Produksi xilooligozakarida dari xilan tongkol jagung dengan menggunakan xilanase streptomyces sp asal Indonesia

PRODUKSI XILOOLIGOSAKARIDA DARI XILAN
TONGKOL JAGUNG DENGAN MENGGUNAKAN XILANASE
Streptomyces sp. ASAL INDONESIA

Oleh:
Aprilia Naomi
G 34102052

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

ABSTRAK
APRILIA NAOMI. Produksi Xilooligosakarida dari Xilan Tongkol Jagung dengan
Menggunakan Xilanase Streptomyces sp. asal Indonesia. Dibimbing oleh ANJA
MERYANDINI dan TITI C. SUNARTI.
Produksi xilanase dari tiga isolat asli Indonesia dapat diinduksi dengan xilan
tongkol jagung. Streptomyces sp. yang digunakan ialah isolat 234P-16, isolat SKK1-8,
dan isolat 45I-3. Aktivitas xilanase isolat SKK1-8 dan isolat 45I-3 dengan menggunakan

media dari xilan tongkol jagung lebih tinggi dibandingkan dengan media dari xilan
oatspelt pada konsentrasi xilan yang sama. Aktivitas xilanase ketiga isolat lebih tinggi
pada substrat xilan tongkol jagung pada konsentrasi substrat 1% dibandingkan pada
konsentrasi 0.5% dan 1.5%. Xilanase yang dihasilkan oleh Streptomyces sp. digunakan
untuk menghidrolisis xilan sehingga menghasilkan xilooligosakarida. Hasil hidrolisis
xilan oleh xilanase dapat diperlihatkan dengan pembentukan gula sederhana, perubahan
derajat polimerasi (DP), dan analisis dengan Thin Layer Chromatography (TLC). Produk
hidrolisis xilan berupa xilooligosakarida rantai panjang dihasilkan oleh isolat 234P-16
dengan DP yang berkisar antara 83.13 hingga 20.24 pada media xilan dari oatspelt dan
xilan dari tongkol jagung manis. Isolat SKK1-8 mampu menghidrolisis xilan menjadi
xilooligosakarida rantai pendek dengan DP yang berkisar antara 12.01 hingga 2.12,
sedangkan isolat 45I-3 antara 5.75 hingga 2.12 pada media xilan dari oatspelt dan xilan
dari tongkol jagung. Analisis produk hidrolisis xilan secara kualitatif dengan metode
TLC, menunjukkan bahwa produk hidrolisis mengandung beragam xilooligosakarida.

ABSTRACT
APRILIA NAOMI. Production of Xilooligosaccharide from Corncob Xylan Using
Xilanase from Indonesian Streptomyces sp. Under the direction of ANJA MERYANDINI
and TITI C. SUNARTI.
Production of xylanase from three local isolates could be induced with xylan

from corncob. The strains of Streptomyces sp. which used in this research are 234P-16
strain, SKK1-8 strain, and 45I-3 strain. Xylanases from strain SKK1-8 and strain 45I-3
showed the higher activity with corncob xylan than oatspelt xylan. The highest xylanase
activities for three strains produced from corncob xylan substrate with 1% concentration
than 0.5% and 1.5%. Xylanase which produced by Streptomyces sp. is used for
hydrolyzing xylan to produce xylooligosaccharide. The product of xylanase hydrolysis
could be determined by reducing analysis sugar determination, changing of carbohydrate
degree of polymerization (DP), and by Thin Layer Chromatography (TLC). Xylan
hydrolysis product from 234P-16 xylanase was long chain xilooligosaccharide on oatspelt
xylan and corncob xylan with DP ranging from 83.13 to 20.24. Xylan hydrolysis product
SKK1-8 xylanases was short chain xilooligosaccharide with DP ranging from 12.01 to
2.12, and from 45I-3 DP ranging from 5.75 to 2.12 on oatspelt xylan and corncob xylan.
The TLC chromatogram showed that hydrolysis product contains various
xylooligosaccharides.

PRODUKSI XILOOLIGOSAKARIDA DARI XILAN
TONGKOL JAGUNG DENGAN MENGGUNAKAN XILANASE
Streptomyces sp. ASAL INDONESIA

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Oleh:
Aprilia Naomi
G 34102052

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

Judul : PRODUKSI XILOOLIGOSAKARIDA DARI XILAN TONGKOL
JAGUNG DENGAN MENGGUNAKAN XILANASE Streptomyces sp.
ASAL INDONESIA
Nama : Aprilia Naomi
NIM

: G34102052

Menyetujui:
Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Anja Meryandini, MS
NIP. 131663016

Dr. Ir. Titi C. Sunarti, M.Si.
NIP. 131956683

Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131473999

Tanggal lulus:

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa Yang Maha Pengasih karena atas
segala karunia dan penyertaan-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan
karya ilmiah ini. Tema yang dipilih dalam penelitian ini ialah tentang enzim mikrob,
dengan judul Produksi Xilooligosakarida dari Xilan Tongkol Jagung dengan
Menggunakan Xilanase Streptomyces sp. asal Indonesia.
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan November 2005 hingga Juni 2006
bertempat di Laboratorium Pengawasan Mutu, Teknologi Kimia, Bioindustri Departemen
Teknologi Industri Pertanian FATETA IPB serta Laboratorium Mikrobiologi Departemen
Biologi FMIPA IPB.
Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang mendalam kepada Ibu Dr.
Anja Meryandini, MS. selaku pembimbing I, Ibu Dr. Ir. Titi C. Sunarti, M.Si. selaku
pembimbing II serta Ibu Dr. Ir. Lisdar A. Manaf selaku perwakilan komisi pendidikan
dan penguji kelayakan skripsi atas bimbingan, saran, dan masukannya yang sangat
berharga kepada penulis. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada ibu Dr. Ir.
Yulin Lestari yang telah mengizinkan pemakaian ketiga isolat Streptomyces pada
penelitian ini.
Penghargaan tak ternilai penulis sampaikan kepada papa dan mama tercinta, adikadik, serta seluruh keluarga, atas segala dukungan, doa dan kasih sayangnya. Ucapan

terima kasih juga penulis sampaikan kepada Mbak Heni, Pak Jaka, Pak Endang, dan Bu
Kokoy selaku teknisi Laboratorium Mikrobiologi; Pak Sugi, Pak Edi, Pak Gun, Bu Ega,
Bu Sri selaku teknisi laboratorium Teknologi Industri Pertanian FATETA IPB; temanteman seperjuanganku Fery Mutia, Sita, Hendro, Fredy, Dewi, Vitria, Desi, Tika T, Ary,
Mia, Nirli, Dila, Tika W, Batara, Achi, Mbak Wulan, Bu It, Mas Oji, Mas Prima, Bu
Nunuk, Mbak Elsi, seluruh rekan-rekan Biologi angkatan 39 serta semua pihak yang telah
membantu dalam penelitian ini, terima kasih atas persahabatan dan kerjasamanya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak untuk kemajuan ilmu
pengetahuan.

