Karakteristik Proses Pembentukan dan Produk Xilanase dari Isolat Streptomyces sp. Terpilih Menggunakan Substrat Limbah Pertanian

KARAKTERISTIK PROSES PEMBENTUKAN DAN PRODUK
XILANASE DARI ISOLAT Streptomyces sp. TERPILIH
MENGGUNAKAN SUBSTRAT LIMBAH PERTANIAN

SITI ZAKIYATUL KHAMIDAH

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Proses
Pembentukan dan Produk Xilanase dari Isolat Streptomyces sp. Terpilih
Menggunakan Substrat Limbah Pertanian adalah benar karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Penelitian ini didanai oleh Pusat Penelitian
Bioteknologi LIPI (Laboratorium Biokatalis dan Biofermentasi). Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Januari 2014

Siti Zakiyatul Khamidah
NIM G84090042

ABSTRAK
SITI ZAKIYATUL KHAMIDAH. Karakteristik Proses Pembentukan dan Produk
Xilanase dari Isolat Streptomyces sp. Terpilih Menggunakan Substrat Limbah
Pertanian. Dibimbing oleh EDY DJAUHARI P dan YOPI.
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan bagas merupakan limbah
lignoselulosa kaya akan xilan dan belum termanfaatkan secara maksimal.
Xilanase dapat menjadi salah satu alternatif pendegradasi xilan. Penelitian ini
bertujuan untuk mencari dan memperoleh isolat Streptomyces sp. yang unggul
dalam menghasilkan xilanase serta mendapatkan beberapa karakter dari proses
pembentukan dan produk xilanase yang diperoleh pada fermentasi substrat limbah
pertanian berupa TKKS dan bagas. Parameter yang diukur meliputi waktu
inkubasi, tipe, serta bobot molekulnya. Penapisan dilakukan dengan

membandingkan indeks xilanolitik keenam isolat Streptomyces sp. Karakterisasi
xilanase dilakukan dengan parameter waktu inkubasi, berat molekul dan tipe
enzim atau pola hidrolisisnya. Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) adalah isolat
terpilih dengan nilai indeks xilanolitik 0.818 (beechwood xylan), 0.500 (TKKS)
dan 0.384 (bagas). Aktivitas puncak ketiga substrat tersebut berturut-turut pada
waktu inkubasi ke-120 jam (7.5092 U/mL) untuk TKKS, ke-144 jam (5.9831
U/mL) untuk beechwood xylan, dan 192 jam (5.6660 U/mL) untuk substrat bagas.
Berdasarkan kromatogram KLT pada produk yang dihasilkannya, xilanase ini
diprediksi termasuk dalam endoxilanase dengan Rf=0.7143. Estimasi berat
molekul xilanase berada antara 16-47 kDa.
Kata kunci: Streptomyces sp. (P3CCA13), xilanase, xilan, TKKS, bagas

ABSTRACT
SITI ZAKIYATUL KHAMIDAH. Characteristics of Formation Process and
Product of Xylanase from Selected Streptomyces sp. Isolate Using Agricultural
Waste Substrates. Supervised by EDY DJAUHARI P dan YOPI.
Empty Fruit Bunch (EFB) and bagasse are lignocellulosic waste which
rich of xylan. It has not been utilized optimally. Xylanase is alternative of xylan
degrading agent. The aim of this research was to find and get the excellent of
xylanase producing isolate and get some of the characters from the formation

process and product of xylanase obtained on the fermentation of agricultural
wastes substrate such as EFB and bagasse. The screening was done by comparing
the xylanolytic index of six Streptomyces sp. isolates. Crude xylanase was
analyzed by many parameters (incubation time, molecular weight, and type).
Streptomyces sp. (P3CCA13) isolate was selected isolates with an xylanolitic
index 0.818 (beechwood xylan), 0.500 (EFB) and 0.384 (bagasse). The highest
xylanase activity on EFB, beechwood xylan and bagasse substrates are at
incubation time 120 hours (7.5092 U/mL), 144 hours (5.9831 U/mL), and 192
hours (5.6660 U/mL). Based on TLC chromatogram of its products, this xylanase
was predicted as endoxylanase (Rf=0.7143). The molecular weight of this
xylanase was estimated between 16 to 47 kDa.
Keywords : Streptomyces sp. (P3CCA13), xylanase, xylan, EFB, bagasse

