KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

14
Jurnal Penelitian Tanaman Industri 26 (2), Desember 2020. Hlm. 78-91 DOI: http://dx.doi.org/10.21082/jlittri.v26n2.2020.78-91 ISSN 0853-8212 e-ISSN 2528-6870 78 KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ENDOFIT ASAL Centella asiatica (L.) Urban Diversity of Extracellular Enzymes Produced by Endophytic Fungus Originated from Centella asiatica (L.) Urban DWI N. SUSILOWATI 1* , ALFI DWI SETIYANI 2 , NANI RADIASTUTI 2 , INDAH SOFIANA 3 , YADI SURYADI 1 1 Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Jl. Tentara Pelajar No. 3A Cimanggu Bogor 16111 2 Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Ir. H. Djuanda No. 90, Ciputat, Banten, Indonesia 3 Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Jakarta, Kampus A, Jl. Rawamangun Muka, Jakarta Timur 13220, Indonesia * Email: [email protected] Diterima: 03-04-2020 ; Direvisi: 04-07-2020 ; Disetujui: 05-08-2020 ABSTRAK Tanaman Pegagan (Centella asiatica) adalah tanaman obat yang dikenal bersimbiosis dengan berbagai jenis jamur endofit. Jamur endofit dipelajari secara ekstensif sebagai sumber senyawa bioaktif baru, termasuk enzim ekstraseluler. Enzim asparaginase, amilase, selulase, pektinase, protease, glukanase, dan lakase digunakan dalam industri. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi beberapa produksi enzim dari 40 jamur endofit dari C. asiatica. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Bogor dan Laboratorium Mikrobiologi, PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta pada bulan Februari hingga April 2019. Skrining enzim asparaginase, amilase, selulase, pektinase, protease, glukanase, dan lakase dilakukan pada medium Potato Dextrose Agar yang diperkaya dengan substrat tertentu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah dan jenis enzim yang dihasilkan oleh jamur bervariasi. Phanerochaete chrysosporium MB02, Fusarium falciforme MB07, Trichaptum sp. MB11, Fusarium keratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15, Phoma multirostrata MB16, Fusarium oxysporum MB17, dan Mycochaetophora gentianae MB21 menghasilkan jumlah enzim tertinggi (6 jenis enzim). Berdasarkan enzim yang diproduksi (nilai indeks), Colletotrichum tabaci MB14 menghasilkan asparaginase tertinggi (indeks 2,65), Fusarium keratoplasticum MB12, Colletotrichum tabaci MB14, dan Phoma multirostrata MB16 untuk amilase (indeks 2,00); Peroneutypa scoparia MM10 untuk selulase (indeks 4.10); Colletotrichum karstii MM02 untuk pektinase (indeks 4.12); C. tabaci MB14 untuk protease (indeks 4.37); Acrocalymma vagum MB04 untuk glukanase (indeks 1,68); dan Fusarium solani MM03 untuk lakase (indeks 0,22). Colletotrichum tabaci MB14 merupakan isolat yang unggul penghasil 3 jenis enzim tertinggi (asparaginase, amilase, dan protease). Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menganalisis secara kuantitatif produksi enzim ekstraseluler yang dihasilkan dan prospeknya untuk keperluan industri. Kata kunci: Enzim ekstraseluler, pegagan, produksi in vitro ABSTRACT Asiatic Pennyworth (Centella asiatica) is a medicinal plant known to be symbiotic with various types of endophytic fungi. There are extensively studied as a source of new bioactive compounds, including extracellular enzymes. This study aimed to characterize enzymes produced by 40 endophytic fungi from C. asiatica. This research was conducted at the Microbiology Laboratory, Indonesian Center for Agricultural Biotechnology and Genetic Resources Research and Development Bogor and the Microbiology Laboratory, PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta in February to April 2019. Seven enzymes screened were asparaginase, amylase, cellulase, pectinase, protease, glucanase, and laccase on Potato Dextrose Agar enriched with a specific substrate. The results showed that the number and type of enzymes produced by the fungi varied. Phanerochaete chrysosporium MB02, Fusarium falciforme MB07, Trichaptum sp.MB11, Fusariumkeratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15, Phomamultirostrata MB16, Fusarium oxysporum MB17, and Mycochaetophora gentianae MB21 produced the highest enzyme number, i.e., six types of enzymes. Colletotrichum tabaci MB14 produced the highest index value for asparaginase (index 2.65), Fusarium keratoplasticum MB12, Colletotrichum tabaci MB14, and Phoma multirostrata MB16 for amylase (index 2.00); Peroneutypa scoparia MM10 for cellulase (index 4.10); Colletotrichum karstii MM02 for pectinase (index4.12); C. tabaci MB14 for protease (index 4.37); Acrocalymma vagum MB04 for glucanase (index 1.68); and Fusarium solani MM03 for laccase (index 0.22). Colletotrichum tabaci MB14 was superior because it produced the highest of 3 enzymes (asparaginase, amylase, and protease). Further study is required to find optimal conditions for each enzyme production for industrial purposes. Keywords: Asiatic Pennyworth, extracellular enzyme, in vitro production PENDAHULUAN Pegagan (Centella asiatica (L.) Urb.) banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku obat tradisional. Tanaman pegagan sebagaimana tanaman lainnya diketahui bersimbiosis dengan jamur endofit. Jamur endofit adalah mikroorganisme yang hidup di dalam jaringan tanaman dengan cara membentuk koloni tanpa

Transcript of KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Page 1: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri 26 (2), Desember 2020. Hlm. 78-91 DOI: http://dx.doi.org/10.21082/jlittri.v26n2.2020.78-91

ISSN 0853-8212

e-ISSN 2528-6870

78

KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ENDOFIT ASAL

Centella asiatica (L.) Urban

Diversity of Extracellular Enzymes Produced by Endophytic Fungus Originated from

Centella asiatica (L.) Urban

DWI N. SUSILOWATI1*, ALFI DWI SETIYANI2, NANI RADIASTUTI2, INDAH SOFIANA3, YADI SURYADI1

1Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan

Sumberdaya Genetik Pertanian, Jl. Tentara Pelajar No. 3A Cimanggu Bogor 16111 2 Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Ir. H. Djuanda No. 90, Ciputat, Banten, Indonesia 3Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Jakarta, Kampus A, Jl. Rawamangun Muka, Jakarta Timur 13220, Indonesia

*Email: [email protected]

Diterima: 03-04-2020 ; Direvisi: 04-07-2020 ; Disetujui: 05-08-2020

ABSTRAK

Tanaman Pegagan (Centella asiatica) adalah tanaman obat yang dikenal bersimbiosis dengan berbagai jenis jamur endofit. Jamur endofit dipelajari secara ekstensif sebagai sumber senyawa bioaktif baru, termasuk enzim ekstraseluler. Enzim asparaginase, amilase, selulase, pektinase, protease, glukanase, dan lakase digunakan dalam industri. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi beberapa produksi enzim dari 40 jamur endofit dari C. asiatica. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Bogor dan Laboratorium Mikrobiologi, PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta pada bulan Februari hingga April 2019. Skrining enzim asparaginase, amilase, selulase, pektinase, protease, glukanase, dan lakase dilakukan pada medium Potato Dextrose Agar yang diperkaya dengan substrat tertentu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah dan jenis enzim yang dihasilkan oleh jamur bervariasi. Phanerochaete chrysosporium MB02, Fusarium falciforme MB07, Trichaptum sp. MB11, Fusarium keratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15, Phoma multirostrata MB16, Fusarium oxysporum MB17, dan Mycochaetophora gentianae MB21 menghasilkan jumlah enzim tertinggi (6 jenis enzim). Berdasarkan enzim yang diproduksi (nilai indeks), Colletotrichum tabaci MB14 menghasilkan asparaginase tertinggi (indeks 2,65), Fusarium keratoplasticum MB12, Colletotrichum tabaci MB14, dan Phoma multirostrata MB16 untuk amilase (indeks 2,00); Peroneutypa scoparia MM10 untuk selulase (indeks 4.10); Colletotrichum karstii MM02 untuk pektinase (indeks 4.12); C. tabaci MB14 untuk protease (indeks 4.37); Acrocalymma vagum MB04 untuk glukanase (indeks 1,68); dan Fusarium solani MM03 untuk lakase (indeks 0,22). Colletotrichum tabaci MB14 merupakan isolat yang unggul penghasil 3 jenis enzim tertinggi (asparaginase, amilase, dan protease). Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menganalisis secara kuantitatif produksi enzim ekstraseluler yang dihasilkan dan prospeknya untuk keperluan industri.

Kata kunci: Enzim ekstraseluler, pegagan, produksi in vitro

ABSTRACT

Asiatic Pennyworth (Centella asiatica) is a medicinal plant known to be symbiotic with various types of endophytic fungi. There are

extensively studied as a source of new bioactive compounds, including extracellular enzymes. This study aimed to characterize enzymes produced by 40 endophytic fungi from C. asiatica. This research was conducted at the Microbiology Laboratory, Indonesian Center for Agricultural Biotechnology and Genetic Resources Research and Development Bogor and the Microbiology Laboratory, PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta in February to April 2019. Seven enzymes screened were asparaginase, amylase, cellulase, pectinase, protease, glucanase, and laccase on Potato Dextrose Agar enriched with a specific substrate. The results showed that the number and type of enzymes produced by the fungi varied. Phanerochaete chrysosporium MB02, Fusarium falciforme MB07, Trichaptum sp.MB11, Fusariumkeratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15, Phomamultirostrata MB16, Fusarium oxysporum MB17, and Mycochaetophora gentianae MB21 produced the highest enzyme number, i.e., six types of enzymes. Colletotrichum tabaci MB14 produced the highest index value for asparaginase (index 2.65), Fusarium keratoplasticum MB12, Colletotrichum tabaci MB14, and Phoma multirostrata MB16 for amylase (index 2.00); Peroneutypa scoparia MM10 for cellulase (index 4.10); Colletotrichum karstii MM02 for pectinase (index4.12); C. tabaci MB14 for protease (index 4.37); Acrocalymma vagum MB04 for glucanase (index 1.68); and Fusarium solani MM03 for laccase (index 0.22). Colletotrichum tabaci MB14 was superior because it produced the highest of 3 enzymes (asparaginase, amylase, and protease). Further study is required to find optimal conditions for each enzyme production for industrial purposes.

Keywords: Asiatic Pennyworth, extracellular enzyme, in vitro production

PENDAHULUAN

Pegagan (Centella asiatica (L.) Urb.) banyak

dimanfaatkan sebagai bahan baku obat tradisional.

Tanaman pegagan sebagaimana tanaman lainnya

diketahui bersimbiosis dengan jamur endofit. Jamur

endofit adalah mikroorganisme yang hidup di dalam

jaringan tanaman dengan cara membentuk koloni tanpa

Page 2: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

79

menimbulkan gejala dan kerusakan yang nyata pada

tanaman inang (Strobel dan Daisy 2003).

Banyak manfaat dari jamur endofit, seperti

sebagai penghasil antibiotik, enzim, zat antimikroba,

dan hormon pertumbuhan tanaman. Beberapa enzim

ekstraseluler yang dihasilkan oleh jamur endofit telah

diketahui, seperti amilase, selulase, glukanase,

pektinase, lakase, protease, dan asparaginase (Choi et al.

2005, Theantana et al. 2009, Sunitha et al. 2013). Enzim-

enzim yang dihasilkan oleh jamur endofit, juga memiliki

peran yang penting dalam proses biodegradasi dan

hidrolisis yang menjadi mekanisme penting terhadap

infeksi patogen dan untuk memperoleh kebutuhan

nutrisinya dari tanaman inang (Sunitha et al. 2013).

Kandungan senyawa utama dari pegagan yang

berkhasiat sebagai obat adalah asiatikosida.

Ghulamahdi et al. (2007) menyatakan bahwa tanaman

pegagan aksesi Malaysia memiliki kandungan

asiatikosida tinggi (0,80%). Wahyuno et al. (2010)

menyatakan bahwa tanaman pegagan aksesi Bengkulu

memiliki tingkat ketahanan yang paling baik terhadap

bercak daun (Septoria centellae). Penelitian mengenai

potensi jamur endofit dari tanaman pegagan aksesi

Bengkulu dan Malaysia sebagai penghasil enzim

ekstraseluler belum pernah dilakukan sebelumnya. Oleh

karena itu diperlukan penelitian mengenai potensi jamur

endofit tanaman pegagan aksesi Bengkulu dan Malaysia

sebagai penghasil enzim ekstraseluler.

Penelitian ini difokuskan pada 7 macam enzim

ekstraseluler, yaitu asparaginase, amilase, selulase,

pektinase, protease, glukanase, dan lakase. Enzim L-

asparaginase digunakan untuk mengkatalisis hidrolisis

L-asparagin menjadi L-aspartat dan amonia (Theantana

et al. 2009). L-asparaginase digunakan pada pengobatan

kanker, yaitu untuk menghilangkan L-asparagin dari

serum untuk mengendalikan pertumbuhan sel-sel tumor

(McCredie et al. 1965; Verma et al. 2007). L-

asparaginase yang dihasilkan oleh bakteri Escherichia

coli dan Erwinia carotovora diketahui memiliki efek

samping seperti hipersensitivitas yang mengarah pada

reaksi alergi dan anafilaksis (Evans et al. 1982; Keating

et al. 1993; Shrivastava et al. 2015). Di samping itu,

enzim L-asparaginase digunakan dalam industri

makanan untuk mencegah pembentukan senyawa

akrilamid pada saat pemrosesan makanan pada suhu

tinggi (Mohan et al. 2013). Hal ini sangat penting karena

akrilamid merupakan neurotoksin yang bersifat

karsinogenik pada manusia (Medeiros et al. 2012). L-

asparaginase yang berasal dari jamur endofit belum

banyak dilaporkan.

Enzim lakase telah lama menjadi perhatian para

peneliti karena mampu mendegradasi berbagai macam

senyawa polutan. Enzim lakase memiliki kisaran

substrat yang luas, aktivitasnya stabil, dan sedikit faktor

penghambat kerjanya sehingga sesuai untuk keperluan

industri. Lakase juga dapat mengoksidasi berbagai

macam substrat organik dan anorganik, termasuk mono-

, di-, polifenol, aminofenol, metoksifenol, dan kompleks

logam yang menjadi daya tarik utama bagi banyak

aplikasi bioteknologi (Upadhyay et al. 2016). Demikian

juga dengan tiga jenis enzim lainnya, seperti selulase,

amilase, dan protease yang prospektif dikembangkan

untuk keperluan industri dan lainnya.

Selulase merupakan mediator proses degradasi

baggase dan produksi etanol generasi kedua.

Penambahan enzim selulase dapat mempercepat dan

meningkatkan hasil hidrolisis enzimatik dari biomassa

lignoselulosa. Sejumlah jamur penghasil selulase adalah

Botryosphaeria sp. dan Saccharicola sp. (Marques et al.

2018), sedangkan enzim amilase dikenal sebagai salah

satu enzim yang aplikasinya luas dalam berbagai

industri farmasi, makanan, tekstil, dan deterjen.

Diperkirakan sebanyak 30% dari total produksi enzim

secara global adalah amilase (de Souza dan e Magalhaes

2010). Selanjutnya, enzim protease dapat memecah

protein menjadi konstituen yang lebih kecil dan

menempati dua per tiga dari pasar enzim dunia. Protease

banyak digunakan untuk keperluan bioremediasi,

kosmetik, penghancuran sutera, kultur sel hewan, terapi,

diagnosis, farmasi, dan industri makanan (Singh et al.

2016).

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi

kemampuan dari 40 isolat jamur endofit asal tanaman

pegagan dalam menghasilkan enzim-enzim ekstraseluler

(asparaginase, amilase, selulase, pektinase, protease,

glukanase, dan lakase).

