Isolasi dan identifikasi kapang penghasil enzim ligninase dari limbah padat tandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis)

ABSTRAK:

Indonesia merupakan produsen minyak sawit terbesar di dunia dengan pabrik kelapa sawit yang menghasilkan limbah padat berupa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) yang menumpuk. TKKS mengandung lignin tinggi (22,20%) yang sulit terurai menyebabkan proses degradasinya lambat berkisar kurang lebih 6 bulan sehingga berpotensi mencemari lingkungan. Kapang ligninolitik dapat digunakan untuk mendegradasi lignin karena menghasilkan enzim ligninase. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi kapang ligninolitik asal TKKS yang berpotensi menghasilkan enzim ligninase serta mengidentifikasi isolat potensial secara molekuler. Penelitian menggunakan rancangan eksploratif dengan sampel kapang yang diisolasi dari limbah TKKS di area pabrik kelapa sawit Kabupaten Blitar, Jawa Timur. Tahapan penelitian meliputi isolasi dan pemurnian kapang, karakterisasi makroskopis dan mikroskopis, skrining aktivitas enzim ligninolitik berdasarkan pembentukan zona warna pada media, serta uji aktivitas enzim menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Identifikasi kapang dilakukan melalui analisis molekuler menggunakan primer ITS1 dan ITS4. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat B2BT7 memiliki aktivitas laccase tertinggi sebesar 8,14 U/mL, sedangkan isolat B2BW9 menunjukkan aktivitas mangan peroksidase tertinggi sebesar 7,18 U/mL dan aktivitas lignin peroksidase tertinggi sebesar 66,46 U/mL pada hari ke-7 inkubasi. Isolat B2BT7 teridentifikasi sebagai Aspergillus pallidofulvus dan isolat B2BW9 teridentifikasi sebagai Talaromyces purpureogenus. Penelitian ini menunjukkan bahwa kapang ligninolitik asal TKKS memiliki aktivitas enzim ligninase yang berpotensi dimanfaatkan sebagai agen biodegradasi lignin pada limbah lignoselulosa dan biokonversi limbah TKKS secara ramah lingkungan.

ABSTRACT:

Indonesia is the world’s largest producer of palm oil, with palm oil industries generating large amounts of solid waste in the form of Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB). OPEFB contains a high lignin content (22.20%), which is difficult to degrade, leading to a slow decomposition process that takes approximately six months and may cause environmental pollution. Ligninolytic fungi can be used to degrade lignin because they produce ligninases. This study aimed to isolate ligninolytic fungi from OPEFB with the potential to produce ligninase enzymes and to identify the potential isolates through molecular analysis. The study employed an exploratory research design using fungal samples isolated from OPEFB waste collected from a palm oil mill area in Blitar Regency, East Java, Indonesia. The research procedures included fungal isolation and purification, macroscopic and microscopic characterization, screening of ligninolytic enzyme activity based on color zone formation on selective media, and enzyme activity assays using a UV-Vis spectrophotometer. Molecular identification was performed using ITS1 and ITS4 primers. The results showed that isolate B2BT7 exhibited the highest laccase activity at 8.14 U/mL, while isolate B2BW9 demonstrated the highest manganese peroxidase activity at 7.18 U/mL and lignin peroxidase activity at 66.46 U/mL on the seventh day of incubation. Molecular identification revealed that isolate B2BT7 was identified as Aspergillus pallidofulvus and isolate B2BW9 as Talaromyces purpureogenus. This study indicates that ligninolytic fungi isolated from OPEFB possess ligninase enzyme activity with the potential to be utilized as environmentally friendly agents for lignin biodegradation in lignocellulosic waste and for the bioconversion of OPEFB waste.

مستخلص البحث:

تُعدّ إندونيسيا أكبر منتج لزيت النخيل في العالم، حيث تُنتج معاصر زيت النخيل نفايات صلبة على شكل أكوام من عناقيد ثمار النخيل الفارغة. تحتوي هذه العناقيد على نسبة عالية من اللجنين (22.20%)، وهو مادة يصعب تحللها، مما يُبطئ عملية تحللها التي تستغرق حوالي ستة أشهر، وبالتالي يُحتمل أن تُلوّث البيئة. يُمكن استخدام الفطريات المُحللة لللجنين لتحليل هذه المادة لأنها تُنتج إنزيمات اللجنينيز. تهدف هذه الدراسة إلى عزل الفطريات المُحللة لللجنين من عناقيد ثمار النخيل الفارغة التي لديها القدرة على إنتاج إنزيمات اللجنينيز، وتحديد العزلات المُحتملة جزيئيًا. استخدمت الدراسة تصميمًا استكشافيًا مع عينات فطرية معزولة من نفايات عناقيد ثمار النخيل الفارغة في منطقة معاصر زيت النخيل في مقاطعة بليتار، شرق جاوة. شملت مراحل البحث عزل الفطريات وتنقيها، والتحليل المجهري والعياني، وفحص نشاط إنزيمات اللجنينيز بناءً على تكوّن مناطق ملونة على الوسط الزرعي، واختبار نشاط الإنزيم باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية. تم تحديد الفطريات من خلال التحليل الجزيئي باستخدام بادئات ITS1 وITS4. أظهرت النتائج أن العزلة B2BT7 تمتلك أعلى نشاط لإنزيم اللاكاز (8.14 وحدة/مل)، بينما أظهرت العزلة B2BW9 أعلى نشاط لإنزيم بيروكسيداز المنغنيز (7.18 وحدة/مل) وأعلى نشاط لإنزيم بيروكسيداز اللجنين (66.46 وحدة/مل) في اليوم السابع من الحضانة. تم تحديد العزلة B2BT7 على أنها Aspergillus pallidofulvus ، والعزلة B2BW9 على أنها Talaromyces purpureogenus. تُشير هذه الدراسة إلى أن العفن المُحلل لللجنين المُستخلص من مخلفات ثمار نخيل الزيت (OPEFB) يمتلك نشاطًا إنزيميًا لللجنين، مما يجعله مرشحًا للاستخدام كعوامل لتحلل اللجنين الحيوي في النفايات الليغنوسليلوزية، ولتحويل مخلفات OPEFB حيويًا بطريقة صديقة للبيئة.