UJI AKTIVITAS ENZIM SELULASE DAN XILANASE ISOLAT KAPANG TANAH WONOREJO SURABAYA

Rahayu Puji Astutik*, Nengah Dwianita Kuswytasari1, Maya Shovitri1

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Gedung H Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji tentang kemampuan isolat kapang tanah dari Wonorejo Surabaya dalam menghasilkan enzim selulase dan xilanase juga aktivitas enzimatisnya. Tiga puluh tujuh (37) isolat kapang didapatkan dari koleksi kultur Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi ITS. Media yang digunakan adalah Cellulose Congo Red Agar (CCRA) untuk eksplorasi enzim selulase dan media padat dedak gandum untuk enzim xilanase. Dari hasil penelitian ini lima besar isolat kapang berdasarkan rasio zona bening dan aktivitas enzim selulase terbesar adalah Penicillium sp.1 sebesar 1,86 cm:12,58 IU/ml, Penicillium sp.2 sebesar 1,67 cm:16,47 IU/ml, Penicillium sp.3 sebesar 1,82 cm:17,66 IU/ml, Aspergillus niger sebesar 1,78 cm:2,361 IU/ml dan Paecylomyces sp.1 sebesar 1,48 cm:7,5 IU/ml. Sedangkan lima besar isolat kapang berdasarkan rasio zona bening dan aktivitas enzim xilanase terbesar adalah Trichoderma sp.1 sebesar 2,28 cm:6,98 IU/ml, Penicillium sp.3 sebesar 1,47 cm:8,98 IU/ml, Verticillium sebesar 1,33 cm:4,99 IU/ml, Penicillium sp.2 sebesar 1,19 cm:4,67 IU/ml, Aspergillus niger sebesar 1,18 cm :6,88 IU/ml dan Trichoderma sp.2 sebesar 1,18 cm:5,42 IU/ml.

Kata kunci: Aktivitas enzim, selulase, xilanase, zona bening, kapang tanah Wonorejo Surabaya

Abstract

This study was aimed to assess the ability of soil molds isolates from Wonorejo Surabaya to produce cellulase and xylanase and also the activity. Thirty-seven (37) mold isolates obtained from culture collection of Laboratory Microbiology and Biotechnology Department of Biology ITS. The medium used is Cellulose Congo Red Agar (CCRA) for the exploration of cellulase and wheat bran solid media for xylanase. Based in the result, five isolates of the molds based on the ratio of clear zone and the activity of cellulase are Penicillium sp.1 at 1.86 cm: 12.58 IU / ml, Penicillium sp.2 at 1.67 cm: 16.47 IU / ml, Penicillium sp .3 at 1.82 cm: 17.66 IU / ml, Aspergillus niger at 1.78 cm: 2.361 IU / ml and 1.48 cm for Paecylomyces sp.1: 7.5 IU / ml. While the big five isolates of the fungus based on the ratio of clear zone and xylanase activity are Trichoderma sp.1 at 2.28 cm: 6.98 IU / ml, Penicillium sp.3 at 1.47 cm: 8.98 IU / ml, Verticillium at 1.33 cm: 4.99 IU / ml, Penicillium sp.2 at 1.19 cm: 4.67 IU / ml, Aspergillus niger at 1.18 cm: 6.88 IU / ml, and Trichoderma sp.2 at 1.18 cm: 5.42 IU / ml.

Key words: enzyme activities, cellulase, xylanase, clear zone, soil mold Wonorejo Surabaya

*Coresponding Author Phone: 85852081508 1Alamat Sekarang : Jurusan Biologi FMIPA ITS

1. Pendahuluan

Produksi komoditas pertanian Indonesia yang meningkat dari tahun ke tahun menyebabkan meningkatnya pula limbah yang dihasilkan selama pemanenan dan proses pengolahannya.

Selulosa dan hemiselulosa adalah polisakarida yang dibangun oleh ikatan β-1,4 glikosidik dan sangat melimpah pada limbah berlignoselulosa (Howard, 2003). Ikatan β-1,4 glikosidik merupakan ikatan yang stabil yang tidak mudah terputus (Hart, 2003). Akibatnya, proses

dekomposisi alami limbah tersebut berlangsung lama yang selanjutnya menyebabkan penumpukan sampah organik di lingkungan jika tidak ditangani lebih lanjut. Untuk mempercepat proses dekomposisi limbah tersebut diperlukan bantuan enzim selulase dan xilanase yang mampu memutus ikatan β-1,4 glikosidik (Howard, 2003). Penggunaan limbah pertanian sebagai substrat mikroba dalam produksi selulase dan xilanase akan meningkatkan nilai ekonomis dari limbah itu sendiri selain dapat mempercepat daur biomasa limbah tersebut di lingkungan.

Menurut Purwadaria (2003), kemampuan kapang sebagai mikroba pendegradasi selulosa dan hemiselulosa lebih efektif dibandingkan dengan bakteri. Lingkungan Indonesia yang beriklim tropis merupakan lingkungan yang cocok untuk pertumbuhan kapang. Salah satunya adalah kawasan pesisir Wonorejo di Pantai Timur Surabaya yang memiliki substrat dengan kandungan bahan organik yang tinggi yang mendukung pertumbuhan kapang di tanah. Isolat-isolat kapang tanah Wonorejo telah menjadi kultur koleksi Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi ITS dan telah diidentifikasi oleh Kuswytasari et all, (2011). Namun kapang-kapang tersebut belum diketahui kemampuannya dalam menghasilkan enzim selulase dan xilanase.

2. Metodologi

Penelitian dilakukan pada bulan Pebruari sampai Juni 2011 di Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Biologi ITS. Tiga puluh tujuh (37) isolat kapang di dapatkan dari koleksi kultur murni Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi ITS. Isolat kapang diisolasi dari kawasan pesisir Wonorejo Surabaya oleh peneliti sebelumnya (Kuswytasari dkk, 2011). Isolat kapang disubkultur di media PDA (Lampiran I) pada Petri dish.