BAHAN DAN METODE

Isolat Jamur Endofit

Sebanyak 40 isolat jamur endofit asal tanaman

pegagan aksesi Bengkulu dan Malaysia yang digunakan

berasal dari Koleksi Kultur Balai Besar Penelitian dan

Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik

Pertanian (Biogen Culture Collection). Isolat jamur

endofit diremajakan pada media Potato Dextrose Agar

(PDA) dan diinkubasi selama 5-7 hari pada inkubator suhu

27 ºC.

Page 3: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

80

Tabel 1. Empat puluh isolat jamur endofit asal pegagan aksesi Bengkulu (MB) dan Malaysia (MM)

Table 1. Forty isolates of endophytic fungi from Asiatic Pennyworth Bengkulu (MB) and Malaysia (MM) accessions

No.

No.

Kode isolate

Isolate code

Spesies

Species

No.

No.

Kode isolate

Isolate code

Spesies

Species

1 MB 01 Aspergillus austroafricanus 21 MM 02 Colletotrichum karstii

2 MB 02 Phanerochaete chrysosporium 22 MM 03 Fusarium solani

3 MB 03 Fusarium oxysporum 23 MM 04 Fusarium falciforme

4 MB 04 Acrocalymma vagum 24 MM 05 Eutypella sp.

5 MB 05 Perenniporia tephropora 25 MM 06 Trametes sp.

6 MB 06 Jamur Endofit 1 26 MM 07 Phyllosticta capitalensis

7 MB 07 Fusarium falciforme 27 MM 08 Phialemonium

dimorphosporum 8 MB 09 Fusarium oxysporum 28 MM 09 Collectotrichum

siamense 9 MB 10 Fusarium falciforme 29 MM 10 Peroneutypa scoparia

10 MB 11 Trichaptum sp. 30 MM 11 Phomopsis asparagi

11 MB 12 Fusarium keratoplasticum 31 MM 12 Phanerochaete

stereoides

12 MB 14 Colletotrichum tabaci 32 MM 13 Aspergillus oryzae

13 MB 15 Penicillium capsulatum 33 MM 14 Colletotrichum

gigasporum

14 MB 16 Phoma multirostrata 34 MM 16 Talaromyces pinophilus

15 MB 17 Fusarium oxysporum 35 MM 18 Colletotrichum tabaci

16 MB 18 Colletotrichum tabaci 36 MM 19 Chaetomium globosum

17 MB 19 Mycochaetophora gentiance 37 MM 20 Fusarium stiatum

18 MB 20 Ceratobasidium cornigerum 38 MM 21 Perenniporia corticola

19 MB 21 Mycochaetophora gentianae 39 MM 22 Fussarium falciforme

20 MM 01 Ceratobasidium sp. 40 MM 23 Colletotrichum tabaci

Uji Kualitatif Aktivitas Enzim Ekstraselular

Metode pengujian enzim ekstraseluler, yaitu

amilase, selulase, pektinase, protease, glukanase, dan

lakase, mengikuti (Sunitha et al. 2013), sedangkan

asparaginase menurut Theantana et al. (2009) dan

glukanase menurut Wood and Weisz (1984).

(a) Asparaginase

Miselia isolat jamur endofit pada medium PDA

diambil dengan cork borer steril kemudian diinokulasikan

pada medium agar Modified Czapex Dox’s (MCD) yang

mengandung glukosa (2,0 g/L), L-asparagin (10,0 g/L),

KH2PO4 (1,52 g/L), KCl (0,52 g/L), MgSO4.7H2O (0,52

g/L), CuNO3.H2O (0,001 g/L), ZnSO4.7H2O (0,001 g/L),

dan FeSO4.7H2O (0,001 g/L), serta phenol red

(konsentrasi akhir 0,009%) sebagai indikator. Sebagai

kontrol adalah medium MCD agar tanpa L-asparagin.

Kultur jamur endofit diinkubasi pada suhu 30oC selama 3-

7 hari. Isolat yang menghasilkan L-asparaginase ditandai

dengan perubahan warna media uji dari kuning menjadi

oranye-merah, sedangkan yang bukan penghasil L-

asparaginase warna media uji tetap kuning (Theantana

et al. 2009).

(b) Amilase

Aktivitas enzim amilase diamati berdasarkan

pertumbuhan jamur pada medium agar Glucose Yeast

extract Pepton (GYP) yang mengandung glukosa (1,0

g/L), ekstrak yeast (0,1 g/L), peptone (0,5 g/L), agar (16

g/L) serta soluble starch pH 6,0 (0,2%). Kultur diinkubasi

pada suhu 30oC selama 5-7 hari kemudian dituangkan

Page 4: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

81

larutan 1% iodine dalam 2% larutan potassium iodide. Uji

amilase positif ditandai dengan perubahan warna media

uji dari coklat tua menjadi lebih pudar, sedangkan uji

amilase negatif media tetap berwarna coklat tua (Sunitha

et al. 2013).

(c) Selulase

Isolat jamur endofit ditumbuhkan pada medium

agar GYP yang diperkaya dengan 0,5% Carboxy-

methylcellulose (CMC). Setelah diinkubasikan selama 5-7

hari pada suhu 30oC, larutan 0,2% congo red dituangkan

ke dalam medium dan dibiarkan selama 15-20 menit, lalu

dibilas dengan larutan 1 M NaCl. Adanya zona bening di

sekitar koloni jamur menunjukkan aktivitas selulase positif

(Sunitha et al. 2013).

(d) Pektinase

Produksi enzim pektinase dari isolat jamur endofit

diamati pada medium pektin agar yang mengandung

pektin (5 g/L), ekstrak yeast (1 g/L), dan agar (15 g/L).

Kultur jamur endofit diinkubasi pada suhu 30oC selama 3-

7 hari, lalu ke dalam cawan petri uji dituangkan larutan 1%

hexadecyl trimethyl ammonium bromide. Zona bening di

sekitar koloni jamur menunjukkan aktivitas pektinase

(Sunitha et al. 2013).

(e) Protease

Aktivitas enzim protease diamati pada medium

agar GYP yang diperkaya dengan 0,4% gelatin (pH 6,0)

dengan menambahkan 5 mL larutan 8% gelatin steril ke

dalam 100 mL medium GYP. Penambahan gelatin

bertujuan sebagai substrat untuk enzim protease. Isolat

jamur endofit diinokulasikan pada medium GYP

kemudian diinkubasikan selama 5-7 hari pada suhu 30oC.

Selanjutnya ditambahkan larutan ammonium sulfat jenuh

ke dalam kultur. Aktivitas proteolitik ditandai dengan

terbentuknya zona bening dan endapan di sekitar koloni

jamur (Sunitha et al. 2013).

(f) Glukanase

Aktivitas enzim glukanase diukur menggunakan

metode dari Wood dan Weisz (1984)menggunakan

medium yang mengandung 0,2% glukan padat. Medium

glukan padat dibuat dengan terlebih dahulu menyiapkan

pelet glukan, yaitu tepung oat (10 g) dilarutkan di dalam

akuades (100 mL), kemudian pH disesuaikan menjadi 10

dengan Na2CO3 20% sambil diaduk dengan magnetik

stirer. Setelah itu, larutan glukan dipanaskan pada suhu

45oC selama 30 menit sambil terus diaduk, kemudian

disentrifugasi pada kecepatan 5000 rpm pada suhu 4oC

selama 15 menit. Supernatan diambil dan pHnya dijadikan

4,5 dengan menambahkan HCl 1 N sedikit demi sedikit,

dan disentrifugasi kembali pada kecepatan 5000 rpm

selama 20 menit. Supernatan diambil dan tambahkan

etanol 95% secara perlahan sambil diaduk dengan

magnetic stirer dan sentrifugasi kembali dengan

kecepatan 500 rpm pada suhu 4oC selama 10 menit.

Endapan diambil, tambahkan larutan Buffer Fosfat Salin

(PBS) sebanyak 15-20 mL, dan diaduk hingga larut,

kemudian disimpan semalam pada suhu 4oC. Pelet glukan

yang dihasilkan siap untuk digunakan.

