PRODUKSI GULA HIDROLISAT DARI SERBUK JERAMI PADI OLEH BEBERAPA FUNGI SELULOLITIK.

(1)

PRODUKSI GULA HIDROLISAT DARI SERBUK JERAMI PADI OLEH BEBERAPA FUNGI SELULOLITIK

SKRIPSI

Disusun untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Biologi

Jurusan Pendidikan Biologi

Oleh: ERVI AFIFAH

1006470

PROGRAM STUDI BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

PRODUKSI GULA HIDROLISAT DARI

SERBUK JERAMI PADI OLEH

BEBERAPA FUNGI SELULOLITIK

Oleh

Ervi Afifah

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Agustus 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

Oleh:

ERVI AFIFAH 1006470

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH: Pembimbing I

Dr. Peristiwati, M. Kes. 196403201991031003

Pembimbing II

Yanti Hamdiyati, M. Si 196611031991012001

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI

(4)

Ervi Afifah, 2014

Produksi Gula Hidrolisat Dari Serbuk Jerami Padi Oleh Beberapa Fungi Selulolitik Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR ISI

BAB II FUNGI PENGHASIL GULA HIDROLISAT DARI SERBUK JERAMI PADI ... 5

E. Hidrolisis Lignoselulosa ... 15

1. Lignoselulosa ... 15

2. Proses Hidrolisis Selulosa ... 16

3. Tahapan Proses Hhidrolisis Dengan Fungi Selulolitik ... 17

4. Macam-macam Metode Hidrolisis dengan Fungi Selulolitik ... 19

F. Serbuk Jerami Padi ... 21

(5)

BAB III METODE PENELITIAN ... 25

A. Jenis Penelitian ... 25

B. Desain Penelitian ... 25

C. Populasi dan Sampel ... 26

D. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 26

E. Alat dan Bahan ... 26

F. Prosedur Kerja ... 28

1. Tahap Persiapan ... 28

2. Tahap Pelaksanaan Penelitian ... 29

G. Alur Penelitian ... 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 39

A. Jumlah Isolat Fungi Pengurai Jerami Padi ... 39

B. Karakteristik Isolat Fungi Pengurai Jerami Padi ... 40

C. Uji Kualitatif Kemampuan Isolat Fungi Mendegradasi Selulosa ... 40

D. Kurva Produksi Spora ... 47

E. Produksi Gula Hidrolisat dari Serbuk Jerami Padi oleh Fungi Selulolitik ... 49

1. Pretreatment Jerami Padi ... 49

2. Produksi Gula hidrolisat Hasil Hidrolisis Fungi Selulolitik ... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60

A. Kesimpulan ... 60

B. Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

LAMPIRAN ... 67

(6)

ABSTRAK

Jerami padi merupakan limbah hasil pertanian yang jumlahnya melimpah, akan tetapi keberadaannya belum dimanfaatkan dengan baik, sehingga memiliki nilai ekonomi yang rendah. Oleh karena itu, diperlukan alternatif untuk mengelola limbah tersebut, salah satunya yaitu dengan dijadikan sebagai bahan baku pembuatan gula hidrolisat yang memiliki banyak manfaat. Dalam penelitian ini dicari isolat fungi selulolitik pada tanah pesawahan menggunakan uji kualitatif Carboxy Methyl Cellulose (CMC), kemudian dilakukan uji kemampuan fungi selulolitik dalam memproduksi gula hidrolisat melalui proses hidrolisis menggunakan metode Solid State Fermentation (SSF) yang kemudian diukur kadar gulanya menggunakan metode Smogyi-Nelson. Berdasarkan hasil isolasi fungi di tanah pesawahan diperoleh 6 genus fungi yaitu Monilia, Trichoderma, Fusarium, Saccharomyces, Aspergillus

dan Penicillium. Melalui uji kualitatif CMC diketahui 4 fungi selulolitik yang memiliki aktivitas enzim selulase diantaranya Monilia, Trichoderma, Fusarium dan Aspergillus. Kemampuan keempat fungi ini dalam memproduksi gula hidrolisat yaitu, Trichoderma

dengan kenaikan kadar glukosanya sebesar 2 mg/ml, Aspergillus sebesar 1,54 mg/ml,

Fusarium sebesar 1,08 mg/ml dan terakhir adalah genus Monilia sebesar 1,06 mg/ml. Kata kunci : Jerami padi, fungi selulolitik, uji kualitatif CMC, hidrolisis, gula hidtolisat.

HYDROLYSATE SUGAR PRODUCTION FROM RICE STRAW POWDER BY SOME CELLULOLYTIC FUNGI

ABSTRACT

Rice straw is one of the most abundant farming wastes but it hasn’t had good maintenance,

thus it has low value in economic. There for, it needs an alternative to maintain the waste, one of the alternative is with produce hydrolisate sugar (fermentable sugar) that has a lot of benefit. The aim of this research is to find isolate of cellulolytic fungi from soil farming that used qualitative test of Carboxy Methyl Cellulose (CMC). After the cellulolytic fungi were found, the fungi were tested the hydrolisate sugar production used Solid State Fermentation (SSF) method and then the hydrolisate sugars were measured use Smogyi-Nelson method. Based on this research, it got six types of fungi in soil farming; there were Monilia, Trichoderma, Fusarium, Saccharomyces, Aspergillus and Penicillium. According to the result of qualitative test of CMC, there were four fungi that has ability of cellulase enzyme activity, they were Monilia, Trichoderma, Fusarium dan Aspergillus. Among the four fungi isolates,

Trichoderma was found to be the highest hydrolysate sugar production 2 mg/ml, followed by

Aspergillus 1,54 mg/ml, Fusarium 1,08 mg/ml, and Monilia 1,06 mg/ml.

