perlakuan sinar gamma pada substrat jerami padi dan...

PERLAKUAN SINAR GAMMA PADA SUBSTRAT

JERAMI PADI DAN KAPANG Phanerochaete chrysosporium

UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DELIGNIFIKASI

MELALUI FERMENTASI PADAT

ANISA ULFATU AENI

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2018 M/ 1439 H



UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DELIGNIFIKASI MELALUI

FERMENTASI PADAT

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kimia

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh

ANISA ULFATU AENI

NIM : 1113096000011

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2018 M/ 1439 H



UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DELIGNIFIKASI MELALUI

FERMENTASI PADAT

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kimia

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh

ANISA ULFATU AENI

NIM : 1113096000011

Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II

Dra.Tri Retno Dyah Larasati, M.Si Anna Muawanah, M.Si

NIP.19630119 198503 2 005 NIP. 19740508199903 2 002

Mengetahui, Ketua Program Studi Kimia

Drs. Dede Sukandar, M.Si

NIP.19650104199103 1 004

PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI

Skripsi yang berjudul Perlakuan Sinar Gamma pada Substrat Jerami Padi

dan Kapang Phanerochaete chrysosporium untuk Meningkatkan Efisiensi

Delignifikasi melalui Fermentasi Padat” telah diuji dan dinyatakan lulus pada

Sidang Munaqosah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif

Hidayatullah Jakarta pada hari kamis, 15 Februari 2018. Skripsi telah diterima

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S1) Program

Studi Kimia.

Menyetujui, Penguji I Penguji II

Drs. Dede Sukandar, M.Si Nurhasni, M.Si

NIP.19650104 199103 1 004 NIP. 19740618200501 2

005

Pembimbing I Pembimbing II

Dra.Tri Retno Dyah Larasati, M.Si Anna Muawanah, M.Si

NIP.19630119 198503 2 005 NIP. 19740508199903 2 002

Mengetahui,

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Kimia

Dr. Agus Salim, M. Si Drs. Dede Sukandar, M.Si

NIP. 19720816 199903 1 003 NIP.19650104 199103 1 004

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH

HASIL KARYA SENDIRI DAN BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI

SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU

LEMBAGA MANAPUN.

Jakarta, 15 Februari 2018

Anisa Ulfatu Aeni 1113096000011

ABSTRAK

Anisa Ulfatu Aeni. Perlakuan Sinar Gamma pada Substrat Jerami Padi dan

Kapang Phanerochaete chrysosporium untuk Meningkatkan Efisiensi

Delignifikasi melalui Fermentasi Padat. Dibimbing oleh Tri Retno Dyah

Larasati dan Anna Muawanah

Delignifikasi pada bahan lignoselulosa perlu dilakukan untuk mempermudah

hidrolisis selulosa. Tujuan dari penelitian ini untuk meningkatkan efisiensi

delignifikasi substrat jerami padi oleh kapang P. chrysosporium dengan perlakuan

sinar gamma. Metode delignifikasi yang digunakan yaitu metode Solid State

Fermentation. Perlakuan pada penelitian ini adalah iradiasi dosis rendah pada

kapang P. chrysosporium 0, 500, 1000, 1500, 2000 Gy, iradiasi dosis tinggi pada

jerami padi 0, 50, 100 kGy dan pretreatment NaOH (0%, 1%, 2%, 3%). Hasil

penelitian menunjukkan bahwa delignifikasi dengan fermentasi padat oleh kapang

P. chrysosporium yang dipapari sinar gamma 1000 Gy dan substrat jerami padi

yang di pretreatment NaOH 2% dan diiradiasi 100 kGy dapat meningkatkan

efisiensi delignifikasi 85,95% lebih tinggi dibandingkan tanpa iradiasi. Hasil

delignifikasi maksimum pada hari ke-12 adalah pH 9,66, kadar air 68,25%, kadar

bahan organik 72,29%, kadar ekstraktif 10,376%, kadar hemiselulosa 25,744%,

kadar lignin 1,634%, kadar selulosa 34,534% dan kadar glukosa 16,260%.

Kata kunci : jerami padi, P. chrysosporium, delignifikasi, fermentation.

ABSTRACT

Anisa Ulfatu Aeni. Treatment of Gamma Rays on Rice Straw and Phanerochaete

chrysosporium to Increase Efficiency of Delignification through Solid

Fermentation. Guided by Tri Retno Dyah Larasati and Anna Muawanah

Delignification of lignocellulose materials needs to be done to facilitate cellulose

hydrolysis. The purpose of this research was to improve the efficiency of rice

straw substrate by delignification kapang P. chrysosporium with gamma ray

treatment. The delignification method is used that is the method of Solid State

Fermentation. Treatment in the study was low-dose irradiation on fungi P.

chrysosporium 0, 500, 1000, 1500, 2000, Gy irradiation of rice straw on high

doses of 0, 50, 100 kGy and preteatment NaOH (0%, 1%, 2%, 3%). Research

results showed delignification with solid fermentation by fungi P. chrysosporium

that irradiated dose of 1000 Gy and substrate rice straw that pretreatment NaOH

% and irradiated dose 100 kGy eficiency delignification of 85,95% higher than

without irradiation. The maximum delignification result on day 12 is pH 9,66,

water content 68,25%, level organic compounds 72,29%, exctractive leve1s

10,376%, hemicellulose levels 25,744%, lignin levels 1,634%, cellulose levels

34,534% and glucose levels 16,260%.

Keywords: rice straw, P. chrysosporium, delignification, fermentation.

i

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji dan syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Allah SWT, atas segala

nikmat-Nya penulis mampu menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam

semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW. Skripsi

ini berjudul “Perlakuan Sinar Gamma pada Substrat Jerami Padi dan

Kapang Phanerochaete chrysosporium untuk Meningkatkan Efisiensi

Delignifikasi melalui Fermentasi Padat”. Pada kesempatan ini, penulis ingin

menyampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dan

mendukung sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.

1. Dra. Tri Retno Dyah Larasati, M.Si selaku pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, arahan, motivasi serta saran kepada penulis.

2. Anna Muawanah, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi serta saran kepada penulis.

3. Nurhasni, M.Si selaku dosen penguji II yang telah banyak memberikan saran

dan kritikan yang membangun kepada penulis.

4. Drs. Dede Sukandar, M.Si selaku dosen penguji I dan ketua prodi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

Jakarta yang telah banyak memerikan saran dan kritikan yang membangun

kepada penulis.

5. Dr. Agus Salim selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

ii

6. Nana Mulyana, S.ST selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan

ilmu pengetahuan, bimbingan dan arahan, serta nasihat selama pelaksanaan

penelitian.

7. Harun Arosid dan Ina Nuraeni, kedua orang tua saya yang selalu memberi

support baik materi, tenaga, maupun doa agar dilancarkan dan diberi

kemudahan dalam menyelesaikan skripsi.

8. Adik saya Ni’mah Nurhabibah dan Rahmita Kamilatunnisa yang selalu

memberikan semangat dan motivasi kepada penulis.

9. Segenap dosen Program Studi Kimia yang telah banyak membantu dalam

proses pembelajaran penulis.

10. Teman-teman seperjuangan yang senantiasa memberikan dukungan dan

motivasi kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk

itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari

pembaca. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan

umumnya bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Ciputat , 15 Februari 2018

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................. iii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. ix

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 4

1.3. Hipotesis Penelitian ................................................................................ 5

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................... 5

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6

2.1. Jerami Padi ............................................................................................... 6

2.2. Lignoselulosa ............................................................................................ 7

2.2.1. Selulosa ........................................................................................... 8

2.2.2. Hemiselulosa .................................................................................. 9

2.2.3. Lignin ............................................................................................... 10

2.3. Phanerochaete chrysosporium .................................................................. 10

2.4 Lignin Peroksidase .................................................................................... 13

2.5 Radiasi Sinar Gamma .............................................................................. 13

2.6 Delignifikasi ............................................................................................. 14

2.7 Solid State Fermentation ......................................................................... 16

2.8 Spektrofotometri UV - Vis ........................................................................ 17

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 19

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 19

3.2. Alat dan Bahan ........................................................................................ 19

3.2.1. Alat .................................................................................................. 19

3.2.2. Bahan ............................................................................................... 19

iv

3.3 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 21

3.4 Prosedur Kerja ......................................................................................... 22

3.4.1. Penentuan Dosis Optimum Iradiasi pada P. chrysosporium .............. 22

3.4.2. Pretraetment NaOH pada Substrat Jerami Padi ................................ 22

3.4.3. Perlakuan Iradiasi pada Substrat Jerami Padi ................................... 23

3.4.4. Delignifikasi melalui Fermentasi Padat .......................................... 23

3.4.5. Parameter Penelitian ......................................................................... 25

3.4.5.1. Nilai pH ................................................................................ 25

3.4.5.2. Penentuan Aktivitas Enzim LiP ........................................... 25

3.4.5.3. Penentuan Protein Terlarut ............................................... 25

3.4.5.4. Penentuan Kadar Air .......................................................... 26

3.4.5.5. Penentuan Bahan Organik dan Abu ..................................... 26

3.4.5.6. Kadar Ekstraktif ................................................................... 27

3.4.5.7. Kadar Hemiselulosa ............................................................. 27

3.4.5.8. Kadar Lignin ......................................................................... 28

3.4.5.9. Kadar Selulosa ...................................................................... 28

3.4.5.10. Kadar Glukosa .................................................................... 29

3.4.5.11. Viabilitas Kapang................................................................ 29

3.4.6 Analisis Data ...................................................................................... 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 31

4.1 Optimasi Dosis Kapang P. chrysosporium .............................................. 31

4.2. Hasil pretreatment NaOH dan Iradiasi Gamma Substrat Jerami Padi ..... 32

4.2.1. Pretreatment NaOH pada Substrat Jerami Padi ............................... 32

4.2.2. Karakteristik Substrat Jerami Padi ................................................... 35

4.3. Delignifikasi Melalui Fermentasi Padat dengan Menggunakan Kapang

P. chrysosporium Selama 12 Hari ......................................................... 36

4.3.1. Nilai pH medium Fermentasi ............................................................ 37

4.3.2. Kadar Lignin ...................................................................................... 39

4.3.3. Kadar Hemielulosa ............................................................................ 42

4.3.4. Kadar Selulosa ................................................................................... 44

4.3.5. Kadar Glukosa ................................................................................... 47

4.3.6. Kadar Ekstraktif ................................................................................ 49

v

4.3.7. Kadar Air ........................................................................................... 50

4.3.8. Kadar Bahan Organik ........................................................................ 52

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 54

5.1. Simpulan ............................................................................................... 54

5.2. Saran ..................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 55

LAMPIRAN ................................................................................................... 63

vi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kandungan jerami padi. ..................................................................... 6

Tabel 2. Metode delignifikasi lignoselulosa. ................................................... 15

Tabel 3. Perlakuan pada proses delignifikasi. .................................................. 24

Tabel 4. Karakteristik substrat jerami padi. ..................................................... 35

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Penyusun dinding sel tanaman. ...................................................... 7

Gambar 2. Struktur selulosa . ........................................................................... 8

Gambar 3. Prekursor lignin ............................................................................. 10

Gambar 4. Struktur lignin ................................................................................ 10

Gambar 5. Phanerochaete chrysosporium ...................................................... 11

Gambar 6. Grafik perlakuan sinar gamma terhadap aktivitas LiP spesifik

kapang P. chrysosporium .............................................................. 31

Gambar 7. Grafik pengaruh aktivitas enzim LiP kapang P. chrysosporium

dengan konsentrasi NaOH ............................................................ 34

Gambar 8. Pemutusan ikatan lignin dan selulosa oleh NaOH .................... 34

Gambar 9. Grafik perubahan pH substrat jerami padi terhadap waktu

inkubasi pada berbagai perlakuan ............................................... 38

Gambar 10. Mekanisme deaminasi protein ...................................................... 39

Gambar 11. Grafik perubahan kadar lignin substrat jerami padi terhadap

waktu inkubasi pada berbagai perlakuan ................................ 39

Gambar 12. Grafik degradasi lignin dan hemiselulosa substrat jerami padi

setelah 12 hari fermentasi padat .............................................. 40

Gambar 13. Grafik perubahan kadar hemiselulosa substrat jerami padi

terhadap waktu inkubasi pada berbagai perlakuan ................ 42

Gambar 14. Grafik perubahan kadar selulosa substrat jerami padi terhadap

waktu inkubasi pada berbagai perlakuan .................................. 45

Gambar 15. Mekanisme reaksi selulosa dengan iradiasi gamma .................. 46

Gambar 16. Grafik perubahan kadar glukosa substrat jerami padi terhadap

waktu inkubasi pada berbagai perlakuan ............................... 47

Gambar 17. Reaksi DNS dengan glukosa ........................................................ 48

Gambar 18. Mekanisme reaksi hidrolisis selulosa ........................................... 49

Gambar 19. Grafik perubahan kadar ekstraktif substrat jerami padi

terhadap waktu inkubasi pada berbagai perlakuan ................. 49

Gambar 19. Grafik perubahan kadar air substrat jerami padi terhadap waktu

inkubasi pada berbagai perlakuan ........................................... 50

viii

Gambar 21. Gambar hasil metabolisme kapang P. chrysosporium .............. 51

Gambar 22. Grafik perubahan kadar bahan organik substrat jerami padi

terhadap waktu inkubasi pada berbagai perlakuan .................... 52

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data hasil penelitian. ................................................................... 63

Lampiran 2. Contoh perhitungan. .................................................................... 67

Lampiran 3. Data uji statistik IBM SPSS 20.0. ............................................... 77

Lampiran 4. Dokumentasi penelitian. .............................................................. 80

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Resiko pemanasan global dan berkurangnya cadangan energi fosil

menyebabkan semakin berkembangnya produksi dan penggunaan bioetanol

sebagai energi alternatif yang lebih ramah lingkungan. Bioetanol dari bahan baku

limbah lignoselulosa menjadi sesuatu yang menarik apabila digunakan sebagai

energi alternatif. Allah menciptakan semua yang ada di bumi ini untuk

dimanfaatkan dengan baik seperti limbah lignoselulosa, karena setiap yang

diciptakan-Nya terdapat manfaat dan tidaklah sia–sia sesuai dengan firman Allah

yang berbunyi :

Artinya : “Dan Dia telah menundukkan untukmu apa yang di langit dan apa yang

di bumi semuanya, (sebagai rahmat) daripada-Nya. Sesungguhnya pada yang

demikian itu benar-benar terdapat tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang

berfikir’’ (Al Jatsiah : 13 ).

Menurut ayat diatas Allah SWT telah menciptakan apa yang ada di langit

dan di bumi semuanya untuk dimanfaatkan oleh umat manusia dengan sebaik

mungkin. Manusia dengan kekuatan akal pikirannya dapat menggunakan dan

memanfaatkannya untuk kepentingan mereka dalam melaksanakan tugas sebagai

khalifah Allah di muka bumi. Manusia dengan akal fikirannya wajib berusaha

mencari faedah dan kegunaan ciptaan Allah bagi mereka.

Jerami padi merupakan limbah pertanian yang melimpah keberadaannya di

Indonesia. Jerami padi memiliki selulosa yang dapat dimanfaatkan dalam

2

pembuatan bioetanol (Rahmawati et al., 2013). Bahan lignoselulosa ini memiliki

komponen utama lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Bahan tersebut cukup

melimpah dan tidak digunakan sebagai bahan pangan, sehingga penggunaannya

sebagai sumber energi tidak mengganggu pasokan bahan pangan. Sebagai limbah

pertanian bahan lignoselulosa ini berpotensi sebagai salah satu sumber energi

melalui proses konversi (Osvaldo et al., 2012). Proses konversi seringkali

terhambat karena kandungan lignin yang tinggi pada bahan lignoselulosa.

Sehingga delignifikasi berperan dalam meningkatkan aksesibilitas enzim selulase

dan hemiselulase dalam menghidrolisis komponen selulosa dan hemiselulosa

(Wan dan Li, 2012).

Pretreatment dalam proses delignifikasi telah banyak dilakukan

diantaranya dengan penggunaan NaOH. Larutan NaOH dapat menyerang dan

merusak struktur lignin pada bagian kristalin dan amorf serta memisahkan

sebagian hemiselulosa (Safaria et al., 2013). Penelitian sebelumnya telah

dilakukan (Kumar et al., 2009) pretreatment NaOH pada kayu keras dapat

meningkatkan tingkat degradasi lignin dari 14% menjadi 55%.

Kapang merupakan salah satu mikroorganisme yang mampu

mendegradasi lignin terutama kelompok white root fungi (WRF). P.

chrysosporium merupakan salah satu kapang kelompok WRF yang banyak diteliti

karena memiliki kemampuan tinggi dalam mendegradasi lignin. Penelitian yang

telah dilakukan Fadilah et al., (2008) kapang pelapuk putih P. chrysosporium

mampu mendegradasi lignin mencapai 81,4% pada inkubasi selama 30 hari

dengan substrat batang jagung.

3

Penggunaan kapang yang diiradiasi dapat meningkatkan aktivitas LiP yang

dihasilkan kapang P. chrysosporium dengan perlakuan iradiasi gamma dosis

rendah. P. chrysosporium yang terkena radiasi akan mengalami mutasi sehingga

enzim yang dihasilkan akan lebih banyak. Menurut (Larasati et al., 2016)

penggunaan iradiasi gamma dosis rendah dapat meningkatkan aktivitas LiP.

