4.4 Hasil Praperlakuan Fisik dan Biologi
Pada penelitian ini dilakukan dua metode praperlakuan yang berbeda yaitu fisik dan biologi untuk membandingkan keefektifan kedua praperlakuan tersebut
terhadap produksi enzim selulase. Pada hasil yang diperoleh, praperlakuan yang telah dilakukan berhubungan dengan beberapa keadaan seperti degradasi lignin yang
merupakan tujuan dari praperlakuan tersebut sehingga mampu memudahkan aktivitas mikroba mengutilisasi selulosa lebih banyak dan pengaruhnya terhadap hasil
produksi enzim selulase oleh mikroba. Berikut ini adalah pembahasan lebih lanjut mengenai hasil praperlakuan fisik dan biologi.
4.4.1 Hubungan Praperlakuan Fisik dan Biologi dengan Degradasi Lignin
Praperlakuan merupakan salah satu dari rangkaian produksi enzim selulase dari bahan lignoselulosa. Kandungan lignin yang merupakan penghalang akses
hidrolisis selulosa didegradasi sehingga memudahkan aktivitas mikro organisme menghidrolisis selulosa dan menghasilkan enzim selulase. Pada penelitian ini metode
praperlakuan biologi memberikan hasil yang baik dalam tinjauannya mendelignifikasi bila dibandingkan dengan metode praperlakuan secara fisik yang hanya mereduksi
ukuran dan memperluas permukaan biomassa. Hal ini didukung oleh hasil analisis kadar lignin-selulosa dengan metode Chesson. Tabel 4.1 berikut adalah hasil analisis
kadar lignin-selulosa biomassa eceng gondok awal, setelah praperlakuan fisik, dan biologi.
Tabel 4.1 Kadar Lignin-Selulosa Biomassa Eceng Gondok Biomassa eceng gondok
Kadar lignin Kadar selulosa
Universitas Sumatera Utara
Sebelum praperlakuan 5,99
27,78 Setelah praperlakuan fisik
4,63 29,91
Setelah praperlakuan biologi 2,90
32,20
Pada penelitian ini metode praperlakuan biologi terhadap biomassa eceng gondok memberikan hasil yang diharapkan yaitu mampu mengurangi kadar lignin
pada biomassa ligno-selulosa seperti eceng gondok ini. Persentase keberhasilan metode praperlakuan biologi dalam mendegradasi lignin mencapai 51,5 dari kadar
lignin biomassa sebelum praperlakuan. Metode praperlakuan biologi berlangsung selama tujuh hari dengan menambahkan medium Mandel Weber sebagai tambahan
nutrisi dan menggunakan jamur pelapuk putihjamur pelapuk putih Ganoderma boninense yang diisolasi dari tanaman kelapa sawit yang tumbang.
Praperlakuan fisika dan biologi terbukti lebih baik dalam mendegradasi lignin, ini terlihat dari penurunan kadar lignin dari biomassa sebelum praperlakuan sebesar
5,99 menjadi 4,63 setelah praperlakuan fisika dan 2,90 setelah praperlakuan biologi, tetapi praperlakuan biologi mampu mendelignifikasi biomassa dua kali lebih
besar dari praperlakuan fisik. Hal ini menjadi lebih baik karena dengan terdegradasinya lignin maka akses mikroba mengutilisasi selulosa lebih besar.
Kemampuan jamur pelapuk putih telah terbukti dapat mendegradasi lignin yang terdapat dalam biomassa lignoselulosa seperti eceng gondok. Pemanfaatan
jamur pelapuk putih untuk praperlakuan biomassa lignoselulosa ini sudah dimulai sejak akhir tahun 1970-an Isroi dkk, 2011. Jamur pelapuk putih adalah satu-satunya
mikroba yang dapat mendegradasi lignin secara sempurna menjadi CO
2
dan H
2
O
Universitas Sumatera Utara
Lundquist dkk, 1997; Hattaka 1983. Jamur pelapuk putih menghasilkan enzim lignin peroksidase LiP, Mangan Peroksidase MnP, Versatile Peroksidase VP,
dan Lakase Lac yang berperan didalam degradasi lignin Hammel dan Cullen, 2008. Perombakan lignin oleh jamur pelapuk putih melibatkan aktivitas ligninolitik
enzim yang merupakan enzim ekstraseluler. Aktivitas enzim ligninolitik tersebut dipaparkan dalam Tabel 4.2.