Bogor, Oktober 2006

Aprilia Naomi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 11 April 1984. Penulis merupakan putri
pertama dari tiga bersaudara dari Bapak Pandapotan Napitupulu, SH dan Ibu Roulina
Mamora, B.Sc. Tahun 2002 penulis lulus dari SMU Regina Pacis Bogor dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis
memilih jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten dosen

untuk praktikum mata ajaran Biologi Dasar (tahun ajaran 2003/2004), Mikrobiologi
Dasar (tahun ajaran 2003/2004 dan 2004/2005), Genetika Dasar (tahun ajaran
2005/2006), Asisten Luar Biasa Fisiologi Mikrob (tahun ajaran 2004/2005 dan
2005/2006)), dan mata ajaran Biologi Alga dan Bryophyta (tahun ajaran 2005/2006).
Penulis melaksanakan praktik lapang pada bulan Juli-Agustus 2005 di Rumah Sakit
Karya Bhakti Bogor dengan judul Peran Laboratorium Klinik dalam Menunjang
Diagnosis Diabetes Melitus untuk Terapi Insulin. Sampai saat ini penulis juga menjadi
anggota Perhimpunan Mikrobiologi Indonesia (PERMI). Penulis juga menjadi staf
pengajar mata ajaran matematika dan kimia di bimbingan belajar Sentral Edukatif Bogor.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL………………………………………………………………………………… vi
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………………... …….. vi
DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………………………………… vi
PENDAHULUAN
Latar Belakang………………………………………………………………………….... 1
Tujuan…………………………………………………………………………………..... 2
Waktu dan Tempat………………………………………………………………….......... . 2
BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat…………………….…………...………………………………………… 2
Metode…………………………………………………………………………………… 2
Penyiapan Bahan…………………………................................................................. 2
Ekstraksi Xilan………………………………………………………………………. 2
Peremajaan Isolat dan Penyiapan Inokulum…………………………………………. 2
Penentuan Waktu Produksi Optimum dan Aktivitas Xilanase Harian………............. 2
Pengaruh Konsentrasi Xilan Tongkol Jagung terhadap Aktivitas Xilanase................. 3
Hidrolisis Xilan menggunakan Xilanase……………………………………………… 3
Analisis Produk Hidrolisis Xilanase dengan Thin Layer Chromatography.……...….. 3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil……………………………………………………………………………………….. 3
Komposisi Kimia Tongkol Jagung ……..……………………………......................... 3
Ekstraksi Xilan……………………………………………………………………….. 3
Penentuan Waktu Optimum Produksi dan Aktivitas Xilanase Harian………………. 3
Pengaruh Konsentrasi Xilan Tongkol Jagung terhadap Aktivitas Xilanase.................. 4
Perubahan Derajat Polimerasi (DP) pada Produk Hasil Hidrolisis Xilanase…………. 5
Analisis Produk Hidrolisis Xilan dengan Thin Layer Chromatography……………... 6
Pembahasan………………………………………………………………………………... 6
SIMPULAN………………………………………………………………………………………. 8
SARAN.………………………………… ………………………………….................................. 9

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….................................. 9
LAMPIRAN………………………………………………………………………………………11

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Perubahan derajat polimerasi pada produk hasil hidrolisis xilanase isolat 234P-16................... 5
2 Perubahan derajat polimerasi pada produk hasil hidrolisis xilanase isolat SKK1-8................... 5
3 Perubahan derajat polimerasi pada produk hasil hidrolisis xilanase isolat 45I-3….................... 6

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Kurva aktivitas xilanase ketiga isolat dari media produksi xilan oatspelt yang diuji pada
pH dan suhu optimum masing-masing enzim dengan substrat 0.5% xilan oatspelt.................... 4
2 Perbandingan aktivitas xilanase ketiga isolat pada konsentrasi 0.5% substrat xilan yang
berbeda......................................................................................................................................... 4
3 Pengaruh konsentrasi xilan tongkol jagung terhadap aktivitas xilanase isolat 234P-16.........…. 4
4 Pengaruh konsentrasi xilan tongkol jagung terhadap aktivitas xilanase isolat SKK1-8.............. 4
5 Pengaruh konsentrasi xilan tongkol jagung terhadap aktivitas xilanase isolat 45I-3…............... 4

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1 Komposisi media agar-agar xilan dan media produksi xilanase (Ruiz-arribas et al. 1995)…..... 12
2 Prosedur karakterisasi bahan baku..………………………………………………………......... 12
3 Penentuan gula pereduksi metode DNS (Miller 1959)…………………............…………….... 14
4 Penentuan aktivitas xilanase ......................…………………………......................................... 14
5 Prosedur analisis total gula metode Fenol-H2SO4 (Apriyantono et al. 1989)…………………. 14
6 Aktivitas xilanase harian isolat 234P-16..................................................................................... 15
7 Aktivitas xilanase harian isolat SKK1-8……………………………………………………..... 15
8 Aktivitas xilanase harian isolat 45I-3…..................................................................................... 15
9 Hasil TLC sampel hidrolisis isolat 234P-16………………………….……………………….. 16
10 Hasil TLC sampel hidrolisis isolat SKK1-8………………………….……………………….. 17
11 Hasil TLC sampel hidrolisis isolat 45I-3………………………….………………………..

18

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tongkol jagung merupakan salah satu

limbah padat yang dihasilkan industri
pengolahan jagung. Limbah tersebut banyak
mengandung
bahan
berlignoselulosa
(berserat) yang memiliki potensi besar
sebagai bahan baku industri (Widyani 2002).
Bahan
berlignoselulosa
terdiri
atas
hemiselulosa, selulosa, dan lignin. Tongkol
jagung mengandung 40% selulosa, 36%
hemiselulosa, dan 16% lignin (Irawadi
1999). Penggunaan mikrob pada limbah
berlignoselulosa dapat memicu disintesisnya
enzim
ekstraselular
yang
mampu
mendegradasi
bahan
berlignoselulosa
menjadi fraksi penyusunnya (Richana et al.
2000).
Hemiselulosa terdiri atas xilan,
mannan, galaktan, dan arabinan (Beg et al.
2001). Hemiselulosa dapat larut dalam
larutan alkali tetapi tidak larut dalam larutan
asam.
Xilan
merupakan
komponen
hemiselulosa terbesar penyusun dinding sel
tanaman (Kulkarni et al. 1999). Xilan
terdapat dihampir semua tumbuhan tahunan
baik itu kayu keras maupun kayu lunak.
Kayu keras mengandung 20-25% xilan
sedangkan kayu lunak mengandung 7-12%
xilan (Wang et al. 2003). Limbah-limbah
pertanian seperti tongkol jagung, jerami
padi, ampas tebu, dedak gandum, dan biji
kapas juga banyak mengandung xilan
(Richana et al. 2000). Kandungan xilan
dalam tongkol jagung mencapai 40 g/100 g
tongkol (Yang et al. 2005). Xilan
merupakan komponen tertinggi pada tongkol
jagung dibandingkan xilan pada limbah hasil
pertanian lainnya (Agustina 2002).
Rantai utama xilan yaitu gugus xilosil
-1,4 D-xilopiranosida dengan jumlah
monomer 150 hingga 200 unit. Rantai
samping xilan berupa gugus asetil,
arabinosil, dan glukorosil (Saha 2003).
Xilanase
merupakan
enzim
ekstraselular yang berperan dalam hidrolisis
xilan. Xilanase disekresikan dalam media
yang mengandung xilan murni atau residu
xilan. Induksi xilanase dapat dipicu oleh
komponen lignoselulosa seperti gandum,
gabah, dan tongkol jagung (Beg et al. 2001).
Sistem enzim xilanolitik terdiri atas
-1,4-endoxilanase,
-xilosidase,
-Larabinofuranosidase, -glukoronidase, asetil
xilan esterase, dan asam fenolat esterase
(Beg et al. 2001).
Xilanase dapat
diklasifikasikan berdasarkan substrat yang

