peningkatan (in vitro) fungsi rumen sebagai pencerna serat kasar

advertisement
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bakteri dan jamur lignoselulolitik memiliki peran penting dalam proses penyediaan
energi bagi ruminansia. Ruminansia mampu mengubah pakan berkualitas rendah menjadi
tinggi di dalam rumen karena peran mikrobia lignoselulolitik tersebut. Kerbau tropis dapat
tumbuh baik dengan pakan berupa hijauan berkualitas rendah, limbah pertanian dan
industri yang struktur dasarnya mengandung lignoselulosa tinggi sebagai sumber energi
utama (Wanapat, 2001). Namun sesungguhnya konversi serat kasar pakan menjadi produk
pada ruminansia yang dipelihara intensif belumlah optimal, karena hanya 10-35% energi
dari serat kasar yang dapat dimanfaatkan. Kondisi ini terjadi karena 20% sampai 70%
selulosa tidak tercerna dan keluar bersama feses (Varga dan Kovler, 1997). Fakta
pencernaan serat kasar dalam rumen belum optimal juga dibuktikan berdasarkan kenyataan
bahwa kadar serat kasar pada feses tinggi dan proses fermentasi tetap berlangsung (Krause
et al., 2003).
Ketersediaan mikrobia lignoselulolitik di dalam rumen dipengaruhi oleh jenis
pakan, obat-obatan dan cekaman faktor lingkungan. Penggunaan pakan konsentrat berlebih
dan obat-obatan pada peternakan sistem intensif akan menekan populasi mikrobia
lignoselulolitik rumen. Sebaliknya populasi mikrobia lignoselulolitik berkembang dengan
baik pada ruminansia yang diberi pakan utama berupa hijauan, oleh karena itu ruminansia
yang pakan utamanya mengandung serat kasar tinggi sangatlah baik digunakan sebagai
sumber mikrobia lignoselulolitik. Mikrobia lignoselulolitik kemungkinan juga dapat
diperoleh dari saluran pencernaan ruminansia bagian belakang (sekum dan kolon) karena
mikrobia lignoselulolitik di dalam sekum dan kolon akan berkoloni dengan fraksi serat
kasar tak tercerna di rumen. .
Berdasarkan pertimbangan rendahnya tingkat kecernaan serat kasar di dalam rumen
ternak dan sistem fermentasi anaerob serta potensi mikrobia lignoselulolitik sekum dan
kolon herbivora, maka penting dilakukan isolasi sebagai upaya untuk memperoleh isolat
bakteri dan jamur lignoselulolitik berkemampuan tinggi.
1
2. Roadmap Alur Penelitian
INPUT
METODE
Isolasi
Sampel segar
saluran
pencernaan
kerbau, kuda
dan feses
gajah
1. Isolasi Bakteri metode Hungate
(Ogimoto dan Imai, 1981;
Bachruddin, 1985)
2. Isolasi Jamur metode Hungate
(Lowe, 1986).
OUTPUT
Isolat
pendegradasi
selulosa, silan dan
lignin dalam
tabung Hungate
Selulosa, silan, asam tanat sebagai
media selektif
Pemurnian Isolat dan Identifikasi
Morfologis
1. Koloni bakteri dan jamur
dipindah ke cawan petri
(Lowe, 1986)
2. Pencatatan warna, diameter
koloni, zona difusi, zona jernih
(Subba Rao, 1993; Ogimoto dan
Imai, 1981)
Uji Aktivitas Enzim
1. Isolat murni dikultur dalam
medium pertumbuhan cair
metode Hungate (Bachruddin,
1985)
2. diukur aktivitas enzim selulase,
silnase, dan lignase ( Efiok, 1996
dan Miller, 1959).
PATEN
Isolat murni
pendegradari
selulosa, silan dan
lignin potensi tinggi
dalam cawan petri
Isolat bakteri/Jamur
yang memiliki
aktivitas enzim
lignoselulolitik
tinggi
STARTER
FERMENTASI
PEROMBAK
SERAT KASAR
2
C. Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah : (1) mengisolasi dan mengidentifikasi
secara morfologis bakteri dan jamur yang mampu merombak lignin, selulosa, hemiselulosa
(silan) dari saluran pencernaan herbivora secara anaerob. (2) menguji kemampuan
enzimatis masing-masing isolat lignoselulolitik dalam medium semi sintetik, dan (3)
memperoleh isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik berkemampuan tinggi sehingga
berpotensi untuk dipatenkan.
D. Urgensi (Keutamaan) Penelitian
Isolasi bakteri selulolitik rumen telah sering dilakukan sebagai upaya mendapatkan
bakteri perombak selulosa dan hemiselulosa secara anaerob. Penelitian mengenai
kemampuan enzimatis dan formulasi media fermentasi bakteri selulolitik rumen juga telah
sering dilakukan ( Kurniawati, 1999; Wahyudi dan Bachruddin, 2004; 2005). Uji aktivitas
enzim selulase bakteri dan penggunan beberapa substrat alami seperti ampas tebu, daun
tebu kering dan jerami padi sebagai media selektif bakteri telah dilakukan sebelumnya oleh
peneliti. Penelitian lain mengenai isolasi bakteri perombak lignin (Martani, 2003) dan
jamur lignoselulolitik seresah akasia (Samingan, 1998) telah pula dilakukan, namun
keduanya menggunakan metode isolasi aerob.
Meskipun isolasi bakteri selulolitik rumen telah sering dilakukan, namun isolasi
bakteri dan jamur perombak lignin dari saluran pencernaan herbivora secara anaerob sejauh
ini belum pernah dilakukan. Bakteri dan jamur perombak lignin selama ini diduga ada di
dalam rumen dan kolon namun belum dibuktikan secara empirik. Eksplorasi lebih jauh
potensi bakteri dan jamur lignoselulolitik dari sekum dan kolon selama ini juga belum
banyak diteliti. Bakteri dan jamur lignoselulolitik dari sekum dan kolon mungkin memiliki
potensi sebagai perombak serat kasar lebih baik karena substrat yang tersedia di dalamnya
mengandung fraksi serat kasar tidak tercerna dalam rumen. Fenomena kelinci memakan
fesesnya sendiri dan gajah menyuapi feses kepada anaknya merupakan bentuk
penyempurnakan pencernaan pakan secara fermentatif dan pemanfaatan nutrisi pakan
berserat di saluran pencernaan bagian belakang oleh mikrobia lignoselulolitik pada
herbivora nonruminansia.
3
Isolasi bakteri dan jamur lignoselulolitik dari sekum dan kolon kerbau disamping
sebagai pembeda penelitian ini dengan penelitian sebelumnya, eksplorasi potensi bakteri
dan jamur lignoselulolitik sekum dan kolon kuda serta feses gajah merupakan suatu hal
baru
yang
ditambahkan
dalam
penelitian.
Dengan
berbagai
sumber
mikrobia
lignoselulolitik saluran pencernaan herbivora diharapkan diperoleh isolat bakteri dan jamur
lignoselulolitik potensial sebagai inokulum fermentasi bahan pakan berserat secara
anaerob.
4
II. STUDI PUSTAKA
A. Bakteri perombak lignoselulosa
Beberapa kelompok bakteri dengan peran berbeda bekerja dalam keseluruhan
proses perombakan lignoselulosa secara anaerob. Perombakan itu secara alami terjadi di
dalam ekosistem anaerob seperti dalam sedimen tanah, lahan terendam air, tumpukan
kotoran ternak, atau di dalam saluran pencernaan ruminansia (Stams et al., 2003). Tiga
kelompok bakteri yang berperan dalam perombakan anaerob adalah: (1) Bakteri perombak
polimer dan monomer yang terdapat pada materi limbah dan menghasilkan terutama asetat
dan hidrogen, dan juga sejumlah asam lemak volatil seperti propionat dan butirat serta
alkohol, (2) Bakteri obligat asetogenik penghasil hidrogen yang mengkonversi propionat
dan butirat menjadi asetat dan hidrogen dan (3) Kelompok bakteri metanogenik penghasil
metan dari asetat atau hidrogen (Ahring, 2003).
1. Perombak lignin.
Penelitian mengenai perombakan lignin selama ini banyak dilakukan pada jamur
wood rot fungi, hanya beberapa penelitian yang melaporkan penggunaan bakteri sebagai
perombak lignin (Odier et al., 1981). Hasil penelitian Ruttimann et al., (1991)
menunjukkan bahwa bakteri memiliki kemampuan enzimatik dalam penggunaan senyawa
aromatik bercincin (aromatic ring) dan rantai samping yang ada pada lignin. Bakteri juga
berperan dalam perombakan lebih lanjut pada senyawa intermediate hasil perombakan
jamur (Ruttimann et al., 1991). Dua kelompok bakteri perombak lignin adalah
Pseudomonas dan Flavobacterium (Subba Rao, 2001). Genus bakteri perombak lignin
lainnya adalah Micrococcus dan Bacillus yang diisolasi dari sampah domestik (Martani et
al., 2003), kedua isolat ini dilaporkan mampu mendegradasi lignin masing-masing 75%
dan 78%.
Enzim perombak lignin dihasilkan oleh aktinobakteria dari genus Streptomyces.
Walaupun biodegradasi lignin umumnya terjadi secara aerob, namun beberapa peneliti
telah melaporkan bahwa mikrobia anaerob dalam rumen dipercaya dapat merombak lignin
(Peres et al., 2002), dan protein enzim serupa lakase dari bakteri telah diisolasi dan
digunakan dalam proses pembuatan kompos.
