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: Optimasi Produksi Xilanase dari Bakteri Laut Bacillus subtilis LBF M8 Menggunakan Tongkol Jagung pada Bioreaktor
Abstrak: Keunikan dan karakter seperti sifat halotoreran dan salinitas yang tinggi dari bakteri laut, menjadikannya sebagai sumber alternatif untuk produksi enzim dalam aplikasi industri. Peningkatan skala produksi dalam bioreaktor skala laboratorium merupakan faktor penting sebelum melakukan produksi pada skala industri. Optimasi parameter untuk produksi xilanase telah banyak dilakukan, tetapi hanya sedikit yang berasal dari bakteri laut khususnya Bacillus sp. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan optimasi parameter produksi xilanase dengan menggunakan biomassa tongkol jagung sebagai substrat dan peningkatan produksi pada skala bioreaktor. Sebelum dilakukan optimasi produksi, dilakukan uji kualitatif untuk melihat kemampuan xilanolitik isolat Bacillus subtilis LBF M8 menggunakan metode merah congo. Proses optimasi dilakukan pada 2 skala yaitu pada skala flask dan bioreaktor. Konsentrasi biomassa, pH media, suhu produksi, dan kecepatan agitasi menjadi parameter yang dioptimasi pada skala flask, sedangkan pada skala bioreaktor proses optimasi dilakukan pada 2 parameter penting dalam bioreaktor yaitu kecepatan agitasi dan laju aerasi. Xilanase yang dihasilkan kemudian dianalisis kemampuan enzimatiknya menggunakan Sodium Dodecil Sulphate-Polyacrylamide Gel (SDS-PAGE) Thin layer Chromatography (TLC) dan High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Berdasarkan aktivitas xilanase tertinggi, konsentrasi 1,5% tongkol jagung, pH media 6, suhu produksi 30OC, dan kecepatan agitasi 200 rpm menjadi kondisi optimum pada skala flask. Pada perbandingan substrat untuk produksi xilanase, aktivitas xilanase tertinggi ditunjukkan pada produksi menggunakan beechwood xylan yang merupakan substrat komersial dibandingkan dengan produksi menggunakan substrat dari limbah pertanian. Tongkol jagung menunjukkan aktivitas xilanase yang lebih tinggi dibandingkan dengan produksi menggunakan limbah pernaian lainnya seperti jerami padi dan ampas tebu. Parameter proses optimasi meningkatkan aktivitas xilanase dari 1.864 U/mL pada 96 jam menjadi 2.963 U/mL pada inkubasi 24 jam. Optimasi laju agitasi dan aerasi dalam bioreaktor dengan kondisi optimum pada skala flask secara signifikan meningkatkan aktivitas xilanase menjadi 4,963 U / mL, dengan kecepatan agitasi 200 rpm dan laju aerasi 1 vvm sebagai kondisi optimum. Berdasarkan hasil analisis SDS-PAGE, xilanase dari B. subtilis LBF M8 tidak membentuk pita tunggal sehingga perlu dilakukan proses pemurnian. Analisis TLC dan HPLC menunjukkan xilanase dari B. subtilis LBF M8 memiliki potensi untuk menghidrolisis xilan untuk menghasilkan xilooligosakarida dengan xilohexosa (X6) sebagai produk utama. Analisis HPLC dan TLC tidak mendeteksi xilosa sebagai produk akhir, jadi tidak diperlukan pemurnian terhadap xilooligosakarida yang dihasilkan.
Keyword: xilanase, Bacillus subtilis, tongkol jagung, bioreaktor

Judul: Metrik Einstein (Anti-) Self-Dual Berdimensi Empat dengan Metode Cartan
Abstrak: Gravitational field equation can be formulated in differential forms (differential geometry), which describes gravity as a manifestation of the curvature of space-time. Curvature of space-time is characterized by a metric that satisfies the gravitational field equation. With differential forms it can be formulated the (anti-) self-dual Einstein equation, which is a modification of the Cartan structure in (anti-) self-dual basis. Calculation of (anti-) self-dual metric with (anti-) self-dual Einstein equation is simpler than the calculation using Christoffel symbols.
Keyword: