1.
Mikro Mikroorg organi anisme sme Pende Pendegr grada adasi si Lignin Lignin
1.1 Bakteri Pendegradasi Pendegradasi Lignoselulosa
Bukt Buktii degrad degradasi asi lign lignin in oleh oleh bakt bakter erii sangat sangat
jaran jarang g
mesk meskip ipun un spesi spesies es
Streptomycete mampu menurunkan lignin dengan tingkat rendah. Oleh karena itu, bakteri umumnya dianggap sebagai pendegradasi lignoselulosa sekunder, dan dapat menu menuru runk nkan an selul selulos osaa dan dan hemi hemisel selul ulos osaa baik baik aero aerobi bik k dan dan anaer anaerob obik ik.. Cont Contoh oh pendegradasi aerobik (hemi) selulosa meliputi Thermobifida fusca fusca da dan Composti Cellulomonas, Cellulomonas, serta beberapa bakteri lain. Dalam kasus ini, degradasi dimulai oleh aktivitas bersama dari sel terkait dan ekstraseluler bebas selulase dan hemicellulases. Sebalikny Sebaliknya, a, bakteri bakteri pendegradasi pendegradasi selulosa selulosa anaerobi anaerobik k biasanya biasanya mengikat mengikat hidrolase hidrolase yang yang sesua sesuaii deng dengan an sel mela melalu luii komp komplek lekss cellu cellulo loso some me.. Cell Cellul ulos osom omes es adala adalah h komple kompleks ks multien multienim im yang yang mengik mengikat at dindin dinding g sel bakteri bakteri dan mempro mempromos mosika ikan n penyerapan gula terlarut oleh organisme hidrolitik. Clostridium thermocellum dan thermocellum dan C. cellulolyticum adalah cellulolyticum adalah bakteri pendegradasi anaerobik terbaik (!ahajan, "#$$).
1.2 Jamur Pendegradasi Lignoselulosa
%amur adalah pendegradasi utama lignoselulosa. Selain mengeluarkan mengeluarkan enim yang yang sangat sangat pentin penting g untuk untuk dekomp dekomposi osisi si lignos lignoselu elulos losa, a, pertum pertumbuh buhan an jamur jamur pada pada lign lignos osel elul ulos osaa
diti diting ngka katk tkan an
oleh oleh
pemb pembent entuk ukan an
misel miselia ia
yang yang
memu memung ngkin kinka kan n
transportasi nutrisi oleh jamur berserabut termasuk nitrogen dan besi, dengan substrat lignoselulosa yang kaya karbon. Banyak jamur juga lebih tahan terhadap turunan biosida kayu yang membatasi pertumbuhan bakteri. Senya&a ini termasuk tanin dan berbagai senya&a 'enolik yang sangat melimpah dalam kayu lunak dari pohon pohon tumbang . Sebagi Sebagian an besar besar jamur jamur pelapu pelapuk k kayu kayu yang yang telah telah diketa diketahui hui sampai sampai saat ini adalah adalah anggot anggotaa dari dari 'ilum 'ilum Basidi Basidiomy omycot cotaa baik baik jamur jamur pelapu pelapuk k coklat coklat atau atau putih putih (!ahajan, "#$$).
