Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Enzym Xilanase dari Cairan Rumen Kambing & Domba dan Sumber Air Panas di Cipanas

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZIM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

SKRIPSI
EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM

PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008

RINGKASAN
Evrin Safrilya Vanadianingrum. D24103037. 2006. Isolasi dan Karakterisasi
Bakteri Penghasil Enzim Xilanase dari Cairan Rume n Kambing & Domba dan
Sumber Air Panas di Cipanas. Skripsi. Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak. Fakultas
Peternakan. Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota

: Ir. Anita Sardiana Tjakradidjaja, M.Rur.Sc.

: Irma Isnafia Arief, S.Pt. M.Si.

Ketersediaan pakan yang berkualitas, semakin langka dengan semakin
meningkatnya persaingan antara pakan dan pangan. Sebagai akibatnya pakan yang
tersedia berlimpah adalah pakan yang mempunyai kualitas rendah dan mempunyai
kandungan serat kasar tinggi sehingga sulit untuk dicerna terutama oleh ternak
monogastrik. Kondisi yang demikian merupakan suatu permasalahan bagi ternak
non ruminansia karena dalam lambungnya tidak terdapat mikroba pencerna serat
seperti yang terdapat pada ternak ruminansia. Salah satu kompo nen serat kasar yang
sulit untuk didegradasi oleh ternak non ruminansia adalah xilan yang merupakan
bagian dari hemiselulosa. Xilan dapat dicerna oleh tubuh ternak jika sudah dirubah
menjadi gula sederhana. Perubahan xilan menjadi gula sederhana memerluka n
bantuan enzim, yaitu enzim xilanase yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh ternak
ruminansia maupun non ruminansia. Enzim xilanase ini dihasilkan oleh sejumlah
bakteri yang terdapat di alam yaitu bahan-bahan yang berserat tinggi, di dalam rumen
dan sumber air panas. Isolasi bakteri penghasil enzim xilanase dari sumber air panas
dan cairan rumen diperlukan untuk membantu ternak non ruminansia mencerna
xilan. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan isolat bakteri
penghasil enzim xilanase dari cairan rumen kambing dan domba dan sumber air
panas dengan aktivitas yang optimum. Isolat ini selanjutnya dapat dijadikan kultur

yang dapat ditambahkan pada bahan pakan berserat tinggi atau dapat diinokulasikan
ke dalam tubuh ternak non – ruminansia.
Penelitian ini menggunakan cairan rumen kambing, domba dan sumber air
panas sebagai sumber inokulumnya. Masing – masing inokulum ditumbuhkan pada
media tumbuh dan diinkubasi selama tiga hari pada suhu 39 o C untuk cairan rumen
dan suhu 55o C untuk sumber air panas. Pengkayaan dilakukan dengan menaikkan
taraf xilan pada media tumbuh secara bertahap yaitu: 0; 0,6; 1,2; 1,8 dan 2,4 %.
Koloni yang tumbuh dan mengandung bakteri yang seragam diseleksi sebagai s uatu
isolat dan ditumbuhkan sebagai isolat yang terpisah. Peubah yang diamati adalah
luasan zona bening, populasi bakteri, morfologi koloni, morfologi sel, dan aktivitas
enzim xilanase yang dihasilkan oleh isolat tersebut. Rancangan percobaan yang
digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap dengan pola
faktorial, 9 x 5 dengan 3 ulangan untuk isolat dari rumen kambing dan 4 x 5 dengan
3 ulangan untuk isolat dari rumen domba, serta 3 x 3 dengan 3 ulangan untuk isolat
dari sumber air panas. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam
(ANOVA) dan bila berbeda nyata dilakukan uji kontras ortogonal polinomial.
Khusus untuk data morfologi koloni dan sel dianalisa dengan analisa statistika
deskriptif.
Jumlah isolat dari rumen kambing sebanyak sembilan isolat yaitu : EVK1,
EVK2, EVK3, EVK4, EVK5, EVK6, EVK7, EVK8 dan EVK9. Jumlah isolat dari

rumen domba sebanyak empat isolat yang terdiri dari : ESD1, ESD2, ESD3 dan
ESD4. Jumlah isolat yang diperoleh dari sumber air panas sebanyak tiga isolat : CP1,
CP2, dan CP3. Keseluruhan isolat tersebut mempunyai kemampuan dalam mencerna
xilan dengan karakteristik yang berbeda seperti luasan zona bening, kepadatan
populasi yang berkaitan dengan pola fase pertumbuhan pada masing – masing isolat
dan aktivitas enzim yang dihasilkan. Hasil isolasi bakteri penghasil enzim xilanase
dari cairan rumen kambing, domba dan sumber air panas menunjukkan bahwa isolat
yang diperoleh dari rumen kambing lebih bervariasi dibandingkan isolat lainnya.
Berdasarkan hasil sidik ragam, tidak ada perbedaan secara nyata antara
tingkat pemberian taraf xilan pada semua isolat yang diperoleh. Enzim xilanase yang
dihasilkan oleh setiap isolat menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Namun
secara deskriptif, aktivitas enzim yang dihasilkan oleh isolat dari bakteri rumen
domba lebih tinggi dibandingkan isolat dari bakteri rumen kambing. Nilai aktivitas
enzim xilanase berdasarkan rataan secara keseluruhan untuk isolat dari cairan rumen
domba dan kambing serta sumber air panas masing – masing 0,080; 0,033; 0,018
Unit/ml. Aktivitas enzim terbaik dihasilkan oleh isolat dari cairan rumen domba,
akan tetapi keenambelas isolat yang diperoleh mempunyai potensi untuk dijadikan
probiotik atau kultur starter dalam pakan ternak monogastrik untuk meningkatkan
kecernaan serat khususnya pemanfaatan xilan dari bahan pakan.

