Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Lignoselulolitik Limbah Isi Rumen dan Rayap Dalam Formulasi Inokulan Fermentasi Limbah Sistem Pertanian Terintegrasi

Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Lignoselulolitik Limbah Isi Rumen dan Rayap Dalam Formulasi Inokulan Fermentasi Limbah Sistem Pertanian Terintegrasi Isolation and Characterization of Lignocellulolytic Bacteria from Rumen Content 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 UDAYANA Email:[email protected], HP. 081338791005 ABSTRAK Duapuluh (20) isolat bakteri lignoselulolitik asal limbah isi rumen sapi bali dan rayap telah disolasi dan dikarakterisasi kemampuannya mendegradasi substrat lignoselulosa sintetis dan alami dalam upaya produksi bioinokulan fermentor limbah sistem pertanian terintegrasi. Karakterisasi kemampuan degradasi lignoselulosa dilakukan melalui pengamatan diameter zone bening dan aktivitas enzim yang dihasilkan pada substrat uji yang dipakai yaitu Asam Tanat (sumber Lignin), Carboxymethyl cellulose/CMC (sumber selulosa), Xylan (sumber xylanosa/hemiselulosa), jerami padi, dedak padi dan feses sapi. Hasil penelitian menunjukkan isolat BCR 5.1 Mix dan BCR 3.1 Mix yang berasal dari limbah isi rumen sapi bali, serta isolat BR 2 Mix dan BR 1.5 Mix yang berasal dari rayap menghasilkan diameter zone bening dan 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 Mix menghasilkan 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 kemampuan degradasi 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 dalam formulasi bioinokulan fermentor limbah simantri dalam produksi pakan maupun pupuk organik. Kata Kunci: Aktivitas Enzim, Bakteri Pendegradasi Lignoselulosa, Diameter Zone Bening, Isolasi, Karakterisasi,

ABSTRACT Twenty of lignocellulose degrading bacteria isolates from bali cattle rumen content waste and termites had been isolated and characterized on ability of degrading lignocellulose degrade substrates on Formulating of Inocullant as Fermentor of Integrated Farming System Waste. Characterization of lignocellulose degrade ability by measuring of clear zone diameter and lignocellulase enzyme activity were produced on pure lignocellulose substrat were tannic acid (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 content waste (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 and lignocellulose enzyme activity much higher then the other. Bacterial isolates coded as BCR 5.1 Mix, BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix and BR 1.5 Mix were produce diameter of clear zone on CMC 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 Mix so were able to produce higher lignocellulase enzyme activity on all substrates. Based on ability degrading substrates (pure and natural substrates) and enzyme activity produced, were lignocellulose degrading bacteria isolates coded as BCR 5.1 Mix, BCR 3.1 Mix, BR 2 Mix dan BR 1.5 Mix chosen as inocullant resourches for formulate inocullant as fermentor on Integrated 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 pertanianpeternakan 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/CMCase, aviselase, eksoglukanase dan β-D-14-glukosidase) dan enzim hemiselulase (endo-1,4-βxilanase 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

1

Bakteri Lignoselulolitik

2

Bakteri Lignolitik

3

4

Bakteri Selulolitik

Bakteri xylanolitik

TOTAL

Sumber Isolat Isi Rumen Sapi Bali

Rayap

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

4

7

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

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

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

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

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 Bakteri Lignoselulolitik yang Diisolasi dari Limbah Isi Rumen Sapi bali

ISOLAT1

BCR 1.1 Mix BCR 1.2 Mix BCR 2 Mix BCR 2.1 Mix BCR 2.2 Mix BCR 3.1 Mix BCR 3.2 Mix BCR 4 Mix BCR 5.1 Mix BCR 5.2 Mix SEM3

Diameter zone bening yang dihasilkan oleh 15 μl kultur isolat murni pada substrat (cm) CMC