dihidrolisis, yaitu -xilosidase, eksoxilanase,
dan endoxilanase. -xilosidase memiliki
kemampuan menghidrolisis xilooligosakarida
rantai pendek menjadi xilosa. Eksoxilanase
mampu memutus rantai polimer xilosa
(xilan) pada ujung reduksi, menghasilkan
xilosa sebagai produk utama dan sejumlah
xilooligosakarida
rantai
pendek.
Endoxilanase mampu memutus ikatan -1,4
pada bagian dalam rantai xilan secara teratur
(Richana 2002). Xilanase dihasilkan oleh
berbagai mikrob seperti cendawan dan
bakteri (Beg et al. 2001). Salah satu bakteri
penghasil xilanase yang potensial yaitu
Streptomyces (Ruiz-arribas et al. 1995) dari
kelompok Aktinomiset (Rahman et al.
2003).
Aplikasi
xilanase
semakin
berkembang dalam bidang industri. Pada
industri pulp dan kertas, xilanase digunakan
untuk mengurangi penggunaan bahan kimia
pemutih kertas (Ruiz-arribas et al. 1995).
Pada industri makanan, kombinasi xilanase
dengan selulase dan pektinase digunakan
untuk menjernihkan jus (Beg et al. 2001).
Xilanase
juga
digunakan
untuk
menghidrolisis xilan menjadi gula xilosa
yang banyak digunakan penderita diabetes
(Kulkarni et al. 1999) dan xilooligosakarida
sebagai dietary fiber (Yoon et al. 2005).
Xilooligosakarida adalah oligomeroligomer gula dari unit xilosa dengan derajat
polimerisasi 2 hingga 20 (Vazquez et al.
2001). Produksi xilooligosakarida dari xilan
biasanya dilakukan dengan hidrolisis secara
enzimatik (Yang et al. 2005). Produk
hidrolisis
xilan
ini
telah
banyak
dikembangkan sebagai zat pemanis atau zat
aditif pada makanan (Chen et al. 1997),
sebagai komponen-komponen prebiotik
(Vazquez et al. 2001, Yang et al. 2004),
penstimulasi metabolisme Bifidobacteria
sebagai flora normal sistem pencernaan
manusia (Yang et al. 2005), dan dietary
fiber (Vazquez et al. 2001).
Streptomyces yang digunakan dalam
penelitian ini merupakan mikrob aerob yang
diisolasi dari tanah dan merupakan bakteri
penghasil xilanase. Masing-masing isolat
yang dimaksud meliputi 234P-16 asal
Padang, SKK1-8 asal Sukabumi, dan 45I-3
asal Kalimantan. Ketiga isolat ini telah
dikarakterisasi menghasilkan xilanase asam.
Xilanase isolat 234P-16 dan 45I-3 memiliki
pH optimum 5, sedangkan xilanase isolat
SKK1-8 memiliki pH optimum 6. Suhu
optimum xilanase isolat SKK1-8 dan 45I-3

2

adalah 50 0C, sedangkan xilanase isolat
234P-16 adalah 90 0C (Hendarwin 2005).
Tujuan
Penelitian ini bertujuan memproduksi
xilooligosakarida dari xilan tongkol jagung
varietas Hawaii menggunakan xilanase
Streptomyces sp. asal Indonesia yaitu isolat,
234P-16, SKK1-8, dan 45I-3.
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan mulai
bulan November 2005 sampai dengan Juni
2006 di Laboratorium Pengawasan Mutu,
Laboratorium
Teknologi
Kimia,
Laboratorium
Bioindustri
Departemen
Teknologi Industri Pertanian FATETA IPB,
serta
Laboratorium
Mikrobiologi
Departemen Biologi FMIPA IPB.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan ialah tongkol
jagung manis varietas Hawaii, tiga isolat
Streptomyces sp. (234P-16 asal Padang,
SKK1-8 asal Sukabumi, dan 451-3 asal
Kalimantan yang merupakan koleksi isolat
Dr. Ir. Yulin Lestari). Bahan kimia yang
digunakan yaitu larutan NaOCl 1%, NaOH
15%, HCl 95%, etanol 95%, media
pertumbuhan bakteri, media produksi
xilanase (Lampiran 1), dan pelarut serta
bahan
visualisasi
Thin
Layer
Chromatography.
Alat-alat yang digunakan berupa
hammer mill dengan saringan 40 mesh,
oven, inkubator bergoyang (Eberbach,
USA),
sentrifuse
(Jouan,
Perancis),
spektrofotometer (Spectronic 20, USA),
Thin Layer Chromatography silika gel (plate
60 F254 (Merck, Darmstadt, Germany), dan
peralatan laboratorium lainnya.
Metode
Penyiapan Bahan
Tongkol jagung dipotong kecil hingga
berukuran 2 x 2 cm dan dikeringkan di
bawah sinar matahari selama tujuh hari.
Selanjutnya tongkol jagung tersebut digiling
hingga menjadi tepung berukuran 40 mesh
dan dilakukan analisis komposisi kimia yang
meliputi kadar air, abu, protein, lemak, serta
komponen serat kasar (lignin, selulosa, dan
hemiselulosa) (Lampiran 2).
Ekstraksi Xilan
Tepung tongkol jagung direndam
dalam larutan NaOCl 1% selama 5 jam pada
suhu ruang, kemudian tepung tongkol

jagung dibilas dengan akuades dan disaring
untuk diambil bagian padatannya, yaitu
tongkol jagung yang terdelignifikasi, yang
kemudian dikeringkan dalam oven pada
suhu 50 0C selama 48 jam. Selanjutnya
dianalisis komposisi kimia yang meliputi
kadar air, kadar lignin, dan bobot kering
hemiselulosa-selulosa.
Padatan yang diperoleh dari proses
delignifikasi direndam dalam larutan NaOH
15% selama 24 jam pada suhu ruang,
kemudian disaring. Filtrat yang mengandung
xilan diukur pH-nya lalu diasamkan dengan
menggunakan HCl hingga pH 4.5-5.0
kemudian disentrifugasi selama 30 menit
dengan kecepatan 4000 rpm pada suhu 4 0C.
Endapan
yang
mengandung
xilan
diendapkan dengan penambahan etanol 95%
kemudian disentrifugasi selama 30 menit
dengan kecepatan 4000 rpm pada suhu 4 0C
untuk memperoleh xilan.
Selanjutnya dilakukan pemurnian
dengan purifikasi. Xilan dibilas dengan
akuades kemudian disentrifugasi kembali
dengan kecepatan 6000 rpm pada suhu 4 0C
selama 30 menit. Endapan yang diperoleh
dilarutkan dalam NaOH 4% kemudian
disentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm
pada suhu 4 0C selama 30 menit. Filtrat
diasamkan kembali dengan HCl 6 N hingga
pH 4.5-5.0 kemudian disentrifugasi dengan
kecepatan 4000 rpm pada suhu 4 0C selama
30 menit untuk memperoleh endapan yang
merupakan xilan murni. Xilan kemudian
dikeringkan dan diayak hingga berukuran 80
mesh.
Peremajaan Isolat dan Penyiapan
Inokulum
Ketiga isolat Streptomyces sp.
diremajakan dalam media agar-agar xilan
oatspelt (Lampiran 1) selama 5 hari pada
suhu ruang hingga siap digunakan sebagai
inokulum.
Penentuan Waktu Produksi Optimum
dan Aktivitas Xilanase Harian
Sebanyak dua inokulum Streptomyces
dengan diameter masing-masing 1 cm yang
diambil dengan menggunakan cockborer
diinokulasikan ke dalam media produksi
(Lampiran 1) pada Erlenmeyer 500 ml,
diinkubasi dengan agitasi 140 rpm selama
10-12 hari pada suhu ruang.
Ekstrak kasar xilanase diperoleh
setiap hari dengan cara mensentrifugasi
kultur pada kecepatan 14000 rpm selama 5
menit. Supernatan (ekstrak kasar enzim)

