KEMAMPUAN DEGRADASI SENYAWA LIGNOSELULOSA DARI ISOLAT BAKTERI LIMBAH ISI RUMEN SAPI BALI Mudita, I M., I. Wirawan, A. A. P. P. Wibawa, dan I. B. G. Partama FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS UDAYANA, DENPASAR Email:
[email protected], HP. 081338791005 ABSTRACT A Research had been carried out to characterization on ability of degrading lignocellulose substrates from 10 bacteria isolates from bali cattle rumen content waste for production consortium bacteria inocullant as fermentor organic waste from integrated farming system “Simantri”. Evaluation of Lignocellulose degrade ability measure by substrates degradation level (measuring by diameter of clear zone) and lignocellulase enzyme activity on 30 minute, 1 hour, 3 hours, 6 hours, 12 hours, and 24 hours incubated period in tannic acid substrates (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) were able to produce diameter of clear zone and lignocellulose enzyme activity much higher then the other. That bacteria isolates chosen as inocullant rtesourches for formulated lignocellulolytic bacteria consortium inocullant as fermentor on Integrated Farming System “Simantri”. Key Words: Bali Cattle Rumen Liquor Waste, Enzyme Activity, Lignocellulose degrading bacteri, Substrat Degradation Level
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
590
pertanian terintegrasi. Limbah isi rumen sapi bali merupakan salah satu sumber isolat bakteri Rumen sapi bali kaya mikroba pendegradasi serat (bakteri, protozoa dan fungi), enzim pendegradasi serat dan nutrien ready fermentable (Hungate, 1966; Mudita et al., 2009). Kamra (2005) 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). Wahyudi dan Bachruddin (2005) telah berhasil mengisolasi bakteri selulolitik dari beberapa rumen ternak ruminansia. Prabowo et al (2007) menunjukkan mikoba selulolitik cairan rumen sapi dan kerbau mempunyai aktivitas enzim ekso-glukanase dan β-glukosidase yang tinggi. Berdasarkan hal tersebut evaluasi kemampuan degradasi lignoselulosa isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali dilakukan untuk menggali potensinya sebagai sumber inokulan dalam formulasi konsorsium bakteri lignoselulolitik dalam optimalisasi pengembangan usaha pertanian terintegrasi.
METODE PENELITIAN Penelitian memanfaatkan 10 isolat bakteri lignoselulolitik (belum teridentifikasi) hasil isolasi dari limbah isi rumen sapi bali (BCR1.1Mix, BCR1.2Mix, BCR2Mix, BCR2.1Mix, BCR2.2Mix, BCR3.1Mix, BCR3.2Mix, BCR4Mix, BCR5.1Mix, dan BCR5.2Mix). Karakteristik kemampuan degradasi senyawa lignoselulosa dari isolat dievaluasi berdasarkan tingkat degradasi substrat dan Aktivitas enzim lignoselulase yang dihasilkan pada substrat uji, dimana masing-masing dilakukan 3 kali ulangan. Uji kemampuan degradasi substrat oleh isolat bakteri dievaluasi pada 6 jenis substrat yaitu: (1) 1% substrat asam tanat, (2) 1% substrat CMC, (3) 1% substrat silan, (4) 1% substrat jerami padi, (5) 1% substrat dedak padi, dan (6) 1% substrat feses sapi dalam medium pertumbuhan bakteri (padat) cawan petri. Seleksi dilaksanakan dengan cara terlebih dahulu membiakkan isolat murni bakteri lignoselulolitik ke dalam medium pertumbuhan cair lignoselulosa (Medium No. 6 dalam Ogimoto dan Imai, 1981, dengan 1% substrat kombinasi asam tanat, CMC dan Xylan), dimana sediaan isolat murni yang berasal dari medium miring tabung reaksi terlebih dahulu dilarutkan dalam larutan pengencer (Medium No. 14 Bryant