Kapang P. chrysosporium yang diiradiasi dengan dosis 600 Gy memberikan

aktivitas enzim LiP optimal sebesar 30 U/ml dengan kemampuan degradasi lignin

sebesar 42%. Iradiasi gamma dosis rendah berpengaruh terhadap percepatan

aktivitas enzim oleh mikroba (Afify et al., 2012 dan Desai dan Rao, 2014).

Penggunaan iradiasi gamma dapat meningkatkan produksi enzim jamur

berfilamen. Penelitian sebelumnya juga telah dilakukan oleh (Ottenheim et al.,

2015) dengan variasi dosis lebih tinggi dari 1000 Gy. Penggunaan iradiasi gamma

pada A. niger dosis 500-2000 Gy menyebabkan penurunan pertumbuhan koloni

dan meningkatkan aktivitas enzim 1,4-endoxylanase sebesar 85%.

Iradiasi gamma dosis tinggi dilakukan pada substrat untuk memicu proses

depolimerisasi lignin. Pretreatment bahan lignoselulosa oleh iradiasi gamma

dapat menyebabkan kerusakan struktur lignoselulosa dan meningkatkan tingkat

hidrolisis enzimatik (Tissot et al., 2013). Penelitian sebelumnya telah dilakukan

(Yang et al., 2008) mengenai pengaruh iradiasi gamma terhadap hidrolisis

enzimatik pada jerami gandum. Terjadi peningkatan kadar glukosa dengan hasil

maksimal 13,4% pada dosis iradiasi 300-500 kGy dan kemudian menurun pada

dosis iradiasi yang lebih tinggi. Menurut (Chung et al., 2012) Penggunaan iradiasi

sinar gamma pada proses pretreatment kulit kayu pohon poplar (Populus alba)

mampu meningkatkan hasil gula pereduksi hingga 83,1%. Yin dan Wang, 2016

4

meneliti tentang peningkatan hidrolisis enzimatik oleh iradiasi gamma pada jerami

gandum dengan pretreatment basa. Dosis iradiasi 100 kGy dan pretreatment

NaOH 2% dapat menurunkan kadar lignin sebesar 10,64%. Efek sinergis iradiasi

gamma dan pretreatment NaOH tidak signifikan mengubah komponen, sifat

permukaan dan kristalinitas jerami gandum.

Delignifikasi dilakukan dengan metode Solid State Fermentation (SSF).

Delignifikasi dengan metode SSF telah banyak digunakan dalam proses

delignifikasi dibanding metode lainnya seperti Submerged Fermentation (SmF),

karena SSF lebih efektif mendegradasi lignin sehingga selulosa terekspos lebih

banyak. Kelebihan SSF lainnya antara lain teknik yang sederhana, biaya investasi

murah dan air yang dibuang sedikit. Proses delignifikasi SSF memiliki

kekurangan diantaranya pengaturan optimasi media tumbuh mikroba dan waktu

inkubasi yang relatif lama.

Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi delignifikasi dengan

perlakuan iradiasi gamma pada kapang P. chrysosporium dan substrat jerami padi

melalui fermentasi padat.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Berapakah dosis optimum iradiasi gamma pada kapang P.

chrysosporium yang dapat menghasilkan aktivitas LiP spesifik

tertinggi?

2. Berapakah dosis optimum iradiasi gamma pada substrat yang dapat

meningkatkan efisiensi delignifikasi substrat jerami padi?

5

1.3. Hipotesis Penelitian

Hipotesis dari penelitian ini adalah :

1. Kapang P. chrysosporium yang diberi perlakuan sinar gamma dosis

optimum dapat menghasilkan aktivitas LiP spesifik tertinggi.

2. Iradiasi gamma pada dosis optimum dapat meningkatkan efisiensi

delignifikasi substrat jerami padi.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui dosis optimum iradiasi gamma kapang P. chrysosporium

yang menghasilkan aktivitas LiP spesifik tertingggi.

2. Mengetahui dosis optimum iradiasi gamma pada substrat jerami padi

yang dapat meningkatkan efisiensi delignifikasi substrat jerami padi.

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang

pengaruh iradiasi gamma pada kapang P. chrysosporium dan substrat jerami padi

terhadap efisiensi delignifikasi melalui fermentasi padat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Jerami Padi

Jerami padi merupakan limbah pertanian terbesar di Indonesia.

Ketersediaan jerami padi yang cukup tinggi belum dimanfaatkan secara

optimal oleh petani bahkan jerami padi sering dibakar sehingga terbuang

percuma. Kondisi ini terjadi karena kurangnya pengetahuan petani dalam

memanfaatkan jerami padi (Trisnadewi et al., 2011). Jerami padi adalah tanaman

padi yang telah diambil buahnya (gabahnya), sehingga tinggal batang dan

daunnya yang merupakan limbah pertanian serta belum sepenuhnya dimanfaatkan

karena adanya faktor teknis dan ekonomis. Jerami padi selama ini hanya dikenal

sebagai limbah pertanian. Produksi jerami padi yang dihasilkan sekitar 50% dari

produksi gabah kering panen (Hanafi, 2008).

Jerami merupakan golongan kayu lunak yang mempunyai komponen

utama selulosa. Selulosa adalah serat polisakarida yang berwarna putih yang

merupakan hasil fotosintesa tumbuh–tumbuhan (Novia, 2014). Menurut (Karimi

et al., 2006) kandungan dalam jerami padi antara lain :

Tabel 1. Kandungan jerami padi (Karimi, 2006)

Komponen Kandungan (%)

Hemiselulosa 27 (± 0,5)

Selulosa 39 (± 1)

Lignin 12 (± 0,5)

Abu 11 (± 0,5)

Komposisi lignin pada jerami menentukan kualitas baik kimia maupun

kecernaan jerami padi. Sehingga perlakuan untuk meningkatkan kualitas jerami

7

diutamakan pada pemutusan senyawa kompleks lignin‐selulosa (delignifikasi),

melarutkan silika dan meningkatkan protein (Eun et al., 2006).

2.2. Lignoselulosa

Bahan lignoselulosa adalah material terbaru yang menjanjikan sebagai

sumber alami untuk industri modern berbasis ekonomi di negara maju (Anwar et

al., 2014). Bahan-bahan lignoselulosa umumnya terdiri dari selulosa,

hemiselulosa dan lignin. Selulosa secara alami diikat oleh hemiselulosa dan

dilindungi oleh lignin. Adanya senyawa pengikat lignin inilah yang menyebabkan

bahan – bahan lignoselulosa sulit untuk di hidrolisa (Iranmahboob et al., 2002).

Bahan lignoselulosa merupakan komponen organik yang berlimpah di

alam, komponen terbesar lignoselulosa adalah selulosa (35-50%), hemiselulosa

(20-35%) dan lignin (10-25%) (Saha, 2004). Komponen ini merupakan sumber

utama untuk menghasilkan produk bernilai seperti gula dari hasil fermentasi,

bahan kimia, bahan bakar cair, sumber karbon dan energi. Konversi bahan

lignoselulosa banyak dipelajari dari mikroba selulolitik maupun xilanolitik (Pason

et al., 2003). Bahan lignoselulosa bisa diperoleh dari berbagai sumber, misalnya

tangkai kayu, jerami padi, daun, rumput dan sebagainya.

Gambar 1. Penyusun dinding sel tanaman (Lee et al., 2014)

8

Struktur lignoselulosa terdiri dari mikrofibril-mikrofibril selulosa yang

membentuk kluster-kluster. Mikrofibril mempunyai struktur dan orientasi yang

berbeda pada setiap lapisan dinding sel (Perez et al., 2002). Mikrofibril dikelilingi

oleh hemiselulosa dan lignin, bagian antara dua dinding disebut lamela lengan

yang diisi oleh hemiselulosa dan lignin (Gambar 1). Hemiselulosa dihubungkan

oleh ikatan kovalen dengan lignin. Selulosa secara alami terproteksi dari degradasi

dengan adanya hemiselulosa dan lignin.

2.2.1. Selulosa

Selulosa merupakan senyawa organik yang terdapat pada dinding sel

bersama lignin berperan dalam mengokohkan struktur tumbuhan. Selulosa terdiri

atas rantai panjang unit-unit glukosa yang terikat dengan ikatan 1-4ß-glukosida.

Struktur kimia selulosa terdiri dari unsur C, O, H yang membentuk rumus

molekul (C6H10O5)n, n merupakan derajat polimerisasi yang jumlahnya antara

1.200-10.000 dan panjang molekulnya lebih kurang 5.000 nm. Struktur molekul

dari selulosa dapat dilihat pada Gambar 2. Rantai panjang selulosa terhubung

secara bersama melalui ikatan hidrogen dan gaya Van der Walls (Perez et al.,

2002).

Gambar 2. Struktur selulosa ( Habibi et al., 2010 )

Molekul selulosa merupakan mikrofibril dari glukosa yang terikat satu

dengan lainnya membentuk rantai polimer yang sangat panjang. Adanya lignin

9

serta hemiselulosa disekeliling selulosa merupakan hambatan utama untuk

menghidrolisis selulosa (Sjostrom, 1995).

2.2.2. Hemiselulosa

Hemiselulosa adalah polisakarida pada dinding sel tanaman yang larut

dalam alkali dan menyatu dengan selulosa. Hemiselulosa terdiri atas D-glukosa,

D-galaktosa, D-manosa, D-xylosa, dan L-arabinosa yang terbentuk bersamaan

dalam kombinasi dan ikatan glikosidik yang bermacam–macam (Mc Donald et

al., 2002). Hemiselulosa merupakan salah satu senyawa pada dinding sel tanaman

dengan jumlah 30% dari berat kering tanaman (Wenjuan, 2010). Hemiselulosa

pada dinding sel tanaman mempunyai 2 fungsi utama. Melalui ikatan silang,

hemiselulosa membentuk jarak antara jaringan-jaringan selulosa, dan

mempertahankan derajat fleksibilitas pada dinding sel. Sementara itu, di saat yang

sama ikatan silang hemiselulosa membantu matriks-matriks dinding sel tetap pada

tempatnya (Kristensen, 2009). Hemiselulosa dapat tersusun oleh gula dengan

rumus C5H10O5 disebut pentosan atau gula dengan rumus C6H12O6 disebut

heksosan. Zat-zat ini terdapat sebagai bahan bangunan dinding-dinding sel dan

juga sebagai bahan cadangan. (Dumanauw, 2001).

2.2.3. Lignin

Lignin adalah suatu polimer yang terdiri dari unit- unit fenil propana

dengan sedikit ikatan yang dapat dihidrolisis. Seringkali lignin disebut pula

sebagai substansi kerak, karena kaku. Lignin melindungi selulosa dan bersifat

tahan terhadap hidrolisis. Struktur senyawa lignin kompleks dan bersifat kaku,

10

maka secara alamiah lignin sukar didekomposisi dan hanya sedikit

mikroorganisme yang mampu mendegradasinya (Artiningsih, 2006). Penyusun

lignin ditunjukan pada Gambar 3 dan struktur lignin ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 3. Struktur tiga prekursor lignin (Fengel dan Wagener, 1989)

Gambar 4. Struktur lignin (Stewart et al., 2009)

2.3. Kapang Phanerochaete chrysosporium

Kapang P. chrysosporium (Gambar 5) merupakan kapang kelas

Basidiomycetes yang menyerang holoselulosa, namun pilihan utamanya adalah

lignin.

11

Klasifikasi kapang ini sebagai berikut (Alexopoulus et al, 1996) :

Kingdom : Fungi

Filum : Basidiomyceta

Kelas : Basidiomycetes

Ordo : Aphylophorales

Famili : Certiciaceae

Genus : Sporotrichum (Phanerochaete)

Spesies : Phanerochaete sp.

Gambar 5. Kapang P. chrysosporium (NCBI, 2008)

Kapang lignoselulotik dari kelompok white rot fungi merupakan

mikroorganisme yang paling aktif dalam mendegradasi lignin dengan

menghasilkan CO2 dan H2O (Sasikumar et al., 2014). P. chrysosporium

merupakan mikroorganisme bersel banyak, hidup secara aerobik, non fotosintetik

kemoheterotrof dan termasuk eukariotik. Mikroba ini menggunakan senyawa

organik seperti substrat dan bereproduksi secara aseksual dengan spora.

Kebutuhan metabolisme mereka sama seperti bakteri, namun membutuhkan lebih

sedikit nitrogen serta dapat tumbuh dan berkembang biak pada pH rendah (Dyah

dan Adi, 2010 ).

Menurut (Crawford et al.,1983) proses degradasi lignin oleh kapang

pelapuk putih merupakan proses oksidasi. Kemampuan kapang pelapuk putih

dalam mendegradasi lignin disebabkan oleh aktivitas ekstraselular ligninolitik.

12

Enzim yang berperan dalam proses degradasi terdiri dari tiga jenis enzim, yaitu

lignin peroksidase (LiP), mangan peroksidase (MnP), dan lakase. (Harvey et al.,

1993) menyebutkan bahwa LiP mengkatalisis proses oksidasi sebuah elektron

dari cincin aromatik lignin dan akhirnya membentuk kation-kation radikal

Senyawa senyawa radikal ini, secara spontan atau bertahap akan melepaskan

ikatan antar molekul dan beberapa diantaranya akan melepaskan inti pada cincin

aromatik. Degradasi lignin merupakan langkah penting dalam memanfaatkan

selulosa, dengan teknik biologis yang menggunakan mikroorganisme dan sistem

enzim mereka bekerja memecah lignin yang ada dalam biomassa lignoselulosa.

Pendekatan ramah lingkungan ini telah menjadi perhatian dalam beberapa tahun

terakhir.

Kapang P. chrysosporium merupakan kapang pelapuk putih dengan

kemampuan tinggi mendegradasi lignin melalui produksi Enzim pendegradasi

lignin yang merupakan enzim oksidatif atau enzim non-spesifik yang bekerja

melalui mediator bukan protein. Enzim ini secara umum terdiri dari dua

kelompok utama yaitu Lakase (Lac) dan Peroksidase. Peroksidase terdiri dari

lignin peroksidase (LiP) dan mangan peroksidase (MnP) (Perez et al., 2002).

Kapang ini mendegradasi komponen lignoselulosa secara selektif yaitu

mendegradasi lignin terlebih dahulu, kemudian diikuti komponen selulosa

(Adaskaveg et al., 1995). Kapang pelapuk putih tidak hanya memproduksi

sejumlah enzim yang dibutuhkan untuk mendegradasi lignin akan tetapi juga

berperan dalam menyalurkan enzim tersebut dengan membawanya masuk

kedalam serpih kayu dan membuat kondisi fisik yang dibutuhkan untuk reaksi

enzimatik (Maijala et al., 2002).

13

2.4.Lignin Peroksidase

Lignin peroksidase adalah enzim peroksidase ekstraseluler yang

aktivitasnya bergantung pada H2O2, veratryl alkohol merupakan produk

metabolit sekunder. Veratryl alkohol merupakan substrat untuk menstimulasi

kinerja LiP bukan sebagai mediator elektron tetapi dengan mendonasikan

elektron ke LiP, sehingga melengkapi siklus katalitiknya (Busse et al., 2013). LiP

mengoksidasi senyawa aromatik atau fenolik dengan memindahkan 1 elektron,

menghasilkan phenoxy radical dan kation radikal. Kemudian bereaksi secara

spontan dengan nukleofil (bagian utama air) dan molekul oksigen. Hasilnya

sebuah “enzymatic combustion” (pembakaran secara enzimatik) yang memecah

ikatan C-C dan C-O, mendepolimerasi senyawa polimer dan membuka cincin

aromatik. Kebanyakan produk aromatik dan alifatik terbentuk dengan cara

demikian (Tien dan Kirk, 1984).

2.5. Radiasi Sinar gamma

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam

bentuk panas, partikel, atau gelombang elektromagnetik (foton) dari suatu

sumber energi. Radiasi dengan tingkat energi yang terukur atau diketahui

dosisnya disebut iradiasi. Iradiasi dengan energi yang tinggi dapat mengadakan

reaksi dengan objek yang dikenainya melalui ionisasi, yaitu dihasilkannya ion-

ion dalam bahan yang ditembus oleh energi tersebut (Badan Tenaga Nuklir

Nasional, 2009).

Dosis iradiasi yaitu jumlah energi radiasi yang diserap kedalam bahan.

Penggunaan dosis radiasi bergantung pada beberapa hal, yaitu: populasi

14

mikroorganisme, daya tahan mikroorganisme, lingkungan saat radiasi, waktu

iradiasi dan tujuan dari iradiasi (Suwadji, 1980). Iradiasi gamma dosis rendah

berpengaruh terhadap percepatan aktivitas enzim oleh mikroba (Afify, 2012 dan

Desai, 2014). Terdapat beberapa tipe radiasi yang digunakan dalam radiasi

komersial yaitu sinar X, sinar gamma dan berkas elektron ( electron beam).

Iradiasi gamma dipancarkan dari isotop radioaktif yang dihasilkan oleh

cobalt- 60 (60

Co) dan cesium- 137 (137

Cs). Panjang gelombang sinar gamma

lebih pendek dari sinar-X dan berkas elektron sehingga daya tembusnya lebih kuat

dibanding keduanya (Riganakos, 2010). Penggunaan iradiasi sinar gamma pada

kultur in vitro umumnya dilakukan pada dosis rendah (Al- Safadi et al., 2000).

