POLA AKTIVITAS ENZIM LIGNOLITIK JAMUR TIRAM (Pleurotus ostreatus) PADA MEDIA SLUDGE INDUSTRI KERTAS
ARIEF MUHAMMAD SIGIT
PROGRAM STUDI BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
ABSTRAK ARIEF MUHAMMAD SIGIT. Pola Aktivitas Enzim Lignolitik Pleurotus ostreatus pada Media Sludge Industri Kertas. Dibimbing oleh EMAN KUSTAMAN, TRI PANJI dan HAPPY WIDIASTUTI. Sludge merupakan limbah padat terbesar dari industri kertas yang jumlahnya melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan dalam pemanfaatan limbah ialah dengan menggunakan sludge sebagai media tumbuh jamur pelapuk putih (JPP). Sludge mempunyai kandungan karbon tinggi yang lebih sukar terdegradasi dibandingkan dengan jenis polisakarida lainnya. Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) merupakan salah satu jenis JPP yang mampu merombak selulosa dan lignin. Kemampuan tersebut tidak terlepas dari peran enzim ligninolitik yang dihasilkannya, yaitu lakase (Lac), mangan peroksidase (MnP) dan lignin peroksidase (LiP). Penelitian bertujuan mempelajari pola aktivitas enzim ligninolitik dua isolat jamur tiram, jamur tiram Thailand (JTT) dan jamur tiram Bogor (JTB) pada media sludge dari fase pembentukan miselia hingga fase setelah tubuh buah. Media yang diuji, yaitu A) media serbuk gergaji tanpa suplemen, B) media sludge tanpa suplemen, C) media campuran serbuk gergaji dan sludge dengan perbandingan masing-masing 50% (v/v) tanpa suplemen, D) media serbuk gergaji dengan tambahan suplemen, E) media sludge dengan tambahan suplemen, F) media campuran serbuk gergaji dan sludge dengan perbandingan masingmasing 50% (v/v) dengan tambahan suplemen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas optimum LiP diperoleh dari JTT dalam media E yaitu sebesar 4,014 U/mL. Aktivitas optimum MnP diperoleh dari JTB dalam media E sebesar 4,394 U/mL. Aktivitas optimum lakase diperoleh dari JTT dalam media F sebesar 2,113 U/mL.
ABSTRACT ARIEF MUHAMMAD SIGIT. The Pattern of Lignolytic Enzyme Activities of Pleurotus ostreatus on the Sludge Media of Paper and Pulp Industry. Under the direction of EMAN KUSTAMAN, TRI PANJI and HAPPY WIDIASTUTI Sludge is the most produced solid waste from paper industries, abundantly available and so far has not been managed optimally. As an alternative, to take advantage from sludge, it can be used as grown media of oyster mushroom. Sludge has a high content of carbon. that difficult to degrade compare to other polysaccharide. Oyster mushroom (Pleurotus ostreatus), white-rot fungus, has the ability to degrade cellulose and lignin. Species of the Pleurotus genus produced three lignolytic enzymes −laccase (Lac), manganese-peroxidase (MnP), and lignin peroxidase (LiP)− which have the capability to removed lignocellulose preferentially. The aim of this study is to learn the pattern of lignolytic enzymes activity, from both Thailand oyster mushroom (JTT) and Bogor oyster mushroom (JTB), on sludge media from initiation of micellia until fruiting body phase. The 6 types of media were tested: sawdust (A), sludge (B), a mixture of sawdust and sludge with the proportion of 50 % each (v/v) (C), sawdust with supplement (D), sludge with supplement (E), a mixture of sawdust and sludge with the proportion of 50 % each (v/v) and with supplement (F). The results showed that lignolytic enzymes activities reach optimum on first vegetatif phase. The optimum activity of laccase reached 2,113 U/mL, this obtained from JTT that grown in media F. The optimum activity of MnP reached 4,394 U/mL, this obtained from JTB that grown in media E. The optimum activity of LiP reached 4,014 U/mL, this obtained from JTT that grown in media E.
