Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Lignoselulolitik Limbah ... · zone bening dan aktivitas enzim yang dihasilkan pada substrat uji yang dipakai yaitu ... lignolitik, selulolitik,

Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Lignoselulolitik Limbah Isi Rumendan Rayap Dalam Formulasi Inokulan Fermentasi Limbah

Sistem Pertanian Terintegrasi

Isolation and Characterization of Lignocellulolytic Bacteria from RumenContent Waste and Termites on Formulating of Inocullant

as Fermentor of Integrated Farming System Waste

oleh:Mudita, I M., I. Wirawan, dan I. B. G. Partama

FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS UDAYANAEmail:[email protected], HP. 081338791005

ABSTRAK

Duapuluh (20) isolat bakteri lignoselulolitik asal limbah isi rumen sapi bali dan rayaptelah disolasi dan dikarakterisasi kemampuannya mendegradasi substrat lignoselulosa sintetisdan alami dalam upaya produksi bioinokulan fermentor limbah sistem pertanian terintegrasi.Karakterisasi kemampuan degradasi lignoselulosa dilakukan melalui pengamatan diameterzone bening dan aktivitas enzim yang dihasilkan pada substrat uji yang dipakai yaitu AsamTanat (sumber Lignin), Carboxymethyl cellulose/CMC (sumber selulosa), Xylan (sumberxylanosa/hemiselulosa), jerami padi, dedak padi dan feses sapi. Hasil penelitian menunjukkanisolat BCR 5.1 Mix dan BCR 3.1 Mix yang berasal dari limbah isi rumen sapi bali, sertaisolat BR 2 Mix dan BR 1.5 Mix yang berasal dari rayap menghasilkan diameter zone beningdan aktivitas enzim lignoselulase yang lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan isolat lainnya.Secara berturut-turut, isolat BCR 5.1 Mix, BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix dan BR 1.5 Mixmenghasilkan diameter zone bening pada substrat CMC (0,393cm, 0,390cm, 0,404cm,0,412cm), substrat xylan (0,733cm, 0,726cm, 0,744cm,0,730cm), substrat Asam Tanat(0,303cm, 0,260cm, 0,255cm, 0,243cm), Dedak padi (0,672cm, 0,642cm, 0,497cm,0,487cm), jerami padi (0,313cm, 0,288cm, 0,382cm, 0,380cm) dan pada feses sapi (0,358cm,0,364cm, 0,369cm,0,362cm). Terhadap aktivitas enzim lignoselulase, isolat BCR 5.1 Mix,BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix dan BR 1.5 Mix juga mampu menghasilkan aktivitas enzim lignase,selulase dan xylanase yang lebih tinggi baik pada substrat sintetis (Asam tanat, CMC, Xylan)maupun substrat alami (Jerami padi, dedak padi dan feses sapi). Berdasarkan kemampuandegradasi substrat dan aktivitas enzim yang dihasilkan, isolat BCR 5.1 Mix, BCR 3.1 Mix,BR 2 Mix dan BR 1.5 Mix dipilih sebagai sumber inokulan yang akan dimanfaatkan dalamformulasi bioinokulan fermentor limbah simantri dalam produksi pakan maupun pupukorganik.

Kata Kunci: Aktivitas Enzim, Bakteri Pendegradasi Lignoselulosa, Diameter Zone Bening,Isolasi, Karakterisasi,

ABSTRACT

Twenty of lignocellulose degrading bacteria isolates from bali cattle rumen contentwaste and termites had been isolated and characterized on ability of degrading lignocellulosedegrade substrates on Formulating of Inocullant as Fermentor of Integrated Farming SystemWaste. Characterization of lignocellulose degrade ability by measuring of clear zone diameterand lignocellulase enzyme activity were produced on pure lignocellulose substrat were tannicacid (as lignin resourches), Carboxymethyl cellulose/CMC (as cellulose resourches), Xylan(as xylanose/hemicellulose resourches) and natural substrates such as rice straw, rice bran,and cattle fecal. This study showed two bacterial isolates from bali cattle rumen contentwaste (coded as BCR 5.1 Mix and BCR 3.1 Mix) and two bacterial isolates from termites(coded as BR 2 Mix and BR 1.5 Mix) were able to produce diameter of clear zone andlignocellulose enzyme activity much higher then the other. Bacterial isolates coded as BCR5.1 Mix, BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix and BR 1.5 Mix were produce diameter of clear zone onCMC substrates (0,393cm, 0,390cm, 0,404cm, 0,412cm), xylan substrates (0,733cm,0,726cm, 0,744cm,0,730cm), tannic acid substrates (0,303cm, 0,260cm, 0,255cm, 0,243cm),rice bran substrates (0,672cm, 0,642cm, 0,497cm, 0,487cm), rice straw substrates (0,313cm,0,288cm, 0,382cm, 0,380cm) and cattle fecal (0,358cm, 0,364cm, 0,369cm,0,362cm).Lignocellulose degrading bacteria isolates coded as BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix and BR 1.5 Mixso were able to produce higher lignocellulase enzyme activity on all substrates. Based onability degrading substrates (pure and natural substrates) and enzyme activity produced, werelignocellulose degrading bacteria isolates coded as BCR 5.1 Mix, BCR 3.1 Mix, BR 2 Mixdan BR 1.5 Mix chosen as inocullant resourches for formulate inocullant as fermentor onIntegrated Farming System for feed and fertiliser production.

Kata Kunci: Aktivitas Enzim, Bakteri Pendegradasi Lignoselulosa, Diameter Zone Bening,Isolasi, Karakterisasi

PENDAHULUAN

Pengembangan sistem pertanian terintegrasi (Simantri) merupakan salah satu model

unggulan pemberdayaan masyarakat pedesaan dalam pembanguan ekonomi berbasis

pertanian di Bali. Simantri dilaksanakan berorientasi pada pengembangan usaha pertanian-

peternakan tanpa limbah (zero waste) melalui pemanfaatan limbah pertanian (limbah jerami)

menjadi pakan, limbah ternak, yaitu feses dan urine menjadi pupuk organik, biourine maupun

biogas. Namun pemanfaatan limbah sangat membutuhkan peranan teknologi pengolahan,

mengingat limbah kaya senyawa lignoselulosa yang sangat sulit tercerna oleh ternak.

Lignoselulosa terdiri tiga polimer yaitu lignin, selulosa dan hemiselulosa (Howard et

al., 2003; Perez et al., 2002). Degradasi secara sempurna ketiga polimer tersebut baru akan

dapat menyediaan semua potensi nutrisi yang terkandung dalam bahan pakan bahan pakan

asal limbah inkonvensional. Lignoselulosa hanya bisa dicerna/didegradasi oleh mikroba

tertentu, yaitu mikroba/bakteri lignoselulolitik. Sehingga upaya menumbuhkembangkan

bakteri lignoselulolitik sangat penting artinya dalam optimalisasi pengembangan sistem

pertanian terintegrasi. Mikrobia ini banyak terdapat pada saluran pencernaan khususnya

dalam rumen ternak ruminansia (kambing, sapi maupun kerbau), sel tubuh maupun saluran

pencernaan rayap, tanah pertanian maupun lahan gambut (Mudita et al, 2009; Purwadaria et

al., 2003ab; 2004; Watanabe et al., 1998).

Rumen sapi bali kaya akan mikrobia pendegradasi serat (bakteri, protozoa dan fungi),

enzim pendegradasi serat dan nutrien ready fermentable (Hungate, 1966; Mudita et al.,

2009). Kamra (2005) mengungkapkan mikrobia rumen ternak ruminansia di daerah tropik

terdiri dari bakteri (1010–1011 sel/ml, tediri dari 50 jenis), protozoa bersilia (104–106/ml,

terdiri dari 25 jenis), dan fungi anaerob (103-105 zoospore/ml, terdiri dari 5 jenis). Sedangkan

rayap yang merupakan hewan pemakan kayu, didalam tubuhnya (sel tubuh, air liur dan

saluran pencernaan) terdapat mikrobia (bakteri, kapang/fungi, dan protozoa) dan berbagai

enzim pendegradasi serat seperti kompleks enzim selulase (endo-β-D-1.4-glukanase/CMC-

ase, aviselase, eksoglukanase dan β-D-14-glukosidase) dan enzim hemiselulase (endo-1,4-β-

xilanase dan β-D-1,4-mannanase) (Watanabe et al., 1998; Purwadaria et al., 2003a,b;2004.