Medium glukan terdiri atas pelet glukan (1 mL),

Na2HPO4 (0,065 g), KH2PO4 (0,15 g), NaCl (0,25 g),

(NH4)2SO4 (0,05 g), MgSO4.7H2O (0,012 g), CaCl2 (0,005

g), pepton (0,125 g), yeast ekstrak (0,05 g), dan agar (2 g)

dalam akuades 100 mL. Kultur jamur endofit

ditumbuhkan pada media glukan padat inkubasikan

selama 3-7 hari. Setelah koloni jamur endofit tumbuh,

dituangkan larutan 0,2% congo red ke dalam kultur, lalu

dibilas dengan larutan 1 M NaCl selama 15-20 menit.

Terbentuknya zona bening di sekitar koloni jamur

menunjukkan adanya aktivitas glukanase yang dihasilkan

oleh jamur yang diuji.

(g) Lakase

Aktifitas enzim lakase diamati berdasarkan

pertumbuhan jamur endofit pada media GYP yang

diperkaya dengan 1-napthol (0,05 g). Warna biru yang

terbentuk di sekitar koloni jamur menunjukkan aktivitas

lakase (Sunitha et al. 2013).

Indeks Enzim Ekstraseluler

Pengamatan aktivitas enzim ekstraseluler di atas

dilakukan terhadap terbentuknya zona hidrolisis, dan

dinyatakan dalam indeks enzim ekstraseluler. Indeks

enzim diperoleh dengan membandingkan diameter zona

hidrolisis dengan diameter koloni jamur endofit pada

media uji.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Keragaman Produksi Enzim Ekstraseluler

Sebagian besar jamur endofit asal pegagan aksesi

Bengkulu dan Malaysia menghasilkan enzim

ekstraseluler. Jumlah dan jenis enzim ekstraseluler yang

dihasilkan oleh 40 isolat jamur endofit bervariasi

(Gambar 1). Jamur endofit asal pegagan dari Bengkulu

menghasilkan lebih banyak enzim ekstraseluler

dibandingkan dengan endofit asal pegagan dari

Malaysia. Empat belas dari 19 isolat jamur endofit asal

pegagan dari Bengkulu (73,7%) dan 8 dari 21 jamur

Page 5: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

82

endofit asal pegagan dari Malaysia (38,1%)

menghasilkan 4-7 jenis enzim ekstraseluler.

Gambar 1. Jumlah jamur endofit pegagan aksesi

Bengkulu (MB) dan Malaysia (MM) yang

menghasilkan enzim ekstraseluler

Figure 1. Amount of endophytic fungi from Asiatic

Pennyworth Bengkulu (MB) and Malaysia

(MM) accession producing a number of

extracellular enzymes

Berdasarkan kemampuan menghasilkan

sejumlah enzim ekstraseluler maka isolat jamur endofit

asal pegagan dapat dikelompokkan menjadi 8 grup. Ada

8 isolat jamur endofit asal pegagan dari Bengkulu yang

menghasilkan 6 jenis enzim sekaligus, yaitu jamur

Phanerochaete chrysosporium isolat MB02, Fusarium

falciforme MB07, Trichaptum sp.MB11, Fusarium

keratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15,

Phoma multirostrata MB16, Fusarium oxysporum

MB17, dan Mycochaetophora gentianae MB21. Hanya

6 isolat jamur endofit asal pegagan aksesi Malaysia yang

mampu menghasilkan 6-7 jenis enzim, yaitu

Colletotrichum karstii isolat MM02, Fusarium

solaniMM03, Fusarium falciforme MM04, Eutypella

sp.MM05, Aspergillus oryzae MM13, dan Fusarium

falciforme MM22. Hasil penelitian juga menunjukkan

bahwa jamur genus Fusarium paling dominan

menghasilkan beberapa jenis enzim ekstraseluler.

Jumlah enzim yang dihasilkan dalam penelitian ini

sejalan dengan penelitian (Sunitha et al. 2013), bahwa

jamur endofit Fusicoccum spp. dan Isaria spp. yang

diisolasi dari tanaman obat mampu menghasilkan 5 jenis

enzim ekstraseluler.

Asparaginase dan Amilase

Berdasarkan kemampuan menghasilkan enzim

asparaginase (asparaginolitik indeks) maka 22 dari 40

isolat jamur endofit asal pegagan dari Bengkulu dan

Malaysia (55%) bervariasi kemampuannya (Gambar 2a

dan 2b). Colletotrichum tabaci isolat MB14 memiliki

indeks asparaginolitik tertinggi, yaitu sebesar 2,65

(Gambar 3a), diikuti oleh Penicillium capsulatum MB15

dengan indeks asparaginolitik sebesar 2,43. Hal ini

sejalan dengan penelitian Theantana et al. (2009). yang

menemukan bahwa isolat jamur endofit Fusarium sp.,

Colletotrichum sp., Penicillium sp., Eupenicillium sp.,

dan Talaromyces sp. dari tanaman obat di Thailand

mampu memproduksi enzim asparaginase. Jamur-jamur

lainnya yang dapat menghasilkan L-asparaginase adalah

Aspergillus sp., A. terreus, A. flavus, dan Emericella

nidulans (Lapmak et al. 2010). Jamur endofit yang dapat menghasilkan enzim L-

asparaginase dideteksi melalui pembentukan zona

berwarna merah muda pada media uji MCD agar yang

mengandung L-asparagin sebagai substrat.

Terbentuknya zona merah muda ini sebagai akibat reaksi

hidrolisis L-asparagin menjadi L-aspartat dan ammonia.

Ammonia yang terbentuk menyebabkan pH media

meningkat sehingga mengubah warna indikator phenol

red dari kuning (suasana asam) menjadi merah muda

(suasana basa).

Penemuan sumber-sumber enzim L-asparaginase

asal jamur endofit ini membuka jalan pengembangan

enzim L-asparaginase untuk industri farmasi. Hal ini

disebabkan efek samping L-asparaginase asal jamur

lebih rendah daripada L-asparaginase asal bakteri

(Sarquis et al. 2004). Enzim L-asparaginase asal bakteri

Escherichia coli dan Erwinia meskipun ampuh

digunakan sebagai agen kemoterapi, namun

chrysanthemi menimbulkan efek samping seperti

muntah, leukopenia, demam, ruam kulit, mual,

embolisis thrombo, kesulitan bernafas, penurunan berat

badan, penurunan tekanan darah, berkeringat,

imunosupresi, kehilangan kesadaran, pankreatitis akut,

dan kejang neurologis (Rossi et al. 2004; Ramya et al.

2012). Asparagin merupakan nutrisi yang diperlukan

baik oleh sel-sel normal maupun sel kanker.

Asparaginase mampu mendegradasi asparagin menjadi

asam aspartat dan ammonia. Asparagin dalam bentuk L-

asparagin merupakan asam amino non esensial yang

dibutuhkan oleh sel tumbuhan untuk sintesis protein.

Konsentrasi asparagin yang sedikit hanya memengaruhi

viabilitas sel abnormal, karena sel-sel ini memerlukan

asparagin pada jumlah yang tinggi secara abnormal

(Mitchell et al. 1994). Pada sel-sel normal menghasilkan

enzim asparagin sintetase yang dapat mendegradasi

asparagin dari asam aspartat, sedangkan pada sel-sel

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5 6 7

∑ is

ola

t ja

mu

r en

do

fit

∑ Enzim yang Dihasilkan

MB

MM

Page 6: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

83

kanker dan tumor enzim asparagin sintetase berada pada

jumlah yang sedikit (Nakamura et al. 1999).

Gambar 2a. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Bengkulu.

Figure 2a. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworth Bengkulu accessions

Gambar 2b. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Malaysia.

Figure 2b. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworthMalaysia accessions.

2,0

6

2,1

1

2,1

9

1,8

2

1,6

1

1,9

6

1,8

8

2,6

5

2,4

3

1

1,4

6

1,5

9

1,6

5

1,5

8

1

1,5

2 2

1

2

1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Ind

eks

enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Asparaginase Amilase

0

2,1

1

1,4

3

1,4

1,3

3

1,2

1,4

3

1

1,2

9

1,1

1 1 1 1

1,6

4

1

1,2

7

1 1 1 1 1

1,3

1

1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Ind

eks

Enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Asparaginase Amilase

Page 7: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

84

(a) (b) Gambar 3a. Hasil uji positif aktivitas L-asparaginase

yang dihasilkan oleh jamur endofit Colletotrichum tabaci MB14, (3b) aktivitas enzim amilase dari jamur endofit F. keratoplasticum MB12.