Kata Kunci : Bakteri, Enzim, Isolasi, Xilanase

ABSTRACT
Isolation and Characte ritation Bacteria which Xylanase Production from
Rumen Fluid of Goat and sheep and Hot Wate r Springs - Cipanas
E. S.Vanadianingrum., A.S. Tjakradidjaja, and I.I. Arief
Xylan is the big part of hemicellulose that is undegradable component in
monogastric tract. Degradation of xylan to simple form xylose, needs xylanase
enzyme that is only produced by bacteria. These bacteria can be found in nature such
as in decayed wood, ruminal fluid, and hot water springs, etc. To obtain these
bacteria, a selection from natural habitat needs to be conducted, so that the isolated
bacteria can be used to help degrading xylan that is present in feed. This experiment
used ruminal fluid of goat and sheep as well as from the hot water spring as sources
of inocula. The incubation time was three days at 39 o C in anaerobic condition for
ruminant`s isolate and at 55o C and in aerob condition for hot water spring`s isolate.
Levels of xylan for enrichment studies were 0; 0.6; 1.2; 1.8 and 2.4 v/w. For
studying the effect of xylan levels on bacterial population, clearing zone areas, and
xylanase enzyme activity, a factorial completely randomized design was applied, i.e.
9 x 5 for isolates from goat`s ruminal fluid, 4 x 5 for isolates from sheep`s ruminal
fluid, and 3 x 3 for isolates from hot water springs, the experiments were conducted

in three replications. Data were analysed using analysis of variance (ANOVA) to
determine the effect of treatments on each variables, contrast or polynomial
orthogonal were used to examine differences between treatments. There were nine
isolates from goat`s rumen fluid (EVK1, EVK2, EVK3, EVK4, EVK5, EVK6,
EVK7, EVK8, EVK9), four isolates from sheep`s rumen fluid (ESD1, ESD2, ESD3,
ESD4) and three isolates from hot water spring (CP1, CP2,CP3) with different
characteristic. Gram morphology test showed that the isolates were Gram positif and
Gram negative with various cell morphology. Xylanase activities declined with the
increase of xylan level in the medium. Enzyme activity of isolates from sheep rumen
fliud, goat rumen fluid, and hot water spring were 0.080, 0.033 and 0.018 Unit/ml,
respectively. All isolates producing xylanase were able to degrade xylan source from
their diet especially pollard, wheat straw, rice bran and the other fiber source.
Futhermore, these isolates were potentially used as probiotic and culture stater in
monogastric diet which can help increasing degradation fibre feeds, especially
utilization of xylan in their diet.
Key words: bacteria, enzym, isolation, xylanase,

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZYM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM
D24103037

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
Mempe roleh gelar Sarjana Peternakan
Pada Fakultas Peternakan
Institut Pe rtanian Bogor

PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZYM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

Oleh
EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM

D24103037

Sripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 12 Mei 2008

Pembimbing Utama

Pembimbing Anggota

Ir. Anita Sardiana Tjakradidjaja,M.Rur.Sc.
NIP : 131 624 189

Irma Isnafia Arief,S.Pt, M.Si.
NIP : 132 243 330

Dekan
Fakultas Peternakan
Institut Pe rtanian Bogor

Dr. Ir. Luki Abdullah M.Sc.Agr.

NIP : 131 955 531

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang, Jawa Timur pada tangal 21 April 1985. Penulis
adalah anak pertama dari dua bersaudara, putri dari Bapak Mada`i dan Ibu Sri
Hartiningrum.
Penulis memulai pendidikannya pada tahun 1989 di Taman Kanak – kanak
Perwanida, Warujayeng, Nganjuk. Pada tahun 1991 Penulis memasuki Sekolah
Dasar di SDN Tanjunganom V dan lulus tahun 1997. Jenjang pendidikan menengah
pertama ditempuh di SLTPN 1 Tanjunganom pada tahun 1997 hingga 2000. Penulis
kemudian menyelesaikan pendidikan menengah atas pada tahun 2000 hingga 2003 di
SMUN 2 Nganjuk.
Pada tahun 2003, Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) dan terdaftar sebagai mahasiswa jurusan Ilmu
Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Selama kuliah Penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan antara
lain: DKM Al- Hurriyyah, HIMASITER (Himpunan Mahasiswa Nutrisi dan Makanan
Ternak), FAMM AL-An`am (Forum Aktivitas Mahasiswa Muslim), BEM – D
(Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Peternakan), Senior Residence Asrama TPB –
IPB. Kepanitiaan yang pernah diikuti oleh Penulis adalah: PAGI ANABA,