Sehingga isi rumen sapi Bali dan rayap sangat potensial dijadikan sebagai sumber isolat

bakteri lignoselulolitik dalam optimalisasi pengembangan sistem pertanian terintegrasi.

METODE PENELITIAN

Kegiatan isolasi bakteri lignoselulolitik dari limbah isi rumen sapi bali dan rayap

dilaksanakan di Laboratorium Bersama Faklultas Peternakan Universitas Udayana, Denpasar.

sedangkan Kegiatan isolasi bakteri lignoselulolitik, lignolitik, selulolitik, hemiselulolitik

(silanolitik) menggunakan medium pertumbuhan selektif cair (medium No. 6 dalam Ogimoto

and Imai, 1981). dengan substrat gabungan CMC+AT+Xy untuk mikroba lignoselulolitik,

substrat CMC untuk mikroba selulolitik, Asam tanat (AT) untuk mikroba lignolitik dan

Xylan (Xy) untuk mikroba silanolitik. Kultur diinkubasi pada T 39oC selama 5 hari, Koloni

bakteri yang tumbuh dipindahkan secara kuantitatif kedalam petridisk/cawan petri yang telah

diisi medium pertumbuhan padat (sesuai dengan jenis bakteri yang ditumbuhkan).

Selanjutnya diinkubasi kembali selama 5 hari dalam kondisi anaerob. Adanya pertumbuhan

koloni bakteri ditandai dengan adanya pembentukan zone bening disekitar koloni bakteri.

Koloni bakteri yang membentuk zone bening dipilih untuk dimurnikan menggunakan

medium pertumbuhan padat cawan petri.

Isolat bakteri murni yang telah diperoleh diseleksi berdasarkan kemampuan degradasi

substrat dan aktivitas enzim yang dihasilkan. Uji kemampuan degradasi substrat oleh isolat

bakteri lignoselulolitik dilakukan pada 6 jenis substrat, yaitu: (1) 1% substrat CMC, (2) 1%

substrat silan, (3) 1% substrat asam tanat, (4) 1% substrat jerami padi, (5) 1% substrat dedak

padi, dan (6) 1% substrat feses sapi dalam medium padat cawan petri. Seleksi ini didasarkan

pada pembentukan diameter zona bening di sekeliling koloni/larutan isolat yang

diinokulasikan pada paper disc 60 mm. Sedangkan evaluasi kemampuan aktivitas enzim dari

isolat bakteri lignoselulolitik dilakukan pada 4 jenis substrat, yaitu: substrat lignoselulosa

(kombinasi substrat Asam Tanat, CMC, dan silan) serta substrat alami (jerami padi, dedak

padi, dan feses sapi) dengan mengukur aktivitas enzim lignase, selulase dan silanase setelah

inkubasi/kontak dengan substrat selama 30 menit, 1 jam, 3 jam, 6 jam, 12 jam dan 24 jam.

Pengujian aktivitas enzim dilakukan menggunakan spektrofotometer pada substrat

mengandung 1% substrat uji. Masing-masing larutan substrat dalam buffer diambil 8 ml,

ditambahkan 1 ml sumber enzim dan 1 ml aquades. Campuran larutan diinkubasi pada

incubator bergoyang dan dihomogenkan dengan fortex selama ±1 menit sebelum diukur

aktivitas enzim yang dihasilkan. Pengukuran aktivitas enzim dilakukan dengan cara

menghitung banyaknya produk yang dihasilkan dari reaksi enzim tersebut (Efiok, 1996).

Produk yang diukur adalah gula reduksi (glukosa dari selulosa dan silosa dari xilanosa) serta

vanilin dari asam tanat. Pengukuran produk yang dihasilkan dilakukan dengan cara sebagai

berikut: Untuk gula reduksi, pengukuran dilakukan dengan cara mengambil 1 ml sampel

ditambahkan pada 3 ml reagen dinitrosalisilat (DNS) dan 1 ml aquades, sedangkan untuk

vanilin, pengukuran dilakukan dengan cara mengambil 1 ml sampel ditambahkan pada 4 ml

metanol, kemudian masing-masing diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer

pada panjang gelombang 508,5 nm untuk glukosa, 509 untuk silosa dan 279 untuk vanilin.

Data kegiatan isolasi akan ditampilkan secara deskriptif, sedangkan data degradasi

substrat dan aktivitas enzim dianalisis dengan sidik ragam menggunakan rancangan acak

lengkap/RAL dengan jumlah isolat bakteri sebagai perlakuan dan dengan 3 kali ulangan dan

apablia terdapat nilai berbeda nyata, analisis dilanjutkan dengan uji beda nyata

jujur//Honestly Significant Different/HSD (Sastrosupadi, 2000).

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Isolat Murni Bakteri Lignoselulolitik yang Berhasil Diisolasi

Kegiatan isolasi bakteri dengan memanfaatkan medium pertumbuhan selektif

lignoselulosa telah berhasil mengisolasi 10 isolat bakteri lignoselulolitik (bakteri

pendegradasi lignoselulosa) murni dari limbah isi rumen sapi bali dan 10 isolat asal rayap

(Tabel 5.1). Disamping itu, dari limbah isi rumen sapi bali diperoleh pula 4 isolat bakteri

lignolitik (bakteri pendegradasi lignin), 6 isolat bakteri selulolitik (bakteri pendegradasi

selulosa), dan 8 isolat xylanolitik (bakteri pendegradasi xylan/hemiselulosa). Sedangkan dari

rayap, diperoleh pula 7 isolat bakteri lignolitik, 9 isolat bakteri selulolitik dan 11 isolat

bakteri xylanolitik (Tabel 5.1). Penamaan isolat tsb masih memakai kode berdasarkan sumber

isolat dan jenis substrat yang mampu didegradasi (yang dipakai saat isolasi).

Tabel 5.1 Isolat Murni Bakteri yang Telah Diperoleh

No Jenis Isolat Sumber Isolat

Isi Rumen Sapi Bali Rayap

1 BakteriLignoselulolitik

10 10

BCR1.1Mix; BCR1.2Mix; BCR2Mix;BCR2.1Mix; BCR2.2Mix;BCR3.1Mix;BCR3.2Mix; BCR4Mix; BCR5.1Mix;

BCR5.2Mix

BR1Mix; BR1.2Mix; BR1.3Mix;BR1.4Mix; BR1.5Mix; BR1.6Mix;BR2Mix; BR3Mix; BR4.2Mix;

BR4.3Mix

2 BakteriLignolitik

4 7

BCR1AT; BCR1.1AT; BCR1.2AT;BCR2AT

BR1AT; BR2AT; BR3AT; BR4AT;BR5AT; BR6AT; BR7AT

3BakteriSelulolitik

6 9

BCR1CMC; BCR2CMC; BCR2.1CMC;BCR2.2CMC; BCR2.3CMC;

BCR3CMC

BR2CMC; BR3.1CMC; BR3.2CMC;BR3.3CMC; BR3.4CMC; BR3.5CMC;BR3.6CMC; BR3.7 CMC; BR3CMC

4Bakterixylanolitik

8 11

BCR1XY; BCR2XY; BCR3XY;BCR4XY; BCR4.1XY; BCR4.2XY;

BCR4.3XY; BCR5XY

BR1XY; BR1.3XY; BR2.1XY;BR3.1XY; BR3.2XY; BR3.3XY;BR4.1XY; BR4.2XY; BR4.3XY:

BR4.4XY; BR4.5XY

TOTAL 28 27

Keterangan: Kegiatan isolasi dilaksanakan di Lab. Mikrobiologi dan Lab. Nutrisi Ternak,Lab. Bersama Fakultas Peternakan Universitas Udayana,

