Ekso

1. Eksopolisakarida (EPS) Pullulan Dari
Berbagai Strain Aureobasidium
pullulans Dan Optimasi Kondisi
Fermentasi Untuk Produksi Pullulan
M IQBAL PRAWIRA.A

2. • Polisakarida = biopolimer yang banyak
dimanfaatkan  industri pangan dan bahan
Farmasi.
• Sumber polisakarida
Tumbuhan = pati, selulosa gum  umunya
pada tumbuhan sebagai penyusun dinding sela
tau sebagai cadangan makanan
Dari jenis rumput laut, algae dll.
Dari mikroba Eksopolisakarida
PENDAHULUAN

3. • Donot et al. (2012) mengklasifikasi polisakarida
yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam 3
kelompok tergantung letak keberadaanya di sel :
1. Sitosolic polisakarida  meyediakan sumber
karbon dan energi untuk Sel
2. Polisakarida yang menyusun dinding sel,
termasuk peptidoglikan, techoid acids dan
lipopolisakarida
3. Polisakarida yang keluar ke lingkungan
ekstraseluler dalam bentuk kapsul atau
biofilm, yang dikenal sebagai EPS.

4. • Pullulan merupakan EPS yang dihasilkan oleh
fungi dari genus Aureobasidium.
• Awalnya dijuluki “black yeast” karena
menghasilkan pigmet hitam yaitu melanin.
• Pullulan termasuk homopolisakarida dengan
ikatan linear yang tersusun dari 3 glukosa
maltriosa dengan ikatan : α-(1-4)-Glu-α(1-4)-
Glu-α-(1-6) dan dalam bentuk lain (α-(1-4)-Glu-
α(1-4)-Glu-α-(1-6)- Glu-α-(1-6)) maltotetraosa
• Produksi pullulan terjadi pada fase akhir
eksponensial dan pada fase awal stasioner.
Struktur dan parameter kualitas Pullulan

6. Wave number (cm-1) Penentuan
Standar pullulan
(sigma)
Pullulan dari A. pullulans
RBF 4A3
3399.4 3397.7 O-H stretching
2924.7 2927.6 C-H stretching
1651.9 1652.2 O-C-O stretching
1418.6 1414.8 C-O-H stretching
1156 1155.7 C-O-C stretching
1022.1 1018.5 α-(1-6) –D-Glukosidik
852.8 849.5 α -D glukopiranosida
756 755.6 α-(1-4) –D-Glukosidik
Tabel 2. FTIR pullulan yang dihasilkan A.Pullulans RBF-4A3 dibandingkan
dengan standart
Sumber : Choudhury et al. (2011)

7. Parameter Spesifikasi
Penampakan Serbuk putih, putih
kekuning-kuningan
Kelarutan air (25 0C) Mudah terlarut
Aktivitas spesifik optis [α]D2O
(1% in water)
Minimum + 1600
Polipeptida (%) Maksimum 0,5
pH larutan 5-7
Mineral residu-ash (sulphated, %) Maksimum 3
Moisture (loss on drying, %) Maksimum 6
Berat molekuler (kisaran, kDa) 100 -250
Tabel 1. kualitas dan parameter utama Pullulan
Sumber : Singh et al. (2008)

8. • sebagian besar fungsi EPS diproduksi MO 
melindunginya dari kondisi stress yang berasal
dari lingkungan biotic maupun abiotik eg : suhu,
pH.
• Microorganisms would like to surround
themselves with a highly hydrated
exopolysaccharide layer, which may protect itself
from desiccation and against predation by
protozoans.
Biosintesis pullulan

9. • EPS biosintesis dibagi
dalam 3 tahap :
1. Asimilasi dari substrat
carbon
2. Sintesis Intraselluler
dari polisakarida
3. EPS merembes keluar
dari sel
• Mekanisme biosintesis
pullulan terdapat 3
enzim yang berperan
aktif : α-phospoglucose
mutase, uridine
diphosphoglucose
pyrophosphorylase
(UDPG-
pyrophosphorylase) dan
Glucosyltransferase.
Sumber : Cheng et al. (2011)

10. • Aureobasidium pullulans merupakan yeast
hitam atau yeast yang serupa dengan fungi
secara luas tersebar dan diperoleh dimanapun
pada semua ekologi termasuk hutan, tanah, air
laut, jaringan tanaman maupun hewan
(Leathers, 2003 dalam Wu et al., 2012).
• Tidak seluruhnya strains Aureobasidium
pullulans mempunyai kemampuan
menghasilkan pullulan Jenis Strain A.
Pullulans terhadap
produksi Pullulan

