Bioprospeksi Bacillus amyloliquefaciens SLBD untuk Valorisasi Biomassa Lignoselulosa Feses Sapi Perah dan Produksi Metabolit Sekunder Fungsional

Abstract

Biomassa lignoselulosa dari feses sapi perah merupakan sumber organik yang berpotensi tinggi untuk valorisasi, mengingat kandungan selulosa dan hemiselulosanya yang melimpah. Namun, struktur lignin, selulosa, dan hemiselulosa yang kompleks sering kali membatasi akses dan efektivitas enzim selulolitik dalam proses biodegradasi. Melalui pendekatan bioprospeksi, Bacillus amyloliquefaciens SLBD, strain selulolitik lokal yang diisolasi dari feses kuda, menjadi kandidat potensial karena kemampuannya menghasilkan enzim selulase serta peluang memproduksi metabolit sekunder fungsional. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi potensi B. amyloliquefaciens SLBD dalam valorisasi biomassa lignoselulosa feses sapi melalui karakterisasi aktivitas selulolitik terhadap substrat feses, serta identifikasi metabolit sekunder yang dihasilkan. Biomassa feses terlebih dahulu dikoleksi dari sapi perah Fakultas Peternakan IPB sebagai substrat valorisasi. Pre-treatment biomassa dilakukan menggunakan dua pendekatan, yaitu delignifikasi dengan asam kuat (H2SO4) dan basa kuat (NaOH). Berdasarkan hasil analisis komposisi, perlakuan basa menunjukkan efektivitas paling tinggi dalam meningkatkan aksesibilitas selulosa, yang ditandai dengan penurunan lignin hingga 4,56% serta kestabilan fraksi selulosa yang lebih baik dibandingkan perlakuan asam. Produksi enzim selulase mencapai puncaknya pada jam ke-20, bersamaan dengan fase pertumbuhan eksponensial, sehingga menjadi titik optimum hidrolisis. Pada tahap hidrolisis substrat, perlakuan basa menghasilkan gula reduksi tertinggi sebesar 2,58 mg mL?¹ pada jam ke-72, sedangkan biomassa tanpa pre-treatment mengalami penurunan gula setelah puncak jam ke-48 akibat konsumsi ulang glukosa. Perlakuan asam menghasilkan gula lebih rendah, diduga karena pembentukan senyawa inhibitor selama delignifikasi. Visualisasi melalui scanning electron microscope (SEM) menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan basa dan hidrolisis B. amyloliquefaciens SLBD menghasilkan kerusakan serat paling intensif berupa retakan, pembentukan pori besar, dan fragmentasi dinding sel. Selanjutnya, liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) mode ion positif dan negatif mengungkap keberadaan beragam metabolit sekunder, termasuk triterpenoid saponin tipe oleanane, crassifolioside, derivatif benzoxazole, turunan isoxazole, 4- hydroxydodecanoic acid, folic acid, dan senyawa aromatik lain dengan aktivitas bioaktif beragam, mulai dari antikanker, antiinflamasi dan antioksidan. Keberadaan metabolit tersebut menunjukkan bahwa B. amyloliquefaciens SLBD tidak hanya bekerja melalui sekresi selulase, tetapi juga menghasilkan molekul bioaktif yang dapat mendukung degradasi biomassa, memberikan aktivitas antimikroba, serta berpotensi diaplikasikan secara fungsional