x KEMAMPUAN DEGRADASI DARI ISOLAT BAKTERI LIGNOLITIK ASAL
CACING TANAH (Lumbricus rubellus) PADA BERBAGAI SUBSTRAT LIGNIN
Jonggi Y F Marbun
Program Studi Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas Udayana, Denpasar
Email : nigel_de_jong@yahoo.com
ABSTRAK
Pemanfaatan limbah pertanian sebagai pakan merupakan salah satu kebijakan nasional dalam pengembangan usaha peternakan yang kompetitif dan berkelanjutan. Pemanfaatan limbah sebagai pakan tanpa aplikasi teknologi pengolahan akan menurunkan produktivitas dan efisiensi usaha peternakan. Penurunan produktivitas serta peningkatan resiko pencemaran lingkungan dari usaha peternakan akibat tingginya kandungan lignoselulosa bahan pakan asal limbah pertanian yang mengakibatkan kandungan nutrient tidak dapat dimanfaatkan secara optimal. Bakteri lignolitik merupakan kelompok bakteri yang mampu menghasilkan kompleks enzim lignase. Di alam berbagai sumber komsorsium mikroa lignolitik dapat diperoleh dari saluran pencernaan hewan, lahan pertanian, rayap, maupun cacing tanah. Cacing tanah merupakan binatang yang mampu mendegradasi berbagai bahan organik karena dalam saluran pencernaanya mengandung berbagai konsorsium mikroba sinergis. Penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kemampuan degradasi dari isolat bakteri yang diisolasi dari cacing tanah (Lumbricus rubellus) pada berbagai substrat lignin telah dilaksanakan di Laboratorium Nutrisi dan Makanan Ternak Fakultas Peternakan Universitas Udayana selama 3 bulan. Evaluasi kemampuan degradasi substrat lignolitik didasarkan pada diameter zona bening yang terbentuk pada substrat asam
xi tanat,eceng gondok, dan daun apu. Penelitian dilaksanakan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 perlakuan dan 3 ulangan. Ketiga perlakuan tersebut adalah isolat bakteri lignolitik dengan kode EB1LG, EB2LG, dan EB3LG. Hasil penelitian menunjukkan pada substrat asam tanat, isolat bakteri dengan kode EB3LG mampu menghasilkan diameter zona bening tertinggi 0,2760 cm, namun secara statistik berbeda tidak nyata (P>0,05). Pada substrat eceng gondok menunjukkan isolat dengan kode EB1LG mampu menghasilkan diameter zona bening tertinggi 0,9250 cm, namun secara statistik berbeda tidak nyata (P>0,05). Sedangkan terhadap substrat daun apu menunjukkan isolat dengan kode EB1LG mampu menghasilkan diameter zona bening tertinggi 0,9383 cm, namun secara statistik berbeda tidak nyata (P>0,05). Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ketiga isolat bakteri lignolitik asal cacing tanah mempunyai kemampuan mendegradasi lignin yang hampir sama pada ketiga substrat uji yaitu asam tanat, eceng gondok, dan daun apu.
xii SUBSTRATE DEGRADATION CAPABILITY OF LIGNOLYTIC BACTERIA
ISOLATED FROM EARTHWORMS (Lumbricus rubellus) ON VARIOUS SUBSTRATE LIGNIN
Jonggi Y F Marbun
Animal Science Program, Faculty of Animal Husbandry, Udayana University, Denpasar
E-mail : nigel_de_jong@yahoo.com
ABSTRACT
Utlization of agriculture waste as feed is one of National policy in developing business of animal husbandary that competitive and sustainable. Utilization of waste as feed without use of processing technology will be reduce productvity and efficiency. Reduction of productivity and increasing of environmental pollution risk come from animal husbandry business because of high content on raw of feed lignoseluloce that come from agriculture waste that effect nutrient content can not be utilized optimally. Lignolytic bactery is bactery group that capable to produce lignase enzym complex. On earth, many source of lignolytic microbe consorsium can be found from alimentary canal of animal, agriculture land, termites and earthworms. Earthworms is animal that capable to degrade many of organic bacause in its alimentary canal included some synergy microbe consorsium. A research aiming to identify and evaluate degradation capability of bacteria isolate that was isolated from earthworms has been done in Nutrition and Forage Laboratory of Animal Husbandry Faculty, Udayana University for 3 (three) months. Evaluation on the degradation capability of lignolytic substrate was based on clear zone diameter that was formed in the substrates of tannic acid, water hyacinth, and water lettuce leaves. The research
xiii was based on Completely Randomized Design (CRD) with 3 (three) treatments and 3 (three) repetitions. The treatments are lignolytic bacteria isolates with codes EB1LG, EB2LG and EB3LG. Research result showed that on tannic acid substrate, bacteria isolate with code EB3LG was able to produce clear zone diameter with longest diameter 0.2760 cm, even though statistically, it was not significantly different (P>0.05). The water hyacinth substrate showed that isolate with code EB1LG has the capability to produce clear zone diameter, with longest diameter 0.9250 cm, yet statistically it was not significantly different (P>0.05). Whereas the substrate of water lettuce leaves indicated that the isolate with code EB1LG was able to produce clear zone diameter with longest diameter as much as 0.9383 cm, yet statistically it was not significantly different (P>0.05). Based on the research it can be concluded that on all three substrates, namely tannic acid, water hyacinth, and water lettuce leaves, the three lignolytic bacteria isolates of earthworms have almost identical capability in degrading lignin.
