Tujuan penelitian Hipotesa Xilan dan Pemanfaatannya

1.2 Tujuan penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk memurnikan xilanase Streptomyces sp. SKK1-8 asal Sukabumi dan mengetahui karakternya.

1.3 Hipotesa

1 Xilanase Streptomyces sp SKK1-8 dapat dimurnikan melalui tahap pengendapan, filtrasi gel dengan matrik Sephadex G-100 dan kromatografi pertukaran ion dengan matrik DEAE-Sephadex A-50. 2 Proses pemurnian dapat mengakibatkan berubahnya karakter xilanase yang dimurnikan. II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Xilan dan Pemanfaatannya

Lignoselulosa merupakan komponen struktural utama tanaman dan merupakan sumber bahan organik yang dapat diperbaharui Howard et al. 2003. Selulose bersama-sama dengan hemiselulosa dan lignin merupakan komponen utama penyusun kayu yang berikatan sangat kuat melalui ikatan kovalen dan ikatan silang nonkovalen. Komposisi dan persentase kandungan masing-masing komponen pada kayu bervariasi pada berbagai tanaman, tergantung dari umur, tahap pertumbuhan tanaman serta kondisi lainnya. Hemiselulosa merupakan bahan organik terbanyak kedua di alam setelah selulosa Collins et al. 2005. Hemiselulosa memiliki berat molekul lebih rendah dari selulosa dan lebih mudah dihidrolisa. Kandungan hemiselulosa pada tanaman berkisar antara 20-30 berat kering kayu Kulkarni et al. 1999; Subramaniyan Prema 2002. Hemiselulosa mengandung D-xilosa, D-manosa, D-galaktosa, D- glukosa, L-arabinosa, 4,O-metil-glukoronat, D-galakturonat dan asam D-glukoronat. Gula-gula tersebut dihubungkan dengan ikatan glikosidik β-1,4 dan kadang-kadang ikatan glikosidik β-1,3 Howard et al. 2003. Komponen utama hemiselulosa adalah xilan yang kadarnya dapat mencapai 20-35 berat kering pada tanaman tahunan di daerah tropis. Kadar xilan pada tanaman kayu lunak di daerah temperate lebih sedikit, mungkin hanya 8. Sebagian besar xilan terdapat dalam bentuk heteropolisakarida yang memiliki tulang punggung homopolimer. Tulang punggung xilan tersusun dari rantai D-xilopiranosa dengan ikatan glikosidik β-1,4. Berdasarkan residu pengganti yang paling banyak terikat pada tulang punggungnya, maka xilan dikategorikan sebagai homoxilan linier, arabinoxilan, glukurunoxilan, dan glukurunoarabinoxilan. Residu pengganti yang paling umum dijumpai yaitu O-asetil, α-L-arabinofuranosil, α-1,2 glukoronat atau asam O-metilglukuronat. Pada berbagai tanaman, xilan berada dalam bentuk terasilasi sebagian. Gugus O-asetil yang terikat pada C-2 dan C-3 residu xilosil dapat menghambat degradasi asetilxilan oleh xilanase Kulkarni et al. 1999. Xilan pada kayu keras dan sereal terasilasi sedangkan pada kayu lunak tidak. Pada xilan sereal, residu samping arabinofuranosil juga teresterifikasi oleh gugus fenolat seperti asam p -koumerat dan asam ferulat Ryan et al. 2003. Diperlukan kerja yang sinergi dari beberapa enzim xilanolitik untuk mendegradasi xilan secara lengkap menjadi monomernya. Struktur xilan dengan residu pengganti dan letak ikatan yang dipecah oleh enzim xilanolitik diperlihatkan dalam Gambar 1. Gambar 1 Struktur xilan dengan residu pengganti dan letak ikatan yang dipecah oleh enzim xilanolitik Beg et al. 2001. Hemiselulosa kayu keras hardwood terutama mengandung glukuronoxilan O-asetil-4-O-metilglukuronoxilan sedangkan kayu lunak softwood terutama mengandung arabino-4-O-metilglukuronoxilan. Menurut Kulkarni et al. 1999, tingkat polimerisasi xilan pada kayu keras lebih besar 150-200 kali dibandingkan dengan kayu lunak 70-130 kali. Homoxilan terutama terdiri atas residu xilosil, namun senyawa ini hanya sedikit dijumpai di alam, misalnya terdapat pada rumput esparto, tangkai tanaman tembakau dan kulit biji guar. Xilan dengan ikatan glikosidik β-1,3 pada tulang punggungnya ditemukan pada ganggang laut, sedangkan campuran ikatan glikosidik β-1,3 dan β-1,4 terdapat pada rumput laut Beg et al. 2001. Limbah yang mengandung hemiselulosa terdapat melimpah di alam dan dihasilkan dari berbagai aktivitas, seperti pertanian, kehutanan termasuk industri penebangan kayu, industri kertas dan agroindustri lain. Sampai saat ini sebagian limbah hemiselulosa dimanfaatkan untuk pakan ternak, kompos dan kertas daur ulang, sedang sebagian besar lainnya masih belum dimanfaatkan secara optimal padahal berpotensi untuk diolah menjadi berbagai produk yang lebih memiliki nilai ekonomis. Biokonversi bahan berlignoselulosa menjadi etanol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar dan menjadi produk kimia lain telah mendapat perhatian yang besar. Xilosa sebagai hasil akhir degradasi xilan secara enzimatis dapat dirubah menjadi derivatnya, xilitol dan furfural. Xilitol digunakan sebagai pemanis pada industri makanan dan diaplikasikan dalam bidang odontologi sebagai pengeras gigi, remineralisasi dan agen antimikroba. Xilitol dapat ditambahkan pada formula pasta gigi dan permen karet. Furfural digunakan pada industri plastik furfural fenol, minyak vernis dan pestisida. Lebih dari 200.000 ton furfural dihasilkan pertahunnya dengan harga 1700 perton Howard et al. 2003. Xilooligosakarida diketahui memiliki efek memicu pertumbuhan Bifidobakteria, mensuplai asam lemak rantai pendek dan menurunkan pH kolon sehingga dapat digunakan sebagai prebiotik Hsu et al. 2004. Beberapa senyawa xilooligosakarida juga dilaporkan merupakan senyawa aktif yang berpotensi untuk diaplikasikan dalam bidang farmasi Christakopoulos et al. 2003, yaitu: - xilan yang mengandung asam glukoronat dapat menghambat pertumbuhan sarkoma-180 dan sel tumor. - Arabino-glukuronoxilan memiliki efek meningkatkan sistem imun - 4-O-metilglukuronoxilan dan heteroxilan yang memiliki rantai samping banyak memiliki aktivitas antiinflamasi - Asam aldopentauronat dan asam aldotetrauronat memiliki aktivitas antibakteri

2.2 Enzim Xilanolitik