu. Bungkil kacang tanah adalah ampas yang berasal dari kacang tanah yang telah diambil minyaknya dengan proses pemerasan mekanis atau ekstrasi. Walaupun kedua bahan tersebut berupa limbah, tetapi ditinjau dari segi gizi sesungguhnya kedua bahan tersebut merupakan bahan yang padat gizi, sehingga sangat disayangkan apabila bahan tersebut dibuang atau dijadikan pakan ternak. Perkembangbiakan jamur oncom atau N.sitophila ini dilakukan selama prose fermentasi ampas tahu dan bungkil kacang berlangsung. Dalam proses fermentasi N.sitophila berkembang biak dan menjadikan makan menjadi berwarna kuning-kemerahan. N.sithophila mempunyai pergiliran nama taksonmi sebelumnya Neurospora sithophila mempunya nama Monilia sithophila hal ini dikarenakan N.sithophila belum diketahui perkembangbiakannya. Sebelum diketahui perkembangbiakan kawinnya, jamur ini tergolong kelas Deuteromycetes. Nama ilmiahnya adalah Monilia sitophila( ; monile = manik-manik kalung; sitos = makanan ; philos = menyukai). Sesudah diketahui alat perkembang biakan kawinya oleh Dodge (1972) di Amerika dan oleh Dwidjoseputro (1961) di Jawa, Indonesia. Bahwa jamur memiliki alat perkembangbiakan dan mempunyai kemampuan untuk menghasilkan tubuh buah (askokarp) berbentuk periuk (peritesium), maka tergolong kelas : Ascomycetes. Kemudian nama spesies ini diganti pula menjadi : Neurospora sitophila (; Neuron = Urat saraf, atau berurat loreng-loreng, + spora ;sitos = makanan+ philos=menyukai), itu diartika bahwa jamur ini mempunyai alat perkembangbiakan yaitu askospora yang berlorengloreng. Dengan demikian sesuatu jenis yang semula tergolong suatu kelas, kemudian ternyata adanya penambahan struktur dalam spesifikasi jenis tersebut maka dapat merubah klasifikasi.
Oleh sebab itu diperlukan adanya ketelitian yang mantap untuk meneliti sesuatu agar tak terjadi kesalahan konsep. Selain itu Neurospora sitophila juga bermanfaat dalam pembuatan makanan cadangan di masa depan. Dimana banyaknya penduduk di dunia yang memerlukan bahan makanan, namun tak tercukupi oleh keterbatasan lahan pertanian. Hal ini dapat menyebabkan kemiskinan dan kelaparan, oleh sebab itu diperlukan adanya revolusi untuk mencari cadangan makanan lain salah satunya ampas tahu dan bungkil kacang yang dijadikan oncom. Isolasi dan penelitian mengenai jamur Oncom Secara tradisionil penduduk Jawa Barat telah memanfaatkan bungkil kacang tanah yang dicampur dengan onggok dan ampas tabu menjadi makanan fermentasi yang dikenal dengan nama oncom. Mikroorganisme yang digunakan sebagai inokulum adalah Neurospora sp. Untuk melihat kemungkinan pembentukan aflatoksin selama proses fermentasi bungkil kacang tanah dalam pemhuatan oncom, Neurospora sp. LTPM.51 ditanam bersamasama dengan strain penghasil aflatoksin Aspergillus flavus NRRL 5906. Neurospora sp. LTPM 51 dapat menekan nembentuk aflatoksin. Produksi aflatoksin pada Bahan pembuat oncom yang diinokulasi dengan A.flavus NRRL.5906 lebih tinggi dari pada yang diinokulasi dengan campuran A. flavus