Peggunaan iradiasi gamma dengan dosis rendah dapat menstimulasi pertumbuhan

secara in vitro (Al- Safadi et al., 2000). Iradiasi gamma sebaiknya dilakukan pada

sel–sel yang masih aktif membelah seperti pada kalus karena sel–sel tersebut

bersifat sensitif terhadap iradiasi gamma.

2.6. Delignifikasi

Delignifikasi merupakan suatu proses pembebasan lignin dari suatu senyawa

kompleks. Proses ini penting dilakukan sebelum hidrolisis bahan selulotik, sebab

lignin dapat menghambat penetrasi asam atau enzim sebelum hidrolisis

berlangsung. Pemberian perlakuan delignifikasi pada substrat maka selulosa

alami diharapkan menjadi mudah dihidrolisis oleh enzim selulotik (Gunam et

al., 2010). Ada beberapa metode dalam proses delignifikasi bahan lignoselulosa

antara lain :

15

Tabel 2. Metode delignifikasi lignoselulosa (Mahreni, 2012)

Metode Perlakuan

Mekanik Pengecilan ukuran

Autohidrolisis Penguapan bertekanan,air super panas

bertekanan, pengolahan superkritik

Perlakuan asam Asam sulfat, fosfat, klorida encer, asam pekat

dan asam asetat

Perlakuan basa Natrium hidroksida, kalsium hidroksida,

ammonia, hidrogen peroksida

Perlakuan dengan

pelarut organik

Etanol ,metanol, butanol, fenol

Proses delignifikasi secara kimia menggunakan bahan kimia seperti asam,

basa atau pelarut organik. Bahan bahan alkali seperti NaOH, KOH, Ca2(OH) dan

ammonia dapat menyebabkan biomassa bengkak (swell). Pembengkakan dapat

memperluas permukaan kontak dan juga dapat menurunkan derajat polimerisasi

dan kristalinitas selulosa. Larutan alkali dapat memutus ikatan lignin dan selulosa

hemiselulosa sehigga mempermudah penguraian selulosa menjadi monosakarida

dan mempermudah pemanfaatan selulosa oleh mikroorganisme dalam fermentasi

alkohol. Alkali efektif digunakan sebagai pelarut untuk biomassa yang kandungan

ligninnya rendah, seperti limbah pertanian (Mahreni, 2012).

Delignifikasi secara biologi dapat dilakukan dengan bantuan enzim lignin

peroksidase yang dihasilkan oleh kapang pelapuk putih. P. chrysosporium

merupakan jamur yang paling banyak dipelajari diantara ribuan jamur lignolitik

lainnya (Howard et al., 2003). Jamur ini selektif mendegradasi lignin yang terjadi

pada akhir pertumbuhan primer melalui metabolisme sekunder dalam kondisi

defisiensi nutrien seperti nitrogen, karbon atau sulfur (Hattaka, 2001).

16

Delignifikasi enzimatik adalah proses pemutusan ikatan lignin dengan

bantuan enzim pendegradasi lignin. LiP mengkatalisis suatu oksidasi senyawa

aromatik non fenolik lignin membentuk kation aril (Johjima et al.,1999). LiP

merupakan oksidan yang kuat sehingga mempunyai kemampuan mengoksidasi

senyawa fenolik, amina, eter aromatik dan senyawa polisiklik (Perez et al., 2002).

2.7. Solid State Fermentation ( SSF )

Solid-state fermentation (SSF) didefinisikan sebagai proses fermentasi di

mana mikroorganisme tumbuh pada bahan padat tanpa kehadiran air. Konsep

menggunakan substrat padat mungkin metode tertua yang digunakan oleh manusia

untuk membuat mikroorganisme bekerja untuknya. Dalam beberapa tahun

terakhir, SSF telah menunjukkan banyak hasil dalam pengembangan beberapa

bioproses dan produk (Bhargav et al., 2008).

Pada proses SSF, berbagai limbah agro-industri digunakan sebagai substrat

padat. Pilihan dari residu agro-industri untuk pemanfaatan di SSF pada beberapa

parameter fisik seperti partikel ukuran, tingkat kelembaban, jarak intra-partikel

dan komposisi nutrient dalam substrat. Dalam beberapa tahun ini , beberapa residu

agro-industri dinilai penting seperti, ampas tebu, beat gula, bubur/sekam, ampas

tebu, biji anggur, kulit kopi, dedak gandum, sabut empulur telah digunakan

sebagai substrat untuk fermentasi padat (Bhargav et al., 2008). Terdapat 2 jenis

sistem SSF yang dibeda kan berdasarkan jenis fasa padat yang digunakan yaitu

bahan alami dan bahan inert yang merupakan jenis bahan sintesis yang

dimpregnasi dengan medium cair (Oojikaas et al., 2000). Fermentasi padat

17

didalam produksi enzim umumnya memberikan hasil yang baik karena jumlah

substrat yang tersediapun lebih banyak (20-50% padatan).

2.8. Spektrofotometri UV- Vis

Spektrofotometri serap merupakan pengukuran interaksi antara radiasi

elektromagnetik panjang gelombang tertentu yang sempit dan mendekati

monokromatik, dengan molekul atau atom dari suatu zat kimia. Hal ini didasarkan

pada kenyataan bahwa molekul selalu mengabsorbsi cahaya elektromagnetik jika

frekuensi cahaya tersebut sama dengan frekuensi getaran dari molekul tersebut.

Elektron yang terikat dan elektron yang tidak terikat akan tereksitasi pada suatu

daerah frekuensi yang sesuai dengan cahaya ultraviolet dan cahaya tampak UV-

Vis (Roth dan Gottfried, 1994). Instrumentasi dari spektrofotometer UV-Vis ini

dapat diuraikan sebagai berikut : (Day Underwood, 1966)

1. Suatu sumber energi yang berkesinambungan yang meliputi daerah spektrum

yang mana alat tersebut dirancang untuk beroprasi.

2. Suatu monokromator yaitu sebuah piranti untuk memencilkan pita sempit

panjang gelombang dari spektrum lebar yang dipancarkan oleh sumber

cahaya.

3. Kuvet adalah alat yang digunakan untuk menyimpan sampel.

4. Detektor, yang berupa transduser yang merubah energi cahaya menjadi suatu

isyarat listrik.

5. Suatu amplifier dan rangkaian yang berkaitan yang membuat isyarat listrik

dapat dibaca.

6. Suatu sistem baca dari isyarat yang ditangkap.

18

Spektrofotometer UV-Vis digunakan terutama untuk analisa kuantitatif,

tetapi dapat juga untuk analisa kualitatif. Penggunaan untuk analisa kuantitatif

didasarkan pada hukum Lambert – Beers yang menyatakan hubungan empirik

antara intensitas cahaya yang ditransmisikan dengan tebalnya larutan (Hukum

Lambert / Bouguer ), dan hubungan antara intensitas tadi dengan konsentrasi zat

(Hukum Beers). Spektrum absorbsi daerah ini sekitar 220 nm sampai 800 nm dan

dinyatakan sebagai spektrum elektron.Suatu spektrum ultraviolet meliputi daerah

bagian ultraviolet ( 190–380 nm ), spektrum visibel bagian sinar tampak (380–780

nm) (Sastroamidjojo, 1985 ; Roth dan Gottfried, 1994).

Hukum Lambert–Beers = A = log Io/It = ε. b . c

Dimana : Io = Intensitas sumber sinar

It = Intensitas sinar yang diteruskan

ε = Absortivitas molar

b = Panjang medium

c = Konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar

A=Absorbansi

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret sampai dengan Agustus

2017 di Laboratorium Kelompok Lingkungan, Bidang Industri dan Lingkungan,

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (PAIR-

BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan untuk penelitian ini antara lain autoklaf (Wisd),

chopper, cutting mill, oven (Memmert), laminar air flow (Panasonic),

spektrofotometer UV-Vis tipe 20 D (Hitachi), inkubator (Heracus), furnace ,

neraca analitik (Acculab), desikator, micropipette, microtube, rotary shaker

mekanis, vortex (Bohemia), magnetic stirrer, ose, gunting, spatula, hand

sprayer, bunsen, cawan petri dan peralatan gelas lainnya.

3.2.2. Bahan

Bahan yang digunakan antara lain kapang P. chrysosporium dan jerami

padi varietas Sidenuk koleksi Laboratorium Kelompok Lingkungan, Bidang

Industri dan Lingkungan, Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga

Nuklir Nasional, Potato Dextrose Broth/ PDB (Merck), Potato Dextrose Agar

/PDA(Merck), lignin alkali, NaCl, asam asetat glasial, natrium asetat, yeast

extract , pepton (Bacto), sukrosa, buffer asetat pH 3, NaOH, Verathyl

20

Alcohol 8 mM, H2O2 5 mM, Na2CO3, KH2PO

4, K2HPO

4, MgSO4.7H

2O, H

2SO

4

72%, HCl p.a, NaKC4H4O6.4H2O, CuSO4.5 H2O dan aquadest.

21

3.3. Diagram Alir Penelitian

P. chrysosporium (P)

Radiasi 0,500,1000,1500,2000 Gy

Kultur cair

P. chrysosporium optimum

penentuan aktivitas LiP spesifik

P0 (kontrol) P1(1000 Gy)

Delignifikasi dengan cara SSF,

pada 6 perlakuan selama 12 hari

Waktu fermentasi optimum

Perlakuan delignifikasi optimum

Jerami padi dengan kadar lignin

terendah

Evaluasi pada 0, 4, 8,

dan 12 hari:

Kadar air, Kadar

bahan organik, Kadar

ekstraktif, Kadar

hemiselulosa, Kadar

lignin, Kadar selulosa,

Kadar glukosa.

Radiasi

0,50,100 kGy

Substrat hasil

radiasi

Diinokulasi kapang

untuk penentuan

pretreatment optimum

Jerami + NaOH 2%

Pretreatment NaOH

0,1%, 2 %,3%

Jerami Padi (J)

22

3.4. Prosedur Kerja

Pada penelitian ini akan dilakukan beberapa tahap yaitu proses iradiasi

kapang P. chrysosporium untuk meningkatkan aktivitas enzim lignin peroksidase.

Kapang yang memiliki aktivitas enzim tertinggi digunakan untuk delignifikasi.

Tahap selanjutnya substrat jerami padi ditreatment dengan NaOH dan diiradiasi

dosis tinggi. Delignifikasi dilakukan dengan metode SSF menggunakan kapang P.

chrysosporium optimum hasil iradiasi dan substrat jerami padi hasil pretreatment

NaOH dan iradiasi optimum. Pengamatan yang dilakukan meliputi aktivitas enzim

LiP spesifik, pH, analisis kadar air, bahan organik, ekstraktif, selulosa, glukosa,

hemiselulosa dan lignin pada sisa substrat.

3.4.1. Penentuan Dosis Optimum Iradiasi kapang P. chrysosporium

Kultur kapang P. chrysosporium yang telah dipapari sinar gamma pada

dosis 0 (kontrol), 500, 1000, 1500 dan 2000 Gy dipindah tanam ke permukaan

PDA dalam cawan petri yang berdiameter 12 cm dan diinkubasi selama 4 hari.

Sekitar 0,5 x 0,5 cm kultur kapang tersebut dipindahkan kedalam 30 ml medium

PDB (potatoes dextrose broth) dan diinkubasi dalam shaker pada 100 rpm dan

suhu ruang sekitar 28-32 ºC selama 4 hari sehingga diperoleh kultur cair (starter)

dengan kerapatan sekitar 107 propagul/ml. Hasil inkubasi disentrifuge dan

filtratnya dilakukan uji aktivitas enzim LiP spesifik.

3.4.2. Pretreatment NaOH pada substrat jerami padi

Jerami padi (Oriza sativa L.) varietas Sidenuk dipotong-potong dengan

mesin pencacah (choper) dan dicuci dengan air mengalir kemudian dikeringkan

23

dalam oven pada 60-70 ºC selama 48 jam. Substrat jerami padi kering dihaluskan

dengan mesin penepung (cutting mill) dan diayak. Kemudian disiapkan larutan

NaOH dengan berbagai konsentrasi 0, 1%, 2%, 3% untuk pretreatment substrat

jerami padi. Jerami padi hasil pretreatment kemudian diinokulasi dengan kapang

P. chrysosporium hasil iradiasi optimum sebanyak 100 µl/g. Hasil inkubasi

disentrifuge dan filtratnya dilakukan uji aktivitas enzim LiP.

3.4.3. Perlakuan iradiasi pada substrat jerami padi (Mulyana et al., 2013)

Substrat jerami padi dan larutan NaOH 2% (optimum) diampurkan secara

merata dengan perbandingan 1:2 (b/v) kemudian dimasukan kedalam kantong

plastik (polyethylene) dan ditutup rapat dengan sealer. Substrat yang telah selesai

di preteatment kemudian dipapari sinar gamma pada dosis 0 (kontrol), 50 dan 100

kGy. Setelah diiradiasi dilakukan karakteristik substrat jerami padi dengan

parameter uji pH, kadar air, kadar bahan organik, kadar ekstraktif, kadar

hemiselulosa, kadar lignin, kadar glukosa dan kadar abu.

3.4.4. Delignifikasi melalui fermentasi padat (Kheiralla et al., 2013)

Fermentasi substrat jerami padi dilakukan terhadap ketiga jenis jerami

padi yang berbeda dosis iradiasinya (0,50,100 kGy) dan menggunakan 2 jenis

kapang yaitu kapang P. chrysosoporium optimum dan kapang P. chrysosoporium

0 Gy sebagai kontrol. Perlakuan pada saat proses delignifikasi secara keseluruhan

sebagai berikut:

24

Tabel 3. Perlakuan pada proses delignifikasi

Kode Sampel Dosis iradiasi kapang

P. chrysosoporium (Gy)

Dosis iradiasi jerami padi

(kGy)

P0J0 0 0

P0J50 0 50

P0J100 0 100

P1J0 1000 0

P1J50 1000 50

P1J100 1000 100

Keterangan :

P0J0 = P. chrysosoporium 0 Gy + Jerami padi 0 kGy






Delignifikasi diawali dengan masing-masing jerami padi disterilkan

dengan autoclave pada 121 ºC selama 2x15 menit. Kemudian ditambahkan

larutan nutrisi garam mineral steril sebanyak 2 ml/g berat kering substrat. Setiap

liter larutan nutrisi garam mineral mengandung 5 g yeast extract, 5 g pepton

(Bacto), 1 g K2HPO4, 1 g KH2PO4 dan 0,1 g MgSO4.7H2O. Medium ini lalu

diinokulasikan starter masing-masing kapang P. chrysosporium sebanyak 100

µl/g berat kering substrat. Fermentasi ini dilakukan dalam plastik (polyethylene)

kemudian diinkubasi pada suhu ruang sekitar 28-32° C selama 0-12 hari.

Parameter pengamatan selama fermentasi dilakukan pada 0, 4, 8, dan 12 hari

meliputi pH, kadar air, bahan organik, aktivitas LiP, kadar ekstraktif, kadar

lignin, kadar selulosa, kadar glukosa dan kadar hemiselulosa.

25

3.4.5. Parameter Penelitian

3.4.5.1. Nilai pH

Sebanyak 1 g sampel dimasukkan ke dalam botol jar dan ditamahkan 10

ml aquadest. Selanjutnya di kocok dengan menggunakan shaker mekanis 100

rpm selama 30 menit. Kemudian diukur menggunakan pH meter.

3.4.5.2. Penentuan Aktivitas Lignin Peroksidase (LiP) (Praveen et.al., 2014)

Ke dalam tabung reaksi 20 ml, dimasukan : 0,4 ml verathyl alcohol 8

mM, 0,8 ml buffer asetat 50 mM pH 3, 1,8 ml akuades, 0,2 ml H2O2 5 mM, 0,8

ml enzim (supernatan hasil fermentasi/ kultur kapang) (volume total = 4 ml).

Tabung/cuvet dikocok perlahan agar semua bahan tercampur. Reaksi aktivitas

enzim dilakukan pada suhu 30 ºC. Kemudian Absorbansi diukur pada waktu 0

dan 10 menit pada panjang gelombang (λ) 310 nm. Perhitungan :

Keterangan : ∆OD = selisih absorbansi pada 10 dan 0 menit

Vtotal = 4 ml

Venzim = 0,2 ml

εmaks = absorpsivitas molar veratryl-alkohol 9300/M.cm

d = tebal bagian dalam kuvet (cm)

t = waktu reaksi aktivitas enzim (menit).

