POTENSI ISOLAT JAMUR PELAPUK PUTIH DARI MERBABU UNTUK

DEKOLORISASI PEWARNA BLUE-R DAN ORANGE

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada

Jurusan Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Oleh:

Ana Mellya Sarrahwati

A420130127

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

1

POTENSI JAMUR PELAPUK PUTIH DARI MERBABU UNTUK

DEKOLORISASI PEWARNA BLUE-R DAN ORANGE

Abstrak

Dekolorisasi adalah proses perusakan warna atau penghilangan kepekatan warna.

Jamur pelapuk putih memiliki kemampuan bioremediasi yang baik dan ramah

lingkungan, salah satunya adalah dekolorisasi. Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk mengetahui kemampuan 5 isolat JPP dari gunung Merbabu dalam

mendekolorisasi pewarna Blue-R dan Orange (100 ppm) pada media padat

menggunakan PDA dalam waktu 14 hari. Penelitian ini merupakan penelitian

eksperimental dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) 2 faktor, yaitu

faktor 1 adalah isolat JPP dan faktor 2 adalah pewarna sintetis. Pengulangan

dilakukan sebanyak dua kali. Hasil penelitian dianalisa menggunakan deskriptif

kualitatif. Parameter yang digunakan adalah zona bening yang terbentuk pada media

PDA+warna. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak semua isolat bisa

mendekolorisasi pewarna Blue-R dan Orange. Isolat yang mampu mendekolorisasi

kedua pewarna dengan kemampuan tinggi ditunjukkan oleh isolat MB1 dan MB15.

Kata kunci: Dekolorisasi, Jamur Pelapuk Putih, Pewarna azo, Blue-R, Orange, Isolat.

Abstract

Decolorization is process of color destruction or color density removal. White Rot

Fungi has good bioremediation capability and eco-friendly, one of them is

decolorization. The aim of study was to investigate the potency of 5 isolates white rot

fungi from Merbabu mountain to decolorizing of synthetic dyes Blue-R and Orange

in solid medium of PDA. This research is an experimental research using

Randomized Complete Design with 2 factors, first factor is isolates and second

factor is dyes with two repetitions. Analyzed by using qualitative descriptive.The

parameter of this research is clear zone formed on medium. The results showed that

not all isolates could decolorize of Blue-R and Orange dyes. Isolates wich capable

to decolorizing of both dyes with high-ability are MB1 and MB15 isolates.

Keywords: Decolorization, White Rot Fungi, Azo dyes, Blue-R, Orange, Isolates

2

1. PENDAHULUAN

Pewarna sering digunakan dalam berbagai sektor industri, antara

lain tekstil, makanan, penyamakan kulit, kertas, kosmetik dan industri

farmasi (Dallgo, 2005 dalam Lyra, 2009). Pada proses pewarnaan tekstil

kebanyakan menggunakan zat warna sintetik dibandingkan dengan zat

warna alam karena zat warna sintetik dapat memenuhi kebutuhan skala

besar, warnanya lebih bervariasi dan pemakaiannya lebih praktis.

Pewarna sintetik digunakan secara ekstensif pada industri tekstil lebih

dari 700.000 ton dari sekitar 10.000 pewarna sintetik yang berbeda yang

diproduksi secara global (Mc Mulan et al., 2001).

Penggunaan zat warna azo paling banyak digunakan pada industri

tekstil karena harganya ekonomis dan mudah diperoleh. Salah satu zat

warna azo adalah RBBR (Remazol Brilliant Blue R) dan Orange.

Golongan azo yang merupakan seyawa heterosiklis yang unsur

pembentuknya dari quinone. Anthraquinone muncul sebagai warna alami

di alam, terdiri dari cincin benzene dengan gugus hidroksil yang disebut

phenol (Murugesan, 2006).

Pada proses pewarnaan, pewarna tidak 100% terserap tetapi sekitar

10-15% dilepaskan menjadi limbah (Boer et al., 2004 dalam Ashger,

2006). Kebanyakan pewarna akan terlihat pada cairan limbah pada

konsentrasi 1 mg/L (Sandhya, 2010). Komponen limbah dapat

menyebabkan kerusakan yang serius pada ekosistem dan kesehatan. Hal

ini akan mengakibatkan turunnya DO (Dissolve Oxygen) dalam

ekosistem perairan dan berakibat ada peningkatan COD (Chemical

Oxygen Demand) (Sharma et al., 2012).

