PENGARUH SUHU DAN LAMA PENYIMPANAN TERHADAP KESTABILAN AKTIVITAS XILANASE DIAMOBILISASI DALAM PASIR LAUT

ABSTRAK

Xilanase merupakan jenis enzim hidrolisis spesifik yang penggunaannya sangat luas dalam berbagai industri terutama dalam biokonversi bahan hemiselulosa. Dalam skala industri, xilanase diproduksi dalam jumlah yang besar (scale up) sehingga enzim harus disimpan dalam waktu dan kondisi tertentu untuk menjaga kestabilannya.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan lama penyimpanan terhadap kestabilan enzim xilanase yang diamobilisasi menggunakan matriks pasir laut.

PENDAHULUAN

          Enzim merupakan katalis biologis yang dapat meningkatkan laju reaksi di dalam sel-sel hidup .Xilanase merupakan kelompok enzim ekstraseluler yang memiliki kemampuan menghidrolisis xilan (hemiselulosa) menjadi xilo-oligosakarida dan xilosa . Enzim xilanase dapat dihasilkan oleh sejumlah mikroorganisme yaitu bakteri maupun jamur . Adapun salah satu jenis jamur yang berpotensi menghasilkan enzim xilanase yaitu jamur Trichoderma viride . Kegunaan dari enzim xilanase yang luas terutama untuk biokonversi bahan hemiselulosa, perlu dilakukan amobilisasi untuk meningkatkan efisiensi pemakaian enzim agar dapat dipakai berulang kali. Amobilisasi enzim adalah suatu proses penahanan pergerakan molekul enzim pada tempat tertentu dalam suatu ruang reaksi kimia yang dikatalisisnya sehingga membuat enzim menjadi stabil terhadap pH, suhu, ion logam, lebih tahan serangan protease, dan lebih mudah dipisahkan dari campuran pada akhir reaksi untuk reaksi . Salah satu metode amobilisasi enzim yang sederhana adalah metode adsorpsi yaitu menggunakan adsorben untuk menyerap ataupun menempelkan enzim di permukaannya.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan lama penyimpanan terhadap kestabilan enzim xilanase yang diamobilisasi dalam pasir laut.

 METODA PENELITIAN

Bahan dan Alat

          Bahan penelitian yang digunakan adalah kultur murni Trichoderma viride. Bahan kimia yang digunakan mempunyai kualitas for microbiology antara lain pepton, tepung agar, substrat xilan, kasein dan bahan yang mempunyai kualitas pro analisis yang didapat dari produsen Merck antara lain Na2HPO4, KH2PO4, CaCl2.2H2O, (NH4)2SO4, MgSO4.7H2O, asam dinitrosalisilat (DNS), padatan NaOH, NaKC4O6H4, CuSO4.5H2O, asam asetat glasial (BJ = 1,05 g/cm3), CH3COONa, HCl 37% (BJ = 1,19 g/mL), BaCl2, Na2SO3, fenol, glukosa anhidrat, asam oleat, dextrosa dan akuades.

            Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat alat gelas, ayakan 120-150 mesh, kantong selofan, jarum ose, pengaduk magnet, neraca analitik (Mettler Toledo AL 204), inkubator (Heraeus Type B 5042), pH meter (Inolab WTW), penangas air (Wemmert W 200), oven (Memmert), autoklaf (All, American Model 20X), shaker (Edmund Buhler SM 25 24B), sentrifuge dingin (Juan MR 1889), pemanas listrik (Janke-Kunkel), dan Spektrofotometer UV-Vis (Spectronic Genesys 20).

  Prosedur

 Produksi dan Pemurnian Enzim Xilanase

            Satu tabung subkultur Trichoderma viride yang ditumbuhkan dalam media agar miring
selama 144 jam (pH 5 dan 30 °C) disuspensikan ke dalam 1 mL akuades steril. Suspensi
diambil sebanyak 2 mL, ditanam pada 13 mL media cair steril, dan diinkubasi dengan shaker
kecepatan 100 rpm pada temperatur ruang selama 36 jam. Filtrat merupakan ekstrak kasar xilanase kemudian dimurnikan menggunakan amonium sulfat melalui fraksinasi bertingkat dengantingkat kejenuhan 40-80% dan dilanjutkan dengan dialisis.
Preparasi dan Aktivasi Matriks Pasir Laut

Pasir laut hasil perendaman disaring dengan kertas Whatman  dan dicuci dengan aquades hingga air pencuci netral. Pasir laut hasil aktivasi dikeringkan pada suhu 105 °C hingga berat konstan kemudian dikalsinasi pada suhu 500 °C selama 4 jam.
 Amobilisasi Xilanase dengan Matriks Pasir Laut

Xilanase hasil pemurnian sebanyak 40 mL dicampurkan dengan 15 g pasir laut yang telah diaktivasi. Campuran ini diinkubasi dalam shaker pada suhu ruang dengan kecepatan 100 rpm selama 3 jam. Hasil amobilisasi kemudian disaring dengan kertas Whatman no. 40 389 sehingga dihasilkan filtrat dan endapan. Endapan sebagai xilanase amobil diuji kestabilan aktivitasnya berdasarkan pengaruh suhu dan lama penyimpanan.

