Salah satu kelemahan SSF konvensional adalah tidak meratanya kondisi didalam substrat secara menyeluruh, sehingga produksi enzim menjadi sedikit. SSF menggunakan non-airflow box (NAB) dapat memproduksi enzim lebih banyak karena mampu meratakan kondisi selama kultur, seperti kandungan air dan suhu. Produksi enzim kultur NAB lebih tinggi dibandingkan kultur tray box (TB), karena NAB dapat mempertah

2. PNINGKATAN PRODUKSI ENZIM DAN
PERTUMBUHAN MISELIUM PADA SOLID-STATE
FRMNTATION MENGGUNAKAN NON-AIRFLOW BOX
Nur Sa’di
141211132001
FAKULTASPERIKANANDANKELAUTAN
UNIVERSITASAIRLANGGA
2014

3. INTRODUCTION
Solid-state fermentation (SSF) is defined as a fermentation
process in which microorganisms grow on/in moisture substrates
Not only use to production traditional beverage and food, such
as sake, shoyu and miso, but also useful enzymes, organic acids
and secondary metabolites
Large number of extracelluler enzyme were produced in SSF
compared to in submerged fermentation (SMF)
Many problems in ununiform state in the culture substrate
(gradient formations of temperature, pH, water content and
concentration) during the culture .
SSF method using a non-airflow box (NAB) to overcome the
current problem

4. MECHANISM OF NAB
The NAB is composed of a wooden box opened at the top and
bottom sides, which was equipped both sides with a moisture
permeable expanded polytetrafluorothylene (ePTEE) membrane
that is only permeable to vapors
Achieve uniform culture on/in the substrate by the NAB than by a
tray box (TB) which so far has been used for conventation SSF
Secreted enzymes per the substrate in the NAB culture were
higher than that in the TB culture
The NAB culture is gradually drying in the substrate
during the culture in contrast to the TB culture. The
significant difference between both cultures caused by
the drying condition

5. MATERIALS AND METHODS
√
√

6. √

7. √
NOTE: √ (Kemungkinan bisa dilakukan di Universitas Airlangga)

8. RESULT
Effect of uniform culture on enzyme
production
Salah satu kelemahan SSF
konvensional yaitu tidak meratanya
kondisi didalam substrat secara
menyeluruh sehingga sedikit sekali
dalam memproduksi enzim. Sedangkan
SSF-NAB dapat memproduksi enzim
lebih banyak karena mampu meratakan
kondisi selama kultur seperti kandungan
air dan suhu. Jika dibandingkan dengan
kultur TB, maka secara produktivitas
dalam memproduksi enzim kultur NAB
lebih tinggi produktivitasnya dan lebih
seragam dalam kondisi kulturnya

9. Time course of enzyme production
Perbedaan yang signifikan dari kultur TB dan NAB yaitu kandungan air
didalam substrat setelah kultur. Didalam SMF, beberapa enzim terikat pada
dinding sel miselium sehingga sintesis enzim terperangkap disana. Hal ini yang
menyebabkan hasil produksi kultur TB lebih rendah jika dibanding dengan kultur
NAB. Rata-rata pada hari ke-24 produksi enzim didalam kultur NAB mengalamai
peningkatan yang drastis jika dibandingkan dengan kultur TB (Gambar 2). Hasil
yang sama juga ditemukan dalam memproduksi asam karboksipeptidase, asam
protease, dan total protein yang dikeluarkan (Gambar 3).
Change in total mycelial content
Kandungan total miselium pada kultur NAB mengalami peningkatan
yang luar biasa ketika menginjak hari ke-8 hingga ke-24, dan hampir seimbang
pada hari ke-48 (Gambar 4). Pada kultur TB sedikit demi sedikit mengalami
peningkatan yang dimulai pada hari ke-24. Kecepatan pertumbuhan miselium
pada kultur NAB selaras dengan kecepatan dalam memproduksi enzim. Aktivitas
enzim pada kultur TB mengalami penurunan pada akhir kultur, kecuali α-amilase
dan β-glukosidase yang mengalami peningkatan diakhir kultur. Sehingga dapat
dikatakan bahwa tidak ada hubungan antar produksi enzim dengan
pertumbuhan miselium pada kultur TB.