Media yang digunakan terdiri dari larutan garam mineral dan ekstrak yeast sebagai sumber nitrogen organik untuk meningkatkan produksi enzim. Komposisi media dasar ini terdiri dari: Tabel 3.1 Komposisi Media Dasar, Fauzan (2009)

Zat Komposisi g/L aquades

MgSO4. 7H2O KH2PO4

CaCl.2H2O FeSO4

1 1,5 0,2 0,2

MnSO4 Yeast ekstract

0,2 2

Media selulosa yang digunakan adalah Cellulose Congo Red Agar (CCRA) sedangkan media xilan menggunakan dedak gandum 40 mesh yang dibuat dengan komposisi media dasar sebanyak 1 liter ditambahkan CMC sebanyak 20 gr dan Congo red 0,2 gr atau dedak gandum 40 gr, dan 16 gr agar batang serta ditambahkan 100 mg Chloramphenicol. Media kemudian diautoklaf selama 20 menit pada suhu 121°C dengan tekanan 1,5 atm. Metode pembuatan media ini memodifikasi dari metode Pointing (1999).

Media CCRA dipindahkan ke dalam cawan Petri secara aseptis dan dibiarkan hingga mengeras. Diinokulasikan satu plug kapang yang akan di uji. Diinkubasi pada suhu kamar (30 oC) di tempat gelap. Selanjutnya dilakukan pengukuran diameter koloni dan diameter zona bening setiap hari selama 7 hari. Bagian yang terdegradasi akan dikelilingi warna bening kekuningan sedangkan yang tidak terdegradasi berwarna merah (Pointing ,1999). Aktivitas selulase dihitung sebagai rasio antara diameter zona bening dibagi diameter koloni.

Media uji semukuantitatif degradasi xilan dipindahkan ke dalam cawan Petri secara aseptis dan dibiarkan hingga mengeras. Diinokulasikan satu plug kapang yang akan di uji. Diinkubasi pada suhu kamar (30 oC) di tempat gelap. Selanjutnya setelah koloni berukuran kira-kira 30 mm, dilakukan pewarnaan iodin ( Lampiran I) dengan mengaliri isolat dengan pewarna iodin dan dibiarkan selama 5 menit kemudian dialairi dengan aquades. Aktivitas xilanase dihitung sebagai rasio antara diameter zona terdegradasi yang berwarna kuning dengan latar belakang ungu dibagi diameter koloni.

Hasil isolat kapang yang menunjukkan nilai rasio 5 tertinggi dilanjutkan dengan uji aktivitas enzim selulase dan xilanase. Media dasar fermentasi (Tabel 3.1) beserta substrat masing-masing enzim yang akan diuji (CMC 2%, dedak gandum 4%) dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL. Biakan kapang dilarutkan pada larutan buffer kemudian inokulasikan larutan kapang sebanyak 10 mL Menginkubasi substrat dan larutan garam mineral yang berisi

suspensi kapang pada rotary shaker pada suhu kamar selama 7 hari. Kultur kapang ditambah dengan 100 mL larutan Buffer yang mengandung 0,1 % Tween 80 dan dikocok pada rotary shaker pada 175 rpm selama 135 menit. Melakukan filtrasi dengan menggunakan kertas saring halus untuk memisahkan filtrat dengan mycelia beserta endapan media di dalamnya di mana supernatan mengandung enzim yang di produksi dalam penelitian ini. Aktifitas enzim selulase dan xilanase diuji dengan menggunakan metode Dinitrosalicylic (DNS) oleh Miller (1959) dengan xilosa dan glukosa sebagai standart.

3. Hasil dan Pembahasan

Uji Semikuantitatif Berdasarkan data rasio zona bening

(Lampiran IX), terlihat bahwa dari 37 isolat kapang, terdapat 17 isolat kapang yang memiliki kemampuan menghasilkan enzim selulase dan xilanase (Gambar 4.1). Artinya dalam satu isolat mampu menghasilkan dua enzim selulase dan xilanase. Hal ini sesuai dengan Landecker (1996) yang mengatakan bahwa fungi yang mampu menghasilkan selulase kebanyakan juga mampu menghasilkan xilanase. Isolat kapang tersebut adalah Penicillium sp.1, Penicillium sp.2, Penicillium sp.3, Penicillium sp.4, Aspergillus niger, Paecylomyces sp.1, Verticillium, Mycelia sterilia sp.1, Acremonium, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Mortiriella, Scopulariopsis sp.2, Trichoderma sp.2, Fusarium, dan Stachybotrys sp.1. Dari 17 isolat kapang tersebut ada 9 isolat kapang yang memiliki rasio zona bening selulase dan xilanase yang tidak berbeda secara signifikan, yaitu Stachybotrys sp.1, Paecylomyces sp.3, Fusarium, Trichoderma sp.2, Aspergillus fumigatus, Penicillium sp.4, Scopulariopsis sp.2, Mortiriella dan Verticillium. Isolat kapang dengan rasio zona bening yang relatif sama tinggi pada uji zona bening selulase dan xilanase akan berpotensi untuk mendegradasi bahan berlignoselulosa. Ada kemungkinan bahwa isolat kapang tersebut memiliki enzim yang bekerja secara sinergis mendegradasi bahan yang mengandung selulosa dan xilan pada waktu dan tempat yang sama. Untuk itu perlu dilakukan studi lanjutan.

Gambar 4.1 Rasio Zona Bening Selulase dan Xilanase Kapang Wonorejo Surabaya pada Masa

Inkubasi 7 Hari Sementara itu, dari gambar 4.1 terlihat

bahwa 8 isolat kapang yang lain memiliki rasio zona bening selulase lebih tinggi daripada rasio zona bening xilanase seperti isolat kapang Penicillium sp.1, Penicillium sp.3, Aspergillus niger, Penicillium sp.2, Paecylomyces sp.1, Mycelia sterilia sp.1, Acremonium dan Aspergillus flavus.