3

diukur aktivitasnya pada pH dan suhu
optimum masing-masing enzim ketiga isolat
(Hendarwin 2005) sehingga didapatkan
waktu produksi enzim optimum.
Aktivitas xilanase diukur sebagai
pembentukan gula pereduksi (Lampiran 3)
dengan
menggunakan
metode
DNS
berdasarkan Miller (1959) dengan standar
xilosa 0.15-0.75 mg/ml (Lampiran 4). Satu
unit aktivitas xilanase didefinisikan sebagai
jumlah enzim yang menghasilkan 1 µmol
xilosa dalam waktu 1 menit.
Pengaruh Konsentrasi Xilan Tongkol
Jagung terhadap Aktivitas Xilanase
Sebanyak dua inokulum isolat dengan
diameter masing-masing 1 cm yang diambil
dengan
menggunakan
cockborer
diinokulasikan ke dalam 100 ml media
produksi xilan tongkol jagung masingmasing dengan konsentrasi 0.5%, 1.0%,
1.5% xilan tongkol jagung dalam
Erlenmeyer 500 ml, diinkubasi dengan
agitasi 140 rpm selama 10-12 hari pada suhu
ruang.
Pengukuran aktivitas xilanase
dilakukan pada kondisi pH dan suhu
optimum dengan substrat xilan oatspelt.
Hidrolisis Xilan menggunakan Xilanase
Xilan oatspelt dan xilan tongkol
jagung dihidrolisis dengan xilanase ekstrak
kasar dari masing-masing isolat. Xilanase
ekstrak kasar ini diperoleh dari isolat yang
ditumbuhkan pada media produksi xilan
oatspelt dan xilan tongkol jagung hingga
hari produksi optimum xilanase. Inkubasi
dilakukan pada pH dan suhu optimum.
Sebanyak 1 ml sampel hasil hidrolisis
xilanase tiap jam selama 5 jam dari substrat
0.5% xilan oatspelt, 0.5% xilan tongkol
jagung, 1% xilan tongkol jagung, dan 1.5%
xilan tongkol jagung diambil dan diamati
peningkatan gula pereduksi dengan metode
DNS (Miller 1959), sedangkan kandungan
total gula diukur dengan metode fenol asam
sulfat
(Apriyantono
et
al.
1989)
menggunakan xilosa sebagai standar
(Lampiran 5). Derajat polimerasi dihitung
berdasarkan perbandingan antara total gula
dengan gula pereduksi yang dihasilkan.
Analisis Produk Hidrolisis Xilanase
dengan Thin Layer Chromatography
(TLC)
Sebanyak 2 µl sampel hasil hidrolisis
diteteskan di atas lempeng TLC, kemudian
dicelupkan dalam larutan etil asetat dan 65%
isopropanol (2 :8 v/v) sebagai pelarut (Stahl

1969). Visualisasi spot dilakukan dengan
menggunakan
larutan yang terdiri atas
0.5 ml anisaldehida, 5 ml H2SO4, dan 90 ml
etanol 95% (Stahl 1969). Sebagai standar
digunakan xilosa, arabinosa, manosa, dan
glukosa.
HASIL
Komposisi Kimia Tongkol Jagung
Dari hasil analisis yang telah
dilakukan, tongkol jagung varietas Hawaii
mengandung 7.04% air (b.b), 1.67% abu
(b.k), 1.82% protein (b.k), 4.68% lemak
(b.k), 40.65% serat kasar (b.k), dan 44.14%
karbohidrat (by difference) (b.k). Komposisi
serat tongkol jagung sebelum delignifikasi
yaitu lignin sebesar 16.14% (b.k), selulosa
60.04% (b.k), dan hemiselulosa 18.11%
(b.k)
Ekstraksi Xilan
Perolehan tepung tongkol jagung
setelah delignifikasi yaitu sebesar 81%
dengan kadar lignin sebesar 15.2% (b.k),
selulosa 41.88% (b.k), dan hemiselulosa
30.18% (b.k). Secara fisik, perubahan warna
terlihat. Mula-mula dengan penambahan
larutan NaOCl 1% tepung berwarna kuning.
Semakin lama perendaman, warna kuning
menjadi semakin tua hingga akhirnya
menjadi coklat muda.
Selama proses ekstraksi dalam larutan
NaOH 15%
selama 24 jam, tepung
berwarna coklat tua kehitaman.
Filtrat
NaOH yang mengandung ekstrak xilan
setelah diasamkan dengan HCl hingga pH
4.5-5 menghasilkan cairan kental berwarna
coklat susu. Selama pengeringan, xilan
basah yang semula berwarna coklat susu
semakin lama semakin tua warnanya.
Endapan xilan yang diperoleh berwarna
kuning agak kecoklatan. Setelah dihaluskan,
tepung xilan menjadi berwarna putih
kekuningan. Secara keseluruhan rendemen
xilan yang diperoleh yaitu sebanyak 7.5%
dari tepung tongkol jagung.
Penentuan Waktu Optimum Produksi
dan Aktivitas Xilanase Harian
Produksi xilanase pada substrat xilan
oatspelt oleh ketiga isolat mencapai
optimum masing-masing pada saat umur
biakan mencapai hari ke-5 dengan aktivitas
0.27 U/ml (234P-16), hari ke-10 dengan
aktivitas 0.625 U/ml (SKK1-8), dan hari ke8 dengan aktivitas 0.634 U/ml (45I-3)
(Gambar 1).

4

0.6
0.5

1

0.4

Aktivitas (U/ml)

Aktivitas xilanase (U/ml)

0.7

0.3
0.2
0.1
0
4

5

Gambar 1

6

7

8
9
Waktu (hari)
234P-16
SKK1-8

10

11

0.6
0.4
0.2

12

0
4

45I-3

Kurva aktivitas xilanase ketiga
isolat dari media produksi
xilan oatspelt yang diuji pada
pH dan suhu optimum masingmasing enzim dengan substrat
0.5% xilan oatspelt.

Xilanase ketiga isolat pada media
produksi xilan oatspelt menunjukkan
aktivitas yang lebih tinggi pada substrat
xilan oatspelt dibandingkan pada substrat
xilan tongkol jagung (Gambar 2).

5

6

7
Hari ke-

0.50%

8

1.00%

9

10

1.50%

Gambar 3 Pengaruh
konsentrasi
xilan
tongkol jagung (0.5%, 1%, dan
1.5%) terhadap aktivitas xilanase
isolat 234P-16
Isolat SKK1-8 mencapai optimum
yaitu pada saat umur biakan mencapai hari
ke-10 dengan aktivitas 2.879 U/ml (0.5%),
5.478 U/ml (1%), dan 3.588 U/ml (1.5%)
(Gambar 4, Lampiran 7).
6

0.7
0.6

Aktivitas (U/ml)

A k tiv ita s X ila n a se ( U /m l)

0.8

0.5
0.4
0.3

5
4
3
2

0.2

1

0.1

0
4

0
isolat 234P-16

isolat SKK1-8

5

7

0.50%

Gambar 2 Perbandingan aktivitas xilanase
ketiga isolat pada konsentrasi
0.5% substrat xilan yang berbeda
Pengaruh Konsentrasi Xilan Tongkol
Jagung terhadap Aktivitas Xilanase
Isolat 234P-16 mencapai aktivitas
optimum yaitu pada saat umur biakan
mencapai hari ke-5 dengan aktivitas 0.123
U/ml pada konsentrasi 0.5% xilan tongkol
jagung, aktivitas 0.947 U/ml pada
konsentrasi 1.0% xilan tongkol jagung, serta
aktivitas 0.297 U/ml pada konsentrasi 1.5%
xilan tongkol jagung (Gambar 3, Lampiran
6).

9

10

11

12

1.00%

1.5%

Gambar 4 Pengaruh
konsentrasi
xilan
tongkol jagung (0.5%, 1%, dan
1.5%) terhadap aktivitas xilanase
isolat SKK1-8
Isolat 45I-3 mencapai optimum yaitu
pada saat umur biakan mencapai hari ke-8
dengan aktivitas 11.14 U/ml (0.5%), 11.47
U/ml (1.0%), dan 10.94 U/ml (1.5%)
(Gambar 5, Lampiran 8).
12
10
A k tiv itas (U /m l)

Xilan jagung

8

Hari ke-

Jenis Substrat Xilan
Oatspelt

6

isolat 45I-3

8
6
4
2
0
4

5

6

0.50%

7

8
Hari ke-

1.00%

9

10

11

12

1.50%

Gambar 5 Pengaruh
konsentrasi
xilan
tongkol jagung (0.5%, 1%, dan
1.5%) terhadap aktivitas xilanase
isolat 45I-3

5

Aktivitas xilanase pada ketiga
konsentrasi xilan tongkol jagung dicapai
pada umur biakan yang sama untuk masingmasing isolat, namun berbeda tingkat
aktivitasnya. Pada konsentrasi 1% substrat
dari xilan tongkol jagung, aktivitas xilanase
ketiga isolat (Gambar 3,4,5) lebih tinggi
dibandingkan pada konsentrasi 0.5% dan
1.5%.
Perubahan Derajat Polimerasi (DP) pada
Produk Hasil Hidrolisis Xilanase
Xilanase
ketiga
isolat
memperlihatkan kenaikan kadar gula
pereduksi selama perlakuan inkubasi di suhu
optimumnya hingga 5 jam masa inkubasi
baik pada media xilan oatspelt maupun pada
media xilan tongkol jagung (Tabel 1, 2, 3).
Derajat polimerasi sampel hasil
hidrolisis xilanase dari substrat xilan tongkol
jagung lebih besar dibandingkan substrat
xilan oatspelt pada konsentrasi substrat yang
sama untuk isolat 234P-16 dan SKK1-8
(Tabel 1,2).
Tabel 1 Perubahan derajat polimerasi pada
produk hasil hidrolisis xilanase
isolat 234P-16
Konsentrasi
Xilan

0.5% xilan

Jam
ke-

0

Tabel 2 Perubahan derajat polimerasi pada
produk hasil hidrolisis xilanase
isolat SKK1-8
Konsentrasi

Total
Gula
(TG)
(mg/ml)

(TG/GP)

1.52

71.04

46.74

Gula

Total

ke-

Pereduksi

Gula

(mg/ml)

(mg/ml)

(TG/GP)

30.30

71.03

2.34

Xilan
0.5% xilan

0

DP

1

31.40

71.03

2.26

2

31.90

71.03

2.23

3

32.41

71.03

2.19

4

32.90

71.03

2.16

5

33.51

71.03

2.12

0.5% xilan

0

28.95

111.13

3.84

tongkol

1

29.55

111.13

3.76

jagung

2

33.57

111.13

3.31

3

36.45

111.13

3.05

4

37.83

111.13

2.94

5

35.70

111.13

3.11

1 % xilan

0

12.24

184.56

15.08

tongkol
jagung

1
2

27.43
36.29

184.56
184.56

6.73
5.09

3

34.84

184.56

5.30

4

38.76

184.56

4.76

5

34.55

184.56

4.47

1.5% xilan

0

15.60

216.33

13.87

tongkol
jagung

1
2

16.91
19.51

216.33
216.33

12.79
11.09

oatspelt

DP

Gula
Pereduksi
(GP)
(mg/ml)

Jam

1

2.25

71.04

31.57

2

3.11

71.04

22.92

3

3.35

71.04

21.21

3

21.95

216.33

9.86

4

3.44

71.04

20.65

4

18.81

216.33

11.51

5

3.51

71.04

20.24

5

17.59

216.33

12.01

0

1.28

111.46

87.08

1
2

1.72
1.86

111.46
111.46

64.80
59.92

3

1.74

111.46

64.06

4

1.34

111.46

83.18

5

1.34

111.46

83.18

1% xilan

0

2.05

184.79

90.14

tongkol
jagung

1
2

2.91
3.40

184.79
184.79

63.51
54.35

3

4.28

184.79

43.18

4

4.81

184.79

38.42

5

5.09

184.79

36.31

1.5% xilan

0

0.80

216.14

270.18

tongkol
jagung

1
2

1.49
1.61

216.14
216.14

145.06
134.25

3

2.36

216.14

91.58

4

2.58

216.14

83.78

5

2.95

216.14

73.27

oatspelt

0.5% xilan
tongkol
jagung

6

Tabel 3 Perubahan derajat polimerasi pada
produk hasil hidrolisis xilanase
isolat 45I-3
Konsentrasi
Xilan

Jam
ke-

Gula
Pereduksi
(GP)
(mg/ml)

Total
Gula
(TG)
(mg/ml)

DP

(TG/GP)

0.5% xilan

1

10.69

70.75

6.62

oatspelt

2

12.42

70.75

5.70

3

15.42

70.75

4.59

4

16.07

70.75

4.40

5

16.73

70.75

4.23

0.5% xilan

0

9.87

111.05

11.25

tongkol
jagung

1
2

31.46
41.62

111.05
111.05

3.53
2.67

3

47.36

111.05

2.34

4

51.83

111.05

2.14

5

52.43

111.05

2.12

1% xilan

0

9.34

185.32

19.84

tongkol
jagung

1
2

30.69
41.18

185.32
185.32

6.04
4.50

3

45.14

185.32

4.11

4

49.08

185.32

3.78

5

51.09

185.32

3.63

1.5% xilan

0

5.27

216.47

41.08

tongkol
jagung

1
2

19.92
27.27

216.47
216.47

10.87
7.94

3

40.75

216.47

5.31

4

36.50

216.47

5.93

5

37.66

216.47

5.75

Analisis Produk Hidrolisis Xilan dengan
Thin Layer Chromatography
Hasil Thin Layer Chromatography
(Lampiran 9, 10, 11) memperlihatkan bahwa
nilai retention factor (Rf) sampel hidrolisis
baik dengan menggunakan xilan oatspelt
maupun xilan tongkol jagung tidak berbeda
jauh. Namun berdasarkan gambaran dan
nilai Rf hasil Thin Layer Chromatography
memperlihatkan bahwa sampel hasil
hidrolisis berada di antara xilosa dan
glukosa sebagai standar.
PEMBAHASAN
Xilan dari tongkol jagung diperoleh
melalui tahapan delignifikasi, ekstraksi, dan
purifikasi.
Delignifikasi
merupakan
proses
penghilangan lignin sebelum proses
ekstraksi sehingga hanya komponen xilan
saja yang terdapat di dalam bahan. Prinsip