KARAKTERISTIK PROSES PEMBENTUKAN DAN PRODUK
XILANASE DARI ISOLAT Streptomyces sp. TERPILIH
MENGGUNAKAN SUBSTRAT LIMBAH PERTANIAN

SITI ZAKIYATUL KHAMIDAH

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Karakteristik Proses Pembentukan dan Produk Xilanase dari
Isolat Streptomyces sp. Terpilih Menggunakan Substrat Limbah
Pertanian
Nama
: Siti Zakiyatul Khamidah
NIM
: G84090042

Disetujui oleh

Drs Edy Djauhari P, MSi
Pembimbing I

Dr Yopi, MEng
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir I Made Artika, M.App.Sc
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Judul Skripsi : Karakteristik Proses Pembentukan dan Produk Xilanase dari
Isolat Streptomyces sp. Terpilih Menggunakan Substrat Limbah
Pertanian
: Siti Zakiyatul Khamidah
Nama
: G84090042

NIM

Disetujui oleh

Dr Y opi, MEng
Pembimbing II .

.Sc

Tanggal Lulus:

20 JAN 2014

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wata’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2013 ini adalah Karakteristik
Proses Pembentukan dan Produk Xilanase dari Isolat Streptomyces sp. Terpilih
Menggunakan Substrat Limbah Pertanian.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Drs Edy Djauhari P, MSi dan Dr Yopi,

MEng selaku pembimbing, serta mba Nanik Rahmani yang telah banyak memberi
saran. Rasa terima kasih penulis sampaikan kepada semua staf dan keluarga di
Laboratorium Biokatalis dan Biofermentasi dan semua pihak di bidang
Bioteknologi LIPI yang telah membantu selama pengumpulan data penelitian.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada abah, ibu, kakak, keluarga di
Brebes, seluruh keluarga besar di Biokimia, Al Hurriyyah, Tsabat Arsy, Program
Kakak Asuh (ProKA), Al iffah, RQ dan FLP atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat, terutama untuk pengembangan ilmu
biokimia.

Bogor, Januari 2014

Siti Zakiyatul Khamidah

DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR

Vi

DAFTAR LAMPIRAN

Vi

PENDAHULUAN

1

METODE

2

Bahan

2

Alat

2

Prosedur Analisis Data

2

HASIL DAN PEMBAHASAN

5

Hasil

5

Pembahasan

8

SIMPULAN DAN SARAN

11

Simpulan

11

Saran

11

DAFTAR PUSTAKA

11

LAMPIRAN

14

RIWAYAT HIDUP

25

DAFTAR GAMBAR

1
2

3
4

Pembentukan zona bening Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13)
Pengaruh waktu inkubasi terhadap pertumbuhan sel dan aktivitas
ekstrak kasar xilanase pada fermentasi substrat (a) beechwood xylan
(b) TKKS (c) bagas
Profil Elektroforegram ekstrak kasar xilanase
Profil Kromatogram produk ekstrak kasar xilanase

5

6
7
7

DAFTAR LAMPIRAN

1
2
3
4

Diagram alir penelitian
Hasil penapisan keenam isolat Streptomyces sp.
Tabel data pertumbuhan isolat Streptomyces sp. (P3CCA13)
Aktivitas ekstrak kasar xilanase isolat Streptomyces sp. (P3CCA13)