Ada 11 isolat kapang yang hanya mampu membentuk zona bening selulase saja tanpa menunjukkan zona bening xilanase. Isolat kapang tersebut adalah Chaetomium, Curvularia, Paecylomyces sp.2, Mycelia sterilia sp.3, Aspergillus oryzae, Scopulariopsis sp.1, Aspergillus versicolor, Gliomastix sp.1, Mycelia sterilia sp.2, Absidia dan Gliocladium. Sedangkan isolat kapang yang hanya menghasilkan zona bening xilanase saja ada 3 yaitu Trichoderma sp.1, Gliomastix sp.2 dan Stachybotrys sp.2. Hal ini menunjukkan bahwa

jumlah isolat kapang yang mampu menghasilkan selulase pada penelitian ini jauh lebih banyak daripada yang menghasilkan xilanase saja. Banyak isolat kapang yang mampu membentuk zona bening pada selulosa karena sumber selulosa yang dipakai adalah CMC. CMC adalah selulosa murni yang dapat larut atau selulosa amorf yang lebih mudah terhidrolisis dibandingkan jika selulosa yang diambil dari alam yang masih berikatan dengan lignin dan hemiselulosa serta masih memiliki struktur kristalin (tidak larut) yang tinggi. Sedangkan sumber xilan yang digunakan pada penelitian ini adalah dedak gandum. Gawende dan Kamat (1999) menyebutkan bahwa dedak gandum memiliki komposisi 37 % selulosa, 34,1 % hemiselulosa, 25,8% lignin dan 9,8% abu.

Menurut Landecker (1996), kapang memiliki kecenderungan untuk menggunakan satu sumber karbon saja. Ketika satu sumber karbon tersebut telah habis barulah kapang memanfaatkan sumber karbon yang lain. Umumnya glukosa adalah sumber karbon yang pertama akan dimanfaatkan oleh kapang. Seperti halnya pada penelitian ini, kapang-kapang yang ditumbuhkan pada media dedak gandum akan memanfaatkan selulosa terlebih dahulu untuk mendapatkan glukosa. Masing-masing kapang memiliki kecepatan yang berbeda-beda dalam memecah selulosa yang masih terdapat di dedak gandum. Sehingga pada ukuran koloni 3 cm, tidak semua kapang sudah mulai memproduksi xilanase karena masih mendapatkan nutrisi dari glukosa. Selulase

Dari 37 isolat yang diuji hanya terdapat 9 isolat yang tidak menghasilkan zona bening (Gambar 4.1), yaitu Trichoderma sp.1, Cephaliospora, Gliomastix sp.2, Stachybotrys sp.4, Stachybotrys sp.3, Stachybotrys sp.2, Exophiala, Paecylomyces sp.5 dan Paecylomyces sp.4. Walaupun demikian isolat kapang tersebut dapat tumbuh pada media selektif yang hanya mengandung sumber karbon selulosa saja. Menurut Purwadaria (2003), isolat kapang tersebut dimungkinkan dapat menghasilkan enzim selulase, hanya saja aktivitasnya kecil sekali sehingga zona bening yang terbentuk terlihat tidak jelas atau mungkin hanya terdapat di bawah koloni sehingga tidak terukur rasio zona beningnya.

Dari Gambar 4.1 dapat dilihat ada 5 isolat kapang yang memiliki rasio zona bening tertinggi yaitu Penicillium sp.1. Penicillium sp.3,

Aspergillus niger, Penicillium sp.2 dan Paecylomyces sp.1. Secara berurutan rasio zona bening isolat kapang tersebut adalah 1,86 cm, 1,82 cm, 1,78 cm, 1,68 cm dan 1,48 cm. Kelima kapang tersebut diuji secara kuantitatif untuk mengetahui aktivitas selulasenya.

Isolat-isolat dari genus Penicillium memiliki diameter koloni yang kecil pada media CCRA (Lampiran IV), namun mampu membentuk zona bening yang luas sehingga memiliki rasio zona bening yang besar yaitu 1,86 cm (Penicillium sp.1), 1,67 cm (Penicillium sp.2) dan 1,82 cm (Penicillium sp.3) seperti yang nampak pada Gambar 4.2. Hasil ini menguatkan penelitian Kusnadi (2010) yang menyatakan bahwa Penicillium memiliki rasio zona bening terbesar yaitu 2,23 cm dan lebih besar dari isolat yang diisolasi dari sampah organik lainnya.

Gambar 4.2 Zona Bening Selulase Kapang 5 Besar

Sedangkan Aspergilus niger (Gambar 4.2) memiliki kecepatan pertumbuhan koloni yang lebih cepat daripada Penicillium, meskipun rasio zona bening yang dihasilkan hampir sama dengan Penicillium yaitu 1,78 cm. Angka tersebut tidak berbeda nyata dengan penelitian Kurniati (2006) yang menyebutkan rasio zona bening isolat kapang pengurai selulosa Aspergillus niger sebesar 1,67 cm.

Paecylomyces sp.1 memiliki rasio zona bening sebesar 1,48 cm.

Penicillium sp.1

Penicillium sp.3

Penicillium sp.2

Aspergillus niger

Paecylomyces sp.1

Isolat kapang yang memiliki rasio zona bening tinggi lainnya setelah 5 besar adalah Verticillium dengan rasio zona bening 1,43 cm dan Chaetomium 1,42 cm (Gambar 4.3). Keduanya dilaporkan sebagai kapang potensial pendegradasi selulosa berdasarkan penelitian Gautam (2010).

Adapun Mycelia sterilia sp.1 dengan rasio zona bening 1,37 cm, Curvularia 1,33 cm, Acremonium 1,31 cm dan Aspergillus flavus 1,3 cm juga memiliki rasio zona bening yang cukup besar, namun kapang-kapang tersebut belum banyak diteliti terkait zona bening selulase yang dibentuknya. Sementara itu Paecylomyces sp.2 memiliki rasio zona bening sebesar 1,23 cm, Mortiriella dan Mycelia sterilia sp.3 sebesar 1,21 cm, Aspergillus oryzae dan Scopulariopsis sp.1 sebesar 1,16 cm.