(7)

1

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Jerami merupakan limbah hasil panen bahan makanan pokok beras yang

berasal dari tanaman padi (Oryza sativa). Melimpahnya limbah jerami ini

berbanding lurus dengan tingginya tingkat konsumsi masyarakat terhadap beras.

Di Indonesia sendiri beras merupakan bahan pokok utama yang dibutuhkan oleh

lebih dari 90% penduduk Indonesia (Puslitbangtan, 2005).

Selama ini, jerami padi sering terabaikan dan bernilai ekonomi sangat rendah

padahal jerami padi ini berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan

gula hidrolisat atau dalam industri disebut gula fermentasi yang memiliki banyak

manfaat. Hal ini dikarenakan jerami padi merupakan bahan lignoselulolitik yang

kandungannya terdiri dari selulosa dan hemiselulosa. Kedua bahan tersebut

merupakan rantai gula yang dapat dihidrolisis menjadi monomer gula (gula

hidrolisat) (Galbe dan Zacchi, 2002).

Produksi gula hidrolisat yang tinggi dari bahan lignoselulosa yang

mengandung selulosa dan hemiselulosa lebih sulit dibandingkan produksi gula

hidrolisat dari derivat gula seperti gula tebu atau jagung. Namun, bahan

lignoselulosa ini memiliki harga yang lebih murah sehingga pihak industri lebih

tertarik menggunakannya. Hal inilah yang menjadi alasan bagaimana para peneliti

dapat mengatasi masalah dalam mengkonversi bahan lignoselulosa menjadi gula

hidrolisat yang selanjutnya dapat dijadikan berbagai macam produk, salah satunya

bioethanol (Galbe dan Zacchi, 2002).

Bioetanol ini adalah bahan bakar alternatif yang secara alami dapat

diperbaharui kembali dan berpotensi untuk mereduksi emisi. (Suhaimi, dkk.

2012). Dengan hal tersebut, keberadaan bioetanol ini dapat menjadi solusi bagi

masalah dunia yaitu kelangkaan bahan bakar fosil dan pencemaran udara oleh

emisi kendaraan bermotor. jerami padi yang dijadikan sebagai bioetanol akan

(8)

2

menurut Peristiwati, dkk. (2013) gula hidrolisat ini dapat dijadikan sebagai asam

asetat, dan bahan kimia lainnya.

Dalam proses hidrolisis, terdapat beberapa metode yaitu secara fisika, kimia

dan biologi (Binder dan Raines, 2010). Menurut Sun, dkk. (2002), proses

hidrolisis secara fisika yaitu dengan suhu tinggi dan secara kimia dengan

hidrolisis asam, memiliki kelemahan yaitu dapat menimbulkan kerusakan dan

hilangnya karbohidrat serta dapat menghasilkan produk sampingan yang dapat

menghalangi proses fermentasi karena bersifat racun dan korosif.

Adapun hidrolisis secara biologis yaitu dengan menggunakan enzim

selulase yang berasal dari fungi selulolitik yang mampu menghasilkan enzim

tersebut. Hidrolisis secara biologis menurut Sun, dkk. (2002), memiliki

keuntungan yaitu menghasilkan konversi lebih tinggi dan produk samping,

kebutuhan energi serta kondisi operasi yang relatif lebih rendah. Selain itu,

hidrolisis selulosa secara enzimatik merupakan proses ramah lingkungan dan

hemat energi.

Fungi yang menghasilkan enzim selulase diantaranya yaitu Trichoderma,

Aspergillus, dan Penicillium (Lynd, dkk. 2002). Fungi selulolitik ini didapatkan

dari tanah pesawahan, dimana terjadi proses pendegradasian jerami yang salah

satunya dilakukan oleh fungi selulolitik tersebut.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Kadarmoidheen dkk. (2012),

fungi yang berhasil mendegradasi limbah selulosa dari pertanian adalah

Trichoderma, Aspergillus dan Fusarium. Trichoderma menunjukkan aktivitas

enzim selulase paling maksimum. Setelah Trichoderma, Aspergillus memiliki

kemampuan aktivitas enzim selulase tertinggi berikutnya dan kemudian

Fusarium. Ketiga fungi tersebut melakukan degradasi selulosa pada limbah jerami

padi, jumlah selulosa yang terdegradasi tersebut dari yang tertinggi sampai yang

terendah yaitu sebagai berikut: 34,82% total selulosa didegradasi oleh

Trichoderma viridae menjadi 16,12%, kemudian didegradasi oleh Aspergillus

niger menjadi 21,30% dan terakhir didegradasi oleh Fusarium oxysporum menjadi

(9)

3

Trichoderma viridae sebanyak 53,70% diikuti oleh Aspergillus niger sebanyak

38,82% dan terakhir oleh Fusarium oxysporum sebanyak 33,02%.

Keberadaan fungi selulolitik ini sangat penting, oleh sebab itu dilakukan

penelitian mengenai produksi gula hidrolisat dari serbuk jerami padi oleh

beberapa fungi selulolitik. Penelitian ini diharapkan dapat menemukan isolat fungi

yang memiliki enzim selulolitik yang dapat menghasilkan gula hidrolisat

maksimum serta dapat dimanfaatkan untuk pengelolaan limbah jerami padi.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, dapat dirumuskan

masalah sebagai berikut: “Bagaimanakah produksi gula hidrolisat dari serbuk

jerami padi (Oryza sativa, L) oleh beberapa fungi selulolitik hasil isolasi dan

identifikasi pada tanah pesawahan?”

C. Pertanyaan Penelitian

Pertanyaan penelitian adalah sebagai berikut:

1) Jenis fungi apakah yang ada pada tanah pesawahan di Desa Ciburial,

Kecamatan Cimenyan Kabupaten Bandung?

2) Fungi selulolitik apakah yang terdapat pada tanah pesawahan di Desa

Ciburial, Kecamatan Cimenyan Kabupaten Bandung?