RANSUM 41, Darmaga Livestock Expo, Viva Peternakan, Masa Perkenalan
Fakultas Peternakan, Seminar Anti Narkoba dll. Penulis juga aktif sebagai asisten
mata kuliah Dasar- dasar Hasil Ternak dan Pendidikan Agama Islam. Penulis
mendapatkan INTP Award sebagai Mahasiswa Berprestasi Akademik pada ta hun
2004 hingga 2007. Selain itu Penulis juga pernah menjadi Mahasiswa Berprestasi
Tingkat Departemen INTP dan menjadi wakil dari Fakultas Peternakan untuk
Mahasiswa Berprestasi tingkat IPB 2006. Karya ilmiah penulis dengan judul
Utilization of Fiber in Ruminant Tract by Fibrozym Supplementation mendapatkan
peringkat kedua region Asia-Pasifik dalam Young Animal Science, Alltech
Biotechnology 2007. Selain itu, dalam Lomba Karya Tulis bidang Lingkungan
Hidup, makalah Penulis yang berjudul Alternatif Solusi Pe nurunan Pemanasan
Global dengan Cara Management dan Teknologi Pakan Ternak Ruminansia
mendapatkan juara ketiga tingkat Nasional tahun 2007.

KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Shalawat serta Salam semoga
tetap tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para
pengikutnya hingga akhir zaman. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar Sarjana Peternakan.
Skripsi ini berjudul “Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Enzim
Xilanase dari Cairan Rumen Kambing & Domba dan Sumber Air Panas di Cipanas”.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biokimia, Fisio logi dan Mikrobiologi
Nutrisi dan Laboratorium Terpadu Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan,
Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor selama 13 bulan, dari bulan Desember
2006 hingga November 2007 dan dilanjutkan pada bulan Januari 2008 hingga
Februari 2008 dengan bantuan dana dari Ir.Anita Sardiana Tjakradidjaja, M.Rur.Sc.
Keterbatasan pakan ternak yang berkualitas semakin berkurang. Sebagai
akibatnya pakan ternak yang diberikan mempunyai kualitas rendah dengan
kandungan serat kasar yang tinggi. Hal ini dapat diterima oleh ternak ruminansia,
akan tetapi bagi ternak monogastrik hal ini merupakan permasalahan yang serius.
Ternak ruminansia mempunyai potensi besar di Indonesia. Kelebihan ternak
ruminansia dibandingkan ternak

monogastrik adalah kemampuannya dalam

mencerna serat, hal ini dikarenakan pada ternak ruminansia terdapat bakteri rumen
yang mampu mendegradasi serat menjadi gula sederhana yang dapat dijadikan
sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia. Kemampuan bakteri rumen dalam

mencerna serat meliputi : selulolitik, xilanolitik, dan lignolitik. Oleh karena itu,
isolasi bakteri pencerna xilan dari cairan rumen sangat diperlukan untuk mengatasi
permasalahan keterbatasan pakan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Se moga
skripsi ini bermanfaat dan dapat digunakan sebagai sumber informasi bagi pembaca.
Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah ikut
berperan serta sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.

Penulis,

DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN........................................................................................................

Ii

ABSTRACT...........................................................................................................

Iv

RIWAYAT HIDUP...............................................................................................

vii

KATA PENGANTAR...........................................................................................

viii

DAFTAR ISI.........................................................................................................

Ix

DAFTAR TABEL.................................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................

xii

DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................

xiii

PENDAHULUAN..................................................................................................

1

Latar Belakang..........................................................................................
Tujuan........................................................................................................
Perumusan Masalah...................................................................................
Manfaat Penelitian ....................................................................................

1
2
3
3

TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................................

4

Cairan Rumen...........................................................................................
Sumber Air Panas.....................................................................................
Mikroba Rumen........................................................................................
Mikroba Termofilik...................................................................................
Isolasi Bakteri............................................................................................
Kultivasi Bakteri.......................................................................................
Pola Pertumbuhan Bakteri.........................................................................
Pewarnaan Gram.......................................................................................
Xilan..........................................................................................................
Enzim Xilanase.........................................................................................
Mikroorganisme Penghasil Xilanase.........................................................

4
5
5
7
8
8
10
11
12
14
16

METODE................................................................................................................

19

Waktu dan Lokasi........................................................................................
Materi..........................................................................................................

19
19

Bahan...............................................................................................
Alat..................................................................................................

19
19

Metode.........................................................................................................

19

Persiapan Media..............................................................................
Media Anaerob......................................................................
Media Aerob..........................................................................

19
20
20

Persiapan Sampel.............................................................................
Isolasi Xilan dari Pollard..................................................................
Pengkayaan......................................................................................

20
21
22

Pengenceran.....................................................................................
Isolasi Bakteri...................................................................................

22
23

Karakterisasi Isolat Bakteri..........................................................................