NRRL 5906 dan Neurospora sp. LTPM.51. Neurospora sp. LTPM.51 juga dapat mereduksi ekstrak aflatoksin pada medium kentang dekstrose dari 30,3 % sampai 76,0 %. Volume suspensi snora yang lebih tinggi dan waktu inkuhasi yang lebih lama menyebabkan reduksi yang lebih tinggi. Penambahan volume ekstrak yang lebih tinggi menyebabkan reduksi yang lebih rendah. Telah dilakukan uji aktivitas amilolitik dan proteolitik pada jamur oncom, yaitu Neurospora sitophila dan Rhizopus oligosporus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jamur Neurospora dari Bogor dan Bandung memiliki aktivitas amilolitik yang paling baik. Sedangkan jamur Neurospora sitophila dan Neurospora dari Tasikmalaya memiliki aktivitas proteolitik yang paling baik. Fermentasi dilakukan selama 72 jam, pada suhu 28-30°C.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kadar karbohidrat menurun, protein meningkat, lemak menurun, pH menurun kemudian meningkat kembali, dan kadar air meningkat untuk semua jenis oncom. Dari hasil uji daya simpan pada suhu 28-30°C dan suhu ruangan ternyata rata-rata oncom dapat disimpan selama 8 hari. Pada suhu 4-6°C semua jenis oncom belum membusuk setelah 30 hari penyimpanan. 2. Volvariella volvacea
Kingdom Divisi Class Ordo Family Genus Species
Klasifikasi Ilmiah Fungi Basidiomycota Basidiomycetes Agaricales Pluteaceae Volvariella Volvariella volvaceae
Deskripsi Tubuh buah yang masih muda berbentuk bulat telur, berwarna cokelat gelap hingga abu-abu dan dilindungi selubung. Setelah jamur masak, selubung pecah dan tertahan pada pangkal batang. Pada tubuh buah jamur merang dewasa, tudung berkembang seperti cawan atau payung, berwarna coklat tua keabu-abuan dengan bagian batang berwarna coklat muda. Jamur merang yang dijual untuk keperluan konsumsi adalah tubuh buah yang masih muda yang tudungnya belum berkembang. Bilah yang terdapat bagian bawah tudung terletak teratur seperti jari-jari payung (Tri Supeni, 1995). Jamur ini dapat menghasilkan enzim protease dan dapat diisolasi pada cawan petri dengan media skim milk agar. Reproduksi Kehidupan jamur berawal dari spora (basidiospora) yang kemudian akan berkecambah dan membentuk hifa yang berupa benang-benang halus. Hifa akan tumbuh ke seluruh bagian media tumbuh. Selanjutnya dari kumpulan hifa atau miselium akan berbentuk gumpalan kecil seperti simpul benang yang menandakan bahwa tubuh buah jamur mulai terbentuk. Simpul itu berbentuk bulat atau lonjong yang dikenal dengan stadia kepala jarum
(pin head) atau Primordia. Simpul ini akan membesar, disebut stadia kancing kecil (small button). Stadia kancing kecil akan terus membesar mencapai stadia kancing (button) dan stadia telur (egg). Pada stadia ini tangkai dan tudung yang tadinya tertutup selubung mulai membesar. Selubung tercabik, kemudian diikuti stadia perpanjangan (elongation). Cawan (volva) pada stadia ini terpisah dengan tudung (pileus) karena perpanjangan tangkai (stalk). Stadia yang terakhir adalah stadia dewasa tubuh buah (Meity, 1999).