3) Fungi selulolitik manakah yang memproduksi gula hidrolisat dari serbuk

jerami padi (Oryza sativa, L) dengan konsentrasi maksimum?

D. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Isolasi dan identifikasi fungi selulolitik berasal dari tanah pesawahan di

Desa Ciburial, Kecamatan Cimenyan Kabupaten Bandung seluas 1 hektar

yang diambil secara random, menggunakan kunci determinasi.

2) Fungi yang digunakan untuk proses hidrolisis adalah fungi yang terbukti

memiliki enzim selulolitik hasil isolasi dan identifikasi pada tahap

sebelumnya yang dapat dilihat setelah proses screening menggunakan

CMC (Carboxy Methyl Cellulase), dilanjutkan dengan Uji hidrolisis

(10)

4

Produksi Gula Hidrolisat Dari Serbuk Jerami Padi Oleh Beberapa Fungi Selulolitik Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu E.Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui produksi gula hidrolisat oleh fungi selulolitik hasil

isolasi pada serbuk jerami padi (Oryza sativa, L).

F. Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi yang penting bagi masyarakat umumnya dan

khususnya bagi peneliti, tentang jenis isolat jamur yang tumbuh pada

media tanah jerami.

2. Sebagai dasar untuk penelitian selanjutnya yaitu penelitian tentang

produksi bioethanol dari gula hidrolisat serbuk jerami oleh beberapa

khamir.

(11)

5

(12)

BAB III

METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang akan dilakukan bersifat deskriptif, yaitu

mendeskripsikan secara sistematis, faktual dan akurat mengenai fakta-fakta,

sifat-sifat, serta hubungannya terhadap objek yang diamati.

B. Desain Penelitian

Desain penelitian yang digunakan adalah desain Rancangan Acak Lengkap

(RAL). Terdapat dua variabel yaitu variabel bebas dab variabel terikat. Variabel

bebasnya beberapa fungi selulolitik hasil isolasi. Sedangkan variabel terikatnya

yaitu produksi gula hidrolisat dari serbuk jerami padi.

Pada penelitian ini dilakukan uji kualitatif CMC dan uji produksi gula

hidrolisat. Untuk uji kualitatif CMC terdiri dari 6 perlakuan yaitu isolat fungi hasil

isolasi dari tanah pesawahan tempat terjadinya degradasi jerami padi, fungi

tersebut terdiri dari Monilia, Trichoderma, Fusarium, Saccharomyces, Aspergillus

dan Penicillium. Setiap perlakuan akan dilakukan pengulangan dengan mengikuti

rumus (t)(r) – 1  15 (Gomez, 1995). Di mana t adalah perlakuan (treatment),

sedangkan r adalah pengulangan (replication).

Dengan demikian: (t) (r – 1)  15

(6) (r – 1)  15

6r – 6  15

6r  21

r  3,5

Berdasarkan perhitungan di atas, maka banyaknya pengulangan yang harus

dilakukan untuk uji CMC dengan 6 perlakuan yaitu isolat fungi yang berbeda

adalah 4 kali.

Pada uji gula hidrolisat terdiri dari 4 perlakuan yaitu isolat fungi selulolitik

hasil seleksi melalui uji CMC. Isolat fungi tersebut terdiri dari Monilia,

(13)

pengulangan dengan mengikuti rumus (t) (r) – 1  15 (Gomez, 1995). Di mana t

adalahperlakuan (treatment), sedangkan r adalah pengulangan (replication).

Dengan demikian: (t) (r – 1)  15

(4) (r – 1)  15

4r – 4  15

4r  19

r  4,75

Berdasarkan perhitungan di atas, maka banyaknya pengulangan yang harus

dilakukan untuk uji CMC dengan 6 perlakuan yaitu isolat fungi yang berbeda

adalah 5 kali.

C. Populasi dan Sampel

Populasi dan sampel pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Populasi: Seluruh fungi yang tumbuh pada tanah pesawahan yang

diisolasi dari Desa Ciburial, Kecamatan Cimenyan Kabupaten

Bandung.

b. Sampel: Fungi yang diisolasi pada tanah pesawahan yang telah

teridentifikasi dari Desa Ciburial, Kecamatan Cimenyan Kabupaten

Bandung.

D. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan pada bulan Februari sampai bulan April 2014

yang dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Pendidikan

Indonesia, Jalan Dr. Setiabudhi No. 229 Bandung.

E. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada

Tabel 3.1 dan Tabel 3.2 adalah sebagai berikut:

Tabel 3.1 Alat-alat Penelitian

No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

1. Autoklaf Merek EYELA model

HL36AE

1 unit

2. Batang pengaduk, - Secukupnya

(14)

4. Rak tabung - 3 buah

No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

5. Pinset - 1 buah

14. Hot plate dan magnetic stirrer

Shimadzu BI-71-16126 1 unit

27. Objek glass dan penutup - 1 boks

14. Rotary shaker - 1 unit

28. Timbangan analitik Merek AND 1 unit

29. Vortex Merek EYELA 1 unit

No. Nama Bahan Spesifikasi Jumlah

1. Akuades - Secukupnya

2. Alkohol 70% Secukupnya

3. Buffer Asetat Merek Merck (pa) Secukupnya 4. CMC (Carboxymethyl

cellulose)

Merek Merck (pa) Secukupnya

4. Kertas saring Whatman no.1

Whatman No. 1 Secukupnya

5. Potato Dextrose Agar (PDA)

Merek Merck (pa) Secukupnya

6. NH4OH 2.9 M - 1000 mL

7. Urea - 1.2 g

(15)

8. (NH4)2.SO4 - 4.2 g

9. KH2PO4 - 8 g

10. CaCl2 - 1.2 g

No. Nama Bahan Spesifikasi Jumlah

11. MgSO4.7H2O - 1.2 g

1) Penentuan lokasi pengambilan sampel

Penentuan lokasi sampel dengan melihat keadaan lingkungan

dimana terdapat pesawahan yang dapat diambil sampel tanahnya.