3.4.5.3. Penentuan Protein Terlarut (Lowry et al., 1951)

Dicampurkan ke dalam gelas beaker 100 ml Na2CO3, 1 ml CuSO4.5H2O,

dan 1 ml kalium natrium tartarat 40%. Sample sebanyak 500 µl dimasukkan ke

dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 4 ml larutan campuran dan

ditunggu 5 menit. Setelah 5 menit ditambahkan folin 500 µl ke dalam tabung

reaksi dan diinkubasi selama 30 menit. Kemudian dilakukan pengukuran dengan

26

spektrofotometer pada panjang gelombang (λ) 600 nm. Aktivitas spesifik

didefinisikan sebagai unit aktivitas permiligram protein. Perhitungan aktivitas

spesifik menurut Machfoed et al., (1989) adalah sebagai berikut :

3.4.5.4. Penentuan Kadar Air (AOAC, 2005)

Cawan porselen dicuci menggunakan akuades lalu dikeringkan dalam

oven pada suhu 105oC selama 1 hari. Cawan tersebut kemudian diletakkan di

dalam desikator selama 30 menit lalu ditimbang. Sampel jerami padi setelah

fermentasi seberat 1 gram ditimbang kedalam cawan. Cawan yang berisi sampel

dimasukkan kedalam oven dengan suhu 105oC selama 1 hari. Cawan kemudian

dimasukkan kembali ke dalam desikator dan dibiarkan selama 30 menit kemudian

ditimbang hingga memperoleh bobot yang tetap. Perhitungan kadar air dapat

dilakukan menggunakan rumus:

Keterangan : W0 = berat cawan kosong (gram)

W1 = berat cawan yang diisi dengan sampel (gram)

W2 = berat cawan yang sudah dikeringkan (gram)

3.4.5.5. Penentuan Bahan Organik dan Abu (BSN, 1992)

Cawan poorselen dibersihkan dan dikeringkan di dalam oven bersuhu

sekitar 105o C selama 30 menit. Cawan porselen kemudian di masukkan kedalam

desikator selam 30 menit dan ditimbang. Cawan yang berisi sampel jerami padi

setelah fermentasi dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 102-105oC selama 5-

27

6 jam lalu dimasukkan ke dalam tanur pengabuan dengan suhu 550o

C hingga

mencapai pengabuan sempurna. Cawan dimasukkan ke dalam desikator dan

dibiarkan sampai dingin kemudian ditimbang. Perhitungan kandungan abu dapat

dihitung menggunakan rumus:

Keterangan : W0 =berat cawan kosong(gram)

W1 =berat cawan dengan sampel (gram)

W2 =berat cawan dengan sampel yang sudah diabukan (gram

Bahan organik dapat dihitung dengan rumus:

% Bahan Organik = 100% - Kadar Abu

3.4.5.6. Kadar Ekstraktif (Ayeni et al., 2015) (Metode Chesson dan SNI

0492:2008)

Dimasukan 2,5 g sampel kering oven ke dalam erlenmeyer ukuran 250 ml.

Kemudian ditambahkan 150 ml aseton atau alkohol-benzen 1: 2 (Metode

Chesson) atau akuades, kemudian dididihkan pada 100 ºC dalam water bath

selama 1 jam dan didinginkan. Pemisahan ekstraktif dilakukan dalam cawan masir

dan divakum sehingga diperoleh endapan bebas ekstraktif kemudian dikeringkan

dalam oven pada 105 ºC selama 24 jam. Kadar ekstraktif adalah selisih bobot

sampel awal dan sampel bebas ekstraktif.

3.4.5.7. Kadar hemiselulosa (Ayeni et al., 2015)

Dimasukan 0,5 g sampel kering bebas ekstraktif ke dalam erlenmeyer

ukuran 250 ml. Lalu ditambahkan 75 ml larutan 2% NaOH kemudian dididihkan

28

pada 100o

C selama 3,5 jam dan didinginkan. Dilakukan filtrasi vakum dalam

cawan masir dan dicuci menggunakan akuades sehingga diperoleh pH endapan

yang netral. Endapan kemudian dikeringkan dalam oven pada 105o

C selama 24

jam. Kadar hemiselulosa adalah selisih bobot sampel bebas ekstraktif sebelum dan

sesudah perlakuan ini dibandingkan dengan bobot sampel awal (berat kering

sampel).

3.4.5.8. Kadar Lignin (Ayeni et al., 2015)

Dimasukan 0,4 g sampel kering bebas ekstraktif ke dalam erlenmeyer

ukuran 250 ml. Kemudian ditambahkan 5 ml larutan 72% H2SO4 kemudian

dikocok secara hati-hati dengan interval waktu 30 menit selama 2 jam.

Ditambahkan 140 ml akuades kemudian dipanaskan dalam autoclave pada 121o

C

selama 3 x 15 menit dan didinginkan. Hidrolisat lalu dipisahkan dengan filter

vakum dalam cawan masir kemudian endapan dikeringkan dalam oven pada 105o

C selama 24 jam (endapan kering ini mengandung lignin dan abu). Endapan

dipanaskan dalam tanur pada 575-650o

C selama 5 jam.

3.4.5.9. Kadar Selulosa (Ayeni et al., 2015)

Selulosa (konten % w/w) dihitung dengan perbedaan, beranggapan bahwa

ekstraktif, hemiselulosa, lignin, abu, dan selulosa adalah komponen keseluruhan

biomassa .

29

3.4.5.10. Kadar Glukosa (metode DNS : Miller, 1959)

Dimasukan 5 g sampel ke dalam erlenmeyer 50 ml, tambahkan 10 ml

akuades dan dikocok dalam shaker pada 100 rpm selama 1-2 jam.Kemudian

dimasukan 1 ml supernatan sampel ke dalam mikrotube dan disentrifuge pada

8000-12000 rpm selama 10 menit. 500 µl supernatan jernih lalu dimasukan ke

dalam tabung reaksi, ditambahkan 500 µl DNS kemudian tabung ditutup dengan

aluminium foil dan dipanaskan pada 100o

C selama 5 menit sampai terbentuk

warna coklat kemerahan. Setelah itu ditambahkan 2 ml akuades. Kemudian

dilakukan pengukuran absorbansi dengan spektrofotometer pada λ = 540 nm.

3.4.5.11. Viabilitas Kapang (Saraswati, 2007)

Viabilitas kapang ditentukan dengan metode Total Plate Count . Ke dalam

1 mL kultur kapang ditambahkan 9 mL air fisiologis (0,85% NaCl) yang steril

untuk memperoleh suspensi sampel. Suspensi tersebut diencerkan sampai 107

menggunakan air fisiologis steril dan dituangkan ke atas lempeng Potatoes

Dextrose Agar (PDA), kemudian diinkubasi pada suhu 30o

C. Penghitungan total

kapang pada 5-7 hari setelah inkubasi di dalam media PDA.

3.4.6. Analisa Data

Data hasil penelitian ini dianalisis menggunakan analysis of variance

(ANOVA) pada SPSS versi 20.0 dengan batas kepercayaan sebesar 95% (α =

0,05) dan uji lanjut Duncan. Pengujian hipotesis didasarkan pada ketetapan H0

dan H1.

30

H0 : Substrat jerami padi dan kapang P. chrysosporium yang diiradiasi

gamma (perlakuan) tidak berpengaruh nyata terhadap kadar lignin)

H1 : Substrat jerami padi dan kapang P. chrysosporium yang diiradiasi gamma

(perlakuan) berpengaruh nyata terhadap kadar lignin)

Keterangan :

Jika p < 0,05 maka H0 ditolak dan H1 diterima

Jika p > 0,05 maka H0 diterima dan H1 ditolak

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Optimasi Dosis Iradiasi Kapang P. chrysosporium

Dosis optimum ditentukan berdasarkan pengukuran aktivitas Lignin

Peroksidase (LiP) spesifik pada kultur kapang P. chrysosporium dengan dosis

iradiasi 0, 500, 1000, 1500, dan 2000 Gray dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Grafik Perlakuan Sinar Gamma terhadap Aktivitas Lignin Peroksidase

(LiP) Spesifik kapang P. chrysosporium

Berdasarkan Gambar 6 dosis iradiasi optimum kapang P. chrysosporium

berada pada dosis 1000 Gy dengan aktivitas spesifik 1209,11 U/mg. Pada dosis 0

Gy -1000 Gy menunjukkan adanya kenaikan aktivitas spesifik dan kemudian

turun pada dosis 1500 Gy dan 2000 Gy. Hal ini menunjukkan bahwa perlakuan

sinar gamma berpengaruh terhadap aktivitas LiP spesifik kapang P.

chrysosporium. Hasil uji statistik Duncan juga menunjukkan beda nyata atau

(P<0,05) pada dosis 1000 Gy dengan dosis lainnya (Lampiran 3). Dengan

demikian kapang P. chrysosporium yang digunakan untuk fermentasi padat adalah

P. chrysosporium dengan dosis iradiasi 1000 Gy.

a a

b

a

a

0

500

1000

1500

0 500 1000 1500 2000

Akti

vit

as L

iP s

pes

ifik

,

U/m

g

Perlakuan sinar gamma, Gray

32

Proses iradiasi dilakukan terhadap kultur P. chrysosporium yang ditanam

dalam media padat Potato Dextrose Agar (PDA). P. chrysosporium tumbuh pada

media padat dengan menunjukkan hifa berwarna putih. PDA dipilih sebagai media

pertumbuhan P. chrysosporium karena mikroorganisme akan lebih resisten saat

diiradiasi dibandingkan dalam media cair Potato Dextrose Broth (PDB) karena

pembentukan radikal bebas yang terjadi selama proses radiasi sangat rendah atau

hampir tidak ada. Dengan demikian, efek tidak langsungnya terhadap DNA sel

mikroorganisme menjadi sangat rendah atau bahkan tidak ada (Aquino, 2012).

Terlihat pada (Gambar 6) peningkatan aktivitas LiP spesifik terjadi pada

1000 Gy. Adanya peningkatan aktivitas enzim akibat iradiasi menurut Clark

(1967) disebabkan iradiasi telah merusak struktur sel, sehingga menyebabkan

enzim yang terdapat pada struktur internal yang bersinggungan langsung dengan

substrat dan menyebabkan perubahan fisiologis sel seperti peningkatan aktivitas

enzim yang lebih besar. Penggunaan iradiasi gamma pada dosis 0-2000 Gy

karena pada dosis ini merupakan dosis cukup yang dapat menyebabkan terjadinya

perubahan struktur dalam rantai DNA akibat putusnya rantai tunggal/ganda yang

dapat bergabung kembali pada proses replikasi atau terjadi mutasi. Ketahanan

kapang terhadap iradiasi tergantung pada faktor genetis masing-masing kapang

(Siagian, 2003). Menurut (Ottenheim et al., 2015), Aspergillus niger yang diberi

perlakuan iradiasi gamma dosis 1400 Gy dapat meningkatkan aktivitas enzim 1,4-

endoxylanase 85% dengan variasi dosis 50-2000 Gy. Perlakuan iradiasi pada

dosis tinggi dapat menyebabkan tidak sempurnanya pemisahan kromosom pada

pembelahan sel, sehingga mengakibatkan sel kehilangan kemampuan untuk

memperbanyak diri sehingga sel akan mati. Menurut (Lydia et al., 1994) mutasi

33

DNA yang disebabkan oleh dosis iradiasi gamma mengakibatkan kapang

menghasilkan enzim yang lebih banyak daripada sebelum diiradiasi.

4.2. Hasil pretreatment NaOH dan Iradiasi gamma substrat jerami padi

4.2.1 Pretreatment NaOH pada Substrat Jerami Padi

Sebelum proses fermentasi dilakukan, substrat jerami padi dipreparasi

terlebih dahulu dengan perlakuan mekanik, kimia dan fisika. Perlakuan mekanik

dengan mengeringkan dan mencacah substrat, selanjutnya dihaluskan dengan

menggunakan cutting mill dan diayak. Perlakuan selanjutnya pretreatment kimia

dengan menggunakan NaOH dan kemudian pretreatment fisika dengan perlakuan

iradiasi gamma.

Pada penelitian ini pretreatment kimia yang digunakan pada substrat

menggunakan NaOH 0%, 1%, 2% dan 3% perbandingan 1 : 2 dengan substrat.

Proses pretreatment dengan NaOH dapat menghilangkan kandungan lignin yang

mengikat selulosa pada serat jerami. Tujuan dari proses pretreatment untuk

memecah struktur lignin, memecah kristal selulosa, meningkatkan porositas

bahan, memecah hemiselulosa dan depolimerisasi hemiselulosa (Sun dan Cheng,

2002). Hal ini dilakukan untuk mengkondisikan bahan lignoselulosa baik dari segi

ukuran maupun struktur bahan baku, sehingga memudahkan akses enzim untuk

mengkonversi karbohidrat menjadi gula. Pretreatment juga efektif untuk

meningkatkan kinerja dari enzim saat hidrolisis (Sun dan Cheng, 2002).

Hasil proses pretreatment jerami padi dengan NaOH terbaik pada

konsentrasi 2%. Dibandingkan dengan jerami padi yang tidak dipretreatment

NaOH menghasilkan aktivitas LiP sebesar 12464 U/ml (Gambar 7). Hasil analisis

34

Duncan juga menunjukkan bahwa pretreatment NaOH 2% berpengaruh nyata

atau (p<0,05) terhadap aktivitas enzim LiP (Lampiran 3).

Gambar 7. Grafik Aktivitas enzim LiP kapang P. chrysosporium dengan

konsentrasi NaOH

Peningkatan aktivitas enzim LiP terjadi pada substrat yang telah

dipretreatment dengan NaOH, karena lignin pada substrat tersebut lebih mudah

didegradasi oleh kapang P. chrysosporium. Reaksi antara lignin dan selulosa oleh

NaOH dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Pemutusan Ikatan Lignoselulosa oleh NaOH ( Fengel dan

Wegeener,1995)

35

Penambahan NaOH akan mempermudah pemutusan ikatan senyawa

lignin. Ion OH-

dari NaOH akan memutuskan ikatan-ikatan dari struktur dasar

lignin sedangkan ion Na+ akan berikatan dengan lignin membentuk natrium

fenolat. Garam fenolat ini bersifat mudah larut. Lignin yang terlarut ditandai

dengan warna hitam pada larutan yang disebut lindi hitam (black liquor) (Safaria

et al., 2013).

4.2.2 Karakteristik Substrat Jerami Padi

Iradiasi dilakukan pada substrat jerami padi yang dipretreatment NaOH

2% dengan variasi dosis 0, 50 , 100 kGy. Karakteristik substrat jerami padi setelah

iradiasi sebagai berikut :

Tabel 4. Karakteristik Substrat Jerami Padi

Parameter J0 J50 J100

pH 7,40b

7,53b

6,28a

Kadar air, % 8,62 5,83 5,58

Kadar bahan organik

,%

72,66a

75,84b

75,48b

Kadar ekstraktif,% 8,47b

7,98ab

7,28a

Kadar

hemiselulosa,%

31,64a

34,35b

35,55c

Kadar selulosa,% 21,36a

21,95a

21,29a

Kadar lignin,% 11,19a

11,25a

11,36a

Kadar glukosa, mg/g 2,23a

2,91a

2,23a

Kadar abu,% 27,34b

24,16a

24,52a

Ket: pangkat abjad pada baris yang sama menunjukkan beda nyata analisis

duncan

Tidak terjadi perubahan kadar lignin yang signifikan pasca iradiasi

substrat jerami padi. Hal ini menunjukkan tidak terjadi depolimerisasi struktur

lignin pada perlakuan iradiasi substrat. Iradiasi pada substrat tidak bekerja

langsung untuk mendegradasi lignin, namun iradisi gamma pada substrat

menyebabkan hidrolisis enzimatik. Penelitian (Khan et al., 2006) menunjukkan

36

bahwa bila dosis iradiasi mencapai 600 kGy atau lebih tinggi, hemiselulosa dan

selulosa mengalami pembelahan rantai tetapi lignin kurang dipengaruhi oleh

iradiasi gamma. Lignin lebih tahan iradiasi dan melindungi struktur biomassa

dari iradiasi. Berbagai teknologi telah diterapkan dalam pretreatment bahan

lignoselulosa termasuk radiasi (Chosdu et al., 1993). Menurut (Yin dan Wang,

2016) jerami gandum dengan iradiasi gamma dan perendaman NaOH dapat

meningkatkan pelarutan hemiselulosa dan lignin serta area permukaan yang

mudah dijangkau untuk molekul enzim. Prinsip utama pretreatment jerami

gandum dengan teknologi iradiasi bahwa dalam makromolekul komponen

selulosa, radikal bebas dihasilkan melalui lokalisasi yang cepat dari energi yang

diserap dalam molekul dan menghasilkan degradasi sekunder melalui reaksi

kimia (Khan et al., 2006 ; Chung et al., 2012 ; Karthika et al., 2012). Ketika

bahan lignoselulosa yang terkena radiasi sinar gamma, satuan selulosa,

hemiselulosa dan lignin memiliki kemungkinan juga terkena radiasi. Lignin

adalah bahan polifenol, yang secara signifikan dapat mempengaruhi reaksi

radikal melalui interaksi transfer antar molekul (Barsberg et al., 2005 ; Lee et al.,

2014).

4.3. Delignifikasi melalui Fermentasi Padat dengan menggunakan kapang P.

chrysosporium Selama 12 Hari

Fermentasi jerami padi dilakukan selama 12 hari dengan perbandingan

substrat dan liquid sesuai WHC (Water Holding Capacity) 1:2. Liquid dalam

proses fermentasi meliputi penambahan larutan nutrisi, inokulum P.

chrysosporium 0 Gy (kontrol) dan 1000 Gy (optimum) serta aquadest. Pada

proses fermentasi, kultur P. chrysosporium dibuat dalam media cair PDB.

https://translate.googleusercontent.com/translate_f#4







37

Tujuannya adalah mengadaptasikan sel terhadap medium fermentasi, sehingga

mempersingkat lag phase (fase adaptasi) dan pertumbuhan kapang akan

maksimum dalam waktu yang relatif singkat (Pangesti et al., 2012). Larutan

nutrisi atau Mineral Salts Medium (MSM) memiliki peran penting pada proses

fermentasi karena mempengaruhi kestabilan mikroorganisme (Somda et al.,

2011). Mineral-mineral tersebut digunakan untuk pertumbuhan sel kapang

termasuk pembelahan sel dan proses metabolismenya (Birch dan Walker, 2000).