23

Penghitungan Koloni. .......................................................................
Pengukuran Zona Bening..................................................................
Pewarnaan Gram...............................................................................
Pengukuran Aktivitas Enzim Xilanase..............................................

23
24
24
24

Rancangan Percobaan...................................................................................

25

HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................................

26

Keadaan Umum Penelitian..........................................................................

26

Pengkayaan dan Isolat Bakteri Pencerna Xilan..........................................

27

Substrat yang Digunakan...................................................................

27

Identifikasi Awal Isolat Bakteri Pencerna Xilan..........................................

29

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

30
30
31

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Populasi Bakteri Pencerna Xilan................

34

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

34
36
38

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Luasan Zona Bening yang Dihasilkan
Isolat Bakteri Pencerna Xilan.......................................................................

41

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

41
43
45

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan
oleh Bakteri Pencerna Xilan..........................................................................

49

Isolat dari Cairan Rumen Kambing...................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

50
50
51

Perbandingan Isolat dari Rumen Kambing, Domba dan Sumber Air
Panas.............................................................................................................

53

Populasi Bakteri Pencerna Xilan........................................................
Luasan Zona Bening yang Dihasilkan Bakteri Pencerna
Xilan..................................................................................................
Aktivitas
Enzim
yang
Dihasilkan
Bakteri
Pencerna
Xilan..................................................................................................
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................
Kesimpulan..................................................................................................
Saran............................................................................................................

53
54
54
56
56
56

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZIM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

SKRIPSI
EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM

PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008

RINGKASAN
Evrin Safrilya Vanadianingrum. D24103037. 2006. Isolasi dan Karakterisasi
Bakteri Penghasil Enzim Xilanase dari Cairan Rume n Kambing & Domba dan
Sumber Air Panas di Cipanas. Skripsi. Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak. Fakultas
Peternakan. Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota

: Ir. Anita Sardiana Tjakradidjaja, M.Rur.Sc.
: Irma Isnafia Arief, S.Pt. M.Si.

Ketersediaan pakan yang berkualitas, semakin langka dengan semakin
meningkatnya persaingan antara pakan dan pangan. Sebagai akibatnya pakan yang
tersedia berlimpah adalah pakan yang mempunyai kualitas rendah dan mempunyai
kandungan serat kasar tinggi sehingga sulit untuk dicerna terutama oleh ternak
monogastrik. Kondisi yang demikian merupakan suatu permasalahan bagi ternak
non ruminansia karena dalam lambungnya tidak terdapat mikroba pencerna serat
seperti yang terdapat pada ternak ruminansia. Salah satu kompo nen serat kasar yang
sulit untuk didegradasi oleh ternak non ruminansia adalah xilan yang merupakan
bagian dari hemiselulosa. Xilan dapat dicerna oleh tubuh ternak jika sudah dirubah
menjadi gula sederhana. Perubahan xilan menjadi gula sederhana memerluka n
bantuan enzim, yaitu enzim xilanase yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh ternak
ruminansia maupun non ruminansia. Enzim xilanase ini dihasilkan oleh sejumlah
bakteri yang terdapat di alam yaitu bahan-bahan yang berserat tinggi, di dalam rumen
dan sumber air panas. Isolasi bakteri penghasil enzim xilanase dari sumber air panas
dan cairan rumen diperlukan untuk membantu ternak non ruminansia mencerna
xilan. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan isolat bakteri
penghasil enzim xilanase dari cairan rumen kambing dan domba dan sumber air
panas dengan aktivitas yang optimum. Isolat ini selanjutnya dapat dijadikan kultur
yang dapat ditambahkan pada bahan pakan berserat tinggi atau dapat diinokulasikan
ke dalam tubuh ternak non – ruminansia.
Penelitian ini menggunakan cairan rumen kambing, domba dan sumber air
panas sebagai sumber inokulumnya. Masing – masing inokulum ditumbuhkan pada
media tumbuh dan diinkubasi selama tiga hari pada suhu 39 o C untuk cairan rumen
dan suhu 55o C untuk sumber air panas. Pengkayaan dilakukan dengan menaikkan
taraf xilan pada media tumbuh secara bertahap yaitu: 0; 0,6; 1,2; 1,8 dan 2,4 %.
Koloni yang tumbuh dan mengandung bakteri yang seragam diseleksi sebagai s uatu
isolat dan ditumbuhkan sebagai isolat yang terpisah. Peubah yang diamati adalah
luasan zona bening, populasi bakteri, morfologi koloni, morfologi sel, dan aktivitas
enzim xilanase yang dihasilkan oleh isolat tersebut. Rancangan percobaan yang
digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap dengan pola
faktorial, 9 x 5 dengan 3 ulangan untuk isolat dari rumen kambing dan 4 x 5 dengan
3 ulangan untuk isolat dari rumen domba, serta 3 x 3 dengan 3 ulangan untuk isolat
dari sumber air panas. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam
(ANOVA) dan bila berbeda nyata dilakukan uji kontras ortogonal polinomial.
Khusus untuk data morfologi koloni dan sel dianalisa dengan analisa statistika
deskriptif.
Jumlah isolat dari rumen kambing sebanyak sembilan isolat yaitu : EVK1,
EVK2, EVK3, EVK4, EVK5, EVK6, EVK7, EVK8 dan EVK9. Jumlah isolat dari

