Uji potensi dan identifikasi molekuler 16S rRNA isolat bakteri penghasil enzim lipase dari palm oil mill effluent (POME)

ABSTRAK:

Limbah Pabrik Minyak Sawit (POME) adalah limbah organik yang mengandung kadar minyak dan lemak tinggi yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan jika tidak diolah dengan benar. Kandungan minyak dan lemak yang tinggi memberikan peluang untuk pemanfaatannya sebagai sumber mikroorganisme lipolitik yang mampu menghasilkan enzim lipase untuk aplikasi bioteknologi dan bioremediasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi potensi isolat bakteri dalam menghasilkan enzim lipase dan mengidentifikasi spesies bakteri lipolitik yang berhasil diisolasi dari limbah POME. Sampel POME diperoleh dari pabrik minyak sawit di Blitar. Peremajaan isolat dilakukan pada media Nutrient Agar, diikuti dengan pemurnian koloni untuk mendapatkan kultur murni. Potensi lipolitik dievaluasi secara kuantitatif menggunakan metode titrasi asam-basa untuk mengukur jumlah asam lemak bebas yang dihasilkan dari hidrolisis lipid oleh enzim lipase kasar. Identifikasi bakteri dilakukan secara molekuler melalui analisis gen 16S rRna, termasuk isolasi DNA, amplifikasi menggunakan Polymerase Chain Reaction (PCR) dengan primer universal 27F dan 1492R, elektroforesis gel agarosa 1%, dan sekuensing oleh 1st BASE Laboratories Sdn Bhd. Data sekuens dianalisis menggunakan BLAST terhadap basis data GenBank NCBI. Hasil menunjukkan bahwa isolat bakteri ISC-5 menunjukkan aktivitas lipase tertinggi di antara semua isolat, dengan nilai aktivitas [9,33 U/mL]. Isolat ISC-5 teridentifikasi memiliki kedekatan kekerabatan dengan genus Bacillus dan menunjukkan kemiripan tertinggi dengan Bacillus velezensis strain PX459706.1 sebesar 96,71%. Analisis filogenetik menggunakan metode Neighbor Joining mengkonfirmasi hubungan dekat isolat ISC-5 dengan kelompok Bacillus velezensis, didukung oleh nilai bootstrap 100%.

ABSTRACT:

Palm Oil Mill Effluent (POME) is an organic waste containing high levels of oil and grease that may cause environmental pollution if not properly treated. The high oil and grease content provides an opportunity for its utilization as a source of lipolytic microorganisms capable of producing lipase enzymes for biotechnology and bioremediation applications. This study aimed to evaluate the potential of bacterial isolates in producing lipase enzymes and to identify the species of lipolytic bacteria successfully isolated from POME waste. POME samples were obtained from a palm oil mill in Blitar. Rejuvenation of isolates was carried out on Nutrient Agar medium, followed by colony purification to obtain pure cultures. Lipolytic potential was quantitatively evaluated using the acid-base titration method to measure the amount of free fatty acids produced from lipid hydrolysis by crude lipase enzymes. Bacterial identification was conducted molecularly through 16S rRna gene analysis, including DNA isolation, amplification using Polymerase Chain Reaction (PCR) with universal primers 27F and 1492R, 1% agarose gel electrophoresis, and sequencing by 1st BASE Laboratories Sdn Bhd. Sequence data were analyzed using BLAST against the GenBank NCBI database. The results showed that bacterial isolate ISC-5 exhibited the highest lipase activity among all isolates, with an activity value of [9,33 U/mL]. Isolate ISC-5 was identified as having close kinship with the genus Bacillus and showed the highest similarity with Bacillus velezensis strain PX459706.1 at 96.71%. Phylogenetic analysis using the Neighbor Joining method confirmed the close relationship of isolate ISC-5 with the Bacillus velezensis group, supported by a bootstrap value of 100%.

مستخلص البحث:

تُعدّ مخلفات معاصر زيت النخيل (POME) نفايات عضوية غنية بالزيوت والدهون، ولها القدرة على تلويث البيئة في حال عدم معالجتها بشكل سليم. يتيح هذا المحتوى العالي من الزيوت والدهون فرصًا لاستخدامها كمصدر للكائنات الدقيقة المحللة للدهون، القادرة على إنتاج إنزيمات الليباز لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية والمعالجة الحيوية. تهدف هذه الدراسة إلى اختبار قدرة العزلة البكتيرية على إنتاج إنزيمات الليباز، وتحديد أنواع البكتيريا المحللة للدهون التي تم عزلها بنجاح من مخلفات معاصر زيت النخيل. تم الحصول على عينات من مخلفات معاصر زيت النخيل من معصرة زيت نخيل في بليتار. أُجري تجديد العزلة على وسط أجار مغذي، تلاه عملية تنقية المستعمرات للحصول على مزارع نقية. تم إجراء اختبار القدرة على تحليل الدهون كميًا باستخدام طريقة معايرة حمضية-قاعدية لقياس كمية الأحماض الدهنية الحرة الناتجة عن تحلل الدهون بواسطة إنزيمات الليباز الخام. تم تحديد هوية البكتيريا جزيئيًا باستخدام تحليل جين 16S rRna عبر مراحل عزل الحمض النووي، وتضخيمه باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) مع البادئات العامة 27F و1492R، والرحلان الكهربائي على هلام الأغاروز بنسبة 1%، والتسلسل بواسطة مختبرات 1stBASE. وتم تحليل نتائج التسلسل باستخدام برنامج BLAST على قاعدة بيانات NCBI GenBank. أظهرت النتائج أن عزلة البكتيريا ISC-5 أظهرت أعلى نشاط لإنزيم الليباز مقارنةً بالعزلات الأخرى، بقيمة نشاط بلغت 9,33 وحدة/مل. تم تحديد العزلة ISC-5 على أنها ذات قرابة وثيقة مع جنس Bacillus وأظهرت أعلى تشابه مع سلالة Bacillus velezensis PX459706.1 بنسبة 96.71٪. أكد التحليل الوراثي باستخدام طريقة الانضمام المجاورة العلاقة الوثيقة بين عزلة ISC-5 ومجموعة Bacillus velezensis مدعومة بقيمة bootstrap تبلغ 100٪.