xiv RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 29 September 1990 di Medan, Provinsi Sumatera Utara dan merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Mangasa Marbun (Ayah) dan Emmi Banjarnahor (Ibu). Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar (SD) tahun 2002 di SD St Maria Tarutung, Sekolah Menengah Pertama (SMP) tahun 2005 di SMP St Maria Tarutung dan pada 2008 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA St Thomas 2 Medan. Pada tahun 2008, penulis diterima di Program Studi Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas Udayana, Denpasar melalui jalur SNMPTN.
xv UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Kemampuan Degradasi Dari Isolat Bakteri Lignolitik Asal Cacing Tanah (Lumbricus rubellus) pada Berbagai Substrat Lignin” dengan tepat waktu dan sesuai dengan harapan. Penulis dengan berbahagia mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD., KEMD selaku Rektor Universitas Udayana atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis dalam mengikuti dan menyelesaikan pendidikan di Program Studi Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas Udayana.
2. Bapak Dr. Ir. Ida Bagus Partama, MS selaku Dekan Fakultas Peternakan Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan, fasilitas, perhatian dan dukungan selama menjadi mahasiswa di Fakultas Peternakan.
3. Dr. Ir. I Gusti Lanang Oka Cakra, M.Si selaku pembimbing akademik (PA) yang telah memberikan perhatian, dorongan dan memotivasi penulis selama mengikuti pendidikan di Fakultas Peternakan.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. I N Sutarpa Sutama, MS selaku pembimbing pertama dan Bapak I Made Mudita, S.Pt., MP selaku pembimbing kedua yang penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan saran tanpa lelah sejak penulis mulai merencanakan penelitian sampai penulisan skripsi ini.
xvi 5. Bapak Dr. Ir. I Gusti Lanang Oka Cakra, M.Si, Ibu Dr. Ir. Ni Wayan Siti, M.Si dan Dr. Ir. Ida Bagus Gaga Partama MS selaku penguji skripsi yang senantiasa memberikan masukan dan saran serta koreksi guna penyempurnaan skripsi ini. 6. Semua Dosen dan staf pegawai di lingkungan Fakultas Peternakan yang telah
memberikan ilmu dan bantuannya dalam menempuh pendidikan di Fakultas Peternakan, Universitas Udayana.
7. Kedua orang tua Mangasa Marbun dan Emmi Banjarnahor yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis sehingga dapat mencapai semua ini.
8. Keluarga tercinta Febrina Marbun, Jose Marbun, Opung, Opung boru dan beserta keluarga besar Marbun dan Banjarnahor yang selalu mendukung dan menjadi motivasi penulis dalam menyelesaikan pendidikan di perguruan tinggi ini.
9. Kepada Mario Purba, Ferdinand Pasaribu, Felix Hendrico, Zevanya Tambunan, Indra Sembiring, Tommy Tarigan, Earth, Nando, Diana Sinaga, Laura Sinaga, Monica Simanjuntak dan Cynthia Surbakti, sebagai sahabat terbaik yang selalu memberikan semangat dan dorongan sehingga penulis dapat penyelesaikan skripsi ini.
10. Kepada semua teman di bali Hendro, Alvin, Markus, Panji, Tria, Lia, Windy, Aji, Keceng, dan Keluarga Besar 234 Solidarity Community Bali, yang telah mendukung dan memotivasi penulis dalam penyelesaikan skripsi ini
11. Kepada Johannes Panjaitan, Indra Budi Setiawan, Dhany, Faris, Arifin, Rizky, Tjok Istri, Nanang, Aprian, Marna Banurea, Gunung, I Komang Juliartawan, Bernika Sitanggang, dan teman-teman angkatan 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
xvii yang telah menemani, membantu penulis selama menempuh pendidikan di Fakultas Peternakan Universitas Udayana.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih atas semua pihak yang membantu dalam penulisan skripsi ini semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan berkat dan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini, serta kepada segenap keluarga penulis.