Figure 3a). Positive reaction of L-asparaginase produced by endofitic fungus Colletotrichum tabaci MB14, (3b) amylase production by F. keratoplasticum MB12.

Hasil pengujian aktivitas amilase dari isolat

jamur endofit asal pegagan diketahui sebanyak 22 isolat

dari 40 isolat yang diuji (55,00%) dapat menghasilkan

enzim amilase (Gambar 2a dan 2b). Isolat Fusarium

keratoplasticum MB12 (Gambar 3b), Colletotrichum

tabaci MB14, dan Phoma multirostrata MB16 memiliki

nilai indeks amilolitik masing-masing sebesar 2,00.

Sejumlah isolat jamur yang juga diketahui positif

menghasilkan enzim amilase dengan aktivitas rendah

hingga sedang, antara lain Fusarium sp., Colletotrichum

sp., Aspergillus sp., dan Biosporus sp. (Amirita et al.

2012). Enzim amilase yang dihasilkan oleh jamur

bersifat lebih stabil daripada enzim yang dihasilkan oleh

bakteri (Duochuan et al. 1997).

Enzim amilase, lipase, dan protease biasanya

disekresikan oleh jamur untuk mendegradasi komponen

membran plasma tanaman kemudian digunakan sebagai

sumber nutrisi (Liao et al. 2012). Enzim-enzim tersebut

bertindak memfasilitasi penetrasi hifa, melepaskan

sumber karbon atau memodifikasi sinyal kimia yang

diproduksi oleh tanaman inang (Huang 2001; ten Have

et al. 2002). Enzim amilase akan menghidrolisis substrat

pati menjadi senyawa karbohidrat yang lebih sederhana

seperti maltosa dan glukosa. Selanjutnya maltosa,

glukosa, dan lipid maupun protein hasil degradasi lipase

dan protease menjadi sumber nutrisi selama kolonisasi

fungi.

Selulase dan Pektinase

Dari 40 isolat jamur endofit yang diuji, 70%

diantaranya (28 isolat) menunjukkan hasil positif

sebagai penghasil selulase (Gambar 4a dan 4b). Indeks

selulolitik tertinggi (4,10) diperoleh dari isolat jamur

endofit Peroneutypa scoparia MM10 (Gambar 5a) dan

diikuti oleh Penicillium capsulatum MB15 dengan

indeks selulolitik sebesar 1,37. Penelitian sebelumnya

melaporkan bahwa jamur Coletotrichum

gloeosporioides, Aspergillus versicolor, dan

Cladosporium cladosporioides pada jamur endofit yang

ada pada tujuh biji-bijian yang mengandung minyak

merupakan produser enzim selulase yang tinggi

(Venkatesagowda et al. 2012). Enzim selulase

dikelompokkan berdasarkan aktivitas spesifiknya

terhadap substrat yaitu endoglukanase, selobiohidrolase,

dan eksoglukohidrolase. Ketiga enzim tersebut bekerja

sama dalam mengurai selulosa.

Gambar 4a. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Bengkulu.

Figure 4a. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworth Bengkulu accessions.

1,0

6

0,9

9

0,9

2 1,0

2

1 0,9

8

1,3

7

1 1,0

7

1,0

3

1,0

7

11,0

4

1,0

6

1,0

8

1,0

2

1 0,9

8 1,0

55

1

1,3

4

0,6

8

1,1

4

1,1

3

1,1

1 1,2

9

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Ind

eks

Enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Selulase Pektinase

Page 8: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

85

Gambar 4b. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Malaysia

Figure 4b. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworth Malaysia accessions

Terbentuknya zona bening di sekitar

pertumbuhan jamur endofit menunjukkan bahwa jamur

mampu menghasilkan selulase yang terdeteksi berwarna

oranye di sekitar latar berwarna pewarna dari reaksi

amilum dengan zat warna congo red. Pembilasan warna

congo red dengan menggunakan NaCl agar congo red

tidak terikat oleh selulosa, sehingga dihasilkan diameter

yang ada dalam agar substrat. Selulosa adalah senyawa

yang tidak larut di dalam air biasanya selulosa tidak

ditemukan dalam keadaan murni melainkan berasosiasi

dengan polisakarida lain seperti hemiselulosa atau lignin

membentuk kerangka utama dinding sel tumbuhan.

Substrat selulosa banyak ditemukan pada dinding sel

tumbuhan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan

semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan (Mosier

et al. 2003). Sebanyak 40 isolat yang diuji ternyata

47,5% diantaranya (19 isolat) menghasilkan enzim

pektinase (Gambar 4a dan 4b). Colletotrichum karstii

MM02 memiliki nilai indeks pektinolitik tertinggi

sebesar 4,12 (Gambar 5b).

Enzim pektinase diinduksi dengan adanya

substrat berupa pektin pada jamur patogen maupun

endofit. Enzim pektinase pada mikroba sangat penting

pada proses fitopatologi, simbiosis mikroba tanaman,

dan dekomposisi material tanaman yang mati. Degradasi

jaringan inang oleh fitopatogen biasanya diawali dengan

produksi enzim pektinase yang merupakan enzim utama

yang terlibat dalam serangan tanaman (Hoondal et al.

2001). Jika diperoleh jamur endofit yang dapat

mendegradasi substrat pektin, hal ini memiliki indikasi

bahwa jamur tersebut merupakan laten patogen (Choi et

al. 2005).

(a) (b)

Gambar 5a. Uji kualitatif produksi selulase isolat

jamur endofit asal pegagan pada media

GYP + 0,5% Carboxy-methylcellulose

(CMC) dari Peroneutypa scoparia

MM10, (5b) hasil uji positif dari

Colletotrichum karstii MM02 sebagai

penghasil pektinase.

Figure 5a. The qualitative test of cellulose

production from endophytic fungi from

Asia pennyworth on GYP + 0.5%

Carboxy-methylcellulose (CMC) media

of Peroneutypa scoparia MM10, (5b)

the positive results of Colletotrichum

karstii MM02 as pectinase producer

1,1

1

1 1 0,9 1

,02

4,1

1,1

1

1,0

7

1 1,0

8

1,0

1

1,1

6

1,0

5

1,0

2

1

1,3

6

4,1

2

1,4

3

1,4

1,3

3

1,1

3

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Ind

eks

Enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Selulase Pektinase

Page 9: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

86

Sieber-Canavesi et al. (1991) menyatakan bahwa

kemampuan jamur endofit menghasilkan enzim

ekstraseluler selulase dan pektinase secara bersamaan

dapat berimplikasi bahwa jamur tersebut mampu

melakukan penetrasi sel-sel hidup dan mendekomposisi

jaringan mati. Kemampuan jamur endofit menghasilkan

enzim-enzim tadi dapat memberikan mekanisme

resistensi pada tanaman inangnya terhadap invasi

patogen, untuk memperoleh nutrisi dari tanaman

inangnya atau sebagai laten patogen (Choi et al. 2005;

Saikkonen et al. 1998; Saikkonen et al. 2004).

Berdasarkan Gambar 4a dan 4b diketahui bahwa

ada beberapa isolat yang menghasilkan selulase dan

pektinase secara bersamaan, diantaranya Phanerochaete

chrysosporium MB02, dan beberapa spesies dari genus

Fusarium seperti F. falciforme MB07 dan MB10, F.

keratoplasticum MB12, F. oysporum MB17, F. solani

MM03, dan beberapa spesies Colletotrichum (C. tabaci

MB18 dan C. karstii MM02). Departemen Energi

Pemerintah Amerika yang menyusun draf genom P.

chrysosporium, menunjukkan bahwa P. chrysosporium

memiliki semua gen yang mengkode semua enzim yang

diperlukan untuk mendegradasi secara sempurna semua

komponen utama dinding sel tanaman yaitu selulosa,

hemiselulosa dan lignin (Kersten dan Cullen 2007).