Dihasilkannya masing-masing 10 isolat bakteri lignoselulolitik pada kedua sumber

inokulan menunjukkan bahwa kedua sumber isolat mengandung bakteri pendegradasi

lignoselulosa yang sangat potensial dimanfaatkan sebagai sumber inokulan fermentor limbah

simantri. Bakteri lignoselulolitik (bakteri pendegradasi lignoselulosa) akan mempercepat

proses degradasi komponen serat dari limbah-limbah pertanian terintegrasi dalam produksi

pupuk organik maupun pakan ternak. Adanya populasi bakteri lignoselulolitik yang tinggi

(Tabel 5.1) secara umum berpotensi memberikan kemampuan dalam mendegradasi senyawa

lignoselulolitik yang tinggi pula, walaupun tingkat degradasi substrat juga akan dipengaruhi

oleh kemampuan individual khususnya aktivitas enzim dari tiap isolat mikroba serta adanya

mikroba (dengan aktivitas enzimnya) yang melanjutnya proses degradasi produk yang

dihasilkan oleh mikroba sebelumnya. Karena pada dasarkan proses degradasi senyawa

lignoselulolitik melibatkan kompleks (beberapa) mikroba yang bekerja secara berantai hingga

senyawa lignoselulolitik dapat didegradasi secara sempurna menjadi monomer/komponen

penyusunnya. Tingginya populasi bakteri lignoselulolitik juga mencerminkan potensi yang

besar dari limbah cairan rumen sapi Bali maupun rayap untuk dimanfaatkan sebagai

starter/inokulan untuk proses fermentasi/pengolahan bahan pakan kaya serat menjadi pakan

alternatif berkualitas. Hal ini sejalan dengan pendapat Kamra (2005) yang mengungkapkan

mikroba rumen ternak ruminansia di daerah tropik terdiri dari bakteri (1010–1011 sel/ml, tediri

dari 50 jenis), protozoa bersilia (104–106/ml, terdiri dari 25 jenis), dan fungi anaerob (103-105

zoospore/ml, terdiri dari 5 jenis). Sedangkan rayap yang merupakan hewan pemakan kayu,

didalam tubuhnya (sel tubuh, air liur dan saluran pencernaan) terdapat mikrobia (bakteri,

kapang/fungi, dan protozoa) dan berbagai enzim pendegradasi serat seperti kompleks enzim

selulase (endo-β-D-1.4-glukanase/CMC-ase, aviselase, eksoglukanase dan β-D-14-

glukosidase) dan enzim hemiselulase (endo-1,4-β-xilanase dan β-D-1,4-mannanase)

(Watanabe et al., 1998; Purwadaria et al., 2003a,b;2004. Sehingga isi rumen sapi Bali dan

rayap sangat potensial dijadikan sebagai sumber isolat bakteri lignoselulolitik dalam

optimalisasi pengembangan sistem pertanian terintegrasi

5.2 Kemampuan Degradasi Substrat Isolat Bakteri Lignoselulolitik

5.2.1 Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali

Mengingat telah berhasil diisolasi bakteri pendegradasi lignoselulosa, sehingga untuk

evaluasi kemampuan degradasi dan aktivitas enzim isolat dilakukan penuh terhadap isolat

bakteri pendegradasi lignoselulosa tersebut baik yang bersumber dari limbah isi rumen sapi

bali maupun rayap. Analisis kemampuan degradasi substrat dilakukan melalui pengukuran

diameter zone bening yang dapat dihasilkan oleh isolat tersebut pada tiap substrat uji yang

dipakai sebagai evaluator (Tabel 5.2).

Tabel 5.2 menunjukkan isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal limbah isi

rumen sapi bali mampu menghasilkan diameter zone bening pada substrat selulosa sintetis

(CMC) antara 0,227 – 0,393 cm, dimana isolat dengan kode BCR5.1Mix menghasilkan

kemampuan degradasi tertinggi dengan diameter zone bening 0,393 cm, sedangkan isolat

dengan kode BCR1.1Mix mempunyai kemampuan degradasi paling kecil, namun secara

statistik berbeda tidak nyata (P>0,05). Hal ini menunjukkan semua isolat mempunyai

kemampuan mendegradasi CMC yang sama yang mencerminkan aktivitas enzim CMCase

(endo glukanase) semua isolat sama. Pada substrat xylan yang merupakan jenis senyawa

hemiselulosa yang umumnya terdapat pada rumput-rumputan, inokulasi 15 μl kultur isolat

lignoselulolitik yang diisolasi dari limbah isi rumen sapi bali mampu menghasilkan diameter

zone bening yang cukup tinggi yaitu antara 0,439 – 0,733 cm, dimana isolat BCR5.1Mix dan

BCR3.1Mix mampu menghasilkan diameter zone bening terbaik 1 dan 2, sedangkan diameter

zone bening terendah dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR2Mix (Tabel 5.2).

Tabel 5.2 Kemampuan Degradasi Berbagai Jenis Substrat dari Isolat BakteriLignoselulolitik yang Diisolasi dari Limbah Isi Rumen Sapi bali

ISOLAT1

Diameter zone bening yang dihasilkan oleh 15 μl kultur isolat murnipada substrat (cm)

CMC Xylan As. Tanat DedakPadi

JeramiPadi

Feses Sapi

BCR 1.1 Mix 0,227a2 0,664bc 0,073a 0,609bc 0,222abc 0,240a

BCR 1.2 Mix 0,295a 0,661bc 0,198abc 0,619bc 0,232ab 0,314a

BCR 2 Mix 0,302a 0,439a 0,174ab 0,416a 0,169a 0,270a

BCR 2.1 Mix 0,314a 0,534ab 0,140ab 0,527ab 0,141a 0,283a

BCR 2.2 Mix 0,265a 0,693c 0,189abc 0,609bc 0,223abc 0,293a

BCR 3.1 Mix 0,390a 0,726c 0,260bc 0,642bc 0,288b 0,364a

BCR 3.2 Mix 0,229a 0,708c 0,234bc 0,620bc 0,233ab 0,291a

BCR 4 Mix 0,305a 0,538ab 0,187abc 0,608bc 0,221abc 0,312a

BCR 5.1 Mix 0,393a 0,733c 0,303c 0,672c 0,313c 0,358a

BCR 5.2 Mix 0,362a 0,706c 0,260bc 0,647bc 0,287b 0,342a

SEM3 0,043 0,031 0,025 0,028 0,027 0,030

Keterangan:1) Isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa yang diisolasi dari isi rumen sapi bali

2)Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05)

3)Standard Error of the treatmens means

Pada Gambar 5.2 tampak bahwa bila dibandingkan dengan panjang diameter zone

bening yang dihasilkan pada substrat CMC, diameter yang dihasilkan pada substrat xylan

jauh lebih panjang. hal ini disebabkan karena pada prinsipnya senyawa

xylanosa/hemiselulosa jauh lebih mudah terdegradasi dibandingkan dengan substrat CMC

yang merupakan cerminan senyawa selulosa suatu bahan organik. Namun bila dibandingkan

dengan diameter zone bening yang dihasilkan pada substrat asam tanat yang merupakan

cerminan substrat, lebar zone bening yang dihasilkan jauh lebih rendah, dimana diameter

zone bening yang dihasilkan oleh isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal limbah isi

rumen sapi bali adalah sebesar 0,073 – 0,303 cm. Isolat bakteri dengan kode BCR5.1Mix

menghasilkan diameter zone bening tertinggi, disusul oleh isolat dengan kode BCR3.2Mix

atau BCR5.2Mix. Sedangkan isolat dengan BCR1.1Mix menghasilkan diameter zone bening

paling rendah, yaitu 0,073 cm (Tabel 5.2). Hal ini sejalan dengan pendapat Howard et al.,

2003 maupun Perez et al., 2002 yang mengungkapkan bahwa lignin merupakan faktor

pembatas utama degradasi lignoselulosa suatu bahan organik. Hal itu tercermin jelas dari

diameter zone bening yang dihasilkan, dimana diameter zone bening pada substrat asam tanat

mempunyai nilai yang jauh lebih rendah daripada yang dihasilkan pada substrat CMC

maupun Xylan (Tabel 5.2). Disis lain, isolat bakteri dengan kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix

selalu mampu menghasilkan panjang diameter zone bening yang lebih tinggi dibandingkan

dengan isolat bakteri lainnya sehingga menunjukkan kualitas isolat bakteri pendegradasi

tersebut mempunyai kemampuan yang tinggi dalam mendegradasi substrat/meterial organik.