Metode biologi memiliki keunggulan dibanding metode yang lain

karena paling efektif, efisien dan ekonomis (Gupta et al., 2011 dalam

Arifin, 2012). Jamur pelapuk putih merupakan kelompok jamur

Basidiomycetes penghasil enzim ligninolitik ekstraseluler yang

3

mampu digunakan untuk merombak berbagai macam hidrokarbon

poliaromatik senyawa fenolik dan zat warna (Hakala, 2007). Jamur

tersebut menghasilkan enzim-enzim ligninolitik ekstraseluler seperti

lignin peroksidase (Li-P), mangan peroksidase (Mn-P) dan lakase

(Jebapriya, 2013). Jamur pelapuk putih memiliki kemampuan

bioremediasi yang baik termasuk dekolorisasi zat warna.

Penelitian Muslimah & Nengah (2013) mengenai kemampuan isolat

jamur pelapuk putih dari koleksi Institut Teknologi Sepuluh November

(ITS) dalam mendekolorisasi zat warna RBBR (Remazol Brilliant Blue R)

yang merupakan golongan azo mengungkapkan bahwa, dari keseluruhan

22 isolat mampu mendekolorisasi zat warna biru tersebut dengan baik

tertuma pada spesies Climacodon septentrionalis. Hasil penelitian Lyra et

al., (2009) menunjukkan bahwa, warna orange (metil-orange) mampu

didekolorisasi baik dengan jamur Hexagonia hydnoides dan Pycnoporus

sanguineus dengan presentase 52.6%.

Setelah dilakukan pra penelitian dekolorisasi warna Black-B oleh 14

isolat yang diambil dari gunung Merbabu, diperoleh beberapa isolat

unggul. Lima isolat memiliki kemampuan dekolorisasi baik. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui potensi isolat jamur pelapuk putih dari

Merbabu untuk dekolorisasi pewarna Blue-R dan Orange.

2. METODE

Penelitian dilakukan di Laboratorium Pendidikan Biologi Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Surakarta

pada bulan Februari sampai Juli 2017.

Jenis penelitian ini adalah eksperimen. Rancangan percobaan ini

menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari dua

faktor, yaitu isolat jamur pelapuk putih (MB1, MB2, MB3, MB5, MB15)

dan pewarna tekstil, yaitu Blue-R dan Orange dengan pengulangan

4

sebanyak 2 kali. Parameter yang diukur adalah terbentuknya zona bening

pada media PDA+warna. Hasil dianalisa menggunakan deskriptif

kualitatif. Kemampuan dekolorisasi tiap-tiap isolat dinyatakan dengan

skoring.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Uji dekolorisasi 5 isolat Merbabu terhadap pewarna Blue-R dan

Orange disajikan dalam tabel 3.1.

Tabel 3.1 Kemampuan dekolorisasi 5 isolat JPP gunung Merbabu terhadap

pewarna Blue-R dan Orange inkubasi selama 14 hari

Pewarna

Isolat Blue-R Orange

MB1 +++ +++

MB2 +++ +

MB3 - +++

MB5 ++ -

MB15 +++ +++

Keterangan:

(+++) : kemampuan dekolorisasi tinggi

(++) : kemampuan dekolorisasi sedang

(+) : kemampuan dekolorisasi rendah

(-) : tidak bisa mendekolorisasi pewarna

Berdasarkan tabel 3.1, tidak semua isolat mampu mendekolorisasi

pewarna Blue-R dan Orange pada konsentrasi 100 ppm dalam waktu 14

hari. Isolat MB1 dan MB15 memiliki kemampuan dekolorisasi dengan

skor tinggi (+++) terhadap pewarna Blue-R dan Orange. Isolat yang

memiliki kemampuan tinggi dalam mendekolorisasi pewarna Blue-R

adalah isolat MB1, MB2, dan MB15, sedangkan untuk kemampuan

dekolorisasi dengan skor sedang (++) adalah isolat MB5,dan isolat yang

tidak bisa dekolorisasi terhadap warna Blue-R dengan skor (-) adalah

MB3. Pewarna Orange mampu didekolorisasi dengan skor tinggi (+++)

oleh isolat MB1, MB3 dan MB15, dekorlorisasi warna Orange dengan skor

5

rendah (+) oleh isolat MB2, dan yang tidak bisa mendekolorisasi dengan

skor (-) isolat MB5.

