Judul: Aktivitas Enzim Lignoselulase Paenibacillus sp. serta Potensinya dalam Meningkatkan Ketersediaan Nutrien Pakan
Abstrak: Hasil samping pertanian seperti jerami padi, jerami jagung, jerami kedelai dan bagas tebu merupakan bahan lignoselulosa yang berpotensi digunakan sebagai pakan. Pemanfaatannya sebagai pakan belum optimal karena kualitas nutrisi yang rendah akibat adanya ikatan senyawa antara lignin, hemiselulosa dan selulosa. Hal ini akan menghambat proses degradasi kimia di dalam saluran pencernaan. Penambahan enzim pada pakan dapat meningkatkan ketersediaan nutrien. Salah satu sumber penghasil enzim yang cukup potensial ialah bakteri. Paenibacillus sp. ialah salah satu jenis bakteri yang memiliki potensi genetik dalam menghasilkan enzim lignoselulolitik. Potensi enzim untuk menghasilkan aktivitas pendegradasi substrat tertentu dapat dilakukan salah satunya dengan penambahan inducer pada media pertumbuhan bakteri. Tujuan penelitian ini adalah untuk: (1) mengevaluasi pertumbuhan Paenibacillus sp. pada media dengan sumber karbon atau inducer berupa jerami atau bagas tebu; (2) mengukur aktivitas lignoselulase enzim kasar yang dihasilkan, (3) mengukur aktivitasnya dalam mendegradasi substrat jerami atau bagas tebu, serta (4) mengamati kenampakan fisik jerami atau bagas tebu yang ditambahkan enzim kasar Paenibacillus sp. Media dengan sumber karbon bagas tebu menghasilkan pertumbuhan tertinggi dengan jumlah koloni 1.4 x 107 CFU ml-1. Aktivitas selulase tertinggi dihasilkan oleh medium pertumbuhan dengan sumber karbon carboxy methyl cellulose dengan aktivitas sebesar 0.51 IU ml-1, sedangkan aktivitas xilanase tertinggi dihasilkan oleh medium pertumbuhan nutrient broth dengan aktivitas 0.27 IU ml-1. Jenis sumber karbon media pertumbuhan bakteri dan jenis substrat target jerami atau bagas tebu tidak berpengaruh nyata terhadap aktivitas lignin peroksidase. Hasil penelitian menunjukkan adanya interaksi antara sumber karbon medium pertumbuhan bakteri dan jenis substrat target. Perlakuan medium pertumbuhan bakteri dengan sumber karbon bagas tebu dan jenis substrat target bagas tebu menghasilkan gula reduksi tertinggi, yakni sebesar 0.2938 mM. Perlakuan jenis sumber karbon dan substrat target berpengaruh nyata terhadap persentase gula reduksi terhadap gula total. Perlakuan sumber karbon asal carboxymethyl cellulose dan jerami kedelai dengan substrat target jerami kedelai menghasilkan presentasi gula reduksi-gula total paling tinggi, yakni sebesar 0.613% dan 0.6213%. Aplikasi penambahan enzim kasar Paenibacillus sp. pada tepung bagas tebu terbukti mampu memecah struktur fisik serat. Tingkat kerusakan struktur fisik serat yang terjadi berkorelasi positif dengan aktivitas enzim. Peningkatan aktivitas enzim perlu ditingkatkan antara lain dengan melakukan optimasi suhu, pH, dan waktu inkubasi. Selanjutnya hasil penambahan enzim pada pakan perlu diukur nilai kecernaannya baik secara in vitro maupun in vivo.