2) Persiapan alat dan bahan yang digunakan

3) Pembuatan medium pertumbuhan fungi

Medium pertumbuhan fungi menggunakan Potato Dextrose

Agar (PDA), cara pembuatannya adalah 35 gram Potato Dextrose

Agar (PDA) dilarutkan dalam 1000 mL akuades, lalu didihkan

selama 1 jam. Kemudian medium diangkat dan didinginkan.

Medium lalu ditambahkan larutan kloramfenikol 100 mg/L. Setelah

itu medium dimasukkan ke dalam tabung reaksi dengan takaran

masing-masing 15 ml untuk agar diri dan dan 5 ml untuk agar

miring. Kemudian medium ditutup dengan sumbat kapas yang

dibungkus dengan kain kassa, lalu diautoklaf selama 15 menit pada

suhu 1210 C dengan tekanan sebesar 1,5 atm (Syulasmi, dkk. 2012).

(16)

Alat dan bahan yang telah disiapkan selama proses persiapan

kemudian disterilisasi menggunakan autoklaf. Sterilisasi dengan

autoklaf yang disebut sterilisasi basah yaitu dengan menggunakan

uap air bertekanan pada suhu 1210 C selama 15 menit (Syulasmi,

dkk. 2012).

2. Tahap Pelaksanaan Penelitian

1) Pengambilan sampel yang telah ditentukan lokasinya

Pengambilan sampel tanah pada lokasi yang telah ditentukan,

yaitu dengan mengambil 5 macam sampel tanah dekat jerami

sebanyak 5 sampel yang diambil secara random. Setelah itu, sampel

dibawa ke laboratorium untuk diisolasi fungi yang terdapat pada

sampel tanah tersebut.

2) Pengisolasian dan pengkulturan fungi pada medium

Setiap 1 gr sampel dilarutkan ke dalam 50 ml akuades steril lalu

dihomogenkan dengan cara digoyang-goyangkan. Selanjutnya

pengenceran sampel dengan metode cawan tuang yaitu dengan

menyediakan 10 tabung reaksi masing-masing berisi 9 ml akuades

steril, letakkan secara berurutan dan beri tanda 1-10. Kemudian

masukkan 1 ml sampel ke dalam tabung reaksi pertama kemudian

kocok maka konsentrasi menjadi 10-1, kemudian pipet 1 ml larutan

dari tabung pertama masukkan kedalam tabung kedua dan kocok

sampai homogen, konsentrasi menjadi 10-2 demikian seterusnya

sampai tabung ke-10. Lalu ambil larutan dari tabung ke-5 sampai

tabung ke-10 masing-masing 1 ml dengan menggunakan pipet steril

dan memasukkannya ke dalam cawan Petri steril yang sudah diberi

tanda. Setelah itu, masukkan masing-masing 9 ml PDA ke dalam

cawan Petri dan goyangkan sampai homogen. Lalu letakkan di atas

meja dan setelah mengeras inkubasikan pada suhu kamar (Syulasmi,

(17)

satu jamur dengan yang lainnya. Isolasi fungi ini dapat dilihat pada

Lampiran 1.

3) Pembuatan kultur murni

Pembuatan kultur murni dengan cara membakar jarum inokulasi

di atas api sampai seluruh kawatnya berpijar, biarkan jamur

mendingin. Dengan jarum inokulasi tersebut, ambil satu koloni fungi

dari koloni lain yang terpisah, masukkan jarum yang sudah

mengandung koloni fungi ke dalam tabung yang berisi PDA miring

secara zigzag, lakukan secara steril dengan memanaskan mulut

tabung dan sumbat sebelum dan setelah di-streak. Pijarkan kembali

jarum inokulasi sebelum disimpan dan digunakan lagi. Kemudian

diinkubasikan pada suhu kamar sampai jamur tumbuh (Syulasmi,

dkk. 2012). Pembuatan kultur murni ini dapat dilihat pada Lampiran

1.

4) Pengamatan dan identifikasi isolat fungi

Setiap koloni mikroorganisme diamati bentuk morfologisnya

dengan melihat warna, tekstur, pertumbuhan, warna medium dan

metabolit sekundernya. Ciri-ciri setiap isolate dibandingkan

berdasarkan kunci determinasi pada Moulds Isolation, Cultivation,

Isolation (Malloch, 1997), Smith’s Introduction to Industrial

Mycology Seventh Edition (Onions, dkk, 1981).

5) Pengamatan struktur jamur dengan menggunakan metode slide

culture

Selain mengidentifikasi secara makroskopis dengan mengamati

morfologinya, diamati juga secara mikroskopisnya dengan metode

slide culture yang meliputi pengamatan terhadap hifa, bentuk spora,

dan ukuran spora. Tahap pembuatan slide kultur dapat dilihat pada

(18)

Siapkan sebuah cawan Petri steril yang di dalamnya diberi

kertas saring steril yang dipotong bundar dan telah dilembabkan

dengan menggunakan akuades steril untuk menjaga kelembaban

kultur dalam cawan Petri. Pada cawan Petri tersebut disimpan batang

penahan berbentuk segitiga, dan di atas batang penahan tersebut

diletakkan sebuah objek gelas steril beserta penutupnya seperti

terlihat pada Gambar 3.1. Blok agar steril kira-kira berikiran satu

sentimeter kuadrat dipotong dari medium PDA dalam cawan Petri

steril lain (Gambar 3.1 A) dan diletakkan di atas gela objek dengan

menggunakan pisau atau alat pemotong steril. Kemudian, fungi

diinkubasi pada keempat blok agar (Gambar 3.1 C) dan ditutup oleh

gelas penutup steril (Gambar 3.1 D). Setelah beberapa hari

diinkubasi dalam suhu kamar, sllide dapat diamati dengan

menggunakan mikroskop pada perbesaran rendah sampai tinggi, lalu

diidentifikasi (Hamdiyati, 2012).