rumen domba sebanyak empat isolat yang terdiri dari : ESD1, ESD2, ESD3 dan
ESD4. Jumlah isolat yang diperoleh dari sumber air panas sebanyak tiga isolat : CP1,
CP2, dan CP3. Keseluruhan isolat tersebut mempunyai kemampuan dalam mencerna
xilan dengan karakteristik yang berbeda seperti luasan zona bening, kepadatan
populasi yang berkaitan dengan pola fase pertumbuhan pada masing – masing isolat
dan aktivitas enzim yang dihasilkan. Hasil isolasi bakteri penghasil enzim xilanase
dari cairan rumen kambing, domba dan sumber air panas menunjukkan bahwa isolat
yang diperoleh dari rumen kambing lebih bervariasi dibandingkan isolat lainnya.
Berdasarkan hasil sidik ragam, tidak ada perbedaan secara nyata antara
tingkat pemberian taraf xilan pada semua isolat yang diperoleh. Enzim xilanase yang
dihasilkan oleh setiap isolat menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Namun
secara deskriptif, aktivitas enzim yang dihasilkan oleh isolat dari bakteri rumen
domba lebih tinggi dibandingkan isolat dari bakteri rumen kambing. Nilai aktivitas
enzim xilanase berdasarkan rataan secara keseluruhan untuk isolat dari cairan rumen
domba dan kambing serta sumber air panas masing – masing 0,080; 0,033; 0,018
Unit/ml. Aktivitas enzim terbaik dihasilkan oleh isolat dari cairan rumen domba,
akan tetapi keenambelas isolat yang diperoleh mempunyai potensi untuk dijadikan
probiotik atau kultur starter dalam pakan ternak monogastrik untuk meningkatkan
kecernaan serat khususnya pemanfaatan xilan dari bahan pakan.
Kata Kunci : Bakteri, Enzim, Isolasi, Xilanase

ABSTRACT
Isolation and Characte ritation Bacteria which Xylanase Production from
Rumen Fluid of Goat and sheep and Hot Wate r Springs - Cipanas
E. S.Vanadianingrum., A.S. Tjakradidjaja, and I.I. Arief
Xylan is the big part of hemicellulose that is undegradable component in
monogastric tract. Degradation of xylan to simple form xylose, needs xylanase
enzyme that is only produced by bacteria. These bacteria can be found in nature such
as in decayed wood, ruminal fluid, and hot water springs, etc. To obtain these
bacteria, a selection from natural habitat needs to be conducted, so that the isolated
bacteria can be used to help degrading xylan that is present in feed. This experiment
used ruminal fluid of goat and sheep as well as from the hot water spring as sources
of inocula. The incubation time was three days at 39 o C in anaerobic condition for
ruminant`s isolate and at 55o C and in aerob condition for hot water spring`s isolate.
Levels of xylan for enrichment studies were 0; 0.6; 1.2; 1.8 and 2.4 v/w. For
studying the effect of xylan levels on bacterial population, clearing zone areas, and
xylanase enzyme activity, a factorial completely randomized design was applied, i.e.
9 x 5 for isolates from goat`s ruminal fluid, 4 x 5 for isolates from sheep`s ruminal
fluid, and 3 x 3 for isolates from hot water springs, the experiments were conducted
in three replications. Data were analysed using analysis of variance (ANOVA) to
determine the effect of treatments on each variables, contrast or polynomial
orthogonal were used to examine differences between treatments. There were nine
isolates from goat`s rumen fluid (EVK1, EVK2, EVK3, EVK4, EVK5, EVK6,
EVK7, EVK8, EVK9), four isolates from sheep`s rumen fluid (ESD1, ESD2, ESD3,
ESD4) and three isolates from hot water spring (CP1, CP2,CP3) with different
characteristic. Gram morphology test showed that the isolates were Gram positif and
Gram negative with various cell morphology. Xylanase activities declined with the
increase of xylan level in the medium. Enzyme activity of isolates from sheep rumen
fliud, goat rumen fluid, and hot water spring were 0.080, 0.033 and 0.018 Unit/ml,
respectively. All isolates producing xylanase were able to degrade xylan source from
their diet especially pollard, wheat straw, rice bran and the other fiber source.
Futhermore, these isolates were potentially used as probiotic and culture stater in
monogastric diet which can help increasing degradation fibre feeds, especially
utilization of xylan in their diet.
Key words: bacteria, enzym, isolation, xylanase,

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZYM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM
D24103037

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
Mempe roleh gelar Sarjana Peternakan
Pada Fakultas Peternakan
Institut Pe rtanian Bogor

PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENGHASIL
ENZYM XILANASE DARI CAIRAN RUMEN KAMBING &
DOMBA DAN SUMBER AIR PANAS DI CIPANAS

Oleh
EVRIN SAFRILYA VANADIANINGRUM
D24103037

Sripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan
Komisi Ujian Lisan pada tanggal 12 Mei 2008