and Burkey, dalam Ogimoto dan Imai, 1981) pada absorban 0,5 λ 600 menggunakan inokulan Mc Farland 108 sebagai kontrol (Absorbansi larutan Mc. Farland saat penelitian adalah 0,2 pada λ 600 nm). Selanjutnya larutan isolat diinokulasikan sebanyak 10% kedalam tabung hungate yang telah berisi medium pertumbuhan cair lignoselulosa dan diinkubasi dalam inkubator bergoyang T 39oC selama 5 hari. Kultur medium cair inilah yang selanjutnya dipakai dalam pelaksanaan uji degradasi substrat. Pelaksanaan uji degradasi substrat dilakukan dengan cara 591
menginokulasikan 15μl kultur isolat bakteri uji dalam paper disc 60 mm yang diletakkan diatas medium padat lignoselulosa cawan petri, selanjutnya diinkubasi dalam inkubator T 39oC selama 24 jam. Pengukuran diameter zone bening menggunakan jangka sorong. Sedangkan evaluasi kemampuan aktivitas enzim dari isolat bakteri lignoselulolitik dilakukan pada 4 jenis substrat, yaitu: substrat lignoselulosa serta substrat alami yang terdiri dari jerami padi, dedak padi, dan feses sapi, yaitu 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 4ml metanol, kemudian masing-masing diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 508,5 nm untuk glukosa, 509 untuk silosa dan 279 untuk vanilin. Hasil penelitian dianalisis dengan sidik ragam menggunakan rancangan acak lengkap/RAL dengan jumlah isolat bakteri sebagai perlakuan, apablia terdapat nilai berbeda nyata analisis dilanjutkan dengan uji beda nyata jujur//Honestly Significant Different/HSD (Sastrosupadi, 2000).
HASIL DAN PEMBAHASAN Kemampuan Degradasi Substrat Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali mampu menghasilkan diameter zone bening pada substrat selulosa (CMC) antara 0,227– 0,393 cm, dimana isolat dengan kode BCR5.1Mix menghasilkan kemampuan degradasi selulosa tertinggi dengan diameter zone bening 0,393 cm, sedangkan isolat dengan kode BCR1.1Mix mempunyai kemampuan degradasi terkecil, namun secara statistik berbeda tidak nyata (P>0,05). Hal ini menunjukkan semua isolat mempunyai kemampuan mendegradasi selulosa/CMC yang relatif sama. Pada substrat xylan yang tergolong senyawa hemiselulosa 592
dan umumnya pada bahan pakan merupakan komponen penyusun 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 tertinggi 1 dan 2 (0,733 dan 0,726 cm), sedangkan diameter zone bening terendah dihasilkan oleh isolat dengan kode BCR2Mix (0,439 cm). Sedangkan pada substrat Asam Tanat, isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali mampu menghasilkan diameter zone bening antara 0,073– 0,303 cm, dimana isolat dengan kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix menghasilkan isolat terbaik 1 dan ke-2, sedangkan isolat BCR1.1Mix menghasilkan diameter zone bening terendah (0,073 cm) (Tabel 1). Berdasarkan data Tabel 1 khususnya pada pengamatan substrat sintetis tampak bahwa senyawa hemiselulosa merupakan senyawa yang paling mudah didegradasi oleh isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali, kemudian baru disusul oleh degradasi senyawa selulosa dan terakhir (paling sulit terdegradasi) adalah senyawa lignin. Hal ini cukup wajar mengingat pemeliharaan sapi bali di Bali khususnya masih berorientasi pemberian pakan rumputrumputan (Partama et al., 2010). Disamping itu senyawa hemiselulosa merupakan golongan serat kasar yang paling mudah terdegradasi dibandingkan dengan senyawa selulosa atau lignin (Howard et al., 2003; Perez et al., 202). Bahkan diungkapkan bahwa