Surfactant, Nitrogen and Carbon Media Optimization for Trichoderma Asperellum LBKURCC1 Laccase Production by Flask Solid State Fermentation of Rice Straw

Abstract

Laccase is an important industrial enzyme used in the paper, food and textile industry. It is produced by many different organisms, including filamentous fungi. Trichoderma asperellum LBKURCC1 is a strain isolated from Riau soil, which can produce laccase by solid state fermentation (SSF) of rice husk and rice straw. The aim of this work was to optimize SSF production of laccase from rice straw, through optimizing Nitrogen, Carbon and surfactant supplements to the fermentation media. Effect of surfactant, nitrogen supplement, and carbon supplement were evaluated by using a Central Composite Design (CCD) and surface response analysis. The concentration of the surfactant, Tween-20, at all concentration levels tested had no significant effect to the model. In contrast, the nitrogen and carbon supplement concentrations were significant factors (P-Value<0.05) enhancing laccase production. Optimum conditions for laccase production were 23 g/L nitrogen and 1% carbon supplement, giving a maximum laccase activity of 56.8 U/L enzyme extracted, equivalent to 0.7 U per g rice straw fermented. Optimizing the nitrogen and carbon supplement increased yields up to 3 times the level obtained in a non-optimized media.

Enrichment of laccase production byPhoma herbarumisolate KU4 under solid‐state fermentation by optimizing RSM coefficients using genetic algorithm

“…Rahayu et al . (2019) studied the production of laccase from Trichoderma asperellum LBKURCC1 in a central composite design (CCD) by SSF of rice straw with surfactant, nitrogen and carbon supplementation. Although in this study, the production was much lower (0·7 U g −1 ) than our study, the activity was increased three times after statistical optimization compared to un‐optimized condition.…”

Optimasilisasi Waktu Fermentasi, Kadar Air dan Konsentrasi Cu2+ pada Produksi Lakase Trichoderma asperellum LBKURCC1 Secara Fermentasi Padat Batang Padi dalam Reaktor Labu

“…SSF juga termasuk metode ekonomis karena menggunakan limbah lignoselulosa, seperti batang padi (Risdianto et al 2012), ampas tebu (Karp et al 2015), jerami (Hanung et al 2013), daun nanas (Chenthamarakshan et al 2017) dan serbuk gergaji (Gonzales et al 2013), sebagai substrat. Optimalisasi produksi lakase dengan SSF telah dilakukan terhadap ekstrak ragi, pH dan temperatur pada jamur Marasmius (Risdianto et al 2012); CuSO 4 , asam ferulat dan ekstrak ragi pada jamur Pleurotus ostreatus (Karp et al 2015); ukuran partikel, kelembapan awal, konsentrasi Cu 2+ pada jamur pelapuk putih Marasmius sp (Hanung et al 2013); pH, suhu, galaktosa, CuSO 4 , dan konsentrasi inokulum pada Marasmiellus palmivorus LA1 pada substrat daun nanas (Chenthamarakshan et al 2017); dan konsentrasi nitrogen, surfaktan Tween-20 dan karbon pada T. asperellum LBKURCC1 (Rahayu et al 2019). Berdasarkan hal ini, pada makalah ini dilaporkan hasil optimalisasi waktu fermentasi, kadar air dan konsentrasi Cu 2+ dalam bentuk CuSO 4 .7H 2 O pada produksi lakase T. asperellum LBKURCC1 secara SSF menggunakan substrat batang padi sebagai penginduksi lakase.…”

“…Aktivitas lakase pada kondisi optimum dari penelitian ini masih lebih kecil secara signifikan, yaitu sepersepuluh dari aktivitas lakase yang dilaporkan oleh Rahayu et al (2019), menggunakan metode SSF yang sama dan galur fungi filamen yang sama. Pada Rahayu et al (2019) optimasi parameter menunjukkan bahwa penggunaan Tween-20 dari 0,5 hingga 1,5 g/L tidak mempengaruhi produksi lakase, sedangkan konsentrasi nitrogen, dalam bentuk tepung kedelai, dan konsentrasi karbon, dalam bentuk gliserol sangat mempengaruhi produksi lakase. Dalam penelitian ini telah digunakan parameter kadar Tween-20 1 g/L, konsentrasi nitrogen dan konsentrasi karbon optimum yang diperoleh Rahayu et al (2019), tetapi dengan hasil akhir aktivitas lakase yang lebih kecil.…”

“…Pada Rahayu et al (2019) optimasi parameter menunjukkan bahwa penggunaan Tween-20 dari 0,5 hingga 1,5 g/L tidak mempengaruhi produksi lakase, sedangkan konsentrasi nitrogen, dalam bentuk tepung kedelai, dan konsentrasi karbon, dalam bentuk gliserol sangat mempengaruhi produksi lakase. Dalam penelitian ini telah digunakan parameter kadar Tween-20 1 g/L, konsentrasi nitrogen dan konsentrasi karbon optimum yang diperoleh Rahayu et al (2019), tetapi dengan hasil akhir aktivitas lakase yang lebih kecil. Salah satu kemungkinan perbedaan ini disebabkan antara lain sumber batang padi yang berbeda, dengan konsentrasi lignin yang berbeda.…”

“…Salah satu kemungkinan perbedaan ini disebabkan antara lain sumber batang padi yang berbeda, dengan konsentrasi lignin yang berbeda. Penelitian ini menggunakan batang padi yang berasal dari Sumatra Barat, sedangkan Rahayu et al(2019) menggunakan batang padi yang berasal dari sentra pertanian padi di Karawang, Jawa Barat. Sumber batang padi berbeda, berpotensi memiliki kadar lignin berbeda, yang berpengaruh pada induksi produksi lakase, dan juga berpengaruh pada penentuan aktivitas lakase ekstrak kasar enzim.…”