Denpasar, 15 September 2016
xviii
DAFTAR ISI
JUDUL………..………..…… RINGKASAN………. SUMMARY……… i ii iii PERSETUJUAN DAN PENGESAHAN………. RIWAYAT HIDUP……… UCAPAN TERIMAKASIH……….. iv vi vii DAFTAR ISI……….. DAFTAR TABEL……….. DAFTAR GAMBAR………. DAFTAR LAMPIRAN……….. x xiii xiv xv BAB I PENDAHULUAN……….. 1 1.1 Latar Belakang……….. 1 1.2 Rumusan Masalah………. 3 1.3 Tujuan………... 3 1.4 Hipotesis………... 3 1.5 Manfaat………. 4BAB II TINJAUAN PUSTAKA………. 5
2.1 Limbah Pertanian Sebagai Pakan……….. 5
2.2 Lignin Sebagai Faktor Pembatas Utama Pemanfaatan Limbah Sebagai Pakan Ternak………. 8
xix
2.3 Bakteri Pendegradasi Lignin………. 13
2.4 Cacing Tanah Sebagai Sumber Mikroba Lignolitik……….. 19
BAB III MATERI DAN METODE………... 21
3.1 Materi..……….. 21
3.1.1 Tempat dan Lama Penelitian……… 21
3.1.2 Isolat Bakteri Lignolitik Hasil Isolasi dari Cacing Tana.……...….. 21
3.1.3 Substrat Limbah dan Gulma Tanaman Pangan……… 21 3.1.4 Medium Pertumbuhan Bakteri……….………. 3.1.5 Peralatan………...
21 22 3.2 Metode………...
3.2.1 Produksi Medium Pertumbuhan Bakteri Cair... 3.2.2 Produksi Kultur Bakteri………... 3.2.3 Preparasi Sampel Limbah Usaha Pertanian Terintegrasi…………. 3.2.4 Medium Evaluasi Degradasi Substrat……….. 3.3.4 Evaluasi Kemampuan Degradasi pada Berbagai
Substrat Lignin... 3.3.5 Rancangan Percobaan……….. 3.3.6 Variabel yang Diamati………. 3.3.7 Analisis Data……… BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………...
4.1 Hasil………... 4.2 Pembahasan………... 23 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 28
xx BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………
5.1 Simpulan……… 5.2 Saran……….. 34 34 34 DAFTAR PUSTAKA……….… LAMPIRAN……… 37 41
xxi DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Nutrien Beberapa Limbah Pertanian…………..…………. 6
Tabel 2.2 Kandungan Nutrien Beberapa Limbah Agroindustri……….. 7
Tabel 2.3 Kandungan Senyawa Lignoselulosa Beberapa Bahan Pakan…………. Tabel 4.1 Hasil Kemampuan Degradasi Isolat Bakteri Lignolitik pada Asam
Tanat, Eceng Gondok, dan Daun Apu……….……….. 10
xxii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan Antara Lignin, Selulosa dan Hemiselulosa
Pada Senyawa Lignoselulosa………...………... 9
Gambar 2.2 Jenis Ikatan Antara Lignin dan Polisakarida……...………... 9
Gambar 2.3 Konfigurasi Dinding Sel Tanaman………...……….. 11
Gambar 2.4 Senyawa Penyusun Lignin………...……….. 12
Gambar 2.5 Bangun Struktur Lignin………..………... 13
Gambar 2.6 Skema Sistem Degradasi Lignin………...………. 15 Gambar 2.7 Pemotongan Ikatan Cα-Cβ Molekul Lignin dan Pembentukan
Senyawa Intermediet……….. Gambar 2.8 Siklus Katalik pada Li-P………...………. Gambar 2.9 Siklus Katalik Mn-P………...………
Gambar 2.10 Skema Pembentukan CO2 dari Struktur Aromatik Lignin
oleh Mn-P……….. Gambar 4.1 Kemampuan Degradasi Dari Isolat Bakteri Lignolitik Asal Cacing
Tanah Pada Berbagai Substrat………... 15 16 17 18 29
xxiii DAFTAR LAMPIRAN
1. Analisis statistik diameter zona bening pada asam tanat………. 38 2. Analisis statistik diameter zona bening pada eceng gondok………... 41 3. Analisis statistik diameter zona bening pada daun apu……….. 44
