Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Lignolitik Penghasil Enzim Ligninase Asal Sampah Dapur dan Kotoran Sapi
Screening and Characterization of Lignolytic Bacteria Producing Ligninolytic Enzymes from Kitchen Waste and Cow Manure
Abstract
Delignifikasi merupakan proses awal dalam pemanfaatan biomassa lignoselulosa menjadi produk bernilai tinggi. Proses ini bertujuan untuk melarutkan lignin dan menguraikan ikatan kimianya, sehingga mempermudah proses hidrolisis. Pemanfaatan bakteri lignolitik penghasil enzim ligninase; seperti lignin peroksidase (LiP), mangan peroksidase (MnP), dan lakase; dapat menjadi alternatif yang menjanjikan. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi kemampuan degradasi lignin dari Isolat bakteri asal sampah dapur dan kotoran sapi yang telah diperoleh pada penelitian sebelumnya. Seleksi isolat bakteri dilakukan secara kualitatif dengan menumbuhkan bakteri pada medium Lignin-Mineral Salt Medium agar (L-MSM agar), sedangkan pengujian aktivitas enzim dilakukan secara kuantitatif menggunakan metode spektrofotometri. Karakterisasi bakteri didasarkan pada karakter fenetik, yang meliputi sifat morfologi, fisiologi, dan biokimia. Sebanyak dua dari 33 isolat bakteri menunjukkan kemampuan lignolitik, yaitu KS5 yang berasal dari kotoran sapi dan SD5 yang berasal dari sampah dapur. Isolat KS5 menghasilkan aktivitas LiP, MnP, dan lakase masing-masing sebesar 46,45 ± 7,56 U/mL, 3,11 ± 0,38 U/mL, dan 8,54 ± 0,09 U/mL. Sementara itu, isolat SD5 menghasilkan aktivitas LiP, MnP, dan lakase masing-masing sebesar 49,45 ± 4,59 U/mL, 6,39 ± 1,07 U/mL, dan 6,22 ± 0,55 U/mL. Hasil identifikasi menunjukkan bahwa isolat SD5 termasuk dalam genus Bacillus, sedangkan isolat KS5 belum dapat diklasifikasikan ke dalam genus tertentu. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa isolat bakteri indigenous yang berasal dari lingkungan kaya bahan organik berpotensi menjadi sumber enzim lignolitik untuk aplikasi pretreatment biomassa lignoselulosa.
Kata kunci: bakteri lignolitik, lakase, lignin, lignin peroksidase, mangan peroksidase
References
Agustiany, E. A., Ridho, M. R., Rahmi, M., Madyaratri, E. W., Falah, F., Lubis, M. A. R., Solihat, N. N., Syamani, F. A., Karungamye. P., Sohail, A., Nawawi, D. S., Prianto, A. H., Iswanto, A. H., Ghozali, M., Restu, W. K., Juliana, I., Antov, P., Kristak, L., Fatriasari, W. & Fudholi, A. 2022. Recent Developments in Lignin Modification and its Application in Lignin-Based green Composites: A Review. Polymer Composites, 43(8), pp. 1-18.
Ahmed, S., Rahman, S., Hasan, M., Paul, N. & Sajib A. A. 2018. Microbial Degradation of Lignocellulosic Biomass: Discovery of Novel Natural Lignocellulolytic Bacteria. Journal of Biotechnology, Computational Biology and Bionanotechnology, 99(2), pp. 137-146.
Brink, D. P., Ravi, K., Liden, G. & Gorwa-Grauslund, M. F. 2019. Mapping the Diversity of Microbial Lignin Catabolism: Experience from the eLignin Database. Applied Microbiology and Biotechnology, Volume 103, pp. 3979- 4002.
Cappuccino, J. G. & Welsh, C., 2018. Microbiology A Laboratory Manual Eleventh Edition. London: Pearson.
Dube, S. L., Osunsanmi, F. O., Ikhane, A. O., Mosa, R. A. & Opoku, A. R. 2023. Optimization of the Culture Conditions of Bacterial Strains (Escherichia coli LR0250096.1 and Pseudomonas aeruginosa CP031449.2) to Produce Lignin Peroxidase. pp. 1-10.