12. Change in water content and water activity
Perbedaan kondisi substrat berpengaruh pada pertumbuhan
miselium, berat total yang terdiri dari substrat dan kandungan air. Pada
kultur NAB, hari ke-18 hingga ke-24 ketika berat total mengalami penurunan
secara perlahan-lahan dan kandungan air meningkat dimulai dari hari ke-18
pada kultur TB (Gambar 5A,B). Suhu didalam substrat selama kultur pada
hari ke-24 sangatlah maksimal (Gambar 6), sehingga mengindikasikan bahwa
pertumbuhan fungi sangatlah dahsyat diwaktu tersebut (fase log).
Aktifitas air (Aw) dalam substrat menjadi parameter yang sangat
penting untuk pertumbuhan miselium dari pada kandungan air. Aw selalu
diukur untuk mengetahui perbedaan antara kultur TB dan NAB (Gambar 5C) .
Dengan kondisi kultur yang kering pada NAB dan kondisi basah pada TB tentu
terdapat perbedaan. Miselium mulai mengalami peningkatan pada hari ke-18
hingga ke-24 dan mengalami fase stasioner pada hari ke-48. Kecepatan
peningkatan kandungan miselium total berkorelasi dengan peningkatan
produksi enzim. Peningkatan kandungan miselium kultur TB lebih rendah jika
dibandingkan dengan kultur NAB.

14. DISCUSSION
Dengan kondisi lingkungan yang bercampur (merata), kecepatan
memproduksi enzim pada kultur NAB berkorelasi yang signifikan dengan
meningkatnya kandungan miselium. Pada kultur NAB, dengan Aw yang optimal
maka berpengaruh pada pertumbuhan miselium dan produksi enzim sehingga
pada kultur ini dihasilkan total enzim yang banyak. Kemungkinan dengan kondisi
yang lebih baik maka dapat memproduksi enzim secara efisien. Jika kandungan air
diatur rendah ketika awal kultur maka Aw selama kultur tidak mencukupi bagi
pertumbuhan miselium dan produksi enzim, sehingga hasilnya akan sedikit dalam
memproduksi enzim.
Pada kultur NAB, kandungan air, Aw dan kelembaban relatif mengalami
penurunan bertahap pada hari ke-48 (Gambar 5 dan 6). Kemungkinan sisa
metabolisme fungi aktif setelah pertumbuhan miselium. Yang menarik adalah
bahwa aktivitas glukoamilase, sellulase, asam karboksipeptidase dan asam
protease pada kultur TB mengalami penurunan setelah hari ke-48 tetapi tidak
pada kultur NAB. Kemampuan NAB untuk mempertahankan kondisi yang bagus
dan pembuatan koji dengan kualitas baik penting sekali untuk diperhatika bagi
berbagai macam industri fermentasi. Disisi lain, SSF yang menggunakan TB
menghasilkan penurunan pada kualitas koji. Kultur NAB berpotensial dalam
efisiensi produksi enzim daripada SSF konvensional.

15. CONCLUSION
Ukuran partikel dan pemilihan substrat yang tepat
berpengaruh pada pertumbuhan miselium dan produksi enzim
didalam SSF. Rata-rata pada hari ke-24 produksi enzim didalam
kultur NAB mengalamai peningkatan yang drastis jika
dibandingkan dengan kultur TB. Kecepatan pertumbuhan
miselium pada kultur NAB selaras dengan kecepatan dalam
memproduksi enzim dan tidak ada hubungan antar produksi
enzim dengan pertumbuhan miselium pada kultur TB. SSF
dengan NAB lebih unggul dalam memproduksi enzim dan
menumbuhkan miselium jika dibandingkan dengan SSF kultur
TB, hal itu dikarenakan SSF kultur NAB mampu menjaga kondisi
lingkungan dan meratakan substrat selama kultur berlangsung.
Sehingga teknik SSF menggunakan NAB sangatlah sesuai dalam
memproduksi produk fermentasi komersil.

16. RENCANA JUDUL PENELITIAN
Pengaruh Penggunaan Jenis Substrat dan
Karakteristik Produk Terasi Skala Industri
dengan Solid-State Fermentation (SSF) teknik
Non-Airflow Box (NAB)