Genus Fusarium tergolong ke dalam pendegradasi

selulosa dan hemiselulosa yang sangat kuat, demikian

juga dengan genus Colletotrichum (Huang et al. 2015;

Velho et al. 2018). Hal ini sejalan dengan laporan

(Huang 2001; Kubicek et al. 2014) yang menemukan

bahwa enzim selulase, pektinase, cutinase, dan

hemiselulase bersinergi untuk mendegradasi kutikula

dan dinding sel tanaman inang sebelum melakukan

penetrasi lebih lanjut.

Protease, Glukanase, dan Lakase

Dari sebanyak 40 isolat jamur endofit yang diuji

aktivitas enzim proteasenya, terdapat 23 isolat (57,5 %)

yang menunjukkan hasil positif (Gambar 6a dan 6b).

Colletotrichum tabaci MB14 memiliki nilai indeks

proteolitik yang paling tinggi diantara jenis jamur

endofit pegagan lainnya.

Hasil ini sejalan dengan penelitian sebelumnya

yang menyatakan bahwa genus Colletotrichum seperti

Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum

carssipes, Colletotrichum falctum, selanjutnya

Curvularia vermiformis, Drechslera hawaiiensis, dan

Xylariales merupakan jamur penghasil enzim protease

(Amirita et al. 2012).

Gambar 6a. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Bengkulu.

Figure 6a. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworth Bengkulu accessions.

1,0

7

1,0

7

1,0

8

1,0

5

0,5

1

0,5

1

0,9

5 1

0,7

8

1,1

1

1,4

9

1,1

6

1,1

9

1,1

2

1,1

3

1,3

7

1,0

4 1,1

2

1,0

3

1,5

4

1,1

1,0

7

1,4

5

1,3

3

1,0

4

0,2

2

0,1

3

0,1 0,1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

Ind

eks

enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Protease Glukanase Lakase

Page 10: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

87

Gambar 6b. Indeks enzim ektraseluler jamur endofit asal pegagan aksesi Malaysia.

Figure 6b. Extracellular enzyme index of endophytic fungi from Asiatic pennyworth Malaysia accessions

(a) (b) (c)

Gambar 7a. Hasil uji positif produksi protease pada media GYP agar + 0,2% gelatin hasil uji positif dari C.

tabaci MB14, (7b) hasil uji positif dari Acrocalymma vagum MB04 sebagai penghasil glukanase,

dan (7c) hasil uji positif dari Fusarium solani MM03 sebagai penghasil lakase

Figure 7a. The positive results of protease production on GYP agar + 0.2% gelatin of C. tabaci MB14, (7b)

the positive results of Acrocalymma vagum MB04 as glucanase producer, and (7c) the positive

results of Fusarium solani MM03as laccase producer

Penelitian Sunitha et al. (2013) melaporkan

bahwa jamur Fusarium solani Ci24 merupakan

produsen protease yang tinggi, selain jamur lainnya

seperti Aspergillus sp. Ci1 dan Isaria sp. Ci12. Protease

adalah enzim yang menghidrolisis ikatan peptida pada

molekul protein yang menghasilkan peptida atau asam

amino. Protein terdapat pada hampir seluruh bagian

tumbuhan. Enzim protease ini banyak dipergunakan

untuk aplikasi klinis terutama untuk perawatan pasien

diabetes. Diperolehnya sejumlah jamur-jamur endofit

penghasil protease menjadi peluang besar ditemukannya

jenis protease baru yang mungkin bisa menjadi alternatif

industri yang khusus.

1,0

7

1,0

7

1,0

8

1,0

5

0,5

1

0,5

1

0,9

5

1

0,7

8

1,1

1

1,4

9

1,1

6

1,1

9

1,1

2

1,1

3

1,3

7

1,0

4 1,1

2

1,0

3

1,5

4

1,1

1,0

7

1,4

5

1,3

3

1,0

4

0,2

2

0,1

3

0,1 0,1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

Ind

eks

enzi

m e

xtra

selu

ler

Kode isolat

Protease Glukanase Lakase

Page 11: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

88

Glukanase

Terdapat 34 isolat (85%) yang menunjukkan

hasil positif aktivitas enzim glukanase dari 40 isolat

yang diujikan (Gambar 6a dan 6b). Indeks glukanolitik

paling tinggi didapatkan dari Acrocalymma vagum

MB04 sebesar 1,68 (Gambar 7b). Fenomena ini ternyata

sejalan dengan hasil penelitian evaluasi jamur endofit

pegagan aksesi Bengkulu dan Malaysia ini, karena

menunjukkan hasil positif yang cukup tinggi yaitu 85%.

Glukanase merupakan salah satu enzim yang dapat

menghidrolisis glukan pada dinding sel jamur patogen

yang menginfeksi tanaman (Budiarti et al. 2004).

Glukan juga banyak terdapat pada dinding sel tumbuhan

(Hunter Jr et al. 2002).

Lakase

Sebanyak 40 isolat diuji kemampuan

menghasilkan enzim lakase dan diperoleh 5 jenis jamur

endofit (15%) yang menunjukkan hasil positif (Gambar

6a dan 6b). Jamur endofit Fusarium oxysporum MB17

dan Fusariumsolani. MM03 merupakan jamur endofit

pegagan yang dapat menghasilkan enzim lakase dengan

indeks yang tinggi dibandingkan beberapa isolat lainnya

dengan nilai indeks tertinggi sebesar 0,22 pada

Fusariumsolani MM03 (Gambar 7c).

Pada penelitian ini dapat dilihat bahwa hanya 6

jamur endofit diantara 40 jamur yang diuji memiliki

potensi menghasilkan lakase (Gambar 6a dan 6b). Hal

ini sejalan juga dengan hasil penelitian (Sunitha et al.

2013), bahwa sedikit ditemukan jamur endofit maupun

jamur asal marin sebagai penghasil enzim lakase.

Bahkan Renato et al. (2005) menyatakan bahwa tidak

satupun jamur endofit yang berhasil diisolasi dapat

menghasilkan enzim lakase. Hal ini kemungkinan besar

disebabkan sifat dari jamur endofit sehingga tidak

banyak atau bahkan tidak ada jamur endofit yang

menghasilkan enzim lakase. Adanya aktivitas enzim

lakase tentu saja akan dapat merusak tanaman yang

menjadi inangnya.

Hal yang menarik dari penelitian ini adalah

sejumlah isolat jamur endofit yang diisolasi dari

tanaman pegagan aksesi Bengkulu dan Malaysia baru

pertama kali diuji potensinya sebagai penghasil

sejumlah enzim ekstraseluler. Berdasarkan hasil

penelitian ini tampak bahwa jamur endofit asal pegagan

yang berpotensi menonjol sebagai penghasil sejumlah

enzim ekstraseluler diantaranya adalah Colletotrichum

tabaci MB14 yang unggul dalam produksi enzim

asparaginase, amilase, dan protease dibandingkan isolat-

isolat lainnya. Jamur endofit pegagan menghasilkan

sejumlah enzim hidrolitik sebagai mekanisme resistensi

terhadap invasi patogen dan untuk mendapatkan nutrisi

dari tanaman inangnya. Informasi mengenai pola-pola

penggunaan substrat dan jenis-jenis enzim ekstraseluler

yang dihasilkan oleh jamur endofit asal pegagan ini

sangat penting untuk mengembangkan peran fungsional

dari jamur tersebut (Carroll dan Petrini 1983). Jamur-

jamur yang menghasilkan proteinase dan pektinase

biasanya tergolong parasit lemah atau laten patogen.

Sementara jamur endofit tersebut bersifat mutualistik,

terkadang menjadi saprofit biasanya menghasilkan

selulase, mannanase, dan xylanase.

