Skrining Aktinomisetes Inulinolitik melalui Kultur Terendam menggunakan Media Tepung Inulin asal Gembili (Dioscorea esculenta L.)

Abstract

Aktinomisetes merupakan kelompok bakteri gram positif yang memiliki morfologi khas menyerupai fungi. Aktinomisetes memiliki kemampuan memproduksi senyawa bioaktif seperti menghasilkan enzim inulinase. Aktinomisetes akan menghasilkan enzim inulinase ketika ditumbuhkan pada media yang mengandung inulin sebagai satu-satunya sumber karbon. Inulin dapat ditemukan pada beberapa jenis umbi-umbian. Kandungan inulin pada umbi gembili (14,77%). Inulin dapat digunakan sebagai substrat dalam memproduksi inulinase. Enzim inulinase mengkatalisis reaksi hidrolisis polisakarida inulin menjadi fruktosa maupun fruktooligosakarida. Produk hidrolisis inulin dapat diaplikasikan dalam industri pangan dan farmasi, untuk pengembangan high fructose syrupe, produksi sorbitol, produksi fruktooligosakarida (FOS) ataupun inulooligosakarida (IOS). Penelitian terdahulu telah memperoleh isolat aktinomisetes asal rhizosfer tembakau. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis aktinomisetes asal rhizosfer tembakau yang mampu menghasilkan inulinase menggunakan media produksi tepung inulin gembili pada berbagai konsentrasi substrat. Penelitian ini memiliki tiga tahapan utama yaitu skrining aktivitas enzim inulinase terhadap 66 isolat aktinomisetes koleksi asal perakaran tembakau pada media agar inulin, optimasi produksi inulinase menggunakan tepung inulin asal gembili oleh isolat aktinomisetes terpilih, dan pengamatan karakteristik morfologi secara mikroskopis isolat aktinomisetes inulinolitik terpilih. Tahap skrining aktinomisetes inulinolitik dilakukan melalui dua tahap skrining, yaitu berdasarkan kemampuan tumbuh pada media inulin 1% dan berdasarkan indeks aktivitas inulinase. Sebanyak tiga isolat aktinomisetes yang memiliki indeks aktivitas inulinolitik tertinggi diuji kemampuan produksi inulinasenya. Inulinase diproduksi menggunakan media inulin hasil ekstraksi dari tepung gembili melalui kultur terendam (submerged fermentation) dengan konsentrasi substrat inulin 1%, 2%, dan 3% (b/v). Penentuan konsentrasi substrat produksi optimal dilakukan berdasarkan uji aktivitas inulinase pada substrat inulin dengan konsentrasi 1% (b/v) menggunakan metode dinitrosalisylic acid (DNS). Pengamatam karakteristik morfologi mikroskopis pada tingkat genus isolat aktinomisetes terpilih dilakukan menggunakan cover slide method, sedangkan pengamatan struktur spora dilakukan menggunakan mikroskop. Karakterisasi dilanjutkan menggunakan buku Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebanyak 65 isolat aktinomisetes memiliki aktivitas inulinolitik. Berdasarkan nilai indeks aktivitas inulinase, 3 isolat aktinomisetes yaitu ATG 61, ATG 3, dan ATG 12B memiliki indeks inulinolitik lebih tinggi dari 62 isolat lainnya, berturut-turut sebesar 4,70 ± 0,22; 4,49 ± 0,11; 4,26 ± 0,33. Secara kuantitatif, isolat aktinomisetes ATG 61, ATG 3 memiliki aktivitas inulinase optimum pada media produksi dengan konsentrasi substrat inulin 3% (b/v), sedangkan isolat ATG 12B optimum pada konsentrasi substrat inulin 2% (b/v). Ketiga isolat aktinomisetes tersebut menghasilkan aktivitas enzim berturut-turut sebesar 9,59 U/mL, 14,5 U/mL dan 13,89 U/mL. Pengamatan karakteristik morfologi struktur spora terhadap ketiga isolat aktinomisetes, yaitu isolat ATG 61, ATG 3, dan ATG 12B menunjukkan bahwa struktur spora dari ketiga isolat ialah long chains berbentuk spiral. Hasil karakteristik dari struktur spora tersebut menunjukkan bahwa ketiga isolat aktinomisetes tergolong ke dalam genus Streptomyces.