PERTUMBUHAN DAN AKTIVITAS XILANASE ISOLAT KAPANG XILANOLITIK (STRAIN JKB) PADA SUBSTRAT SERASAH DAUN

GIAN ADITYA PERTIWI, Prof. Dra. Endang Sutariningsih Soetarto, M.Sc., Ph.D.

2014 | Skripsi | BIOLOGI

Serasah daun mengandung bahan selulosik yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Hemiselulosa tersusun atas xilan yang tidak mudah didegradasi oleh mikrobia. Hanya beberapa jenis mikrobia, terutama kapang yang mampu menggunakan xilan sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya. Beberapa spesies kapang menghasilkan xilanase untuk menghidrolisis xilan menjadi xilosa atau xilo-oligosakarida. Enzim tersebut dibutuhkan dalam industri kertas terutama pada proses pemutihan pulp. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat yang mampu tumbuh pada substrat serasah daun, menganalisis aktivitas xilanase yang dihasilkan oleh isolat terpilih dan mengidentifikasi isolat tersebut. Penelitian diawali dengan seleksi berdasarkan kemampuan tumbuh isolat pada medium padat yang mengandung xilan, dan indeks xilanolitik dengan menggunakan congo red. Koloni isolat kapang dengan indeks xilanolitik tinggi dipilih untuk percobaan lebih lanjut. Kemampuan tumbuh isolat terpilih pada medium cair dipelajari melalui percobaan pertumbuhan menggunakan medium yang mengandung serbuk serasah daun atau Birchwood xylan sebagai sumber karbon. Tiap interval waktu tertentu pertumbuhan kapang diukur berdasarkan biomassa (berat kering); dan aktivitas xilanase ditentukan berdasarkan metode DNS dengan xilosa sebagai standar. Dua (JKB-9 dan JKB-10) dari lima isolat dipilih sebagai kapang xilanolitik, dan meunjukkan aktivitas dengan indeks xilanolitik masing-masing 1,71 dan 2,02. Kedua isolat terpilih aktif tumbuh pada medium cair yang mengandung serbuk serasah daun dengan kecepatan pertumbuhan spesifik (μ) masing-masing 0,057/jam dan 0,025/jam dan waktu generasi (g) masing-masing 11,99 jam dan 27,62 jam; serta mempunyai aktivitas spesifik xilanase. Pada akhir fase eksponensial, kedua isolat terpilih, strain JKB-9 dan JKB-10 menunjukkan aktivitas xilanase yang berbeda dari lokasi yang berbeda (xilanase kasar dari supernatan kultur dan ekstrak bebas sel). Aktivitas spesifik xilanase kasar supernatan masing-masing 6,47 U/mg protein dan 2,70 U/mg protein dengan kisaran pH optimal 7-8 dan suhu optimal sekitar 400C; aktivitas spesifik xilanase kasar ekstrak bebas sel masing-masing 0,52 U/mg protein dan 0,37 U/mg protein dengan kisaran pH optimal pH 4-7 dan temperatur optimal sekitar 400C. Kesimpulan penelitian ini adalah strain JKB-9 dan JKB-10 merupakan kapang xilanolitik yang mampu tumbuh pada substrat serasah daun dengan aktivitas xilanase relatif tinggi. strain JKB-9 dan JKB-10 mempunyai karakter yang mirip dengan Aspergillus niger dan Aspergillus niveus.

Leaf litters were composed of cellulosic materials including celluloses, hemicelluloses and lignin. Hemicelluloses consisted of xylan, not easily degraded by microorganisms. Only several species of microorganisms, especially molds could use xylan as carbon sources for their growth. Some species of molds released xylanase to hydrolyze xylan into xylose or xylo-olygosaccharides. This enzyme was needed for paper industry, especially pulp bleaching proccesses. The objective of this study were to obtain isolates capable to grow on leaf litter, to observe xylanase activity produced by the isolates and to identify selected isolates. The research was commenced by selection of molds isolates based on capability to grow on solid medium containing xylan, and xylanolitic index using congo red methode. Grown mold colonies showed a high xylanolitic index were selected for further investigation. The ability of selected isolates to grow on liquid medium was investigated through the growth experiment using liquid media containing leaf litter powder or Birchwood xylan as carbon source. At interval of time, fungal growth was measured based on their biomass (dry weight); and xylanase activity using DNS method with xylose as standard. Two (JKB-9 and JKB-10) of five isolates were selected as xylanolitic molds; and demonstrated their activities with xylanolitic index of 1,71 and 2,02, respectively. Those selected isolates were active growing on liquid medium containing leaf litter powder with their specific growth rate (μ) of 0,057 h- and 0,025 h- and generation of time (g) of 11,99 h or 27,62 h, respectively; and having specific enzyme activity. The end of exponential growth phase, both selected isolates, strain JKB-9 and JKB-10 showed different xylanase activities from different location of xylanase (Crude xylanase from supernatant culture and Cell free extract). Crude xylanase activity from supernatant was 6,47 U/mg protein and 2,70 U/mg protein, respectively; with optimal pH range of 7-8 and optimal temperature of 400C. Cellfree extract specific xylanase activity was 0,52 U/mg protein and 0,37 U/mg protein, respectively; with the optimal pH range of 4-7 and optimal temperature of 400C. Conclusion of the research revealed that strain JKB-9 and JKB-10 were xylanolitic molds that were able to grow on leaf litter substrate with xylanase activity relatively high. Strain JKB-9 and JKB-10 had characteristic resembled to Aspergillus niger and Aspergillus niveus.

Kata Kunci : serasah, pertumbuhan, xilanase, biopulping, Aspergillus