Sumber Biomassa atau disebut juga renewable biomass merupakan seluruh materi organik baik berupa tanaman hidup maupun produk limbahnya, demikian juga termasuk materi organik dari hewani beserta produk limbahnya. Biomassa tersebut menyimpan sumber energi tinggi karena kaya akan polisakarida. Produk samping hasil pertanian sebagian besar kaya akan materi lignoselulosa yang terdiri dari kandungan selulosa (45-50%), hemiselulosa (35-40%) dan lignin (10-20%). Kandungan polisakarida yang cukup tinggi tersebut merupakan bahan baku murah serta bersifat dapat diperbaharui (renewable) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku bio-energi. Agro-indutri terbesar di Indonesia adalah industri perkebunan dan pengolahan kelapa sawit. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), pada tahun 2020 luas area perkebunan sawit di Indonesia mencapai 14,99 juta hektar. Kenaikan luas area perkebunan sawit tiap tahun mencapai 1,98% sejak 2016, mengakibatkan berbanding lurusnya dengan kenaikan produk samping. khususnya penumpukan limbah biomassa terbesar adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Bioresource Technology berbasis biomassa pada agro-industry merupakan teknologi ramah lingkungan yang dapat menghijaukan industri pertanian dengan mengolah limbah berbasis lignoselulosa yang kaya akan kandungan energi selulosa, dan hemiselulosa menggunakan biokatalis kelompok enzim ligno-hemiselulase, salah satunya adalah selulase. Data gene bank eksplorasi sumber enzim selulase dari unculture microorganism masih terbatas.
Laboratorium Proteomik pada Pusat Unggulan IPTEK (PUIPT) Pusat Riset Rekayasa Molekul Hayati / Research Center for Bio-Molecule Engineering (BIOME) Universitas Airlangga telah berhasil mengisolasi dan mengkarakterisasi enzim selulase dari unculture microorganism yang dikoleksi dari tumpukan produk samping TKKS, dan teridentifikasi sebagai selulase GH-5. Karakterisasi secara in-silico menyumbangkan informasi ilmiah baru terhadap struktur dan sifat fisiko-kimia selulase GH-5. Selulase dari unculture microorganism menunjukkan rentang jumlah asam amino antara 332 – 751 dengan massa molekul relatif antara 37 – 83 kDa. Kandungan asam amino Alanin mendominasi pada kelompok selulase GH-5 tersebut dengan persentase asam amino hidrofobik lebih tinggi dibandingkan hidrofilik. Keunikan lainnya adalah adanya perbedaan stabilitas pH selulase GH-5 dari hasil uji laboratorium dibandingkan studi karakterisasi in silico. Analisis penjajaran multi-sekuens di daerah Ramachandran plot menunjukkan area lestari tersusun oleh residu asam amino glycine, arginine, histidine, asam glutamat, asparagine, tyrosine, dan tryptophan Studi karakterisasi ini memberikan pertimbangan bagi para peneliti dalam melakukan eksplorasi, isolasi, karakterisasi, dan seleksi selulase dengan sifat biokimia yang mampu meningkatkan produktivitas dan aktivitas.
Penulis: Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://doi.org/10.1186/s43141-021-00236-w
Rahmat Eko Sanjaya, Kartika Dwi Asni Putri, Anita Kurniati, Ali Rohman dan Ni Nyoman Tri Puspaningsih (2021). In silico characterization of the GH5-cellulase family from uncultured microorganisms: physicochemical and structural studies. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 19:143.