Terhadap substrat alami yang dievaluasi yaitu jerami padi, dedak padi dan feses sapi,

isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal limbah isi rumen sapi bali mampu

menghasilkan diameter zone bening masing-masing antara 0,416-0,673 cm, 0,141-0,313 cm

dan 0,240-0,358 cm dari tiap 15μl koloni isolat bakteri yang diinokulasikan. Pada Tabel 5.2

dan Gambar 5.1 tampak pula isolat bakteri dengan kode BCR 5.1 Mix mampu menghasilkan

diameter zone bening tertinggi pada substrat jerami padi dan dedak padi, yaitu masing-

masing 0,672 cm dan 0,313 cm, sedangkan isolat bakteri dengan kode BCR 3.1 Mix mampu

menghasilkan diameter zone bening tertinggi pada substrat feses sapi bali yaitu sebesar 0,364

cm/15 μl isolat bakteri.

Sehingga dari semua substrat uji yang dievaluasi telah menunjukkan bahwa isolat

bakteri pendegradasi lignoselulosa asal limbah isi rumen sapi bali dengan kode BCR 5.1 Mix

dan BCR 3.1 Mix merupakan 2 isolat bakteri unggul yang layak untuk dikembangkan dan

dimanfaatkan sebagai sumber inokulan fermentor limbah simantri.

5.2.2 Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap

Hasil evaluasi kualitas isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal rayap khususnya

pada kemampuan pembentukan zone bening pada substrat uji menunjukkan bahwa isolat

bakteri lignoselulolitik asal rayap mampu menghasilkan diameter zone bening antara 0,303 –

0,412 cm/15 μl kultur isolat pada substrat CMC, dimana isolat bakteri dengan kode BR1.5Mix

dan BR2Mix menghasilkan diameter zone bening tertinggi dan berbeda nyata (P<0,05)

dibandingkan dengan isolat lainnya yaitu dengan diameter zone bening sebesar 0,412 cm dan

0,404 cm, sedangkan isolat bakteri dengan kode BR1.6Mix menghasilkan diameter zone

bening terendah yaitu 0,303 cm/15 μl (Tabel 5.3 dan Gambar 5.2). Terhadap substrat xylan,

isolat bakteri lignoselulolitik asal rayap mampu menghasilkan diameter zone sebesar 0,575 –

0,744 cm, dimana isolat bakteri dengan kode BR2Mix dan BR.5Mix mampu menghasilkan

diameter zone bening tertinggi pertama dan kedua, dengan diameter zone bening masing-

masing sebesar 0,744 cm dan 0,730 cm dan diameter zone bening terendah dihasilkan oleh

isolat bakteri dengan kode BR1Mix dengan diameter zone bening sebesar 0,575 cm.

Sedangkan terhadap substrat asam tanat menunjukkan isolat bakteri dengan kode BR2Mix

dan BR1.5Mix menghasilkan diameter zone bening tertinggi dan berbeda nyata (P<0,05)

dengan isolat bakteri dengan kode BR4.3Mix dengan diameter zone bening 0,108 mm.

Tabel 5.3 Kemampuan Degradasi Berbagai Jenis Substrat dari Isolat BakteriLignoselulolitik yang Diisolasi dari Rayap

ISOLAT

Diameter Zone Bening yang Dihasilkan saat Inokulasi 15 μl IsolatBakteri pada Berbagai Substrat (cm)

CMC Xylan As. TanatDedakPadi

JeramiPadi

FesesSapi

BR 1 Mix 0,349ab 0,575a 0,228bc 0,472a 0,318a 0,334aBR 1.2 Mix 0,399bc 0,649ab 0,185abc 0,472a 0,335a 0,336aBR 1.3 Mix 0,361abc 0,603ab 0,202abc 0,482a 0,302a 0,309aBR 1.4 Mix 0,399bc 0,720ab 0,137ab 0,474a 0,370a 0,347aBR 1.5 Mix 0,412c 0,730b 0,243c 0,487a 0,380a 0,362aBR 1.6 Mix 0,303a 0,605ab 0,121ab 0,448a 0,268a 0,260aBR 2 Mix 0,404c 0,744b 0,255c 0,497a 0,382a 0,369aBR 3 Mix 0,308a 0,576a 0,114ab 0,475a 0,368a 0,274aBR 4.2 Mix 0,394bc 0,612ab 0,161abc 0,476a 0,361a 0,312aBR 4.3 Mix 0,354abc 0,598ab 0,108a 0,483a 0,274a 0,266a

SEM 0,013 0,029 0,023 0,009 0,037 0,036

Keterangan:1) Isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa yang diisolasi dari rayap

2)Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05)

3)Standard Error of the treatmens means

Berdasarkan diameter zone bening yang terbentuk pada substrat lignoselulosa sintetis

yang dipakai (asam tanat, CMC dan Xykan) tampak ak bahwa isolat BR2Mix dan BR1.5Mix

mempunyai kemampuan degradasi yang cukup tinggi sehingga layak dikembangkan sebagai

sumber inokulan fermentor bahan berserat kasar tinggi. Bila dibandingkan dengan tingkat

degradasi substrat yang dihasilkan, hasil penelitian menunjukkan tingkat degradasi tertinggi

dihasilkan pada substrat xylanosa/xylan, disusul selanjutnya oleh CMC dan yang paling

rendah adalah pada substrat asam tanat. Hasil penelitian ini semakin memperjelas bahwa

substrat lignin/asam tanat mempunyai tingkat degradasi terkecil dan merupakan faktor

pembatas utama pada pemanfaat limbah sebagai produk penyusun/produksi bahan bernilai

ekonomis.

Aplikasi isolat bakteri pendegrasi lignoselulosa asal rayap pada substrat alami bahan

limbah asal limbah simantri menunjukkan hal yang hampir sama, dimana isolat dengan kode

BR2 Mix dan BR 1.5 Mix merupakan isolat yang mampu menghasilkan diameter zone

bening tertinggi 1 dan 2. Sehingga semakin menegaskan bahwa isolat tersebut sangat layak

dipilih untuk formulasi bioinokulan fermentor limbah pertanian terintegrasi sehingga usaha

pertaniana kan semakin bermanfaat dan terbebas dari berbagai resiko permasalahan

pencemaran lingkungan. Semakin tinggi tingkat degradasi substrat umumnya akan semakin

rendah emisi polutan yang dilepaskan di atmosfer. Laju degradasi yang tinggi umumnya akan

mengurangi keberadaan unsur Hidrogen bebas sehingga pembentukan gas metan maupun

amoniak feses dan urine akan semakin dibatasi (Akin dan Benner, 1988; Hungate, 1996;

Kamra, 2005). Tabel 5.3 juga menunjukkan khusus untuk substrat alami yaitu substrat limbah

pertanian terintegrasi, isolat bakteri lignoselulosa asal rayap mermpunyai kemampuan tinggi

dalam mendegradasi dedak padi, kemudian disusul oleh substrat jerami padi dan asam tanat

yang mempunyai kemampuan degradasi yang lebih rerndah. Hal ini merupakan cerminan dari

adanya senyawa lignoselulosa pada suatu bahan. Semaikn tinggi kandungan lignoselulosa

akan semakin sulit bahan pakan/material organik tersebut terdegradasai (Perez et al. 2002,

Howard et al., 2003).