14
15
16
19

PENDAHULUAN
Sektor pertanian merupakan sektor yang mempunyai peranan strategis
dalam struktur pembangunan perekonomian nasional. Indonesia sebagai negara
tropis dengan biodiversitas yang tinggi memiliki potensi yang kuat di sektor
pertanian. Adanya peningkatan dalam sektor ini tidak luput dari limbah yang
dihasilkannya. Sebagian besar limbah pertanian merupakan limbah
berlignoselulosa yang banyak disusun oleh xilan. Xilan merupakan polisakarida
yang termasuk hemiselulosa penyusun dinding sel tanaman. Sebagian besar xilan
terdiri atas 2-4 heteroglikan. Heteroglikan yang umum dijumpai adalah arabinoD-xilan, L-arabino-D-xilan, 4-o-metil-D-glukorono-D-xilan, L-arabino-D-xilan,
D-gluko-D-mannan, D-galakto-D-gluko-D-mannan, dan L-arabino-D-galaktan.
Biomassa TKKS dan bagas (ampas tebu) merupakan biomassa yang memiliki
banyak keunggulan. Hal ini tercermin dalam kandungan hemiselulosa yang cukup
tinggi yaitu lebih dari 20%, harga yang sangat ekonomis dengan ketersediaan
yang melimpah serta bersifat ramah lingkungan sehingga berpotensi tinggi untuk
dikembangkan dalam skala yang lebih besar sebagai sumber xilan (Saha 2003;
Omi 2011).
Degradasi sempurna xilan merupakan proses multi tahap yang melibatkan
aktivitas beberapa enzim hidrolitik yang bekerja secara sinergis, yaitu; endo- 1.4-xilanase, -1.4-xilosidase, α-L-arabinofuranosidase, α-glukuronidase dan
asetil esterase (Yang et al. 2006). Aplikasi bioteknologi xilanase semakin
berkembang pesat seperti dalam industri pulp dan kertas. Xilanase dapat
mereduksi penggunaan alkalin dan klorin yang digunakan sebagai agen pemutih
kertas. Sedangkan di industri makanan, enzim ini digunakan untuk mempercepat
proses pemanggangan kue, roti dan makanan lainnya dengan membantu
pemecahan polisakarida dalam adonan (Subramaniyan dan Prema 2002). Xilanase
digunakan untuk menurunkan viskositas pada pakan sehingga meningkatkan
kecernaan ternak (Breccia et al. 1998). Selain itu hasil hidrolisis xilan juga
digunakan dalam pembuatan tablet, pemanis buatan rendah kalori (Kulkarni et al.
1999).
Beberapa kelompok mikroorganisme telah diketahui sangat berpotensi
menghasilkan xilanase, diantaranya kelompok aktinomisetes, khususnya dari
genus Streptomyces sp. (Sunna dan Antranikian 1997). Pusat pengembangan
mikrobiologi Indonesia Culture Collection (InaCC) memiliki banyak koleksi
aktinomisetes genus Streptomyces sp. (LIPI 2013). Penelitian ini menggunakan
enam isolat dari koleksi InaCC yang berkode ID05-108, P5CCA2, P3CCA6,
P5CCA5, P3CCA11, dan P3CCA13 untuk dilakukan penapisan sebagai isolat
penghasil xilanase yang unggul dan dikarakterisasi enzimnya.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari dan memperoleh isolat Streptomyces
sp. yang unggul dalam menghasilkan xilanase serta mendapatkan beberapa
karakter xilanase yang diperoleh pada fermentasi substrat TKKS dan bagas.
Parameter yang diukur meliputi waktu inkubasi, tipe, serta bobot molekulnya.
Hipotesis penelitian ini adalah terpilihnya satu isolat Streptomyces sp. yang
unggul dalam menghasilkan xilanase selain itu didapatkan berbagai karakter yang
memungkinkan enzim ini dapat termanfaatkan secara maksimal pada penggunaan
substrat lokal TKKS dan bagas. Penelitian ini diharapkan dapat mengembangkan

2
pemanfaatan TKKS dan bagas. Selain itu juga diharapkan dapat meningkatkan
nilai ekonomi dari kedua biomassa ini, serta dapat memberikan khazanah baru
untuk penelitian-penelitian selanjutnya terkait xilanase, mikroba penghasil
xilanase dan pengembangan substrat xilan dari biomassa lainya.