Xylan

As. Tanat

Dedak Padi

Jerami Padi

Feses Sapi

0,227a2 0,295a 0,302a 0,314a 0,265a 0,390a 0,229a 0,305a 0,393a 0,362a

0,664bc 0,661bc 0,439a 0,534ab 0,693c 0,726c 0,708c 0,538ab 0,733c 0,706c

0,073a 0,198abc 0,174ab 0,140ab 0,189abc 0,260bc 0,234bc 0,187abc 0,303c 0,260bc

0,609bc 0,619bc 0,416a 0,527ab 0,609bc 0,642bc 0,620bc 0,608bc 0,672c 0,647bc

0,222abc 0,232ab 0,169a 0,141a 0,223abc 0,288b 0,233ab 0,221abc 0,313c 0,287b

0,240a 0,314a 0,270a 0,283a 0,293a 0,364a 0,291a 0,312a 0,358a 0,342a

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 masingmasing 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 masingmasing 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 BR 2Mix 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 Bakteri Lignoselulolitik yang Diisolasi dari Rayap

ISOLAT

BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR 4.3 Mix SEM

Diameter Zone Bening yang Dihasilkan saat Inokulasi 15 μl Isolat Bakteri pada Berbagai Substrat (cm) CMC

Xylan

As. Tanat

0,349ab 0,399bc 0,361abc 0,399bc 0,412c 0,303a 0,404c 0,308a 0,394bc 0,354abc 0,013

0,575a 0,649ab 0,603ab 0,720ab 0,730b 0,605ab 0,744b 0,576a 0,612ab 0,598ab 0,029

0,228bc 0,185abc 0,202abc 0,137ab 0,243c 0,121ab 0,255c 0,114ab 0,161abc 0,108a 0,023

Dedak Padi 0,472a 0,472a 0,482a 0,474a 0,487a 0,448a 0,497a 0,475a 0,476a 0,483a 0,009

Jerami Padi 0,318a 0,335a 0,302a 0,370a 0,380a 0,268a 0,382a 0,368a 0,361a 0,274a 0,037

Feses Sapi 0,334a 0,336a 0,309a 0,347a 0,362a 0,260a 0,369a 0,274a 0,312a 0,266a 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 BR 2Mix 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 Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas E.Lignase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa setelah kontak sampai waktu ke.... Isolat 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 3,217abc BCR 1.2 Mix 1,305bc 2,198bc 2,927d 3,052bc 3,569bc 4,087bc BCR 2 Mix 0,349a 1,971bc 0,902a 3,134cd 3,576bc 3,272abc BCR 2.1 Mix 1,688d 2,405bc 1,982c 2,551ab 3,310abc 3,172abc BCR 2.2 Mix 0,390a 1,833bc 1,351b 2,879abc 3,410abc 3,341abc BCR 3.1 Mix 1,522cd 2,633c 3,531e 3,762e 4,211c 4,397c BCR 3.2 Mix 1,142b 0,063a 3,134d 3,576de 3,272abc 2,810ab BCR 4 Mix 0,170a 1,560b 0,902a 3,134cd 2,403a 2,175a BCR 5.1 Mix 1,688d 2,564c 3,507e 3,780e 4,363c 4,477c BCR 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 Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas E.Selulase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa setelah kontak sampai waktu ke.... Isolat 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 3,212cd BCR 1.2 Mix 1,343b 1,426b 1,676ab 1,941ab 2,111a 2,677a BCR 2 Mix 1,509bc 1,902cd 1,894bc 1,962ab 2,007a 2,992bc BCR 2.1 Mix 2,045d 1,855cd 2,123cd 2,480cde 2,742cd 3,340cde BCR 2.2 Mix 1,277b 1,950cd 2,218cde 2,546cde 2,819cd 3,588def BCR 3.1 Mix 2,159d 2,391e 2,531e 2,781de 3,168d 3,745ef BCR 3.2 Mix 0,557a 0,974a 1,477a 1,879a 2,150a 1,986a BCR 4 Mix 0,643a 0,843a 1,563ab 1,894ab 2,254ab 1,971a BCR 5.1 Mix 2,147d 2,388e 2,560e 2,825e 3,099d 3,930f BCR 5.2 Mix 1,879cd 2,154de 2,322de 2,389cd 2,617bc 2,933bc 2 0,087 0,081 0,080 0,081 0,090 0,095 SEM Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2 )Standard Error of the treatmens means