Penambahan yeast extract berfungsi sebagai penyedia asam-asam amino tunggal,

faktor pertumbuhan dan berbagai vitamin yang dibutuhkan sel (Haltrich et

al., 1996). Yeast extract berisi asam glutamat yang merupakan sumber nitrogen.

Nitrogen berperan dalam pengaturan degradasi lignin sebagai bagian dari

metabolisme sekunder dalam kapang. Konsentrasi nitrogen dalam media

mempengaruhi enzim pendegradasi lignin yang dihasilkan kapang. Konsentrasi

nitrogen yang rendah akan menstimulasi produksi enzim, sebaliknya konsentrasi

nitrogen yang tinggi akan menekan produksi enzim (Fadilah dan Distantina,

2009). Pepton (bacto) digunakan sebagai sumber nitrogen organik dalam media

kultur mikrobiologi berbagai bakteri dan kapang.

4.3.1. Nilai pH Medium Fermentasi

pH merupakan satu diantara beberapa faktor penting yang mampu

mempengaruhi pertumbuhan kapang dan proses fermentasi. Nilai pH yang

dihasilkan selama proses fermentasi mengalami fluktuatif (Gambar 9). Pada hari

ke-8 pH meningkat pada semua perlakuan dengan kisaran pH 9,09 sampai

dengan pH 9,59. Pada hari ke- 1 2 nilai pH variatif dengan nilai pH berkisar

38

7,77-9,66 (Lampiran 1). Perubahan nilai pH selama proses fermentasi dapat

dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. G ra f ik perubahan pH substrat jerami padi terhadap waktu

inkubasi pada berbagai perlakuan

Keterangan :






P1J100 = P.chrysosoporium 1000 Gy + Jerami padi 100 kGy

Perubahan pH menunjukkan adanya metabolisme P. chrysosporium.

Perubahan pH dapat mempengaruhi pembentukan hasil samping fermentasi. Nilai

pH pertumbuhan berhubungan positif dengan pembentukan asam piruvat, pada

pH tinggi maka lag phase akan lebih singkat dan aktivitas fermentasi akan

meningkat (Yumas dan Rosniati, 2014). Kondisi peningkatan pH medium dapat

disebabkan oleh 2 kemungkinan. Kemungkinan pertama karena degradasi lignin

menghasilkan berbagai senyaa fenolik yang memiliki gugus –OH. Keberadaan

gugus tersebut dapat meningkatkan nilai pH pada masa akhir inkubasi.

Kemungkinan yang kedua yaitu terjadinya jumlah sel yang lisis. Menurut

(Judomidjojo et al., 1992) sel yang lisis tersebut terdeaminasi dan menyebabkan

39

peningkatan pH. Kenaikan pH dapat disebabkan oleh dilepaskannya amonia

sebagai hasil metabolisme ammonium sulfat dan adanya proses deaminasi

substrat protein dalam medium (Gambar 10) (Rahayuningsih, 2003).

Gambar 10. Mekanisme deaminasi protein

Menurut Casida (1968) penurunan pH disebabkan karena hasil samping

fermentasi seperti karbondioksida dan asam-asam organik seperti asam piruvat,

asam suksinat, asam laktat dan asam-asam lainnya. Asam-asam sebagai hasil

samping inilah yang berperan besar dalam penurunan pH (Reed dan Rehm,

1983).

4.3.2. Kadar Lignin Substrat Jerami Padi

Hasil perubahan kadar lignin jerami padi pada proses fermentasi dapat


Gambar 11. Gr af i k perubahan kadar lignin substrat jerami padi

terhadap waktu inkubasi pada berbagai perlakuan

Keterangan :







40

Kadar lignin substrat jerami padi selama fermentasi mengalami

penurunan pada semua perlakuan (Gambar 11). Kadar lignin cenderung menurun

dari hari ke-0 dengan kadar lignin berkisar antara 10,747%-11,635% sampai hari

ke-12 dengan kadar lignin berkisar antara 7,067%-1,634% (Lampiran 1). Hasil

uji statistik Duncan juga menunjukkan beda nyata atau (P<0,05) pada kadar

lignin hari ke-12 (Lampiran 3).

Efektifitas degradasi lignin hasil fermentasi oleh kapang P. chrysosporium

terdapat pada perlakuan dosis iradiasi pada substrat 100 kGy dan dosis iradiasi

pada kapang P. chrysosporium 1000 Gy (P1J100) dengan waktu inkubasi 12 hari

(Gambar 12). Hasil analisis Duncan juga menunjukkan sampel (P1J100) berbeda

nyata dengan sampel lainnya (Lampiran 3). Persentase efisiensi delignifikasi

85,95% lebih baik dibandingkan dengan kapang dan substrat tanpa iradiasi. Hal

ini sesuai dengan degradasi yang meningkat pada lignin dan hemiselulosa

(Gambar 12).

Gambar 12. Grafik degradasi lignin dan hemiselulosa substrat jerami padi

setelah 12 hari fermentasi padat

Keterangan :







41

Iradiasi gamma merupakan teknik yang efektif untuk pretreatment biomassa

dan saat proses iradiasi digabungkan yang lain (kimiawi, fisik) ada peningkatan

efisiensi seluruh proses yang dapat menghasilkan hasil yang sama menggunakan

dosis yang lebih rendah. Larutan NaOH 2% dapat menyerang dan merusak

struktur lignin pada jerami padi, mengubah struktur amorph menjadi kristal serta

melarutkan lignin dan hemiselulosa dan menyebabkan pengembangan pada

struktur selulosa (Gunam et al., 2010).

Perlakuan iradiasi gamma dan NaOH 2% pada substrat menyebabkan

depolimerisasi dan degradasi lebih lanjut serta peningkatan luas permukaan

lignoselulosa yang kemudian menghasilkan hidrolisis enzimatik. Adanya

penambahan NaOH pada proses pretreatment dapat menurunkan kandungan

lignin yang cukup besar, karena reaksi pemutusan ikatan lignin menjadi lebih

cepat (Yin dan Wang, 2016). Hal ini disebabkan efek spesies oksigen reaktif

terbentuk setelah iradiasi gamma dan sinergisnya efek pada hidrolisis enzimatik.

Penurunan kadar lignin adalah salah satu dari langkah paling penting dalam proses

konversi bahan baku bioetanol dan juga untuk tujuan lain. Penurunan lignin

berkisar antara 2,4-18,4% terjadi pada konten di dinding sel yang diiradiasi (Kim

et al., 2015). Senyawa fenolik dari reaksi depolimerisasi lignin sebagian besar

berasal dari pembelahan ikatan antara tiga unit fenilpropana, yaitu

syringylpropane (3,5-diametoksi-4-hidroksifenilpropana) (S), guaiacylpropane

(4-hidroksi-3-metoksi- fenilpropana) (G), dan 4-hydroxyphenylpropane (H)

kelompok (Monteil-Rivera et al., 2013; Toledano et al., 2014)

Kapang P. chrysosporium mendegradasi lignin pada fase stasioner yang

merangsang pembentukan enzim. Fase ini diindikasi terlihatnya spora pada







42

medium pertumbuhan kapang akibat kondisi kekurangan nutrisi. Kondisi ini

menyebabkan kapang P. chrysosporium menghasilkan enzim Lignin Peroksidase

(LiP) dan Mangan Peroksidase (MnP). Selama fase stasioner enzim LiP akan

memecah unit fenolik yang menyusun 90% lignin dan MnP memutus unit fenolik

yang menyusun lignin (Johjima et al.,1999). Degradasi lignin terjadi ketika salah

satu monomer utama penyusun lignin yaitu koniferil alkohol didehidrogenasi

oleh enzim lakase atau peroksidase. Enzim peroksidase ini yang terlibat dalam

proses delignifikasi dan berfungsi memecah ikatan-ikatan kompleks lignoselulosa

dan lignohemiselulosa.

4.3.3. Kadar Hemiselulosa

Hasil perubahan kadar lignin jerami padi pada proses fermentasi dapat


Gambar 13. Gra f ik perubahan kadar hemiselulosa substrat jerami padi


Keterangan :







43

Kadar hemiselulosa substrat jerami padi selama fermentasi mengalami

fluktuatif (Gambar 13). Kadar hemiselulosa berkisar antara 23,317%-35,576%.

Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perlakuan iradiasi (sampel P1J100)

menunjukkan perbedaan yang nyata (p<0,05) terhadap kandungan hemiselulosa

(Lampiran 3).

Terjadi penurunan kadar lignin yang sinergis dengan penurunan kadar

hemiselulosa. Hemiselulosa merupakan polimer amorf yang berasosiasi dengan

selulosa dan lignin. Sifatnya mudah mengalami depolimerisasi, hidrolisis oleh

asam, basa, mudah larut air. Kenaikan kadar hemiselulosa disebabkan

kemampuan jamur mendegradasi lignin sehingga hemiselulosa tidak terdegradasi.

Pada hari ke-8 dan ke-12 terjadi penurunan kadar hemiselulosa karena kadar

lignin pada substrat menurun, maka kapang akan mendegradasi selulosa sehingga

hemiselulosa ikut terdegradasi. Rantai hemiselulosa lebih mudah dipecah menjadi

komponen gula penyusunnya dibandingkan dengan selulosa. Menurut Nelson dan

Suparjo (2011), bahwa degradasi lignin akan membuka akses untuk perombakan

selulosa dan hemiselulosa. Hasil perombakan selulosa menghasilkan enzim

selulose merombak gula-gula dan membatasi produksi sebagian enzim-enzim

pendegradasi hemiselulosa oleh jamur pelapuk putih (Kirk dan Crowling,1984).

Penelitian yang telah dilakukan Yin dan Wang (2016) menyatakan bahwa

kombinasi iradiasi gamma dengan NaOH 2% tidak mengubah komponen secara

signifikan, sifat permukaan dan kristalinitas pada jerami gandum. Perlakuan

jerami gandum dengan NaOH meningkatkan pelarutan hemiselulosa dan lignin.

Semakin luas permukaan, memungkinkan molekul selulase memasuki struktur

lignoselulosa lebih mudah, dan meningkatkan hidrolisis enzimatis. Efek sinergis

44

iradiasi dan NaOH 2% menyebabkan pecahnya atau transformasi struktur oleh

iradiasi, sehingga NaOH dapat masuk ke stuktur lignoselulosa dan lebih mudah

bereaksi dengan hemiselulosa dan lignin.

Proses pretreatment mampu meningkatkan hidrolisis enzimatik jerami

padi dan menyebabkan hilangnya sebagian kecil kandungan hemiselulosa. Hal

ini dimungkinkan pada saat proses pretreatment, air dalam sel jerami padi

menguap dan sebagian dari hemiselulosa terurai menjadi asam, yang

mengkatalis dekomposisi hemiselulosa dan melepaskan selulosa. Selain itu

perlakuan perendaman jerami padi dalam NaOH dapat mempertahankan

hemiselulosa dalam padatan dengan meminimalkan interaksi dengan

hemiselulosa, untuk meningkatkan hasil fermentasi dan menyederhanakan

proses biokonversi (Rahmawati et al., 2013).

4.3.4. Kadar Selulosa

Kadar selulosa substrat jerami padi selama fermentasi mengalami

fluktuatif (Gambar 14). Kadar selulosa tertinggi yaitu pada perlakuan iradiasi

kapang P. chrysosporium 1000 Gy dan substrat jerami padi 100 kGy dengan

kadar selulosa sebesar 34,591% (Lampiran 1) dicapai pada waktu fermentasi 8

hari. Berdasarkan hasil uji statistik Duncan, perlakuan iradiasi (sampel P1J100)

menunjukkan perbedaan yang nyata (p<0,05) terhadap kandungan selulosa

(Lampiran 3). Hasil kadar selulosa selama fermentasi dapat dilihat pada Gambar

14.

45

Gambar 14. Perubahan kadar selulosa substrat jerami padi terhadap waktu

inkubasi pada berbagai perlakuan

Keterangan :







Peningkatan kadar selulosa diikuti dengan peningkatan kadar glukosa. Hal

ini menjadi indikasi bahwa perlakuan delignifikasi pada dasarnya menyebabkan

selulosa menjadi lebih mudah di akses (Harmsen et al., 2010). Treatment jerami

padi dengan NaOH dapat meningkatkan jumlah selulosa, karena treatment dengan

NaOH dapat merestrukturisasi amorphous cellulose menjadi crystaline cellulose.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa treatment dengan NaOH pada proses

delignifikasi pada jerami padi dapat meningkatkan intensitas atau struktur kristalin

dari jerami padi (Gunam et al., 2010). Selulosa terdiri dari 15-14000 unit molekul

glukosa dengan rantai panjang yang terhubung secara bersama dengan ikatan Van

Der Waals. Mekanisme reaksi selulosa dengan iradiasi gamma dapat dilihat pada

Gambar 15.

46

Gambar 15. Mekanisme reaksi selulosa dengan iradiasi gamma

(Orozco et al., 2012).

Ketika molekul selulosa terpapar sinar gamma, radikal diproduksi secara

rantai acak, dan setelah penghentian iradiasi terjadi degradasi lebih lanjut. Setiap

residu glukosa, selulosa memiliki dua ikatan hidrogen inter dan intramolekuler.

Ikatan ini menstabilkan rantai selulosa panjang dan paralel. Iradiasi gamma

mempengaruhi ikatan tersebut dan menyebabkan kekuatan Van Der Walls

melemah yang berakibat pada degradasi selulosa dan meningkatnya degradabilitas

komponen dinding sel (Choi et al., 2009).

Proses iradiasi gamma iradiasi biomassa merendahkan serat dan

meningkatkan luas permukaan yang dibutuhkan untuk mengakses selulosa, lalu

menurun dengan dosis iradiasi yang lebih besar. Penurunan konversi menjadi

glukosa disebabkan oleh peningkatan produk sampingan yang dapat bertindak

sebagai penghambat hidrolisis enzimatik selulosa. Chosdu et al., (1993)

menyebutkan bahwa hasil glukosa meningkat menjadi 43% setelah diolah dengan

iradiasi sinar elektron pada 500 kGy dan NaOH 2% dan 20% untuk sampel batang

jagung yang tanpa iradiasi.


47

4.3.5. Kadar Glukosa

Peningkatan kadar glukosa sinergis dengan peningkatan kadar selulosa.

Kadar glukosa substrat jerami padi selama fermentasi mengalami fluktuatif

(Gambar 16). Kadar glukosa tertinggi didapatkan pada perlakuan iradiasi kapang

P. chrysosporium 1000 Gy dan substrat jerami padi 100 kGy (sampel P1J100)

dengan kadar glukosa sebesar 16,945% dan 16,260% dicapai pada waktu

fermentasi 8 hari dan 12 hari. Hasil analisis Duncan juga menunjukkan sampel di

hari ke-8 dan 12 berbeda nyata dengan sampel lainnya (Lampiran 3). Kadar

glukosa selama proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16. Grafik perubahan kadar glukosa substrat jerami padi


Keterangan :







Reaksi dengan DNS yang terjadi merupakan reaksi redoks pada gugus

aldehid gula dan teroksidasi menjadi gugus karboksil. Reaksi DNS dengan gula

pereduksi dapat dilihat pada Gambar 17.

48

Gambar 17. Reaksi DNS dengan glukosa

DNS berperan sebagai oksidator yang akan tereduksi membentuk 3-amino-

5 nitrosalicylic acid (Sastrohamidjojo, 2005). Reaksi ini berjalan dalam suasana

basa. Perubahan warna larutan dari kuning menjadi jingga kemerahan

menunjukkan adanya gula pereduksi (Lehninger, 1997). Gula pereduksi yang

terbentuk karena terhidrolisisnya hemiselulosa dan selulosa yang terlarut menjadi

monomer gula (Imman et al., 2014). Penelitian sebelumnya telah dilakukan (Yang

et al., 2008) mengenai peningkatan hasil glukosa dengan dosis iradiasi yang

meningkat antara 300 dan 500 kGy dosis iradiasi dengan hasil maksimal 13,40%.

Adanya peningkatan total gula yang terjadi dalam bahan membuktikan bahwa

kapang memiliki kemampuan yang lebih baik untuk mendegradasi selulosa

sehingga terjadi pemecahan selulosa menjadi gula-gula sederhana. Glukosa yang

terbentuk ini kemudian digunakan kembali oleh kapang sehingga kadarnya

menjadi turun. Hal ini disebabkan karena pada proses fermentasi, kapang

menggunakan glukosa sebagai sumber energi dan metabolisme sel (Salsabila et

al., 2014). Reaksi pembentukan gula pereduksi dari hidrolisis selulosa dapat

dilihat pada (Gambar 18).

49

Gambar 18. Mekanisme reaksi hidrolisis selulosa (Tomas et al., 2010).