Fitriani, Meylina, L. & Rijai, L., 2016. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Antibiotik dari Tanah Sawah. Proceeding of Mulawarman Pharmaceutical Conferences, pp. 125-132.
Gunawan, Kholik & Agustin, A. L. D., 2022. Profil Uji Biokima Hasil Isolasi Escherichia coli pada Feses, Air Minum dan Air Saluran Buangan Kandang Sapi Bali Di Kelompok Tani Ternak Menemeng (KT2M)Kabupaten Lombok Tengah. Mandalika Veterinary Journal, 2(1), pp. 26-36.
Huang, X. F., Santhanam, N., Badri, D. V., Hunter, W. J., Manter, D. K., Decker, S. R., Vivanco, J. M., & Reardon, K. F., 2013. Isolation and characterization of lignin-degrading bacteria from rainforest soils. Biotechnology and Bioengineering, 110(6), pp. 1616–1626. https://doi.org/10.1002/bit.24833
Kameshwar, A. K. S. & Qin, W., 2016. Qualitative and Quantitative Methods for Isolation and Characterization of Lignin-Modifying Enzymes Secreted by Microorganisms. BioEnergy Research, pp. 248-266.
Khan, S. I., Zarin, A., Ahmed, S., Hasan, F., Belduz, A. O., Canakci, S., Khan, S., Badshah, M., Farman, M. & Shah, A. A. 2022. Degradation of Lignin by Bacillus altitudinis SL7 Isolated from Pulp and Paper Mill Effluent. Water Science & Technologi, 85(1), p. 420.
Kurniawati, L., Kusdiyantini, E. & Wijanarka. 2019. Pengaruh Variasi Suhu dan Waktu Inkubasi Terhadap Aktivitas Enzim Selulase dari Bakteri Serratia marcescens. Jurnal Akademia Biologi, 8(1), pp. 1-9.
Mawardika, H., Pertiwi, K. K., Wahyuni, D. & Aulia, Q. W., 2023. Karakterisasi dan Uji Aktivitas Antimikroba Bakteri Kandidat Probiotik dari Terasi Udang Rebon. Bioscientist: Jurnal Ilmiah Biologi, 11(2), pp. 1216-1226.
Mudita, I. M., Partama, I. B. G. & Suberata, I. W., 2019. Bakteri Lignoselulolitik Probiotik Sumber Asam Amino. Denpasar: Swasta Nulus.
Napitupulu, H. G., Rumengan, I. F. M., Wullur, S., Ginting, E. L., Rimper, J. R. T. S. L. & Toloh, B. H. 2019. Bacillus sp. sebagai Agensia Penurai dalam Pemeliharaan Brachionus rotundiformis yang Menggunakan Ikan Mentah Sebagai Sumber Nutrisi. Jurnal Ilmiah Platax, 7(1), pp. 158-169.
Orth, A. B., Rosye, D. J. & Tien, M., 1993. Ubiquity of Lignin Degrading Peroxidase Among Various Wood-Degrading Fungi. Appl Environ Microbiol, 59(12), pp. 4017-4023.
Panjaitan, F. J., Bachtiar, T., Arsyad, I., Lele, O. K. & Indyiyani, W. 2020. Karakterisasi Mikroskopis dan Uji Biokimia Bakteri Pelarut Fosfat (BPF) dari Rhizosfer Tanaman jagung Fase Vegetatif. jurnal Ilmu Pertanian dan Lingkungan, 1(1), pp. 9-17.
Permata, D. A., Kasim, A., Asben, A. & Yusniwati, 2022. Pengaruh Penggunaan Lindi Hitam pada Proses Biodelignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit terhadap Degradasi Komponen Lignoselulosa. Jurnal Teknologi Pertanian Andalas , 26(1), pp. 124-129.
Perwitasari, U., Dimawarnita, F. & Ratnakomala, S. 2018. Optimasi Produksi Enzim Ligninolitik dari Medium Limbah Produksi Pleurotus ostreatus Menggunakan Metode Respons Permukaan. Menara Perkebunan, 86(1), pp. 29-37.
