BAKTERI SELULOLITIK DARI TANAH GAMBUT DAN EFEK FERMENTASINYA TERHADAP KOMPOSISI
MINYAK ASIRI KULIT JERUK PONTIANAK
(CELLULOLYTIC BACTERIA FROM PEAT LAND AND ITS FERMENTATION EFFECT TO PONTIANAK ORANGE PEEL VOLATILE OIL COMPOSITION)
Rizmahardian A. Kurniawan* dan Raudhatul Fadhilah
Prodi Pendidikan Kimia, Universitas Muhammadiyah Pontianak Jl. Ahmad Yani No. 111, Pontianak
*E-mail :rha_mipa@yahoo.com
ABSTRACT
Sample preparation using cellulolytic bacteria fermentation has been reported improving oil isolation from plants. Yet, the effect of fermentation to oil composition was not investigated. Therefore, in this research, we compared oil composition of Pontianak orange peel with and without cellulolytic fermentation. Bacteria used for cellulolytic fermentation were previously isolated from Pontianak peat land soil. The isolates were Yersinia pseudotuberculosis RAG25 and Proteus penneri RAG31. Analysis using GCMS showed major volatile compound, limonene, was unchanging, while minor volatile compound such as n-nonanal and n-dekanal, was not appeared after fermentation.
Key words: cellulolytic bacteria, fermentation, Pontianak orange, volatile compounds
ABSTRAK
Preparasi sampel menggunakan fermentasi bakteri selulolitik telah diketahui mampu meningkatkan rendemen minyak yang diisolasi dari tanaman. Walaupun demikian, pengaruh fermentasi tersebut terhadap komposisi minyak yang diperoleh masih belum banyak diinvestigasi. Dalam penelitian ini, komposisi minyak kulit jeruk Pontianak akan dibandingkan dengan sampel yang diawali tahap preparasi berupa fermentasi bakteri selulolitik. Bakteri yang digunakan untuk fermentasi adalah isolat Yersinia pseudotuberculosis RAG25 dan Proteus penneri RAG31 yang telah diisolasi dari tanah gambut Kota Pontianak. Analisis yang dilakukan menggunakan GCMS menunjukkan bahwa komponen utama minyak kulit jeruk yaitu limonen tidak berubah. Akan tetapi, komposisi minor minyak asiri kulit jeruk seperti n-nonanal dan n-dekanal, tidak muncul setelah dilakukan fermentasi.
Kata kunci: bakteri selulolitik, fermentasi, jeruk Pontianak, senyawa asiri
1. PENDAHULUAN
Rendemen minyak asiri kulit jeruk Pontianak dapat ditingkatkan dengan
memberikan perlakuan awal sebelum proses ekstraksi dilakukan. Salah satu cara yang
dapat digunakan adalah dengan memberikan perlakuan menggunakan enzim selulase
sebelumnya yang menunjukkan bahwa terjadi peningkatan rendemen minyak nilam yang
diisolasi dengan perlakuan awal berupa delignifikasi dan fermentasi [1-3]. Dalam
penelitian lain dilaporkan pula bahwa fermentasi tersebut dapat meningkatkan komposisi
sitronelol dan metil eugenol dalam minyak bunga mawar [4]. Fermentasi diketahui dapat
meningkatkan rendemen minyak karena mikroorganisme yang terlibat mampu
menghasilkan enzim selulase dan lignoselulase yang dapat merusak dinding sel daun
sehingga minyak yang tersimpan pada vakuola sel dapat keluar dan mudah terekstraksi
[3],[5].
Bakteri tertentu dapat menghasilkan enzim selulase yang menghidrolisis selulosa
menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Bakteri yang diisolasi dari tanah diketahui
dapat menghidrolisis selulosa murni, seperti: karboksi metil selulosa, avicell dan kertas
whatman nomor 1 maupun selulosa kompleks, seperti: jerami padi, tongkol jagung dan
kulit pisang [6]. Bakteri Cellulomonas sp. menghasilkan enzim selulase dengan berat
molekul 64.000 Da dan memiliki aktivitas optimum pada suhu 50°C serta pH 5,5 [7].
Selain bakteri-bakteri tersebut, ada dugaan bahwa enzim selulase dapat diperoleh dari
bakteri tanah gambut.
Tanah gambut dibentuk oleh pelapukan sisa jaringan tanaman. Tanah gambut
disusun oleh 65% senyawa organik yang terdiri dari lignin, selulosa, hemiselulosa, lilin,
tanin, suberin, protein, dan senyawa humat [8]. Tanah gambut merupakan habitat yang
sulit ditempati oleh makhluk hidup. Akan tetapi beberapa jenis bakteri dapat hidup dan
tumbuh di tanah gambut, seperti Arthrobacter sp., Aquaspirillum sp., Cellulomonas sp.,
Curtobacterium sp. dan Rhodococcus sp. [9] Bakteri gambut dapat hidup dengan cara
menguraikan senyawa organik yang terdapat di gambut. Bakteri gambut menghasilkan
enzim pengurai seperti: enzim selulase [10], [11], xylanase dan protease [12].
Bakteri selulolitik dari tanah gambut kota Pontianak berpotensi dimanfaatkan pada
tahap preparasi sampel sebelum isolasi minyak asiri kulit jeruk Pontianak dilakukan.
Dalam pemanfaatan tersebut diperlukan informasi awal mengenai pengaruh fermentasi
terhadap komposisi minyak asiri yang diperoleh. Dalam penelitian ini, isolat bakteri
selulolitik diisolasi dan diidentifikasi. Pengaruh fermentasinya terhadap komposisi minyak
asiri kulit jeruk diselidiki.
2. METODE PENELITIAN
2.1 Alat dan Bahan
identifikasi bakteri. Air gambut diperoleh bersamaan dengan pengambilan sampel sekitar
1 m dari lokasi. Seperangkat reagen uji identifikasi bakteri disediakan oleh Laboratorium
Kesehatan Provinsi Kalimantan Barat, sedangkan bahan lain diperoleh dari Merck
Milipore. Media padat dan cair yang digunakan pada penelitian ini dimodifkasi dari media
nutrient agar dan nutrien cair [13]. Pertama, media NG, yaitu media nutrient agar yang
diperkaya oleh air gambut. Kedua, media NG-1, yaitu media NG yang diencerkan
menggunakan air gambut dengan perbandingan 1:9. Ketiga, media NG-1+1%CMC, yaitu
media NG-1 yang diperkaya 1% CMC.
2.2 Prosedur Penelitian
2.2.1 Isolasi, skrining, dan identifikasi bakteri selulolitik tanah gambut
Isolasi, skrining, dan identifikasi bakteri selulolitik tanah gambut kota Pontianak telah
dilaporkan pada literatur sebelumnya [14]. Bakteri diisolasi dari tanah gambut yang
terdapat di Kelurahan Parit Tokaya, Kecamatan Pontianak Selatan, Kota Pontianak,
Kalimantan Barat. Pengambilan sampel dilakukan pada tanggal 17 April 2014 pukul
13.00. Isolasi bakteri tanah gambut dilakukan dengan metode tuang pada media nutrien
agar yang diperkaya dengan air gambut (media NG padat). Bakteri yang memiliki rasio
terbesar dilanjutkan untuk digunakan pada tahap fermentasi dan diidentifikasi
berdasarkan pengamatan mikroskopik dan mikroskopik, serta uji biokimia.
2.2.2 Fermentasi kulit jeruk Pontianak
Fermentasi dilakukan dengan menggunakan isolat bakteri selulolitik tanah gambut.
Sebanyak 20 g kulit jeruk Pontianak dicampurkan dengan 1 mL kultur isolat. Campuran
diinkubasi pada suhu kamar selama 3, 5 dan, 7 hari pada suhu kamar [2].
2.2.3 Ekstraksi minyak asiri kulit jeruk Pontianak
Ekstraksi minyak kulit jeruk Pontianak dilakukan dengan distilasi uap. Dalam
metode ini sebanyak 20 g serbuk kulit jeruk Pontianak dan dibungkus dalam kertas saring
dan kemudian ditempatkan pada bagian pangkal labu distilasi yang sudah diisi dengan
400 mL aquades. Distilasi dilakukan pada suhu 100°C selama 5 jam.
2.2.4 Penentuan komposisi kimia minyak asiri kulit jeruk Pontianak
Penentuan komposisi kimia minyak kulit jeruk Pontianak dilakukan dengan GC-MS
(Gas Chromatogaphy-Mass Spectrometry). Penentuan ini dilakukan di Laboratorium
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Isolasi, Skrining, dan Identifikasi
Hasil isolasi, skrining, dan identifikasi isolat bakteri selulolitik secara detail telah
dipublikasikan pada literatur sebelumnya [14]. Sebanyak dua isolat bakteri selulolitik
terbaik diidentifikasi dan digunakan dalam fermentasi kulit jeruk Pontianak. Adapun dua
isolat tersebut adalah isolat Yersinia pseudotuberculosis RAG25 dan Proteus penneri
RAG31.
Adanya aktivitas selulolitik isolat Proteus penneri RAG31 dan Yersinia
pseudotuberculosis RAG25 diketahui berdasarkan adanya zona hidrolisis di sekitar koloni
bakteri yang ditumbuhkan pada media NG-1+CMC 1%. Rasio antara diameter zona
hidrolisis terhadap koloni isolat Proteus penneri RAG31 dan Yersinia pseudotuberculosis
RAG25 berturut-turut sebesar 4,140,30 dan 2,610,15.
3.2 Pengaruh Fermentasi terhadap Komposisi Minyak Asiri
Pengaruh fermentasi terhadap komposisi minyak asiri kulit jeruk dipelajari
berdasarkan hasil analisis GCMS. Hasil interpretasi kromatogram dan spektra massa
yang diperoleh pada tiap puncak pada kromatografi tersebut diringkas dalam Tabel 2.
Berdasarkan data tersebut, secara umum fermentasi tidak mengubah komposisi minyak
asiri kulit jeruk. Komponen utama minyak asiri jeruk Pontianak yaitu limonen yang
mencapai 91%. Senyawa lain merupakan komponen minor dengan konsentrasi kurang
dari 5%. Hasil ini sesuai dengan analisis pada literatur sebelumnya yang menemukan
bahwa limonen adalah komponen utama minyak asiri jeruk [15]. Setelah fermentasi,
limonen tetap merupakan komponen major dalam minyak asiri jeruk. Perubahan terjadi
pada komponen minor, yaitu pada dua aldehid rantai lurus, yaitu dekanal dan
Tabel 2. Hasil Kromatogram dan Interpretasi Spektra Massa Minyak Asiri Kulit jeruk
Nama Senyawa RAG25 RAG31 Kontrol
Waktu
Dalam penelitian ini, diketahui bahwa fermentasi bakteri selulolitik tanah gambut yaitu
isolat Proteus penneri RAG31 dan isolat Yersinia pseudotuberculosis RAG25 tidak
mengubah komposisi mayor minyak asiri kulit jeruk Pontianak. Kedua isolat ini berpotensi
untuk dapat digunakan sebagai pretreatment dalam isolasi minyak asiri kulit jeruk
Pontianak.
5. UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian ini dapat diselenggarakan dengan Hibah Bantuan Penelitian Dosen UM
6. PUSTAKA
[1]. Nasruddin, Priyanto G, Hamzah B. Mempelajari proses penyulingan minyak nilam
melalui delignifikasi daun. Jurnal Teknologi dan Industri Pangan.
2005;16(3):247-253.
[2]. Raharjo SJ, Retnowati R. Karakteristik Minyak Nilam Hasil Optimasi Waktu Distilasi
Uap, Dewaxing Dan Fermentasi. Jurnal Bahan Alam Indonesia. 2012;8(3).
[3]. Basuni H, Gatot P, Nasruddin U. Pengaruh Deliknifikasi Daun Nilam (Pogostemon
Cablin Benth) Dengan Larutan NaOH dan Fermentasi Dengan Kapang Trichoderma
viride Terahadap Minyak Hasil Penyulingan. Jurnal Riset Industri Online. 2009;3(3).
[4]. Baydar H, Schulz H, Krüger H, Erbas S, Kineci S. Influences of Fermentation Time,
Hydro-distillation Time and Fractions on Essential Oil Composition of Damask Rose
(Rosa damascena Mill.). Journal of Essential Oil Bearing Plants.
2008;11(3):224-232.
[5]. Puri M, Sharma D, Barrow CJ. Enzyme-assisted extraction of bioactives from plants.
Trends in biotechnology. 2012;30(1):37-44.
[6]. Meryandini A, Widosari W, Maranatha B, Sunarti TC, Rachmania N, Satria H. Isolasi
Bakteri Selulolitik dan Karakterisasi Enzimnya. Makara Sains. 2009;13:33-38.
[7]. Han DP, Kim TY. Isolation and Characterization of a Cellulase from Cellulomonas
sp. ATCC 21399. Korean Biochemistry Journal. 1987;20:273-278.
[8]. Notohadiprawiro T. Pencirian Gambut Indonesia untuk Inventarisasi. Yogyakarta:
Ilmu Tanah UGM; 2006.
[9]. Dobrovolskaya TG, Golovchenko AV, Pozdnaykov AI. Vertical Structure of Bacterial Communities in Peats of the Yakhroma River Floodplain. Biol Bul. 2007;34 526– 531.
[10]. Pankratov TA, Dedysh SN. Cellulolytic streptomycetes from Sphagnumpeat bogs
and factors controlling their activity. Microbiology. 2009;78:227-233.
[11]. Pankratov TA, Dedysh SN, Zavarzin GA. The leading role of actinobacteria in
aerobic cellulose degradation in Sphagnum peat bogs. Doklady Biological Science.
2006;410:564-567.
[12]. Pankratov TA, Kulichevskaya IS, Liesack W, Dedysh SN. Isolation of aerobic,
gliding, xylanolytic and laminarinolytic bacteria from acidic Sphagnum peatlands and
emended description of Chitinophaga arvensicola Ka¨mpfer. International Journal
Systematic Evolution Microbiology. 2006;56:2761-2764.
[13]. Atlas RM. Handbook of Media for Environmental Microbiology. 2 ed. Florida: CRC
[14]. Kurniawan RA, Fadhilah R. Peatland Bacteria As Alternative Sources For Cellulase.
Under Publication. Majalah Ilmiah Al-Ribaath. 2015;12(1):1-7.
[15]. Dharmawan J, Kasapis S, Sriramula P, Lear MJ, Curran P. Evaluation of
Aroma-Active Compounds in Pontianak Orange Peel Oil (Citrus nobilis Lour. Var. microcarpa Hassk.) by Gas Chromatography−Olfactometry, Aroma Reconstitution, and Omission Test. Journal of Agricultural and Food Chemistry.