4.3.6. Kadar Ekstraktif

Perubahan kadar ekstraktif hasil fermentasi dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19. Gra f ik perubahan kadar ekstraktif substrat jerami padi


Keterangan :







Kadar ekstraktif substrat jerami padi selama fermentasi mengalami

fluktuatif (Gambar 19). Pada perlakuan semua sampel terjadi penurunan pada

hari ke-0 dengan kadar ekstraktif berkisar antara 6,863%-8,896% dan kenaikan

pada hari ke-4 dengan kadar ekstraktif berkisar antara 9,800%-12,091%

https://mychemist2010.files.wordpress.com/2013/07/mekanisme-3.png

50

(Lampiran 1). Pada hari ke-8 cenderung mengalami penurunan dan cenderung

naik di hari ke-12. Dalam pembuatan bioetanol dari lignoselulosa, zat ekstraktif

merupakan inhibitor bekerjanya enzim dalam proses hidrolisis dan menurunkan

kerja mikroorganisme dalam proses fermentasi sehingga kecepatan reaksi

fermentasi menjadi turun. Zat ekstraktif yang larut dalam air adalah gula, zat

warna, tannin, gum, dan pati. Sedangkan yang larut dalam pelarut organik adalah

resin, lemak, asam lemak, lilin, minyak dan tannin (Sjostrom, 1999). Zat

ekstraktif mengisi rongga-rongga sel dan rongga-rongga mikro dinding sel

sehingga aksesibilitas agen hidrolisis menjadi terhambat. Dengan demikian,

kadar ekstraktif yang tinggi tidak diharapkan dalam pembuatan bioetanol

(Sokanandi et al., 2012).

4.3.7. Kadar Air

Kadar air hasil fermentasi dapat dilihat pada Gambar 20.

Gambar 20. Grafik perubahan kadar air substrat jerami padi terhadap

waktu inkubasi pada berbagai perlakuan

Keterangan :







51

Kadar air substrat jerami padi selama fermentasi mengalami fluktuatif

(Gambar 20). Pada hari ke-0 kadar air semua perlakuan berkisar antara 65,23 % -

67,08 % (Lampiran 1). Pada hari ke-12 terjadi penurunan kadar air semua

perlakuan dengan kadar air sekitar 57,60% - 68,25%.

Kenaikan kadar air selama fermentasi disebabkan oleh hasil metabolisme

kapang P. chrysosporium pada substrat jerami padi. Selain itu jumlah

penambahan kapang P. chrysosporium pada substrat juga mempengaruhi kadar

air. Semakin banyak jumlah kapang yang di masukkan, maka semakin tinggi

kadar air yang akan dihasilkan karena proses fermentasinya akan semakin cepat

dan hasil fermentasi dari kapang semakin banyak (Ardiansyah et al., 2014).

Menurut Fardiaz (1988) selama fermentasi berlangsung, mikroorganisme

menggunakan karbohidrat sebagai sumber energi yang dapat menghasilkan

molekul air dan karbondioksida (Gambar 21). Reaksi dari hasil metabolisme

kapang P. chrysosporium sebagai berikut :

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi (38 ATP)

Gambar 21. Hasil metabolisme kapang P. chrysosporium (Lehninger,1982)

Sebagian besar air akan tertinggal dalam produk dan sebagian lagi akan

keluar dari produk. Air yang tertinggal dalam produk inilah yang akan

menyebabkan kadar air menjadi tinggi dan bahan kering menjadi rendah

(Winarno et al., 1980). Pengurangan kadar air yang terjadi juga dapat

disebabkan oleh pemanfaatan air tersebut oleh kapang untuk proses

metabolisme dalam tubuhnya. Kapang dapat tumbuh dengan baik pada

kelembaban kurang lebih 80%, dan pada kondisi lingkungan yang hipotonik

cairan dari lingkungan akan masuk ke dalam sel kapang. Keadaan yang kering

52

dapat menyebabkan proses pengeringan protoplasma yang berakibat berhentinya

metabolisme (Waluyo, 2004).

4.3.8. Kadar Bahan Organik

Hasil perubahan kadar bahan organik jerami padi pada proses fermentasi

dapat dilihat pada Gambar 22.

Gambar 22. Grafik perubahan kadar bahan organik substrat jerami padi


Keterangan :







Kadar bahan organik substrat jerami padi selama fermentasi mengalami

penurunan (Gambar 22). Terjadi penurunan dari hari ke-0 sampai hari ke-12 pada

semua perlakuan. Pada hari ke-0 kadar bahan organik berkisar antara 72,47%-

75,61% sedangkan pada hari ke-12 kadar bahan organik berkisar antara 70,58%-

73,03% (Lampiran 1). Penurunan kadar bahan organik ini disebabkan oleh

nutrien yang tersedia pada bahan yang telah dirombak dan dimanfaatkan oleh

kapang. Kehilangan bahan organik yang rendah dapat disebabkan oleh 3

kemungkinan yaitu pertumbuhan kapang yang relatif besar, tingkat biodegradasi

53

yang berjalan lambat atau tingkat pertumbuhan kapang dalam biomassa lebih

besar dibanding tingkat pemanfaatan produk fermentasi oleh kapang (Nelson

dan Suparjo, 2011). Penurunan kadar bahan organik juga dapat disebabkan oleh

lama waktu fermentasi. Semakin lama waktu fermentasi, pertumbuhan kapang

akan semakin baik, merata dan kompak sesuai dengan ketersediaan nutrien pada

bahan. Kapang yang tumbuh semakin aktif melakukan perombakan karbohidrat

dan protein yang merupakan bagian dari bahan organik (Kasmiran, 2011).

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

1. Dosis optimum iradiasi gamma pada kapang P. chrysosporium adalah 1000

Gy yang menghasilkan aktivitas enzim LiP spesifik tertinggi sebesar 1209,11

U/mg.

2. Dosis iradiasi gamma 100 kGy pada substrat jerami padi dengan pretreatment

NaOH 2% mampu meningkatkan efisiensi delignifikasi sebesar 85,95%, hasil

delignifikasi maksimum pada hari ke-12 adalah pH 9,66, kadar air 68,25%,

kadar bahan organik 72,29%, kadar ekstraktif 10,376%, kadar hemiselulosa

25,744%, kadar lignin 1,634%, kadar selulosa 34,534% dan kadar glukosa

16,260%.

5.2. Saran

Saran dari penelitian ini adalah perlu dilakukan uji morfologi dengan SEM

(Scanning Electron Microscope) dan fermentasi dilanjutkan sampai hari ke-14

atau lebih sampai mencapai delignifikasi optimum.

55

DAFTAR PUSTAKA

Adaskaveg, J.E., Gilbertson, R.L., and Dunlap, M.R. 1995. Effects of incubation

time and temperature on in vitro seceltive delignification of silver leaf oak

by Ganoderma colossum. Appl. Environ. Microbiol. 61:138-144.

Afify, A.E.M.R., Abo-El-Seod, M., Ibrahum, G.M., Helal, I.M.M dan Kassem,

B.W. 2012. Exposing of trichoderma spp. to gamma radiation for

stimulating its pesticide biodegradation activity. J. Rad. Res. Appl. Sci,

5(2): 440-454.

Alexopoulos, C.J., Mims, C.W., dan Blackwell, M. 1996. Introductory Mycology

4th

. Canada. John Wiley.

Al – Safidi, B., Ayyoubi, Z., Jawdat, D. 2000. The Effect of Gamma Irradiation

oo Potato Microtuber Production in Vitro. Plant Cell, Tissue ang Organ

Culture, 61:183–187.

Anwar, Z., Gulfraz, M., dan Irshad, M. 2014. Agroindustrial lignocellulosic

biomassa key to unlock the future bioenergy: A brief review, Journal of

Radiation Research and Applied Sciences, 7(2): 163-173.

Ardiansyah, Mulyani, S., Fridarti. 2014. Perubahan Kandungan Komponen Serat

Pelepah dan Daun Sawit Melalui Fermentasi dengan Kapang

Phanerochaete chrysosporium. Jurnal Universitas Taman Siswa Padang.

Hal.2-13.

Artiningsih, T. 2006. Aktivitas Ligninolitik Jenis Ganoderma pada Berbagai

Sumber Karbon. Biodiversitas, 7: 307-311.

Association of Official Analytical Chemist (AOAC). 2005. Official Method.

Aquino, K. 2012. Sterilization by Gamma Irradiation. Gamma Radiation. InTech.

Intech: 171-206.

Ayeni, A.O., Adeeyo, O.A., Oresegun, O.M dan Oladimeji, T.E. 2015.

Compositional Analysis of Lignoselullosic Materials, Evaluation of an

Economicaly Viable Method Suitable for Woody and Non – woody

Biomass. American Journal of Engineering and Research,4(4): 14–19.

Badan Standarisasi Nasional (BSN). 1992. Cara Uji Makanan dan Minuman. SNI

01-2891-1992. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. Bandung: Widya

Padjadjaran, ISBN: 978-602-8323-48-2.

Badan Standarisasi Nasional (BSN). 2008. Pulp dan Kayu - Cara Uji Kadar

Lignin – Metode Clason. SNI 0492. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). 2009. Pemuliaan Badan Tenaga Nuklir

Nasional. http://www.batan.go.id/patir diakses pada 10 Februari 2018.

Barsberg, S., Matousek, P., Towrie, M. 2005. Analisis struktur lignin dengan re-

spektroskopi sonance Raman. Macromol. Biosci. 5:743 -752.

http://www.batan.go.id/patir

https://translate.google.com/translate?hl=id&prev=_t&sl=en&tl=id&u=http://refhub.elsevier.com/S0969-806X%2816%2930065-2/sbref2






56

Bhargav, S.P., Panda, M., Ali, S.J. 2008. Solid State Fermentation : An Overview

. Chem. Biochem. Eng Q, 22:49–70.

Birch, R.M., dan Walker, G.M. 2000. Influence of magnesium ions on heat shock

and ethanol stress responses of Saccharomyces cerevisiae. Enzymol.

Microbiol. Tech, 26: 678-687.

Busse, N., Wagner, D., Kraume, M., dan Czermak, P. 2013. Reaction Kinetic of

Versatile Peroxidase for the degradation of lignin compounds, American

Journal of Biochesmistry and Biotechnology, Science Publication, 9(4):

365-394.

Casida, J.R. 1968. Industrial Microbiology. New York: John Wiley and Sons Inc.

Choi, J., Kim, J.K., Srinivasan, P., Kim, J.H, Park, J.H, Byun, M.W., Lee,

J.W.2009. Comparison of gamma ray and electron beam irradiation on

extraction yield, morphological and antioxidant properties of

polisaccarides from tamarind seed. Radiat. Phys.Chem. 78 :605- 609.

Chosdu, R., Hilmy, N., Erizal, ETB, Abbas, B. 1993. Radiasi dan bahan kimia

pra-pengolahan limbah selulosa Radiat. Phys. Chem. 42:695 -698.

Chung, B.Y., Lee, J.T., Bai, H.W., Kim, U.J., Bae, H.J., Wi, S.G., Cho, J.Y. 2012.

peningkatan hidrolisis enzimatik kulit kayu poplar dengan menggunakan

sinar gamma dan encer asam untuk produksi bioetanol. Radiat. Phys.

Chem. 81 :1003 -1007.

Crawford, D.L., A.L. Pometto., dan Crawford, R.L. 1983. Lignin degradation by

Streptomyces viridosporus: Jenision and characterization of a new

polymeric lignin degradation intermediate. Appl. Environ. Microbiol,

45(3): 898-904.

Dumanauw, J.F. 2001. Mengenal Kayu. Jakarta. Gramedia.

Day , R.A., A.L. Underwood. 1996. Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Kelima.

Jakarta. Erlangga.

Desai, A.S., dan Rao, S. 2014. Effect of gamma radiation on germination and

physiological aspects of pigeon pea (cajanus cajan (l.) millsp) seedlings.

Intern. Journ. of Research in App.,Natural and Social Sciences, 2(6): 47-

52.

Dyah, S., Nana dan Adi, S.E. 2010. Optimalisasi Konsentrasi Phanerochaete

chrysosporium pada Biosorpsi Ion Logam Pb dalam Limbah Cair

Elektroplatting. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan, program Studi Teknik

Kimia, Fakultas Teknik Industry, UPN Jawa Timur,2(2).

Eun, J.S., Beauchemin, K.A., Hong, S.H., dan Bauer, M.W. 2006. Exogenous

enzymes added to untreated or ammoniated rice straw : Effect on in

vitro fermentation characteristic and degradability. J. Anim. Sci. and Tech,

131:86‐101.

Fadhillah, S., Distantina, E.K., Artati, A., Jumari. 2008. Biodelignifikasi Batang

Jagung dengan Jamur Pelapuk Putih P. chrysosporium. Journal

Ekuilibirium, 7(1): 7–11.



















57

Fadilah dan Distantina, S. 2009. Delignifikasi Ampas Batang Aren:

Pembandingan Pengaruh Penambahan Glukosa dengan Penambahan Tetes.

Ekuilibrium, 8(2): 19-25.

Fardiaz, S. 1988. Fermentasi Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB. Gramedia.

Bogor.

Fengel, D. dan Wegener, G. 1995. Kayu; Kimia, Ultrastuktur dan Reaksi-

reaksi.Gajah Mada Uniersity Press: Yogyakarta.Terjemahan Dari:

Wood;Chemistry, Ultrastructure, Reaction.

Fengel, D. dan Wegener, G. 1989. Wood; Chemistry, Ultrastucture dan

Reactions. De Gruyter, Berlin, 132-174.

Gunam, I.B.W., Ketut, B., Imade Y.S.G. 2010. Pengaruh Perlakuan Delignifikasi

Dengan Larutan NaOH dan Konsentrasi Substrat Jerami Padi Terhadap

Produksi Enzim Selulase dari Aspergillus Niger NRL A-11, 264. Jurnal

Biology, 14(1): 55-61.

Habibi, Y., Lucian, A., Lucia dan Orlando, J.R. 2010. Cellulose Nanocrystals:

Chemistry, Self-Assembly and Applications. Chemical Reviews. 110 (6):

3479-3600.

Haltrich, D., Nidetzky, B., Kulbe, K.D., Steiner, W., dan Zupancic, S. 1996.

Production of fungal xylanases. Biores. Technol., 58: 137-161.

Hanafi, N.D. 2008. Teknologi Pengawetan Pakan Ternak. Departemen Peternakan

Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara. Medan.

Harmsen, P.F.H., Huijgen, W.J.J., Lopez, L.M.B dan Bakker, R.R.C. 2010.

Literature Review Of Physical And Chemical Preteatment Processes For

Lignocellulosic Biomass. Energy Research Centre Of The Netherlands, 1-

49.

Harvey, P.J., Gilardi, G.F., Gobl, M.L dan Palmer, J.M. 1993. Charge transfer

reactions and feedback control of lignin peroxidase by phenolic

compounds: significance in lignin degradation. J. Biotechnol, 30:57-69.

Hattaka, A. 1994. Lignin Modifying enzymes from selected white rot kapang

production and role in lignin degradation. FEMS Microbiol, 13: 125-135.

Imman, S., Arnthong, J., Burapatana, V., Champreda, V., dan Laosiripojana, N.

2014. Effects of Acid and Alkali Promoters on Compressed Liquid Hot

Water Preteatment of Rice Straw. Bioresource Technology, 171: 29-36

Iranmahboob, J., Nadim, F., dan Monemi, S. 2002. Optimizing acid-hydrlysis: a

critical step for production of ethanol from mixed wood chips. Biomass

and Bioenergy, 22: 401-404.

Irawati, D., Azwar, N.R., Syafii, W., dan Artika, I.M. 2009. Pemanfaatan Serbuk

Kayu untuk Produksi Etanol dengan Perlakuan Pendahuluan

Delignifikasi Menggunakan Kapang Phanerochaete chrysosporium. Ilmu

Kehutanan, 3 1.

58

Johjima, T., N. Itoh, M., Kabuto, F.,Tokimura, T., Nakagawa, H.,Wariishi dan

Tnaka, T. 1999. Direct interaction of lignin and lignin peroxidase and

laccase in the Phanerohaete chrysosporium.Proc. Natl. Acad.Sci.USA,

96: 1989-1994.

Judoamidjojo, M., Abdul,A.D dan Endang, G.S. 1992. Teknologi Fermentasi.

Rajawali Press. Jakarta.

Karimi, K., Emtiazi, G dan Taherzadeh, M.J. 2006. Ethanol production from

dilute-acid pretreated rice straw by simultaneous saccarification and

fermentation with Mucor indicus, Rhizopus oryzae, and Saccharomyces

cerevisiae. Enzyme and Microbial Technology, 40: 138-144.

Karthika, K., Arun, A.B, Rekha, P.D. 2012. Hidrolisis dan karakterisasi enzimatik

biomassa lignoselulosa yang terpapar radiasi sinar elektron. Karbohidrat

Polym. 90: 1038- 1045 .

Kasmiran, A. 2011. Pengaruh Lama Fermentasi Jerami Padi dengan

Mikroorganisme Lokal Terhadap Kandungan Bahan Kering, Bahan

Organik dan Abu. Lentera, 11(1).

Khan, F., Ahmad, S.R., Kronfli, E. 2006. γ -Radiasi menginduksi perubahan fisik

dan sifat kimia lignoselulosa. Biomakromolekul. 7: 2303 -2309

Kheiralla, H.Z., Said, M.B.E., Saad, M.A.M., Douaa, .H.A.A. 2013.Optimization

of Cultural Conditions for Lignin Peroxidase Production Phanerochaete

chrysosporium and Pleurotus Ostreatus. Academia Journal of

Biotechnology, 2315–7747.

Kim, J.Y., Na, C.S., Kim, D.S., Kim, J.B., dan Seo, Y.W. 2015. Efek dari iradiasi

sinar gamma kronis pada lignoselulosa dari Branchypodium distachyon.

Selulosa, 22: 2419-2430.

Kirk, T.K dan Cowling, E.B. 1984. Biological Decomposition of Solid Wood.

Dalam : Rowel, R.M, Editor. The Chemistry of Solid Wood. Washington

DC: American Chemical Society.

