AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) SKRIPSI SEPWIN NOSTEN SITOMPUL 090805052 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) Kategori : SKRIPSI Nama : SEPWIN NOSTEN SITOMPUL Nomor Induk Mahasiswa : 090805052 Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, April 2013 Disetujui Oleh : Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Pembimbing Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc. Prof. Dr.Erman Munir, M.Sc. NIP. 196301231990032001 NIP. 196511011991031002
PERSETUJUAN Judul : AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) Kategori : SKRIPSI Nama : SEPWIN NOSTEN SITOMPUL Nomor Induk Mahasiswa : 090805052 Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, April 2013 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. It Jamillah, M.Sc Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc NIP.196310121991031001 NIP. 196511011991031002
PERNYATAAN AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, April 2014 SEPWIN NOSTEN SITOMPUL 090805052
PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan perlindungan-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian yang berjudul AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) dibuat sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana sains Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,, Medan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku pembimbing I dan ibu Dr. It Jamilah, M.Sc selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam penyusunan hasil penelitian. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc dan bapak Riyanto Sinaga, S.Si M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan hasil penelitian ini.
AKTIVITAS ENZIM LIGNINOLITIK JAMUR DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) ABSTRAK Lignin adalah polimer alami dan merupakan komponen yang sangat penting penyusun dinding sel tumbuhan. Studi degradasi lignin di lingkungan mendapat perhatian yang cukup besar terutama karena strukturnya yang lebih komplek dan sukarnya molekul tersebut terdegradasi bila dibandingkan dengan degradasi penyusun dinding sel tumbuhan yang lainnya. Kajian untuk mengetahui aktivitas enzim ligninoitik (Lignin Peroksidase, Manganase Peroksidasi dan Lakase) pada jamur yang diisolasi dari tandan kosong kelapa sawit telah dilakukan dengan skrining aktivitas ligninolitik menggunakan medium potato dektrosa agar ditambah asam tanin (0.1%), menunjukkan bahwa dua dari lima isolat memiliki aktivitas ligninolitik. Aktivitas enzim lignin peroksidase dihasilkan paling tinggi pada isolat SN 2 (9,677 U/ml), sedangkan aktivitas manganase peroksidase dan lakase paling tinggi pada isolat SN3 masing-masing 1,942 dan 1,846 U/ml. Kata kunci: Lakase, Lignin Peroksidase, Manganase Peroksidase, tandan kosong kelapa sawit.
LIGNINOLYTIC ACTIVITY OF FUNGI FROM OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCH (Elaeis guineensis Jacq.) ABSTRACT Lignin is a natural polymer and an important compound of plant cell wall constituent. A study about degradation of lignin in environmental has been received considerable attention because it has more complex structure and difficult to be degraded compared to degradation of others plant cell wall constituent. A study to determine the activity of ligninolytic enzyme (Lignin Peroxidase, Manganese Peroxidase and Laccase) of fungi isolated from oil palm empty fruit bunch had been done with screening of ligninolytic activity using potato dextrose agar added with tannin acid (0,1%), showed that two out of five fungal isolates have ligninolytic activity. The highest activity of Lignin Peroxidase produced by SN 2 isolate (9,677U/ml), whereas the highest activity of Manganese Peroxidase and Laccase produced by SN 3 isolate by the value of 1,942 U/ml and 1,846 U/ml respectively. Keywords: Laccase, Lignin Peroxidase, Manganese Peroxidase, oil palm empty fruit bunch.