lignin merupakan pembatas utama degradasi senyawa lignoselulosa suatu bahan organik. Tabel 1. Kemampuan Degradasi Berbagai Jenis Substrat dari Isolat Bakteri Limbah Isi Rumen Sapi bali Diameter zone bening dari 15 μl kultur isolat murni pada substrat (cm) ISOLAT CMC Xylan As. Tanat Dedak P. Jerami P. Feses Sapi 1 BCR1.1Mix 0,227a 0,664bc 0,073a 0,609bc 0,222abc 0,240a BCR1.2Mix 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 BCR2.1Mix 0,314a 0,534ab 0,140ab 0,527ab 0,141a 0,283a BCR2.2Mix 0,265a 0,693c 0,189abc 0,609bc 0,223abc 0,293a BCR3.1Mix 0,390a 0,726c 0,260bc 0,642bc 0,288b 0,364a BCR3.2Mix 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 BCR5.1Mix 0,393a 0,733c 0,303c 0,672c 0,313c 0,358a BCR5.2Mix 0,362a 0,706c 0,260bc 0,647bc 0,287b 0,342a 2 SEM 0,043 0,031 0,025 0,028 0,027 0,030 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
Pada substrat alami yang dievaluasi, kesepuluh isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali mempunyai kecendrungan memiliki daya degradasi yang tertinggi pada substrat dedak padi (0,416 – 0,672 cm), kemudian semakin menurun pada substrat feses sapi (0,240 – 0,364 593
cm), dan terendah pada substrat jerami padi (0,141-0,313). Isolat BCR5.1Mix mampu menghasilkan diameter zone bening tertinggi pada substrat dedak padi (0,672 cm) dan jerami padi (0,313), sedangkan pada substrat feses sapi, isolat BCR3.1Mix menghasilkan diameter zone bening tertinggi (0,364 cm). Berdasarkan data tersebut, tampak bahwa dedak padi merupakan bahan pakan yang paling mudah terdegradasi, sedangkan limbah jerami padi merupakan bahan pakan yang paling sulit terdegrdasi. Sedangkan feses sapi cendrung mempunyai tingkat degradasi yang sedikit lebih tinggi daripada jerami padi (Tabel 1). Namun pada dasarnya secara keseluruhan, kesepuluh isolat bakteri yang diisolasi dari limbah isi rumen sapi bali mempunyai kemampuan mendegradasi senyawa lignoselulosa yang cukup baik yang ditunjukkan dengan dihasilkan diameter zone bening yang cukup besar, dimana isolat bakteri dengan kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix merupakan 2 isolat bakteri unggul dengan tingkat degradasi substrat baik substrat sintetis maupun substrat alami yang lebih tinggi dibandingkan isolat lainnya. Kedua isolat tersebut cukup potensial dikembangkan sebagai sumber inokulan konsorsium bakteri lignoselulolitik fermentor limbah simantri.
Aktivitas Enzim Lignoselulase Hasil penelitian menunjukkan, isolat bakteri yang diisolasi dari limbah isi rumen sapi bali pada substrat lignoselulosa sintetis (kombinasi substrat asam tanat, CMC dan Xylan) menghasilkan aktivitas enzim lignase yang cukup tinggi yaitu 0,135–1,688 U/ml setelah kontak 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 dengan kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix menghasilkan aktivitas enzim yang lebih tinggi dari isolat lainnya kecuali pengamatan pada menit ke 30 (Tabel 2). Aktivitas selulase isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali pada substrat lignoselulosa sintetis secara berturut-turut adalah sebesar 0,643-2,159 U/ml, 0,8432,391 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 setelah kontak dengan substrat selama 30 menit, 1 jam, 3 jam, 6 jam, 12 jam, dan 24 jam (Tabel 3). Sedangkan aktivitas enzim xylananse 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 setelah kontak dengan substrat selama 30 menit, 1 jam, 3 jam, 6 jam, 12 jam, dan 24 jam (Tabel 4).