Kristensen, J.B. 2009. Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulose: Substrate

Interaction and High Solids Loadings. Forest and Landscape Research.

42: 102–111.

Kumar, P., Barret, D.M., Delwiche, M.J., Stroeve, P. 2009. Methods For

Pretreatment Lignoellulosic Biomass For Efficient Hydrolysis And

Biofuel Production. Ind. Eng. Chem. Res. 48: 3713 -3729.

Larasati, T.R.D., Mulyana, N., Nurhasni dan Hasanah, U. 2016. Pengaruh

Radiasi Gamma terhadap Kemampuan Degradasi Lignin Phanerochaete

chrysosporium dan Ganoderma lucidum. Jurnal Sains dan Teknologi

Nuklir Indonesia,17 (1): 21-36.

Lee, H.V., Hamid, S.B.A., dan Zain, S. 2014. Conversion of Lignoselulosic

Biomass to Nanocellulose : Strukture and Chemical Process. The scientific

World Journal,20.

Lehninger. 1982. Dasar Dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta.










59

Li, M.Q., Li, J.X., Jiang, L.Y., Xiong, Y.X., Hu, L.Q.,Tan, H.X., Wang, Q.K., dan

Su, J.X. 2016. Analysis Of Degradation Products And Structural

Characterization Of Giant Reed An Chinese Silvergrass Preteated by 60

Co-

Γ Irradiation. Industrial Crops And Products, 307-315.

Lowry, O.H., Rosenbrough, N.J., Farr, A.L. dan Randall, R.J. 1951. Protein

Measurement with the Folin Phenol Reagent. J. Biol. Chem, 193: 265-275.

Lydia, A., Sjarief, S.H., Sutarmi, A., dan Sudrajad, D. 1994. Pengaruh Kapang Iradiasi untuk Produksi Glukosa dari Tepung sagu. Majalah BATAN.

27: 3–4, 25–34.

Mahreni. 2012. Aplikasi dan Peranan Pelarut Ramah Lingkungan Room

Temperature Ionic Liquid, RTIL dalam Proses Konversi Lignoselulosa.

Review. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia, 1693–4393.

Maijala, P., Hakala, T.K ., Salo, V., Lundell, T., Hatakka, A. 2002.

Characteristics of a new white-rot fungus with potential in biopulping.

In: Conference Proceedings of the Workshop of COST E23 Action

Biotechnology in the Pulp and Paper Industry,Biotechnology for

improving pulp and papper processing, November 28–29. Centre

Tehnique du papier, Grenoble, France, p.10.

Mc. Donald, P., R.A. Edward, J.F.D., Greenhalg dan C.A.Morgan. 2002. Animal

Nutrition , 6 th

.edition. Longman Scientific Technical Co. Pumbished in

The United States with John Willey and Sons Inc.New York.

Miller, G. L. 1959. Use of Dinitrosalycylic Acid Reagen for Determination of

Reducing Sugar, Anal. Chem. 31:426.

Monteil- Rivera, F., Phuong, M., Ye, M., Halasz, J., dan Hawari, J. 2013.

Isolation and Characterization of Herbaceous Lignins for Applications In

Biomaterials. Industrial Crops And Products, Green Chemistry, 16(4):

1897-1903.

Mulyana, N., Larasati, T.R.D., Nurhasni., Ningrum, M. 2015. Produksi Enzim

Selulase Dengan Fermentasi Fase Padat Menggunakan Aspergillus Niger

Yang Diiradiasi Gamma Pada Limbah Jerami Padi. Jurnal Ilmiah Aplikasi

Isotop dan Radiasi,11(1).

National Center of Biotechnology Information. 2008. Taxonomy Browser.

Phanerochaete chrysosporium. Retrieved from: https://www.ncbi.nlm. nih.

gov/ taxonomy/?term=phanerochaete+chrysosporiu+m.

Nelson dan Suparjo. 2011. Penentuan Lama Fermentasi Kulit Buah Kakao dengan

Phanerochaete chrysosporium: Evaluasi Kualitas Nutrisi Secara Kimiawi

ARGINAK.1(1): 1-10.

Novia, A.W.R. 2014. Pembuatan Bioetanol Dari Jerami Padi Dengan Metode

Ozonolisis –Simultaneous Saccarification And Fermentation (SSF). Skripsi :

Universitas Sriwijaya.

Oojikaas, L.P., Weber, F.J., Buitelaar, R.M., Tramper, J., dan Rinzema, A.

2000.Trends Biotechnol, 18: 356.

60

Orozco, R.S., Hernandez, P.B., Ramirez, N.F., Morales, G.R., Luna, J.S., dan

Senin- toya, A.J.C. 2012. Radiasi Sinar Gamma Yang Diinduksi Degradasi

Kulit Jeruk. Energi , 5: 3051-3063.

Osvaldo, Z. S., Panca P. S., Faizal, M. 2012. Pengaruh Konsentrasi Asam dan Waktu

Pada Hidrolisis dan Fermentasi Pembuatan Bioetanol dari Alang–Alang.

Universitas Sriwijaya. Jurnal Teknik Kimia ,18(2).

Ottenheim, C., Werner, K.A., Zimmermann, W., Wu, J.C. 2015. Improved

Endoxylanase Prodution and Colony Morphollogy of Aspergillus niger DSM

26641 by γ-ray Induced Mutagenesis. Biochemical Engineering Journal , 94:9-

14.

Pangesti, N.W.I., Arini, P., dan Estu, R.N. 2012. Pengaruh Penambahan Molase

pada Produksi Enzim Xilanase oleh Kapang Aspergillus niger dengan

Substrat Jerami Padi. Bioteknologi, 9(2): 41-48.

Pason, P., K. Ratanakhanokchai dan Kyu K.L. 2003. Multiple Cellulases and

Xylanases of Bacillus circulans B-6. Biotechnology for Sustainable

Utilization of Biological Resources in the Tropics. Proceedings of Project

Seminars in 2000-2003 for JSPS- NCRT/DOST/LIPI/VCC. IC Biotech,

Japan 16: 305-310.

Perez, J., Munoz, J., Dorado, T., De la Rubia dan Martinez, J. 2002.

Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and

lignin: an overview, Int. Microbiol, 5:53-63.

Praveen, K., Usha, K.Y, Reddy, B.R. 2014 Enhanced Production of Lignolitic

Enzymes by a Mushroom Stereum ostra. Biotechnol Res int: 815495.

Rahayuningsih, M. 2003. Toksisitas dan Aktivitas Dipterosidal Bioinsektisida

Bacillus thuringiensis israelensis Tipe Liar dan Mutan pada Berbagai

Formulasi Media dan Kondisi Kultivasi. Disertasi. Bogor: Institut

Pertanian Bogor.

Rahmawati, F., Bambang, D. A., Rina, Y. 2013. Pemanfaatan Iradiasi Gelombang

Mikro Untuk Memaksimalkan Untuk Proses Preteatment Degradasi Lignin

Jerami Padi pada produksi Bioetanol. Universitas Brawijaya. Jurnal Bioproses

Komoditas Tropis, 1(1).

Reed, G dan Rehm, H. J. 1983. Biotechnology Vol III : Industrial

Microbiology.Wesport Connecticut: AVI Publishing Company Inc.

Riganakos, K.A. 2010. Food Irradiation Techniques.dalam I.S. Arvanitoyannis

(ed.). Irradiation of Food Commodities. Academic Press, USA.

Roth, H. J dan Gottfried, B. 1994. Analisis Farmasi, Cetakan Kedua ,

diterjemahkan oleh Sardjono Kisman dan Slamet Ibrahim, Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta.

Safaria, S., Idiawati, N., dan Zaharah, T.A. 2013. Efektivitas Campuran Enzim

Selulase dari Aspergillus niger dan Tricoderma reesei dalam

menghidrolisis Substrat Sabut Kelapa. JKK, 2 (1): 46–51.

61

Saha, B.C. 2004. Lignocellulose Biodegradation and Application in

Biotechnology. US Government Work. American Chemical Society, 2-14.

Salsabila, U., Diah, M. dan Ellya, I. 2013. Kinetika Reaksi Fermentasi Glukosa

Hasil Hidrolisis Durian Menjadi Etanol. Kimia Student Journal,2 (1).

Saraswati, R.E., Husen dan Simanungkalit. 2007. Metode Analisis Biologi Tanah,

Halaman 10-18. ISBN:978-602-8039-055. Balai Besar Penelitian dan

Pengembangan, Sumber daya Lahan Pertanian.Yogyakarta.

Sastroamidjojo, H. 1985. Spektroskopi , Edisi I, Liberty , Yogyakarta.

Sasikumar, V., Priya, V.C., Shiv, S dan Sathiah, D.S. 2014. Isolation and

Preliminary screening of lignin degrading microbes On line, Journal of

Academia and Industrial Research, 3: 291-294.

Siagian, R.M., Suprapti, S., Komarayati, S. 2003. Studi Peranan Kapang Pelapuk

Putih dalam proses Biodelignifikasi Kayu Sengon (Paraserianthes

falcataria (L) Nielsen). 2003. J.Ilmu & Teknologi Kayu Tropis, 1(1).

Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu, Dasar-dasar Penggunaan. Edisi 2. Penerjemah:

Sastrohamidjojo. Penyunting: Prawirohatmodjo. Yogyakarta: Gajah Mada

University Press. Terjemahan dari : Wood ; Chemistry.

Sjostrom, E., Alen, R. 1999. Analytical Methods in Wood Chemistry, Pulping and

Papermaking. New York: Springer- Verlag Berlin Heidelerg.

Sokanandi, A., Pari, G., Setiawan, D. dan Saepuloh. 2012. Komponen Kimia

Sepuluh Jenis Kayu Kurang Dikenal: Kemungkinan Penggunaan Sebagai

Bahan Baku Pembuatan Bioetanol. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 32(3):

209-220

Somda, M.K., Aly, S., Nicolas, B., Philippe, T. dan Alfred, S.T. 2011. Effect of

Minerals Salts in Fermentation Process using Mango Residues as Carbon

Source for Bioethanol Production. Asian of Industrial Engineering,3(1):

29-38

Stewart, J.J., Akiyama, T., Chapple, C., Ralph, J., Mansfield, S.D. 2009. The

Effect On Lignin Structure Of Overexpression Of Ferulate 5-Hydroxylase

In Hybrid Poplar. Plant Physiol, 150: 621-635

Sun, Y. dan Cheng, J. 2002. Hydrolysis of Lignocellulosic Materials for Ethanol

Production: A Review. Bioresource Technol, 83: 1-11.

Suwadji, E. 1980. Pengaruh Lingkungan Substrat pada Proses Kematian

Mikroorganisme Akibat Radiasi Sterilisasi. Jakarta: PAIR-BATAN.

Tien, M., Kirk, T.K. 1984. Lignin Degrading Enzyme from Phanerochaete

Chrysosporium. App. Environ. Microbial, 54:466.

Tissot, C., Grdanovska, S., Barkatt, A., Silverman, J., Al-Sheikhly, M. 2013. On

The Mechanisms Of The Radiation-Induced Degradation Of Cellulosic

Substances. Radiat. Phys. Chem, 84:185-190.

62

Toledano, A., Serrano, L., dan Labidi, J. 2014. Meningkatkan dasar dikatalisasi

lignin depolimerisasi dengan menghindari lignin repolymerization, Fuel

116: 617-624.

Toledano, A., Serrano, L., Pineda, A., Romero, A.A., Luque, R dan Labidi, J.

2014. Depolymerisation Microwave dibantu dari organosolv lignin melalui

ringan hidrogen bebas hidrogenolisis: skrining Catalyst, Terapan Katalisis

B-Lingkungan 145: 43-55.

Tomas, M., Josef P., Petra O., Igor B. 2010.The Using Of Enzymes For

Degradation Of Cellulose Substrate For The Production Of Biogas.

Proceedings of the 37th International Conference of Slovak Society of

Chemical Engineering (SSCHE). Bratislava, Slovak Republic.

Trisnadewi, A. A. A. S., N. L. G., Sumardani, B. R., Tanama Putri, I.G. L. O.

Cakra, dan I G. A. I. Aryani. 2011. Peningkatan Kualitas Jerami Padi

Melalui Penerapan Teknologi Amoniasi Urea Sebagai Pakan Sapi

Berkualitas Di Desa Bebalang Kabupaten Bangli. Udayana Mengabdi.

Fakultas Peternakan, Universitas Udayana.10(2): 72–74 ISSN:1412-0925

Wan, C., dan Li, Y. 2012. Fungal pretreatment of lignocellulosic biomass.

Biotechnol. Adv, 30(6): 1447- 1457.

Waluyo, L. 2004. Mikrobiologi. Bogor : CV Rajawali.

Wenjuan, Q. 2010. High Consistency Enzimatic Hydrolysis Of

Lignocellulose.The Faculty Of Graduate Studies. The University Of

British Colombia .140.

Winarno, F.G. 1986. Enzim Pangan. Gramedia. Jakarta.

Yang, C.1, Shen, Z., Yu, G., dan Wang, J. 2008. Efek dan efek samping dari γ-

radiation pretreatment pada hidrolisis enzimatik jerami gandum

Bioresour. Technol. , 99, 6240-6245.

Yin, Y., dan Wang, J. 2016. Enhancement of Enzymatic Hydrolysis of Wheat

Straw by Gamma Irradiation- Alkaline Preteatment. Radiation Physics

and Chemistry 123,63-67.

Yumas, M dan Rosniati. 2014. Pengaruh Konsentrasi Starter dan Lama

Fermentasi Pulp Kakao Terhadap Konsentrasi Etanol. Biopropal Industri,

5(1) 13-22.

63

LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Hasil Penelitian

1. Viabilitas Kapang dalam medium PDB (Starter)

Kapang PC-0 PC-500 PC-1000 PC-1500 PC-2000

Viabilitas,

cfu/ml

5,52x109

7,54x109

6,70x108

7,85x108

5,28x109

2.Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase ( LiP )

a. Aktivitas LiP spesifik kapang P. chrysosporium yang diberi perlakuan iradiasi

gamma

No Parameter PC-0 PC-

500

PC-

1000

PC-

1500

PC-

2000

1 Aktivitas

LiP, U/ml

275,35 323,22 538,70 248,90 195,57

2 Protein

terlarut,

mg/ml

0,441 0,406 0,446 0,387 0,446

3 LiP spesifik,

U/mg

624,89a

795,39a

1209,11b

643,52a

438,95a

b. Aktivitas LiP pretreatment NaOH

No Parameter Larutan NaOH

0% 1% 2% 3%

1 Aktivitas LiP,

U/ml

7498a

3001a

12464b

4392a

3. Proses Solid State Fermentation (SSF)

a. Perubahan pH medium SSF terhadap waktu inkubasi

No Perlakuan H-0 H-4 H-8 H-12

1 P0J0 7,40a

7,76b

9,42d

8,77c

2 P0J50 7,64a

7,48a

9,09b

9,36c

3 P0J100 6,57a

8,39b

9,59d

9,01c

4 P1J0 7,40a

7,40a

9,40c

7,77b

5 P1J50 7,43a

8,13b

9,42c

9,49c

6 P1J100 7,07a

7,36b

9,49c

9,66d

64

b. Perubahan kadar air medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 67,08b 65,10

a 67,39

b 67,06

b

2 P0J50 68,10a 67,24

a 67,36

a 57,60

a

3 P0J100 67,96a 66,80

a 66,35

a 65,80

a

4 P1J0 65,55a 66,60

a 67,64

b 67,52

b

5 P1J50 65,76a 67,74

a 67,39

a 66,26

a

6 P1J100 65,23a 72,15

c 67,24

b 68,25

b

c. Perubahan kadar bahan organik medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 72,84bc