Tabel 5.4c Aktivitas Enzim Xylanase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas E.Xylanase (U/ml) isolat BCR Mix pada S. Lignoselulosa setelah kontak sampai waktu ke.... Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1 BCR 1.1 Mix 236,203ab 583,33abc 671,08abc 686,53a 844,37ab 841,06a BCR 1.2 Mix 333,333abc 690,39bc 849,89bcd 845,47abcd 846,58ab 938,19a BCR 2 Mix 240,618a 462,80abc 450,33a 699,78a 811,26ab 901,55a BCR 2.1 Mix 192,053a 230,13a 523,18ab 735,10ab 652,32a 985,65ab BCR 2.2 Mix 90,000a 519,32abc 772,63abcd 858,72abcd 789,18ab 974,83a BCR 3.1 Mix 611,479d 802,98c 1006,62cd 1059,60d 1153,42bc 1125,83ab BCR 3.2 Mix 209,713a 382,45ab 863,13bcd 984,55cd 1049,67abc 1083,89ab BCR 4 Mix 520,971cd 522,63abc 576,16ab 695,36a 782,56ab 962,47a BCR 5.1 Mix 640,177d 800,77c 912,80bcd 958,06bcd 1334,44c 1261,59b BCR 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 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom yang sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means

5.3.1.2 Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Asal Isi Rumen Sapi Bali pada Substrat Limbah Pertanian 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 BCR 2.2Mix, sedangkan setelah kontak 1 – 12 jam dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR 3.1Mix, 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 Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi Isolat BCR 1.1 Mix BCR 1.2 Mix BCR 2 Mix BCR 2.1 Mix BCR 2.2 Mix BCR 3.1 Mix BCR 3.2 Mix BCR 4 Mix BCR 5.1 Mix BCR 5.2 Mix SEM2

Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1,242bc1 1,486cde 1,709bc 0,634ab 0,426a 0,902a 1,224bc 1,319cd 1,605bc 0,968abc 1,105bc 1,242ab 1,414c 1,581de 1,837c 1,373c 1,882e 2,025c 0,938abc 1,134cd 1,182ab 0,560a 0,336a 0,962a 0,491a 1,319cd 1,706bc 0,473a 0,646ab 1,045a 0,126 0,092 0,110

1,727bcd 1,316abc 1,807bcd 1,512abcd 1,804bcd 2,159d 1,364abc 1,197ab 2,013cd 0,851a 0,150

2,068b 1,611ab 1,858b 1,626ab 1,664ab 2,306b 1,328ab 1,551ab 2,281b 0,700a 0,226

1,536bcd 1,063abc 0,628a 0,902ab 1,218abcd 1,727cd 0,965ab 1,033abc 1,897d 0,926ab 0,141

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

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 Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi Isolat BCR 1.1 Mix BCR 1.2 Mix BCR 2 Mix BCR 2.1 Mix BCR 2.2 Mix BCR 3.1 Mix BCR 3.2 Mix BCR 4 Mix BCR 5.1 Mix BCR 5.2 Mix SEM2

Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 0,476a1 1,024a 1,691ab 2,552a 3,195a 2,617ab 1,408c 2,141b 2,769c 2,554a 2,828a 2,516ab 0,575a 1,131a 2,048abc 2,659a 3,195a 2,617ab 1,349c 1,378a 1,676ab 2,703a 2,840a 2,694b 1,218bc 1,256a 1,325a 2,081a 2,775a 2,379a 1,646c 2,099b 2,629bc 2,837a 4,138b 3,561c 0,417a 1,042a 1,870abc 2,254a 2,849a 2,438ab 0,634a 1,140a 1,959abc 2,132a 2,754a 3,689c 1,364c 2,182b 2,867c 3,120a 4,109b 3,641c 0,756ab 1,200a 2,138abc 2,272a 2,724a 3,599c 0,102 0,081 0,200 0,261 0,109 0,057

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

Tabel 5.5c Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi Isolat BCR 1.1 Mix BCR 1.2 Mix BCR 2 Mix BCR 2.1 Mix BCR 2.2 Mix BCR 3.1 Mix BCR 3.2 Mix BCR 4 Mix BCR 5.1 Mix BCR 5.2 Mix SEM2

Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1 1,399ab 1,569ab 1,858ab 0,210bcd 1,051a 0,581ab 1,655ab 2,102b 2,566bc 2,528cdef 1,069a 0,628ab 1,768b 1,864ab 1,971ab 2,754def 0,985a 0,098a 1,632ab 1,894ab 2,194ab 2,224bcde 1,140a 0,700ab 1,646ab 1,727ab 1,807ab 1,810ab 1,137a 0,729ab 1,685ab 2,114b 2,513bc 3,171f 2,953b 2,552c 1,161ab 1,804ab 1,798ab 2,001bc 1,158a 0,819b 0,854a 1,233a 1,703a 1,298a 0,902a 1,194b 1,450ab 2,153b 3,058c 2,864ef 3,242b 2,563c 1,045ab 1,575ab 1,911ab 1,328a 1,051a 1,015b 0,177 0,165 0,160 0,130 0,185 0,131

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

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 Substrat Lignoselulosa 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 Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas Enzim Lignase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR 4.3 Mix SEM2

0,321a1 1,557bcd 0,273a 1,177b 1,688cd 0,425a 1,791d 0,383a 1,305bc 0,239a 0,086

0,408a 2,426b 1,767b 0,408a 2,391b 2,350b 2,736b 2,109b 2,360b 1,905b 0,255

2,010abc 3,359cd 1,592a 3,224bcd 3,845d 1,903ab 4,025 1,592a 3,203bcd 2,348abc 0,270

3,017ab 3,659ab 3,052ab 3,749ab 3,897ab 2,879a 4,073 2,996ab 3,121ab 2,783a 0,233

2,848a 4,107ab 2,748a 3,376ab 4,018ab 3,618ab 4,328b 3,611ab 3,638ab 3,321ab 0,298

2,727ab 3,88bcd 2,313a 2,948abc 4,156cd 3,19abc 4,684d 3,618abcd 4,156cd 3,631abcd 0,273

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

Tabel 5.8b Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR 4.3 Mix SEM

2,147cd 2,135cd 0,857ab 0,557a 2,278cd 1,113ab 2,340d 1,545bc 1,343b 1,509bc 0,156

2,172c 1,858bc 0,935a 0,917a 2,221c 1,894bc 2,254c 1,852bc 1,340ab 1,670bc 0,146

2,206c 2,007c 1,474ab 1,331a 2,861 2,117c 2,772de 1,935bc 1,501ab 1,876bc 0,096

2,299ab 2,423abc 1,867a 1,792a 2,992bc 2,400ab 3,037c 2,114a 1,944a 2,206a 0,137

2,355bcd 2,575de 2,081ab 1,917a 3,025 2,540cd 2,927ef 2,132abc 2,117ab 2,325abcd 0,083

2,760bc 3,108cd 1,822a 1,968a 3,614d 3,171cd 3,549d 2,680bc 2,385ab 2,802 0,114

Keterangan: 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 BR 2Mix 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 Pada Substrat Sintetis lignoselulosa Aktivitas Enzim Xylanase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Lignoselulosa Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1 BR 1 Mix 0,321a 775,83bc 1210,82cd 1120,31bcd 1012,14a 958,06a BR 1.2 Mix 1,557bcd 340,51a 633,55ab 845,48ab 873,068a 1096,03a BR 1.3 Mix 0,273a 588,85ab 620,31ab 750,55a 870,861a 995,59a BR 1.4 Mix 1,177b 437,64ab 973,51bcd 1028,70bc 1060,71a 1123,62a BR 1.5 Mix 1,688cd 1131,90c 1243,93cd 1289,18cd 1555,19b 1581,68b BR 1.6 Mix 0,425a 585,54ab 838,85abc 913,91ab 844,371a 1030,02a BR 2 Mix 1,791c 1134,11c 1337,75d 1390,73d 1578,37b 1611,48b BR 3 Mix 0,383a 462,80ab 450,33a 699,78a 811,258a 901,55a BR 4.2 Mix 1,305bc 690,40ab 849,89abc 845,48ab 846,578a 938,19a BR 4.3 Mix 0,239a 583,33ab 671,08ab 686,53a 844,371a 841,06a 2 SEM 71,722 77,020 87,991 55,199 63,097 67,157 Keterangan: 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 BR 2Mix 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 Pertanian Terintegrasi 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 pada Substrat Limbah Pertanian Terintegrasi Isolat BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR 4.3 Mix SEM Isolat BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR.4.3 Mix SEM Isolat BR 1 Mix BR 1.2 Mix BR 1.3 Mix BR 1.4 Mix BR 1.5 Mix BR 1.6 Mix BR 2 Mix BR 3 Mix BR 4.2 Mix BR 4.3 Mix SEM

Aktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Jerami padi 30 menit 1 jam 6 jam 12 jam 24 jam 0,738bc 0,441ab 0,959cd 0,744bc 1,155cd 1,262d 0,887bcd 0,411ab 1,143cd 0,238a 0,099

1,298a 0,423a 0,935a 1,405a 1,316a 1,325a 3,107b 0,578a 0,512a 0,369a 0,222

2,468bcd 0,712a 1,694abc 1,938abc 2,739cd 1,801abc 3,695d 1,617abc 1,206ab 0,831a 0,284

1,882ab 1,444ab 1,212ab 1,030ab 2,218b 0,837ab 3,710c 0,753a 1,167ab 1,224ab 0,280

1,550cd 2,321e 1,722d 0,383b 2,448e 0a 2,416e 1,192c 1,246c 1,335c 0,075

Aktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Dedak padi 30 menit 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 0,753ab 1,435cd 1,108bc 0,557a 1,137bc 1,703d 1,242cd 0,729ab 1,390cd 0,342a 0,093

1,212c 1,295c 0,128a 0,566ab 2,397d 0,682b 2,382d 2,010d 2,292d 2,039d 0,105

1,664abc 2,724cd 2,486bcd 3,081de 3,960e 1,399ab 2,264bcd 1,986abcd 1,995abcd 1,116a 0,222

3,382bc 2,706ab 4,260cd 2,456ab 4,784d 3,218b 3,397bc 2,022a 2,176a 1,914a 0,188

2,659ab 2,284ab 1,938a 2,772ab 3,367b 2,611ab 3,361b 1,944a 2,191ab 2,956ab 0,240

Aktivitas Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Rayap Pada Periode Waktu Tertentu dalam Substrat Feses Sapi 30 menit 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1,247ab 1,158ab 1,244ab 1,003a 0,997a 1,259ab 1,149ab 0,985a 1,536b 1,408ab 0,101

2,126cd 2,215d 1,352a 1,629abc 2,141cd 1,977cd 2,269d 1,843abcd 1,408ab 1,891bcd 0,106

2,066bcd 1,894bcd 1,474ab 1,664abc 2,156cd 1,224a 2,290d 1,888bcd 2,156cd 1,780abcd 0,118

1,456b 1,200ab 1,343ab 1,212ab 2,575d 1,206ab 2,677d 1,039a 1,438ab 2,087c 0,082

0,980bc 1,218cd 1,224d 1,444de 2,099g 1,509e 1,825f 0,307a 0,205a 0,884b 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 BR 2Mix 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 BR 2Mix 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 ruminal Bacteria and Fungi. Applied and Environmental Microbiology; 1117-1125 Efiok, B. J. S. 1996. Basic Calculation for Chemical and Bniological Analysis. AOAC International, Maryland, USA Howard R. L., Abotsi E., J. V. Rensburg E. L., and Howard S. 2003. Lignocellulose Biotechnology; Issues of Bioconversion and Enzyme Production. Review. African Journal 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]. Available from: 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 Cairan Rumen Sebagai Bahan Bioinokulan Plus Alternatif serta Pemanfaatannya dalam Optimalisasi Pengembangan Peternakan Berbasis Limbah yang Berwawasan Lingkungan. Laporan Penelitian Hibah Unggulan Udayana, Universitas Udayana, Denpasar. Ogimoto, K. And S. Imai. 1981. Atlas of Rumen Microbiology. Japan Scientific Societies Poress, Tokyo Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. De la Rubia, and J. Martinez. 2002. Biodegradation and Biological 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. Perbandingan Aktivitas 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 of Agricultural Sciences 4(2) 2003; 40-47 Purwadaria, T., T., Puji Ardiningsip, Pius P. Ketaren dan Arnold P. Sinurat. 2004. Isolasi dan Penapisan 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. Nature 394: 330-331