Pengendapan Xilanase Pembahasan .1 Produksi Xilanase

mikroba yang ditumbuhkan pada media yang mengandung xilan karena adanya fragmen xilan dengan berat molekul kecil, seperti xilosa, xilobiosa, xilooligosakarida, heterodisakarida dari xilosa dan glukosa serta isomernya dalam media yang dapat memasuki sel dan berfungsi sebagai induser untuk sintesa xilanase dalam jumlah besar. Fragmen xilan tersebut diduga merupakan hasil degradasi substrat xilan oleh xilanase yang diproduksi secara konstitutif dalam jumlah yang sangat kecil Kulkarni et al . 1999. Streptomyces sp. SKK1-8 diketahui menghasilkan tiga xilanase. Hal ini ditunjukkan dengan adanya 3 pita yang memiliki aktivitas xilanase pada zimogram larutan xilanase yang diendapkan dengan aseton Meryandini et al. 2006. Kemampuan satu jenis mikroba dalam menghasilkan lebih dari satu jenis xilanase telah banyak dilaporkan. Hal itu dikarenakan kompleksitas struktur molekul xilan yang terdapat di alam sehingga diperlukan kerja yang sinergi dari beberapa jenis xilanase untuk mendegradasi secara lengkap substrat yang mengandung xilan menjadi komponen gulanya Beg et al. 2001; Collins et al. 2005.

4.2.2 Pengendapan Xilanase

Kelarutan molekul protein ditentukan oleh distribusi kelompok asam amino hidrofilik hidrofobik bermuatan pada permukaan protein yang berinteraksi dengan gugus ionik dalam larutan. Pengendapan protein terjadi karena penggabungan agregasi molekul protein yang diinduksi oleh perubahan pH atau kekuatan ionik, penambahan pelarut organik, penambahan polimer atau inert solute Harris 1989. Pengendapan protein pada tahap awal pemurnian berfungsi untuk meningkatkan konsentrasi protein enzim, mereduksi volume larutan enzim dan memisahkan protein target dari sebagian kontaminan yang tidak dikehendaki. Pada penelitian ini pengendapan dilakukan dengan penambahan amonium sulfat atau aseton pada berbagai konsentrasi 20-90. Proses pengendapan dilakukan diatas penangas es agar tidak terjadi peningkatan suhu larutan karena dibebaskannya energi selama penambahan amonium sulfat dan mencegah terjadinya denaturasi protein target. Aseton dingin atau amonium sulfat ditambahkan sedikit demi sedikit dengan pengadukan yang konstan diatas magnetic stirrer untuk mencegah konsentrasi elektrolit di bagian tertentu dari larutan enzim. Terjadinya pengendapan protein pada saat penambahan garam amonium sulfat dikarenakan terjadinya netralisasi muatan pada permukaan protein enzim, pengurangan aktivitas kimia protein dan pengurangan konsentrasi efektif air oleh garam amonium sulfat. Konsentrasi garam yang diperlukan agar terjadi pengendapan suatu protein berhubungan dengan jumlah dan distribusi residu bermuatan dan residu polar ionik pada permukaan protein, jumlah dan distribusi residu hidrofobik yang terekspos pada permukaan protein serta ukuran dan bentuk protein Englard Seifter 1990. Hasil pengendapan xilanase Streptomyces sp. SKK1-8 dengan amonium sulfat menunjukkan bahwa sebagian protein dapat mengendap sedangkan sebagian lainnya tidak. Hal yang serupa juga terjadi pada xilanase Streptomyces sp. Strain S38 yang diendapkan dengan 75 amonium sulfat Georis et al. 2000. Agregat protein yang tidak mengendap menunjukkan bahwa densitasnya sama atau lebih rendah dibanding densitas larutan. Densitas larutan jenuh amonium sulfat dalam air murni adalah sebesar 1.235 gml sedangkan agregat protein sebesar 1.29 gml. Namun karena adanya garam dan senyawa lain maka densitas larutan 75-100 amonium sulfat pada proses pengendapan protein dari larutan enzim kasar lebih besar dari 1.235 gml. Akibatnya agregat protein yang memiliki densitas lebih rendah dari larutan akan sulit dipisahkan dengan sentrifugasi Harris 1989. Meskipun amonium sulfat merupakan garam yang paling sering dipakai untuk pengendapan protein karena beberapa sifatnya yang menguntungkan harganya murah, mudah larut air, tidak merusak protein, namun dalam penelitian ini tidak digunakan lebih lanjut karena sulitnya memisahkan agregat xilanase dari cairannya. Salah satu yang harus dipertimbangkan dalam memilih senyawa untuk pengendapan adalah kemudahan pemisahan agregat protein target dari cairan Harris 1989. Penambahan pelarut organik akan menurunkan konstanta dielektrik larutan sehingga kelarutan protein menurun dan terjadi agregasi karena tarik menarik elektrostatik Harris 1989, Suhartono 1989. Pelarut yang memiliki konstanta dielektrik tinggi misalnya air bersifat sebagai pelarut Profilr. Pelarut organik, seperti aseton, memiliki bagian Profilr dan bagian hidrofobik. Bagian Profilr dari pelarut organik berkompetisi dengan air untuk berinteraksi dengan residu Profilr protein, sedangkan bagian hidrofobiknya mengganggu interaksi intramolekular residu hidrofobik protein yang berfungsi menjaga stabilitas struktur protein sehingga akan terjadi penyusunan kembali molekul protein yang mengakibatkan tereksposnya residu hidrofobik. Residu hidrofobik antar molekul protein akan saling berinteraksi yang mengakibatkan protein mengendap.

4.2.3 Pemisahan Xilanase dengan Polimer Eudragit S100