ABSTRAK
AMOBILISASI ENZIM α-AMILASE DARI Bacillus subtilis ITBCCB 148 DENGAN MENGGUNAKAN KARBOKSIL METIL SELULOSA (CMC)
Oleh
DEVI SUSANTI
Enzim telah banyak digunakan secara komersil. Namun, Enzim memiliki beberapa kelemahan di antaranya harganya yang mahal, ketersediaan dan sifatnya yang hanya sekali pakai dan tidak stabil sehingga mengakibatkan pemakainnya pada industri sangat terbatas. Untuk mengatasi atau mengurangi kelemahan-kelemahan tersebut maka dikembangkan teknik amobilisasi enzim.
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kestabilan enzim α-amilase dari Bacillus subtilis ITBCCB 148 dengan proses amobilisasi menggunakan CMC sebagai matriks pengamobil. Untuk mencapai tujuan tersebut dilakukan pemurnian enzim yaitu fraksinasi dengan amonium sulfat, dialisis, dan kromatografi kolom penukar ion CM-selulosa. Enzim hasil pemurnian diamobilisasi dengan karboksil metil selulosa (CMC). Pengujian aktivitas α -amilase dilakukan dengan metoda Fuwa dan metoda Mandels, sedangkan pengujian kadar protein dilakukan dengan metoda Lowry.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Enzim α-amilase hasil pemurnian Memiliki aktivitas sebesar 15.720 U/mg, meningkat kemurniannya 14 kali dibandingkan dengan ekstrak kasar enzim dengan perolehan 20%. Enzim ini mempunyai suhu optimum 60°C, harga KM = 2,85 mg mL-1 substrat, dan harga
Vmaks = 71,428 µmol mL-1 menit-1. Uji stabilitas termal pada suhu 60°C selama
60 menit masih memiliki aktivitas sisa 0,95%, t1/2 = 7,875 menit, ki = 0,088 menit -1, dan ΔG
i = 99,95 kJ mol-1.
Enzim hasil amobilisasi mengalami perubahan suhu optimum dari 60 menjadi 65°C. Enzim hasil amobilisasi mempunyai nilai KM = 3,125 mg mL-1
substrat, dan harga Vmaks = 62,5 µmol mL-1 menit-1. Uji stabilitas enzim hasil
amobilisasi pada suhu 60°C selama 60 menit masih memiliki aktivitas sisa 26,6%, t1/2 = 28,875 menit, ki = 0,024 menit-1, dan ΔGi = 103,53 kJ mol-1.Enzim hasil
amobilisasi dapat digunakan hingga 6 kali pemakaian.
Enzim hasil amobilisasi menggunakan karboksil metil selulosa (CMC) mempunyai stabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan enzim hasil pemurnian. Stabilitas enzim hasil amobilisasi meningkat hingga 3,67 kali, penurunan nilai ki, peningkatan waktu paruh dan ΔGi menunjukkan bahwa enzim
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel hidup dan mempunyai fungsi penting sebagai katalisator. Pada saat ini terdapat empat jenis enzim yang diproduksi pada skala tinggi, yaitu protease, glukoamilase, α-amilase, dan glukosa isomerase (Suhartono,1989). Berdasarkan Internasional Union of Bioshemistry, enzim α-amilase termasuk golongan hidrolase. Enzim α-amilase menghidrolisis ikatan α-1,4 glikosidik dan bersifat endoamilase, yaitu enzim yang memecah pati secara acak dari tengah atau bagian dalam molekul. α-amilase mempunyai peran penting dalam bioteknologi, yaitu dalam industri gula cair sebagai katalisator pengubah pati menjadi gula sederhana (Poedjiadi, 1994).
Enzim α-amilase dapat dihasilkan dari beberapa mikroorganisme secara ekstraselluler, misalnya Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamon, Bacillus mecentricus, Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophilus,
( Schelege dan Schmidt,1994). Bacillus subtilis mudah ditumbuhkan pada media sederhana, tidak bersifat patogen, dan dapat tumbuh pada suhu yang sedikit tinggi.
