ISOLASI DAN PRODUKSI ENZIM MANNANASE DARI BAKTERI TERMOFILIK ASAL AIR PANAS SERTA APLIKASINYA DALAM MENINGKATKAN KUALITAS PAKAN TERNAK UNGGAS

Tujuan penelitian adalah untuk meningkatkan kualitas gizi pakan yang mengandung mannan tinggi sebagai pakan ternak unggas melalui proses pembuatan pellet dengan suplementasi enzim mannanase termostabil yang dihasilkan oleh bakteri termofilik yang diisolasi dari sumber air panas Solok Selatan. Penelitian dibagi 4 tahap percobaan. Tahap pertama, memperoleh bakteri termofilik yang aktif menghasilkan enzim mannanase termostabil ekstraseluler dari sumber air panas, mendapatkan isolat bakteri dan menentukan kondisi optimum pertumbuhan bakteri tersebut pada substrat locust bean gum (pH, temperatur dan lama inkubasi optimum). Tahap kedua, menentukan kondisi produksi enzim mannanase termostabil yang dihasilkan oleh bakteri termofilik (sumber karbon, nitrogen, pH, temperatur dan lama inkubasi optimum). Tahap ketiga, mengetahui karakter enzim mannanase termostabil yang dihasilkan oleh bakteri termofilik (substrat spesifik, Km dan Vmax, konsentrasi enzim, lama reaksi enzim dan pengaruh ion logam). Tahap keempat, mengetahui recovery (sisa aktivitas) mannanase termostabil pada proses pembuatan pellet pada bahan pakan yang mengandung mannan tinggi terpilih pada percobaan Tahap ketiga (Bungkil kelapa), mengetahui perubahan kandungan zat gizi setelah pelleting (hemiselulosa) dan kualitas zat gizi pelet (kecernaan hemiselulosa, retensi nitrogen dan energi metabolisme). Hasil percobaan tahap pertama, diperoleh satu isolat bakteri termofilik yang aktif menghasilkan enzim mannanase termostabil yaitu isolat SM-1.4, yang diidentifikasi sebagai genus Bacillus, mempunyai kesamaan 91% dengan Bacillus cereus dan Bacillus thuringiensis. pH dan temperatur optimum pertumbuhan Bacillus sp. SM-1.4 adalah pada pH 7,0, temperatur 600C dan lama inkubasi 24 jam dengan tingkat kekeruhan (turbidity) pada OD600 sebesar 0,316. Aktivitas enzim mannanase dari Bacillus sp. SM-1.4 pada substrat locust bean gum (LBG) adalah 1,95 U/mg protein Hasil percobaan tahap kedua, diperoleh substrat terbaik untuk produksi enzim mannanase termostabil yang dihasilkan bakteri termofilik Bacillus sp. SM1.4 adalah menggunakan sumber karbon bungkil kelapa (BK) dengan konsentarsi 1,5% mannan dengan aktivitas mannanase sebesar 12,32 U/mg protein, hampir 6,3 kali dibandingkan dengan LBG. Sumber protein yang terbaik untuk produksi mannanase termostabil adalah 0,05% N yeast extract dan 0,05% N ammonium nitrat, karena dapat meningkatkan aktivitas mannanase dari 5,02 U/mg protein menjadi 19,92 U/mg protein. Penggunaan 0,05% N yeast extract dan 0,05% N ammonium nitrat dapat meningkatkan aktivitas mannanase sebesar 3,96 kali dibanding kontrol (Tanpa N). Temperatur dan pH optimum untuk produksi mannanase termostabil dari Bacillus sp. SM-1.4 sama dengan temperatur dan pH pertumbuhan Bacillus sp. SM-1.4 yaitu pada temperatur 600C dan pH 7,0, dengan aktivitas spesifik sebesar 19,74 U/mg protein dan 19,86 U/mg protein. Lama inkubasi optimum untuk produksi mannanase termostabil adalah 18 jam dengan aktivitas spesifik sebesar 22,24 U/mg potein. Hasil percobaan tahap ketiga, diperoleh pH optimum mannanase termostabil dari Bacillus sp. SM-1.4 adalah pada pH 7,0 ( 4,44 U/mg) dan stabil pada pH 4,0 sampai 9,0 dengan aktivitas relatif sebesar 84,45 dan 85,31%. Temperatur optimum mannanase termostabil adalah 700C (5,39 U/mg) dan stabil pada temperatur 500C sampai 900C dengan aktivitas relatif sebesar 88,19 dan 86,76%. Substrat spesifik enzim mannanase termostabil terbaik adalah bungkil kelapa (BK) dengan aktivitas relatif sebesar 146,16% dibandingkan dengan LBG. Aktivitas enzim mannanase termostabil tertinggi diperoleh pada konsentarasi substrat 9,0 mg/ml, dengan aktivitas spesifik sebesar 15,92 U/mg. Nilai Km dan Vmax enzim mannanase termostabil dari Bacillus sp. SM-1.4 adalah 6,72 mg/ml dan 23,26 U/mg protein. Konsentrasi optimum enzim mannanase termostabil adalah sebesar 500 U dengan aktivitas spesifik sebesar 22,88 U/mg potein dan lama reaksi enzim mannanase 60 menit dengan aktivitas spesifik sebesar 27,20 U/mg. Enzim mannanase termostabil tahan terhadap ion Fe++ , Co++, Mg++, Cu++, dan Na+ , bahkan aktivitas mannanase meningkat dengan adanya ion Ba++ dan Fe++ dengan aktivitas relatif sebesar 129,02% dan 120,49% dibandingkan dengan kontrol. Hasil percobaan tahap keempat, diperoleh recovery (sisa aktivitas) mannanase termostabil dari Bacillus sp. SM-1.4 pada bahan pakan yang mengandung mannan tinggi (bungkil kelapa) setelah mengalami proses pelleting berturut-turut 91,27%, 85,42% dan 72,09% pada temperatur pelleting 750C, 850C dan 950C. Kandungan hemiselulosa bungkil kelapa dalam bentuk pellet mengalami penurunan tertinggi pada temperatur pelleting 750C yaitu dari 21,54% menjadi 20,28% dengan persentase penurunan sebesar 5,85% dan dosis suplementasi mannanase 700 U/kg yaitu dari 21,54% menjadi 19,98 dengan persentase penurunan sebesar 7,24%. Peubah-peubah kecernaan hemiselulosa, retensi nitrogen dan energi metabolisme yang dikoreksi dengan retensi nitrogen (MEn) menjadi lebih tinggi dibandingkan tanpa suplementasi mannanase. Kecernaan hemiselulosa, retensi nitrogen dan energi metabolisme yang dikoreksi dengan retensi nitrogen (MEn) tanpa suplementasi enzim kasar mannanase termostabil berturut-turut 56,66%; 52,45%; dan 1884,47 kkal/kg, sementara setelah peleting menghasilkan kecernaan hemiselulosa, retensi nitrogen dan energi metabolisme yang dikoreksi dengan retensi nitrogen (MEn) berturut-turut 85,17%, 69,06%, dan 2511,32 kkal/kg, dengan peningkatan berturut-turut sebesar 50,32%, 31,66%, dan 33,26%. Kesimpulan penelitian adalah bakteri termofilik penghasil enzim kasar mannanase termostabil yang aktif dari isolat yang diisolasi dari sumber air panas adalah Bacillus sp. SM-1.4. Berdasarkan pada karakter enzimnya, maka enzim mannanase dari Bacillus sp. SM-1.4. termasuk enzim termostabil karena menghasilkan sisa aktivitas yang tinggi setelah proses pelleting dan dapat diaplikasikan pada pakan ternak unggas dalam bentuk pellet. Kandungan dan kualitas zat gizi bahan pakan yang mengandung mannan tinggi, setelah proses pelleting dengan suplementasi enzim kasar mannanase termostabil lebih baik dibandingkan sebelum pelleting, hal ini ditandai dengan meningkatnya kualitas zat gizi bahan pakan (BK) dalam bentuk pellet (kandungan dan daya cerna hemiselulosa, retensi nitrogen dan energi metabolis yang dikoreksi dengan retensi nitrogen (MEn)