Gambar Siklus Hidup Jamur Merang
3. Trichoderma viridae
Klasifikasi Ilmiah Kingdom Fungi Divisio
Amastigomycota
Subdiviso Deuteromycotina Classis
Deuteromycetes
Ordo
Moniliales
Family
Moniliaceae
Genus
Trichoderma Species
Morfologi
Trichoderma viride
Koloni dari kapang Trichoderma berwarna putih, kuning, hijau muda, dan hijau tua. Dijelaskan lebih lanjut bahwa kultur kapang Trichoderma viride pada skala laboratorium berwarna hijau, hal ini disebabkan oleh adanya kumpulan konidia pada ujung hifa kapang tersebut. Susunan sel kapang Trichoderma bersel banyak berderet membentuk benang halus yang disebut dengan hifa. Hifa pada jamur ini berbentuk pipih, bersekat, dan bercabangcabang membentuk anyaman yang disebut miselium. Miseliumnya dapat tumbuh dengan cepat dan dapat memproduksi berjuta-juta spora, karena sifatnya inilah Trichoderma dikatakan memiliki daya kompetitif yang tinggi. Dalam pertumbuhannya, bagian permukaan akan terlihat putih bersih, dan bermiselium kusam. Setelah dewasa, miselium memiliki warna hijau kekuningan. Kapang ini memiliki bagian yang khas antara lain miselium berseptat, bercabang banyak, konidia spora berseptat dan cabang yang paling ujung berfungsi sebagai sterigma. Konidiofornya bercabang berbentuk verticillate. Pada bagian ujung konidiofornya tumbuh sel yang bentuknya menyerupai botol (fialida), sel ini dapat berbentuk tunggal maupun berkelompok. Konidianya berwarna hijau cerah bergerombol membentuk menjadi seperti bola dan berkas-berkas hifa terlihat menonjol jelas diantara konidia spora. Trichoderma berkembangbiak secara aseksual dengan membentuk spora di ujung fialida atau cabang dari hifa. Fisiologi Trichoderma adalah salah satu jamur tanah yang tersebar luas (kosmopolitan), yang hampir dapat ditemui di lahan-lahan pertanian dan perkebunan. Trichoderma bersifat saprofit pada tanah, kayu, dan beberapa jenis bersifat parasit pada jamur lain. Trichoderma viride merupakan jenis yang paling banyak dijumpai diantara genusnya dan mempunyai kelimpahan yang tinggi pada tanah dan bahan yang mengalami dekomposisi. Pada spesies saprofit, kapang tumbuh pada kisaran suhu optimal 22-30°C. Sedangkan menurut Enari (1983), suhu optimal untuk pertumbuhan kapang ini adalah 32-35°C dan pH optimal sekitar 4.0. Trichoderma viride sebagai penghasil enzim selulolitik Trichoderma viride adalah salah satu jenis jamur yang bersifat selulolitik karena dapat menghasilkan selulase. Banyak kapang yang bersifat selulolitik tetapi tidak banyak yang menghasilkan enzim selulase yang cukup banyak untuk dapat dipakai secara langsung tanpa sel bagi usaha dalam skala besar. Kapang selulolitik yang cukup baik memproduksi enzim selulolitik adalah Trichoderma viride. Trichoderma viride bisa juga dikatakan sebagai
mikroorganisme yang mampu menghancurkan selulosa tingkat tinggi dan memiliki kemampuan mensintesis beberapa faktor esensial untuk melarutkan bagian selulosa yang terikat kuat dengan ikatan hidrogen. Ada juga yang mengatakan bahwa Trichoderma viride merupakan jamur yang potensial memproduksi selulase dalam jumlah yang relatif banyak untuk mendegradasi selulosa. Trichoderma viride merupakan kelompok jamur selulolitik yang dapat menguraikan glukosa dengan menghasilkan enzim kompleks selulase. Enzim ini berfungsi sebagai agen pengurai yang spesifik untuk menghidrolisis ikatan kimia dari selulosa dan turunannya. Trichoderma viride dan Trichoderma reesei merupakan kelompok jamur tanah sebagai penghasil selulase yang paling efisien. Enzim selulase yang dihasilkan Trichoderma viride mempunyai kemampuan dapat memecah selulosa menjadi glukosa sehingga mudah dicerna oleh ternak. Selain itu Trichoderma viride mempunyai kemampuan meningkatkan protein