KESIMPULAN

Kemampuan dari 40 isolat jamur endofit asal

tanaman pegagan dalam menghasilkan enzim-enzim

ekstraseluler (asparaginase, amilase, selulase, pektinase,

protease, glukanase, dan lakase) beragam; ada yang

dapat memghaislkan 1- 6 jenis enzim. Tujuh isolat

jamur yang mampu menghasilkan 6 macam enzim

adalah Phanerochaete chrysosporium MB02, Fusarium

falciforme MB07, Trichaptum sp. MB11, Fusarium

keratoplasticum MB12, Penicillium capsulatum MB15,

Phoma multirostrata MB16, Fusarium oxysporum

MB17, dan Mycochaetophora gentianae MB21.

Aktivitas enzim tertinggi ditunjukkan oleh isolat

Colletotrichum tabaci MB14 untuk enzim

asparaginolitik dengan nilai indeks 2,65. Beberapa

isolat lainnya adalah Fusarium keratoplasticum MB12,

Colletotrichum tabaci MB14, dan Phoma multirostrata

MB16 penghasil amilolitik tertinggi (2,00);

Peroneutypa scoparia MM10 untuk selulotik tertinggi

(4,10); Colletotrichum karstii MM02 untuk pektinolitik

tertinggi (4,12); C. tabaci MB14 untuk proteolitik

tertinggi (4,37); Acrocalymma vagum MB04 untuk

glukanolitik tertinggi (168); Fusarium solani MM03

untuk lignolitik tertinggoi (0,22), dan F. oysporum untuk

lakase tertinggi (0,21). Colletotrichum tabaci MB14

merupakan isolat yang unggul sebagai penghasil 3 jenis

enzim tertinggi, yaitu asparaginase, amilase, dan

protease. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk

menganalisis secara kuantitatif produksi enzim

ekstraseluler yang dihasilkan dan prospeknya untuk

keperluan industri.

UCAPAN TERIMA KASIH

Diucapkan terima kasih kepada Dr. Nurliani

Bermawie dari Balittro dan Dr Ika Roostika dari BB

Biogen atas ijin akses tanaman pegagan aksesi Bengkulu

untuk diisolasi kapang endofitnya. Ucapan terima kasih

Page 12: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

89

disampaikan juga kepada Siti Aminah dan Jajang

Kosasih atas bantuannya selama pelaksanaan kegiatan

penelitian di laboratorium mikrobiologi BB Biogen.

PERNYATAAN KONTRIBUSI

Dwi N. Susilowati berperan sebagai kontributor

utama dalam perencanaan, pelaksanaan, dan penulisan

naskah. Nani Radiastuti berkontribusi dalam

memberikan saran dan masukan selama penyusunan

naskah, Alfi Dwi Setiyani berkontribusi melaksanakan

kegiatan penelitian di laboratorium mikrobiologi BB

Biogen dan laboratorium PLT Terpadu UIN Syarif

Hidayatullah, Yadi Suryadi berkontribusi melakukan

analisis data, Indah Sofiana berkontribusi melakukan

rekapitulasi data awal dan visualisasi data menjadi

grafik.

DAFTAR PUSTAKA

Amirita, A., Sindhu, P., Swetha, J., Vasanthi, N.S. &

Kannan, K.P. (2012) Enumeration of Endophytic

Fungi From Medicinal Plants and Screening of

Extracellular Enzymes. World Journal of Science

and Technology. 2 (2), 13–19.

Budiarti, S.W., Widyastuti, S.M. & Margino, S.T.

(2004) β-1,3-Glucanase Enzyme Production by

Tricoderma reeseiduring Mycoparasitism.

Makalah Seminar Pertemuan Bioteknologi

Indonesia, Malang.

Carroll, G. & Petrini, O. (1983) Patterns of Substrate

Utilization by some Fungal Endophytes from

Coniferous Foliage. Mycologia. 75 (1), 53–63.

doi:10.1080/00275514.1983.12021637.

Choi, Y.W., Hodgkiss, I.J. & Hyde, K.D. (2005)

Enzyme Production by Endophytes of Brucea

javanica. Journal Agricurtural Technol. 1, 22–

66.

Duochuan, L., Yijun, Y., Youliang, P., Chongyao, S.,

Peijin, Z. & Yicun, H. (1997) Purification and

Properties of Thermostable Alpha Amylase from

the Thermophilic Fungus Thermomyces

lanuginosus. Acta Microbiologica Sinica. 32 (2),

107–114.

Evans, W.E., Tsiatis, A., Rivera, G., Murphy, S.B.,

Dahl, G. V., Denison, M., Crom, W.R., Barker,

L.F. & Mauer, A.M. (1982) Anaphylacfoid

Reactions to Escherichia coli and Erwinia

asparaginase in Children with Leukemia and

Lymphoma. Cancer. 49 (7), 1378–1383.

doi:10.1002/1097-

0142(19820401)49:7<1378::AID-

CNCR2820490713>3.0.CO;2-Z.

Ghulamahdi, M., Azis, S.A., Bermawie, N. & Hernaini

(2007) Evaluasi Karakter Morfologi, Fisiologi

dan Genetik Pegagan mendukung Standarisasi

Mutu Pegagan. Kerjasama Kemitraan Peneitian

Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKPJT).

ten Have, A., Tenberge, K.B., Benen, J.A.E., Tudzynski,

P., Visser, J. & van Kan, J.A.L. (2002) The

Contribution of Cell Wall Degrading Enzymes to

Pathogenesis of Fungal Plant Pathogens. In:

Kempken F, editors. Agricultural Applications.

The Mycota (A Comprehensive treatise on fungi

as Experimental Systems for Basic and Apllied

Research). 11, 1st ed.Berlin (DE): Springer-

Verlag Berlin Heidelberg, 341–358.

doi:10.1007/978-3-662-03059-2_17.

Hoondal, G.S.B., Kapoor, M., Mahajan, L. & Hoondal,

G.S. (2001) Microbial xylanases and their

industrial applications: a review. Applied

microbiology and biotechnology. 56 (3–4), 326–

338. doi:10.1007/s002530100704.

Huang, J.-S. (2001) Plant Pathogenesis And Resistance:

Biochemistry and Physiology of Plant-microbe

Interactions. Netherlands: Springer. Chapter 2,

Degradation of Cell Walls by Plant Pathogens,

Springer Science & Business Media.

Huang, Y., Busk, P.K. & Lange, L. (2015) Cellulose and

Hemicellulose-degrading Enzymes in Fusarium

Commune Transcriptome and Functional

Characterization of Three Identified Xylanases.

Enzyme and Microbial Technology. 73, 9–19.

doi:10.1016/j.enzmictec.2015.03.001.

Hunter Jr, K.W., Gault, R.A. & Berner, M.D. (2002) Preparation of Microparticulate β-Glucan from Saccharomyces cerevisiae for use in Immune Potentiation. Letters in Applied Microbiology. 35 (4), 267–279. doi:10.1046/j.1472-765X.2002.01201.x.

Keating, M.J., Holmes, R., Lerner, S. & Ho, D.H. (1993) L-asparaginase and PEG Asparaginase-Past, Present, and Future. Leukemia & Lymphoma. 10 (sup1), 153–157. doi:10.3109/10428199309149129.

Kersten, P. & Cullen, D. (2007) Review of Extracellular Oxidative System of the Lignin-Degrading Basidiomycetes Phanerochaete chrysosporium. Fungal Genetics and Biology. 44, 77–87.

Kubicek, C.P., Starr, T.L. & Glass, N.L. (2014) Plant Cell Wall-Degrading Enzymes and their Secretion in Plant-Pathogenic Fungi. Annual Review of Phytopathology. 52, 427–451. doi:10.1146/annurev-phyto-102313-045831.

Page 13: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

Jurnal Penelitian Tanaman Industri Vol. 26 No. 2, Desember 2020: 78-91

90

Lapmak, K., Lumyong, S., Thongkuntha, S., Wongputtisin, P. & Sardsud, U. (2010) L-Asparaginase Production by Biopolaris sp. BR 438 Isolated from Brown Rice in Thailand. Chiang Mai J Sci. 37, 160–164.