3.2 Pembahasan

Sebanyak 3 isolat Merbabu yang memiliki potensi tinggi untuk

mendekolorisasi pewarna Blue-R. Isolat MB1 dan MB15 memiliki

kemampuan tinggi dalam mendekolorisasi kedua pewarna (Gambar 3.1).

Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Papadopoulou dan Rigas (2014)

bahwa satu spesies jamur pelapuk putih, Ganoderma australe dapat

mendekolorisasi pewarna Blue-R dan Orange dengan kemampuan

dekolorisasi tinggi. Hasil pemudaran warna pada media terlihat hanya

isolat MB1 yang memiliki jejak warna bening dibanding dengan yang

lainnya. Sementara untuk isolat MB2 dan MB15 berwarna hijau

kecoklatan. Berbeda pada media PDA + Orange, dekolorisasi tinggi

terlihat berwarna putih yang ditunjukkan pada isolat MB1, MB3, dan

MB15.

Gambar 4.1 Kemampuan dekolorisasi tinggi isolat Merbabu terhadap pewarna Blue-R (A)

Kemampuan dekolorisasi tinggi isolat Merbabu terhadap pewarna Orange (B)

A B MB1

MB2 MB15

Kontrol Blue-R MB1

MB3 MB15

Kontrol Orange

6

Mekanisme dekolorisasi oleh isolat JPP dibagi menjadi dua, yaitu

secara enzimatis dan non-enzimatis (Wilkolazka, 2002). Secara enzimatis,

enzim yang berperan adalah enzim ligninolitik, terutama lakase. Enzim

tersebut berfungsi untuk memineralisasi zat warna dan dapat memecah

ikatan aromatik pada senyawa warna kompleks sehingga dapat terjadi

pemudaran warna. Reaksi enzimatik pada lakase merupakan reaksi

oksidasi yang menghasilkan satu elektron hasil oksidasi senyawa fenol dan

mereduksi oksigen menjadi air. Menurut Jebapriya (2013) Enzim

ligninolitik merupakan enzim ekstraselular yang disekresikan oleh jamur

pelapuk putih dalam menginisiasi oksidasi lignin di luar lingkungan sel.

Kelompok enzim ini diantaranya peroksidase (LiP dan MnP) dan lakase.

Lakase adalah enzim yang berperan paling banyak dalam proses

pemudaran warna. Namun, pada setiap spesies jamur pelapuk putih dalam

mendekolorisasi zat warna, enzim yang digunakan berbeda-beda.

Phanerochaete chrysosporium menggunakan lignin peroksidase (LiP)

secara dominan dalam memudarkan zat warna (Jebapriya, 2013). Hal ini

yang menyebabkan perbedaan kemampuan dekolorisasi pada tiap-tiap

isolat Merbabu. Kemungkinan warna zona bening yang dihasilkan dari

tiap-tiap isolat terhadap pewarna Blue-R dan Orange juga disebabkan oleh

jenis enzim yang disekresikan. Seperti zona bening yang dihasilkan oleh

isolat Merbabu dengan dekolorisasi kemampuan tinggi terhadap pewarna

Blue-R (MB1, MB2, dan MB15) (Gambar 3.1 A) berbeda-beda kepudaran

warnanya. Zona bening yang dihasilkan isolat Merbabu terhadap pewarna

Orange dengan kemampuan tinggi (MB1, MB3, dan MB15) juga berbeda

terhadap warna Blue-R (Gambar 3.1 B) kepudaran warna pada Orange

berwarna putih.

Sekresi enzim dipengaruhi keadaan lingkungan jamur, seperti pH dan

suhu. pH pada penelitian ini bersifat asam, yaitu 6. Pada jamur pelapuk

putih pH yang optimum adalah asam sampai netral atau sekitar 5-7. Pada

setiap spesies jamur berbeda-beda kebutuhan pHnya. Hasil penelitian

7

Mansur (2003) mengungkapkan bahwa Pleurotus ostreatus membutuhkan

pH 6,5 untuk mensekresi enzim lakase dengan optimal. Selain itu suhu

juga berperan dalam sekresi enzim. Suhu yang digunakan dalam

penelitian ini adalah suhu ruang berkisar 27°C - 28°C. Hal ini diperkuat

dengan hasil penelitian Dharajiya (2016) bahwa jamur pelapuk putih pada

spesies Phanerochaete chrysosporium membutuhkan suhu ruang untuk

bisa mendekolorisasi dengan optimal.