5.3 Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Lignoselulolitik

5.3.1 Aktivitas Enzim Lignoselulase pada Substrat Lignoselulosa

5.3.1.1 Aktivitas Enzim Lignoselulase Isolat Bakteri Asal Isi Rumen Sapi Bali pada

Substrat Lignoselulosa Sintetis

Hasil evaluasi kemampuan aktivitas enzim lignoselulase dari isolat bakteri

pendegradasi lignoselulosa yan telah diisolasi dari limbah isi rumen sapi bali menunjukkan

bahwa pada substrat lignoselulosa, isolat bakteri lignoselulolitik asal limbah mempunyai

aktivitas enzim lignase (enzim yang bertugas mendegradasi lignin) yang cukup tinggi yaitu

0,135 – 1,688 U/ml setelah kontak dengan substrat selama 30 menit, 0,063-3,531 U/ml

(setelah 1 jam kontak), 0,902-3,351 U/ml (3 jam kontak). 2,403-3,780 U/ml (6 jam kontak),

2,403-4,363 U/ml (12 jam kontak) dan 2,175 – 4,477 U/ml (24 jam kontak), dimana isolat

bakteri lignoselulolitik dengan kode BCR 5.1 Mix dan BCR 3.1 Mix mampu menghasilkan

aktivitas enzim yang lebih tinggi dari isolat lainnya kecuali pengamatan pada menit ke 30

(Tabel 5.4). Aktivitas enzim selulase dari isolat bakteri lignoselulolitik secara berturut-turut

sebesar 0,643-2,159 U/ml, 0,843 - 2,391 U/ml, 1,477 – 2,560 U/ml, 1,879 -2,825 U/ml,

2,111-3,168 U/ml dan 1,971-3,930 U/ml yang dihasilkan setelah kontak dengan substrat

selama 30 menit, 1 jam, 3 jam, 6 jam, 12 jam, dan 24 jam. Sedangkan aktivitas enzim

xylananse yang dihasilkan oleh isolat bakteri lignoselulolitik asal limbah isi rumen sapi bali

adalah masing-masing sebesar 90,0 - 640,177 U/ml, 230,13 – 802,98 U/ml, 450,33 – 1155,63

U/ml, 695,36 – 1059,60 U/ml, 652, 32 – 1153,42 U/ml dan 841,06 – 1125,83 U/ml yang

dihasilkan setelah kontak dengan substrat selama 30 menit, 1 jam, 3 jam, 6 jam, 12 jam, dan

24 jam (Tabel 5.4a,b,c)

Pada Tabel 5.4a tampak puila bahwa isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa dengan

kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix mempunyai aktivitas enzim selulase terbaik 1 dan/atau 2

pada setiap periode waktu kontak dengan substrat lignoselulosa. hal yang sama juga terjadi

untuk aktivitas enzim xylanase. Hal ini menunjukkan bahwa isolat bakteri dengan kode BCR

5.1 Mix dan BCR 3.1 Mix mempunyai kualitas tinggi sehingga sangat layak untuk

dimanfaatkan sebnagai bahan bioinokulan fermentor bahan organik kaya lignoselulosa.

Tabel 5.4a Aktivitas Enzim Lignase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa

IsolatAktivitas E.Lignase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa

setelah kontak sampai waktu ke....30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BCR 1.1 Mix 0,135a1 1,732bc 2,175c 2,403a 2,976ab 3,217abcBCR 1.2 Mix 1,305bc 2,198bc 2,927d 3,052bc 3,569bc 4,087bcBCR 2 Mix 0,349a 1,971bc 0,902a 3,134cd 3,576bc 3,272abcBCR 2.1 Mix 1,688d 2,405bc 1,982c 2,551ab 3,310abc 3,172abcBCR 2.2 Mix 0,390a 1,833bc 1,351b 2,879abc 3,410abc 3,341abcBCR 3.1 Mix 1,522cd 2,633c 3,531e 3,762e 4,211c 4,397cBCR 3.2 Mix 1,142b 0,063a 3,134d 3,576de 3,272abc 2,810abBCR 4 Mix 0,170a 1,560b 0,902a 3,134cd 2,403a 2,175aBCR 5.1 Mix 1,688d 2,564c 3,507e 3,780e 4,363c 4,477cBCR 5.2 Mix 0,390a 0,304a 1,320b 2,672abc 2,503ab 2,348a

SEM2 0,064 0,200 0,067 0,102 0,221 0,276

Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05),2) Standard Error of the treatmens means

Tabel 5.4b Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa

IsolatAktivitas E.Selulase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa

setelah kontak sampai waktu ke....30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BCR 1.1 Mix 1,480bc1 1,700bc 1,938bcd 2,292bc 2,587bc 3,212cdBCR 1.2 Mix 1,343b 1,426b 1,676ab 1,941ab 2,111a 2,677aBCR 2 Mix 1,509bc 1,902cd 1,894bc 1,962ab 2,007a 2,992bcBCR 2.1 Mix 2,045d 1,855cd 2,123cd 2,480cde 2,742cd 3,340cdeBCR 2.2 Mix 1,277b 1,950cd 2,218cde 2,546cde 2,819cd 3,588defBCR 3.1 Mix 2,159d 2,391e 2,531e 2,781de 3,168d 3,745efBCR 3.2 Mix 0,557a 0,974a 1,477a 1,879a 2,150a 1,986aBCR 4 Mix 0,643a 0,843a 1,563ab 1,894ab 2,254ab 1,971aBCR 5.1 Mix 2,147d 2,388e 2,560e 2,825e 3,099d 3,930fBCR 5.2 Mix 1,879cd 2,154de 2,322de 2,389cd 2,617bc 2,933bc

SEM2 0,087 0,081 0,080 0,081 0,090 0,095Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05),

2 )Standard Error of the treatmens means

Tabel 5.4c Aktivitas Enzim Xylanase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa

IsolatAktivitas E.Xylanase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa setelah

kontak sampai waktu ke....30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BCR 1.1 Mix 236,203ab1 583,33abc 671,08abc 686,53a 844,37ab 841,06aBCR 1.2 Mix 333,333abc 690,39bc 849,89bcd 845,47abcd 846,58ab 938,19aBCR 2 Mix 240,618a 462,80abc 450,33a 699,78a 811,26ab 901,55aBCR 2.1 Mix 192,053a 230,13a 523,18ab 735,10ab 652,32a 985,65abBCR 2.2 Mix 90,000a 519,32abc 772,63abcd 858,72abcd 789,18ab 974,83aBCR 3.1 Mix 611,479d 802,98c 1006,62cd 1059,60d 1153,42bc 1125,83abBCR 3.2 Mix 209,713a 382,45ab 863,13bcd 984,55cd 1049,67abc 1083,89abBCR 4 Mix 520,971cd 522,63abc 576,16ab 695,36a 782,56ab 962,47aBCR 5.1 Mix 640,177d 800,77c 912,80bcd 958,06bcd 1334,44c 1261,59bBCR 5.2 Mix 507,726bcd 722,63bc 1155,63d 796,14abc 824,50ab 891,83a

SEM2 54,727 76,732 79,004 44,777 79,519 56,897


5.3.1.2 Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Asal Isi Rumen Sapi Bali pada Substrat LimbahPertanian Terintegrasi

Hasil evaluasi aktivitas enzim selulase dari isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa

asal limbah isi rumen sapi bali menunjukkan bahwa isolat bakteri mampu menghasilkan

aktivitas enzim selulase (endo glukanase) yang cukup tinggi yaitu pada substrat jerami padi

sebesar 0,473 – 1,414 U/ml (kontak 30 menit), 0,336 – 1,882 U/ml (kontak 1 jam), 0,902 –

2,025 U/ml (kontak 3 jam), 0,851 – 2,159 U/ml (kontak 6 jam), 0,700 – 2,306 (kontak 12

jam), dan 0,628 – 1,897 (kontak 24 jam). Aktivitas enzim selulase tertinggi setelah 30 menit

kontak dengan substrat jerami padi dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR2.2Mix, sedangkan

setelah kontak 1 – 12 jam dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR3.1Mix, sedangkan setelah

24 jam kontak dengan substrat jerami padi, aktivitas enzim tertinggi dihasilkan oleh isolat

BCR5.1Mix (Tabel 5.5a).