Prakoso, H. T., Widiastuti, H., Suharyanto & Siswanto, 2014. Eksplorasi dan Karakterisasi Bakteri Aerob Ligninolitik serta Aplikasinya Untuk Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit. Menara Perkebunan, 82(1), pp. 15-24.
Priyanka, A., Subhashini, R., Jayashree, R. & Vendan, T. R., 2021. Bioprospecting of Microorganisms with Lignocellulolytic Enzyme Activity for Leaf Litter Degradation. The Pharma Innovation Journal, 10(11), pp. 465-470.
Putri, A. M. & Kurnia, P., 2018. Identifikasi Keberadaan Bakteri Coliform dan Total Mikroba dalam Es Dung-dung di Sekitar Kampus Universitas Muhammadiyah Surakarta.. Media Gizi Indonesia, 13(1), p. 41.
Rupaedah, B., Purwoko, D., Saffarida, A., Tajuddin, T., Wahid, A., Sugianto, M., Suja'i, I. & Suyono, A. 2019. Skrining dan Identifikasi Mikroba Ligninolitik pada Pengomposan Alami Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal Bioteknologi dan Biosains Indonesia, 6(1), pp. 139-148.
Satwika, T. D., Yulianti, D. M. & Hikam, A. R., 2021. Karakteristik dan Potensi Enzimatis bakteri Asal Tanah Sampah Dapur dan Kotoran Ternak sebagai Kandidat Agen Biodegradasi Sampah Organik. Al-Hayat- Journal of Biology and Applied Biology, 4(1), pp. 11-18.
Sharadamma, N., Ghosh, D. & Khan, S., 2021. Isolation and Characterization of Lignin Degrading Bacteria. Journal of Advanced Scientifik Research, 12(4), pp. 140-149.
Sheikhi, F., Ardakani, M. R., Enayatizamir, N. & Couto, S. R., 2012. The Determination of Assay for Laccase of Bacillus subtilis WPI with Two Classes of Chemical Compounds as Substrates. Indian Journal Microbiol, 54(4), pp. 701-707.
Thiruppathi, K., Rangasamy, K., Ramasamy, M. & Muthu, D., 2021. Evaluation of Textile Dye Degrading Potential of Ligninolitic Bacteria Consortia. Environmental Challenges, Volume 4, pp. 1-9.
Tian, J. H., Pourcher, A. M., & Peu, P., 2016. Isolation of bacterial strains able to metabolize lignin and lignin-related compounds. Letters in Applied Microbiology, 63(1), 30–37. https://doi.org/10.1111/lam.12581
Tien, M. & Kirk, T. K. 1998. Lignin Peroxidase of Phanerochaete chrysosporium. Methods in Enzymology, 161, pp. 238-249.
Umashankar, N., Megashree, H. M., Benherlal, P. & Chavan, M., 2018. Isolation and Screening of Lignin Degrading Bacteria from Different. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(12), pp. 609-617.
Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A., Schleifer, K. H. & Whitman, W. B. 2011. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. New York: Springer.
Wang, L., Nie, Y., Tang, Y. Q., Song, X. M., Cao, K., Sun, L. Z., Wang, Z. J., & Wu, X. L., 2016. Diverse bacteria with lignin degrading potentials isolated from two ranks of coal. Frontiers in Microbiology, 7(SEP), pp. 1–14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01428
Woo, H. L., Hazen, T. C., Simmons, B. A., & DeAngelis, K. M., 2014. Enzyme activities of aerobic lignocellulolytic bacteria isolated from wet tropical forest soils. Systematic and Applied Microbiology, 37(1), pp. 60–67. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2013.10.001
Xiong, X. Q., Liao, H. D., Ma, J. S., Liu, X. M., Zhang, L. Y., Shi, X. W., Yang, X. L., Lu, X. N., & Zhu, Y. H., 2014. Isolation of a rice endophytic bacterium, Pantoea sp. Sd-1, with ligninolytic activity and characterization of its rice straw degradation ability. Letters in Applied Microbiology, 58(2), pp. 123–129. https://doi.org/10.1111/lam.12163
Xiong, Y. et al., 2020. Characterization of Ligninolytic Bacteria and Analysis of Alkali-Lignin Biodegradation Products. Polish Journal of Microbiology, 69(3), pp. 339-347.