Pembimbing Utama

Pembimbing Anggota

Ir. Anita Sardiana Tjakradidjaja,M.Rur.Sc.
NIP : 131 624 189

Irma Isnafia Arief,S.Pt, M.Si.
NIP : 132 243 330

Dekan
Fakultas Peternakan
Institut Pe rtanian Bogor

Dr. Ir. Luki Abdullah M.Sc.Agr.
NIP : 131 955 531

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang, Jawa Timur pada tangal 21 April 1985. Penulis
adalah anak pertama dari dua bersaudara, putri dari Bapak Mada`i dan Ibu Sri
Hartiningrum.
Penulis memulai pendidikannya pada tahun 1989 di Taman Kanak – kanak
Perwanida, Warujayeng, Nganjuk. Pada tahun 1991 Penulis memasuki Sekolah
Dasar di SDN Tanjunganom V dan lulus tahun 1997. Jenjang pendidikan menengah
pertama ditempuh di SLTPN 1 Tanjunganom pada tahun 1997 hingga 2000. Penulis
kemudian menyelesaikan pendidikan menengah atas pada tahun 2000 hingga 2003 di
SMUN 2 Nganjuk.
Pada tahun 2003, Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) dan terdaftar sebagai mahasiswa jurusan Ilmu
Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Selama kuliah Penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan antara
lain: DKM Al- Hurriyyah, HIMASITER (Himpunan Mahasiswa Nutrisi dan Makanan
Ternak), FAMM AL-An`am (Forum Aktivitas Mahasiswa Muslim), BEM – D
(Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Peternakan), Senior Residence Asrama TPB –
IPB. Kepanitiaan yang pernah diikuti oleh Penulis adalah: PAGI ANABA,
RANSUM 41, Darmaga Livestock Expo, Viva Peternakan, Masa Perkenalan
Fakultas Peternakan, Seminar Anti Narkoba dll. Penulis juga aktif sebagai asisten
mata kuliah Dasar- dasar Hasil Ternak dan Pendidikan Agama Islam. Penulis
mendapatkan INTP Award sebagai Mahasiswa Berprestasi Akademik pada ta hun
2004 hingga 2007. Selain itu Penulis juga pernah menjadi Mahasiswa Berprestasi
Tingkat Departemen INTP dan menjadi wakil dari Fakultas Peternakan untuk
Mahasiswa Berprestasi tingkat IPB 2006. Karya ilmiah penulis dengan judul
Utilization of Fiber in Ruminant Tract by Fibrozym Supplementation mendapatkan
peringkat kedua region Asia-Pasifik dalam Young Animal Science, Alltech
Biotechnology 2007. Selain itu, dalam Lomba Karya Tulis bidang Lingkungan
Hidup, makalah Penulis yang berjudul Alternatif Solusi Pe nurunan Pemanasan
Global dengan Cara Management dan Teknologi Pakan Ternak Ruminansia
mendapatkan juara ketiga tingkat Nasional tahun 2007.

KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Shalawat serta Salam semoga
tetap tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para
pengikutnya hingga akhir zaman. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar Sarjana Peternakan.
Skripsi ini berjudul “Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Enzim
Xilanase dari Cairan Rumen Kambing & Domba dan Sumber Air Panas di Cipanas”.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biokimia, Fisio logi dan Mikrobiologi
Nutrisi dan Laboratorium Terpadu Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan,
Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor selama 13 bulan, dari bulan Desember
2006 hingga November 2007 dan dilanjutkan pada bulan Januari 2008 hingga
Februari 2008 dengan bantuan dana dari Ir.Anita Sardiana Tjakradidjaja, M.Rur.Sc.
Keterbatasan pakan ternak yang berkualitas semakin berkurang. Sebagai
akibatnya pakan ternak yang diberikan mempunyai kualitas rendah dengan
kandungan serat kasar yang tinggi. Hal ini dapat diterima oleh ternak ruminansia,
akan tetapi bagi ternak monogastrik hal ini merupakan permasalahan yang serius.
Ternak ruminansia mempunyai potensi besar di Indonesia. Kelebihan ternak
ruminansia dibandingkan ternak

monogastrik adalah kemampuannya dalam

mencerna serat, hal ini dikarenakan pada ternak ruminansia terdapat bakteri rumen
yang mampu mendegradasi serat menjadi gula sederhana yang dapat dijadikan
sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia. Kemampuan bakteri rumen dalam
mencerna serat meliputi : selulolitik, xilanolitik, dan lignolitik. Oleh karena itu,
isolasi bakteri pencerna xilan dari cairan rumen sangat diperlukan untuk mengatasi
permasalahan keterbatasan pakan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Se moga
skripsi ini bermanfaat dan dapat digunakan sebagai sumber informasi bagi pembaca.
Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah ikut
berperan serta sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.

Penulis,

DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN........................................................................................................

Ii

ABSTRACT...........................................................................................................

Iv

RIWAYAT HIDUP...............................................................................................

vii

KATA PENGANTAR...........................................................................................

viii

DAFTAR ISI.........................................................................................................

Ix

DAFTAR TABEL.................................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................

xii

DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................

xiii

PENDAHULUAN..................................................................................................

1

Latar Belakang..........................................................................................
Tujuan........................................................................................................
Perumusan Masalah...................................................................................
Manfaat Penelitian ....................................................................................

1
2
3
3

TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................................

4

Cairan Rumen...........................................................................................
Sumber Air Panas.....................................................................................
Mikroba Rumen........................................................................................
Mikroba Termofilik...................................................................................
Isolasi Bakteri............................................................................................
Kultivasi Bakteri.......................................................................................
Pola Pertumbuhan Bakteri.........................................................................
Pewarnaan Gram.......................................................................................
Xilan..........................................................................................................
Enzim Xilanase.........................................................................................
Mikroorganisme Penghasil Xilanase.........................................................

4
5
5
7
8
8
10
11
12
14
16

METODE................................................................................................................

19

Waktu dan Lokasi........................................................................................
Materi..........................................................................................................

19
19

Bahan...............................................................................................
Alat..................................................................................................

19
19

Metode.........................................................................................................

19

Persiapan Media..............................................................................
Media Anaerob......................................................................
Media Aerob..........................................................................

19
20
20

Persiapan Sampel.............................................................................
Isolasi Xilan dari Pollard..................................................................
Pengkayaan......................................................................................

20
21
22

Pengenceran.....................................................................................
Isolasi Bakteri...................................................................................

22
23

Karakterisasi Isolat Bakteri..........................................................................

23

Penghitungan Koloni. .......................................................................
Pengukuran Zona Bening..................................................................
Pewarnaan Gram...............................................................................
Pengukuran Aktivitas Enzim Xilanase..............................................

23
24
24
24

Rancangan Percobaan...................................................................................

25

HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................................

26

Keadaan Umum Penelitian..........................................................................

26

Pengkayaan dan Isolat Bakteri Pencerna Xilan..........................................

27

Substrat yang Digunakan...................................................................

27

Identifikasi Awal Isolat Bakteri Pencerna Xilan..........................................

29

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

30
30
31

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Populasi Bakteri Pencerna Xilan................

34

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

34
36
38

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Luasan Zona Bening yang Dihasilkan
Isolat Bakteri Pencerna Xilan.......................................................................

41

Isolat dari Cairan Rumen Kambing....................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

41
43
45

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan
oleh Bakteri Pencerna Xilan..........................................................................

49

Isolat dari Cairan Rumen Kambing...................................................
Isolat dari Cairan Rumen Domba.......................................................
Isolat dari Sumber Air Panas..............................................................

50
50
51

Perbandingan Isolat dari Rumen Kambing, Domba dan Sumber Air
Panas.............................................................................................................

53

Populasi Bakteri Pencerna Xilan........................................................
Luasan Zona Bening yang Dihasilkan Bakteri Pencerna
Xilan..................................................................................................
Aktivitas
Enzim
yang
Dihasilkan
Bakteri
Pencerna
Xilan..................................................................................................
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................
Kesimpulan..................................................................................................
Saran............................................................................................................

53
54
54
56
56
56

UCAPAN TERIMAKASIH..................................................................................

57

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................

58

LAMPIRAN...........................................................................................................

63

DAFTAR TABEL
Nomor

Halaman

1

Mikroorganisme Termofilik...........................................................

7

2

Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif.......................

12

3

Bakteri Penghasil Enzim Xilanase.................................................

17

4

Jamur Penghasil Enzim Xilanase...................................................

18

5

Morfologi dan Hasil Uji Pewarnaan Gram Isolat Bakteri..............

29

6

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri dari
Cairan Rumen Kambing (log cfu/ml).............................................

35

7

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri dari
Cairan Rumen Domba (log cfu/ml)...............................................

36

8

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri dari
Sumber Air Panas (log cfu/ml)...................................................... .

39

9

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona Bening yang
Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Kambing (mm).................

41

10

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona Bening yang
Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Domba (mm)....................

44

11

Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona Bening yang
Dihasilkan Bakteri dari Sumber Air Panas (mm).........................

46

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Halaman

1

Perut Sapi (Wikipedia, 2005)....................................................

4

2

Kurva Pertumbuhan Bakteri (Wikipedia, 2007).......................

11

3

Struktur Dinding Sel Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif
(Wikipedia, 2008).....................................................................
Struktur Xilan (Biosite, 2002)...................................................

12

15

6

Kerja Enzim dalam Tubuh Ternak Monogastrik (Wikipedia,
2000)..............................................................................................
Skema Isolasi Xilan dari Pollard (Naomi, 2006)..........................

7

Diagram Pengkayaan...................................................................

22

8

Diagram Pengenceran..................................................................

23

9

Isolat dari Sumber Air Panas.........................................................

30

10

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Populasi Bakteri dari
Cairan Rumen Kambing..............................................................

34

11

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri
dari Cairan Rumen Kambing.........................................................

35

12

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Populasi Bakteri dari
Cairan Rumen Domba...................................................................

36

13

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri
dari Cairan Rumen Domba............................................................

37

14

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Populasi Bakteri
dari Sumber Air Panas..................................................................

