Excelzyme, Inovasi Kampus Garuda Mukti untuk Wujudkan Industri Ramah Lingkungan

Ditulis Oleh Jumardin Rua

Tepuk tangan mengiringi langkahnya menuju podium utama. Moderator yang memintanya untuk menyampaikan hal penting. Saya dan audiens yang lain bersiap untuk mendengarkan apa yang akan diutarakannya. The 12th Joint Conference on Chemistry (JCC 12) 2017 adalah nama forum yang berlangsung di Hotel Aston Semarang itu. Pertemuan tersebut menjadi ajang diskusi dan berbagi pengalaman para akademisi baik masalah riset maupun terkait metode pengajaran bidang kimia. Prof. Ni Nyoman Tri Puspaningsih menjadi salah satu pembicara utamanya. Pemaparan yang lugas menjadi daya tarik tersendiri dan membuat antusias orang-orang yang mendengarkannya.

Guru besar bidang Biokimia Universitas Airlangga tersebut memperkenalkan hasil temuannya bersama tim yang diberi nama Excelzyme. Temuan ini menjadi bukti keseriusan kampus berlambang garuda mukti tersebut untuk menghasilkan produk riset yang dapat langsung diaplikasikan. Perjalanan panjang penelitian dan pengembangan sekitar dua dekade akhirnya membuahkan hasil yang mendukung eksistensi keberadaan) industri ramah lingkungan.

Gambar 1. Prof. Ni Nyoman Tri Puspaningsih (ke-5 dari kanan) ketika menghadiri JCC 12 (https://unnes.ac.id)

Excelzyme adalah enzim-enzim konsorsium (gabungan) yang bekerja dan beraktifitas untuk memaksimalkan pemanfaatan limbah pertanian. Limbah tersebut kaya akan lignoselulosa, sehingga dengan bantuan excelzyme akan memecah molekul kompleks lignoselulosa menjadi lebih sederhana. Pada akhirnya tanaman akan lebih mudah menyerapnya sebagai nutrisi sehingga pertumbuhan dan perkembangannya akan lebih baik.

Gambar 2. Skema pemecahan molekul lignoselulosa oleh enzim (https://www.researchgate.net)

Produk temuan ini memiliki beberapa varian dengan fungsi berbeda. Excelzyme 1 berfungsi mempercepat tahap pelepasan tinta dan meningkatkan indeks tarik dan sobek kertas sesuai SNI dari proses daur ulang kertas (biobleaching). Sedangkan mempercepat pembuatan pakan dan pupuk organik adalah fungsi dari excelzyme 2 dan 3 [1].

Gambar 3. Varian produk Excelzyme (http://news.unair.ac.id)

Varian excelzyme yang pertama telah dikomersilkan dengan merek dagang Petrozyme 03. Hal ini sebagai tindak lanjut kerjasama yang telah terjalin antara LPPM UNAIR dengan PT. Petrosida Gresik sebagai anak perusahaan PT. Petrokimia Gresik. Menteri Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi Prof. Muhammad Nasir mengatakan hampir 99% kebutuhan enzim berasal dari impor China, India, Jepang dan sebagian negara Eropa. Sebagai perusahaan pertama di Indonesia yang memproduksi enzim PT. Petrosida Gresik diharapkan mampu menekan 10% kebutuhan enzim Nasional yang mencapai 2500 ton per tahun. Selain itu penggunaan enzim juga diharapkan mengurangi ketergantungan Industri terhadap penggunaan bahan kimia sintetis yang memiliki dampak buruk terhadap lingkungan [2].