bahan pakan dan pada bahan berselulosa dapat merangsang dikeluarkannya enzim selulase. Keuntungan jamur tersebut sebagai sumber selulase adalah menghasilkan selulase lengkap dengan semua komponen-komponen yang dibutuhkan untuk hidrolisis total selulosa kristal dan protein selulosa yang dihasilkan cukup tinggi. Jenis Beberapa di antara enzim ini ialah pektinase, invertase, amilase, dan protease. yang diketahui dapat menghasilkan enzim selulase yang sangat baik adalah jenis QM 9414 dan QM 9124 yang telah dikembangkan di Laboratorium Natick Masaschucetts USA. Miselium Trichoderma dapat menghasilkan suatu enzim yang bermacam-macam, termasuk enzim selulase (pendegradasi selulosa) dan kitinase (pendegradsi kitin). Oleh karena adanya enzim selulase, Trichoderma dapat tumbuh secara langsung di atas kayu yang terdiri atas selulosa sebagai polimer dari glukosa. Oleh karena adanya kitinase, Trichoderma dapat bersifat sebagai parasit bagi jamur yang lainnya. Secara alami seseorang dapat sering menemukan Trichoderma yang menjadi parasit pada badan buah dan miselia dari jamur yang lain, seperti badan buah dari Hydnochaete. Trichoderma viride adalah penghasil enzim selulolitik yang sangat efisien, terutama enzim yang mampu menghidrolisis kristal selulosa. Trichoderma viride banyak digunakan dalam penelitian karena memiliki beberapa keuntungan, dinataranya adalah : 1. Selulase yang diperoleh mengandung semua komponen-komponen yang diperlukan untuk proses hidrolisis seluruh kristal selulosa. 2. Protein selulase dihasilkan dalam kualitas sangat tinggi. Selain mempunyai keuntungan, Trichoderma viride juga memiliki kerugian, yaitu: 1. Tidak dapat mendegradasi lignin.
2. Selulase yang dihasilkan mempunyai aktivitas spesifik yang rendah. 3. β–glukosidase yang dihasilkan mempunyai level yang rendah. Selulase yang dihasilkan oleh Trichoderma viride mengandung komponen terbesar berupa
selobiase
dan
β-1,4-glukan-selobiohidrolase
(C1),
sementara
β-1,4-glukan-
selobiohidrolase (Cx) terdapat dalam jumlah kecil. Selulase yang diproduksi mengandung asam-asam amino tertentu, yaitu : 1. Golongan asam amino yang bersifat asam : aspartat dan glutamat. 2. Golongan asam amino polar : serin, treonin, dan glisin. 3. Sebagian kecil asam amino dasar. 4. Sebagian kecil golongan asam amino sulfur. Semua enzim ini bersifat hidrolitik dan bekerja baik secara berturut-turut atau bersamaan. Selobiohidrolase adalah enzim yang mempunyai afinitas terhadap selulosa tingkat tinggi yang mampu memecah selulosa kristal. Sedangkan endoglukanase bekerja pada selulosa amorf. Selanjutnya dijelaskan selobiohidrolase memecah selulosa melalui pemotongan ikatan hidrogen yang menyebabkan rantai-rantai glokosa mudah untuk dihidrolisis lebih lanjut. Hidrolisa selanjutnya berlangsung sehingga diperoleh selobiosa dan akhirnya glukosa dilakukan oleh enzim β–glukonase dan β–glukosidase. Ekologi Trichoderma spp. dapat ditemui di hampir semua jenis tanah dan pada berbagai habitat. Jamur ini dapat berkembang biak dengan cepat pada daerah perakaran. Di samping itu Trichoderma spp. merupakan jamur parasit yang dapat menyerang dan mengambil nutrisi dari jamur lain. Peranan Trichoderma spp. yang mampu menyerang jamur lain namun sekaligus berkembang baik pada daerah perakaran menjadikan keberadaan jamur ini dapat berperan sebagai biocontrol dan memperbaiki pertumbuhan tanaman. Beberapa species Trichoderma seperti T. harzianum, T. viride dan T. album, telah diteliti peranannya sebagai bio-control. A. nidulans termasuk dalam jenis Aspergillus dan mampu berkembang biak dengan cepat dalam membentuk filamen-filamen jamur baik dalam media cair maupun media padat dan pada berbagai kandungan nutrisi (Setyowati, dkk, 2003). Aspergillus dapat ditemukan pada tanah, sampah dan di udara. Aspergillus dapat menyebabkan infeksi, alergi atau keracunan baik pada tumbuhan, hewan maupun manusia (Setyowati, dkk, 2003). Peranan dalam Lingkungan