39

15

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Populasi Bakteri dari
Sumber Air Panas..........................................................................

40

16

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Luasan Zona Bening
yang Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Kambing.................

42

17

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona
Bening yang Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Kambing..

43

18

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Luasan Zona Bening
yang Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Domba..................

44

19

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona
Bening yang Dihasilkan Bakteri dari Cairan Rumen Domba......

45

20

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Luasan Zona Bening
yang Dihasilkan Bakteri dari Sumber Air Panas..........................

46

21

Grafik Pengaruh Taraf Xilan terhadap Rataan Luasan Zona
Bening yang dihasilkan Bakteri dari Sumber Air Panas..............

47

4
5

13

21

22

Luasan Zona Bening Tiap Isolat...................................................

49

23

Grafik Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan Bakteri dari
Cairan Rumen Kambing................................................................

50

24

Grafik Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan Bakteri dari
Cairan Rumen Domba..................................................................

51

25

Grafik Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan Bakteri dari
Sumber Air Panas.........................................................................

52

26

Grafik Perbandingan Populasi Antar Isolat Bakteri dari
Berbagai Sumber yang Ditumbuhkan di dalam Media yang
Mengandung Xilan .......................................................................

54

27

Grafik Perbandingan Luasan Zona Bening yang Dihasilkan oleh
Isolat Bakteri dari Berbagai Sumber yang Ditumbuhkan di
dalam Media yang Mengandung Xilan.........................................

54

28

Grafik Perbandingan Aktivitas Enzim Xilanase yang Dihasilkan
Isolat Bakteri dari Berbagai Sumber yang Ditumbuhkan di
dalam Media yang Mengandung Xilan.........................................

55

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Halaman

1

Komposisi Media Biakan Anaerob.........................................

64

2

Komposisi Media biakan Aerob.............................................

64

3

Komposisi Media pengencer..................................................

64

4

Komposisi Larutan Mineral 1.................................................

65

5

Komposisi Larutan Mineral 2.................................................

65

6

Komposisi Pembuatan Larutan DNS (500 ml)........................

65

7

Populasi Bakteri Penghasil Xilanase dari Rumen Kambing....

66

8

Populasi Bakteri Penghasil Xilanase dari Rumen Domba.......

67

9

Populasi Bakteri Penghasil Xilanase dari Sumber Air Panas..

67

10

Luasan Zona Bening dari Bakteri dari Rumen Domba............

68

11

Luasan Zona Bening dari Bakteri dari Rumen Kambing.........

68

12

Luasan Zona Bening dari Bakteri dari Sumber Air Panas.......

69

13

Anova Populasi Bakteri dari Rumen Kambing.......................

70

14

Anova Luasan Zona Bening yang dihasilkan Bakteri dari
Rumen kambing.......................................................................

70

15

Anova Populasi Bakteri dari Rumen Domba..........................

71

16

Anova Luasan Zona Bening yang Dihasilkan Bakteri dari
Rumen Domba.........................................................................

71

17

Anova Populasi Bakteri Sumber Air Panas.............................

72

18

Anova Luasan Zona Bening Bakteri dari Sumber Air Panas.

72

19

Anova Aktivitas Enzim Bakteri dari Rumen Kambing...........

72

20

Anova Aktivitas Enzim Bakteri dari Rumen Domba............

73

21

Anova Aktivitas Enzim Bakteri Sumber Air Panas.................

73

22

Tabel dan Kurva Standart Xilosa untuk Isolat dari Cairan
Rumen dan Sumber Air Panas.................................................

74

23

Analisa Enzim Bakteri dari Rumen Domba............................

75

24

Analisa Enzim Bakteri dari Rumen Kambing.........................

75

25

Analisa Enzim Bakteri dari Sumber Air Panas.......................

75

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ternak ruminansia mempunyai organ pencernaan yang berbeda dengan organ
pencernaan monogastrik. Ternak ruminansia terdapat empat lambung yang terdiri
atas retikulum, rumen, omasum dan abomasum. Proses pencernaan bahan makanan
yang terjadi dalam rumen adalah proses fermentasi oleh mikroba rumen. Proses
fermentasi ini yang menjadikan perbedaan antara ruminansia dan monogastrik.
Ternak monogastrik organ pencernaan yang

berfungsi untuk mencerna bahan

makanan adalah lambung sejati dengan bantuan enzim ternak. Monogastrik tidak
dapat mencerna serat yang terlalu banyak karena tidak terdapat mikroba dalam
organ pencernaannya yang

menghasilkan enzim pendegradasi selulosa. Pada

dasarnya hewan ruminansia juga tidak mampu memecah ikatan 1-4 glikosida, akan
tetapi karena adanya mikroba di dalam rumen, maka ruminansia dapat memecah
ikatan 1-4 glikosidik (Arora, 1995).
Xilan merupakan bagian dari hemiselulosa yang mempunyai fungsi
keambaan dalam ransum bagi ternak non ruminansia. Keambaan ini berfungsi untuk
mempertahankan gerak peristaltik. Residu yang tidak dapat dicerna bersifat hidrofilik
yang berfungsi untuk menyerap air yang juga bersifat