Gambar 4. Peresmian PT. Petrosida Gresik tahun 2017 oleh MENRISTEKDIKTI (https://www.petrosida-gresik.com)

Sekam padi adalah limbah pertanian yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal. Meskipun bisa dikatakan sebagai produk pertanian nyatanya produk ini tidak dapat langsung digunakan meskipun hanya sebatas pakan ternak. Hal ini terjadi akibat adanya kandungan molekul asam fitat pada sekam padi. Kemampuan molekul tersebut dalam mengikat mineral seperti kalsium (Ca) magnesium (Mg) seng (Zn) tembaga (Cu) dan juga protein membuatnya dijuluki sebagai “pencuri zat gizi”. Hal inilah yang mendorong Prof. Ni Nyoman bersama tim melakukan penelitian untuk mengetahui efek penggunaan enzim fitase dalam meningkatkan nilai nutrisi sekam padi.\

Gambar 5. Struktur senyawa asam fitat (https://commons.m.wikimedia.org)

Sampel sekam padi yang digunakan berasal dari Surabaya sedangkan enzim fitase dihasilkan oleh inokulan (biakan bakteri) Actinobacillus sp dan Bacillus pumilus. Ekstrak kasar diperoleh dari koloni isolat tunggal kedua bakteri yang ditumbuhkan dalam 5 mL media tumbuh cair Luria Bertani (LB) pada temperatur 40 C. Pengadukan dilakukan dalam wadah tertutup dengan kecepatan 150 rpm selama 16-18 jam. Selanjutnya 1% kultur bakteri dimasukkan dalam 100 mL media penyaring fitase pada temperatur 40 C disertai pengadukan pada wadah tertutup 150 rpm dengan waktu yang sama. Kemudian dilakukan pengendapan pada suspensi yang terbentuk dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit pada 4 C. Supernatan enzim fitase yang diperoleh kemudian digunakan untuk memecah senyawa kompleks maupun menghambat kerja asam fitat pada sekam padi [3].

Fermentasi secara anaerob (kedap udara) dilakukan selama 7 hari selanjutnya dilakukan analisis kandungan nutrisi. Pada penelitian ini digunakan 5 perlakuan yang terdiri dari sekam padi sebagai kontrol (DPF0) dan campuran sekam padi dengan enzim fitase pada berbagai konsentrasi ( DPF1, DPF2, DPF3 dan DPF4) untuk mengetahui aktivitasnya. Bahan organik, protein dan serat kasar, fosfor serta kalsium adalah parameter yang diuji menggunakan analisis variansi multiple range metode duncan. Hasil analisis menunjukkan perlakuan DPF3 (sekam padi + 5% enzim fitase + 5% biakan bakteri) memiliki kandungan protein kotor dan bahan organik yang lebih tinggi dibanding yang lainnya yaitu sebesar 12,47 dan 89,61%. Hal ini terjadi karena kedua bakteri yang digunakan juga menghasilkan enzim lignoselulosa yang dapat memecah molekul kompleks pada serat dan protein sekam padi. Mineral fosfor dan kalsium cenderung menurun dengan penambahan supernatan enzim. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya kemampuan asam fitat dalam mengikat logam setelah ikatan fosfornya dihidrolisis oleh enzim fitase [3].

Gambar 6. Hidrolisis ikatan fosfor asam fitat oleh enzim fitase (https://www.researchgate.net)

Kemampuan enzim fitase dalam meningkatkan kandungan protein dan bahan organik pada fermentasi limbah sekam padi telah membuka peluang untuk dihasilkan Excelzyme generasi berikutnya. Sedangkan mineral fosfor dan kalsium yang cenderung mengalami penurunan setelah penggunaan enzim fitase tentu masih memerlukan penelitian dan pengembangan lebih lanjut. Selanjutnya akan dikembangkan Excelzyme 4 yang ditujukan untuk proses pengurangan lignin. Varian baru tersebut rencananya akan diterapkan pada industri kertas atau industri berbahan dasar kayu [1]. Tutur Prof. Ni Nyoman.

Referensi

1. Anonim, 2017, Excelzyme Produk Ramah Lingkungan yang Siap Dukung Kemandirian Bangsa, http://news.unair.ac.id, diakses pada 6 Agustus 2019 pukul 18.04 WITA.
2. Anonim, 2017, Peresmian Unit Enzim PT. Petrosida Gresik, https://www.petrosida-gresik.com, diakses pada 10 Agustus 2019 pukul 20.50 WITA.
3. Lamid, M., Puspaningsih, N., N., T., Asmarani, O., 2014, Potential of Phytase Enzymes as Biocatalysts for Improved Nutritional Value of Rice Bran for Broiler Feed, Appl. Environ. Biol. Sci., 4(3) 377-380.