Enzim telah banyak digunakan secara komersil, disebabkan sifatnya sebagai biokatalis yang dapat bekerja secara spesifik dan efisien. Namun menurut Wirawan (1987), enzim memiliki beberapa kelemahan di antaranya harganya yang mahal, ketersediaan dan sifatnya yang hanya sekali pakai sehingga mengakibatkan pemakaianya pada industri sangat terbatas.
Menurut Judoamidjojo dkk., (1989), untuk mengatasi atau mengurangi kelemahan-kelemahan tersebut maka dikembangkan teknik amobilisasi enzim. Enzim yang telah teramobilisasi mempunyai beberapa keuntungan di antaranya mudah diperlakukan, mudah dikontrol aktivitasnya, serta dapat digunakan berulang kali.
Menurut Chibata (1978), metode untuk amobilisasi enzim dapat dikelompokkan dalam tiga kategori, yaitu: (1) Metode penjebakan, (2) Metoda pengikatan (adsorbsi) pada bahan pendukung, dan (3) Metoda ikatan silang.
kemungkinan untuk berubahnya konformasi enzim secara fisik dapat diabaikan. Cara ini mempunyai keuntungan yaitu, dapat membentuk enzim amobil yang lebih banyak dari pada hasil amobilisasi enzim dengan cara lain, karena pada cara ini enzim berada langsung pada permukaan bahan pendukung yang kemungkinan bertemunya enzim dengan substrat lebih besar dan akan terbentuk kompleks enzim-substrat yang lebih banyak pula. Pengikatan pada metoda adsorbsi ini yaitu, dengan cara pengikatan ion dan ikatan kovalen.
Dalam penelitian ini amobilisasi enzim α-amilase dilakukan dengan cara ikatan ion menggunakan bahan pendukung yang mengandung residu penukar ion, baik penukar anion maupun penukar kation. Cara ini memiliki kelebihan yaitu, ikatan yang terbentuk relatif lebih kuat daripada adsorbsi. Bahan pendukung yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah karboksil metil selulosa (CMC).
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Isolasi enzim α-amilase dari Bacillus subtilis ITBCCB 148
2. Melakukan pemurnian enzim α-amilase yang diperoleh dan mengkarakterisasi enzim hasil pemurnian tersebut.
C. Manfaat Penelitian
V. SIMPULAN DAN SARAN
A.Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Ekstrak kasar enzim α-amilase yang diproduksi sebanyak 2L memiliki aktivitas unit sebesar 184 U/mL, kandungan protein 0,166 mg/mL, dan aktivitas spesifik sebesar 1.109 U/mg.
2. Hasil pemurnian enzim α-amilase yang dihasilkan sebanyak 481 mL mempunyai aktivitas unit sebesar 157 U/mL, kandungan protein 0,01 mg/mL, aktivitas spesifik sebesar 15.720 U/mg dan perolehan = 20%. Enzim α-amilase hasil pemurnian mempunyai suhu optimum 60°C, harga
KM = 2,85 mg mL-1 substrat, harga Vmaks = 71,428 µmol mL-1 menit-1, t1/2
= 7,875 menit, ki = 0,088 menit-1, dan ΔGi = 99,95 kJ mol-1.
3. Enzim hasil amobilisasi mengalami perubahan suhu optimum menjadi 65°C. Enzim hasil amobilisasi mempunyai nilai KM = 3,125 mg mL-1
substrat, harga Vmaks = 62,5 µmol mL-1 menit-1, t1/2 = 28,875 menit, ki =
0,024 menit-1, ΔGi = 103,53 kJ mol-1 dan enzim hasil amobilisasi dapat
B. Saran
Dari hasil penelitian yang diperoleh, maka disarankan dilakukan penelitian lebih lanjut tentang optimasi pengikatan enzim α-amilase dengan