5
Beberapa penelitian mengenai perombakan anaerob untuk mengubah biomasa
lignoselulosa menjadi metan telah dilakukan, namun dibutuhkan pengembangan lebih
lanjut dalam teknologi ini, misalnya dengan pemilihan bakteri yang toleran terhadap
cekaman lingkungan agar diperoleh potensi ekonominya. Akin dan Benner (1988)
mengatakan bahwa bakteri rumen memiliki efektivitas lebih tinggi dibandingkan jamur
rumen dalam merombak lignin menjadi gas. Derivat lignin dalam lingkungan anaerob
merupakan prekursor pembentuk gas metan (Colberg, 2001).
2. Perombak selulosa.
Bakteri merombak selulosa secara ekstraseluler karena selulosa tidak larut air.
Mikrobia memiliki dua tipe sistem kerja enzim ekstraseluler: (1) Sistem hidrolitik, yaitu
dengan cara menghasilkan enzim hidrolase yang bekerja merombak selulosa dan
hemiselulosa, dan (2) Sistem oksidatif dan sekresi lignase ekstraseluler dengan cara
depolimerisasi lignin (Peres et al., 2002). Bakteri lignoselulolitik diyakini terdapat di dalam
saluran pencernaan ternak ruminansia (Peres et al., 2002), baik di dalam rumen, sekum
maupun kolon (Anonymous, 1991). Sekum dan kolon gajah serta kuda juga mengandung
mikrobia dengan komposisi mirip mikrobia rumen (Ullrey et al., 1997).
Komposisi
mikrobia sekum dan kolon bagian depan mirip penyusun mikrobia rumen (DeGregorio et
al., 1984; Ullrey et al., 1997), bahkan feses kambing pada konsentrasi 160-170 gram per
liter aquades dapat pula digunakan sebagai sumber mikrobia pengganti cairan rumen
(Utomo et al., 2006). Mikrobia di dalam rumen terdiri atas bakteri (1010 – 1011 sel/gram isi
rumen), protozoa (105 – 106 sel /ml cairan rumen), dan jamur dalam jumlah sedikit
(Church, 1988; Soejono, 1990).
Berdasarkan jumlah dan kemampuan mencerna selulosa di dalam rumen, bakteri
selulolitik adalah kelompok mikrobia paling berperan. Kelompok bakteri selulolitik
tersebut adalah
Fibrobacter succinogenes, Butirivibrio fibrisolven dan Ruminococcus
albus (Madigan et al., 1997; Weimer et al.,1999) (Tabel 2.1). Pada kondisi tertentu
beberapa spesies lain seperti Eubacterium cellulosolvens dapat menggantikan fungsi
bakteri selulolitik di dalam rumen. Bakteri selulolitik jenis lain adalah Clostridium
lochheadii dan beberapa spesies lainnya dianggap kecil perannya karena terdapat dalam
jumlah sedikit atau tidak konsisten keberadaannya di dalam rumen (Weimer et al.,1999).
6
Tabel 2.1. Bakteri selulolitik rumen ( Madigan et al., 1997; Weimer et al., 1999)
Organisme
Pencerna Selulosa
F. succinogenes
B. fibrisolvens
Bentuk
Motilitas
Batang
Batang
+
R. albus
Clostridium
lochheadii
Coccus
Batang
+
Produk Fermentasi
Suksinat, asetat, format
Acetat, format, laktat,
butirat, H2 dan CO2
Asetat, format, H2, CO2
Asetat, format, butirat H2,
CO2
Pada umumnya kelompok bakteri selulolitik dominan pada rumen bila ternak
mengkonsumsi hijauan tetapi bakteri selulolitik juga terdapat pada ternak yang
mengkonsumsi biji-bijian. Tiga spesies bakteri selulolitik bekerja berkompetisi
mendegradasi selulosa di dalam rumen. Dalam kondisi jumlah substrat cukup tersedia,
ketiga spesies tersebut terdapat dalam jumlah hampir seimbang tetapi bila jumlah substrat
terbatas populasi Ruminococcus flavifaciens akan lebih tinggi dibandingkan Fibrobacter
succinogenes dan Ruminococcus albus (Chen dan Weimer, 2001). Namun hasil penelitian
Berra-Maillet et al. (2004) menunjukkan bahwa populasi Fibrobacter succinogenes adalah
paling besar di dalam rumen sapi dan domba. Produk akhir hasil perombakan selulosa oleh
bakteri selulolitik adalah suksinat, asetat, format atau butirat. Ketiga spesies bakteri
selulolitik rumen memiliki karakteristik antara lain membutuhkan kondisi anaerob, dan
hanya dapat hidup pada kisaran pH yang sempit yaitu 6 – 7 (Weimer et al., 1999).
3. Perombak hemiselulosa (Silan).
Beberapa jenis bakteri rumen diketahui menghasilkan enzim silanase. Menurut
Peres et al. (2002) silanase bakteri pada umumnya lebih stabil pada pengaruh temperatur
dibandingkan silanase jamur. Enzim silanase termofilik dapat dihasilkan oleh kelompok
bakteri actinomycetes dan thermonospora. Enzim silanase actinobacteria bekerja aktif
pada kisaran pH 6,0 – 7,0 sedangkan silanase jamur bekerja optimal pada pH 4,5 – 5,5
(Peres et al., 2002).
Bakteri rumen perombak selulosa umumnya juga menghasilkan enzim
penghidrolisis hemiselulosa atau silan (Tabel 2.2).
7
Tabel 2.2. Bakteri rumen perombak silan ( Madigan et al., 1997)
Organisme
Pencerna Hemiselulosa
F. succinogenes
B. fibrisolvens
Bentuk
Motilitas
Batang
Batang
+
R. albus
Coccus
-
Produk Fermentasi
Suksinat, asetat, format
Acetat, format, laktat,
butirat, H2 dan CO2
Asetat, format, H2, CO2
B. Jamur perombak lignoselulosa
Berbagai hasil penelitian menunjukkan bahwa jamur terbukti dapat ditemukan di
dalam saluran pencernaan herbivora. Rumen sapi, domba, rusa, kambing dan ruminansia
lainnya serta sekum kuda dan gajah semua mengandung jamur meskipun jumlahnya sedikit
(Jouany, 1991). Namun jamur dari saluran pencernaan herbivora memiliki tipe berbeda
dengan jamur dari tanah maupun lingkungan perairan (Joblin dan Naylor, 1989).
Jamur anaerob dapat mengkoloni lignoselulosa di dalam rumen sehingga
hubungan yang erat ini diduga menjadi dasar bahwa jamur rumen mampu merombak
komponen dinding sel tanaman (Jouany, 1991). Dinding sel yang tidak dapat dihidrolisis
oleh bakteri akan dirombak oleh jamur rumen. Rizobium atau hifa jamur rumen mampu
masuk ke dalam jaringan xylem, sclerenchym dan cuticula tanaman dan secara parsial
merombaknya (Akin dan Borneman, 1990).
Jamur rumen tumbuh dalam kisaran temperatur antara 33 – 41oC tanpa oksigen,
tidak memiliki sitokrom, menakuinon dan mitokondria, yang berarti hidupnya bergantung
sepenuhnya pada proses fermentasi untuk mendapatkan energi. Menurut Akin dan
Borneman (1990), jamur rumen dapat ditumbuhkan pada media semisintetik yang biasa
digunakan untuk bakteri rumen dengan mengatur pH antara 6,5 sampai 6,7 dan temperatur
39oC. Cairan rumen dapat diganti dengan campuran media mengandung ekstrak yeast,
tripton, hemin, dan asam-asam lemak volatil, sedangkan sulfur dapat ditambahkan untuk
memicu pertumbuhannya.
Kondisi alamiah yang spesifik dari zoospora dan obligat anaerob di dalam rumen,
menyebabkan klasifikasi jamur rumen
agak berbeda dalam taksonomi jamur pada
umumnya. Jamur rumen dibagi menjadi dua kelompok spesies yaitu monosentris dan
8
polisentris (Akin dan Borneman, 1990; Jouany, 1991). Spesies monosentris hanya memiliki
satu spora dalam rizobiumnya, sedangkan spesies polisentris mengandung beberapa spora
dengan inti di dalamnya. Jamur monosentris rumen dikelompokkan menjadi tiga tipe
morfologis yaitu : (1) Neocallimastic sp. dengan spora poliflagella dan rizobium bercabang
banyak, (2) Piromonas sp. dengan spora monoflagella dan rizobium bercabang, dan (3)
Sphaeromonas sp. dengan zoospora monoflagella dan rizobium membengkak. Contoh
spesies monosentrik adalah Neocallimastix frontalis,
Neocallimastix patriciarum,
Piromonas commuunis, Sphaeromonas commuunis, dan Sphaeromonas equi. Contoh jamur
polisentris rumen adalah Neocallimastix joyonii.
Jamur anaerob ditemukan di dalam rumen hewan ruminansia, sekum kuda dan
feses gajah (Akin dan Borneman, 1990). Namun hasil temuan lainnya menunjukkan bahwa
terdapat perbedaan jenis jamur polisentris pada kerbau, sapi dan domba (Jouany, 1991).
1. Perombak lignin.
Jamur di alam merupakan perombak lignin paling efisien dan berperan penting
dalam siklus karbon. Jamur rumen juga berperan penting dalam proses perombakan lignin
(Madigan et al., 1997). Ciri khas jamur rumen terkait dengan fungsi nutrisi adalah
kemampuannya mengkoloni dinding sel tanaman pakan mengandung lignin dan
merombaknya. (Akin dan Borneman, 1990).
Spesies jamur perombak lignin dikelompokkan atas dasar warna saat fermentasi
substrat menjadi soft rot, brown rot dan white rot (Paul, 2007). Lebih lanjut Paul (2007)
mendiskripsikan ketiga kelompok jamur tersebut sebagai berikut : (1) Soft rot memiliki
kemampuan melepas rantai samping metil (R-O-CH3) dan membuka cincin aromatik,
namun tidak mampu merombak struktur lignin secara sempurna. Contoh : Chaetomium dan
Preussia. (2) Brown rot adalah jamur mayoritas perombak kayu. Brown rot tidak memiliki
enzim pembuka cincin tetapi mampu langsung merombak semua selulosa dan
hemiselulosa. Brown rot merombak lignin dengan cara demetilasi dan melepaskan rantai
samping metil menghasilkan fenol hidroksilat. Oksidasi struktur aromatik lignin
menghasilkan karakter warna coklat. Pemisahan polisakarida dari lignin terjadi secara
oksidasi non enzimatik melalui pembentukan radikal hidroksil (OH). Reaksi ini menjadikan
Brown rot mampu merombak struktur kayu tanpa merusak struktur lignin. Contoh: Poria
9
dan Gloeophyllum. (3) White rot adalah jamur paling aktif merombak lignin. Ada ribuan
spesies jamur white rot telah diketahui utamanya berasal dari kelompok basidiomisetes
dan askomisetes. Contoh basidiomisetes adalah Phanerochataete chrysosprium dan
Coriolus versicolor sedangkan contoh ascomisetes adalah Xylaria, Libertella dan
Hypoxylon. Jamur white rot memproduksi enzim lignolitik yang mampu bekerja
mengoksidasi pelepasan unit fenilpropanoid, demetilasi, mengubah gugus aldehid (RCHO) menjadi gugus karboksil (R-COOH), dan membuka cincin aromatik sehingga secara
sempurna merombak lignin menjadi CO2 dan H2O. Jamur white rot menghasilkan tiga
kelas enzim ektraseluler perombak lignin yaitu lakase pengoksidasi fenol, peroksidase
lignin, dan oksidase mangan.
2. Perombak selulosa.
Jamur anaerob perombak selulosa terbukti ada di dalam rumen dan diketahui
berperan aktif pada proses pencernaan serat kasar pakan. Semua jamur rumen perombak
lignoselulosa adalah perombak selulosa. Hasil fermentasi jamur rumen bermanfaat bagi
hewan inang maupun mikrobia lainnya di dalam rumen (Akin dan Borneman, 1990).
Spesies jamur rumen perombak selulosa umumnya bergantian antara bentuk
thallus dan flagella, dan dalam bentuk kultur murni terbukti dapat merombak selulosa
menjadi VFA (Madigan et al., 1997). Jamur rumen perombak selulosa diduga tidak
esensial karena jumlahnya sangat sedikit, namun diyakini memiliki peran sangat penting
dalam perombakan serat kasar pakan kualitas rendah, oleh karena itu diperlukan penelitian
perannya di dalam rumen (Jouany, 1991).
Beberapa kelebihan jamur selulolitik rumen menurut Akin dan Borneman, (1990)
adalah : (1) mampu menghasilkan enzim selulase dan silanase kadar tinggi, (2) mampu
mengkoloni jaringan dinding sel tanaman lebih baik dibandingkan bakteri, (3) hasil
inkubasi pakan berserat oleh jamur rumen lebih lunak dibandingkan oleh bakteri dan (4)
mampu bersintrofi dengan bakteri.
3. Perombak hemiselulosa.
Jamur rumen berperan penting dalam proses perombakan hemiselulosa (Madigan
et al., 1997). Semua jamur perombak selulosa umumnya adalah juga perombak
10
hemiselulosa (silan). Jamur rumen mampu menghasilkan enzim silanase lebih tinggi
dibandingkan jamur anaerob lainnya (Akin dan Borneman, 1990).
Namun produksi
silanase tersebut dipengaruhi oleh adanya gula, jika terdapat gula maka produksi silanase
terhambat. Beberapa jenis jamur seperti Trichoderma reesei dan Penicillium chrysoporium
menghasilkan β-xylosidase yang memiliki ukuran lebih besar ( antara 90 - 122 kDa),
namun umumnya kurang populer dibandingkan endosilanase lainnya (Peres et al., 2002).
Endosilanase dan endoglukanase dari jamur rumen Neocallimastix frontalis mempunyai
aktivitas beberapa kali lebih tinggi dibandingkan endosilanase dan endoglukanase dari
jamur anaerobik lainnya.
11
III. METODE PENELITIAN
Untuk mencapai tujuan utama penelitian maka pelaksanaan penelitian dilakukan
dalam 2 tahap yaitu : (1) Isolasi bakteri dan jamur lignoselulolitik dari saluran pencernaan
herbivora (2) Uji kemampuan merombak senyawa lignoselulosa dalam medium
semisintetik oleh isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik.
A. Tahap I. Isolasi bakteri dan jamur lignoselulolitik saluran pencernaan kerbau,
kuda dan feses gajah.
Penelitian tahap I dilakukan untuk menjawab tujuan penelitian pertama yaitu
mengisolasi dan mengidentifikasi secara morfologis bakteri dan jamur yang mampu
merombak lignin, selulosa, hemiselulosa (silan) dari saluran pencernaan herbivora
sekaligus membuktikan hipotesis pertama bahwa bakteri dan jamur lignoselulolitik
(selulolitik, silanolitik dan lignolitik) dapat diperoleh dari saluran pencernaan herbivora.
1. Bahan dan Alat.
Bahan penelitian tahap I meliputi sampel segar cairan rumen, sekum, dan kolon
kerbau; sekum dan kolon kuda serta feses gajah, digunakan sebagai sumber mikrobia.
Kerbau dipilih sebagai sumber mikrobia karena memiliki kemampuan memanfaatkan
pakan berserat lebih efisien (Kennedy et al., 1992) dan rumen kerbau mampu
menghasilkan koloni bakteri selulolitik lebih banyak dalam medium selektif (Wahyudi dan
Bachruddin, 2004) dibandingkan ternak ruminansia lain. Aktivitas selulase cairan rumen
kerbau juga lebih tinggi dari cairan rumen ternak ruminansia lainnya (Cahyono, 1994),
sedangkan kuda dan gajah dipilih untuk mewakili herbivora nonruminansia. Sekum dan
kolon kuda serta gajah mengandung mikrobia dengan komposisi mirip mikrobia rumen
(Ullrey et al., 1997).
Larutan pengencer, medium selektif bakteri dan medium selektif jamur digunakan
sebagai medium isolasi. Selulosa, silan dan asam tanat digunakan sebagai substrat dalam
medium selektif. Medium selektif bakteri menggunakan metode Hungate (Ogimoto dan
Imai, 1981; Bachrudin, 1985 yang dimodifikasi), dan medium selektif jamur menggunakan
Hungate (Lowe, 1986 yang dimodifikasi). Asam tanat dalam hal ini digunakan karena
memiliki struktur molekul mirip lignin sehingga dapat dipakai sebagai pengganti lignin
12
dalam proses perombakan lignin. Perombakan asam tanat ditandai dengan terbentuknya
zona berwarna coklat di sekitar koloni sehingga indikator warna tersebut dapat digunakan
untuk uji aktivitas lignoselulolitik secara semikuantitatif (Subba Rao, 1993; Martani, 2003).
Bakteri dan jamur yang diperoleh diidentifikasi dengan beberapa tahapan uji yaitu :
kepadatan koloni, morfologi koloni, dan mengukur diameter zona difusi koloni selulolitik,
silanolitik dan lignolitik (Subba Rao, 1993; Samingan 1998; Martani et al, 2003) guna
mengetahui potensi isolat bakteri dan jamur perombak selulosa, silan dan lignin.
Alat-alat utama yang digunakan adalah pembangkit gas CO2, anaerobic jar,
anaerobic generating kit, laminar air flow, water bath, pH meter, inkubator 39oC,
mikropipet, pengaduk magnetik, otoklaf, sentrifuse, mikroskop, kamera, jangka sorong
dan alat-alat gelas.
2. Metode Penelitian
Pengambilan dan penyiapan sampel sumber mikrobia (Lowe, 1986). Isi rumen,
sekum, kolon atau feses diambil segera setelah hewan dipotong atau feses diekskresikan.
Sampel dimasukkan dalam termos kaca berisi penuh air hangat (temperatur sekitar 39oC)
yang telah keluarkan isinya. Termos diisi penuh sampel, ditutup rapat agar terbebas dari
udara dan segera digunakan untuk penelitian.
Pengenceran sampel untuk penghitungan koloni. Sampel dari termos harus
terlindung dari O2 dan segera digunakan di laboratorium. 45 ml larutan pengencer (medium
No.14, Bryant and Burkey dalam Ogimoto and Imai, 1981) ditempatkan pada tabung steril
dan dialiri gas CO2, dan ditambahkan 5 gram isi rumen atau sampel sumber mikrobia.
Larutan 10-1 ini diaduk selama 5 menit. Selanjutnya sampel diencerkan menjadi
102,105,107,108 dan 109 sambil tetap dialiri CO2. Untuk mendapatkan hasil yang baik
diinokulasikan 0,5 ml dari tabung pengenceran 105 ke dalam medium selektif bakteri,
sedangkan ke dalam medium selektif jamur dinokulasikan 0,5 ml dari pengenceran 103.
Pembuatan ekstrak cairan rumen sebagai nutrien (Bachruddin, 1985,
Lampiran 9-13). Cairan rumen dipusingkan dengan sentrifu selama 10 menit pada 10.000
x g selama 30 menit dan disaring dengan kain kasa dobel.
Pembuatan larutan pengencer sampel anaerobik. Komposisi larutan pengencer
merupakan medium No.14 oleh Bryant and Burkey dalam Ogimoto dan Imai, (1981)
13
dengan komposisi 7,50 ml mineral I,
7,50 ml mineral II,
0,05g HCl-cistein; 0,30g
Na2CO3; 0,10ml Rezasurin 0,1% larutan; 100 ml H2O. Seluruh bahan tersebut dicampur
dalam tabung Erlenmeyer dan disterilisasi dengan otoklaf pada 15 lbs (121oC) selama 20
menit. Setelah dikeluarkan dari otoklaf pada temperatur 45 – 50oC tabung dialiri dengan
gas CO2 sampai indikator resazurin berubah dari warna pink menjadi tidak berwarna,
kemudian ditutup dengan penutup karet steril dan disimpan dalam refrigerator sebagai
sediaan.
Pembuatan larutan mineral.
Mineral berupa formula larutan No. 32 sesuai
petunjuk Bryant and Burkey (Ogimoto and Imai, 1981; Bachrudin, 1985) dibuat dengan
cara menimbang 6 gram K2HPO4 dalam 1 liter aquades (mineral I). Sedangkan mineral II
dibuat dengan cara menimbang 6,0g KH2PO4; 12,0g (NH4)2SO4; 12,0g NaCl; 2,50g
MgSO4.7H2O; 1,20g CaCl2 dalam 1 liter aquades.
Pembuatan medium selektif dan cara isolasi bakteri lignoselulolitik. Mikrobia
dikultur pada medium selektif padat menggunakan metode Hungate (medium No. 6 dalam
Ogimoto and Imai, 1981; Lampiran 12 dalam Bachruddin, 1985). Selulosa (bubuk kertas
saring Whatman No. 1), silan, dan asam tanat digunakan sebagai substrat untuk masingmasing isolasi bakteri selulolitik, silanolitik dan lignolitik.
Setiap satu liter medium mengandung 400 ml cairan rumen, 20 g agar, 1 ml
rezasurin 0,1% larutan, 150 ml larutan mineral I, 150 ml larutan mineral II, 250 ml
aquadest dan 2 g substrat. Semua bahan tersebut dimasukkan ke dalam tabung Erlenmeyer
1000 ml dan dipanaskan pada 100oC selama 5 menit untuk menghomogenkan campuran
sambil dialiri gas CO2. Temperatur selanjutnya dijaga pada 45oC dalam water bath.
Suasana anaerob tercapai ditandai dengan hilangnya warna pink. Selanjunya 32,3 ml
sodium karbonat dan 16,7 ml HCl-cistein ditambahkan. Medium kemudian dibagi ke dalam
tabung Hungate sebanyak 4 ml per tabung sambil terus diisi gas CO2 dan disterilisasi
dengan otoklaf pada 121oC selama 20 menit. Dengan pipet steril selanjutnya 1 ml larutan
mikrobia dalam pengenceran 105 diinokulasikan segera ke dalam tabung pada temperatur
45oC dan diisi gas CO2. Tabung selanjutnya ditutup rapat dan digojok sampai homogen,
kemudian diputar di atas nampan berisi air es (rolling tube) sampai kondisi agar memadat.
Kultur selanjutnya diinkubasi pada 39oC selama 7 hari. Koloni bakteri yang tumbuh di
hitung dan diidentifikasi.
14
Seleksi koloni bakteri lignoselulolitik secara semikuantitatif. Koloni bakteri
lignoselulolitik yang tumbuh dalam medium roll
tube secara individual dipilih dan
dipindahkan ke dalam medium padat cawan petri secara anaerob dengan metode overlay
(Lowe, 1986). Komposisi medium padat sama dengan medium selektif dengan
menambahkan 2 g ekstrak yeast sebagai pengkaya nutrien. Koloni diambil dari agar roll
tube menggunakan kawat iridium-platinum berujung runcing. Seluruh prosedur dikerjakan
secara anaerob menggunakan gas CO2 dengan indikator hilangnya warna pink dalam
medium padat cawan petri. Cawan petri selanjutnya diinkubasi pada 39oC selama 7 hari
dalam anaerobic jar yang telah diisi anaerobic generating kit. Koloni bakteri yang tumbuh
diidentifikasi secara semikuantitatif dengan
Pembuatan medium selektif dan cara isolasi jamur lignoselulolitik. Mikrobia
dikultur pada medium selektif padat menggunakan metode Lowe, (1986) yang
dimodifikasi. Selulosa (bubuk kertas saring Whatman No. 1), silan, dan asam tanat
digunakan sebagai substrat untuk masing-masing isolasi bakteri selulolitik, silanolitik dan
liggnolitik sebagaimana digunakan pada medium selektif bakteri. Setiap 100 ml medium
mengandung 83 ml medium basal A, 0,2 g substrat dalam 10 ml aquadest, 5 ml Na2CO3
12% (w/v), 1 ml HCl-cistein 3% (w/v), 7,7 mg antibiotik (antibakteri spektrum luas) dan
1,8 g agar.
Semua bahan kecuali Na2CO3 12% (w/v) dan HCl-cistein 3% (w/v) dimasukkan ke
dalam tabung Erlenmeyer 100 ml, kemudian dipanaskan pada 100oC selama 5 menit untuk
menghomogenkan campuran sambil dialiri gas CO2. Temperatur selanjutnya dijaga pada
45oC dalam water bath. Suasana anaerob tercapai ditandai dengan hilangnya warna pink.
Selanjunya 5 ml Na2CO3 12% (w/v) dan 1 ml HCl-cistein ditambahkan. Medium kemudian
dibagi ke dalam tabung Hungate sebanyak 4 ml per tabung sambil terus diisi gas CO2 dan
disterilisasi dengan otoklaf pada 121oC selama 20 menit. Dengan pipet steril selanjutnya 1
ml larutan mikrobia dalam pengenceran 103 diinokulasikan segera ke dalam tabung pada
temperatur 45oC dan diisi gas CO2. Tabung selanjutnya ditutup rapat dan digojok sampai
homogen, kemudian diputar di atas nampan berisi air es (rolling tube) sampai kondisi agar
memadat. Kultur selanjutnya diinkubasi pada 39oC selama 5 hari. Koloni jamur yang
tumbuh di hitung dan diidentifikasi.
15
Pembuatan medium basal A. Setiap 1 liter medium basal A mengandung 2 g
ekstrak yeast, 2 g pepton, 150 ml cairan rumen, 75 ml larutan mineral I, 75 larutan mineral
II, 1 ml rezasurin 0,1%, dan aquadest sampai volume 1 liter. Semua bahan diisi gas CO2
dan disterilisasi, pH diatur 6,8 dan disimpan pada 4oC dalam ruang gelap sebagai sediaan.
Seleksi koloni jamur lignoselulolitik secara semikuantitatif. Koloni jamur
lignoselulolitik yang tumbuh dalam medium roll
tube secara individual dipilih dan
dipindahkan ke dalam medium padat cawan petri secara anaerob dengan metode overlay
(Lowe, 1986) yang dimodifikasi. Komposisi medium padat dalam cawan petri sama dengan
medium selektif dengan menambahkan 1 ml vitamin B kompleks (larutan) sebagai
pengkaya nutrien. Koloni diambil dari agar roll
tube menggunakan kawat iridium-
platinum berujung runcing. Seluruh prosedur dikerjakan secara anaerob menggunakan gas
CO2 dengan indikator hilangnya warna pink dalam medium padat cawan petri. Cawan petri
selanjutnya diinkubasi pada 39oC selama 5 hari dalam anaerobic jar yang telah diisi
anaerobic generating kit. Koloni jamur yang tumbuh diidentifikasi secara semikuantitatif
dengan mencatat warna, diameter dan zona difusi koloni (Subba Rao, 1993; Martani,
2003) serta zona bening (clear zome) disekitar koloni (Ogimoto and Imai, 1981).
Pengukuran diameter zona difusi dan zona bening koloni. Diameter zona difusi
dan zona bening di sekeliling koloni diukur dengan jangka sorong untuk menentukan
aktivitas semikuantitatif bakteri dan jamur selulolitik dan silanolitik, sedangkan
kemampuan lignolitik bakteri dan jamur ditentukan berdasarkan klasifikasi Subba Rao
(1993) dan Martani (2003) dari luas zona difusi berwarna coklat di sekeliling koloni pada
setiap isolat yang diinkubasi selama 6 hari. Klasifikasi tersebut adalah : Kelas 0 ; negatif,
tidak ada warna dibawah atau di sekeliling koloni, Kelas 1 ; terjadi pertumbuhan warna di
bawah atau di sekeliling koloni, Kelas 2 ; terjadi difusi warna coklat muda sampai coklat
tua di bagian bawah koloni, Kelas 3: terjadi difusi warna coklat muda sampai coklat tua di
bagian bawah koloni dengan jarak perluasan difusi warna 1 – 5mm, Kelas 4 : terjadi difusi
warna coklat muda sampai coklat tua di bagian bawah koloni dengan jarak perluasan 6 –
10mm, Kelas 5 : terjadi difusi warna coklat tua dengan jarak perluasan difusi lebih dari 10
mm.
3. Hasil yang diharapkan.
16
Penelitian ini diharapkan menghasilkan isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik
terbaik berdasarkan karakter morfologis sesuai substratnya.
4. Alur Penelitian
- Kerbau (cairan rumen, sekum dan kolon)
- Kuda (cairan sekum dan kolon)
- Gajah (feses)
Medium selektif bakteri metode Hungate (Ogimoto and
Imai, 1981; Bachrudin, 1985) dan selektif jamur metode
Hungate (Lowe, 1986) yang dimodifikasi
dengan substrat selulosa/silan/asam tanat
 Anaerob
 Inkubasi 390C, 7 hr
Koloni bakteri dan jamur lignoselulolitik dimurnikan dalam
medium padat cawan petri (sebagian disimpan dalam gliserol
pd -18oC sebagai sediaan untuk penelitian tahap II)
 Anaerob
 Inkubasi 390C, 7 hr
Identifikasi
morfologis koloni bakteri dan jamur
lignoselulolitik
Pengukuran aktivitas lignoselulolitik semikuantitatif
dengan mencatat warna, diameter dan zona difusi
koloni (Subba Rao, 1993; Martani, 2003) serta clear
zone (Ogimoto dan Imai, 1981)
Isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik terbaik
berdasarkan karakter morfologis dan aktivitas
semikuantitatif sesuai jenis substratnya
17
B. Tahap II. Kemampuan merombak senyawa lignoselulosa oleh masing-masing
isolat dalam medium semisintetik.
Penelitian tahap II dilakukan untuk menjawab tujuan penelitian kedua yaitu
menguji kemampuan masing-masing isolat lignoselulolitik yang telah diperoleh dari tahap I
dalam medium semi sintetik sekaligus membuktikan hipotesis kedua bahwa kemampuan
merombak senyawa lignoselulosa oleh masing-masing isolat berbeda. Kemampuan
merombak lignoselulosa diukur berdasarkan aktivitas enzim selulase, silanase dan lignase.
1. Bahan dan Alat
Bahan penelitian tahap II adalah isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik yang telah
diperoleh pada penelitian tahap I, medium pertumbuhan cair bakteri menggunakan metode
Hungate (Ogimoto and Imai, 1981; Bachrudin, 1985) yang telah dimodifikasi dan medium
pertumbuhan jamur menggunakan metode Lowe (1986) yang telah dimodifikasi serta
reagen uji aktivitas enzim selulase, silanase dan lignase menggunakan metode Efiok (1996)
dan Miller (1959).
Alat-alat utama yang digunakan adalah pembangkit gas CO2, laminar air flow, pH
meter, incubator 39oC, mikropipet, pengaduk magnetik, otoklaf, water bath, sentrifuse,
spektrofotometer, alat-alat gelas dan haemocitometer.
2. Metode Penelitian
Pembuatan medium pertumbuhan cair untuk bakteri. Isolat bakteri
ditumbuhkan pada medium cair menggunakan metode Hungate (Bachruddin, 1985 yang
telah dimodifikasi) dengan mencampur 150 ml larutan mineral I, 150 ml larutan mineral II,
1 ml rezasurin 0,1% (w/v) larutan, 2,00g substrat, 400 ml ekstrak cairan rumen, 2 g ekstrak
yeast sebagai pengkaya nutrien dan 250 ml aquadest dalam tabung Erlenmeyer 1000 ml.
Substrat yang digunakan adalah selulosa, silan, dan lignin disesuaikan dengan jenis uji
aktivitas enzim masing-masing bakteri. Semua bahan dimasukkan dalam tabung
Erlenmeyer dan dipanaskan 100oC selama 5 menit untuk menghomogenkan campuran
sambil dialiri gas CO2. Temperatur selanjutnya dijaga pada 45oC dalam water bath.
Suasana anaerob tercapai ditandai dengan hilangnya warna pink. Selanjunya 32,3 ml
18
sodium karbonat dan 16,7 ml HCl-cistein ditambahkan. Tabung Erlenmeyer kemudian
ditutup dengan karet penutup dan diklem dengan kawat lalu disterilkan beserta isinya pada
121oC selama 15 menit. Masing-masing medium sesuai jenis substratnya
dibagi lagi
berdasarkan banyaknya isolat yang akan di ditumbuhkan dalam medium cair. Isolat dari
medium padat dilarutkan dalam larutan pengencer pada absorban 0,5 λ 600 diinokulasikan
ke dalam tabung Erlenmeyer sebanyak 10%, lalu inkubasikan pada suhu 39oC selama 7
hari dan setiap hari digojok. Kultur medium cair selanjutnya digunakan sebagai sumber
enzim.
Pembuatan medium pertumbuhan cair untuk jamur. Komposisi medium cair
dalam tabung Erlenmeyer sama dengan medium selektif jamur pada Tahap I dengan
menambahkan 1 ml vitamin B kompleks (larutan) sebagai pengkaya nutrien (Lowe, 1986)
yang dimodifikasi. Spora jamur dari medium agar dengan kepadatan tertentu ditera dengan
haemocitometer dalam larutan Tween 80 0,5% digunakan sebagai inokulum dalam medium
cair. Seluruh prosedur dikerjakan secara anaerob menggunakan gas CO2 dengan indikator
hilangnya warna pink. Kultur dalam Erlenmeyer selanjutnya diinkubasi pada 39oC selama
5 hari dan setiap hari digojok. Kultur medium cair selanjutnya digunakan sebagai sumber
enzim.
Pengujian aktivitas enzim. Ekstrak enzim diperoleh dengan cara mensentrifugasi
kultur medium cair pada 5000 rpm selama 15 menit pada suhu 4oC. Ekstrak enzim sesuai
jenis mediumnya diuji pada tiga macam substrat, masing-masing mengandung 1% kertas
saring Whatman No. 1/silan/lignin dalam buffer asetat 50 mM, pH 5,5. Masing-masing
larutan substrat dalam buffer diambil 8 ml, ditambah 1 ml sumber enzim dan 1 ml aquades.
Campuran larutan tersebut digojok dengan fortex, kemudian setiap 5 menit diukur
aktivitasnya dan diulangi 4 kali (20 menit). Pengukuran aktivitas spesifik dilakukan dengan
cara menghitung banyaknya produk yang dihasilkan dari reaksi enzim tersebut (Efiok,
1996). Produk yang diukur adalah gula reduksi (glukosa dari kertas saring Whatman, silosa
dari silan) dan vanilin dari lignin. Pengukuran produk yang dihasilkan, untuk gula reduksi
yaitu dengan cara mengambil 1 ml sampel ditambahkan pada 3 ml reagen dinitrosalisilat
(DNS) dan
1 ml aquades (Miller, 1959), sedangkan untuk vanilin, 1 ml sampel
ditambahkan pada 4 ml metanol, kemudian masing-masing diukur absorbansinya
19
menggunakan spektrofotometer pada λ 560 nm untuk glukosa, 550 nm untuk silosa dan
335 nm untuk vanilin.
3. Hasil yang diharapkan.
Penelitian ini diharapkan menghasilkan isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik
terbaik berdasarkan karakter aktivitas enzim (biokemis), sehingga dapat dipilih sebagai
inokulum potensial.
4. Alur Penelitian
Isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik dari
penelitian I
Medium semisintetik cair diperkaya metode Hungate
( Bachrudin, 1985) dan pertumbuhan jamur (Lowe, 1986)
dengan substrat selulosa/silan/lignin
Anaerob ,
390C, 5-7 hr
Uji aktivitas
selulase
(FPase)
Uji
Aktivitas silanase
(silan)
Uji aktivitas
lignase
(lignin)
Metode Efiok
(1996) dan
Miller (1959)
Isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik terbaik
berdasarkan karakter biokemis (aktivitas enzim)
sesuai jenis substratnya
20
IV. RANCANGAN PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen. Namun Analisis statistik
(variansi) tidak dilakukan dalam penelitian tahap I. Analisis data dilakukan secara diskriptif
dengan parameter kualitatif dan semikuantitatif. Warna, ukuran koloni, diameter zona
difusi dan zona jernih merupakan parameter kualitatif dan semikuantitatif. Analisis statistik
dilakukan pada tahap II untuk parameter aktivitas enzim FPase, silanase dan lignase
menggunakan analisis variansi menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) pola faktorial
dengan faktor perlakuan pertama berupa sumber isolat dan faktor kedua adalah jenis
substrat yang diulang tiga kali untuk mendapatkan tingkat kepercayaan cukup (Steel and
Torrie, 1993).
21
V. HASIL YANG DIHARAPKAN
Penelitian ini diharapkan menghasilkan luaran sebagai berikut :
Luaran Jangka Panjang:
1. secara teknis akan menjamin keberhasilan proses perombakan limbah mengandung
lignoselulosa di lingkungan usaha pertanian-peternakan.
2. secara ekonomis akan meningkatkan penghasilan petani-peternak karena terjadi
peningkatan efisiensi produksi bahan baku pakan dan pupuk organik.
3. aspek sosialnya akan membiasakan petani-peternak hidup dengan cara lebih bersih dan
sehat karena tidak ada lagi limbah di lingkungannya.
Luaran Jangka Pendek
1. diperoleh isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik dari saluran pencernaan herbivora.
2. didapatkan isolat bakteri dan jamur yang memiliki kemampuan sebagai agen biologis
dalam sistem fermentasi lignoselulosa secara anaerob.
3. didapatkan isolat bakteri dan jamur lignoselulolitik yang memiliki kemampuan tinggi
sebagai starter pengolah limbah organik berserat (berpotensi paten).
Luaran Publikasi dan Paten
Rencana seminar nasional, publikasi jurnal, buku teks dan paten adalah sebagai berikut :
No.
Jenis Luaran
Judul
Keterangan
1.
Jurnal Nasional/
Isolation and Characterization of Colon’s Indonesian
Internasional
Lignocellulolytic Bacteria as an Inoculum Journal for
Terakreditasi
for Crude Fibre Degradation in Anaerobic Microbiology,
PERMI/ African
Fermentation
Journal of
Biotechnology
2.
Seminar Nasional Potensi Jamur Lignoselulolitik saluran
Indonesian
Biotecnology
pencernaan herbivora sebagai inokulum
Conference 2009
fermentasi limbah organik berserat
3.
Buku Teks
4.
Paten
Sistem Usaha Peternakan Tanpa Limbah
Berbasis Reaktor Biogas
Starter Perombak Serat Kasar
Mengandung Bakteri dan Jamur
Lignoselulolitik
Edisi 2 (Revisi)
UMM Press
Pendaftaran
melalui Sentra
HKI UMM
22
VI. JADWAL DAN INDIKATOR KERJA
Kegiatan dan Indikator Kerja
No
Kegiatan
1.
Preparasi alat dan bahan penelitian
2.