1.2.1 Jamur Pelapuk Putih
%amur pelapuk pelapuk putih putih yang melapuk melapukkan kan kayu mensekresik mensekresikan an enim untuk untuk mendeg mendegrad radasi asi lignin lignin,, hemisel hemiselulo ulosa sa dan selulosa selulosa,, mening meninggal galkan kan
sisa serat kayu kayu
dengan penampilan dikelantang. dikelantang. Dua pola utama jamur pelapuk putih, putih, yaitu pelapuk
putih simultan (busuk korosi) dicontohkan dengan degradasi gabungan karbohidrat dan lignin pada tahap pembusukan a&al dan akhir. Contoh jamur putih yang menimbulkan pelapukan simultan adalah Fomes fomentarius, Phellinus robustus, dan Trametes versicolor . Coriolus versicolor merupakan contoh jamur pelapuk putih yang menyebabkan degradasi simultan dari semua komponen dinding sel (Blanchette, dkk., $*++). Sedangkan, pelapuk putih selekti' dicontohkan dengan degradasi a&al lignin dan hemiselulosa diikuti oleh degradasi selulosa. Ceriporiopsis subvermispora dan Phlebia radiata mungkin adalah jamur terbaik yang dipelajari untuk memperoleh pelapukan putih selekti' (!ahajan, "#$$). Banyak pola mor'ologis berbeda dari pelapuk putih yang terjadi pada kayu karena variasi degradasi lignin dan polisakarida. Beberapa jamur pelapuk putih memiliki kemampuan untuk mendegradasi secara selekti' jumlah kandungan lignin dengan hanya sedikit kehilangan
selulosa dan toleransi untuk kehilangan
hemiselulosa yang rendah (Blanchette, dkk., $*++).
1.2.2 Jamur Pelapuk Coklat
elapukan oleh jamur pelapuk coklat ditandai dengan degradasi cepat dari selulosa dan hemiselulosa, dan retensi residu lignin yang dimodi'ikasi. Sampai saat ini, jamur pelapuk cokelat terutama diisolasi dari jenis pohon jarum (kayu lunak) dan me&akili sekitar - dari Basidiomycetes
pelapuk kayu terisolasi. %amur
pelapuk coklat dapat menyebabkan hilangnya kekuatan struktural kayu dengan konstruksi, dan pembusukan kayu yang biasanya ditandai dengan &arna coklat kemerahan dan kering dan konsistensi yang rapuh. Contoh jamur pelapuk coklat termasuk Fomitopsis lilacino - gilva, Laetiporus portentosus, Postia plasenta, Gloeophyllum trabeum dan Serpula lacrymans.
Berbeda dengan berbagai enim
yang disekresi oleh jamur pelapuk putih, jamur pelapuk cokelat dimulai dengan degradasi polisakarida kayu menggunakan kimia /enton, dimana radikal hidroksil dapat berdi'usi menembus permukaan kayu dan selulosa dan depolimerisasi hemiselulosa
ketika meninggalkan lignin utuh. Studi menunjukkan bah&a jamur
pelapuk coklat telah berevolusi beberapa kali dari jamur pelapuk putih (!ahajan, "#$$).
2.
Pemilihan Jamur Pelapuk
0da sekitar $#.### spesies jamur putih pelapuk, dengan berbagai kemampuan untuk mendegradasi lignin , selulosa, dan hemiselulosa . 1ntuk menemukan spesies yang sesuai dan cocok untuk biopulping , program skrining dilakukan untuk mengidenti'ikasi strain yang tumbuh cepat yang bisa dengan selekti' menghilangkan lignin dari kayu. !eskipun ada banyak metode yang berbeda untuk skrining jamur pelapuk putih, salah satu prosedur yang paling tepat tampaknya adalah penilaian kerusakan (analisis kimia dari lignin dan kadar gula kayu ) dari balok kayu terinokulasi yang ditempatkan di ruang pembusukan yang dipercepat . Spesies yang dipilih dengan metode ini juga telah terbukti menjadi kandidat sukses untuk pretreatment biologi kayu untuk proses pembuatan pulp mekanik atau sebagai alternati' untuk pretreatment kimia pulping kayu dengan yield tinggi. 2rgosterol merupakan indikator jamur dan terlibat dalam pertumbuhan sel jamur sebagai komponen utama dalam membran sel jamur. Dengan demikian, bahan kimia ini dapat digunakan untuk memperkirakan biomassa jamur hidup dalam berbagai substrat padat (3ang, dkk., "##-).