Tabel 5.5a Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi

Isolat

Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalLimbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi

30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BCR 1.1 Mix 1,242bc1 1,486cde 1,709bc 1,727bcd 2,068b 1,536bcdBCR 1.2 Mix 0,634ab 0,426a 0,902a 1,316abc 1,611ab 1,063abcBCR 2 Mix 1,224bc 1,319cd 1,605bc 1,807bcd 1,858b 0,628aBCR 2.1 Mix 0,968abc 1,105bc 1,242ab 1,512abcd 1,626ab 0,902abBCR 2.2 Mix 1,414c 1,581de 1,837c 1,804bcd 1,664ab 1,218abcdBCR 3.1 Mix 1,373c 1,882e 2,025c 2,159d 2,306b 1,727cdBCR 3.2 Mix 0,938abc 1,134cd 1,182ab 1,364abc 1,328ab 0,965abBCR 4 Mix 0,560a 0,336a 0,962a 1,197ab 1,551ab 1,033abcBCR 5.1 Mix 0,491a 1,319cd 1,706bc 2,013cd 2,281b 1,897dBCR 5.2 Mix 0,473a 0,646ab 1,045a 0,851a 0,700a 0,926abSEM2 0,126 0,092 0,110 0,150 0,226 0,141


Pada substrat dedak padi, aktivitas enzim selulase tertinggi pada menit ke-30

dihasilkan oleh BCR3.1Mix, pada jam ke-1 sampai jam ke-6, aktivitas enzim tertinggi

dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR5.1Mix, pada jam ke-12 aktivitas selulase tertinggi

dihasilkan oleh isolat BCR3.1Mix, sedangkan pada jam ke-24 aktivitas enzim tertinggi

dihasilkan kembali oleh isolat dengan kode BCR5.1Mix (Tabel 5.5b). Sedangkan pada

substrat feses sapi, aktivitas enzim selulase tertinggi pada menit ke-30 dihasilkan oleh isolat

dengan kode BCR2Mix (1,768 U/ml), sedangkan aktivitas enzim selulase tertinggi setelah

kontak dengan substrat selama 1-3 jam dihasilkan oleh isolat BCR5.1Mix (2,153 U/ml dan

3,058 U/ml), pada waktu kontak dengan substrat selama 6 jam, aktivitas enzim selulase

tertinggi dihasilkan oleh isolat BCR3.1Mix. Sedangkan pada jam ke-12 dan ke-24, isolat

BCR5.1Mix kembali menghasilkan aktivitas enzim tertinggi dibandingkan dengan isolat

lainnya (Tabel 5.5c).

Tabel 5.5b Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi

IsolatAktivitas Enzim Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi

Rumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BCR 1.1 Mix 0,476a1 1,024a 1,691ab 2,552a 3,195a 2,617abBCR 1.2 Mix 1,408c 2,141b 2,769c 2,554a 2,828a 2,516abBCR 2 Mix 0,575a 1,131a 2,048abc 2,659a 3,195a 2,617abBCR 2.1 Mix 1,349c 1,378a 1,676ab 2,703a 2,840a 2,694bBCR 2.2 Mix 1,218bc 1,256a 1,325a 2,081a 2,775a 2,379aBCR 3.1 Mix 1,646c 2,099b 2,629bc 2,837a 4,138b 3,561cBCR 3.2 Mix 0,417a 1,042a 1,870abc 2,254a 2,849a 2,438abBCR 4 Mix 0,634a 1,140a 1,959abc 2,132a 2,754a 3,689cBCR 5.1 Mix 1,364c 2,182b 2,867c 3,120a 4,109b 3,641cBCR 5.2 Mix 0,756ab 1,200a 2,138abc 2,272a 2,724a 3,599cSEM2 0,102 0,081 0,200 0,261 0,109 0,057


Tabel 5.5c Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah IsiRumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi

Isolat

Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalLimbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi


BCR 1.1 Mix 1,399ab1 1,569ab 1,858ab 0,210bcd 1,051a 0,581abBCR 1.2 Mix 1,655ab 2,102b 2,566bc 2,528cdef 1,069a 0,628abBCR 2 Mix 1,768b 1,864ab 1,971ab 2,754def 0,985a 0,098aBCR 2.1 Mix 1,632ab 1,894ab 2,194ab 2,224bcde 1,140a 0,700abBCR 2.2 Mix 1,646ab 1,727ab 1,807ab 1,810ab 1,137a 0,729abBCR 3.1 Mix 1,685ab 2,114b 2,513bc 3,171f 2,953b 2,552cBCR 3.2 Mix 1,161ab 1,804ab 1,798ab 2,001bc 1,158a 0,819bBCR 4 Mix 0,854a 1,233a 1,703a 1,298a 0,902a 1,194bBCR 5.1 Mix 1,450ab 2,153b 3,058c 2,864ef 3,242b 2,563cBCR 5.2 Mix 1,045ab 1,575ab 1,911ab 1,328a 1,051a 1,015bSEM2 0,177 0,165 0,160 0,130 0,185 0,131


Berdasarkan hasil penelitian tersebut, tampak jelas bahwa isolat BCR5.1Mix

merupakan isolat terbaik yang mampu menghasilkan aktivitas enzim tertinggi sehingga

sangfat layak dimanfaatkan sebagai sumber inokulan fermentor limbah pertanian terintegrasi.

sedangkan isolat terbaik ke-2 yang layak dimanfaatkan pula sebagai sumber inokulan adalah

isolat BCR3.1Mix, mengingat nilai aktivitas enzim yang dihasilkan isolat tersebut juga relatif

tinggi dan malah beberapa kali semapat mempunyai aktivitas enzim terbaik. Pemanfaatan

isolat dengan aktivitas enzim terbaik sebagai sumber inokulan diharapkan akan menghasilkan

inokulan yang berkualitas tinggi sehingga waktu permentasi dapat dipersingkat dan kualitas

produk yang dihasilkan akan semakain baik.

5.3.2 Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap

5.3.2.1 Aktivitas Enzim Lignoselulase Isolat Bakteri Asal Rayap pada SubstratLignoselulosa Sintetis

Evaluasi aktivitas enzim isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa yang diisolasi dari

rayap menunjukkan bahwa isolat bakteri dengan kode BR2Mix mampu menghasilkan

aktivitas enzim lignase tertinggi selama periode waktu kontak dengan substrat ligoselulosa,

dengan nilai aktivitass enzim secara berturut-turut adalah 1,688 U/ml, 2,391 U/ml, 3,845

U/ml, 3,897 U/ml, 4,018 U/ml dan 4,156 U/ml, sedangkan asktivitas enzim terbaik ke-2 dan

ke-3 dihasilkan oleh isolat dengan kode BR1.5Mix dan BR1.2Mix (Tabel 5.8a). Aktivitas

enzim selulase yang dihasilkan oleh isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal rayap

menunjukkan bahwa isolat dengan kode BR2Mix dan BR1.5Mix menghasilkan aktivitas enzim

tertinggi dan berbeda nyata dengan isolat lainnya dengan kisaran nilai aktivitas tertinggi dari

2,221 – 3,614 U/ml setelah kontak dengan substrat 30 menit sampai 24 jam, sedangkan

secara keseluruhan aktivitas enzim selulase yang dihasilkan seluruh isolat berkisar antara

0,55 – 3,614 U/ml (Tabel 5.8b).