Isolasi Bakteri dan Jamur Lignoselulolitik
dengan medium selektif padat dengan asam
tanat, selulosa, dan silan sebagai media
selektif
Pembuatan kultur murni padat dalam cawan
petri untuk masing-masing isolat
Mengamati karakter morfologis (warna,
ukuran koloni, diameter zona difusi, zona
jernih)
isolat
bakteri
dan
jamur
lignoselulolitik kultur murni
Pembuatan kultur pertumbuhan cair untuk
masing-masing isolat
dan uji aktivitas
enzim lignase, selulase, dan silanase
Analisis data, penyusunan laporan penelitian
3.
4.
5.
6.
Pelaksanaan
(Minggu ke)
1-4
5-10
11-16
17-20
21-26
27-28
Indikator Kerja
Tersedianya
seluruh
alat
dan
bahan
penelitian
yang
dibutuhkan
Diperoleh isolat dari 6
sumber mikrobia yang
digunakan
Diperoleh isolat murni
(individual)
Diperoleh data dengan
parameter
karakter
morfologis
sebagai
dasar seleksi pertama
Diperoleh data potensi
aktivitas enzim dari
masing-masing isolat.
Diperoleh laporan hasil
penelitian
23
VII. PERSONALIA
Nama Lengkap
dan Gelar
Ir.Ahmad
Wahyudi,
Mkes.
Mu’li Syafi’i
Adi Nugraha
Posisi
Dalam
Kegiatan
Peneliti
Utama
Gol/
Pangkat/
NIP
Jabatan
Bidang
Struktural/ Keahlian
Mahasiswa
S1 (Skripsi)
Mahasiswa
S1 (Skripsi)
Analis Lab.
-
-
-
20
-
-
-
20
-
-
Mikrobiologi
10
-
-
Biokimia
10
Fungsional
IVb /Pembina
131929547
Lektor
kepala
Alokasi
Waktu
(jam/mg)
Biokimia/Te
25
knologi
Fermentasi
Retno
Setyawati, SPt
Rina Ispitasari, Analis Lab
AmAk
24
VIII. PEMBIAYAAN
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Uraian
Gaji dan Upah
Bahan Habis Pakai
Peralatan
Perjalanan
Lain-lain
Biaya Total Penelitian
Jumlah (Rp)
10.500.000
22.600.000
6.500.000
3.700.000
4.200.000
47.500.000
25
DAFTAR PUSTAKA
Ahring, B. K. 2003. Perspectives for anaerobic digestion. In : T. Scheper (Ed.), Advances
in Biochemical Engineering/Biotechnology. 81 : 1-30. Springer-Verlag Berlin
Heidelberg.
Akin, D.E. and W. S. Borneman. 1990. Role of rumen fungi in fiber degradation. J. Dairy
Sci. 73 : 3023-3032.
Anonymous. 1991. Biological Feed Additive. Kursus Singkat Penanganan Limbah
Industri. PAU-Bioteknologi UGM, Yogyakarta.
Bachruddin, Z. 1985. Development of Ruminal Microflora in Goat ( Capra hircus), Thesis
Program Pasca Sarjana, University of Philipines, Los Banos.
Berra-Maillet, C., Y. Ribot, and E. Forano. 2004. Fiber-degrading system of different
strains of the genus fibrobacter, Appl Enviro.l Microbiol. Apr. : p. 2172-2179
Cahyono, E.W. 1994. Pengaruh Pakan Serat Kasar Dari Rumen Jerami Padi Terhadap
Karakteristik Biokimiawi Cairan Rumen Ternak Ruminansia. Tesis S2.
Program Studi Ilmu Peternakan, Universitas Gadjah Mada.
Chen, J. and P. J. Weimer. 2001. Competition among three predominant ruminal
cellulolytic bacteria in the absence or presence of non-cellulolytic bacteria. J.
Environ. Microbiol. 147: 21-30.
Church, D.C. 1988. Livestock Feeds and Feeding. Third Edition. Prentice Hall.
International Ed. New Jersey.
Colberg P.J. 2001. Microbial Degradation of Lignin-derivat Compound Under Anaerobic
Conditions, Stanford University Publ. USA.
DeGregorio, R.M., R.E. Tucker, G.E. Mitchell, and W.W. Gill. 1984. Acetate and
propionate production in the cecum and proximal colon of lamb, J Anim Sci. :
58(1): 203-7 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?
Efiok, B. J. S. 1996. Basic Calculation for Chemical and Biological Analysis. AOAC
International, Maryland, USA.
Flagel, T. W. and V. Meetivision. 1998. Livestock and Feeding. Fourth Editions, Durham
and Doney, Oregon, USA
Hungate, R. 1966. The Rumen and Its Microbes. Academic Press, New York.
Joblin, K. N. and G. E. Naylor. 1989. Fermentation of wood by rumen anaerobic fungi.
FEMS Microbiol. Lett., 65: 111-122.
26
Jouany, J. P. 1991. Rumen Microbial Metabolism and Ruminant Digestion. Institute
National De La Recherche Agronomique, 147, Rue De I’Universite-75338
Paris Cedex 07.
Kennedy, P.M., C. S. McSweeney, Foulkes, A. John, A.C. Schlinka, R.P. Lefeuvre, and
J.D. Kerr. 1992. Intake and digestion in swamp buffaloes and cattle : The
digestion of rice straw (Oriza sativa), J. Agri. Sci., 119 (2) : 227-242
Krause D. O., S. E. Denman, R. I. Mackie, M. Morrison, A. L. Rae, G. T. Attwood, and C.
S. McSweeney. 2003. Opportunities to improve fiber degradation in rumen:
microbiology, ecology and genomics, FEMS Microbiol. Rev. 27: 663-669.
Kurniawati, A. 1999. Purifikasi dan karakterisasi selulase yang diproduksi oleh isolate
mikrobia selulolitik rumen kerbau. Tesis S2. Program Pascasarjana Universitas
Gadjah Mada.
Lowe, S. E. 1986. The Physiology and Cytology of Anaerobic Rumen Fungus, A Thesis
Submitted to the University of Manchester for the Degree of PhD. Department
of Botany, Faculty of Science.
Madigan, M. T., J. M. Martinko, and J. Parker. 1997. Biology of Microorganisms, 8th ed.,
Prentice Hall International, Inc.
Martani, E., N. Haedar dan S. Margino. 2003. Isolasi dan karakterisasi bakteri pendegradasi
lignin dari beberapa substrat alami. Gama Sains V (2) : 32 – 35.
Miller, G. L. 1959. Use of dinitrosalisylic Acid reagent. Method for determination of
reducing sugar. Anal. Chem. 31 : 426-428
Odier, E., G. Janin and B. Monties. 1981. Poplar lignin decomposition by Gram-negative
aerobic bacteria, Appl. Environ. Microbiol. p. 337-341.
Ogimoto, K. and S. Imai. 1981. Atlas of Rumen Microbiology. Japan Scientific Societies
Press, Tokyo.
Paul, E. A. 2007. Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry. Elsevier Inc. Canada.
Peres, J., J. Munoz-Dorado, T. de la Rubia, and J. Martinez. 2002. Biodegradation and
biological treatment of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int.
Microbiol. 5 : 53-56.
Ruttimann, C., R. Vicuna, M.D. Mozuch, and T.K. Kirk. 1991. Limited bacteria
mineralization of fungal degradation intermediate from synthhetic lignin. Appl.
Environ. Microbiol. p. 3652 – 3655.
Samingan. 1998. Biodegradasi seresah Acacia mangium Wild oleh Jamur lignoselulolitik.
Tesis S2. Program Studi Biologi-MIPA, Universitas Gadjah Mada.
27
Soejono, M. 1990. Simbiosis Ruminansia, Kursus Singkat Ekologi Mikrobia. PAU
Bioteknologi-UGM. Yogyakarta.
Stams, A. J. M., S. J. W. H. O. Elferink, and P. Wastermann. 2003. Metabolic interactions
between methanogenic consortia and anaerobic respiring bacteria. In : T.
Scheper (Ed.), Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 81 : 3156. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Subba Rao, N.S. 1993. Biofertilizers in Agriculture and Forestry, 3th ed. International
Science Publisher, New York.
Subba Rao, N.S. 2001. Soil Microbiology, 4th ed. Science Publishers Inc. New Hampshire
03748.
Ullrey, D. E., S. D. Crissey, and H. F. Hintz. 1997. Elephants : Nutrition and Dietary
Husbandry, Michigan State University.
www.nagoline.net/Technical
%20Papers/NAGFS00497Elephants-JONIFEB24,2002MODIFIED2.pdf
Utomo, R., Z. Bachruddin, B. P. Widyobroto, M. Soejono, dan R. Antari. 2006.
Pemanfaatan feses kambing sebagai sumber mikrobia dan enzim mikrobia
pengganti cairan rumen, Buletin Peternakan. 30 (3) : 106-114
Varga, G. A. and E. S. Kovler. 1997. Microbial and animal limitation to fiber digestion and
utilization. J. Nutr. 127 (5) : 819-823
Wahyudi, A. dan Z. Bachruddin. 2004. Isolasi mikrobia selulolitik cairan rumen beberapa
ternak ruminansia (kerbau, sapi, kambing dan domba) sebagai probiotik pakan
sapi. Jurnal Ilmiah Terakreditasi Fakultas Peternakan-Perikanan UMM. 11
(2) : Hal. 181-185
Wahyudi, A. dan Z. Bachruddin. 2005. Aktivitas enzim selulase ekstraseluler bakteri
rumen kerbau, sapi, kambing dan domba pada beberapa kultur fermentasi :
Upaya mendapatkan starter probiotik bagi ternak ruminansia. Proseding
Seminar Nasional ”Pengembangan Usaha Peternakan berdaya Saing di Lahan
Kering” . Edisi Pertama, Fakultas Peternakan UGM. Hal. 342-347
Weimer, P. J., G.C. Waghorn, and DR. Merten S., 1999. Effect of diet on population of
three species of ruminal cellulolytic bacteria in lactating dairy cows. J. Dairy
Sci. 82 : 122-134
Wanapat, M., 2001, Swamp buffalo rumen ecology and its manipulation, Proceedings
bufallo workshop, December. http://www.mekarn.org/procbuf/wanapat.htm
28
LAMPIRAN 1.