Pemudaran warna secara enzimatis juga dapat dibarengi dengan

proses non-enzimatis. Menurut Awaludin (2001) dalam Wulandari

(2014), dinding sel jamur pelapuk putih mengandung matriks

ekstraseluler yang tersusun dari berbagai macam senyawa organik, yaitu

enzim, protein, dan polisakarida. Dinding sel juga mengeluarkan gel yang

berungsi sebagai perekat yang mampu menyerap warna pada media.

Miselium jamur yang bersifat hidrofobik dan zat warna yang bersifat

hidrofilik. Gel yang dikeluarkan oleh miselium tersebut dapat memacu

interaksi hidrofobik-hidrofilik miselium jamur dan pewarna menyebabkan

mekanisme adsorbsi. Hal ini menyebabkan miselium bisa berubah warna

menjadi warna yang diserapnya atau bahkan lebih muda. Aktifitas

dekolorisasi dengan dua proses ini terjadi pada isolat MB15 dalam

mendekolorisasi pewarna Orange (Gambar 3.2). Menurut Knapp (1995),

proses dekolorosiasi dengan cara penyerapan tidak terlalu maksimal,

minimal warna yang dapat terserap kurang dari 50%. Berdasarkan hasil

penelitiannya, spesies Corioulus versicolor misalnya, kemampuan

penyerapan warna hanya berkisar 5-10%.

8

Gambar 3.2 tampak depan penyerapan warna miselium dari proses adsorbsi (A) tampak

belakang zona bening yang terbentuk dari dekolorisasi (B)

Stuktur ikatan zat warna juga dapat memengaruhi daya dekolorisasi

suatu isolat. Berdasarkan pengamatan, isolat Merbabu paling baik

mendekolorisasi warna Blue-R dibandingkan warna Orange. Hal ini

terlihat dari zona bening yang terbentuk. Pemudaran warna yang terjadi

pada Blue-R lebih bisa diamati dan dibedakan dibandingkan dengan

Orange. Zat warna Blue-R dan Orange termasuk kedalam zat warna reaktif

yang juga yang termasuk golongan azo. Zat warna azo mempunyai sistem

kromofor dari gugus azo (-N=N-) yang berikatan dengan gugus aromatik

(benzena). Pemudaran warna Orange lebih sulit dilakukan oleh isolat

Merbabu hal ini dimungkinkan karena ikatan kovalen pada warna Orange

lebih kuat dibanding dengan Blue-R atau waktu dekolorisasi yang

dibutuhkan lebih lama. Hal ini berbeda dengan hasil penelitian Gill (2002)

bahwa pewarna orange mudah sekali didekolorisasi oleh isolat JPP pada

media cair hanya dalam waktu 72 jam. Menurut Toh (2003) dalam Ashger

(2006) kompleksitas struktur warna saja bukan satu-satunya indikator

tingkat kesulitan dekolorisasi suatu zat warna tertentu. Hal tersebut juga

bergantung pada spesies jamur pelapuk putih dan lingkungannya. Hasil

penelitian Kitwechkun & Khanoungnuch (2004) mengungkapkan bahwa,

pewarna azo dapat didekolorisasi baik oleh jamur Corioulus vesicolor.

A B Kontrol Orange MB15 MB15

9

4. PENUTUP

Setelah dilakukan penelitian mengenai potensi dekolorisasi pewarna

Blue-R dan Orange maka dapat disimpulkan bahwa, isolat MB1 dan MB15

mampu mendekolorisasi dengan kemampuan tinggi terhadap pewarna

Blue-R dan Orange pada konsentrasi 100 ppm dalam waktu 14 hari.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka saran untuk

penelitian dekolorisasi selanjutnya adalah perlu dilakukan penelitian

menggunakan isolat jamur pelapuk lain atau pewarna sintetis azo yang

lainnya dan dilakukan penelitian dekolorisasi pada media cair.

5. PERSANTUNAN

Terimakasih kepada keluarga, Ibu Triastuti Rahayu yang telah

membimbing selama penyusunan skripsi, dan teman-teman yang telah

memberi bantuan untuk penelitian skripsi dan penulisan artikel ilmiah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Arifin, Z., Irawan, D., Rahim, M., & Ramantiya, F. (2012). Adsorpsi Zat

WarnaDirectBlack 38 Menggunakan Kitosan Berbasis Limbah Udang

Delta Mahakam. Jurnal Ilmiah Berkala Sains dan Terapan Kimia, 6(1), 35-

45.