dari perlakuan ini adalah pemecahan ikatan
kovalen antara lignin dengan karbohidrat
melalui pelarutan lignin dalam pelarut yang
sesuai, yang dalam hal ini NaOCl 1%.
NaOCl merupakan oksidator kuat yang
mengandung ion-ion hipoklorit yang mampu
memecah ikatan karbon dalam struktur
lignin (Lehninger 1982, Girindra 1993).
Perendaman tongkol jagung dalam larutan
NaOCl 1% selama 5 jam pada suhu 28 0C
mampu menurunkan kandungan lignin
bahan sebesar 0.94% (derajat delignifikasi
5.28%). Proses delignifikasi tidak dapat
menghilangkan lignin secara keseluruhan.
Hal ini disebabkan karena lignin terikat
secara kovalen baik pada selulosa maupun
hemiselulosa (Agustine 2005). Delignifikasi
berlangsung pada suhu 28 0C dikarenakan
sifat hemiselulosa yang tidak tahan panas.
Kadar selulosa setelah delignifikasi
diketahui menjadi rendah dibandingkan
sebelum delignifikasi yaitu dari 60.04%
menjadi 41.88%. Hal tersebut disebabkan
karena mikrofibril selulosa dalam suatu
matriks hidrofobik dibungkus secara fisik
(Agustine 2005) sehingga menyebabkan
selulosa ikut terlarut bersama lignin yang
hilang.
Kadar hemiselulosa setelah
delignifikasi menjadi meningkat dari
18.11% menjadi 30.18%.
Hal ini
disebabkan
karena
selama
proses
delignifikasi,
terjadi
pula
pelarutan
komponen-komponen
lain
selain
hemiselulosa oleh larutan NaOCl. Xilan
ikut larut juga dalam pelarut namun
jumlahnya lebih sedikit daripada selulosa,
karena xilan relatif tahan pada kondisi
delignifikasi
menggunakan
NaOCl
(Anggraini 2003).
Xilan merupakan
komponen utama dari hemiselulosa sehingga
karena xilan yang ikut hilang bersama
terlarutnya lignin sedikit menyebabkan
presentase hemiselulosa setelah delignifikasi
meningkat (Pratiwi 2006).
Tahapan selanjutnya adalah pelarutan
hemiselulosa dengan menggunakan pelarut
alkali yaitu NaOH 15% (Widyani 2002).
Selama proses ekstraksi, terjadi pemutusan
ikatan karbon yang terdapat pada
hemiselulosa.
Akan
tetapi
pada
kenyataannya, komponen selulosa juga ada
yang ikut larut bersama hemiselulosa.
Secara umum dapat dikatakan bahwa hasil
yang diperoleh dari ekstraksi dalam NaOH
ini masih berupa campuran dari tipe
hemiselulosa yang berbeda seperti mannan
atau glikan yang berbobot molekul tinggi
dan sebagian material lain ikut terendapkan

7

sehingga dapat mengkontaminasi xilan.
Oleh karena itu, masih harus dilakukan
pemurnian untuk memperoleh fraksi yang
homogen (Anggraini 2003). Filtrat NaOH
yang
mengandung
xilan
kemudian
diasamkan dengan HCl hingga pH 4.5-5.0.
Metode asidifikasi ini dilakukan berdasarkan
sifat xilan yang tidak larut dalam larutan
asam (Vazquez et al. 2001, Yang et al.
2004). Endapan xilan dipisahkan dengan
menambahkan etanol 95%. Bobot kering
xilan yang diperoleh sebanyak 7.5% dari
keseluruhan bahan. Hal ini sesuai dengan
yang dilaporkan oleh Beg et al. (2001),
Subramaniyan & Prema (2002), dan Wang
et al. (2003) yaitu bahwa kandungan xilan
yang terdapat pada kayu lunak (softwood)
seperti tongkol jagung sekitar 7-12% bobot
kering kayu.
Enzim memiliki spesifitas yang
amat
tinggi
terhadap
substratnya.
Penggunaan media yang berbeda dapat
menyebabkan perbedaaan produksi enzim.
Perbedaan
tersebut
mempengaruhi
pertumbuhan mikrob (White 1995, Agustine
2005, Rawashdeh et al. 2005). Sistem
enzim xilanolitik memperlihatkan bahwa
biasanya lebih dari satu xilanase diproduksi
oleh masing-masing mikrob.
Sistem
multienzim tersebut memperkirakan bahwa
beberapa xilanase mungkin memiliki fungsi
khusus untuk menunjukkan efektivitas dari
hidrolisis xilan (Ruiz-arribas et al. 1995).
Xilan dari tongkol jagung dapat
digunakan sebagai media penginduksi
xilanase karena xilanase dapat diinduksi
oleh media yang mengandung residu xilan
atau xilan murni, xilooligosakarida, xilosa,
dan residu lignoselulosa (Beg et al. 2001).
Limbah berserat dapat pula menginduksi
xilanase (Irawadi 1991).
Struktur kimia xilan sangat bervariasi
sesuai jenis tumbuhan dan hal tersebut
sesuai dengan bervariasinya xilanase yang
diproduksi masing-masing isolat (Li et al.
1993). Hasil penelitian menunjukkan bahwa
ketiga isolat memiliki kurva produksi
xilanase yang berbeda-beda dan perbedaan
aktivitas xilanase pada substrat xilan dengan
menggunakan xilan oatspelt dan xilan
tongkol jagung. Aktivitas xilanase pada
ketiga konsentrasi xilan tongkol jagung
dicapai pada umur biakan yang sama untuk
masing-masing isolat, namun berbeda
tingkat aktivitasnya (Lampiran 6, 7, 8).
Aktivitas xilanase isolat SKK1-8 (Gambar
1,4) dan 45I-3 (Gambar 1,5) lebih tinggi
pada substrat xilan tongkol jagung

dibandingkan pada xilan oatspelt pada
konsentrasi xilan yang sama, sedangkan
aktivitas xilanase isolat 234P-16 lebih tinggi
pada substrat xilan oatspelt dibandingkan
pada xilan tongkol jagung pada konsentrasi
xilan yang sama (Gambar 1, 3). Hal ini
disebabkan karena terdapat keragaman
fisiologi diantara ketiga isolat dalam
memanfaatkan xilan sebagai sumber karbon.
Pada konsentrasi 1% substrat dari
xilan tongkol jagung, aktivitas xilanase
ketiga isolat (Gambar 3,4,5) lebih tinggi
dibandingkan pada konsentrasi 0.5% dan
1.5%. Penurunan aktivitas pada konsentrasi
substrat 1.5 % terjadi karena meningkatnya
kepekatan media
yang menghambat
interaksi enzim-substrat, disamping terjadi
alih fungsi substrat dimana substrat yang
berlebih dapat menjadi inhibitor bagi kerja
enzim (Lehninger 1989, Irawadi 1999).
Produksi xilanase juga dapat turun karena
adanya akumulasi gula terlarut pada media
kultur. Akumulasi pentosa bersama dengan
turunnya
aktivitas
xilanase
selama
pertumbuhan pada konsentrasi media xilan
yang semakin meningkat menunjukkan
bahwa konsentrasi gula-gula mempengaruhi
regulasi enzim (Mountfort & Asher 1989).
Peningkatan gula pereduksi ketiga
isolat terjadi selama lima jam masa inkubasi
xilanase pada suhu optimumnya. Selama
lima jam masa inkubasi, xilanase ketiga
isolat mampu menghidrolisis xilan menjadi
fraksi-fraksi penyusunnya. Xilan mudah
dihidrolisis karena struktur xilan yang amorf
sehingga lebih mudah dihidrolisis oleh
enzim.
Besarnya jumlah gula selama
perlakuan lima jam masa inkubasi dapat
diketahui dengan metode penentuan total
gula. Total gula dapat berupa oligosakarida
(dalam hal ini xilooligosakarida) maupun
monosakarida.
Total gula ditetapkan
berdasarkan metode fenol dengan prinsip
bahwa gula sederhana, oligosakarida,
polisakarida, dan turunannya dapat bereaksi
dengan fenol dalam asam sulfat pekat
menghasilkan warna oranye yang stabil
(Apriyantono et al. 1989).
Tingginya nilai gula total yang
dihasilkan,
sementara
nilai
gula
pereduksinya rendah menunjukkan bahwa
produk hasil hidrolisis masih berupa
oligosakarida. Hal ini dapat dilihat dari nilai
derajat polimerasi xilan isolat 234P-16 pada
media xilan oatspelt maupun xilan tongkol
jagung.