Trichoderma adalah jamur penghuni tanah yang dapat diisolasi dari perakaran tanaman lapangan. Spesies Trichoderma disamping sebagai organisme pengurai, dapat pula berfungsi sebagai agen hayati dan stimulator pertumbuhan tanaman. Beberapa spesies Trichoderma telah dilaporkan sebagai agensia hayati adalah T. Harzianum, T. Viridae, dan T. Konigii yang berspektrum luas pada berbagai tanaman pertanian. Biakan jamur Trichoderma dalam media aplikatif seperti dedak dapat diberikan ke areal pertanaman dan berlaku sebagai biodekomposer, yaitu dapat mendekomposisi limbah organik (rontokan dedaunan dan ranting tua) menjadi kompos yang bermutu. Selain itu, Trichoderma dapat juga digunakan sebagai biofungisida, dimana Trichoderma mempunyai kemampuan untuk dapat menghambat pertumbuhan beberapa jamur penyebab penyakit pada tanaman antara lain Rigidiforus lignosus, Fusarium oxysporum, Rizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, dll. Saat ini, Trichoderma merupakan salah satu mikroorganisme fungsional yang dikenal luas sebagai pupuk biologis tanah. Pupuk biologis Trichoderma dapat dibuat dengan inokulasi biakan murni pada media aplikatif, misalnya dedak. Sedangkan biakan murni dapat dibuat melalui isolasi dari perakaran tanaman, serta dapat diperbanyak dan diremajakan kembali pada media PDA (Potato Dextrose Agar). Trichoderma sering kali menjadi masalah tertentu di dalam industri penanaman jamur, di mana Trichoderma dapat menjadi parasit pada miselium dan badan buah dari jamur lain. Ketika jamur lain menjadi inang parasit Trichoderma, kemudian berkembang sangat cepat di permukaan membentuk koloni yang berwarna hijau, sehingga membuat jamur menjadi buruk dan mengubah bentuk jamur lain. Kapang Trichoderma viride juga digunakan untuk meningkatkan nilai manfaat jerami padi melalui fermentasi, karena jamur ini mempunyai sifat selulolitik dan mengeluarkan enzim selulase yang dapat merombak selulosa menjadi selubiosa hingga akhirnya menjadi glukosa. Proses yang terjadi ketika jerami padi difermentasi menggunakan Trichoderma viride adalah terjadinya degradasi terhadap dinding sel yang diselaputi oleh lignin, selulosa dan hemiselulosa. Akibat degradasi ini maka sebagian lignin akan terdegradasi. Selulosa dan hemiselulosa juga akan terurai menjadi glukosa.
4. Penicillium vermiculatum Jamur Penicillium vermiculatum 9AA1 merupakan jamur penghasil enzim selulase yang cukup potensial, hasil skrining dari berbagai mikroba penghasil enzim selulase, yang diisolasi dari tanah gambut Rantau Rasau, Jambi. PengaruhpH, kadar air substrat dan
temperatur inkubasi telah diteliti dalam penelitian ini untuk mengetahui kondisi optimum dalam produksi enzim selulase oleh jamur Penicillium vermiculatum 9AA1. Tingkat aktivitas produksi enzim selulase dinyatakan dalam satuan unit. Satu unit aktivitas adalah banyaknya enzim yang menghasilkan produk satu mg gula pereduksi (ekuivalen glukosa) dalam satu menit dari satu gram sumber enzim dalam reaksi hidrolisis karboksilmetilselulose yang dikatalisis produk enzim tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari rentang suhu dan pH yang diteliti antara 25°C-60°C dan 3 - 6,5, ternyata suhu dan pH optimum untuk produksi enzim selulase tersebut adalah 32°C - 36°C dan 3,6 -4,0 dan dari rentang kadar air substrat yang diteliti antara 40%-75% didapatkan kadar air optimum 58% - 62%. Dalam temperatur, pH, dan kadar air optimum tersebut tingkat produksi enzim selulase tertinggi yang dicapai adalah 12,59 unit.