Ashger, M., Shah, S.A.H,. M. Ali,. R.L Legge. (2006). Decolorization of Some

Reactive Dyes by White Rot Fungi Isolated From Pakistan. World Journal

of Microbiology and Technology, 22, 89-93

Dharajiya, D., Shah, M., & Bajpai, B. (2016). Decolorization of Simulated

Textile Effluent by Phanerochaete chrysosporium and Aspergillus

fumigatus A23. Nature Environment and Pollution Technology, 15(3), 825.

Hakala, T. (2007). Characterization of the lignin-modifying enzymes of the

selective white-rot fungus Physisporinus rivulosus. University of Helsinki:

Department of Applied Chemistry and Microbiology.

10

Jebapriya, G. R., & Gnanadoss, J. J. (2013). Bioremediation of Textile Dye Using

White Rot Fungi: A review. International Journal of Current Research and

Review, 5(3), 1.

Knapp, J. S., & Newby, P. S. (1995). The Microbiological Decolorization

of an Industrial Effluent Containing a Diazo-Linked Chromophore.

Water research, 29(7), 1807-1809.

Lyra, E. S., Moreira, K. A., Porto, T. S., Da Cunha, M. C., Júnior, F. P., Neto, B.

B., & Porto, A. L. P. (2009). Decolorization Of Synthetic Dyes by

Basidiomycetes Isolated From Woods of the Atlantic Forest (PE),

Brazil. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25(8), 1499-

1504.

Mansur, M,. Arias M.E,. Copa Patino J.L,. Flardh M,. Gonzales A.E,. (2003). The

White-Rot Fungus Pleurotus ostreatus Secretes Laccase Isozymes with

Different Substrete Specificities. Mycologia, 95(6), 1013-1020.

Martani, Erni., Sebastian Margino., Elisa Nurnawati. (2011). Isolasi dan

Karakterisasi Jamur Pendegradasi Warna Tekstil. Jurnal Manusia dan

Lingkungan, 18(2), 127-136.

Mc Mullan, G,. Meehan, C,. Coneely, C,. Kirby, N,. Robinson, T., P, Nigan,. I.M

Banat,. R. Marchant., W.F Sinyth. (2001). Microbial Decoulorisation and

Degradation of Textile Dyes. Appl Microbial Biothecnol, 56, 81-87.

Murugesan, K., Arulmani, M., Nam, I. H., Kim, Y. M., Chang, Y. S., &

Kalaichelvan, P. T. (2006). Purification and Characterization of

Laccase Produced by A White Rot Fungus Pleurotus sajor-caju Under

Submerged Culture Condition and its Potential in Decolorization of Azo

Dyes. Applied Microbiology and Biotechnology, 72(5), 939-946.

Muslimah, S., & Kuswytasari, N. D. (2013). Potensi Basidiomycetes Koleksi

Biologi ITS sebagai Agen Biodekolorisasi Zat Warna RBBR. Jurnal Sains

dan Seni ITS, 2(2), E234-E239.

Papadopoulou, K., & Rigas, F. (2014). Degradation of Dyes Used in

Textile Industries by Selected White-Rot Fungi. Recent Advances in

Energy and Environmental Management, 163-168.

Sandhya, S. (2010). Biodegradation of Azo Dyes Under Anaerobic Condition:

Role of Azoreductase. In Biodegradation of Azo Dyes (pp. 39-57).

Springer Berlin Heidelberg.

11

Sharma, N., Tiwari, D. P., & Singh, S. K. (2012). Decolourisation of Synthetic

Dyes by Agricultural Waste-A Review. International Journal of

Scientific & Engineering Research, 3(2), 1-10.

Wikolazka, A.J,. Dest J.K.R,. Malarczky E,. Wardas W,. Leo Nowicz A,. (2002).

Fungi and Their Ability to Decolorization Azo and Anthraquinonoc Dyes.

Enzime and Microbial Technology, 30, 566-572.

Wulandari, F. Y., Ratnaningtyas, N. I., & Dewi, R. S. (2014). Dekolorisasi

Limbah Batik Menggunakan Limbah Medium Tanam Pleurotus ostreatus

pada WaktuInkubasi yang Berbeda. Scripta Biologica, 1(1), 73-77.