Gambar 3.1 Tahap pembuatan slide kultur : (a) Pengamatan bentuk mikroskopis fungi dilakukan menggunakan mikroskop cahaya. (b) Agar dipotong menggunakan pisau steril, potongan agar yang diambil dari medium PDA, dan inokulasi fungi pada

agar yang disimpan di atas gelas objek. (c) Agar yang telah diinokulasi ditutup dengan kaca penutup. (d) Setelah fungi pada potongan agar tumbuh kemudian lakukan pengamatan di bawah

(19)

6) Pengujian isolat fungi selulolitik

Pengujian isolat fungi yang memiliki enzim seulolitik dilakukan

dengan menggunakan metode CMC agar (Carboxy Methyl

Cellulase) (Pointing, 1999) yaitu dengan menyiapkan medium CBM

(Cgellulase Basic Medium) dengan kandungan (g/l): C4HI2N206 5,

Yeast Extract 0.1, KH2P04 1, CaC12.2H20 0.001, MgS04· 7H2 0 0.5.

kemudian ditambahkan 2% b/v CMC dan 1.6 % w/v agar, lalu

diautoklaf. Secara aseptik medium dipindahkan ke dalam cawan

Petri. Setelah itu, fungi diinokulasikan dan diinkubasi pada suhu

ruang dalam keadaan gelap sampai muncul koloni sebesar 33mm

sekitar 4-5 hari. Setelah itu, siram agar dengan 2 % w/v aqueous

congo red dan dibiarkan selama 15 menit. Cuci agar dengan akuades

steril. Lalu siram kembali dengan IM NaCI dan diamkan selama 15

menit. CMC yang terdegradasi akan berwarna kuning di sekitar area

agar dan jika tidak terdegradasi akan berwarna merah.

Hasil pengujian secara kualitatif menggunakan CMC, data

ditampilkan pada Tabel 3.3:

Tabel 3.3. Contoh Tabel Hasil Pengujian Secara Kualitatif CMC

7) Pembuatan kurva produksi spora

Penentuan umur produksi spora fungi terbaik untuk inokulum

dilakukan dengan membuat kurva produksi spora pada medium PDA

yang diperoleh dari penghitungan jumlah dan viabilitas spora setiap

hari selama 6 hari. Sebanyak 10 ml akuades steril dimasukkan ke Jenis Fungi

Hasil Uji CMC

(20)

dalam isolat fungi yang telah dikultur dalam PDA miring. Kemudian

digosok perlahan menggunakan jarum inokulasi untuk memisahkan

spora dengan miselium. Suspensi spora di pindahkan ke dalam

tabung reaksi steril lalu dihomogenkan dengan vorteks. Jumlah spora

dihitung dengan menggunakan Haemocytometer.

Penghitungan dilakukan dengan meneteskan suspensi spora

sebanyak 1 tetes pada haemocytometer, lalu menutupnya dengan

gelas penutup. Kemudian di amati dibawah mikroskop dengan

pembesaran 100x. Setelah menemukan kotak pertama, diperbesar

lagi pada pembesaran 400x sampai menumakan kotak ditengah yang

berukuran 1 mm. Gambar Haemocytomer ada pada Gambar 3.2.

Setelah menemukan kotak berukuran 1mm, maka ditentukan lima titik

penghitungan empat ditiap sudut dan satu ditengah, dapat dilihat pada

Gambar 3.2. Kelima kotak tersebut kemudian dihitung mengikuti arah pada

Gambar 3.3. Hasil pengamatan kurva tumbuh berupa data pada Tabel 3.4.

(21)

Gambar 3.3 Lima buah titik pada kotak berukuran1mm. (Sumber: Kim, 2010)

Gambar 3.4 Arah Penghitungan spora

(Sumber: Kim, 2010)

Setelah dilakukan penghitungan spora di tiap kotak, maka hasil

penghitungan dimasukkan ke dalam rumus berikut:

(22)

S = × 103

L (mm2) x t (mm) x d

Keterangan:

S: Jumlah spora/mL

X: Jumlah spora yang dihitung (A + B + C + D + E)

L: Luas kotak hitung (0,04×5 = 0,2 mm2)

t: Kedalaman bidang hitung (0,1 mm)

d: Faktor pengenceran

103: volume suspensi yang diambil (1 ml = 103 mm3)

Tabel 3.4. Contoh Tabel Hasil Pengamatan Kurva Produksi Spora

Jenis Fungi Hari Ke- Rata-Rata Jumlah

Produksi Spora Log Jumlah Spora/ml

8) Pretreatment serbuk jerami padi

Jerami padi yang diperoleh dari area pesawahan, kemudian

dikeringkan dengan dijemur dan dioven. Setelah itu, jerami padi

digiling sampai berukuran 40 mesh. Lalu dilakukan pretreatment

dengan 5% sodium hidroksida (10 ml/g substrat) (Fatma et al, 2010)

selama 15 menit dalam autoklaf (121oC dengan tekanan 1 Atm).

Hasil pretreatment kemudian didinginkan, disaring dan dicuci

sampai pH netral yang kemudian dikeringkan pada suhu 60 oC di

dalam oven selama 12 jam. Jerami yang sudah kering siap

digunakan.

9) Persiapan inokulum

Kultur jamur yang telah diinokulasi ke dalam medium PDA

dalam cawan Petri. Setelah jumlah spora optimum yaitu 107

spora/ml, spora dipanen dengan menggunakan akuades steril

(23)

10) Hidrolisis jerami padi dengan beberapa fungi selulolitik

Medium yang digunakan adalah SSF yang terdiri dari garam

mineral dan unsur mikro (g/l): urea 10, NH4SO4 0,25, CaCl2 2,

KH2PO4 1,4, MgSO4.7H2O 0.3, pepton 0,3, yeast extract 0,25 dan

unsur mikro 3 ml yang terdiri dari (mg/l): FeSO4.7H2O 5,

MnSO4.7H2O 1,6, ZnSO4.7H2O 1,4 dan CoCl2.6H2O 20. (Mendels,

dkk, 1976). Kemudian diautoklaf pada suhu 1210C selama 10 menit.