Isolat kapang dengan rasio zona bening yang lebih kecil adalah Scopulariopsis sp.2 dan Aspergillus versicolor memiliki rasio zona bening sebesar 1,1 cm. Gliomastix, Penicillium sp.4, Aspergillus fumigatus Trichoderma sp.2, Mycelia sterilia sp.3, Absidia, Fusarium, Paecylomyces sp.3, Gliocladium, Stachybotrys sp.1 memiliki rasio zona bening yang lebih kecil dari 1,1 cm. Kapang dengan rasio zona bening yang kecil ini diasumsikan sebagai kapang potensial penghasil selulase walaupun hanya sedikit mengekskresikan enzim selulase.

Dari Gambar 4.1 terlihat bahwa beberapa kapang dengan genus yang sama tetapi memiliki kemampuan menghasilkan zona bening yang berbeda. Contohnya pada genus Penicillium. Penicillium sp 3 memiliki rasio zona bening yang lebih besar dibandingkan Penicillium sp. 1 dan Penicillium sp.2. Hal ini menunjukkan bahwa besar kemampuan enzim masing-masing kapang spesifik terhadap spesies bahkan strainnya (Kusnadi 2010). Perbedaan spesies dan strain kapang memberikan pengaruh terhadap kuantitas dan aktivitas enzim yang di hasilkan. Sohail (2009), melaporkan bahwa Aspergillus niger strain MS 54 memiliki aktivitas enzim endoglukanase yang berbeda dengan Aspergillus niger strain MS 19. Sehingga kedua strain tersebut memiliki kemampuan hidrolisis CMC yang berbeda. Aspergillus niger strain MS 54 memiliki kemampuan menghidrolisis CMC lebih tinggi dibanding Aspergillus niger strain MS 19.

Xilanase Isolat kapang yang menghasilkan zona

bening pada media padat dedak gandum berjumlah 20 isolat. Enam isolat kapang yang menghasilkan rasio zona bening tertinggi adalah Trichoderma sp.1 sebesar 2,28 cm, Penicillium sp.3 sebesar 1,47 cm, Verticillium sebesar 1,33 cm , Penicillium sp.2 sebesar 1,19 cm serta Aspergilus niger dan Trichoderma sp.2 sebesar 1,18 cm (Gambar 4.5) dan (Lampiran V). Keenam isolat kapang tersebut kemudian diuji aktivitas xilanasenya.

Keenam isolat kapang di atas merupakan genus yang sering digunakan dalam penelitian yang melibatkan enzim xilanase secara kuantitatif. Sebagaimana dalam penelitian Fauzan (2009) tentang Trichoderma, Martins (2007) mengenai Penicillium, Budiman (2010), Kang (2003) dan Omar (2004) tentang Aspergillus niger, serta Bahkali (1999) tentang Verticillium.

Gambar 4.5 Zona Bening Xilanase Kapang 5 Besar

Penelitian mengenai uji zona bening xilanase pada media dedak gandum belum banyak dilakukan, sehingga hasil penelitian ini belum bisa dibandingkan dengan penelitian-penelitian sebelumnya. Uji zona bening xilanase yang pernah dilaporkan adalah dengan menggunakan media Oat Spelt Xylan oleh Sridevi dan Charya (2011). Tanpa menghitung

Penicillium sp.3

Penicillium sp.2

Verticillium Aspergillus niger

Trichoderma sp.2

Trichoderma sp.1

rasionya terhadap koloni Sridevi dan Charya (2011) menyebutkan Trichoderma memiliki zona bening sebesar 5,9 cm, Penicillium sebesar 5,2 cm dan Aspergillus niger sebesar 5 cm. Oat Spelt Xylan memiliki komposisi xilan murni yang lebih sederhana jika dibandingkan dedak gandum. Sehingga Oat Spelt Xylan lebih cepat terhidrolisis dibandingkan dedak gandum. Walaupun demikian nilai zona bening yang dibentuk pada media Oat Spelt Xylan pada penelitian tersebut cukup mewakili urutan kemampuan membentuk zona bening ketiga jenis kapang yang juga diuji pada penelitian ini.

Uji Kuantitatif Uji kuantitatif merupakan suatu

konfirmasi dari uji semikuantitatif. Pada uji kuantitatif akan didapatkan nilai aktivitas enzim. Aktifitas enzim menyatakan seberapa besar kemampuan enzim dalam menguraikan polisakarida menjadi produknya yaitu monosakarida. Aktifitas ini dihitung dalam satuan International Unit (IU), berdasarkan jumlah mikromol glukosa atau xilosa yang dibebaskan permenit pada kondisi pengujian. Metode yang digunakan adalah metode DNS (Miller, 1959) dan didapatkan data aktivitas enzim pada Lampiran X.

Menurut Purwadaria (2003), hasil uji kuantitatif belum tentu sejajar dengan uji semikuantitatif zona bening. Hal yang serupa juga ditemui pada penelitian ini, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6 dan 4.7. Gambar 4.6 menunjukkan Penicillium sp.1 memiliki rasio zona bening terbesar pada uji semikuantitatif yaitu sebesar 1,86 cm, namun pada uji kuantitatif aktivitas selulasenya hanya sebesar 7,5 IU/ml. Nilai tersebut lebih kecil daripada aktivitas selulase Paecylomyces sp.1 yaitu 12,58 IU/ml padahal rasio zona beningnya paling kecil yaitu 1,48 cm. Aspergillus niger memiliki rasio zona bening yang setara dengan isolat kapang lain yaitu 1,78 cm, namun Aspergillus niger memiliki aktivitas selulase terendah dibandingkan dengan 4 isolat kapang yang lain, yaitu sebesar 2,36 IU/ml.