3. Enzim dalam degradasi Lignin
2ndo $ ,4 5 6ylanase adalah enim penting untuk depolimerisasi 6ilan, yang menghidrolisis ikatan
5 $ ,4 7 antara residu D 7 6ylose dalam rantai utama
penghasil non substituen atau 6ylooligossacharida bercabang . 8amun, 9 : arabino'uranosidase , a glukuronidase , asetil ( 6ilan ) esterase , dan 'erulic dan p 7 coumaric esterase asam memiliki 'ungsi bersama dalam degradasi sempurna 6ilan. 5 mannanase telah diklasi'ikasikan dalam ; keluarga dan "<
hidrolase
glikosida, yang merupakan enim yang penting untuk degradasi enimatik hemiselulosa dari kayu lunak . Di alam , endo $ ,4 5 7 mananase memotong rantai utama galactomannan, menghasilkan terutama oligosakarida dan mannobiose. Selanjutnya , $,4 5 mannosidase menghasilkan mannose. 2nim ini menunjukkan aktivitas terhadap p nitro'enil 5 D mannoside , karboksimetil selulosa , dan 6ylans. kemampuan enim ini untuk menurunkan beberapa substrat dapat dijelaskan oleh kehadiran dari beberapa situs katalitik atau ikatan di mana setiap substrat dihidrolisis di lokasi yang berbeda dalam enim (!agalha=es, dkk., "##*).
!angan eroksidase, adalah enim glikosilasi ekstra seluler, diproduksi oleh Phanerochaete chrysosporium dan berbagai
jamur pelapuk putih pendegradasi
lignin. !angan eroksidase digunakan untuk degradasi lignin in situ dalam pulp dan dekolorisasi larutan pemasak 3ra't, yang berisi lignin dan turunannya. Banyak !n peroksidase telah dimurnikan dari media e6tra seluler dari berbagai spesies jamur termasuk ichomitus s!ualens, Ceriporiopsis subvermispora, Lentinus edodes, Trametes versicolor, Phlebia radiata, Pleurotus ostreatus, Panus tigrinus dan Phanerochaete chrysosporium (%ha > atil, "#$$). :accase, eim yang mengandung tembaga, jenis pengoksidasi
senya&a
aromatik. :accase sangat ppenting untuk degradasi lignindapat digunakan untuk menghilangkan lignin dalam industri pulp dan kertas (biopulping). :accase juga diguakan
sebagai
agen
dekolorisasi
(biobleaching),
bersamaan
dengan
penghilangan pencemar 'enolik dan aromatik (?arit dan !andakini, "#$@). Banyak mikroorganisme yang dikenal untuk menghasilkan lebih dari satu enim depolimerisasi 6ilan. C. subvermispora menghasilkan setidaknya tiga 6ilanase dan dua mannanase (!agalha=es, dkk., "##*).
4.
Biopulping
Biopulping adalah proses pembuatan pulp (serat selulosa) secara biologis menggunakan mikroorganisme ligninolytik (Aulandari, dkk., "#$@). Beberapa keuntungan
biopulping antara
lain menghemat
penggunaan
energi
listrik,
meningkatkan kualitas kertas, mengurangi dampak pencemaran lingkungan, dan meningkatkan daya saing ekonomi (3oshy,dkk, "#$$ 2ldin, dkk., "#$@)
ambar $. Diagram 0lir Biopulping
ada
metode perlakuan a&al
jamur, serpihan kayu dikukus, didinginkan,
diinokulasi dengan jamur alam tertentu, dan diinkubasi selama dua minggu. Selama periode inkubasi, jamur berkolonisasi pada permukaan dan bagian dalam serpihan kayu dan mengeluarkan enim yang
mendegradasi lignin dalam kayu dan
melembutkan chip. Olahan serpihan kayu dengan proses ini membutuhkan sedikit energi listrik dalam proses pembuatan pulp dan untuk memproduksi pulp yang lebih kuat. ?alhal inovati' dari proses biopulping ini adalah identi'ikasi jamur tertentu, pemilihan nutrisi jamur murah, dan
pengembangan sistem yang dapat menghasilkan chip
olahan dalam sebuah operasi sinambung yang komersial (Department o' 2nergy 1nited States, "##$).