BIODATA PENGUSUL HIBAH PENELITIAN PROGRAM DOKTOR
I. IDENTITAS DIRI
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
Nama Lengkap
Jabatan Fungsional
NIP.
Tempat dan Tanggal Lahir
Alamat Rumah
Nomor Telepon/ Faks
Nomor HP
Alamat Kantor
Nomor Telepon/ Faks
Alamat Email
Ir. Ahmad Wahyudi, Mkes.
L/P
Lektor Kepala
131 929 547
Magetan, 9 Nopember, 1965
Pondok Bestari Indah C2/263 Malang
(0341) 466629 / 0811360927
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang 65144
(0341) 464318 / (0341) 460782
[email protected]
II. RIWAYAT PENDIDIKAN
2.1. Program
2.2. Nama PT
S1
Fak. Peternakan
UGM
2.3. Bidang Ilmu Biokimia Nutrisi
2.4. Tahun Masuk 1984
2.5. Tahun Lulus 1989
2.6. Judul
Pengaruh
Skripsi
Penggantian Jagung
/Tesis/Renca Kuning dengan
na Disertasi
Tepung Karak dan
Wortel terhadap
Pigmentasi Yolk
S2
Program Pascasarjana
UGM
IKD-Biokimia
1993
1996
S3
Sekolah Pascasarjana
UGM
Bioteknologi
2006
-
Peningkatan Toleransi
S. Erytthrea CCRC
11513 terhadap Minyak
Sawit Sebagai
Praprekursor
Eritromisin dengan
Cara Induksi
2.7. Nama
Prof. Dr. Dr. H. M.
Ismadi dan Dra.
Retno S. Sudibyo,
Apt. MSc
Penggunaan Bakteri
dan Jamur
Lignoselulolitik
Saluran Pencernaan
Herbivora untuk
Meningkatkan
Kecernaan Serat Kasar
Prof.Dr.Ir. Zaenal
Bachruddin, MSc.,
Prof.Dr.drh. M.
Soejono, MSc. dan Dr.
Ir. M. Nur Cahyanto,
MSc.
Pembimbing/Promotor
Dr. Ir. Ali Wibowo,
MSc. dan Ir. Lies
Mira Yusiati, SU.
III. RIWAYAT PENELITIAN (bukan Skripsi maupun Tesis) 5 Tahun Terakhir
Pendanaan
No.
Tahun
Judul Penelitian
1.
2008
2.
2007
Pengembangan Inokulum
Fibrolitik Tahan Antibiotik
sebagai Probiotik Pakan Ternak
Pengembangan Starter
Sumber
Jumlah (Rp)
Uber HKI-Dirjen
DIKTI
20.000.000,-
PHB I dan II,
77.000.000,29
3.
2006
4.
2005
5
2004
Fermentasi Produksi Biogas
dengan Reformulasi Isolat
Bakteri Fibrolitik
Pengkajian Kualitas Probiotik
terhadap Produktivitas Daging
dan Susu di Jawa Timur
Pengembangan Starter Bakteri
Selulolitik Pengolah Limbah
Organik dan Produksi Biogas
Peningkatan Kemampuan
Bakteri Selulolitik Cairan
Rumen untuk Probiotik Ternak
Ruminansia
Dirjen DIKTI
Dinas Peternakan
Propinsi Jawa
Timur
Uber HKI-Dirjen
DIKTI
152.152.500,-
Uber HKI-Dirjen
DIKTI
15.000.000,-
15.000.000,-
IV. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL
No.
Tahun
Judul Artikel Ilmiah
Volume/N
omor
Nama Jurnal
1.
2008
ISBN 978979-796100-8
2.
2008
Proceeding the International
Research Seminar,
Muhammadiyah University of
Malang, 7-8 November, 2008
Proceeding the 4th Indonesian
Biotechnology Conference,
Bogor, 5-7 August 2008
3.
2007
Enhanced Fermentation Starter for
Biogas Production by Formulation
of Rumen and Sheep’s Colon
Fibrolytic Bacteria
Formulation of Cellulolytic
Bacteria and Colon’s Liquid as
fermentation Inoculum for Fiber
Degradation and Biogas
Production
Evaluasi Daya Hidup Bakteri
Selulolitik dalam Urea Molases
Mineral Probiotik Blok (UMMPB)
4.
2007
ISBN 979796-020-X
5.
2005
6.
2005
Evaluasi Penggunaan Urea
Molases Mineral Probiotik Blok
(UMMPB) pada Sapi Perah
Laktasi Terhadap Produksi dan
Kualitas Susu
Aktivitas Enzim Selulase
Ekstraseluler Bakteri Rumen
Kerbau, Sapi, Kambing dan
Domba pada Beberapa Kultur
Fermentasi : Upaya mendapatkan
Starter Probiotik bagi ternak
ruminansia
Evaluasi Titer Enzim dan
Kecernaan Fibrolitik (in vitro)
Cairan Rumen Dengan Introduksi
Bakteri Selulolitik.
Ketersediaan N, P, K pada Manure
Sapi Perah dengan Introduksi
7.
2005
In press
ISBN 978979-166170-6
Proseding Seminar Nasional
Kearifan Lokal dalam
Penyediaan serta Pengembangan
Pakan dan Ternak di Era
Globalisasi, AINI-Fak
Peternakan UGM
Proseding Seminar Nasional
Rekonstruksi Bidang Peternakan
dalam Swasembada Pangan,
Fak. Peternakan UMM
ISBN 97997243-4-1
Proseding Seminar Nasional
”Pengembangan Usaha
Peternakan berdaya Saing di
Lahan Kering” Fak.Peternakan
UGM-Puslitbang Petrnakan
DEPTAN.
11 (1)
Jurnal
Ilmiah Terakreditasi
Fakultas Peternakan-Perikan an
UMM.
ISSN
1410.3281
In press
Proseding
”Prospek
Seminar Nasional
Pengembangan
30
Peternakan
tanpa
Limbah”
Program Studi Peternakan UNS
Bakteri Selulolitik.
8.
9.
2004
2004
Isolasi mikrobia selulolitik cairan
rumen beberapa ternak ruminansia
(kerbau, sapi, kambing dan
domba).
11 (2)
Evaluasi konsumsi bahan kering
dan kecernaan energi pada domba
ekor gemuk dengan penambahan
probiotik.
21 (1)
ISSN
1410.3281
ISSN
1410.3281
Jurnal
Ilmiah Terakreditasi
Fakultas Peternakan-Perikan an
UMM.
Jurnal
Ilmiah Terakreditasi
Fakultas Peternakan-Perikan an
UMM.
V. PENGALAMAN PENULISAN BUKU
No.
Tahun
Judul Buku
Jumlah
Halaman
1.
2007
155
2.
2007
PROBIOTIK, Konsep dan
Penerapan pada Ternak Ruminansia
Bugar dengan Susu Fermentasi
3.
2008
196
4.
2009
Manajemen Peternakan Tanpa
Limbah Berbasis Reaktor Biogas
Mengenal Virus Flu Burung dan
Cara Pengendaliannya
211
147
Penerbit
UMM Press
ISBN: 979-796-032-3
UMM Press
ISBN: 978-979-796-042-1
UMM Press
ISBN: 978-979-796-016-2
UMM Press
ISBN: 978-979-796-015-3
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggung jawabkan secara hukum dan apabila di kemudian hari ternyata dijumpai
ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima resikonya.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi persyaratan sebagai
salah satu syarat pengajuan hibah penelitian untuk mahasiswa Program Doktor.
Yogyakarta, 20 Pebruari, 2009
Ir. Ahmad Wahyudi, M.Kes.
NIP : 131 929 547
31
LAMPIRAN 2.
JUSTIFIKASI ANGGARAN
Rekapitulasi biaya yang diusulkan
No. Uraian
1.
Gaji dan Upah
2.
Bahan Habis Pakai
3.
Peralatan
4.
Perjalanan
5.
Lain-lain
Jumlah (Rp)
10.500.000
22.600.000
6.500.000
3.700.000
4.200.000
47.500.000
Biaya Total Penelitian
1. Gaji dan Upah
No. Pelaksana kegiatan
1.
2.
3.
Peneliti
Asisten Peneliti
Analis Lab.
Jumlah
Jumlah
Jam/minggu
25
20
10
1
1
2
Honor/Jam
7.000
5.000
4.000
Jumlah Biaya
2. Bahan Habis Pakai
No.