Gambar 4.6. Rasio Zona Bening dan

Aktivitas Selulase Isolat Kapang 5 Besar

Gambar 4.7 Rasio Zona Bening dan

Aktivitas Xilanase Isolat Kapang 5 Besar

Gambar 4.7 juga menunjukkan bahwa rasio zona bening xilanase tidak selalu berkorelasi positif dengan aktivitas enzim xilanase. Trichoderma sp.1 memiliki rasio zona bening tertinggi (2,28 cm) tetapi aktivitas xilanasenya (6,98 IU/ml) tidak berbeda dengan aktivitas Aspergillus niger (6,88 IU/ml). Padahal pada uji semikuantitatif Aspergillus niger memiliki rasio zona bening selulase terkecil yaitu 1,18 cm. Begitu pula pada Penicillium sp.3 dan Verticillium yang memiliki rasio zona bening setara yaitu 1,47 cm dan 1,33 cm, namun aktivitas xilanase Penicillium sp.3 lebih tinggi (8,98 IU/ml) daripada Verticillium (4,99 IU/ml).

Pertumbuhan setiap kapang memerlukan kadar air optimum dan kisaran kadar air yang berbeda untuk tumbuh dan germinasi spora-spora kapang. Air merupakan sumber hidrogen dan oksigen yang keduanya merupakan elemen yang dibutuhkan oleh kapang untuk membentuk molekul organik yang diperlukannya. Kapang juga sangat tergantung dengan air dalam pencernaan ekstraselulernya. Nutrisi yang dihasilkan dari pencernaan tersebut dibutuhkan kapang dalam seluruh aktivitas sel dan hifa kapang. Mineral dan nutrisi organik terlarut di dalam air di sekitar miselium. Perpindahan nutrisi di dalam miselium mengikuti perpindahan aliran air. Sehingga air memiliki peran penting dalam penerimaan nutrisi, germinasi spora dan juga penyebaran spora. Pada kasus lain, beberapa kapang memulai sporulasinya justru ketika diinduksi oleh sedikitnya nutrisi yang ada di sekitarnya (Landecker, 1996). Sehingga dapat dikatakan bahwa setiap kapang memiliki kadar air optimum yang berbeda-beda. Hal ini yang menyebabkan ada beberapa perbedaan urutan potensi kapang pada uji semikuantitatif yang menggunakan media padat dan uji kuantitatif pada media cair. Seperti Aspergillus niger yang memiliki kondisi optimal fermentasi dalam produksi enzimnya adalah secara solid state fermentation (Akhter, 2011).

Dari Gambar 4.6 dan 4.7 terlihat pula bahwa aktivitas enzim selulase dan xilanase tertinggi didapatkan pada Penicillium sp.3 yaitu dengan aktivitas selulase sebesar 17,67 IU/ml dan xilanase sebesar 8,98 IU/ml. Hal ini menguatkan penelitian Chavez (1995), yang mengatakan Penicillium merupakan sumber enzim yang potensial untuk biodegradasi selulosa dan xilan. Misalnya Penicillium echinulatum yang telah diidentifikasi sebagai kandidat potensial untuk memproduksi selulase karena kapasitasnya dalam mensekresi enzim hampir setara dengan strain jamur terbaik penghasil selulase (Dillon, 2005). Selain Penicillium echinulatum spesies Penicillium lain seperti Penicillium cellulase (Singh, 2009) dan Penicillium occitanis (Belghith, 2001) juga memiliki potensi dalam mendegradasi selulosa dan xilan sekalipun potensi enzim setiap spesies berbeda-beda. Ellouz (2001) menyebutkan aktivitas enzim dari Penicillium occitanis sebesar 21 IU/ml.

Penelitian terkait potensi Aspergilus niger dalam mendegradasi selulosa dan xilan telah banyak dilaporkan (Budiman, (2010), Kang, (2003) dan Omar, (2004)). Pradeep (2011), menyebutkan bahwa Aspergillus niger memiliki aktivitas selulase sebesar 2,8 IU/ml, nilai tersebut mendekati hasil penelitian ini yaitu sebesar 2,36 IU/ml.

Trichoderma merupakan genus yang paling sering digunakan dalam produksi xilanase selain Aspergilus niger. Trichoderma reseei yang digunakan oleh Fauzan (2009) menunjukkan aktivitas xilanase sebesar 5,42 IU/ml pada dedak gandum, nilai yang sama ditunjukkan Trichoderma sp.2 (5,42 IU/ml). Sedangkan Trichoderma sp.1 aktivitas xilanasenya lebih tinggi yaitu sebesar 6,98 IU/ml. Fauzan (2009) juga melaporkan bahwa aktivitas selulase Trichoderma reseei sangat kecil dibandingkan xilanase.

Paecylomyces sp. memiliki kontribusi yang luas dalam proses pengolahan limbah berlignoselulosa dan humifikasi seresah daun bambu di hutan (Artiningsih, 1995). Menurut Smith (1979) dalam

Verticilium sp. merupakan kapang patogen pada tanaman. Verticillium tricorpus pernah dilaporkan oleh Bahkali (1999) sebagai kapang fitopatogen yang memiliki aktivitas enzim xilanase sebesar 314,4 IU/ml. Sedangkan pada penelitian ini hanya 4,99 IU/ml. Perbedaan aktivitas enzim ini mungkin karena perbedaan komposisi media, spesies atau bahkan strain. Bahkali (1999) menggunakan Oat Spelt Xylan sebagai media yang lebih mudah terhidrolisis, sedangkan penelitian ini menggunakan dedak gandum dimana xilan masih berikatan dengan lignoselulosa lainnya. Kebanyakan jamur fitopatogen mampu menghasilkan enzim pendegradasi polisakarida yang dapat mengubah atau menurunkan sejumlah polimer karbohidrat yang ditemukan dalam sel tanaman yang memiliki dinding sel (Bahkali, 1999). Bahkali (1999) juga menyebutkan bahwa Verticilium tricorpus memiliki aktivitas yang tinggi dalam memanfaatkan xylan dan CMC sebagai sumber

Kluckzeck (2007), beberapa spesies Paecylomyces mampu mendegradasi selulosa dan lignin. Aktivitas selulase Paecylomyces pada penelitian ini cukup besar yaitu 12, 58 IU/ml dan menempati urutan ke-3 dari keseluruhan kapang yang diuji.

karbon. Pada penelitian ini, karena rasio zona bening selulasenya berada pada urutan ke-6 (1,43 cm), maka aktivitas enzimatis selulasenya tidak dilanjutkan ke uji kuantitatif.

4. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:

- Dari 37 isolat kapang tanah Wonorejo Surabaya terdeteksi 28 isolat kapang yang mampu menghasilkan selulase dan 20 isolat yang mampu menghasilkan xilanase. Berdasarkan parameter zona bening, terdapat 17 isolat kapang yang memiliki kemampuan menghasilkan selulase dan xilanase sekaligus, 11 isolat kapang yang hanya menghasilkan zona bening selulase, 3 isolat kapang yang hanya menghasilkan zona bening xilanase dan 6 isolat kapang yang tidak memiliki zona bening selulase dan xilanase.

- Tujuh belas isolat kapang yang menghasilkan zona bening selulase dan xilanase tersebut adalah dari genus Penicillium, Aspergillus, Paecylomyces, Verticillium, Mycelia sterilia, Acremonium, Mortiriella, Scopulariopsis, Trichoderma, Fusarium, dan Stachybotrys.

- Sebelas isolat kapang yang hanya menghasilkan zona bening selulase adalah Gliocladium, Absidia, Mycelia sterilia sp.1, Gliomastix sp.1, Aspergillus versicolor, Scopulariopsis sp.1, Aspergillus oryzae, Mycelia sterilia sp.3, Paecylomyces sp.2, Curvularia dan Chaetomium.

- Tiga isolat kapang yang hanya menghasilkan zona bening xilanase adalah Trichoderma sp.1, Gliomastix sp.2 dan Stachybotrys sp.2.

- Lima besar isolat kapang berdasarkan rasio zona bening dan aktivitas enzim selulase terbesar adalah Penicillium sp.1 sebesar 1,86 cm:12,58 IU/ml, Penicillium sp.2 sebesar 1,67 cm:16,47 IU/ml, Penicillium sp.3 sebesar 1,82 cm:17,66 IU/ml, Aspergillus niger sebesar 1,78 cm:2,361 IU/ml dan Paecylomyces sp.1 sebesar 1,48 cm:7,5 IU/ml.

- Lima besar isolat kapang berdasarkan rasio zona bening dan aktivitas enzim

xilanase terbesar adalah Trichoderma sp.1 sebesar 2,28 cm:6,98 IU/ml, Penicillium sp.3 sebesar 1,47 cm:8,98 IU/ml, Verticillium sebesar 1,33 cm:4,99 IU/ml, Penicillium sp.2 sebesar 1,19 cm:4,67 IU/ml, Aspergillus niger sebesar 1,18 cm :6,88 IU/ml dan Trichoderma sp.2 sebesar 1,18 cm:5,42 IU/ml.

-

DAFTAR PUSTAKA

Ahmed,S., Aslam,N., Naeem S. 2003. Induction of Xylanase and Cellulase Genes from Trichoderma harzianum with different carbon source. Pakistan Journal of Biological Sciences. 6 (22) 1912-1916

Akhter, N. 2011. Production of Pectinase by Aspergillus niger Cultured in Solid State Media. International Journal of Biosciences. 1 (1) : 33-42

Anindyawati. 2009. Prospek enzim dan limbah lignoselulosa untuk produksi bioetanol. BioScience.44(1): 44-56

Arisandi,P. 2002. Akar Kehidupan Bagi Kehidupan Laut. Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah. Surabaya

Artiningsih,T. 1995. Microbial Treatment of Bamboo leaf litter with Paecylomyces sp. Buletin Kebun Raya Indonesia 8.(2) : 59-63

Astin, 2007. Kinetika Reaksi Degradasi Lignin Melalui Degradasi Hemiselulosa Oleh Enzim Xylanase dari Aspergillus niger. Tesis Teknik Kimia ITS. Surabaya: 32-44

Aziz A., M. Husin and A. Mokhtar. 2002. Preparation Of Cellulose From Oil Palm Empty Fruit Bunches Via Ethanol Digestion: Effect Of Acid And Alkali Catalysts. Journal of Oil Palm Research. 14(1): 9-14

Bahkali .1999. Cell Wall Degrading Enzymes Produced By The Phytopathogenic

Fungus Verticillium tricorpus. Saudi J. Bio. Sci. 6 (2) : 1-14

Bedford, M.R. 1992. The Influence Of Dietary Xylanase On Intestinal Viscosity And Molecular Weight Distribution Of Carbohydrates In Rey-Fed Broiler Chick. In Visser et al. (Eds.). Xylans and Xylanases. Elsevier, Amsterdam : 361-370

Belgith, H. 2001. Stabilization of Penicillium occitanis cellulases by spray drying in presence of Maltodextrin. Sciendirect Enzyme and Microbial Technology 28 (2-3): 253-258

Benson, H.J. 1998. Microbial Application, Seventh edition. McGraw-Hill Companies Inc. Boston

Brock, T. D., M. T. Madigan, J. M. Martinko, and J. Parker 1994. Biology of Micoorganism 7th Edition. Prentice Hall Englewood Cliff. New Jersey

Budiman, 2010. Pengaruh Konsentrasi Substrat, Lama Inkubasi dan pH Dalam Proses Isolasi Enzim Xylanase dengan Menggunakan Media Jerami Padi. Skripsi Teknik Kimia Universitas Diponegoro: 1-11

Budiman, A. 2010. Pengaruh Konsentrasi Substrat, Lama Inkubasi Dan Ph Dalam Proses Isolasi Enzim Xylanase Dengan Menggunakan Media Jerami Padi. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Chávez, R., P. Bull and J. Eyzaguirre, 2006. The xylanolytic enzyme system from the genus Penicillum. Journal of Biotechnology. 123: 413-433

Clarck, A. J. 2009. Biodegradation of Cellulose Enzymology and Biotechnology. Penerbit CRC, USA.