METODE
Bahan
Bahan yang digunakan adalah isolat Streptomyces sp. (ID05-108, P5CCA2,
P3CCA6, P5CCA2, P3CCA11, P3CCA13), ekstrak malt 1%, ekstrak khamir
0.4%, glukosa 0.4%, beechwood xylan (Sigma, USA), TKKS, bagas, xilosa,
purified agar, akuades, Dinitrocalycilic acid (DNS), congo red, bufer fosfat pH
7.0, reagen Lowry, Tri Cloro Acetic acid (TCA), NaCl, aseton, akrilamid/bis,
Sodium Dodecyl Sulphate (SDS) 10%, Amonium persulfat (APS), TEMED,
commasie brilliant blue (CBB), metanol, asam asetat glasial, fenol 5%, H2SO4
pekat, fenol, n-butanol, larutan pewarna gula.
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah autoklaf, magnetic stirer, neraca analitik,
ice maker, inkubator goyang, lemari pendingin, waterbath, oven, laminar air flow,
sentrifugator, UV-Vis spektrofotometer (Spectronic 21D, USA), hotplate, tabung
vial (Eppendorf), pipet mikro, labu takar, tabung reaksi, gelas beker, labu
Erlenmeyer, vortex, pH meter JENWAY, perangkat Kromatografi Lapis Tipis
(KLT) dan perangkat elektroforesis SDS-PAGE (BIO RAD).
Prosedur Analisis Data
Penapisan Isolat Streptomyces sp. Penghasil Xilanase
Keenam isolat Streptomyces sp. (ID05-108, P5CCA2, P3CCA6, P5CCA2,
P3CCA11, dan P3CCA13) dilakukan penapisan dengan pengujian zona bening
menggunakan congo red sebagai parameter kualitatif. Langkah-langkahnya adalah
isolat yang sudah ditumbuhkan dalam media ISP2 (ekstrak malt 1%, ekstrak
khamir 0.4%, glukosa 0.4%, agar 1.5% dan akuades) padat mengandung
beechwood xylan 0.5% kemudian disiram dengan larutan congo red 0.2% pada
suhu ruang selama 15 menit, lalu dibilas dengan larutan NaCl 0.5% selama 10
menit. Adanya zona bening di sekitar isolat menandakan bahwa isolat dapat
menghasilkan xilanase. Setelah itu, isolat yang menghasilkan zona bening terbaik
dilakukan pengujian zona bening dengan ditumbuhkan pada media ISP2 padat
mengandung substrat kasar TKKS dan bagas 0.5% serta karakterisasi lebih lanjut.
Penentuan Waktu Tertinggi Produksi dan Aktivitas Xilanase
Produksi ekstrak kasar xilanase diawali dengan memfermentasikan isolat
Streptomyces sp. (P3CCA13) pada substrat (beechwood xylan, TKKS, dan bagas).
Langkah-langkahnya sebagai berikut: Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) yang
sudah diremajakan dalam media padat ISP2 padat diambil 1-2 ose dan

3
diinokulasikan dalam 5 mL media ISP2 cair mengandung 0.5% masing-masing
substrat (beechwood xylan, TKKS, dan bagas) sebagai prekultur, difermentasi
dengan kondisi suhu 27 oC dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam. Lalu
dipindahkan ke dalam 95 mL media ISP2 cair sebagai kultur, difermentasi dengan
kondisi suhu 27 oC dengan kecepatan 150 rpm, kemudian dilakukan pengambilan
sampel pada waktu inkubasi 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 dan 192 jam. Sampel
diukur Optical Density (OD)-nya untuk membuat kurva pertumbuhan dengan
mengukurnya pada panjang gelombang ( ) 660 nm pada pengenceran 10x.
Ekstrak kasar xilanase diisolasi dari hasil pengambilan sampel dengan teknik
sentrifugasi pada kecepatan 15000 rpm 15 menit 4 oC sebanyak 2 kali sampai
tidak ada endapan. Supernatan diambil sebagai filtrat enzim. Selanjutnya sampel
diukur aktivitasnya untuk menentukan waktu produksi xilanase terbaik.
Setelah itu dilakukan pengukuran aktivitas ekstrak kasar xilanase
menggunakan metode DNS (Miller 1959). Analisis aktivitas xilanase dapat
dilakukan dengan dua tahap, yaitu pembuatan kurva standar xilosa dan penentuan
aktivitas xilanase sampel. Langkah-langkah pembuatan kurva standar xilosa
adalah sebagai berikut: Larutan standar xilosa dibuat dari rentang 0-300 ppm
dengan selang 20 ppm. Langkah pembuatanya diawali dengan pembuatan larutan
stok 1000 ppm dengan melarutkan 0.01 g xilosa ke dalam 10 mL mili pure.
Kemudian larutan stok diencerkan menjadi beberapa variasi konsentrasi (0, 20, 40,
60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280, 300) ppm. Selanjutnya
masing-masing larutan diambil sebanyak 500 L dan ditambahkan 750 L DNS
lalu dipanaskan pada suhu 100 oC selama 15-20 menit, didinginkan, divortex
kembali dan diukur pada 540 nm.
Langkah selanjutnya adalah penentuan aktivitas xilanase sampel. Analisis
ini dilakukan menggunakan substrat xilan komersil (beechwood xylan). Langkahlangkah yang harus dilakukan adalah dengan mempersiapkan substrat, sampel,
kontrol, pengenceran enzim dan blanko. Sebanyak 0.1 g beechwood xylan
dilarutkan dalam 20 mL buffer fosfat pH 7.0 kemudian diaduk dengan magnetic
stirrer sampai homogen. Sampel disiapkan dengan mengisi β50 L substrat lalu
ditambahkan β50 L ekstrak kasar enzim yang sudah diencerkan 100x lalu
divortex hingga homogen. Total reaksi substrat dan enzim adalah 30 menit,
kemudian ditambahkan 750 L Dinitrocalycilic acid (DNS) dan divortex hingga
homogen. Reaksi antara substrat, enzim, dan DNS harus dilakukan di suhu ruang,
demikian pula dengan waktu penambahan enzim dan DNS harus seragam pada
semua sampel. Enzim harus selalu dalam keadaan dingin (suhu dibawah 0 oC)
untuk mencegah kerusakan. Selanjutnya sampel dipanaskan dalam waterbath
suhu 100 oC selama 20 menit, didinginkan dan diukur pada spektrofotometer
dengan 540 nm.
Langkah pembuatan kontrol dilakukan sebagai berikut. Sebanyak β50 L
substrat pada tabung reaksi lalu ditambahkan 750 L DNS, divortex hingga
homogen. Kemudian ditambahkan β50 L ekstrak kasar enzim yang sudah
diencerkan. Penambahan DNS sebelum enzim bertujuan untuk menghalangi
enzim berikatan dengan substrat. Setelah itu dilakukan pemanasan dalam
waterbath suhu 100 oC selama 20 menit, hal ini bertujuan untuk menginaktivasi
enzim sesegera mungkin saat bereaksi dengan komplek substrat-DNS. Kemudian
didinginkan dan diukur pada spektrofotometer dengan
540 nm. Blanko
disiapkan dengan mengisi 500 L bufer fosfat pH 7.0 ditambah 750 L DNS,