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi BAB 1. Pendahuluan 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 2 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Hipotesis 3 1.5. Manfaat Penelitian 3 BAB 2. Tinjauan Pustaka 4 2.1. Kelapa Sawit 4 2.2. Tandan Kosong Kelapa Sawit 4 2.3. Lignin 6 2.4. Degradasi Lignin 7 2.5. Jamur Pelapuk Putih (White-Rot Fungi) 8 2.6. Enzim Pendegradasi Lignin 8 2.6.1. Lignin Peroksidase (LiP) 8 2.6.2. Manganase Peroksidase (MnP) 9 2.6.3. Lakase 10 2.6.4. Versatile Oksidase (VP) 10 BAB 3. Metode Penelitian 11 3.1. Waktu dan Tempat 11 3.2. Alat dan Bahan 11 3.3. Isolasi Jamur Pendegradasi Lignin dari TKKS 11 3.4. Skrining Aktivitas Enzim Ligninolitik 12 3.5. Persiapan Sumber Enzim 12 3.5.1. Pengujian Aktivitas Ligninolitik Secara Kuantitatif 12 3.5.1.1. Pengukuran Aktivitas Lignin Peroksidase (LiP) 12 3.6.1.2. Pengukuran Aktivitas Manganase Peroksidase 13 (MnP) 3.6.1.3. Pengukuran Aktivitas Lakase 14 BAB 4. Hasil dan Pembahasan 15 4.1. Isolasi Jamur Pendegradasi Lignin dari TKKS 15 4.2. Skrining Aktivitas Enzim Ligninolitik dengan Uji 17 Bavendamm
4.3. Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP) 18 4.4. Aktivitas Enzim Manganase Peroksidase (MnP) 21 4.5. Aktivitas Enzim Lakase 23 BAB 5. Kesimpulan dan Saran 26 5.1. Kesimpulan 26 5.2. Saran 26 Daftar Pustaka 27 Lampiran 31
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Kandungan Kimia dari Serat TKKS 5 Tabel Hasil Karakterisasi Makroskopik Isolat Jamur dari 15 4.1.1. TKKS Tabel Hasil Karakterisasi Mikroskopik dari Isolat Jamur dari 15 4.1.2. TKKS Tabel Uji Bavendamm Isolat Jamur dari TKKS 18 4.2.1. Tabel Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP) pada Isolat 19 4.3.1. SN1, SN2, SN3 (U/ml) Tabel Aktivitas Enzim Manganase Peroksidase (MnP) pada 21 4.4.1. Isolat SN1, SN2, SN3 (U/ml) Tabel 4.5.1. Aktivitas Enzim Lakase pada Isolat SN1, SN2, SN3 (U/ml) 23
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 5 Gambar 2.2. Satuan Penyusun Fenilpropana 7 Gambar Pengamatan Mikroskopik Isolat Jamur dari TKKS 16 4.1.1. dengan Perbesaran 400X Gambar Hasil Uji Bavendamm Isolat Jamur dari TKKS 17 4.2.1. Gambar Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP) dari 20 4.3.1. Isolat Jamur TKKS Setelah Pengkulturan Gambar Aktivitas Enzim Manganase Peroksidase (MnP) 22 4.4.1. dari Isolat Jamur TKKS Setelah Pengkulturan Gambar Aktivitas Enzim Lakase dari Isolat Jamur TKKS 24 4.5.1. Setelah Pengkulturan Gambar 7.1. Media Ligninase 41 Gambar 7.2. TKKS Berumur 4 Bulan di Lapangan 41 Gambar 7.3. Koloni Jamur yang Tumbuh pada Media Ligninase 41 Cair Gambar 7.4. Ekstrak Enzim Kasar 41
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Komposisi Media Ligninase 31 Lampiran 2. Alur Kerja Isolasi Jamur Pendegradasi Lignin 32 pada TKKS Lampiran 3. Skrining Aktivitas Enzim Ligninolitik dengan Uji 33 Bavendamm Lampiran 4. Persiapan Sumber Enzim 34 Lampiran 5. Pengujian Aktivitas Lignolitik Secara Kuantitatif 35 Lampiran 5..1. Pengukuran Aktivitas Lignin Peroksidase (LiP) 35 Lampiran 5.2. Pengukuran Aktivitas Lignin Peroksidase (MnP) 36 Lampiran 5.3. Pengukuran Aktivitas Lakase 37 Lampiran 6. Tabel Perhitungan Aktivitas Enzim Ligninolitik 38 Lampiran 6.1. Perhitungan Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP) 38 Lampiran 6.2. Perhitungan Aktivitas Enzim Manganase 39 Peroksidase (MnP) Lampiran 6.3. Perhitungan Aktivitas Enzim lakase 40 Lampiran 7. Gambar Dokumentasi Penelitian 41