Coral. 2002. Some properties of thermostable xylanase from an Aspergillus niger strain. Ann. Microbiol., 52: 299-306

Dewi, K. 2002. Hidrolisis Limbah Hasil Pertanian Secara Enzimatik. Akta Agrosia. .5 (2): 67-71

Dillon, 2008. Comparison of Penicillium echinulatum and Trichoderma reesei cellulases in relation to their activity against various cellulosic substrates. Bioresource Technology. 99 (5): 1417-1424

Ellouz, S. 2001. Biostoning of denims by Penicillium occitanis (Pol6) cellulases. Journal of Biotechnology. 89 (2-3): 257-262

Eriksson, K.E., R.A.Blanchette and P.Ander. 1990. Microbial and enzymatic degradation of wood and wood components, Springer series in Wood Science. Springer Verlag, Berlin.

Ermaiza, 2009. Pengaruuh Dua Jenis Polisakarida Dalam Biji Alpukat Terhadap Kandungan Sirup Glukosa Melalui Proses Hidrolisis HCl 3%. Skripsi Kimia FMIPA USU. Medan: 1-66

Fauzan, A., R. Feryanto. 2009. Kinetika Degradasi Lignin dalam Pulp Bagasse Melalui Degradasi Hemiselulosa oleh Enzim Xilanase dalam Proses Biobleaching. Tugas Akhir Teknik Kimia ITS. Surabaya: 22-47

Fessenden. 1986. Organic Chemistry. Wardwosth.Inc. California

Ganjar,I.. Sjamsuridzal,W., Oetari,A. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan. Yayasan Obor Indonesia

Gautam, 2010. Screening Of Cellulolytic Fungi For Management Of Municipal Solid Waste. Journal of Applied Sciences in Environmental Sanitation. 5 (4): 391-395

Gawande,P.V. and M.Y.Kamat. 1999. Production of Aspergillus xylanase by lignocellulosi waste fermentation and its application. Journal of Applied Microbiology. 87:511–519

Gerhatz, W. 1990. Enzyme in Industry : Production and Application. VCH Verlagsgesellschaaft mbH, D 6940 Weinheim: 81-82

Hakim, S.N. 2002. Kelimpahan Bakteri Selulolitik pada Proses Dekomposisi Serasah Daun Avicennia marina di Kawasan Mangrove Desa Tambak Wedi, Pantai Timur Surabaya. Program Studi Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya: 30-41

Hart, H. 2003. Kimia Organik, Suatu Kuliah Singkat. PT. Gelora Aksara Pratama. Bogor

Hawksworth, D.L. 1991. The Fungal Dimension Biodiversity. Mycological Research: 95 (6) . 641-645

Herdiyantoro,D. 2010. Pengomposan: Mikrobiologi dan Teknik Pengomposan. Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah. Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran

Howard R.L., E. Abotsi, E.L.J. van Rensburg and S. Howard. 2003. Lignocellulose biotechnology: issues of bioconversion and enzyme production. African J. Biotechnol. 2 (12): 602-619

Kalsom , U. 1997. Optimization Of Cellulase Production By Chaetomium globosum Strain 414 Using Oil Palm Empty Fruit Bunch Fibre As Substrate. Universiti Putra Malaysia: 1-25

Kang, S. 2004. Production of cellulases and hemicellulases by Aspergillus niger

KK2 from lignocellulosic biomass. Bioresource Technology. 91: 153–156

Kanti, A. 2007. Penapisan Khamir Selulolitik Cryptococcus Sp. Yang Diisolasi Dari Tanah Kebun Biologi Wamena, Jaya Wijaya, Propinsi Papua. Bidang Mikrobiologi, Puslit Biologi – LIPI. Bogor: 2-10

Kluckzek,B. 2007. Lignocellulose degradation and humus modification by the fungus Paecilomyces inflatus. Division of Microbiology Department of Applied Chemistry and MicrobiologyUniversity of Helsinki: 9-61

Knob.2008. Xylanase Production by Penicillium sclerotiorum and its Characterization. World Applied Sciences Journal 4 (2): 277-283

Kurniati,E.2006. Identifikasi Jamur-Jamur Deuteromyces Pengurai Selulosa Sampah Kota Padang. Skripsi Biologi FMIPA Universitas Andalas: 1-7

Kusnadi. 2010. Keanekaragaman Jamur Selulolitik dan Amilolitik Pengurai Sampah Organik Dari Berbagai Substrat. Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia: 1-10

Kuswytasari, N.D., Shovitri, M., Andriyadi, R.D. 2011. Soil Mold Diversity in The Coastal Wonorejo Surabaya. International Conference on Mathematics and Sciences

Landecker and Moore. 1996. Fundamental Of The Fungi. Prentice Hall. New Jersey: 470-476

Lotfi, A. 2010 . Screening of some Zygomycetes for cellulase activity. African Journal of Biotechnology. 9 (27): 4211-4216

Lynd L.R. 2002. Microbial Cellulose Utilization: Fundamentals and Biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 66(3): 506-577.

Mathew, G. 2008. Progress in research on fungal cellulases for lignocellulose degradation. Journal On Scientific And Industrial Research. 67: 898-907

Meryandini, A. 2008. Pemurnian Dan Karakterisasi Xilanase Streptomyces sp. SKK1-8. Makara Sains. 12(2): 55-60

Miettinen, A. 2004. Trichoderma reesei strain for production for textile industry. VVT Publication. 550 (96): 53

Miller, G.L. 1959. Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar. Analytical Chemistry. 31 (3): 426-428

Montesqrit. 1998. Ekstraksi Selulase Dari Kapang Tanah Dan Aplikasinya Dalam Meningkatnya Kecernaan Pakan Limbah Berserat Pada Ruminansia (In Vitro). Tesis Institut Pertanian Bogor

Neves, M. 2011. Lichtheimia blakesleeana as a New Potencial Producer of Phytase and Xylanase. Molecules 2011. 16 : 4807-4817