Yang, C. X., Wang, T., Gao, L. N., Yin, H. J., & Lü, X., 2017. Isolation, identification and characterization of lignin-degrading bacteria from Qinling, China. Journal of Applied Microbiology, 123(6), pp. 1447–1460. https://doi.org/10.1111/jam.13562
Yang, J. et al., 2021. Isolation and Characterization of Bacillus Sp. Capable of Degradating Alkali Lignin. Frontiers in energy Research, pp. 1-7.
Zainith, S., Purchase, D., Saratale, G. D., Ferreira, L. F. R., Bilal, M. & Bharagava, R. N. 2019. Isolation and Characterization of Lignin-Degrading Bacterium Bacillus aryabhattai from Pulp and Papper Mill Wastewater and Evaluation of its Lignin-Degrading Potential. Biotech, 9(92), pp. 1-11.
Ahmed, S., Rahman, S., Hasan, M., Paul, N. & Sajib A. A. 2018. Microbial Degradation of Lignocellulosic Biomass: Discovery of Novel Natural Lignocellulolytic Bacteria. Journal of Biotechnology, Computational Biology and Bionanotechnology, 99(2), pp. 137-146.
Brink, D. P., Ravi, K., Liden, G. & Gorwa-Grauslund, M. F. 2019. Mapping the Diversity of Microbial Lignin Catabolism: Experience from the eLignin Database. Applied Microbiology and Biotechnology, Volume 103, pp. 3979- 4002.
Cappuccino, J. G. & Welsh, C., 2018. Microbiology A Laboratory Manual Eleventh Edition. London: Pearson.
Dube, S. L., Osunsanmi, F. O., Ikhane, A. O., Mosa, R. A. & Opoku, A. R. 2023. Optimization of the Culture Conditions of Bacterial Strains (Escherichia coli LR0250096.1 and Pseudomonas aeruginosa CP031449.2) to Produce Lignin Peroxidase. pp. 1-10.
Fitriani, Meylina, L. & Rijai, L., 2016. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Antibiotik dari Tanah Sawah. Proceeding of Mulawarman Pharmaceutical Conferences, pp. 125-132.
Gunawan, Kholik & Agustin, A. L. D., 2022. Profil Uji Biokima Hasil Isolasi Escherichia coli pada Feses, Air Minum dan Air Saluran Buangan Kandang Sapi Bali Di Kelompok Tani Ternak Menemeng (KT2M)Kabupaten Lombok Tengah. Mandalika Veterinary Journal, 2(1), pp. 26-36.
Huang, X. F., Santhanam, N., Badri, D. V., Hunter, W. J., Manter, D. K., Decker, S. R., Vivanco, J. M., & Reardon, K. F., 2013. Isolation and characterization of lignin-degrading bacteria from rainforest soils. Biotechnology and Bioengineering, 110(6), pp. 1616–1626. https://doi.org/10.1002/bit.24833
Kameshwar, A. K. S. & Qin, W., 2016. Qualitative and Quantitative Methods for Isolation and Characterization of Lignin-Modifying Enzymes Secreted by Microorganisms. BioEnergy Research, pp. 248-266.
Khan, S. I., Zarin, A., Ahmed, S., Hasan, F., Belduz, A. O., Canakci, S., Khan, S., Badshah, M., Farman, M. & Shah, A. A. 2022. Degradation of Lignin by Bacillus altitudinis SL7 Isolated from Pulp and Paper Mill Effluent. Water Science & Technologi, 85(1), p. 420.
Kurniawati, L., Kusdiyantini, E. & Wijanarka. 2019. Pengaruh Variasi Suhu dan Waktu Inkubasi Terhadap Aktivitas Enzim Selulase dari Bakteri Serratia marcescens. Jurnal Akademia Biologi, 8(1), pp. 1-9.
Mawardika, H., Pertiwi, K. K., Wahyuni, D. & Aulia, Q. W., 2023. Karakterisasi dan Uji Aktivitas Antimikroba Bakteri Kandidat Probiotik dari Terasi Udang Rebon. Bioscientist: Jurnal Ilmiah Biologi, 11(2), pp. 1216-1226.
Mudita, I. M., Partama, I. B. G. & Suberata, I. W., 2019. Bakteri Lignoselulolitik Probiotik Sumber Asam Amino. Denpasar: Swasta Nulus.
Napitupulu, H. G., Rumengan, I. F. M., Wullur, S., Ginting, E. L., Rimper, J. R. T. S. L. & Toloh, B. H. 2019. Bacillus sp. sebagai Agensia Penurai dalam Pemeliharaan Brachionus rotundiformis yang Menggunakan Ikan Mentah Sebagai Sumber Nutrisi. Jurnal Ilmiah Platax, 7(1), pp. 158-169.
Orth, A. B., Rosye, D. J. & Tien, M., 1993. Ubiquity of Lignin Degrading Peroxidase Among Various Wood-Degrading Fungi. Appl Environ Microbiol, 59(12), pp. 4017-4023.
Panjaitan, F. J., Bachtiar, T., Arsyad, I., Lele, O. K. & Indyiyani, W. 2020. Karakterisasi Mikroskopis dan Uji Biokimia Bakteri Pelarut Fosfat (BPF) dari Rhizosfer Tanaman jagung Fase Vegetatif. jurnal Ilmu Pertanian dan Lingkungan, 1(1), pp. 9-17.
Permata, D. A., Kasim, A., Asben, A. & Yusniwati, 2022. Pengaruh Penggunaan Lindi Hitam pada Proses Biodelignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit terhadap Degradasi Komponen Lignoselulosa. Jurnal Teknologi Pertanian Andalas , 26(1), pp. 124-129.
Perwitasari, U., Dimawarnita, F. & Ratnakomala, S. 2018. Optimasi Produksi Enzim Ligninolitik dari Medium Limbah Produksi Pleurotus ostreatus Menggunakan Metode Respons Permukaan. Menara Perkebunan, 86(1), pp. 29-37.
Prakoso, H. T., Widiastuti, H., Suharyanto & Siswanto, 2014. Eksplorasi dan Karakterisasi Bakteri Aerob Ligninolitik serta Aplikasinya Untuk Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit. Menara Perkebunan, 82(1), pp. 15-24.
Priyanka, A., Subhashini, R., Jayashree, R. & Vendan, T. R., 2021. Bioprospecting of Microorganisms with Lignocellulolytic Enzyme Activity for Leaf Litter Degradation. The Pharma Innovation Journal, 10(11), pp. 465-470.
Putri, A. M. & Kurnia, P., 2018. Identifikasi Keberadaan Bakteri Coliform dan Total Mikroba dalam Es Dung-dung di Sekitar Kampus Universitas Muhammadiyah Surakarta.. Media Gizi Indonesia, 13(1), p. 41.
Rupaedah, B., Purwoko, D., Saffarida, A., Tajuddin, T., Wahid, A., Sugianto, M., Suja'i, I. & Suyono, A. 2019. Skrining dan Identifikasi Mikroba Ligninolitik pada Pengomposan Alami Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal Bioteknologi dan Biosains Indonesia, 6(1), pp. 139-148.
Satwika, T. D., Yulianti, D. M. & Hikam, A. R., 2021. Karakteristik dan Potensi Enzimatis bakteri Asal Tanah Sampah Dapur dan Kotoran Ternak sebagai Kandidat Agen Biodegradasi Sampah Organik. Al-Hayat- Journal of Biology and Applied Biology, 4(1), pp. 11-18.
Sharadamma, N., Ghosh, D. & Khan, S., 2021. Isolation and Characterization of Lignin Degrading Bacteria. Journal of Advanced Scientifik Research, 12(4), pp. 140-149.
Sheikhi, F., Ardakani, M. R., Enayatizamir, N. & Couto, S. R., 2012. The Determination of Assay for Laccase of Bacillus subtilis WPI with Two Classes of Chemical Compounds as Substrates. Indian Journal Microbiol, 54(4), pp. 701-707.
Thiruppathi, K., Rangasamy, K., Ramasamy, M. & Muthu, D., 2021. Evaluation of Textile Dye Degrading Potential of Ligninolitic Bacteria Consortia. Environmental Challenges, Volume 4, pp. 1-9.
Tian, J. H., Pourcher, A. M., & Peu, P., 2016. Isolation of bacterial strains able to metabolize lignin and lignin-related compounds. Letters in Applied Microbiology, 63(1), 30–37. https://doi.org/10.1111/lam.12581
Tien, M. & Kirk, T. K. 1998. Lignin Peroxidase of Phanerochaete chrysosporium. Methods in Enzymology, 161, pp. 238-249.
Umashankar, N., Megashree, H. M., Benherlal, P. & Chavan, M., 2018. Isolation and Screening of Lignin Degrading Bacteria from Different. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(12), pp. 609-617.
Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A., Schleifer, K. H. & Whitman, W. B. 2011. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. New York: Springer.
Wang, L., Nie, Y., Tang, Y. Q., Song, X. M., Cao, K., Sun, L. Z., Wang, Z. J., & Wu, X. L., 2016. Diverse bacteria with lignin degrading potentials isolated from two ranks of coal. Frontiers in Microbiology, 7(SEP), pp. 1–14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01428
Woo, H. L., Hazen, T. C., Simmons, B. A., & DeAngelis, K. M., 2014. Enzyme activities of aerobic lignocellulolytic bacteria isolated from wet tropical forest soils. Systematic and Applied Microbiology, 37(1), pp. 60–67. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2013.10.001
Xiong, X. Q., Liao, H. D., Ma, J. S., Liu, X. M., Zhang, L. Y., Shi, X. W., Yang, X. L., Lu, X. N., & Zhu, Y. H., 2014. Isolation of a rice endophytic bacterium, Pantoea sp. Sd-1, with ligninolytic activity and characterization of its rice straw degradation ability. Letters in Applied Microbiology, 58(2), pp. 123–129. https://doi.org/10.1111/lam.12163
Xiong, Y. et al., 2020. Characterization of Ligninolytic Bacteria and Analysis of Alkali-Lignin Biodegradation Products. Polish Journal of Microbiology, 69(3), pp. 339-347.
Yang, C. X., Wang, T., Gao, L. N., Yin, H. J., & Lü, X., 2017. Isolation, identification and characterization of lignin-degrading bacteria from Qinling, China. Journal of Applied Microbiology, 123(6), pp. 1447–1460. https://doi.org/10.1111/jam.13562
Yang, J. et al., 2021. Isolation and Characterization of Bacillus Sp. Capable of Degradating Alkali Lignin. Frontiers in energy Research, pp. 1-7.
Zainith, S., Purchase, D., Saratale, G. D., Ferreira, L. F. R., Bilal, M. & Bharagava, R. N. 2019. Isolation and Characterization of Lignin-Degrading Bacterium Bacillus aryabhattai from Pulp and Papper Mill Wastewater and Evaluation of its Lignin-Degrading Potential. Biotech, 9(92), pp. 1-11.
Published
2026-03-31
How to Cite
EKAWATI, Desti Rahmadani; RYANDINI, Dini; SATWIKA, Taruna Dwi.
Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Lignolitik Penghasil Enzim Ligninase Asal Sampah Dapur dan Kotoran Sapi.
BioEksakta : Jurnal Ilmiah Biologi Unsoed, [S.l.], v. 8, n. 1, p. 65-73, mar. 2026.
ISSN 2714-8564.
Available at: <https://jos.unsoed.ac.id/index.php/bioe/article/view/21034>. Date accessed: 03 sep. 2026.
doi: https://doi.org/10.20884/1.bioe.2026.8.1.21034.
Section
Articles
_copy.png)