Jerami padi yang telah dipretreatment diambil 10 g dicampurkan

dengan medium Mendels sebanyak 30 ml (Fatma, 2010). Kemudian

diautoklaf pada suhu 1210C selama 10 menit dan didinginkan.

(Rodhe, 2011).

Suspensi spora ditransfer sebanyak 5 ml pada tiap tabung

(Fatma, 2010). Jumlah inokulum spora fungi yang dimasukkan ke

dalam medium adalah 107 spora/ml (Mekala, dkk. 2008). Inokulum

spora yang dimasukkan telah dihitung pada saat membuat kurva

tumbuh. Setelah inokulum ditransfer, kemudian diinkubasi selama 6

hari pada suhu ruang, dilakukan 3 kali pengulangan untuk setiap

perlakuan (Fatma, 2010).

Pengujian sampel dilakukan setiap 24 jam sekali dengan

pengambilan sampel sebanyak 1 gr, kemudian dicampurkan dengan

0,05 ml buffer sitrat pH 4.8 sebanyak 5 ml. Lalu dishaker selama 1

jam pada 150 rpm. Setelah itu substrat disaring menggunakan filtrat

whatmnan no. 1 dan filtrat diukur kadar glukosanya dengan metode

Smogyi-Nelson.

11) Kurva Standar Glukosa

Kurva standar glukosa dibuat untuk menganalisis kadar glukosa

pada sampel. Kurva standar glukosa ini digunakan untuk

menyatakan hubungan antara konsentrasi glukosa dengan kerapatan

optik (panjang gelombang 520 nm), kurva standar ini dapat

(24)

transmisi cahaya menggunakan spektrofotometer dengan metode

Smogyi-Nelson (Kusnadi, 2001).

Pertama kurva standar ini dibuat dengan 20 mg glukosa yang

dlarutkan dalam 100 ml akuades. Kemudian dipipet ke dalam

masing-masing tabung reaksi sebanyak 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 0,8

ml; 1 ml; 1,2 ml; 1,4 ml; 1,8 ml; dan 2,0 ml. Selanjutnya

ditambahkan akuades dengan memasukkannya ke dalam tabung

reaksi masing-masing 1,8 ml; 1,6 ml; 1,4 ml; 1,2 ml; 1 ml; 1,2 ml;

1,4 ml; 1,8 ml; dan 2,0 ml. Penambahan akuades ini dilakukan

sebagai pengenceran sehingga terdapat deret konsentrasi 2, 4, 6, 8,

10, 12, 14, 16, 18, 20 mg/10ml.

Setelah itu, larutan Smogyi I dimasukkan sebanyak 1,6 ml dan

Smogyi II sebanyak 0,4 ml. Kemudian ditutup dan dimasukkan ke

dalam air mendidih selama 10 menit dan didinginkan di dalam es.

Setelah dingin, ditambahkan 2 ml larutan Nelson dan 4 ml akuades,

sehingga total volume dalam tabung reaksi adalah 10 ml. Tabung

reaksi ditutup dengan ibu jari dan dikocok dengan kuat hingga gas

CO2 tidak keluar lagi. Kemudian diukur menggunakan

spektrofotometer dengan panjang gelombang 520 nm. Pembuatan

larutan Smogyi I dan II, serta Nelson ada pada Lampiran 2.

12) Pengukuran kadar glukosa dengan metode Smogyi-Nelson

Sampel 10 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi, lalu

ditambahkan larutan Smogyi 1 sebanyak 1,6 ml dan larutan Smogyi

2 sebanyak 0,4 ml. Kemudian dihomogenkan dengan cara divortex,

disimpan pada air mendidih selama 10 menit dan didinginkan.

Setelah itu, dimasukkan 4 ml akuades dan 2 ml larutan Nelson.

Lalu dikocok dengan menutup mulut tabung menggunakan ibu jari

sampai terasa tekanan udara pada jari kemudian dilepaskan. Hal ini

(25)

diukur menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang

520 nm.

Hasil pengukuran kadar glukosa yang diproduksi oleh beberapa

jamur, ditampilkan pada Tabel 3.5:

Tabel 3.5. Contoh Tabel Hasil Pengukuran Kadar Glukosa

Jenis Fungi

Hasil Pengukuran Kadar Glukosa Hari ke- (mg/ml)

0 1 2 3 4 5 6

G. Alur Penelitian

Alur Penelitian dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

(26)

(27)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil isolasi dari jerami padi di tanah pesawahan, diperoleh 6

genus fungi yang berbeda yaitu Monilia, Trichoderma, Fusarium, Saccharomyces,

Aspergillus dan Penicillium. Dari keenam genus fungi tersebut, berdasarkan hasil

uji kualitatif CMC yang termasuk kedalam fungi selulolitik adalah Monilia,

Trichoderma, Fusarium dan Aspergillus.

Stren fungi yang memiliki kemampuan dalam memproduksi gula hidrolisat

dengan konsentrasi paling tinggi pada serbuk jerami padi (Oryza sativa, L) adalah

Trichoderma dengan kenaikan kadar glukosanya yaitu 2 mg/ml. Selanjutnya

adalah Aspergillus dengan kenaikan kadar glukosanya yaitu 1,54 mg/ml, lalu

Fusarium dengan kenaikan kadar glukosanya yaitu 1,08 mg/ml dan terakhir

adalah genus Monilia dengan kenaikan kadar glukosanya yaitu 1,06 mg/ml.

B. Saran

Penelitian yang telah dilakukan ini telah berhasil mengisolasi beberapa

fungi selulolitik pada tanah pesawahan tempat terjadinya pelapukan dari jerami itu

sendiri. Namun, perlakuan hidrolisis pada setiap jenis fungi disamakan. Oleh

karena itu, perlu adanya optimasi pH, suhu dan waktu hidrolisis yang berbeda

pada setiap jenis fungi sesuai dengan kemampuan aktivitas enzim selulase yang

optimum.

Selain itu, penelitian selanjutnya dapat dilakukan untuk memperoleh enzim

selulase yang telah diproduksi oleh setiap jenis fungi. Serta produksi bioetanol

dari gula hidrolisat yang telah diperoleh dari hasil hidrolisis oleh beberapa jenis

(28)

DAFTAR PUSTAKA

Alexopoulos, C. J., dkk. (1996). Introduction Mycology 4th Edition. Ney York: John Wiley & Sons, Inc.

Antonious, D. A., Bellissimi, A. E. dan Brink, J. (2006). Fermentation of Carbon Sources in Biomass Hydrolysates by Saccharomyces cerevisiae: current status. Antonie van Leeuwenhoek (90): 391–418.

Batra, L. R. (1991). Monilia Taxonomy. [Online]. Tersedia:

http://www.mycobank.org/Biolomics.aspx?Table=Mycobank&MycoBankN r_=360531

Belitz, H.D., Grosch, W., dan Schieberle, P. (2008). Food Chemistry, 4th ed. Berlin: Springer-Verlag.

Berry, R. K. (1986). Fractionation of the cellulolytic enzymes produced by a species of Monilia; purification and properties of an extracellular

beta-D-glucosidase. [Online]. Tersedia:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/310206.

Bhoosreddy, G. L. (2012), Comparative Study of Cellulase Production by Aspergillus niger and Trichoderma viride Using Solid State Fermentation On Cellulosic Substrates Corncob, Cane Bagasse and Sawdust.

International Journal of Science and Research (IJSR).

Binder, J.B. dan Raines, R.T. (2010). Fermentable Sugars by Chemical Hydrolysis of Biomass. PNAS (10). 4516–4521

Boisset, C., Chanzy, H. dan Henrissa, B_. (1999). Digestion of crystalline cellulose substrates by the Clostridium thermocellum cellulosome : structural and morphological aspects. Biochem Journal (340): 829-835.

Brink, J. dan Vries, R. (2011). Fungal enzyme sets for plant polysaccharide degradation. Appl Microbiol Biotechnol (91): 1477–1492.

Campbell, dkk. (2008). Biologi. Jakarta: Erlangga.

(29)

Cronquist, A. (1981). An Integrated System of Classification of Flowering Plants. New York: Columbia University Press.

Damisa, D., Ameh, J.B., dan Umoh, V.J. (2008). Effect of chemical pretreatment of some lignocellulosic wastes on the recovery of cellulase from Aspergillus niger AH3 mutant. African J Biotechnol (14): 2444-2450.

Dashtban, M., Schraft, H. dan Qin, W. (2009). Fungal Bioconversion of Lignocellulosic Residues; Opportunities & Perspectives. International Journal of Biological Sciences (6):578-595.

Dekker, R.F.H. (1981). Induction, Localization and Characterization of D-Glucosidases Produced by a Species of Monilia. Journal of General Microbiology (198 I): 127,177-184.

Fatma, H, dkk. (2010). “Production of Bioethanol Via Enzymatic Saccharification of Rice Straw by Cellulase Produced by Trichoderma Reesei Under Solid

State Fermentation”. New York Science Journal.(4),72-78.

Galbe, M. dan Zacchi, G. (2002). A Review of The Production of Ethanol From Softwood. Appl Microbiol Biotechnol. (59), 618–628.

Gray, P. (1801). Trichoderma Taxonomy. [Online]. Tersedia:

http://www.doctorfungus.org/Thefungi/Trichoderma.php

Gusakov, A., Elena, G. K., dan Arkady P. S. (2011). Comparison of TwoMethods for Assaying Reducing Sugars in the Determination of Carbohydrase Activities. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Analytical Chemistry.

Gong, S. C, dkk. (1981). Direct Fermentation of Cellulose to Ethanol by a Cellulolytic Filamentous Fungus, Monilia sp.Biotechnology Letters, 2 (3), hlm. 77-82.

Gomez, A., Arturo & Kwanchai, A. (1995). Prosedur Statistik Untuk Penelitian Pertanian. Jakarta: UI Press.

Hamdiyati, Y. (2012). Cara Membuat Slide Culture: Petunjuk Praktikum

Mikrobiologi. [Online]. Tersedia:

(30)

Hansen, M. (1883). Saccharomyces Taxonomy. [Online]. Tersedia:

http://www.doctorfungus.org/thefungi/Saccharomyces.php

Hartanti. (2010). Isolasi dan Seleksi Bakteri Selulolitik Termofilik dari Kawah Air Panas Gunung Pancar, Bogor. Tesis, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Hölker, U., Höfer, M. dan Lenz, J. (2004). Biotechnological advantages of laboratory-scale solid-state fermentation with fungi. Appl Microbiol Biotechnol (64): 175–186.

Kadarmoidheen, M, dkk. (2012). Effect of Cellulolytic Fungi on The Degradation of Cellulosic Agricultural Wastes. International Journal of Applied Microbiology Science. 1, (2),13- 23.

Kim, O. (2010). The Haemocytometer (Counting Chamber). [Online]. Tersedia:

http://www.microbehunter.com/the-hemocytometer-counting-chamber/

Kim, D. dkk. (2013). Fungal Diversity of Rice Straw for Meju Fermentation. J. Microbiol. Biotechnol. 23(12): 1654–1663

Krogh, K., Mørkeberg, A. dan Jørgensen, H. (2004). Screening Genus Penicillium for Producers of Cellulolytic and Xylanolytic Enzymes. Biotechnology for Fuels and Chemicals: 389-401.

Kusnadi. (2001). Populasi Mikroorganisme yang Berperan dan Optimasi Faktor

Lingkungan Fermentasi dalam Pembuatan “Tea Cider”. Tesis Magister

Bidang Khusus Mikrobiologi pada Program Studi Biologi Pasca Sarjana ITB. Bandung: tidak diterbitkan.

Link. (1801). Penicillium Taxonomy. [Online]. Tersedia:

http://www.doctorfungus.org/thefungi/penicillium.php

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

Lopes, L. (2006). Oryza sativa. [Online]. Tersedia:

(31)

Malloch, D. (1997). Moulds Isolation, Cultivation, Identification. Departement of Botany, University of Toronto. [Online]. Tersedia:

www.botany.utoronto.ca/Researchlabs/MallochLabs/Moulds.

Manpreet, S., Sawraj, S., Sachin, D., Pankaj, S. dan Banerjee, U.C. (2005). Influence of Process Parameters on the Production of Metabolites in Solid-State Fermentation. Malalaysian Jounal of Microbiology, (1): 1-9.

McKane, L. dan Kandel, J. (1986). Microbiology Essentials and Applications.

Singapore: McGraw-Hill Inc.

McMillan, J. D. (1994). Pretreatment of Lignocellulolisic Biomass. In the series analytic: Enzymatic conversion of biomass for fuels production / edited by M. E. Himmel. ACS symposium series Journa).

Mekala, N. K., Singhania, R. R. Sukumaran, S. R., dan Pandey, A. (2008). Cellulase Production Under Solid-State Fermentation by Trichoderma reesei RUT C30: Statistical Optimization of Process Parameters. Appl Biochem Biotechnol (151):122–131.

Onions, A.H.S, dkk. (1981). Smith’s Introduction to Industrial Mycology (7th ed). London: Edward Arnold Publisher.

Pandey, A., Selvakumar, P., Soccol, C.R. dan Nigam, P. (1999). Solid State Fermentation For The Production of Industrial Enzyme. Current Science (77): 1-10.

Patrick C.Y., dkk. (2010). Agar block smear preparation : A novel method of slide preparation for preservation of native fungal structures for microscopic examination and long term storage. Journal of Clinical Microbiology. 48(9):3053-3061.

Pelczar. (2008). Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Universitas Indonesia.

Peristiwati., Syulasmi, A. dan Hamdiyati, Y. (2013). Isolasi dan Identifikasi Fungi Penghasil Gula Fermentasi Pada Jerami Padi (Oryza sativa, linn) Serta Optimasi Fermentasi Gula Hidrolisatnya Menjadi Etanol oleh Beberapa Jenis Khamir. Laporan Akhir Penelitian PPKBK. Bandung: UPI.

(32)

Pradhan, R. dan Amit, N. (2007). Production of Ethanol From Bagasse. Thesis Department of Chemical Engineering National Institute of Technology Rourkela.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. (2005). Peluang Menuju Swasembada Beras. Berkelanjutan. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 27 (5).

Ramanathan, G., Banupriya, S. dan Abirami, D. (2009), Production and Optimization of Cellulase from Fusarium oxysporum by Submerged Fermentation. Journal of Scienctific & Industrial Research (69): 454-459

Rodhe, A.V, dkk. (2011). Enzymatic Hydrolysis of Sorghum Straw Using Native Cellulase Produced by T. reesei NCIM 992 Under Solid State Fermentation Using Rice Straw. Springer Biotech (1). 207–215.

Shancez, C. (2009). Lignocellulolisic Residues: Biodegradation and Bioconversion by Fungi. Biotechnology Advances (27):185-194.

Singh, A., Singh, N. dan Bishnoi, N.R. (2009). Enzymatic Hydrolisis of Chemically Pretreated Rice Straw by Two Indigenous Fungal Strains : A Comparative Study. Journal of Scientific and Industrial Research (69): 232-237.

Subramanian, D.K. (2011). Biochemical Conversion of Rice Straw into Bioethanol. Power Point. Department of Biotechnology Bannari Amman Institute of Technology Sathyamangalam.

Suhaimi, S.N, dkk. (2012). Bioconversion of Glycerol for Bioethanol Production Using Isolated Escherichia coli SS1. Brazilian Journal of Microbiology. 506-516.

Sun, Y, dkk. (2002). Hydrolisis of Lignocellulosic Materials for Ethanol Production: A Review. Bioresource Technology.83,1-11.

Syulasmi, A, Hamdiyati, Y, dan Kusnadi. (2012). Petunjuk Praktikum Mikrobiologi. Bandung: FPMIPA UPI.

(33)

Teather, R. M. dan Wood, P.J. (1982). Use of Congo Red-Polysaccharide Interactions in Enumeration and Characterization of Cellulolytic Bacteria from the Bovine Rumen. Journal of Applied and Environmental Microbiology, 4 (43) : 777-780

Tiwari, P., Misra, B.N., dan Sangwan, N. S. (2013). �-Glucosidases from the Fungus Trichoderma: An Efficient Cellulase Machinery in Biotechnological Applications. Hindawi Publishing Corporation BioMed Research International

WARINTEK. (2000). Padi (Oryza Sativa). [Online]. Tersedia:

. arinte .ri te . o.i pertanian pa i.p (18 Januari 2013)..

Wyman, C. (1996). Ethanol From Lignocellulosic Biomass: Technology, Economics, and Opportunities. Bioresource Technology Elsevier Science (50): 3-16.

Wyman, C. E. (2005). Hydrolysis of Cellulose and Hemicellulose: a Review.

[Online]. Tersedia:

nsm1.nsm.iup.edu/.../HydrolysisOfCelluloseAndHemicellulose_review.p.