Optimasi pertumbuhan dan aktivitas enzim ligninolitik Omphalina sp. dan Pleurotus ostreatus pada fermentasi padat Optimization of growth and ligninolytic enzymes activity of Omphalina sp. and Pleurotus ostreatus using solid state fermentation - Happy WIDIASTUTI; . SISWANTO; . SUHARYANTO (INDONESIAN RESEARCH INSTITUTE FOR BIOTECHNOLOGY AND BIOINDUSTRY, 2007)
SummarySolid wastes of bagasse and empty fruitbunch (EFB) respectively from sugarcane andpalm oil mill in Indonesia are abundant. Nowdays, up to now these solid wastes have not yetbeen optimally utilized so that the added valueis still very low and even cause an environ-mental problem. Research on bioconversion ofbagasse and EFB with two culture of white-rotfungi (WRF) i.e., Omphalina sp. and Pleurotusostreatus to produce ligninolytic enzymes wasconducted to provide added value to thislignocellulosic waste. Production of extracellular enzymes from WRF was not onlydetermined by the type of isolate but also theculture condition. This research was aimed todetermine the optimum culture condition ofsolid state fermentation in producing lignino-lytic enzymes at laboratory scale. In thisresearch, WRF was examined for ligninolyticproducing enzymes (laccase, lignin peroxidase/ LiP and Mn-peroxidase / MnP), using mediaconsisting of bagasse and EFB separately asmain substrate with supplementation of ricebran, Cu 2+ with or without rice bran. Theobservation was based on their growth andligninolytic enzyme activities. Characteristicsof optimum pH of LiP, MnP and laccaseactivity were also determined. The resultsshowed that addition of supplement was notable to increase the Cu 2+ growth of myceliaespecially in the first and second months but inthe third month the addition of supplementenhanced the mycelia growth. The growth ofmycelia on the addition of Cu 2+ with or withoutrice bran significantly lower compared to thecontrols both of Omphalina sp. and P. ostreatusin bagasse and EFB. The optimum pH oflaccase, MnP, and LiP activities was five bothfor Omphalina sp. and P. ostreatus at EFBand bagasse. Omphalina sp. was better thanP. ostreatus in producing laccase on bagasseand EFB without any supplementations. Thehighest laccase activity showed by P. ostreatuswith bagasse and EFB media treated with Cuand Cu + rice bran. Supplementation withCu 2+ was more effective in increasing laccaseactivity than rice bran. Activities of Li-P onbagasse and EFB for the two WRF cultureswere significantly influenced by supple-mentation of both of rice bran and Cu 2+ . Li-Pactivity on EFB was slightly higher than thaton bagasse. Mn-P activity was not influencedby rice bran, Cu 2+ or the combination of both.However, these enzymes activities on EFBwere higher compared to bagasse especiallyfor P. ostreatus. Suplementation of Cu wasenhance the activity of laccase and LiP both ofP. ostreatus and Omphalina sp in baggasse andEFB though inhibited the growth of those fungiespecially in the initial growth.RingkasanLimbah padat bagas tebu dan tandankosong kelapa sawit (TKKS) masing-masingdari proses pengolahan gula tebu dan minyaksawit di Indonesia jumlahnya melimpah dansampai saat ini belum mendapat penangananyang efektif sehingga nilai tambahnya masihsangat rendah dan bahkan mengganggulingkungan. Penelitian biokonversi limbahpadat bagas tebu dan TKKS menggunakan duaisolat fungi pelapuk putih (FPP) yaituOmphalina sp. dan Pleurotus ostreatus untukproduksi enzim ligninolitik dilakukan untukmeningkatkan nilai tambah limbah ligno-selulosa tersebut. Penelitian ini, mengujiaktivitas enzim ekstraseluler dari FPP antaralain lakase, lignin peroksidase (LiP), dan Mn-peroksidase (MnP) dari dua spesies FPP yaituOmphalina sp. dan P. ostreatus. Penelitianbertujuan menetapkan kondisi optimum mediafermentasi untuk produksi enzim ligninolitikdari bagas tebu dan TKKS sebagai substrat dankarakterisasi pH optimum enzim ligninolitikdari dua FPP yaitu Omphalina sp. danP. ostreatus. Pengamatan dilakukan berdasar-kan laju pertumbuhan dan aktivitas enzimligninolitik. Enzim lakase, MnP, dan LiPdiekstraksi dan dikarakterisasi pH optimumaktivitasnya. Hasil penelitian menunjukkanbahwa pemberian suplemen menghambatpertumbuhan miselia pada satu dan dua bulanpertama inkubasi, namun laju pertumbuhanmiselium khususnya pada perlakuan pemberianCu 2+ dan Cu 2+ + dedak meningkat tajam padabulan ketiga setelah inkubasi. Pertumbuhanmiselium Omphalina sp dan P. ostreatus padamedium yang ditambah Cu 2+ dan Cu 2+ +dedaklebih rendah dibandingkan dengan kontrol.Pada inkubasi tiga bulan, aktivitas optimumlakase, MnP dan LiP diperoleh pada pH 5, baikuntuk Omphalina sp. maupun P. ostreatusyang diekstrak dari bahan lignoselulosa bagastebu dan TKKS. Aktivitas lakase dariOmphalina sp. lebih tinggi daripadaP. ostreatus pada substrat TKKS dan bagastebu tanpa suplementasi. Pemberian suplemenberupa Cu 2+ dan dedak atau kombinasinyameningkatkan aktivitas lakase baik pada bagastebu maupun pada TKKS. Aktivitas lakasetertinggi ditunjukkan oleh isolat P. ostreatuspada medium bagas tebu dan TKKS padaperlakuan pemberian Cu 2+ dengan atau tanpadedak. Aktivitas lakase nampaknya lebihdipengaruhi oleh penambahan Cu 2+ dibanding-kan dengan pemberian dedak. Aktivitas LiPbaik pada bagas tebu maupun TKKS untukkedua FPP yang diuji pada perlakuanpenambahan dedak dan Cu nyata lebih tinggidibandingkan dengan aktivitas LiP yangdiekstrak dari medium tanpa penambahansuplemen. Aktivitas LiP pada TKKS lebihtinggi dibandingkan dengan pada bagas tebukhususnya untuk P. ostreatus. Sedangkanaktivitas MnP tidak dipengaruhi penambahandedak dan Cu 2+ demikian pula kombinasikeduanya. Aktivitas MnP yang diekstrak dariTKKS lebih tinggi dibandingkan denganaktivitas MnP yang diekstrak dari bagas tebukhususnya untuk P. ostreatus. PenambahanCu 2+ meningkatkan aktivitas lakase dan LiPP. ostreatus dan Omphalina sp yang ditum-buhkan pada bagas dan TKKS walaupun ionlogam ini menghambat pertumbuhan keduaJPP ini khususnya pada awal pertumbuhan.