Optimasi pertumbuhan dan aktivitas enzim ligninolitik Omphalina sp. dan Pleurotus ostreatus pada fermentasi padat Optimization of growth and ligninolytic enzymes activity of Omphalina sp. and Pleurotus ostreatus using solid state fermentation

Abstract

Summary
Solid wastes of bagasse and empty fruit
bunch (EFB) respectively from sugarcane and
palm oil mill in Indonesia are abundant. Now
days, up to now these solid wastes have not yet
been optimally utilized so that the added value
is still very low and even cause an environ-
mental problem. Research on bioconversion of
bagasse and EFB with two culture of white-rot
fungi (WRF) i.e., Omphalina sp. and Pleurotus
ostreatus to produce ligninolytic enzymes was
conducted to provide added value to this
lignocellulosic waste. Production of extra
cellular enzymes from WRF was not only
determined by the type of isolate but also the
culture condition. This research was aimed to
determine the optimum culture condition of
solid state fermentation in producing lignino-
lytic enzymes at laboratory scale. In this
research, WRF was examined for ligninolytic
producing enzymes (laccase, lignin peroxidase
/ LiP and Mn-peroxidase / MnP), using media
consisting of bagasse and EFB separately as
main substrate with supplementation of rice
bran, Cu 2+ with or without rice bran. The
observation was based on their growth and
ligninolytic enzyme activities. Characteristics
of optimum pH of LiP, MnP and laccase
activity were also determined. The results
showed that addition of supplement was not
able to increase the Cu 2+ growth of mycelia
especially in the first and second months but in

the third month the addition of supplement
enhanced the mycelia growth. The growth of
mycelia on the addition of Cu 2+ with or without
rice bran significantly lower compared to the
controls both of Omphalina sp. and P. ostreatus
in bagasse and EFB. The optimum pH of
laccase, MnP, and LiP activities was five both
for Omphalina sp. and P. ostreatus at EFB
and bagasse. Omphalina sp. was better than
P. ostreatus in producing laccase on bagasse
and EFB without any supplementations. The
highest laccase activity showed by P. ostreatus
with bagasse and EFB media treated with Cu
and Cu + rice bran. Supplementation with
Cu 2+ was more effective in increasing laccase
activity than rice bran. Activities of Li-P on
bagasse and EFB for the two WRF cultures
were significantly influenced by supple-
mentation of both of rice bran and Cu 2+ . Li-P
activity on EFB was slightly higher than that
on bagasse. Mn-P activity was not influenced
by rice bran, Cu 2+ or the combination of both.
However, these enzymes activities on EFB
were higher compared to bagasse especially
for P. ostreatus. Suplementation of Cu was
enhance the activity of laccase and LiP both of
P. ostreatus and Omphalina sp in baggasse and
EFB though inhibited the growth of those fungi
especially in the initial growth.

Ringkasan
Limbah padat bagas tebu dan tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) masing-masing
dari proses pengolahan gula tebu dan minyak
sawit di Indonesia jumlahnya melimpah dan
sampai saat ini belum mendapat penanganan
yang efektif sehingga nilai tambahnya masih
sangat rendah dan bahkan mengganggu
lingkungan. Penelitian biokonversi limbah
padat bagas tebu dan TKKS menggunakan dua
isolat fungi pelapuk putih (FPP) yaitu
Omphalina sp. dan Pleurotus ostreatus untuk
produksi enzim ligninolitik dilakukan untuk
meningkatkan nilai tambah limbah ligno-
selulosa tersebut. Penelitian ini, menguji
aktivitas enzim ekstraseluler dari FPP antara
lain lakase, lignin peroksidase (LiP), dan Mn-
peroksidase (MnP) dari dua spesies FPP yaitu
Omphalina sp. dan P. ostreatus. Penelitian
bertujuan menetapkan kondisi optimum media
fermentasi untuk produksi enzim ligninolitik
dari bagas tebu dan TKKS sebagai substrat dan
karakterisasi pH optimum enzim ligninolitik
dari dua FPP yaitu Omphalina sp. dan
P. ostreatus. Pengamatan dilakukan berdasar-
kan laju pertumbuhan dan aktivitas enzim
ligninolitik. Enzim lakase, MnP, dan LiP
diekstraksi dan dikarakterisasi pH optimum
aktivitasnya. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa pemberian suplemen menghambat
pertumbuhan miselia pada satu dan dua bulan
pertama inkubasi, namun laju pertumbuhan
miselium khususnya pada perlakuan pemberian
Cu 2+ dan Cu 2+ + dedak meningkat tajam pada
bulan ketiga setelah inkubasi. Pertumbuhan
miselium Omphalina sp dan P. ostreatus pada
medium yang ditambah Cu 2+ dan Cu 2+ +dedak
lebih rendah dibandingkan dengan kontrol.
Pada inkubasi tiga bulan, aktivitas optimum
lakase, MnP dan LiP diperoleh pada pH 5, baik
untuk Omphalina sp. maupun P. ostreatus
yang diekstrak dari bahan lignoselulosa bagas
tebu dan TKKS. Aktivitas lakase dari
Omphalina sp. lebih tinggi daripada
P. ostreatus pada substrat TKKS dan bagas
tebu tanpa suplementasi. Pemberian suplemen
berupa Cu 2+ dan dedak atau kombinasinya
meningkatkan aktivitas lakase baik pada bagas
tebu maupun pada TKKS. Aktivitas lakase
tertinggi ditunjukkan oleh isolat P. ostreatus
pada medium bagas tebu dan TKKS pada
perlakuan pemberian Cu 2+ dengan atau tanpa
dedak. Aktivitas lakase nampaknya lebih
dipengaruhi oleh penambahan Cu 2+ dibanding-
kan dengan pemberian dedak. Aktivitas LiP
baik pada bagas tebu maupun TKKS untuk
kedua FPP yang diuji pada perlakuan
penambahan dedak dan Cu nyata lebih tinggi
dibandingkan dengan aktivitas LiP yang
diekstrak dari medium tanpa penambahan
suplemen. Aktivitas LiP pada TKKS lebih
tinggi dibandingkan dengan pada bagas tebu
khususnya untuk P. ostreatus. Sedangkan
aktivitas MnP tidak dipengaruhi penambahan
dedak dan Cu 2+ demikian pula kombinasi
keduanya. Aktivitas MnP yang diekstrak dari
TKKS lebih tinggi dibandingkan dengan
aktivitas MnP yang diekstrak dari bagas tebu
khususnya untuk P. ostreatus. Penambahan
Cu 2+ meningkatkan aktivitas lakase dan LiP
P. ostreatus dan Omphalina sp yang ditum-
buhkan pada bagas dan TKKS walaupun ion
logam ini menghambat pertumbuhan kedua
JPP ini khususnya pada awal pertumbuhan.