Identifikasi dan uji aktivitas Enzim Endoglukanase (CMCase) Isolat Bakteri asal limbah cair pabrik kelapa sawit (POME)

INDONESIA:

Limbah cair pabrik kelapa sawit atau Palm Oil Mill Effluent (POME) merupakan hasil samping industri yang mengandung senyawa lignoselulosa tinggi dan berpotensi mencemari lingkungan apabila tidak diolah dengan tepat. Salah satu upaya pengelolaan yang ramah lingkungan adalah melalui pemanfaatan bakteri selulolitik yang mampu mendegradasi selulosa menjadi senyawa sederhana melalui aktivitas enzim selulase. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis potensi dan aktivitas enzim endoglukanase dari isolat bakteri selulolitik asal POME serta mengidentifikasi genus seluruh isolat dan spesies isolat dengan aktivitas selulase tertinggi. Penelitian ini menggunakan pendekatan eksploratif dengan tahapan kualitatif dan kuantitatif. Uji kualitatif dilakukan menggunakan metode Congo red untuk menentukan nilai Indeks Selulolitik (IS) dan dilanjutkan tahap identifikasi karakter makroskopis, mikroskopis, uji biokimia dan identifikasi molekuler menggunakan gen 16S rRNA. Uji kuantitatif meliputi pengujian aktivitas endoglukanase (CMCase) menggunakan metode asam dinitrosalisilat (DNS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat bakteri dari POME memiliki aktivitas selulolitik yang bervariasi. Isolat IBS 4 menunjukkan potensi selulolitik tertinggi secara kualitatif dengan nilai IS sebesar 1,26 yang termasuk kategori sedang. Hasil ini sejalan dengan pengujian kuantitatif yang menunjukkan bahwa isolat IBS 4 memiliki aktivitas enzim selulase kasar tertinggi sebesar 24,87 U/mL. Berdasarkan identifikasi molekuler berbasis gen 16S rRNA, isolat IBS 4 teridentifikasi sebagai Pseudomonas aeruginosa dengan tingkat kemiripan sebesar 97,32% terhadap nomor aksesi MK235215.1. Penelitian ini menunjukkan bahwa bakteri selulolitik asal POME berpotensi sebagai sumber enzim endoglukanase (CMCase) yang dapat dimanfaatkan dalam proses biokonversi lignoselulosa dan pengolahan limbah industri kelapa sawit secara berkelanjutan.

ENGLISH:

Palm oil mill effluent (POME) is an industrial byproduct that contains high levels of lignocellulosic compounds and has the potential to pollute the environment if not properly treated. One environmentally friendly management approach involves the use of cellulolytic bacteria capable of degrading cellulose into simpler compounds through cellulase enzyme activity. This study was conducted to analyze the potential and enzymatic activity of endoglucanases from cellulolytic bacterial isolates derived from POME, as well as to identify the genus of all isolates and the species of the isolate with the highest cellulase activity. This study employed an exploratory approach involving both qualitative and quantitative stages. Qualitative testing was performed using the Congo red method to determine the Cellulolytic Index (CI) value, followed by the identification of macroscopic and microscopic characteristics, biochemical testing, and molecular identification using the 16S rRNA gene. Quantitative testing included the assessment of endoglucanase (CMCase) activity using the dinitrosalicylic acid (DNS) method. The results showed that bacterial isolates from POME exhibited varying levels of cellulolytic activity. Isolate IBS 4 demonstrated the highest qualitative cellulolytic potential with a CI value of 1.26, which falls into the moderate category. These results are consistent with the quantitative tests, which showed that isolate IBS 4 had the highest crude cellulase activity at 24.87 U/mL. Based on molecular identification using the 16S rRNA gene, isolate IBS 4 was identified as Pseudomonas aeruginosa with a similarity of 97.32% to accession number MK235215.1. This study demonstrates that cellulolytic bacteria derived from POME have the potential to serve as a source of endoglucanase (CMCase) enzymes that can be utilized in the bioconversion of lignocellulose and the sustainable processing of palm oil industry waste.

ARABIC:

تُعد النفايات السائلة لمصانع زيت النخيل (POME) من النواتج الجانبية الصناعية التي تحتوي على نسبة عالية من مركبات اللجنوسليلوز، وقد تتسبب في تلوث البيئة إذا لم تتم معالجتها بشكل سليم. وتتمثل إحدى طرق الإدارة الصديقة للبيئة في استخدام البكتيريا السليلوليتية القادرة على تحلل السليلوز إلى مركبات بسيطة من خلال نشاط إنزيم السليلوز. أُجريت هذه الدراسة لتحليل إمكانات ونشاط إنزيم إندوغلوكاناز المستخلص من عزلات البكتيريا السليلوليتية المأخوذة من POME، وكذلك لتحديد جنس جميع العزلات والأنواع التي تتمتع بأعلى نشاط للسليلاز. استخدمت هذه الدراسة نهجًا استكشافيًّا يتضمن مراحل نوعية وكمية. أُجريت الاختبارات النوعية باستخدام طريقة «كونغو ريد» لتحديد قيمة مؤشر السليلوليت (IS)، وتلا ذلك مرحلة تحديد الخصائص الماكروسكوبية والميكروسكوبية، والاختبارات البيوكيميائية، والتحديد الجزيئي باستخدام جين 16S rRNA. وشملت الاختبارات الكمية قياس نشاط إنزيم إندوغلوكاناز (CMCase) باستخدام طريقة حمض الدينيتروساليسيلات (DNS). أظهرت نتائج البحث أن العزلات البكتيرية المستخلصة من POME تتمتع بنشاط سيلوليتيكي متفاوت. أظهرت العزلة IBS 4 أعلى إمكانات سيلوليتيكية من الناحية النوعية بقيمة IS تبلغ 1,26، والتي تندرج ضمن الفئة المتوسطة. وتتوافق هذه النتائج مع الاختبارات الكمية التي أظهرت أن العزلة IBS 4 تتمتع بأعلى نشاط إنزيمي للسيلولاز الخام يبلغ 24,87 وحدة/مل. بناءً على التحديد الجزيئي القائم على جين 16S rRNA، تم تحديد العزلة IBS 4 على أنها Pseudomonas aeruginosa بنسبة تشابه بلغت 97,32% مع رقم التسجيل MK235215.1. تُظهر هذه الدراسة أن البكتيريا الخلوية المشتقة من POME تنطوي على إمكانات كمصدر لإنزيم إندوغلوكاناز (CMCase) الذي يمكن الاستفادة منه في عمليات التحويل الحيوي لللجنوسليلوز ومعالجة نفايات صناعة زيت النخيل بشكل مستدام.