594
Tabel 2. Aktivitas Enzim Lignase Isolat Bakteri Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat lignoselulosa Sintetis Aktivitas Enzim Lignase (U/ml) pada S. Lignoselulosa setelah kontak sampai waktu ke.... Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam BCR1.1Mix 0,135a1 1,732bc 2,175c 2,403a 2,976ab 3,217abc BCR1.2Mix 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 BCR2.1Mix 1,688d 2,405bc 1,982c 2,551ab 3,310abc 3,172abc BCR2.2Mix 0,390a 1,833bc 1,351b 2,879abc 3,410abc 3,341abc BCR3.1Mix 1,522cd 2,633c 3,531e 3,762e 4,211c 4,397c BCR3.2Mix 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 BCR5.1Mix 1,688d 2,564c 3,507e 3,780e 4,363c 4,477c BCR5.2Mix 0,390a 0,304a 1,320b 2,672abc 2,503ab 2,348a 2 SEM 0,064 0,200 0,067 0,102 0,221 0,276 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
Tabel 3. Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat lignoselulosa Sintetis 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 1 BCR1.1Mix 1,480bc 1,700bc 1,938bcd 2,292bc 2,587bc 3,212cd BCR1.2Mix 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 BCR2.1Mix 2,045d 1,855cd 2,123cd 2,480cde 2,742cd 3,340cde BCR2.2Mix 1,277b 1,950cd 2,218cde 2,546cde 2,819cd 3,588def BCR3.1Mix 2,159d 2,391e 2,531e 2,781de 3,168d 3,745ef BCR3.2Mix 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 BCR5.1Mix 2,147d 2,388e 2,560e 2,825e 3,099d 3,930f BCR5.2Mix 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 sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
Tabel 4. Aktivitas Enzim Xylanase Isolat Bakteri Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat lignoselulosa Sintetis 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 BCR1.1Mix 236,203ab 583,33abc 671,08abc 686,53a 844,37ab 841,06a BCR1.2Mix 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 BCR2.1Mix 192,053a 230,13a 523,18ab 735,10ab 652,32a 985,65ab BCR2.2Mix 90,000a 519,32abc 772,63abcd 858,72abcd 789,18ab 974,83a BCR3.1Mix 611,479d 802,98c 1006,62cd 1059,60d 1153,42bc 1125,83ab 595
BCR3.2Mix BCR 4 Mix BCR5.1Mix BCR5.2Mix SEM2
209,713a 520,971cd 640,177d 507,726bcd
382,45ab 522,63abc 800,77c 722,63bc
863,13bcd 576,16ab 912,80bcd 1155,63d
984,55cd 695,36a 958,06bcd 796,14abc
1049,67abc 782,56ab 1334,44c 824,50ab
1083,89ab 962,47a 1261,59b 891,83a
54,727
76,732
79,004
44,777
79,519
56,897
Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
Cukup tingginya aktivitas enzim lignase dan selulase khususnya dari isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali merupakan suatu hal yang sangat positif. Hal ini menunjukkan bakteri rumen sapi bali mempunyai kemampuan degradasi senyawa lignin dan selulosa yang cukup baik. Hal ini kemungkinan menjadi salah satu penyebab tingginya kualitas breed sapi bali yang terkenal sebagai ternak perintis. Adanya mikroba rumen tersebut, sapi bali mempunyai kemampuan mengoptimalkan pemanfaatan pakan berkualitas rendah menjadi produk bernilai ekonomis tinggi. Dwiyanto (2006) menyebutkan sapi bali sebagai bibit sapi terbaik di dunia untuk daerah lembab tropis. Namun harus tetap diingat bahwa efektivitas kerja mikroba rumen sangat dipengaruhi oleh berbagai factor termasuk keseimbangan nutrien dan kondisi fisiologis rumen. Sedangkan nilai aktivitas enzim silanase yang cukup tinggi (jauh lebih tinggi dari aktivitas enzim selulase atau lignase), dirasa sebagai suatu hal yang cukup wajar mengingat pakan dasar sapi bali di Bali khususnya lebih berorientasi sebagai pemakan rumput-rumputan. Sehingga akan mendukung populasi dan aktivitas enzim yang dihasilkan (Hungate, 1966). Disamping itu secara fisik senyawa hemiselulosa mempunyai ikatan yang jauh lebih mudah terdegradasi dibandingkan dengan senyawa selulosa maupun lignin (Howard et al., 2003; Perez et al., 2002). Sedangkan pada substrat limbah pertanian terintegrasi “Simantri” isolat bakteri limbah isi rumen sapi bali mampu menghasilkan aktivitas enzim selulase/CMC-ase (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).