5. Trichoderma reesei
Klasifikasi Kingdom Division Class
Genus
Fungi Ascomycota Sordariomycetes
Order
Hypocreales
Family
Hypocreaceae
Trichoderma Species
Trichoderma reesei
b. Morfologi Trichoderma reesei merupakan kelompok jamur tanah sebagai penghasil selulase yang paling efisien (Davidek et al., 1990). Keuntungan jamur tersebut sebagai sumber selulase adalah menghasilkan selulase lengkap dengan semua komponen-komponen yang dibutuhkan untuk hidrolisis total selulosa kristal dan protein selulosa yang dihasilkan cukup
tinggi. Trichoderma reesei merupakan jamur mesofilik dan berfilamen. Jamur tersebut merupakan anamorp dari jamur Hypocrea jecorina. Trichoderma reesei memiliki kapasitas yang besar sebagai penghasil enzim cellulolytic (selulosa dan hemiselulosa). Mikrobial selulosa yang dimiliki dapat diaplikasikan dalam bidang industry untuk mengubah selulosa dari gabungan komponen biomassa tanaman menjadi glukosa. Berdasarkan penemuan baru di bidang biokimia dari enzimologi selulosa, mekanisme untuk menghidrolisis sellulosa adalah dengan cara memperbaharui strain, molecular cloning dan proses engineering. Beberapa industry menggunakan strain yang memiliki karakter tertentu. contoh: Rut-C30[3], RL-P37 dan MCG-80 merupakan genom dari organism tersebut yang dirilis pada tahun 2008.
c. Habitat Trichoderma spp. dapat ditemui di hampir semua jenis tanah dan pada berbagai habitat. Jamur ini dapat berkembang biak dengan cepat pada daerah perakaran. Di samping itu Trichoderma spp. merupakan jamur parasit yang dapat menyerang dan mengambil nutrisi dari jamur lain. Peranan Trichoderma spp. yang mampu menyerang jamur lain namun sekaligus berkembang baik pada daerah perakaran menjadikan keberadaan jamur ini dapat berperan sebagai biocontrol dan memperbaiki pertumbuhan tanaman.
d. Kegunaan Trichoderma adalah jamur penghuni tanah yang dapat diisolasi dari perakaran tanaman lapangan. Spesies Trichoderma disamping sebagai organisme pengurai, dapat pula berfungsi sebagai agen hayati dan stimulator pertumbuhan tanaman. Saat ini, Trichoderma merupakan salah satu mikroorganisme fungsional yang dikenal luas sebagai pupuk biologis tanah. Menurut Ramada (2008) menyatakan bahwa pupuk biologis Trichoderma dapat dibuat dengan inokulasi biakan murni pada media aplikatif, misalnya dedak. Sedangkan biakan murni dapat dibuat melalui isolasi dari perakaran tanaman, serta dapat diperbanyak dan diremajakan kembali pada media PDA (Potato Dextrose Agar). Trichoderma sering kali menjadi masalah tertentu di dalam industri penanaman jamur, di mana Trichoderma dapat menjadi parasit pada miselium dan badan buah dari jamur lain. Ketika jamur lain menjadi inang parasit Trichoderma, kemudian berkembang sangat cepat di permukaan membentuk koloni yang berwarna hijau, sehingga membuat jamur menjadi buruk dan mengubah bentuk jamur lain (Volk, 2004).