Penentuan Kestabilan Aktivitas Xilanase Amobil
Xilanase amobil ditimbang sebanyak 0,1 g dan dipindahkan ke dalam tabung reaksi ukuran 5 mL dan ditutup dengan alumunium foil. Tabung reaksi diinkubasi dengan variasi suhu : 30, 40, 50, 60, dan 70 °C dan pada lama penyimpanan 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 hari. Enzim amobil diuji aktivitasnya dengan cara menambahkan 1 mL substrat xilan 1%, 1 mL buffer asetat 0,2 M pH 5, 1 mL aquades, kemudian diinkubasi pada suhu 60 °C selama 55 menit. Campuran disaring dengan kertas saring Whatman no. 40 dan filtrat yang diperoleh ditambahkan 2 mL reagen DNS, dipanaskan ke dalam penangas air mendidih selama 15 menit, didinginkan dan diencerkan sebanyak 25 mL.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Suhu Dan Lama Penyimpanan terhadap Kestabilan Xilanase Amobi

       

        lPada Gambar 1 menunjukkan aktivitas xilanase amobil pada suhu 40, 50, 60, dan 70 °C naik pada penyimpanan 1 hari dan kemudian turun seiring dengan bertambahnya lama penyimpanan. Sedangkan pada suhu 30 °C aktivitas xilanase amobil semakin menurun dengan bertambahnya lama penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama waktu penyimpanan, aktivitas enzim xilanase amobil akan semakin menurun.

            Penurunan aktivitas enzim xilanase amobil ini kemungkinan disebabkan oleh adanya aktivitas protease yang dihasilkan dan terbawa saat proses fermentasi dan pemurnian enzim xilanase. Protease adalah enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis protein, yaitu memecah protein menjadi bentuk-bentuk yang lebih sederhana. Karena xilanase merupakan protein, maka semakin lama penyimpanan menyebabkan semakin banyaknya protease yang menghidrolisis protein enzim xilanase sehingga aktivitas enzim xilanase amobil yang dihasilkan akan menurun.

 

                       

            Kestabilan enzim xilanase amobil ditentukan dengan cara menghitung persen aktivitas sisa yaitu aktivitas enzim amobil setelah penyimpanan dibagi dengan aktivitas enzim sebelum penyimpanan. Enzim dapat dikatakan stabil apabila aktivitas enzim sisanya lebih dari 50% dari aktivitas awal enzim.

           

           

Dari Gambar 2 terlihat bahwa aktivitas enzim sisa paling tinggi adalah pada penyimpanan suhu 60 °C, stabil hingga hari ke 6 dengan aktivitas sisa sebesar 50,74% (42,01 unit). Sedangkan aktivitas enzim sisa yang paling rendah adalah penyimpanan pada suhu 70 °C. Enzim xilanase yang diamobilkan pada matriks pasir laut umumnya stabil sampai penyimpanan selama 4 hari dengan penyimpanan pada 30, 40, 50, 70 °C berturut-turut adalah 54,88% (45,45 unit); 59,17% (48,99 unit); 61,98% (51,32 unit); dan 52,21% (43,23 unit).

KESIMPULAN

            Lama penyimpanan dan suhu berpengaruh terhadap kestabilan enzim xilanase amobil. Kestabilan tertinggi enzim xilanase amobil dicapai pada suhu 60 °C sampai hari ke-6 dengan aktivitas enzim sisa 50,74%. Pada suhu 30, 40, 50 dan 70 °C enzim xilanase amobil stabil sampai 4 hari dengan aktivitas enzim sisa berturut-turut 54,88; 59,17; 61,98 dan 52,21%.

            DAFTAR PUSTAKA

1. Palmer, T., 1991, Understanding Enzymes, 3rd Edition, Ellis Horwood Limited, Great Britain, pp. 19-21.

2. Poedjiadi, A., dan Supriyanti F. M. T., 2006, Dasar-Dasar Biokimia, UI-Press, Jakarta.

392

3. Richana, N., 2002, Produksi dan Prospek Enzim Xilanase dalam Pengembangan Bioindustri di Indonesia, Buletin AgroBio, No. 1, Vol. 5, pp. 29-36.

4. Wahyudi, P., Suwahyono, U., dan Mulyati, S., 2010, Pertumbuhan Trichoderma harzanium pada Medium yang Mengandung Xilan, Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia, pp. 1-7.

5. Minovska, V.,Winkelhausen E., dan Kuzmanova S., 2005, Lipase Immobilized by Diffferent Terchiques in Various Support Material Applied in Oil Hydrolisis, J. Serb. Chem. Soc., No 4, Vol 70, pp. 609–624.

6. Suklha, S. S., Dorris K. L., Suklha A., dan Margrave J. L., 2003, Adsorpstion of Chromium from Aqueous Solution by Maple Sawdust, Journal Haz Mater., Vol. 12, pp. 1-3.

7. Lesbani, A., 2011, Studi Interaksi Vanadium dan Nikel dengan Pasir Kuarsa, Jurnal Penelitian Sains, No 4(C) 14410, Vol 14, pp. 43-46.

8. Sukmana, M. E., 2013, Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kestabilan Enzim Xilanase dari Trichoderma viride, Skripsi, FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang.

9. Simkovic, M., Anita K., Martina H., dan Ludovit V., 2008, Induction of Secretion of Extracellular Proteases from Trichoderma viride, Acta Chimica Slovaca, No. 1, Vol. 1, pp. 250-264.

10. Suarez, B., Manuel R., Pablo C., Enrique M., dan Antonio L., 2004, Isolation and Characterization of PRA1, a Trypsin-like Protease from the Biocontrol Agent Trichoderma harzanium CECT 2413 Displaying Nematicidal Activity, Appl Microbiol Biotechnol, Vol. 65, pp. 46-55.