11. Tabel 3. Sumber Mikroba dari Pullulan
Sumber : Singh et al. (2008)

12. Permasalahan produksi pullulan
• Terbentuknya pigmen melanin pada pullulan
• Pengaruh inhibitor akibat tingginya konsentrasi
gula
• Tingginya biaya produksi pullulan yang
berhubungan dengan presipitasi dan recovery
pullulan
 Isolasi A. Pullulans strain terbaru dari berbagai
sumber

13. Sumber : Singh et al. (2008)

14. • Isolasi A. pullulans dari Bunga Caesulia axillaris
(Choudhury et al., 2011)  A. pullulans RBF-
4A3.
• Isolasi A. pullulans dari sampel lumpur laut dari
laut kuning di daerah lianyunggang, Jiangsu,
Cina (Wu et al., 2012)  A.pullulans CJ001.
• Isolasi A. pullulans dari reaktor biogas skala lab
yang beroperasi di North wyke research, barat
daya Inggris (Ravella et al., 2010) 
berdasarkan pilogenetik strain A.pullulans yang
diperoleh hampir mendekati dengan strain
A.pullulans YS67.

15. • Aureobasidium pullulans RBF-4A3 memiliki
sifat osmotolerant yaitu toleran terhadap
konsentrasi tinggi sumber karbon (50%
konsentrasi glukosa) dan mengkonversi secara
efisien menjadi eksopolisakarida.
• Selain itu dihasilkan dan eksopolisakarida
bebas melanin.
A. pullulans RBF-4A3
Sumber : Choudhury et al. (2011)

16. A. pullulans CJ001

17. • Pengamatan terhadap strain baru A. pullulans yang di
isolasi dari reactor biogas dengan menggunkan flask
(inkubasi T : 28 0C, digoyang pada 200 rpm, selama 4
hari) dengan medium dengan sumber karbon berbeda
yaitu sukrosa, glukosa, xyilosa, selobiosa dan fruktosa
menunjukan produksi EPS yang berbeda.selain itu juga
digunakan sumber nitrogen yang berbeda.
• Percobaan pada tanki strire fermenter “fermac 200
fermenter” pada suhu 25 oCdan dilakukan pengadukan
(300 rpm) selama 4 hari diperoleh hasil maksimum
40,1 g/l dengan produktivitas per hari sebesar 12,5 g/l
yang dilakukan secara batch
A. pullulans isolasi dari
bioreaktor gas
Sumber : Ravella et al. (2010)

18. • Produksi pullulan oleh Aureobasidium pullulans
dipengaruhi oleh beberapa factor : jenis strain yang
digunakan, sumber alami karbon pada medium, pH
kultur, suhu inkubasi, dan konfigurasi bentuk
fermenter. Selain itu yang lebih penting lagi adalah
sumber nitrogen (N) dan jumlah konsentrasi yang
digunakan (Zheng et al., 2008).
• Choudhury et al. (2012), menguji interaksi antara
komponen komplek medium (yeast extract, peptone,
dan glukosa) dengan level berbeda pada produksi
pullulan oleh strain A. pullulans RBF-4A3.
• Penelitian menggunakan CCD (central composite
design) sehingga bisa ditentukan level optimumnya.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PRODUKSI PULLULAN
• Penelitian Choudhury et al. (2012) melaporkan bahwa
konsentrasi yeast extract memegang peranan kritis dan
secara signifikan mempengaruhi produksi pullulan
dibandingkan dengan pepton. Saat rasio konsentrasi
yeast extracts di tingkatkan sedangkan konsentrasi
pepton dan glukosa dibuat tetap, maka terjadi
peningkatan yield pullulan.
• Kondisi optimum dari komposisi media untuk produksi
pullulan dengan model statistic diprediksi pada kisaran
konsentrasi glukosa 16,72%, 3% yeast extract, dan 1%
pepton dengan produksi maksimal pullulan 68,0 g/l
dimana kondisi aktualnya sebesar 70,4 g/l.

19. Two stage methods (kontrol pH
control dan suhu)
Sumber : Xie et al. (2011)

20. KESIMPULAN
• Pullulan merupakan eksopolisakarida yang
dihasilkan oleh Aureobasidium pullulans memiliki
potensi untuk diaplikasikan pada produk pangan
karena sifat fisik kimia dan kandungan
bioaktifnya. Setelah penghambat produksi dan
kualitas pullulan yaitu melanin telah dipecahkan,
selanjutnya menekan biaya produksi pullulan yang
lebih besar.
• Banyak metode yang telah digunakan untuk
meningkatkan produksi pullulan. Salah satu metode
yang dilakukan dengan meningkatkan aktivitas
produksi pullulan dari isolasi strain terbaru dari
berbagai sumber, optimasi sumber karbon dan
nitrogen pada medium, serta kondisi pertumbuhan
optimum Aureobasidium pullulans untuk
memproduksi EPS.

22. Tabel 3. Ringkasan aplikasi pullulan
Sumber : Cheng et al. (2011)