POLA AKTIVITAS ENZIM LIGNOLITIK JAMUR TIRAM (Pleurotus ostreatus) PADA MEDIA SLUDGE INDUSTRI KERTAS
ARIEF MUHAMMAD SIGIT
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Biokimia
PROGRAM STUDI BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Nama NIM
: Pola Aktivitas Enzim Lignolitik Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus) pada Media Sludge Industri Kertas : Arief Muhammad Sigit : G44103032
Disetujui Komisi Pembimbing
Ir H Eman Kustaman Ketua
Dr. Tri Panji Anggota
Dr. Happy Widiastuti Anggota
Diketahui
Dr. drh. Hasim, DEA Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Tanggal lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI). Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2007 ini adalah limbah padat sludge, dengan judul Pola Aktivitas Enzim Lignolitik Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus) pada Media Sludge Industri Kertas. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. H. Eman Kustaman, Dr. Tri Panji dan Dr. Happy Widiastuti atas bimbingan dan saran-saran yang diberikan.. Di samping itu, penghargaan juga penulis sampaikan kepada peneliti dan seluruh staf teknisi BPBPI yang telah membantu selama penelitian (Pak Yanto, Pak Mus, Mbak Wulan, Mbak Ning, Mbak Irma, Mbak Iko, Mbak Urip, Ibu Ida, Mas Jefri, Mas Ajit dan Devi) atas semua bantuannya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga tercinta, serta teman-teman di lab (Siska, Aried, Khairil dan Rio) yang telah memberikan saran dan dukungannya. Kepada teman-teman seperjuangan (Erlank, Dika, Gilang, Willy dkk) terima kasih atas kebersamaan, kehangatan dan kekompakannya. Penulis menyadari penyusunan usulan penelitian ini tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan. Kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak sangat diharapkan demi kesempurnaan pelaksanaan penelitian ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca dan bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang biokimia.
Bogor, Juli 2008
Arief Muhammad Sigit
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Oktober 1985 dari ayah Untung Sugito dan ibu Sudjiati. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2003 penulis lulus dari MA Darul Arqam Garut dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah mengikuti kegiatan Praktik Lapangan di Laboratorium Bioproses, Pusat Penelitian Bioteknologi-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong selama periode Juni sampai dengan Agustus 2006 dengan judul Uji Sensitivitas Beberapa Galur Liar Dan Mutan Monascus purpureus Dengan Antibiotik Higromisin B, Zeosin Dan Kanamisin. Disamping itu penulis pernah aktif menjadi pengurus HIMPRO Kimia, Ikatan Mahasiswa Kimia (IMASIKA) periode 2003/2004 dan Biokimia, Community of Research and Education in Biochemistry (CREBs), periode 2005/2006.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... ..x PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 TINJAUAN PUSTAKA Jamur Pelapuk Putih .................................................................................... 1 Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus) .............................................................. 2 Limbah Padat Sludge Industri Kertas ........................................................... 2 Lignin ......................................................................................................... 3 Enzim Yang Dihasilkan oleh Jamur Pelapuk Putih ..................................... 4 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ............................................................................................ 7 Metode ........................................................................................................ 7 HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan miselium jamur tiram ............................................................ 9 Aktivitas Enzim Lakase .............................................................................. 9 Aktivitas Enzim Mangan Peroksidase ....................................................... 12 Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase.......................................................... 14 SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 16 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 16 LAMPIRAN ...................................................................................................... 19
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Sifat kimia sludge industri kertas....................................................................... 3 2 Enzim-enzim ligninolitik dan reaksi-reaksi utamanya........................................ 4 3 Aktivitas MnP dan lakase pada sampel kompos selama siklus produksi jamur ... 5
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Jamur tiram ....................................................................................................... 2 2 Sludge industri kertas ........................................................................................ 3 3 Struktur lignin dan prekursornya ....................................................................... 4 4 Struktur tiga jenis monolignol ........................................................................... 4 5 Produktivitas lakase selama fermentasi padat menggunakan Pycnoporus sanguineus ....................................................................................................... 5 6 Produksi MnP dengan waktu pemberian glukosa yang berbeda ......................... 6 7 Siklus katalitik lignin peroksidase ..................................................................... 6 8 Aktivitas lignin peroksidase dari Phlebia radiata .............................................. 7 9 Pertumbuhan miselium P.ostreatus pada media PDA ........................................ 9 10 Pertumbuhan miselium P.ostreatus pada media biji sorgum ............................ 9 11 Pola aktivitas enzim lakase pada berbagai media yang diinokulasi JTT ......... 10 12 Pola aktivitas enzim lakase pada berbagai media yang diinokulasi JTB ......... 11 13 Pola aktivitas enzim MnP pada berbagai media yang diinokulasi JTT .......... 13 14 Pola aktivitas enzim MnP pada berbagai media yang diinokulasi JTB .......... 13 15 Pola aktivitas enzim LiP pada berbagai media yang diinokulasi JTT ............. 15 16 Pola aktivitas enzim LiP pada berbagai media yang diinokulasi JTB ............. 15
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Tahapan penelitian ........................................................................................ 20 2 Pembuatan media .......................................................................................... 21 3 Data enzim hari ke-0 ..................................................................................... 22 4 Data enzim empat minggu ............................................................................. 23 5 Data enzim enam minggu .............................................................................. 24 6 Data enzim fase primordia ............................................................................ 25 7 Data enzim fase tubuh buah .......................................................................... 26 8 Data enzim dua minggu setelah tubuh buah ................................................... 27