Tabel 5.8a Aktivitas Enzim Lignase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap PadaSubstrat Sintetis lignoselulosa

IsolatAktivitas Enzim Lignase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalRayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa


BR 1 Mix 0,321a1 0,408a 2,010abc 3,017ab 2,848a 2,727abBR 1.2 Mix 1,557bcd 2,426b 3,359cd 3,659ab 4,107ab 3,88bcdBR 1.3 Mix 0,273a 1,767b 1,592a 3,052ab 2,748a 2,313aBR 1.4 Mix 1,177b 0,408a 3,224bcd 3,749ab 3,376ab 2,948abcBR 1.5 Mix 1,688cd 2,391b 3,845d 3,897ab 4,018ab 4,156cdBR 1.6 Mix 0,425a 2,350b 1,903ab 2,879a 3,618ab 3,19abcBR 2 Mix 1,791d 2,736b 4,025 4,073 4,328b 4,684dBR 3 Mix 0,383a 2,109b 1,592a 2,996ab 3,611ab 3,618abcdBR 4.2 Mix 1,305bc 2,360b 3,203bcd 3,121ab 3,638ab 4,156cdBR 4.3 Mix 0,239a 1,905b 2,348abc 2,783a 3,321ab 3,631abcd

SEM2 0,086 0,255 0,270 0,233 0,298 0,273


Tabel 5.8b Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap PadaSubstrat Sintetis lignoselulosa

Isolat

Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalRayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa


BR 1 Mix 2,147cd 2,172c 2,206c 2,299ab 2,355bcd 2,760bcBR 1.2 Mix 2,135cd 1,858bc 2,007c 2,423abc 2,575de 3,108cdBR 1.3 Mix 0,857ab 0,935a 1,474ab 1,867a 2,081ab 1,822aBR 1.4 Mix 0,557a 0,917a 1,331a 1,792a 1,917a 1,968aBR 1.5 Mix 2,278cd 2,221c 2,861 2,992bc 3,025 3,614dBR 1.6 Mix 1,113ab 1,894bc 2,117c 2,400ab 2,540cd 3,171cdBR 2 Mix 2,340d 2,254c 2,772de 3,037c 2,927ef 3,549dBR 3 Mix 1,545bc 1,852bc 1,935bc 2,114a 2,132abc 2,680bcBR 4.2 Mix 1,343b 1,340ab 1,501ab 1,944a 2,117ab 2,385abBR 4.3 Mix 1,509bc 1,670bc 1,876bc 2,206a 2,325abcd 2,802

SEM 0,156 0,146 0,096 0,137 0,083 0,114Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05),

2) Standard Error of the treatmens means

Sedangkan terhadap aktivitas enzim xylanase, isolat dengan kode BR2Mix dan

BR1.5Mix menghasilkan aktivitas enzim tertinggi pertama dan kedua, masing-masing dengan

nilai aktivitas enzim berturut-turut sebesar 1,791 U/ml dan 1,688 U/ml (t 30 menit), 1134,11

U/ml dan 1131,90 U/ml (t 1 jam), 1337m75 U/ml dan 1243,93 U/ml (t 3 jam), 1390,73 U/ml

dan 1289,18 U/ml (t 6 jam), 1578,37 U/ml dan 1555,19 U/ml (t 12 jam) dan 1611,48 U/ml

dan 1581,68 U/ml (t 24 jam) (Tabel 5.8c)

Tabel 5.8c Aktivitas Enzim Xylanase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap PadaSubstrat Sintetis lignoselulosa

Isolat

Aktivitas Enzim Xylanase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalRayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa


BR 1 Mix 0,321a1 775,83bc 1210,82cd 1120,31bcd 1012,14a 958,06aBR 1.2 Mix 1,557bcd 340,51a 633,55ab 845,48ab 873,068a 1096,03aBR 1.3 Mix 0,273a 588,85ab 620,31ab 750,55a 870,861a 995,59aBR 1.4 Mix 1,177b 437,64ab 973,51bcd 1028,70bc 1060,71a 1123,62aBR 1.5 Mix 1,688cd 1131,90c 1243,93cd 1289,18cd 1555,19b 1581,68bBR 1.6 Mix 0,425a 585,54ab 838,85abc 913,91ab 844,371a 1030,02aBR 2 Mix 1,791c 1134,11c 1337,75d 1390,73d 1578,37b 1611,48bBR 3 Mix 0,383a 462,80ab 450,33a 699,78a 811,258a 901,55aBR 4.2 Mix 1,305bc 690,40ab 849,89abc 845,48ab 846,578a 938,19aBR 4.3 Mix 0,239a 583,33ab 671,08ab 686,53a 844,371a 841,06a

SEM2 71,722 77,020 87,991 55,199 63,097 67,157Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05),

2) Standard Error of the treatmens means

Berdasarkan data hasil penelitian tersebut tampak bahwa isolat dengan kode BR2Mix

dan BR1.5Mix mempunyai aktivitas enzim lignoselulase (lignase, selulase dan xylanase)

unggul (terbaik 1 dan 2), sehingga isolat ini sangat layak dikembangkan untuk sumber

inokulan fermentor bahan organik dengan kandungan lignoselulosa tinggi. Howard et al.,

(2003) mengungkapkan semakin tinggi nilai aktivitas enzim, semakin baik kemampuan

isolat/mikroba dalam mendegradasi substrat/material organik. hal ini sejalan dengan hasil

penelitian yang telah diperoleh dimana nilai aktivitas enzim yang tinggi (Tabel 5.8-5.9) akan

menghasilkan diameter zone bening yang tinggi pula (Tabel 5.2 – 5.3). Disamping itu dari

penelitian ini diperoleh isolat dengan kualitas unggul dan realatif konstan mampu

menampilkan kualitas unggul tersebut.

5.3.2.2 Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Asal Rayap pada Substrat Limbah PertanianTerintegrasi

Hasil evaluasi kualitas isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal rayap pada

substrat limbah pertanian terintegrasi menunjukkan bahwa isolat bakteri pendegradasi

lignoselulosa asal rayap menghasilkan aktivitas enzim selulase pada substrat jerami padi

sebesar 0, 238 – 1,262 U/ml (t 30 menit, tertinggi BR1.6Mix), 0,369 – 3,107 U/ml (t 1 jam,

tertinggi BR2Mix), 0,712 – 3,695 U/ml (t 6 jam, tertinggi BR2Mix), 0,753 – 3,710 U/ml (t 12

jam, tertinggi BR2Mix) dan 0,223 – 2,730 U/ml (t 24 jam, tertinggi BR1.5Mix). Terhadap

aktivitas enzim yang dihasilkan pada substrat dedak padi, menunjukkan isolat bakteri asal

rayap mampu menghasilkan aktivitas selulase sebesar 0,342 – 1,703 U/ml (t 30 menit,

tertinggi BR1.6Mix), 0,128 – 2,397 U/ml (t 3 jam, tertinggi BR1.5Mix), 1,116 – 3,960 U/ml (t

6 jam, tertinggi BR1.5Mix), 1,914 – 4,784 U/ml (t 12 jam, tertinggi BR1.5Mix) dan 1,938–

3,367 U/ml (t 24 jam, tertinggi BR1.5Mix) (Tabel 5.9). Sedangkan terhadap aktivitas enzim

selulase pada substrat feses sapi, isolat bakteri lignoselulolitik menghasilkan nilai aktivitas

enzim berkisar antara 0,985 – 1,536 U/ml (t 30 menit, tertinggi BR4.2Mix), 1,352 – 2,269

U/ml (t 3 jam, tertinggi BR2Mix), 1,224 – 2,290 U/ml (t 6 jam, tertinggi BR2Mix), 1,039 –

2,677 U/ml (t 12 jam, tertinggi BR2Mix), dan 0,205 – 2,099 U/ml (t 24 jam, tertinggi

BR1.5Mix) (Tabel 5.9)

Tabel 5.9 Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri lignoselulolitik Asal Rayap padaSubstrat Limbah Pertanian Terintegrasi

Isolat

Aktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalRayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Jerami padi

30 menit 1 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BR 1 Mix 0,738bc 1,298a 2,468bcd 1,882ab 1,550cdBR 1.2 Mix 0,441ab 0,423a 0,712a 1,444ab 2,321eBR 1.3 Mix 0,959cd 0,935a 1,694abc 1,212ab 1,722dBR 1.4 Mix 0,744bc 1,405a 1,938abc 1,030ab 0,383bBR 1.5 Mix 1,155cd 1,316a 2,739cd 2,218b 2,448eBR 1.6 Mix 1,262d 1,325a 1,801abc 0,837ab 0aBR 2 Mix 0,887bcd 3,107b 3,695d 3,710c 2,416eBR 3 Mix 0,411ab 0,578a 1,617abc 0,753a 1,192cBR 4.2 Mix 1,143cd 0,512a 1,206ab 1,167ab 1,246cBR 4.3 Mix 0,238a 0,369a 0,831a 1,224ab 1,335cSEM 0,099 0,222 0,284 0,280 0,075

IsolatAktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal

Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Dedak padi30 menit 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BR 1 Mix 0,753ab 1,212c 1,664abc 3,382bc 2,659abBR 1.2 Mix 1,435cd 1,295c 2,724cd 2,706ab 2,284abBR 1.3 Mix 1,108bc 0,128a 2,486bcd 4,260cd 1,938aBR 1.4 Mix 0,557a 0,566ab 3,081de 2,456ab 2,772abBR 1.5 Mix 1,137bc 2,397d 3,960e 4,784d 3,367bBR 1.6 Mix 1,703d 0,682b 1,399ab 3,218b 2,611abBR 2 Mix 1,242cd 2,382d 2,264bcd 3,397bc 3,361bBR 3 Mix 0,729ab 2,010d 1,986abcd 2,022a 1,944aBR 4.2 Mix 1,390cd 2,292d 1,995abcd 2,176a 2,191abBR.4.3 Mix 0,342a 2,039d 1,116a 1,914a 2,956abSEM 0,093 0,105 0,222 0,188 0,240

Isolat

Aktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik AsalRayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Feses Sapi

30 menit 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam

BR 1 Mix 1,247ab 2,126cd 2,066bcd 1,456b 0,980bcBR 1.2 Mix 1,158ab 2,215d 1,894bcd 1,200ab 1,218cdBR 1.3 Mix 1,244ab 1,352a 1,474ab 1,343ab 1,224dBR 1.4 Mix 1,003a 1,629abc 1,664abc 1,212ab 1,444deBR 1.5 Mix 0,997a 2,141cd 2,156cd 2,575d 2,099gBR 1.6 Mix 1,259ab 1,977cd 1,224a 1,206ab 1,509eBR 2 Mix 1,149ab 2,269d 2,290d 2,677d 1,825fBR 3 Mix 0,985a 1,843abcd 1,888bcd 1,039a 0,307aBR 4.2 Mix 1,536b 1,408ab 2,156cd 1,438ab 0,205aBR 4.3 Mix 1,408ab 1,891bcd 1,780abcd 2,087c 0,884bSEM 0,101 0,106 0,118 0,082 0,048

Berdasarkan nilai tertinggi aktivitas enzim yang dihasilkan, pemilihan isolat unggul

agak sulit dilakukan mengingat adanya fluktuasi isolat yang memperoleh nilai aktivitas

tertinggi, yang mana hal ini menunjukkan tingginya aktivitas enzim dari isolat bakteri asal

rayap yang dihasilkan. Namun berdasarkan nilai skor dapat dipilih isolat bakteri pendegradasi

lignoselulosa asal rayap unggul pertama dan kedua adalah isolat bakteri dengan kode BR2Mix

dan BR1.5Mix. Isolat inilah nantinya akan dimanfaatkan sebagai sumber inokulan fermentor

limbah pertanian terintegrasi. Melalui pemanfaatan isolat ini diharapkan degradasi senyawa

lignoselulosa limbah pertanian terintegrasi akan lebih mudah dilakukan dan ketersediaan

senyawa yang lebih sederhana yang siap dimanfaatkan ternak maupun tanaman akan lebih

tinggi sehingga akan memacu produktivitas usaha pertanian terintegrasi yang dihasilkan.

SIMPULAN

Berdasarkan data hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:

1. Dari limbah isi rumen sapi bali berhasil diisolasi 10 isolat bakteri lignoselulolitik, 4 isolat

bakteri lignolitik (bakteri pendegradasi lignin), 6 isolat bakteri selulolitik (bakteri

pendegradasi selulosa), dan 8 isolat xylanolitik (bakteri pendegradasi xylan/hemiselulosa).

Sedangkan dari rayap, berhasil diisolasi 10 isolat bakteri lignoselulolitik, 7 isolat bakteri

lignolitik, 9 isolat bakteri selulolitik dan 11 isolat bakteri xylanolitik

2. Isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal limbah isi rumen sapi bali dengan kode

BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix merupakan isolat terpilih yang mempunyai kemampuan

degradasi dan aktivitas enzim unggul pada berbagai substrat baik substrat sintetis dan

substrat limbah pertanian terintegrasi.

3. Isolat bakteri pendegradasi lignoselulosa asal rayap dengan kode BR2Mix dan BCR1.5Mix

merupakan isolat terpilih yang mempunyai kemampuan degradasi dan aktivitas enzim

unggul pada berbagai substrat baik substrat sintetis dan substrat limbah pertanian

terintegrasi.

DAFTAR PUSTAKA

Akin, D. E., and R. Benner. 1988. Degradation of Polysaccharides and Lignin by ruminalBacteria and Fungi. Applied and Environmental Microbiology; 1117-1125

Efiok, B. J. S. 1996. Basic Calculation for Chemical and Bniological Analysis. AOACInternational, Maryland, USA

Howard R. L., Abotsi E., J. V. Rensburg E. L., and Howard S. 2003. LignocelluloseBiotechnology; Issues of Bioconversion and Enzyme Production. Review. AfricanJournal of Biotechnology Vol. 2 (12); 602-619

Hungate, R.E.. 1966. The Rumen and its Microbes. Academic Press, inc., New York

Kamra, D. N. 2005. Rumen Microbial Ecosystem. Special Section: Microbial Diversity.Current Science. Vol. 89. No. 1. hal 124-135. [cited 2007 Decembre 20]. Availablefrom: URL: http://www.ias.ac.in/currsci/jul102005/124.pdf

Mudita, I M., I G.L.O.Cakra, AA.P.P.Wibawa, dan N.W. Siti. 2009. Penggunaan CairanRumen Sebagai Bahan Bioinokulan Plus Alternatif serta Pemanfaatannya dalamOptimalisasi Pengembangan Peternakan Berbasis Limbah yang BerwawasanLingkungan. Laporan Penelitian Hibah Unggulan Udayana, Universitas Udayana,Denpasar.

Ogimoto, K. And S. Imai. 1981. Atlas of Rumen Microbiology. Japan Scientific SocietiesPoress, Tokyo

Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. De la Rubia, and J. Martinez. 2002. Biodegradation andBiological Treatment of Cellulose, Hemicellulose and Lignin; an overview. Int.Microbial, 5: 53-56

Purwadaria, T., Pesta A. Marbun, Arnold P. Sinurat dan P. Ketaren. 2003a. PerbandinganAktivitas Enzim Selulase dari Bakteri dan Kapang Hasil Isolasi dari Rayap. JITV Vol.8 No. 4 Th 2003:213-219

Purwadaria, T., T., Pius P. Ketaren, Arnold P. Sinurat, and Irawan Sutikno. 2003b.Identification and Evaluation of Fiber Hydrolytic Enzymes in The Extract of Termites(Glyptotermes montanus) for Poultry Feed Application. Indonesian Journal ofAgricultural Sciences 4(2) 2003; 40-47

Purwadaria, T., T., Puji Ardiningsip, Pius P. Ketaren dan Arnold P. Sinurat. 2004. Isolasi danPenapisan Bakteri Xilanolitik Mesofil dari Rayap. Jurnal Mikrobiologi Indonesia, Vol.9, No. 2.September 2004, hlm. 59-62

Sastrosupadi, A.. 2000. Rancangan Percobaan Praktis Bidang pertanian. Edisi Revisi.Penerbit Kanisius, Yogyakarta

Watanabe H, Noda H, Tokuda G, Lo N. 1998. A Celulase gene of Terrmite Origin. Nature394: 330-331

Documents

Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Lignoselulolitik Limbah ... · zone bening dan aktivitas enzim yang dihasilkan pada substrat uji yang dipakai yaitu ... lignolitik, selulolitik,