596
Tabel 5. Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Jerami Padi Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam BCR1.1Mix 1,242bc1 1,486cde 1,709bc 1,727bcd 2,068b 1,536bcd BCR1.2Mix 0,634ab 0,426a 0,902a 1,316abc 1,611ab 1,063abc BCR 2 Mix 1,224bc 1,319cd 1,605bc 1,807bcd 1,858b 0,628a BCR2.1Mix 0,968abc 1,105bc 1,242ab 1,512abcd 1,626ab 0,902ab BCR2.2Mix 1,414c 1,581de 1,837c 1,804bcd 1,664ab 1,218abcd BCR3.1Mix 1,373c 1,882e 2,025c 2,159d 2,306b 1,727cd BCR3.2Mix 0,938abc 1,134cd 1,182ab 1,364abc 1,328ab 0,965ab BCR 4 Mix 0,560a 0,336a 0,962a 1,197ab 1,551ab 1,033abc BCR5.1Mix 0,491a 1,319cd 1,706bc 2,013cd 2,281b 1,897d BCR5.2Mix 0,473a 0,646ab 1,045a 0,851a 0,700a 0,926ab 2 SEM 0,126 0,092 0,110 0,150 0,226 0,141 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
Tabel 6. Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi Aktivitas Enzim Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Dedak Padi Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam 1 BCR1.1Mix 0,476a 1,024a 1,691ab 2,552a 3,195a 2,617ab BCR1.2Mix 1,408c 2,141b 2,769c 2,554a 2,828a 2,516ab BCR 2 Mix 0,575a 1,131a 2,048abc 2,659a 3,195a 2,617ab BCR2.1Mix 1,349c 1,378a 1,676ab 2,703a 2,840a 2,694b BCR2.2Mix 1,218bc 1,256a 1,325a 2,081a 2,775a 2,379a BCR3.1Mix 1,646c 2,099b 2,629bc 2,837a 4,138b 3,561c BCR3.2Mix 0,417a 1,042a 1,870abc 2,254a 2,849a 2,438ab BCR 4 Mix 0,634a 1,140a 1,959abc 2,132a 2,754a 3,689c BCR5.1Mix 1,364c 2,182b 2,867c 3,120a 4,109b 3,641c BCR5.2Mix 0,756ab 1,200a 2,138abc 2,272a 2,724a 3,599c 2 SEM 0,102 0,081 0,200 0,261 0,109 0,057 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom sama menunjukkan nilai berbeda tidak nyata (P>0,05), 2) Standard Error of the treatmens means
597
Tabel 7. Aktivitas Enzim Selulase Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi Aktivitas Enzim Selulase (U/ml) Isolat Bakteri Lignoselulolitik Asal Limbah Isi Rumen Sapi Bali Pada Substrat Feses Sapi Isolat 30 menit 1 jam 3 jam 6 jam 12 jam 24 jam BCR1.1Mix 1,399ab1 1,569ab 1,858ab 0,210bcd 1,051a 0,581ab BCR1.2Mix 1,655ab 2,102b 2,566bc 2,528cdef 1,069a 0,628ab BCR 2 Mix 1,768b 1,864ab 1,971ab 2,754def 0,985a 0,098a BCR2.1Mix 1,632ab 1,894ab 2,194ab 2,224bcde 1,140a 0,700ab BCR2.2Mix 1,646ab 1,727ab 1,807ab 1,810ab 1,137a 0,729ab BCR3.1Mix 1,685ab 2,114b 2,513bc 3,171f 2,953b 2,552c BCR3.2Mix 1,161ab 1,804ab 1,798ab 2,001bc 1,158a 0,819b BCR 4 Mix 0,854a 1,233a 1,703a 1,298a 0,902a 1,194b BCR5.1Mix 1,450ab 2,153b 3,058c 2,864ef 3,242b 2,563c BCR5.2Mix 1,045ab 1,575ab 1,911ab 1,328a 1,051a 1,015b 2 SEM 0,177 0,165 0,160 0,130 0,185 0,131 Keterangan: 1) Hurup sama pada kolom 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 6). 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 menghasilkan aktivitas enzim tertinggi dibandingkan dengan isolat lainnya (Tabel 7). 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 fermentasi dapat dipersingkat dan kualitas produk yang dihasilkan akan semakain baik.
