ABSTRAK
STUDI PENGARUH PELARUT ORGANIK ( BENZENA, HEKSANA DAN METANOL) TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PROTEASE DARI
ActinomycetesISOLAT LUMPUR HUTAN BAKAU
Oleh
Rr. ARI KUSUMA NINGSIH
Pada penelitian ini, enzim protease diisolasi dan diproduksi dari Actinomycetes isolat ANL4 2b-3. Produksi enzim ini dilakukan dalam media fermentasi yakni Mineral Salt Medium yang mengandungskim milk2% dan diinkubasi selama 120 jam. Sentrifugasi pada suhu 4ºC dengan laju kecepatan 3500 rpm selama 30 menit menghasilkan ekstrak kasar enzim. Ekstrak kasar enzim dimurnikan dengan fraksinasi menggunakan garam Ammonium sulfat dan didialisis dengan membran selofan. Aktivitas protease di uji dengan menggunakan metode Kunitz dan kadar protein dengan metode Lowry. Hasil pemurnian di modifikasi dengan pelarut benzena, heksana dan metanol. Proses pemurnian enzim meningkatkan aktivitas enzim 0,10 U/mL menjadi 51,6 U/mL pada enzim fraksi Ammonium Sulfat 40-50% dengan tingkat kemurnian 1029,74 kali. Hasil penelitian dengan modifikasi dengan pelarut organik menyebabkan perubahan konformasi struktur dari enzim protease. Hal ini terbukti dari hasil pengujian lama waktu inkubasi, variasi suhu dan pH. Pada uji ketahanan lama inkubasi, semua sampel campuran enzim-pelarut menunjukan kondisi optimum yang sama yaitu pada lama waktu inkubasi 30 menit. Sedang uji variasi pH, optimum pada pH yang sama yaitu pada pH 7.5. Untuk uji ketahan panas, sampel dengan penambahan heksana mampu mempertahankan aktivitas dan stabil hingga suhu 50oC, sedangkan dengan penambahan metanol dan benzena mengalami penurunan suhu optimum. Dari ketiga pelarut yang digunakan (heksana, benzena dan metanol), heksana merupakan pelarut yang paling tepat untuk modifikasi kimia enzim protease mengingat heksana merupakan pelarut hidrofobik dengan nilai log P sebesar 3,5 mampu mempertahankan aktivitas dan kestabilan termal enzim protease.
ABSTRACT
STUDY OF THE INFLUENCE OF ORGANIC SOLVENT (BENZENE, HEXANE, AND METHANOL) TOWARDS PR
Actinomycetes
By
Rr. ARI KUSUMA NINGSIH
Protease used in this research was isolated and produced from Actinomycetes isolate ANL4 2b-3
mineral salt medium with 2%
Centrifugation at 4oC with speed rate 3500 rpm for 30 minutes yielded crude enzyme. The crude enzyme was then purified by fractination using Ammonium sulphate and dialysed using selovan membran
de. Purification process resulted in enzyme which was 1029,74 purer than the crude activity was 0,10 U/mL, while purified enzyme had 51,6 U/mL activity. Modification of the organic solvent caused the conformation structure of protease enzyme changed. This can be seen from the result of incubation time, temperature, and pH variation experiment. Resistancy test of samples towards incubation time showed that all of the enzyme-solvent samples had the same optimum condition which was 30 minutes. pH variation test also resulted the same optimum condition for all samples which was 7,5. Different result exhibited from temperature variation test
to 50o
ed (hexane, benzene, and methanol),
because hexane is hydrophobic solvent with log P value of 3,5 that can maintain the activity and thermal stability of protease.
53
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Uji penambahan pelarut organik ( heksana, benzena dan metanol) pada
enzim protease mempengaruhi keadaan optimum dari enzim dilihat dari
lamanya waktu inkubasi optimum, suhu optimum dan pH optimum pada
masing-masing campuran enzim dengan pelarut organik. Adanya
penambahan pelarut organik tersebut mampu mempertahankan aktivitas
optimumnya pada lama waktu 30 menit dan pH optimum pada 7,5.
Sedangkan pengaruh suhu terhadap penambahan pelarut organik memiliki
efek yang berbeda-beda. Pelarut yang mampu meningkatkan aktivitas dan
stabil pada suhu optimum yaitu 50oC adalah heksana dibandingkan dengan
kontrol dan campuran enzim lainnya.
2. Uji pengaruh penambahan pelarut organik terhadap variasi konsentrasi
substrat kasein menunjukan adanya peningkatan aktivitas enzim dengan
dan tanpa penambahan pelarut organik. Harga Km menunjukan
konsentrasi substrat yang dihidrolisis dengan kecepatan maksimal
54
reaksi yang paling besar dibandingkan dengan penambahan pelarut
organik heksana,benzena dan metanol.
B. Saran
Disarankan untuk melakukan pemurnian lebih lanjut yaitu dengan kromatografi
kolom untuk mendapatkan enzim yang murni dengan aktivitas yang tinggi dan
dilakukan uji dengan modifikasi pelarut dengan variasi pH,suhu dan variasi
substrat yang lebih tinggi dan variatif untuk mengetahui stabilitas termal protease
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Dewasa ini industri enzim telah berkembang pesat dan menempati posisi penting dalam bidang industri. Kesadaran masyarakat terhadap masalah lingkungan yang semakin tinggi serta adanya tekanan dari para ahli dan pecinta lingkungan
menjadikan teknologi enzim sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan berbagai proses kimiawi dalam bidang industri (Falch, 1991). Enzim merupakan katalisator pilihan yang diharapkan dapat mengurangi dampak pencemaran dan pemborosan energi (Aunstrupet al., 1979). Salah satu enzim yang banyak digunakan dibidang industri baik industri pangan maupun industri non pangan adalah protease. Protease banyak digunakan sebagai biokatalisator industri di antaranya ialah industri deterjen, kulit, tekstil, makanan, hidrolisat protein, pengolahan susu, farmasi dan limbah (Moon dan Paulekar, 1993).
Dalam bidang industri, enzim banyak digunakan sebagai biokatalisator karena memiliki banyak sekali keunggulan. Diantaranya adalah reaksinya tidak membutuhkan energi tinggi, bersifat spesifik, tidak beracun (Aunstrupet al., 1979) dan kemampuannya dalam mengkatalis reaksi 108sampai 1011kali lebih
2
misalnya kurang stabilnya enzim pada suhu yang ekstrim dan lingkungan pelarut organik (Suhartono, 1989).
Kestabilan enzim sangat dipengaruhi oleh struktur atau konformasi dari enzim itu sendiri. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kestabilan enzim adalah pH, suhu, pelarut, surfaktan, kofaktor ion logam dan reaksi oksidatif. Adanya
gangguan pada sruktur enzim akan mempengaruhi aktivitas dan kestabilan enzim. Sedangkan di bidang industri dibutuhkan katalis yang mampu stabil dalam reaksi dengan menggunakan suhu tinggi dan lingkungan pelarut organik. Pada suhu tinggi, enzim akan mengalami denaturasi yang membuat enzim menjadi inaktif. Sedangkan penggunaan suhu tinggi sangat diperlukan untuk meningkatan laju reaksi dan mengurangimasalah-masalahviskositas (Ahern dan Klibanov, 1987 dalam Junita, 2002). Untuk itu perlu dikembangkan lebih lanjut mengenai suatu tekhnologi yang dapat mengawetkan dan menjadikan enzim lebih stabil sehinggga proses proses enzimatis dapat dilakukan secara lebih ekonomis dan mempunyai daya saing yang lebih tinggi. Salah satu cara untuk meningkatkan kestabilan enzim adalah dengan modifikasi kimia pada struktur enzim. Menurut Kriegeret al., (2004), pelarut dapat menyebabkan modifikasi di dalam konformasi enzim, merubah efisiensi katalitik dan spesifitas.
Enzim protease dapat diproduksi dari berbagai mikroorganisme, diantaranya
adalahActinomycetes(Alina. A, 2003). Actinomycetesadalah suatu kelompok
mikroorganisme yang morfologinya merupakan bentuk peralihan antara bakteri
dan jamur. Actinomycetes
3
enzim protease didapatkan dari isolasi lumpur hutan bakau yang berada di Pantai
Ringgung Teluk Lampung yang diambil pada kedalaman 2 cm. Berdasarkan
hasil penelitian pendahuluan yang telah dilakukan oleh Andini (2010), bakteri ini
telah diuji kemampuan proteolitiknya pada mediaMineral Salt Mediumpada suhu
37 ºC, pH 7 dan waktu inkubasi 120 jam. Enzim protease dari bakteri ini juga
berhasil diisolasi dan mempunyai aktivitas optimum pada kondisi suhu 50 ºC, pH
7 dan waktu inkubasi 60 menit. Namun sampai saat ini belum dipelajari
mengenai pengaruh pelarut organik terhadap aktivitas proteolitik dari enzim
protease tersebut.
Berdasarkan uraian diatas maka dalam penelitian ini akan dipelajari pengaruh
penambahan pelarut organik terhadap aktivitas proteolitik enzim protease dari
Actinomycetesisolat lumpur hutan bakau. Pelarut organik yang digunakan yaitu
benzena, heksana dan metanol dengan nilai log P masing-masing adalah heksana
3,5, benzena 2,2 dan metanol -0,77. Nilai log P merupakan salah satu parameter
untuk menentukan hidrofobisitas pelarut. Pelarut tersebut diharapkan mampu
meningkatkan kestabilan konformasi dari enzim protease dengan adanya interaksi
hidrofobik yang terbentuk didalam struktur enzim sehingga dapat meningkatkan
keterikatan substrat dan proses katalitiknya.
B. Tujuan
4
1. Mempelajari pengaruh pelarut organik (benzena, heksana dan metanol)
terhadap aktifitas enzim protease dari Actinomycetesisolat lumpur hutan
bakau.
2. Mengetahui kemampuan dari pelarut organik (benzena, heksana dan metanol)
dalam meningkatkan aktifitas enzim protease dariActinomycetesisolat lumpur
hutan bakau.
C. Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi mengenai
pengaruh pelarut organik dan jenis pelarut organik yang dapat meningkatkan
aktivitas proteolitik enzim protease dariActinomycetesisolat lumpur hutan bakau
sehingga dapat meningkatkan pemanfaatannya dalam bidang industri, penelitian,