Kelompok baru dari lignin peroksidase, mengkombinasikan sifat struktural dan fungsional dari LiP dan MnP, adalah versatile peroksidase VP Hammel dan
Cullen, 2008. VP dapat mengoksidasi Mn
2+
dan senyawa phenolic, seperti halnya dapat mengoksidasi senyawa aromatik non-phenolik seperti veratryl alcohol.
Beberapa enzim aksesori tambahan juga terlibat dalam produksi hidrogen peroksidase. Glyoxal oxidase GLOX dan Aryl alcohol oxidase AAO; EC 1.1.3.7
termasuk dalam kelompok ini Isroi dkk, 2011. Tabel 4.2 Enzim dan Reaksinya yang Terlibat di Dalam Degradasi Lignin Hattaka
2001 dalam Isroi 2013 Aktivitas enzim, singkatan
Kofaktor atau substrat, “mediator”
Pengaruh utama atau reaksi
Lignin peroksidase. LiP H
2
O
2
, veratryl alcohol Oksidasi cincin aromatik
menjadi radikal kation Mangan peroksidase, MnP H
2
O
2
,, Mn, asam organic sebagai agen pengkelat,
thiol, lemak tak larut Oksidasi Mn II menjadi
Mn III, mengkelat se- nyawa phenolic MnIII
teroksidasi menjadi ra- dikal phenolic; reaksi lain
didalam kehadiran se- nyawa lain
Lakase, Lacc O
2
, mediator, misalnya : hidroxybenzotiazole atau
ABTS Phenol dioksidasi men-
jadi radikal phenolic; reaksi lain didalam ke-
hadiran mediator
Universitas Sumatera Utara
Aktivitas enzim, singkatan Kofaktor atau substrat,
“mediator” Pengaruh utama atau
reaksi Glyoxal oksidase, GLOX
Glyoxal, methyl glyoxal Glyoxal dioksidasi men-
jadi asam glyoxilic; Produksi H
2
O
2
Aryl alcohol oxidase, AAO
Aromatik alcohol anisyl, veratyl alcohol
Alcohol aromatik di- oksidasi menjadi aldehid;
produksi H
2
O
2
Enzim lain yang memproduksi H
2
O
2
Beberapa senyawa organic O
2
direduksi menjadi H
2
O
2
Hasil dari analisis kandungan lignin-selulosa ditunjukkan pada Tabel 4.1 yang dilakukan pada penelitian ini juga menunjukkan bahwa jamur pelapuk putih
yang digunakan merupakan jenis jamur pelapuk selektif dimana menurut Blanchette 1995 jenis ini hanya merusak komponen lignin dan hanya sedikit mengganggu
komponen selulosa dan hemiselulosa. Sejalan dengan ini penelitian oleh Adaskaveg dkk 1995 juga melaporkan bahwa spesies lain Ganoderma yaitu Ganoderma
colossum juga merupakan tipe jamur pelapuk putih selektif. Biomassa eceng gondok dengan praperlakuan fisik dengan kominusi-
pengecilan ukuran juga memberikan hasil yang baik untuk delignifikasi, hal ini ditunjukkan dari kadar lignin yang lebih rendah dari kadar lignin biomassa sebelum
praperlakuan seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 4.1. Walaupun persentase penurunan kadar ligninnya tidak lebih besar dari biomassa eceng gondok dengan
praperlakuan biologi, tapi hal ini merupakan titik terang dalam memanfaatkan biomassa ini untuk memproduksi enzim selulase. Metode praperlakuan secara fisika
ini menyebabkan beberapa perubahan pada biomasa yang bertujuan mengurangi
Universitas Sumatera Utara
ukuran partikel, meningkatkan luas permukaan kontak dan mengurangi kristalinitas selulosa Isroi, 2013.
4.4.2 Hubungan Praperlakuan Fisik dan Biologi dengan Produksi Enzim Selulase
Kategori