598
SIMPULAN Berdasarkan data hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa isolat bakteri dengan kode BCR5.1Mix dan BCR3.1Mix merupakan isolat unggul yang mempunyai kemampuan degradasi substrat dan aktivitas enzim yang tinggi pada berbagai substrat baik substrat sintetis dan substrat limbah pertanian terintegrasi.
UCAPAN TERIMA KASIH Makalah ini merupakan hasil penelitian yang dibiayai Universitas Udayana melalui hibah dana desentralisasi DP2M Dikti. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada DP2M Dikti, Rektor dan LPPM UNUD atas pendanaan kegiatan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada Dekan Fakultas Peternakan beserta staf atas ijin pemanfaatan fasilitas Farm dan laboratorium, Kepala Lab. Nutrisi Ternak Fapet Unud, analis Lab. Nutrisi Ternak (Andi Udin Saransi), Lab Mikrobiologi dan Hasil Ternak Fapet Unud (Alm. Pak Putu Tegig), analis Lab. Mikrobiologi FK Unud (Bu Amy Jelly), analis Lab. Kimia Pangan FTP Unud, dan analis laboratorium Universitas Jendral Sudirman atas bantuan dalam penyediaan berbagai medium/zat kimia sehingga memperlancar pelaksanaan kegiatan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada adik-adik mahasiswa yang membantu pelaksanaan penelitian ini
DAFTAR PUSTAKA Efiok, B. J. S. (1996). Basic Calculation for Chemical and Biological 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. New York: Academic Press, inc. 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. Tokyo: Japan Scientific Societies Poress. Partama, I.B.G., T.G.O.Susila, I G.N.G. Bidura, I G.L.O. Cakra, A.A.A.S. Trisnadewi. (2010). Optimalisasi Suplementasi Vitamin-Mineral dalam Ransum Berbasis Rumput Raja untuk Memaksimalkan Pemanfaatan Energi Pada Sapi bali Penggemukan. 599
Prosiding Seminar dan lokakarya Nasional Ilmu Tanaman Pakan Tropik. 5 Desember 2010. Fakultas Peternakan Universitas Udayana, Denpasar. 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. Prabowo, A., S. Padmowijoto, Z. Bachrudin, dan A. Syukur. (2007). Potensi Mikrobia Seluloltik Campuran dari Ekstrak Rayap, Larutan Feses Gajah dan Cairan Rumen Kerbau. J. Indon. Trop. Anim. Agric. 32[3] Sept. 2007 Sastrosupadi, A. (2000). Rancangan Percobaan Praktis Bidang pertanian. Edisi Revisi. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Wahyudi, A., dan Z. Bachruddin. (2005). Aktivitas Enzim Selulase Ekstraseluler Bakteri Rumen Kerbau, Sapi, Kambing dan Domba pada Beberapa Kultur Fermentasi: Uapaya Mendapatkan Starter Probiotik bagi Ternak Ruminansia. ProsIding Seminar Nasional. Pengembangan Usaha Peternakan Berdaya Saing di Lahan Kering. Edisi Pertama. Fakultas Peternakan Universitas Gadjah Mada. Hal: 342-347.
600