8
Produk hidrolisis xilan oleh xilanase
juga dapat diketahui dengan melihat nilai
derajat polimerasinya. Derajat polimerasi
(DP) merupakan suatu nilai yang
menunjukkan seberapa besar rantai polimer
yang menyusun monomernya. Nilai Derajat
polimerasi xilan dari tongkol jagung (kayu
lunak) berkisar antara 70-130 (Kulkarni et
al. 1999, Beg et al. 2001). Dengan semakin
meningkatnya nilai gula pereduksi, nilai
derajat polimerasi semakin turun. Nilai DP
yang turun menunjukkan bahwa semakin
banyak polisakarida yang terdepolimerisasi
menjadi senyawa-senyawa dengan rantai
yang lebih pendek dari polisakaridanya.
Nilai DP dengan menggunakan xilanase
isolat SKK1-8 dan 45I-3 lebih kecil daripada
isolat 234P-16. Xilanase isolat 45I-3 dan
SKK1-8 lebih mampu menghidrolisis xilan
menjadi xilooligosakarida rantai pendek
(Tabel 2, 3).
Setelah lima jam masa inkubasi,
produk hidrolisis berupa xilooligosakarida
rantai panjang dihasilkan oleh isolat 234P16 dengan nilai DP antara 20.24 hingga
83.13 pada media xilan oatspelt dan media
xilan tongkol jagung. Besarnya nilai DP
xilooligosakarida rantai panjang yaitu 20,
sedangkan DP xilooligosakarida rantai
pendek
seperti
xilobiosa,
xilotriosa,
xilotetraosa, dan xilopentosa berkisar antara
2-20 (Chen et al. 1997, Vazquez et al.
2001).
Produk hidrolisis xilan oleh xilanase
juga dapat diketahui secara kualitatif dengan
Thin Layer Chromatography (TLC).
Berdasarkan gambaran dan nilai Rf hasil
TLC (Lampiran 9,10,11) memperlihatkan
bahwa sampel berada di antara xilosa dan
xilan sebagai standar,
yang dapat
memungkinkan sampel-sampel tersebut
merupakan
xilooligosakarida.
Semua
gambar sampel pada plate menunjukkan
bahwa hasil hidrolisis yang terbentuk dapat
berupa manosa, glukosa, arabinosa, dan
xilooligosakarida.
Residu yang dekat
dengan spot xilan menunjukkan bahwa
bobot molekul pada sampel masih berat,
sehingga dapat dikatakan bahwa produk
hidrolisis
tersebut
adalah
senyawa
oligosakarida. Gambar hasil TLC tersebut
menunjukkan kesesuaian dengan nilai
kisaran DP masing-masing isolat. DP yang
dihasilkan oleh isolat 234P-16 (83.13-20.24)
dan SKK1-8 (12.01-2.12), dan 45I-3 (5.752.12) menunjukkan bahwa gambar hasil
TLC isolat 234P-16 memiliki rata-rata
Rf=0.74 yang lebih rendah dibandingkan

rata-rata Rf oleh isolat SKK1-8 yaitu ratarata Rf=0.77 dan rata-rata Rf oleh isolat 45I3 yaitu rata-rata Rf=0.78. Semakin besar
nilai DP berarti xilan yang terdegradasi lebih
sedikit yang memungkinkan bobot molekul
pada sampel tersebut masih berat sehingga
menghasilkan nilai Rf yang kecil. Dari hasil
TLC (Lampiran 9, 10, 11), dapat dilihat
bahwa spot sampel hasil hidrolisis xilan dari
tongkol jagung (sampel 6-11) lebih
mengembang dibandingkan dengan spot
hidrolisis dari xilan oatspelt (sampel 0-5).
Hal ini menunjukkan bahwa xilan oatspelt
lebih seragam dibandingkan dengan xilan
dari tongkol jagung (Pratiwi 2006).
Hidrolisis xilan oleh xilanase
merupakan hasil kerjasama sistem enzim
xilanolitik. Aktivitas endo- -1,4-xilanase
bekerja aktif mendepolimerisasi xilan
melalui hidrolisis secara acak ikatan tulang
punggung -1,4 pada bagian dalam rantai
xilan menjadi xilooligosakarida (Kluepfel et
al. 1991, Haki & Rakshit 2003). Xilanase
isolat
234P-16
memiliki
aktivitas
eksoxilanase pada substrat xilan tongkol
jagung sehingga dapat menghidrolisis xilan
menghasilkan sejumlah xilosa. Xilanase
yang dihasilkan oleh isolat SKK1-8 dan 45I3 memiliki aktivitas endo- -1,4-xilanase
pada substrat xilan tongkol jagung sehingga
dapat
menghidrolisis xilan menjadi
xilooligosakarida rantai pendek. Hasil
hidrolisis oleh xilanase endohidrolitik adalah
dengan terdapatnya xilooligosakarida.
SIMPULAN
Ketiga isolat Streptomyces sp. yaitu
45I-3, SKK1-8, dan 234P-16 mampu
tumbuh
dan
menghasilkan
xilanase
ekstraseluler pada media xilan tongkol
jagung. Aktivitas xilanase isolat 45I-3 dan
SKK1-8 lebih tinggi diinduksi pada
konsentrasi substrat 1% dibandingkan pada
konsentrasi substrat 0.5% dan 1.5% media
xilan tongkol jagung.
Xilanase yang dimiliki ketiga isolat
ini mampu menghidrolisis xilan menjadi
fraksi-fraksi penyusun xilan diantaranya
xilooligosakarida
rantai
pendek
dan
xilooligosakarida
rantai
panjang.
Xilooligosakarida rantai pendek dihasilkan
oleh isolat 45I-3 dan SKK1-8, sedangkan
xilooligosakarida rantai panjang dihasilkan
oleh isolat 234P-16.

9

SARAN
Xilan dari tongkol jagung merupakan
substrat alternatif yang dapat digunakan
untuk
menghasilkan
xilooligosakarida.
Diperlukan penelitian selanjutnya mengenai
teknik pemisahan produk-produk hasil
hidrolisis xilanase Streptomyces sp.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina SW. 2002. Penetapan Kadar
Xilan Dari Beberapa Limbah Industri
Pertanian
dengan
Menggunakan
Metode Kromatografi Cair Kinerja
Tinggi [Skripsi].
Jakarta: Fakultas
Farmasi Universitas Pancasila.
Agustine W. 2005. Penentuan Kondisi
Optimum Pertumbuhan dan Produksi
Xilanase Isolat AQ [Skripsi]. Bogor:
Fakultas
Matematika
dan
Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Anggraini F. 2003. Kajian Ekstraksi dan
Hidrolisis Xilan dari Tongkol Jagung
(Zea mays L.) [Skripsi]. Bogor: Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Apriyantono A, Fardiaz D, Puspitasari NL,
Sedarnawati. 1989. Analisis Pangan.
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Beg QK, Kapoor M, Mahajan L, Hoondal
GS. 2001. Microbial xylanases and
their industrial applications: a review.
Appl Microbiol Biotech 56: 326-338.
Chen C, Chen JL, Lin TY. 1997.
Purification and characterization of
xylanase
from
Trichoderma
longibrachiatum for xilooligosakarida
production. Enzyme Microb Technol
21: 91-96.
Girindra A. 1993. Biokimia I. Jakarta:
Gramedia Pustaka Utama.
Haki GD, Rakshit SK. 2003. Developments
in industrially important thermostable
enzymes: a review.
Bioresource
Technol 89: 17-34.
Hendarwin T. 2005. Keragaman Karakter
Xilanase dari Tiga Isolat Streptomyces
Asal Indonesia [Skripsi].
Bogor:
Fakultas
Matematika
dan
Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Irawadi, TT.
1999.
Kajian hidrolisis
enzimatik limbah lignoselulosa dari
industri pertanian. Tek Ind Pert 3: 2025.