Keyword: bagas, enzim, jerami, lignoselulosa, Paenibacillus sp

Judul: Degradasi Enzimatis Lignoselulosa Oleh Aktinomiset Indigenous: Potensi Penggunaan Lytic Polysaccharide Monooxygenase dalam Pra Perlakuan Limbah Berlignoselulosa
Abstrak: Biomassa tumbuhan diproduksi rata-rata sejumlah 200 x 109 ton per tahun dengan kandungan lignoselulosa sebesar 90%, sehingga keberadaan lignoselulosa sebagai komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan sangat berlimpah di alam. Selulosa sebagai komponen terbesar dari lignoselulosa, merupakan polimer yang mempunyai struktur linier homogen dari unit glukosil dengan ikatan β(1→4) yang membentuk mikrofibril berstruktur kristalin dan amorf. Ikatan ini diketahui mampu menghalangi aktivitas enzim-enzim hidrolitik pendegradasi lignoselulosa untuk bisa mencapai substratnya sehingga proses degradasi limbah berlignoselulosa biasanya diawali dengan tahap pra perlakuan, seperti misalnya melalui penambahan NaOH. Lytic polisaccharide monooxygenase (LPMO), diketahui mampu memecah polisakarida kristalin melalui aktivitas pemotongan secara oksidatif antara unit β(1→4) glukosil pada selulosa, glukan hemiselulosik dan selodekstrin. Kemampuan LPMO ini sangat mungkin untuk diaplikasikan dalam proses pra perlakuan limbah berlignoselulosa. LPMO memiliki beberapa karakter yakni bersifat Cu-dependent dan dalam aktivitasnya membutuhkan oksigen serta donor elektron yang dapat berasal dari asam askorbat. Kemampuan LPMO dalam meningkatkan aksesibilitas enzim pendegradasi lignoselulosa menimbulkan ide pengujian aktivitas LPMO berdasarkan produk gula pereduksi dengan indikator aktivitas xilanase. Xilanase merupakan enzim pendegradasi xilan (hemiselulosa) yang berperan dalam proses produksi xilitol, etanol, oligosakarida, dan banyak dimanfaatkan dalam industri makanan, pakan ternak, pengolahan pulp serta pemutihan kertas. Aktivitas LPMO juga dapat dideteksi secara kuantitatif berdasarkan analisis produksi hidrogen peroksida (H2O2) yang merupakan produk reaksi samping dari aktivitas LPMO jika tidak terdapat polisakarida. Pelepasan H2O2 dideteksi melalui konversi amplex red ke resorufin oleh horseradish peroxidase (HRP) melalui uji fluorometrik. Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini mempunyai tiga tujuan. Pertama, untuk mendapatkan kandidat aktinomiset yang mampu menghasilkan LPMO. Kedua, mendapatkan metode analisis penentuan keberadaan LPMO melalui peningkatan produk gula pereduksi. Ketiga, mengidentifikasi aktinomiset yang berpotensi menghasilkan LPMO. Penelitian ini dimulai dengan isolasi dan pemurnian aktinomiset asal perkebunan kelapa sawit dan Taman Nasional Bukit Dua Belas Jambi. Isolat yang diperoleh kemudiandiuji kemampuan tumbuhnya pada substrat avicel dan uji aktivitas xilanasenya sebagai langkah awal penapisan aktinomiset penghasil LPMO dengan indikator aktivitas xilanase. Isolat aktinomiset dengan kemampuan tumbuh pada avicel dan aktivitas xilanase tertinggi, dipilih untuk diuji kemampuannya dalam menghasilkan LPMO. Identifikasi isolat aktinomiset terpilih dilakukan berdasarkan karakter morfologi, biokimia dan molekuler. Pengaruh ion logam dan donor elektron terhadap aktivitas sinergis antara LPMO dan xilanase pada enzim ekstrak kasar, dieliminasi dengan pengujian pengaruh penambahan ion Cu2+ dan asam askorbat terhadap aktivitas xilanase aktinomiset terpilih. Pengujian aktivitas LPMO diawali dengan produksi LPMO pada media avicel 1% (b/v) selama 10 hari. Waktu inkubasi terbaik yang ditentukan berdasarkan aktivitas LPMO tertinggi dan digunakan sebagai acuan untuk produksi enzim LPMO. Uji aktivitas LPMO berdasarkan produk gula pereduksi dilakukan dengan menggunakan substrat xilan beechwood, carboxymethyl cellulose (CMC) dan avicel dengan penambahan ion Cu2+ dan asam askorbat. Karakter Cu-dependent dari LPMO danalisis dengan uji pengikatan logam melalui penambahan EDTA pada reaksi enzimatis. Pengujian aktivitas LPMO dilanjutkan dengan uji produksi H2O2 menggunakan amplex red fluorometric. Secara berturut-turut Bacillus thuringiensis ATCC 33679 dan Pichia pastoris KM71H penghasil xilanase digunakan sebagai kontrol positif dan kontrol negatif. Uji aktivitas LPMO dalam biodegradasi limbah berlignoselulosa dilakukan dengan menggunakan LPMO dalam proses pra perlakuan batang tembakau dengan perlakuan NaOH sebagai pembanding. Pada perlakuan tersebut juga dilakukan analisis terhadap soluble dan insoluble dietary
Keyword: lignoselulosa, pra perlakuan, LPMO, aktinomiset

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: