Tujuan Pembangunan Berkelanjutan/Sustainable Development Goals (TPB/SDGs) merupakan salah satu program untuk menjaga keseimbangan ekosistem kehidupan di alam. Di bidang agroindustry, maka capaian SDGs tersebut dapat dilakukan melalui integrated farming dengan zero waste. Kita semua tahu bahwa Indonesia merupakan salah satu negara agroindustry, sehingga produk samping hasil pertanian tentu berlimpah, oleh karena itu diperlukan inovasi bio-circular green technology untuk mengolah produk samping hasil pertanian menjadi material yang bernilai ekonomis dalam mewujudkan zero waste. Beberapa inovasi penelitian telah dilakukan untuk mengolah produk samping hasil pertanian menjadi sumber pakan ternak, sumber energi baru terbarukan berbasis biomassa, dan juga pupuk organik.
Salah satu cara pengolahan produk samping hasil pertanian yang juga dapat dijadikan riset bagi peneliti adalah mengolahnya menjadi bahan media untuk produksi enzim hemiselulolitik dengan bantuan bakteri. Produk samping hasil pertanian yang banyak dan sering kita jumpai yakni tongkol jagung, eceng gondok, jerami padi dan sejenisnya. Tongkol jagung dan eceng gondok mengandung serat kasar lignoselulosa yang masing-masing merupakan senyawa yang berpotensi untuk diubah menjadi senyawa lain secara biologis dan memiliki peran spesifik dalam degradasi xilan. Xilanase merupakan enzim hemiselulolitik yang mampu mendegradasi produk samping hasil pertanian berbasis lignoselulosa, khususnya hemiselulosa menjadi produk yang bermanfaat seperti prebiotik, bioetanol, pakan ternak, dan xilitol serta produk fermentasi lainnya yang bermanfaat bagi dunia industri.
Tongkol jagung dan eceng gondok nantinya akan diolah menjadi campuran dalam pembuatan media terdefinisi modifikasi (MTM) yang harapannya dapat menjadi sumber karbon alternatif pengganti glukosa bagi pertumbuhan bakteri untuk memproduksi enzim hemiselulolitik. Media produksi enzim hemiselulolitik terdiri dari berbagai macam variasi dengan penggunaan rasio tertentu. Variasi tersebut dipilih dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh kadar penambahan ekstrak xilan dari tongkol jagung dan eceng gondok yang paling optimal sebagai sumber karbon alternatif untuk pertumbuhan bakteri dan sebagai induser untuk produksi enzim hemiselulolitik. Enzim xilanolitik nantinya dapat menghidrolisis ekstrak xilan dari eceng gondok dan tongkol jagung yang terkandung dalam media menjadi karbohidrat sederhana, yaitu xilosa. Dengan demikian bakteri dapat dengan mudah mengkonsumsi xilosa sebagai sumber karbon untuk dapat bertahan hidup di dalam media tersebut, sehingga pertumbuhan bakteri kembali berjalan selama xilosa masih tersedia.
Parameter keberhasilan dari riset ini adalah dengan melihat kurva pertumbuhan bakteri. Kurva pertumbuhan bakteri itu sendiri merupakan suatu informasi mengenai fase hidup suatu bakteri, fase-fase hidup bakteri pada umumnya meliputi, adaptasi, log (pertumbuhan eksponensial), stationer, dan kematian. Komposisi media yang baik jika dapat menghasilkan kurva pertumbuhan bakteri optimal pada fase log, raiso ini yang nantinya akan digunakan sebagai rasio optimum media pertumbuhan dan dalam hal ini yang terbaik adalah rasio 1:3 (MTM:xilan). Hasil riset ini dapat berkontribusi pada pemanfaatan produk samping hasil pertanian sebagai sumber karbon dan penginduksi untuk pertumbuhan bakteri yang menghasilkan enzim hemiselulolitik. Media alternatif yang memanfaatkan sumber karbon dari ekstrak xilan tongkol jagung dan eceng gondok terbukti berhasil dilakukan dalam riset ini dengan memodifikasi media MTM dengan perbandingan glukosa dan ekstrak xilan. Keberhasilan ini diharapkan akan mampu mengurangi keberadaan produk samping hasil pertanian menajdi material bernilai ekonomis serta juga untuk mencapai zero waste.
Penulis: Ni Nyoman Tri Puspaningsih
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://doi.org/10.1063/5.0111411
Mamik Damayanti, Anis Riftiani, One Asmarani, Anita Kurniati, Devi Samudra Fahlevi, Jatmiko Efendi, Afaf Baktir, Tetsuya Kimura, Ni Nyoman Tri Puspaningsih. (2023). Utilization Agricultural By-Product as Inducers and Carbon Sources for Hemicellulolytic Enzyme Cocktails Production. AIP Conference Proceedings 2679, 050004 (2023).