Liao, C.-Y., Chen, M.-Y., Chen, Y.-K., Wang, T.-C.,

Sheu, Z.-M., Kuo, K.-C., Chang, P.-F.L., Chung,

K.-R. & Lee, M.-H. (2012) Characterization of

Three Colletotrichum Acutatum Isolates from

Capsicum spp. European Journal of Plant

Pathology. 133 (3), 599–608.

doi:10.1007/s10658-011-9935-7.

Marques, N.P., de Cassia Pereira, J., Gomes, E., da

Silva, R., Araujo, A.R., Ferreira, H., Rodrigues,

A., Dussan, K.J. & Bocchini, D.A. (2018)

Cellulases and Xylanases Production by

Endophytic Fungi by Solid State Fermentation

using Lignocellulosic Substrates and Enzymatic

Saccharification of Pretreated Sugarcane

Bagasse. Industrial Crops and Products. 122,

66–75. doi:10.1016/j.indcrop.2018.05.022.

McCredie, J.A., Inch, W.R., Kruuv, J. & Watson, T.A.

(1965) The Rate of Tumor Growth in Animals.

Growth 29:331.

Medeiros, V.R., Mestdagh, F. & De Meulenaer, B.

(2012) Acrylamide Formation in Fried Potato

Products – Present and Future, Acritical Review

on Mitigation Strategies. Food Chemistry. 133

(4), 1138–1154.

doi:10.1016/j.foodchem.2011.08.001.

Mitchell, L., Hoogendoorn, H., Giles, A.R., Vegh, P. &

Andrew, M. (1994) Increased Endogenous

Thrombin Generation in Children with Acute

Lymphoblastic Leukemia: Risk of Thrombotic

Complications in L-Asparaginase Induced

Antithrombin III Deficiency. Blood. 83, 386–

391.

Mohan, K.N.S., Shimray, C.A., Indrani, D. &

Manonmani, H.K. (2013) Reduction of

Acrylamide Formation in Sweet Bread Withl-

Asparaginase Treatment. Food and Bioprocess

Technology. 7 (3), 741–748.

doi:10.1007/s11947-013-1108-6.

Mosier, N., Wyman, C., Dale, B., Elander, R., Lee, Y.Y.,

Holtzapple, M. & Ladisch, M. (2003) Features of

Promising Technologies for Pretreatment of

Lignocellulosic Biomass. Bioresource

Technology. 96 (6), Purdue University, West

Lafayette, USA, 673–686.

Nakamura, C.T., Wilkinson, R. & Woodruff, K. (1999)

Pancreatitis and Perotitis Following Therapy

with L-asparaginase. International Pediatrics.

14, 25–27.

Ramya, L.N., Doble, M., Rekha, V.P.B. & Pulicherla,

K.K. (2012) L-asparaginase as Potent Anti-

leukemic Agent and its Significance of Having

Reduced Glutaminase Side Activity for the

Better Treatment of Acute Lymphoblastic

Leukemia. Applied Biochemistry and

Biotechnology. 167 (8), 2144–2159.

doi:10.1007/s12010-012-9755-z.

Renato, J., Cavallazzi, P., Kasuya, C.M. & Soares, M.A.

(2005) Screening of Inducers for Laccase

Production by Lentinula edodes in Liquid

Medium. Brazilian Journal of Microbiology. 36,

383–387.

Rossi, F., Incorvaia, C. & Mauro, M. (2004)

Hypersensitivity Reactions to Antineoplastic

Chemotherapeutic Agents. Recenti Prog Med.

95, 476–481.

Saikkonen, K., Faeth, S.H., Helander, M. & Sullivan,

T.J. (1998) A Continuum of Interactions with

The Host Plants. Annual Review of Ecology and

Systematic. 29, 319–343.

Saikkonen, K., Wäli, P., Helander, M. & Faeth, S.H.

(2004) Evolution of Endophyte-Plant Symbioses.

Trends in Plant Sciencelant science. 9 (6), 275–

280. doi:10.1016/j.tplants.2004.04.005.

Sarquis, M.I. de M., Oliveira, E.M.M., Santos, A.S. &

Costa, G.L. da (2004) Production of L-

asparaginase by Filamentous Fungi. Memorias

do Instituto Oswaldo Cruz. 99 (5), 489–492.

doi:10.1590/S0074-02762004000500005.

Shrivastava, A., Khan, A.A., Khurshid, M., Kalam,

M.A., Jain, S.K. & Singhal, P.K. (2015) Recent

Developments in L-asparaginase Discovery and

its Potential as Anticancer Agent. Critical

Reviews in Oncology/Hematology. 100, 1–10.

doi:10.1016/j.critrevonc.2015.01.002.

Sieber-Canavesi, F., Petrini, O. & Sieber, T.N. (1991)

Endophytic Leptostroma Species on Picea abies,

Abies alba and Abies balsamea: A Cultural,

Biochemical and Numerical Study. Mycologia.

83 (1), 89–96.

doi:10.1080/00275514.1991.12025981.

Singh, R., Kumar, M., Mittal, A. & Mehta, P.K. (2016)

Microbial Enzymes: Industrial Progress in 21st

Century. 3 Biotech. 6 (2), 174.

doi:10.1007/s13205-016-0485-8.

de Souza, P.M. & e Magalhaes, P. de O. (2010)

Application of Microbial α-amylase in Industry -

A Review. Brazilian Journal of Microbiology. 41

(4), 850–861. doi:10.1590/S1517-

83822010000400004.

Page 14: KERAGAMAN ENZIM EKSTRASELULER DIHASILKAN OLEH JAMUR ...

DWI N. SUSILOWATI, et al.: Keragaman Enzim Ekstraseluler Dihasilkan oleh Jamur Endofit Asal Centella asiatica (L.) Urban

91

Strobel, G. & Daisy, B. (2003) Bioprospecting for

Microbial Endophytes and Their Natural

Products. Microbiology and Molecular Biology

Reviews. 67 (4), 491–502.

doi:10.1128/MMBR.67.4.491-502.20.

Sunitha, V.H., Nirmala Devi, D. & Srinivas, C. (2013)

Extracellular Enzimatic Activity of Endophytic

Fungal Strains Isolated from Medical Plant.

World Journal of Agricultural Sciences. 9 (1), 1–

9. doi:10.5829/idosi.wjas.2013.9.1.72148.

Theantana, T., Hyde, K.D. & Lumyong, S. (2009)

Asparaginase Production by Endophytic Fungi

from Thai Medicinal Plants: Cytoxicity

Properties. Journal for Biologi Beyond Border. 7

(1), Pharmacogenomics Group, BMERC, 1–8.

Upadhyay, P., Shrivastava, R. & Agrawal, P.K. (2016)

Bioprospecting and Biotechnological

Applications of Fungal Laccase. 3 Biotech. 6 (1),

15.

Velho, A.C., Mondino, P. & Stadnik, M.J. (2018)

Extracellular Enzymes of Colletotrichum

fructicola Isolates Associated to Apple Bitter Rot

and Glomerella Leaf Spot. Mycology. 9 (2), 145–

154. doi:10.1080/21501203.2018.1464525.

Venkatesagowda, B., Ponugupaty, E., Barbosa, A.M. &

Dekker, R.F.H. (2012) Diversity of Plant Oil

Seed-Associated Fungi Isolated from Seven Oil-

Bearing Seeds and Their Potential for The

Production of Lipolytic Enzymes. World Journal

of Microbiology and Biotechnology. 28 (1), 71–

80. doi:10.1007/s11274-011-0793-4.

Verma, N., Kumar, K., Kaur, G. & Anand, S. (2007) L-

asparaginase: Apromising Chemotherapeutic

Agent. Critical Reviews in Biotechnologyviews

in biotechnology. 27 (1), 45–62.

doi:10.1080/07388550601173926.

Wahyuno, D., Amalia, N., Rossiana, N. & Bermawie, N.

(2010) Respon Lima Aksesi Pegagan Terhadap

Septoria centellae, Penyebab Bercak Daun.

Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat.

21 (2), 156–170.

Wood, P.J. & Weisz, J. (1984) Use of Calcuflour in

Analysis of Oat Beta-D-Glucan. Cereal

Chemistry. 6, 73–75.