Bahan
Kertas A4 80g
Spidol permanen
Flash disc
Disket
CD-RW
Cartridge
Cutter
Gunting
Transparant sheet
Kertas foto
Selotip
Tinta refil
Kertas label
Selulosa (Sigma)
Xylan (Sigma)
Selubiosa (Sigma)
Lignin (Aldrich)
Asam Tanat (Aldrich)
Resazurin (Sigma)
Agar (Merck)
Mineral 1
Mineral 2
Cystein HCl
Volume
3 rem
2 bh
1 bh
10 bh
5 bh
1 bh
1 bh
2 bh
1 set
2 set
5 bh
2x
3 set
100g
50g
25g
100g
50g
5g
1000g
5lt
5lt
10g
Biaya Satuan (Rp)
35.000
40.000
150.000
5.000
5.000
375.000
20.000
15.000
75.000
60.000
5.000
30.000
10.000
1 x 700.000
1 x 2.500.000
1 x 2.500.000
1 x 1.750.000
1 x 1.750.000
1 x 1.500.000
1 x 1.725.000
5 x 60.000
5 x 60.000
1 x 720.000
Biaya
(Rp)
4.900.000
3.360.000
2.240.000
10.500.000
Biaya (Rp)
105.000
80.000
150.000
50.000
25.000
375.000
20.000
30.000
75.000
120.000
25.000
60.000
30.000
700.000
2.500.000
2.500.000
1.750.000
1.750.000
1.500.000
1.725.000
300.000
300.000
720.000
32
Larutan pengencer
KH2PO4
K2HPO4
MgSO4
Na2CO3
Alumunium foil
Kertas payung
Karet gelang
Masker
Sarung tangan
Spiritus
Alkohol
Gas CO2
Anaerobik gen. kit
Kapas
Kain kassa
Aquadest
3lt
100g
100g
100g
100g
10 rol
200lbr
2kg
1 pak
1 pak
10lt
10lt
45kg
2 box
2 kg
1 roll
50 lt
3 x 35.000
1 x 600.000
1 x 500.000
1 x 450.000
1 x 375.000
10 x 55.000
200 x 1.400
2 x 20.000
1 x 525.000
1 x 575.000
10 x 36.000
10 x 31.000
1.740.000
2x 450.000
2x 50.000
1 x 50.000
50x 4.000
105.000
600.000
550.000
450.000
375.000
550.000
280.000
40.000
525.000
575.000
360.000
310.000
1.740.000
900.000
100.000
50.000
200.000
22.600.000
Jenis
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Erlenmeyer 250ml
12 bh
12 x 45.000
Erlenmeyer 500ml
12 bh
12 x 55.000
Erlenmeyer 1000ml
6 bh
6 x 85.000
Gelas ukur 10ml
6 bh
6 x 50.000
Gelas ukur 50ml
2 bh
2 x 150.000
Tabung Hungate
60 bh
60 x 15.000
Botol serum 1000ml
18 bh
18 x 15.000
Botol serum 250ml
60 bh
60 x 6.000
Petri disk diameter 6 cm
60 bh
60 x 14.500
Eppendorf
1 pak
1 x 800.000
Termos (Sampling) 130ml
18 bh
18 x 15.000
Anaerobic jar (Toples
12 bh
12 x 60.000
kedap)
Jumlah Biaya
Biaya (Rp)
540.000
660.000
510.000
300.000
300.000
900.000
270.000
360.000
870.000
800.000
270.000
720.000
Jumlah Biaya
3. Peralatan
No.
6.500.000
4. Perjalanan
No
1.
2.
3.
Tujuan
Lokal di Jogja
Volume
Biaya Satuan (Rp)
7 bln x 1 orang
100.000
Gol IVb
Kudus
(Pengambilan 3 x 1 orang Gol
600.000
sampel
isi
saluran IVb
pencernaan kerbau)
Bogor
(Seminar 1 orang Gol
1.200.000
Nasional Mikrobiologi) IVb
Jumlah Biaya
Biaya (Rp)
700.000
1.800.000
1.200.000
3.700.000
33
5. Lain-lain
No
1.
2.
3.
4.
5.
Uraian Kegiatan
Administrasi Lab.
Lab. Biokimia dan Nutrisi
Fak. Peternakan UGM
Analisis data, pembuatan dan
penggandaan laporan
Browsing
dan fotocopy
pustaka
Pendaftaran paten
Publikasi Jurnal
Total Biaya Penelitian
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Biaya (Rp)
2 smt
1.200.000
1.200.000
10 eks
500.000
500.000
-
500.000
500.000
1.000.000
1.000.000
1.000.000
1.000.000
4.200.000
1 kali
1 kali
Jumlah Biaya
47.500.000
34
Nomor ID
06/09-I/1943/PS
Klaster
Antar Bidang
Bidang Ilmu Bioteknologi
PROPOSAL
HIBAH PENELITIAN UNTUK PROGRAM DOKTOR
TAHUN ANGGARAN 2009
ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI SERTA JAMUR
LIGNOSELULOLITIK SALURAN PENCERNAAN KERBAU, KUDA DAN FESES
GAJAH
Diajukan oleh :
Ahmad Wahyudi
06/09-I/1943/PS
FAKULTAS ANTAR BIDANG
PROGRAM STUDI BIOTEKNOLOGI
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2009
HALAMAN PENGESAHAN
1.
Judul Penelitian
Isolasi dan karakterisasi bakteri serta jamur
35
2.
lignoselulolitik saluran pencernaan kerbau, kuda
dan feses gajah.
Penggunaan bakteri dan jamur lignoselulolitik
saluran pencernaan herbivora untuk
meningkatkan perombakan serat kasar.
Judul Disertasi
3.
Peneliti
3.1. Data Pribadi
a. Nama Lengkap
b. NIP
c. Jenis Kelamin
d. Gol./Jab. Fungsional
e. Fakultas/Jurusan
f. Bidang Ilmu
g. Alamat Kantor
Ir. Ahmad Wahyudi, Mkes.
131 929 547
Laki-laki
IVb/ Lektor kepala
Peternakan/Produksi Ternak
Biokimia dan Teknologi Fermentasi
Kopertis Wilayah VII dpk pada Fakultas
Peternakan Univ. Muhammadiyah Malang
Telepon/Faks
(0341) 464318 ext. 175 / (0341) 460782
Email
[email protected]
h. Alamat Rumah
Pondok Bestari Indah Blok C2 No 263,
Landungsari, Malang
Telepon/HP
(0341) 466629/ 0811360927
3.2. Pembimbing Utama
Prof. Dr. Ir. Zaenal Bachruddin, MSc.
3.3. Anggota Pembimbing 1
Prof (Emer). Dr. drh. M. Soejono, MSc., MS.
3.4. Anggota Pembimbing 2
Dr. Ir. M. Nur. Cahyanto, MSc.
3.5. Anggota Pembimbing 3
4.
Program Studi S3
Bioteknologi
5.
Fakultas/Sekolah Pascasarjana Antar bidang/ Universitas Gadjah Mada
6.
Jangka Waktu Penelitian
7 (tujuh) bulan
7.
Lokasi Penelitian
Lab. Biokimia Nutrisi Fakultas Peternakan dan
Lab. Mikrobiologi Pusat Studi Bioteknologi
Universitas Gadjah Mada
8.
Pembiayaan
Rp. 49.510.000
Menyetujui
Menyetujui
Yogyakarta, 20-02-2009
Direktur Pascasarjana
Pembimbing
Ketua Peneliti
Prof. Dr. Irwan Abdullah
NIP. 131 851 818
Prof. Dr. drh. M. Soejono
Ir. Ahmad Wahyudi, MKes
NIP. 131 212 040
NIP. 131 9929 547
Menyetujui
Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat UGM
Prof. Dr-Tech. Ir. Danang Parikesit, M.Sc.
NIP. 131 887 481
36
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kecernaan lignoselulosa yang
merupakan faktor pembatas dalam perombakan polisakarida sebagai sumber energi murah
pada sistem fermentasi anaerob menggunakan bakteri dan jamur lignoselulolitik yang
diisolasi dari saluran pencernaan herbivora. Kerbau, kuda dan gajah dipilih sebagai sumber
bakteri dan jamur lignoselulolitik karena ketiganya merupakan representasi herbivora
pemakan serat kasar berkualitas rendah sebagai sumber energi utama.
Bakteri dan jamur lignoselulolitik diisolasi dengan medium selektif metode
Hungate (Ogimoto dan Imai, 1981; Bachruddin, 1985 dan Lowe, 1986) menggunakan
selulosa, silan dan asam tanat sebagai substrat selektif. Identifikasi morfologis koloni
bakteri dan jamur lignoselulolitik dilakukan dengan pemurnian mikrobia melalui
pemindahan isolat dari kultur tabung Hungate ke kultur cawan petri. Pencatatan warna,
ukuran koloni, diameter zona difusi (Subba Rao, 1993), dan zona jernih (Ogimoto dan
Imai, 1981) dilakukan sebagai parameter identifikasi. Rasio aktivitas lignoselulolitik
dihitung dari perbandingan antara diameter zona difusi dengan diameter koloni. Isolat
bakteri dan jamur lignoselulolitik terbaik berdasarkan karakter morfologis dan aktivitas
semikuanttitatif perombakan substrat selanjutnya akan digunakan sebagai inokulum
fermentasi perombakan selulosa, silan dan lignin secara enzimatis.
37
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iv
I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
A. Latar Belakang ...................................................................................... 1
B. Permasalahan ......................................................................................... 3
C. Keaslian Penelitian ............................................................................... 3
D. Tujuan ............................................................................................. ..... 4
E. Manfaat ................................................................................................. 5
II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................ 6
A. Tinjauan Pustaka ................................................................................... 6
1. Lignoselulosa ................................................................................... 6
2. Bakteri perombak lignoselulosa ...................................................... 17
3. Jamur perombak lignoselulosa ......................................................... 21
4. Interaksi mikrobia perombak lignoselulosa ..................................... 26
B. Landasan Teori ...................................................................................... 29
C. Hipotesis Penelitian ............................................................................... 30
III. METODE PENELITIAN........................................................................... 31
A. Tahap I. Isolasi bakteri dan jamur lignoselulolitik ............................... 31
B. Tahap II. Kemampuan merombak senyawa lignoselulolitik................. 38
C. Tahap III. Perombakan jerami padi dalam cairan rumen oleh ............. 41
D. Alur Penelitian ...................................................................................... 46
E. Jadwal Penelitian ................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 50
LAMPIRAN ..................................................................................................... 55
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ........................................................................ 60
38
Download