Nugraha,R. 2009. Produksi enzim selulase oleh penicillium Nalgiovense SS240 pada substrat tandan sawit. Program Studi Biokimia FMIPA. Institut Pertanian Bogor

Omar, I. 2005. Xylanase production by a local fungal isolate, Aspergillus niger USM AI 1 via solid state fermentation using Palm Kernel Cake (PKC) as substrate. Songklanakarin J. Sci. Technol. 27 (2): 1-12

Onsori , H. 2004. Identification of over producer strain of endo-β-1,4- glucanase in Aspergillus Species: Characterization of crude

carboxymethyl cellulase. African Journal of Biotechnology. 4 (1): 26-30

Palaniswamy, K. 2006. Biochemical and Molecular Analysis of the cellulase system of a white-rot fungus: Phlebia gigantea. In Department of Applied biology and Biotechnology. Melbourne: Royal Melbourne Institute of Technology, University: 286

Perez, J. 2002. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int Microbiol. 5 : 53-63

Pointing S.B. .1999. Qualitative methods for the determination of lignocellulolytic enzyme production by tropical fungi. Fungal Diversity 2: 17-33.

Pradeep,M. 2011. Utilization of pea seed husk as a substrat for cellulase production by mutant Aspergillus niger. Insight Biotechnology 1 (2): 17 22

Prasidi. 2008. Deteksi Aktifitas Enzim Eksoglukanase Bakteri Selulolitik Dalam Menghidrolisis Selulosa Secara In-Vitro. Thesis Universitas Airlangga : abstract

Purwadaria, T., P. A. Marbun, A. P. Sinurat Dan P. P. Ketaren. 2003. Perbandingan aktivitas enzim selulase dari bakteri dan kapang hasil isolasi dari rayap. JITV 8(4): 213-219

Purwati. 2009. Profil Protein Mikroorganisme Rhizosfer marina dan Pluchea indica di Wonorejo Surabaya. Laporan Tugas Akhir. Jurusan Biologi ITS. Surabaya

Richana, N. 2002. Produksi dan Prospek Enzim Xilanase dalam Pengembangan Bioindustri di Indonesia. Buletin AgroBio. 5 (1): 29-36.

Sa’adah, Z., Ika S,N. Abdullah. 2010. Produksi Enzim Selulase oleh

Aspergillus niger Menggunakan Substrat Jerami dengan Sistem Fermentasi Padat. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UNDIP Semarang

Sandjaja,2005.Produksi Enzim Xylanase Dari Aspergillus niger ATCC 6275 Pada Media Fermentasi Terendam Dengan Substrat Dedak gandum. digilib.its.ac.id: 1-2

Schelegel, H. 1994. Mikrobiologi Umum. Gajah Mada University Press. Yogyakarta

Setyawati, I. 2006. Produksi Dan Karakterisasi Xilanase Mikroba Yang Diisolasi Dari Tongkol Jagung . Skripsi IPB: 1-94

Singh,R. 2009. Hydrolysis of cellulose derived from steam exploded bagasse by Penicillium cellulases: Comparison with commercial cellulase. Bioresource Technology. (100)24: 6679-6681

Sohail,M. 2009. Distribution Of Hydrolytic Enzymes Among Native Fungi: Aspergillus The Pre-Dominant Genus Of Hydrolase Producer. Pak. J. Bot., 41(5): 2567-2582

Sridevi,B. 2011. Isolation, identification and screening of potential cellulase-free xylanase producing fungi. African Journal of Biotechnology. 10(22): 4624-4630

Subowo. 2010. Uji aktivitas selulase dan ligninase dari beberapa jamur dan potensinya sebagai pendukung pertumbuhan tanaman terong. Berita Biologi LIPI 10 (1): 1-6

Suparjo. 2008. Buku Ajar Teknologi Pemanfaatan Limbah Untuk Pakan. Laboratorium Pakan Ternak Universitas Jambi: 10-17

Syafitria, A. 2009. Isolasi Dan Karakterisasi Bakteri Aerob Pendegradasi Selulosa Dari Serasah Daun

Rhizophora Di Perairan Pantai Penunggul, Pasuruan, Jawa Timur. Tugas Akhir Biologi ITS. Surabaya. 39-65

Taherzadeh M.J. 1999. Ethanol from Lignocellulose: Physiological Effects of Inhibitors and Fermentation Strategies. [thesis]. Göteborg: Department of Chemical Reaction

Taherzadeh, M.J. dan Karimi, K.2007.Acid-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials: a review, Bioresources 2(3):472-499.

Theater and Wood. 1981. Use of Congo Red-Polysaccharide Interactions in Enumeration and Characterization of Cellulolytic Bacteria from the Bovine Rument. Applied And Environmental Microbiology. 43(4): 777-780

Van Paridon, et all 1992. The application of fungal endoxylanase in poultry diets. In Visser et al. (Eds.). Xylans and Xylanases, Elsevier: 371-378

Viikari, L., J. Sundquist, and A. Kantelinen. 1991. Taherzadeh, M.J. dan Karimi, K. 2007. Acid-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials: a review. Bioresources 2(3): 472-499

Webster, J. and R.W.S. Weber. 2007. Introduction of Fungi. Cambridge University Press. England

Widjaja. A.2008. Pengurangan Kadar Lignin Ramah Lingkungan Pada Industri Pulp Dan Kertas Oleh Enzim Xilanase Dari Aspergillus Niger. digilib.its.ac.id: 1-10

Wong, K.K.Y. and J.N. Saddler. 1993. Applications of hemicellulases in the food and pulp and paper industries. In Coughlan and Hazlewwod (Eds.). Hemicelluloses

and Hemicellulases. Portland Press, London127-143.

Yusra,F. 2009. Pembuatan Etanol Dari Xilan Dalam Jerami Padi Melalui Degradasi Enzimatik Diikuti Proses Fermentasi Menggunakan Pichia Stipitis.Skripsi Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS 1-4. Surabaya: 22-47