Kluepfel D, Daigneault N, Morosoli R,
Shareck F.
1991. Purification and
characterization of a new xylanase
(xylanase C) produced by Streptomyces
lividans 66. Appl Environ Microbiol
50:626-631.
Kulkarni NA, Shendye, Rao M. 1999.
Molecular and biotechnologycal aspect
of xylanases. FEMS Microbiol Rev 23:
411-456.
Lehninger A. 1982. Dasar-Dasar Biokimia.
Volume ke-1.
Suhartono MT,
penerjemah;
Jakarta:
Erlangga.
Terjemahan
dari
Principles
of
Biochemistry.
Li X, Zhang Z, Jeffrey FDD, Karl-Erik LE,
Lars GL.
1993. Purification and
characterization of a new xylanase
(APX-II) from fungus Aureobasidium
pullulans Y-2311-1. Appl. and Environ
Microbiol 59: 3212-3218.
Miller GI. 1959. Dinitrosalisilic assay.
Anal chem 31: 426-428.
Mountfort DO, Asher RA. 1989. Production
of xylanase by the ruminal anaerobic
fungus Neocallimastix frontalis. Appl.
and Environ Microbiol 55:1016-1022.
Pratiwi FMR. 2006. Produksi Xilanase dari
Streptomyces sp. pada Substrat Xilan
Tongkol Jagung [Skripsi]. Bogor:
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Rahman S, Sugitani N, Hatsu M,
Takamizawa K. 2003. A role of
xylanase, a-arabinofuranosidase, and
xylosidase in xylan degradation. Can J
Microbiol 49: 58-64.
Richana N, Lestari P, Thontowi A,
Rosminik. 2000. Seleksi isolat bakteri
lokal penghasil xilanase. J Microbiol
Indones 5: 54-56.
Richana N. 2002. Produksi dan prospek
enzim xilanase dalam pengembangan
bioindustri di Indonesia. Bul Agrobio 5:
29-36.
Ruiz-Arribas A, Abalos JMF, Shanchez P,
Garda AL, Santamaria RJ. 1995.
Overproduction,
purification,
and
biochemical characterization of a
xylanases (xys1) from Streptomyces
halstedii JM8. Appl Environ Microbiol
61(6): 2414-2419.
Rawashdeh R, Saadoun I, Mahasneh A.
2005. Effect of cultural conditions on
xylanase production by Streptomyces
sp. (strain lb 24D) and its potential to

utilize tomato pomace. Afr J Biotechnol
4(3): 251-256.
Saha
BC.2003.
Hemicellulose
bioconversion.
J
Ind
Microbiol
Biotechnol 30: 279-291.
Stahl E. 1969. Thin Layer Chromatography.
Second Edition. Springer-verlag. New
York.
Subramaniyan S, Prema P. 2002.
Biotechnology of microbial xylanases:
enzymology, molecular biology, and
application. Critical Rev in Biotech
22(1): 33-64.
Vazquez MJ, Alonso JL, Dominguez H,
Parajo JC. 2001. Xilooligosaccharides:
manufacture and applications. Trends
Food Sci Technol 11: 387-393.
Wang SL, Yen YH, Shih IL, Chang AC.
2003. Production xylanases from rice
bran by Streptomyces actuosus A-151.
Enzyme Microb Technol 33: 917-925.
White D. 1995. The Physiology and
Biochemistry of Prokaryotes.
New
York: Oxford University.
Widyani, IGA. 2002. Ekstraksi Xilan dari
Tongkol Jagung dan Kulit Ari Kedelai
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Yang R, Xu S, Wang Z, Yang W. 2005.
Aqueous extraction of corncob xylan
and production of xylooligosaccharides.
Swiss Soc Food Sci Technol 38: 677682.
Yoon KY, Woodams EE, Hang YD. 2005.
Enzymatic production of pentoses from
hemicellulose fraction of corn residues.
Swiss Soc Food Sci Technol 39: 3873912.

LAMPIRAN

12
Lampiran 1 Komposisi media agar-agar xilan dan media produksi xilanase (Ruiz-Arribas et al.1995)
Bahan
Ekstrak khamir
Sukrosa
Oatspelt xylan
Agar-agar
Akuades

Media agar-agar xilan oatspelt (% b/v)
1
10.3
0.5
1.5
100

Media produksi (% b/v)
1
10.3
0.5
100

Lampiran 2 Prosedur karakterisasi bahan baku
1 Kadar Air (AOAC 1984)
Contoh sebanyak 2 g dimasukkan ke dalam cawan aluminium yang telah diketahui
bobotnya, kemudian dikeringkan di dalam oven bersuhu 100-1050 C sampai bobot konstan.
Setelah itu didinginkan di dalam desikator dan ditimbang.
Bobot awal-bobot akhir
Kadar air =

x 100%
Bobot contoh

2 Kadar Abu (AOAC 1984)
Contoh sebanyak 3-5 g dimasukkan ke dalam cawan porselin yang telah diketahui
bobotnya, kemudian diabukan dalam furnace pada suhu 6000 C selama kurang lebih 4 jam atau
sampai diperoleh abu berwarna putih. Setelah itu cawan didinginkan dalam desikator sampai
suhu ruang dan ditimbang.
Bobot abu
Kadar abu =

x 100%
Bobot contoh

3 Kadar Protein Metode Kjeldahl (Apriyantono et al. 1989)
Sebanyak 0.1-0.5 g sampel dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 30 ml dan ditambahkan 1
g CuSO4, 1 g Na2SO4, 2.5 ml H2SO4, dan beberapa butir batu didih. Kemudian, didihkan
selama 60-90 menit sampai cairan jernih. Setelah itu didinginkan, dipipet isinya dan
dimasukkan ke dalam labu destilasi dan ditambah 15 ml NaOH 50 %, kemudian dibilas dengan
air suling. Destilasi dilakukan dengan mencampurkan 25 ml HCI 0.02 N ditambah 2-4 tetes
indikator (campuran 2 bagian metal merah 0.2% dalam alkohol dan 1 bagian metal biru 0.02
dalam alkohol) ke dalam labu erlenmeyer 125 ml yang diletakkan di bawah kondensor dengan
ujungnya terendam dalam labu larutan HCI. Hasil destilasi diencerkan sampai 25 ml dan
dititrasi dengan NaOH 0.02 N sampai berwarna hijau.
(ml HCI – ml blanko) x NHCI x 14.007 x 100
Kadar N =
mg sampel
Kadar protein = % N x faktor konversi (6.25)
4 Kadar Lemak Metode Ekstraksi Soxhlet (Apriyantono et al. 1989)
Sebanyak ± 5 g sampel yang telah ditepungkan dibungkus dengan kertas saring,
dimasukkan ke dalam labu soxhlet, lalu ditambahkan heksan secukupnya dan direfluks selama
5-6 jam. Kemudian, labu lemak yang berisi lemak hasil ekstraksi dan pelarut dipanaskan pada
oven dengan suhu 1050 C, setelah itu didinginkan dalam desikator dan ditimbang beratnya.
Berat lemak
Kadar lemak =

x 100%
Berat sampel

13
5 Kadar Serat Kasar (AOAC 1980)
Contoh sebanyak 5 g sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml kemudian
ditambahkan 100 ml H2SO4 0.325 N dan dididihkan selama kurang lebih 30 menit.
Ditambahkan lagi 50 ml NaOH 1.25 N dan dididihkan selama 30 menit. Dalam keadaan panas
disaring dengan kertas Whatman No.40 setelah diketahui bobot keringnya. Kertas saring yang
digunakan dicuci berturut-turut dengan air panas, 25 ml H2SO4, dan etanol 95%. Kemudian
dikeringkan di dalam oven bersuhu 100-1100 C sampai bobotnya konstan. Kertas saring
didinginkan dalam desikator dan ditimbang.
Bobot endapan kering
Kadar serat kasar =

x 100%
Bobot contoh

6 Kadar Lignin (AOAC 1982)
Sampel sebanyak 1 g ditimbang dalam erlenmeyer 250 ml kemudian ditambahkan
H2SO4 20 ml. Selanjutnya didiamkan selama 2 jam dan dikocok perlahan-lahan. Sampel
kemudian ditambahkan akuades sebanyak 250 ml, dipanaskan dalam waterbath pada suhu 1000
C selama