72,90c 71,73

b 70,58

a

2 P0J50 75,53c 73,38

b 73,34

b 71,90

a

3 P0J100 75,35c 73,48

b 72,28

a 71,73

a

4 P1J0 72,47b 72,28

b 70,94

a 70,62

a

5 P1J50 75,52c 74,24

b 74,00

b 73,03

a

6 P1J100 75,61c 73,61

b 73,08

b 72,29

a

d. Perubahan kadar ekstraktif medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 8,053a 9,846

a 8,022

a 8,199

a

2 P0J50 7,246a 10,592

c 8,977

b 11,248

c

3 P0J100 6,863a 10,837

b 10,769

b 10,042

b

4 P1J0 8,896a 9,800

a 9,249

a 9,512

a

5 P1J50 8,704a 10,842

b 11,986

b 10,457

b

6 P1J100 7,692a 12,091

c 10,753

b 10,376

b

e. Perubahan kadar hemiselulosa medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 31,714c 25,952

b 23,317

a 27,503

b

2 P0J50 34,343c 29,835

b 22,116

a 28,483

b

3 P0J100 35,520b 32,722

a 28,650

a 28,984

a

4 P1J0 31,558b 31,365

b 29,090

ab 27,575

a

5 P1J50 34,363b 30,438

a 27,825

a 27,391

a

6 P1J100 35,576d 32,534

c 23,827

b 25,744

a

65

f. Perubahan kadar lignin medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 11,633a 10,286

a 9,228

a 7,067

a

2 P0J50 11,137c 10,511

c 9,277

b 5,187

a

3 P0J100 11,635d 10,726

c 5,235

b 3,456

a

4 P1J0 10,747a 9,665

a 7,173

a 6,275

a

5 P1J50 11,361c 9,454

b 7,889

b 4,731

a

6 P1J100 11,085d 8,185

c 3,912

b 1,634

a

g. Perubahan kadar selulosa medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 21,440a 26,816

ab 31,161

b 27,814

b

2 P0J50 22,803a 22,803

a 32,970

c 26,985

b

3 P0J100 21,334b 19,194

a 27,624

c 29,243

d

4 P1J0 21,270a 21,455

a 25,426

ab 27,259

b

5 P1J50 21,091a 23,505

b 26,303

c 30,455

d

6 P1J100 21,252a 20,805

a 34,591

b 34,534

b

h. Perubahan kadar glukosa medium SSF terhadap waktu inkubasi


1 P0J0 2,225a 3,937

a 13,350

b 12,152

b

2 P0J50 2,910b 1,883

a 12,324

c 13,864

d

3 P0J100 2,225a 6,162

b 11,810

c 13,008

c

4 P1J0 3,549a 3,423

a 16,089

c 8,729

b

5 P1J50 3,252a 5,306

b 16,774

d 14,720

c

6 P1J100 3,594a 5,306

b 16,945

c 16,260

c

4. Hasil Solid State Fermentation (SSF)

a. Perubahan degradasi bahan organik setelah 12 hari fermentasi padat

No Perlakuan P0J0 P0J50 P0J100 P1J0 P1J50 P1J100

1 Degradasi

bahan organik

3,10ab

4,80c 4,81

c 2,55

a 3,29

ab 4,39

bc

b. Degradasi hemiselulosa dan lignin setelah 12 hari fermentasi padat

No Perlakuan P0J0 P0J50 P0J100 P1J0 P1J50 P1J100

1 Degradasi

hemiselulosa

13,28a 17,06

ab 18,40

ab 12,62

a 20,29

ab 27,64

ab

2 Degradasi

lignin

39,25a 53,43

bc 70,30

d 41,61

ab 58,36

cd 85,26

e

66

c. Peningkatan kadar selulosa setelah 8 dan 12 hari fermentasi padat

No Perlakuan H-8 H-12

1 P0J0 45,34d 29,73

bc

2 P0J50 44,59d 18,34

a

3 P0J100 29,48bc

37,07cd

4 P1J0 19,54a 28,16

b

5 P1J50 24,71ab

44,40d

6 P1J100 62,76e 62,50

e

d. Peningkatan kadar glukosa setelah 8 dan 12 hari fermentasi padat

No Perlakuan H-8 H-12

1 P0J0 500,00e 446,15

cde

2 P0J50 323,53ab

376,47bc

3 P0J100 430,77bcd

484,62 de

4 P1J0 623,08f 292,31

a

5 P1J50 476,47de

405,88cd

6 P1J100 1579,04g 1511,20

g

67

Lampiran 2. Contoh Perhitungan

a. Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP)

Uraian Ulangan PC-0

PC-

500

PC-

1000

PC-

1500

PC-

2000

Faktor pengenceran, kali 1 1 1 1 1

Abs T=0 1 0,475 0,435 0,410 0,465 0,410

2 0,545 0,540 0,460 0,450 0,410

Abs T=30 1 0,490 0,455 0,435 0,475 0,420

2 0,560 0,555 0,490 0,465 0,420

Delta absorbansi 1 0,015 0,020 0,025 0,010 0,010

2 0,015 0,015 0,030 0,015 0,010

Rata – rata 0,015 0,018 0,028 0,013 0,010

Volume total, ml 4 4 4 4 4

Tebal dalam kuvet, cm 1 1 1 1 1

Volume enzim, ml 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Waktu inkubasi,

menit 1 27 30 28 27 27

2 32 28 27 27 28

Rata – rata 29,5 29 27,5 27 27,5

Aktivitas LiP,

U/ml 1 298,69 358,42 480,03 199,12 199,12

2 252,02 288,02 597,37 298,69 192,01

Rerata 275,35 323,22 538,70 248,90 195,57

STDEV 33,00 49,78 82,97 70,40 5,03

68

b. Aktivitas Spesifik LiP

Uraian Ulangan PC-0

PC-

500

PC-

1000

PC-

1500

PC-

2000

Aktivitas LiP, U/ml 1 298,686 358,423 480,031 199,124 199,124

2 252,016 288,018 597,372 298,686 192,012

Kadar protein terlarut, mg/ml 0,441 0,406 0,446 0,387 0,446

Aktivitas LiP spesifik, U/mg 1 678 882 1077 515 447

2 572 709 1341 772 431

Rerata 625 795 1209 644 439

= 678 U/mg

69

c. Kadar Air, Kadar Bahan Organik Dan Abu

Uraian Ulangan G0 G1 G2

W0, g 1 20,2129 19,8700 20,1718

2 21,2616 19,7382 19,5143

W1, g 1 20,7172 20,3727 20,6909

2 21,7686 20,2312 20,0194

W2, g 1 20,6930 20,3398 20,6557

2 21,7410 20,2012 19,9844

W3, g 1 20,3455 19,9864 20,2895

2 21,3896 19,8501 19,6317

Bb

sampel,

g 1

0,5043 0,5027 0,5191

2 0,5070 0,4930 0,5051

Bk

sampel,

g 1

0,4801 0,4698 0,4839

2 0,4794 0,4630 0,4701

Abu

sampel,

g 1

0,1326 0,1164 0,1177

2 0,1280 0,1119 0,1174

Kadar

air, % 1 4,80 6,54 6,78

2 5,44 6,09 6,93

Rerata 8,62 5,83 5,58

Kadar

bahan

organik,

% 1

72,38 75,22 75,68

2 73,30 75,83 75,03

Rerata 72,66 75,84 75,48

Kadar

abu, % 1 27,62 24,78 24,32

2 26,70 24,17 24,97

Rerata 27,34 24,16 24,52

71

d. Kadar Ekstraktif

Uraian Ulangan

0 4

BK sampel (a) 1 1,0099 1,0532

2 1,0981 1,5115

W0, g 1 49,0662 49,1283

2 49,3498 50,1931

W1, g 1 49,9986 50,0778

2 50,3553 51,5179

Sampel bebas ekstraktif (SBE), g (b) 1 0,9324 0,9495

2 1,0055 1,3248

Ekstraktif, g (c) 1 0,0775 0,1037

2 0,0926 0,1867

BK : SBE, kali 1 1,0831 1,1092

2 1,0921 1,1409

Rerata 1,088 1,125

Kadar bahan organik BK, % 72,84 72,90

Bahan organik BK, g 1 0,7356 0,7678

2 0,7999 1,1019

Bahan organik SBE, g 1 0,6581 0,6641

2 0,7073 0,9152

Kadar bahan organik SBE, % 1 70,5829 69,9407

2 70,3391 69,0813

Rerata 70,4610 69,5110

Kadar ekstraktif, % bk sampel 1 7,674 9,846

2 8,433 9,846

Rerata 8,053 9,846

72

e. Kadar hemiselulosa

Uraian Ulangan

0 4

SBE, g (a) 1 1,0034 1,0046

2 0,9964 1,0871

SBEH, g (b) 1 0,6573 0,7012

2 0,6814 0,7806

Hemiselulosa, g (c) 1 0,3461 0,3034

2 0,3150 0,3065

BK : SBE, kali 1,088 1,125

BK sampel, g (d) 1 1,0913 1,1302

2 1,0837 1,2231

BK : SBEH, kali 1 1,6603 1,6119

2 1,5904 1,5668

Rerata 1,6253 1,5894

Kadar hemiselulosa, % bk sampel 1 31,714 26,844

2 31,714 25,060

Rerata 31,714 25,952

73

f. Kadar lignin

Uraian Ulangan

0 4

SBEH, g 1 0,4080 0,4070

2 0,4083 0,4071

LA, g (a) 1 0,1357 0,1353

2 0,1358 0,1354

Abu, g (b) 1 0,0739 0,0869

2 0,0586 0,0507

Lignin, g (c) 1 0,0618 0,0484

2 0,0772 0,0847

BK : SBEH, kali 1,625 1,589

BK sampel, g (d) 1 0,6631 0,6469

2 0,6636 0,6470

Kadar lignin, % bk sampel 1 11,633 7,482

2 11,633 13,091

Rerata 11,633 10,286

74

g. Kadar selulosa

Uraian Ulangan

0 4

Kadar ekstraktif, % bk sampel (a) 8,053 9,846

Kadar hemiselulosa, % bk sampel (b) 31,714 25,952

Kadar lignin, % bk sampel (c) 1 11,633 7,482

2 11,633 13,091

Kadar abu, % bk sampel (d)

27,160 27,100

Kadar selulosa, % bk sampel 1 21,440 29,620

2 21,440 24,012

Rerata 21,440 26,816

75

h. Kurva Standar Glukosa

Kurva standar glukosa (D-glukosa monohidrat)

Uraian Ulangan I II III IV V VI

Kadar glukosa, mg/ml

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Absorbansi pada 540 nm 1 0.00 0.12 0.21 0.38 0.46 0.58

2 0.00 0.10 0.21 0.39 0.47 0.58

Rerata 0.00 0.11 0.21 0.38 0.47 0.58

Kurva standar :

Absorbansi pada 540 nm 0.0 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6

Glukosa, mg/ml 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Uraian Ulangan G0F1

0 4 8 12

Bk sampel, g

0,3000 0,2000 0,1000 0,2000

Akuades, ml

12 8 4 8

Faktor

pengenceran, kali 1 1 1 1

Absorbansi pada

540 nm 1 0,030 0,060 0,210 0,180

2 0,035 0,055 0,180 0,175

Slope kurva

standar (a) 1,7116 1,7116 1,7116 1,7116

Glukosa, mg/ml 1 0,051 0,103 0,359 0,308

2 0,060 0,094 0,308 0,300

Glukosa, mg/g 1 2,054 4,108 14,377 12,324

2 2,396 3,766 12,324 11,981

Rerata 2,225 3,937 13,350 12,152

(

)

y = 1.7116x

R² = 0.9931

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Glu

kosa

, m

g/m

l

Absorbansi pada 540 nm

Kurva standar glukosa (D-glukosa monohidrat)

76

i. Kurva Standar Protein Terlarut

Kadar protein, µg/ml 0 50 100 200 400 600 800

Absorbansi pada 600

nm 1 0,000 0,051 0,100 0,200 0,420 0,630 0,810

2 0,000 0,050 0,110 0,220 0,410 0,600 0,810

Rerata 0,000 0,051 0,105 0,210 0,415 0,615 0,810

Kurva standar :

Kadar protein, µg/ml 0,00 0,05 0,11 0,21 0,42 0,62 0,81

Absorbansi pada 600 nm 0 50 100 200 400 600 800

Uraian Ulangan PC-0 PC-500

PC-

1000

PC-

1500

PC-

2000

Pengenceran, kali

1 1 1 1 1

Absorbansi 1 0,450 0,410 0,455 0,415 0,420

2 0,450 0,420 0,455 0,375 0,490

Slope kurva standar (a)

979,2 979,2 979,2 979,2 979,2

Kadar protein terlarut, µg/ml 1 440,64 401,47 445,54 406,37 411,26

2 440,64 411,26 445,54 367,20 479,81

Kadar protein terlarut,

mg/ml 1 0,441 0,401 0,446 0,406 0,411

2 0,441 0,411 0,446 0,367 0,480

Rerata 0,441 0,406 0,446 0,387 0,446

y = 979.28x

R² = 0.9998

0

200

400

600

800

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

Pro

tein

ter

laru

t, µ

g/m

l

Absorbansi pada 600 nm

Kurva standar protein terlarut

77

Lampiran 3. Data Uji Statistik IBM SPSS 20.0

1. Pengaruh Dosis Iradiasi Gamma terhadap Aktivitas LiP Spesifik kapang

P. chrysosporium ANOVA VAR00006

Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 672576.523 4 168144.131 9.493 .015

Within Groups 88558.230 5 17711.646

Total 761134.753 9

VAR00006

Duncan

BB N

Subset for alpha = .05

1 2

00 2 438.9500

0 2 624.8900

1500 2 643.5250

500 2 795.3900

1000 2 1209.1050

Sig. .050 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

2. Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Aktivitas LiP kapang P.

chrysosporium dalam medium SSF Substrat Jerami Padi ANOVA

VAR00006

Sum of


Between Groups 73273443.3

75 3 24424481.125 10.465 .023

Within Groups 9335263.50

0 4 2333815.875

Total 82608706.8

75 7

Duncan

BB N


1 2

3% 2 4392.5000

1% 2 5962.5000

0% 2 7497.5000

2% 2

12464.0000

Sig. .117 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

78

3. Pengaruh Perlakuan terhadap Kadar Lignin Selama Proses Delignifikasi

setelah 12 hari ANOVA VAR00006

Sum of

Squares Df Mean Square F Sig.

Between Groups 3071.374 5 614.275 21.623 .001

Within Groups 170.447 6 28.408

Total 3241.821 11

VAR00006

Duncan

BB N


1 2 3 4 5

J0P0 2 39.2500

J1P0 2 41.6050 41.6050

J0P50 2 53.4250 53.4250

J1P50 2 58.3600 58.3600

J0P100 2 70.2950

J1P100 2 85.2600

Sig. .674 .068 .390 .066 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

4. Pengaruh Perlakuan terhadap Kadar Hemiselulosa Selama Proses

Delignifikasi setelah 12 hari ANOVA VAR00006

Sum of

Squares Df Mean Square F Sig.

Between Groups 300.114 5 60.023 2.973 .109


Total 421.241 11

VAR00006

Duncan

BB N


1 2

J1P0 2 12.6200

J0P0 2 13.2800

J0P50 2 17.0650 17.0650

J0P100 2 18.4000 18.4000

J1P50 2 20.2900 20.2900

J1P100 2 27.6350

Sig. .156 .067



79

5. Pengaruh Perlakuan terhadap Kadar Selulosa Pada Hari ke-8 Proses

Delignifikasi

ANOVA

VAR00006

Sum of


Between Groups 2599.698 5 519.940 26.006 .001


Total 2719.657 11

VAR00006

Duncan

BB N


1 2 3

J1P0 2 19.5400

J1P50 2 24.7100

J0P100 2 29.4850

J0P50 2 44.5900

J0P0 2 45.3400

J1P100 2 62.7600

Sig. .075 .872 1.000



6. Pengaruh Perlakuan terhadap Kadar Glukosa Pada Hari ke-8 Proses

Delignifikasi

ANOVA

VAR00006

Sum of


Between Groups 2141837.36

8 5 428367.474 429.782 .000

Within Groups 5980.258 6 996.710

Total 2147817.62

6 11

VAR00006

Duncan

BB N


1 2 3 4

J0P50 2 323.5250

J0P100 2 430.7700

J1P50 2 476.4750

J0P0 2 500.0000

J1P0 2 623.0750

J1P100 2 1579.0400

Sig. 1.000 .079 1.000 1.000



81

P. chrysosporium 1000 Gy Substrat setelah diiradiasi

Kadar Ekstraktif Kadar hemiselulosa

Kadar Lignin Kadar Abu

(0kGy) (50 kGy) (100kGy

)

Uji Protein terlarut Uji Glukosa

Uji Aktivitas enzim Fermentasi Padat Substrat Jerami Padi

BIODATA MAHASISWA

IDENTITAS PRIBADI

Nama Lengkap : Anisa Ulfatu Aeni

Tempat Tanggal Lahir : Cilacap, 31 Maret 1995

NIM : 1113096000011

Anak ke : 1 dari 3 bersaudara

Alamat Rumah : Jl. Cut Mutiah Kp. Rawa Panjang RT

01 RW 03 Kel Sepanjang Jaya Kec.

Rawa Lumbu Kota Bekasi

Telp/HP. : 081381686245

Email : [email protected]

PENDIDIKAN FORMAL

Sekolah Dasar : SDN Ciporos 07

Lulus tahun 2007

Sekolah Menengah Pertama : MTS Al- Islam Cijantung

Lulus tahun 2010

SLTA/SMK : MAN Cijantung

Lulus tahun 2013

Perguruan Tinggi : UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Masuk tahun 2013

PENDIDIKAN NON FORMAL

Kursus/Pelatihan

1. Sistem Managemen Mutu

Berbasis ISO 9001: 2008

: No. Sertifikat 067/ISP-S/V/2017

2. Sistem Managemen Mutu

Berbasis ISO 17025: 2005

: No. Sertifikat 068/ISP-S/III/2017

3. Keamanan dan Keselamatan Kerja

di Laboratorium Kimia

:

No. Sertifikat -

PENGALAMAN ORGANISASI

1. Himpunan Mahasiswa Kimia : Jabatan Staff Ahli Kerohanian Islam

Tahun 2014 s/d 2015

2. Himpunan Mahasiswa Kimia : Jabatan Menteri Kerohanian Islam

Tahun 2015 sd 2016

PENGALAMAN KERJA

1. Praktek Kerja Lapangan (PKL) : Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi

(PAIR) BATAN / 2016

Judul PKL “Biosorpsi Cd (II) dan Cr

(IV) dengan Inokulan Fungi

Phanerochaete chrysosporium”

SEMINAR/LOKAKARYA

1. Seminar Nasional Biokimia : Bulan/Tahun Mei/2014

Sertifikat ada

2. Keamanan dan Keselamatan Kerja

di Laboratorium Kimia, dan

Pengenalan Android untuk

Pembelajaran Kimia di

Laboratorium

: Bulan/Tahun September/2013

Sertifikat ada

perlakuan sinar gamma pada substrat jerami padi dan...

Documents