4
divortex hingga homogen, setelah itu dipanaskan dalam waterbath suhu 100 oC
selama β0 menit, didinginkan dan diukur pada spektrofotometer dengan 540 nm.
Hasil pengukuran aktivitas xilanase dan laju pertumbuhan sel digabungkan untuk
dibuat grafik hubungan diantara keduanya.
Penentuan Berat Molekul dengan SDS-PAGE
Analisis ini berdasarkan Rawashdeh et al. (2005). Sampel terlebih dahulu
dilakukan presipitasi dengan TCA. Hal ini bertujuan untuk memekatkan sampel
sehingga dapat memunculkan pita pada SDS-PAGE. Langkah-langkah dilakukan
adalah sebagai berikutμ Sebanyak 1 mL sampel ditambahkan β50 L TCA 100%.
Kemudian diinkubasi pada suhu 4 oC selama 10 menit. Sampel lalu disentrifus
dengan kecepatan 5000 rpm, suhu 4 oC selama 5 menit sebanyak 3 kali. Setiap
kali sentrifus, supernatan harus dibuang dan pelet harus ditambahkan β00 L
aseton dingin. Selanjutnya pada hasil sentrifus yang ke-3, pelet ditambahkan 30
L bufer sampel dan diinkubasi pada suhu 95 oC selama 10 menit.
Gel yang digunakan terdiri atas dua bagian, yaitu gel atas (stacking gel)
dan gel bawah (running gel). Proses pembuatan running gel dilakukan dengan
cara mencampurkan 4.74 mL akuades, 2.5 mL tris HCl pH 8.8, 0.1 mL SDS 10%,
dan 2.5 mL bis-akrilamida. Kemudian ditambah 0.15 mL APS 10%, dan 0.015
mL TEMED sambil digoyang perlahan. Running gel yang masih cair tersebut
dimasukkan ke dalam kaca cetakan setinggi batas atas. Selanjutnya, bagian atas
kaca cetakan yang kosong diisi dengan stacking gel yang dibuat dengan cara
mencampurkan 3.1 mL akuades, 1.26 mL tris HCl pH 6.8, 0.05 mL SDS 10%,
dan 0.5 mL bis-akrilamida. Setelah itu, ditambahkan 0.075 mL APS 10% dan
0.015 mL TEMED.
Kemudian sisiran pembuat sumur dimasukkan ke dalam cetakan. Gel
dibiarkan sampai membeku. Setelah sisiran diangkat, sumur-sumur tercetak sesuai
dengan jumlah gerigi pada sisiran sebagai tempat sampel, yang selanjutnya
dipasang pada alat elektroforesis. Selanjutnya sampel dimasukan ke dalam sumur.
Marker protein yang digunakan adalah protein rekombinan (10-250 kDa) dari
produk Bio-Rad. Bufer elektrode lalu dimasukkan ke dalam alat elektroforesis dan
dirunning dengan tegangan 10 mAmp selama 1 jam dan 20 mAmp selama 2 jam.
Lalu dihentikan setelah sampel sampai kurang lebih pada ujung gel. Setelah itu,
gel dilepaskan dari cetakan dan dilakukan pewarnaan dengan merendam gel ke
dalam larutan staining selama sejam. Larutan ini dibuat dengan melarutkan 0.5 g
Coomasie Briliant Blue (CBB), 150 mL metanol, 50 mL asam asetat glasial ke
dalam 300 mL akuades. Setelah itu gel dibilas sampai bening dengan larutan
destaining yang dibuat dengan melarutkan 150 mL metanol, 50 mL asam asetat
glasial ke dalam 300 mL akuades. Gel yang sudah bersih diawetkan dalam lemari
es. Penghitungan berat molekul dilakukan dengan membandingkan antara berat
molekul sampel dan marker.
Analisis Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
Analisis ini mengacu pada Pratiwi (2006). Standar yang digunakan adalah
xilosa komersil, sedangkan sampel merupakan xilanase ekstrak kasar dari hasil
pengambilan sampel secara berkala. Berikut adalah prosedur yang dilakukan: Plat
silica gel 60 F254 nm disiapkan dengan ukuran 10x10 cm. Sebagai garis start
diukur jarak 1 cm dari bawah plat dan 1.5 cm dari atas sampel sebagai garis finish.

5
Jarak penandaan antar sampel adalah 0.3 cm. Kemudian sebanyak 1 L sampel
ditotolkan pada plat KLT menggunakan pipet mikro sebanyak 4 kali. Eluen yang
digunakan adalah campuran n-butanol, asam asetat, dan akuades dengan
perbandingan 2:1:1. Eluen dijenuhkan selama 60 menit. Setelah penandaan selesai,
plat KLT dimasukkan ke dalam chamber yang berisi eluen jenuh dan proses elusi
dimulai hingga mencapai garis finish. Setelah elusi selesai, plat KLT diangkat dan
dikeringkan menggunakan hair dryer dalam lemari asam. Plat KLT disemprot
dengan larutan pewarna gula yaitu campuran 0.β g α-difenilamin, 10 mL aseton,
1.5 mL asam fosfat, dan 0.2 mL anilin. Setelah kering, plat KLT dimasukkan ke
dalam oven dengan suhu 120 oC sampai spot terlihat di permukaan plat, spot yang
terbentuk diamati. Waktu retensi atau Retention factor (Rf) dapat dihitung dengan
cara sebagai berikut:
Rf =

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Xilanase dari Isolat Terpilih (Streptomyces sp. (P3CCA13))
Hasil penapisan keenam isolat Streptomyces sp. diperoleh isolat
Streptomyces sp. (P3CCA13) sebagai isolat terpilih penghasil xilanase. Hal ini
dibuktikan dari pembentukan zona bening dengan indeks xilanolitik terbesar dari
keenam isolat (0.818). Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) ini juga dapat
menghasilkan zona bening di dua jenis substrat kasar (TKKS dan bagas) dengan
indeks xilanolitik 0.500 (TKKS) dan 0.384 (bagas). Zona bening terlihat
membentuk gradasi dari warna merah ke jingga terang. Isolat yang ditumbuhkan
pada media yang mengandung substrat beechwood xylan terlihat membentuk zona
bening bergradasi merah-jingga yang lebih jelas dibandingkan pada substrat
TKKS dan bagas (Gambar 1).

a

b

c

Gambar 1 Pembentukan zona bening isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) dalam
berbagai media mengandung (a) beechwood xylan (b) TKKS dan (c)
bagas

6

7
6
5
4
3
2
1
0

1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
24

48

Turbiditas sel (A)

Aktivitas (U/mL)

Waktu Produksi dan Aktivitas Tertinggi Ekstrak Kasar Xilanase
Produksi xilanase oleh isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) pada ketiga
jenis substrat (beechwood xylan, TKKS dan bagas) memiliki waktu produksi
tertinggi yang berbeda-beda. Aktivitas tertinggi xilanase pada substrat beechwood
xylan tercapai saat umur kultur 144 jam (5.9831 U/mL). Selanjutnya pada substrat
TKKS tercapai saat umuur kultur 120 jam (7.5092 U/mL), sedangkan pada
substrat bagas tercapai pada saat umur kultur 192 jam (5.6661 U/mL) (Gambar 2).

72 96 120 144 168 192
Waktu Inkubasi (Jam)

8.0000
6
5
6.0000
4
3
4.0000
2
1
2.0000
0
0.0000

0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
24

48

Turbiditas sel (A)

Aktivitas (U/mL)

a

72 96 120 144 168 192
Waktu Inkubasi (Jam)

6
5
4
3
2
1
0

1
0.8
0.6
0.4
0.2

Turbiditas sel (A)

Aktivitas (U/mL)

b

0
24

48

72 96 120 144 168 192
Waktu Inkubasi (Jam)

c

Gambar 2 Pengaruh waktu inkubasi terhadap pertumbuhan sel dan aktivitas
ekstrak kasar xilanase pada fermentasi substrat (a) beechwood xylan
(b) TKKS (c) bagas

7
Profil Elektroforegram Ekstrak Kasar Xilanase
Ekstrak kasar xilanase tampak memiliki 5 pita protein (estimasi 73, 60, 45,
35, dan 30 kDa) pada substrat beechwood xylan, 4 pita (estimasi 72, 60, 42, dan
28 kDa) pada substrat TKKS, dan 6 pita (estimasi 250, 60, 47, 32, 25, dan 16
kDa) pada substrat bagas (Gambar 3).

a

b

c

d

Gambar 3 Elektroforegram ekstrak kasar xilanase dengan presipitasi TCA (a)
substrat Beechwood xylan (b) substrat TKKS (c) substrat bagas (d)
marker
Profil Kromatogram Produk Ekstrak Kasar Xilanase
Kromatogram produk dari ekstrak kasar xilanase ini menampilkan adanya
kesejajaran spot antara sampel dengan substrat (beechwood xylan, TKKS, bagas)
dan standar (xilosa) (Gambar 4). Nilai Rf ketiga sampel sama dengan standar
yaitu 0.7143.

Spot Xilosa

a

b

c

d

Gambar 4 Kromatogram produk ekstrak kasar xilanase dari berbagai substrat (a)
standar xilosa (b) bagas (c) TKKS (d) beechwood xylan

8
Pembahasan
Penapisan Isolat Streptomyces sp. Penghasil Xilanase dan Isolat Terpilih
(Streptomyces sp. (P3CCA13))
Penapisan isolat Streptomyces sp. sebagai penghasil xilanase dilakukan
dengan menggunakan pengujian zona bening. Zona bening merupakan hasil dari
reaksi kromogenik antara aktivitas enzim dan zat pewarna (dye) (Woo et al. 2009).
Adanya zona bening yang tampak terlihat di sekitar isolat, hal ini membuktikan
bahwa isolat ini mampu mendegradasi substrat dalam media berupa xilan. Akan
tetapi masing-masing isolat menghasilkan zona bening dengan luas yang berbedabeda. Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) menghasilkan zona bening yang terluas
dengan nilai indeks xilanolitik 0.818. Isolat terpilih ini juga dapat menghasilkan
zona bening pada media dengan substrat kasar TKKS dan bagas.
Mekanisme kerja congo red adalah mengikat polisakarida. Saat isolat
mengeluarkan enzim untuk mendegradasi polisakarida dalam substrat, maka akan
terbentuk monomer atau oligomer penyusunnya seperti xilosa dan
xilooligosakarida sehingga zona bening akan terbentuk di media sekitar isolat
karena congo red tidak berikatan lagi dengan polisakarida (Kurrataa’yun β01γ).
Berdasarkan Gambar 1, menurut Yoon et al. (2007), gradasi warna
tersebut membuktikan bahwa Streptomyces sp. (P3CCA13) ini menghasilkan
lebih dari satu enzim. Warna zona bening yang semakin terang menunjukkan
degradasi xilan yang semakin sempurna dan diduga memiliki xilosidase.
Perbedaan warna juga menunjukkan adanya perubahan pH pada media. Warna
biru menunjukkan pH 3.0, warna merah-ungu menunjukkan pH 5.0, dan warna
jingga menunjukkan pH 7.0-8.0. Sebagai contoh yaitu pada kasus fungi, selulosa
didegradasi pertama kali menjadi selobiosa kemudian menjadi glukosa dan pada
akhirnya glukosa dimetabolisme menjadi asam-asam organik. Asam-asam ini
disekresi oleh fungi pada pH media yang rendah sehingga media congo red
berubah warna dari merah-orange ke abu-abu cerah, dengan ungu cerah atau biru
cerah (Sik et al. 2009). Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui bahwa pH
media relatif normal.
Waktu Produksi dan Aktivitas Tertinggi Ekstrak Kasar Xilanase
Waktu produksi dan aktivitas tertinggi xilanase merupakan waktu saat
aktivitas xilanase mencapai puncak tertinggi. Saat kultur berumur 24 jam
(memasuki fase eksponensial), xilanase sudah menunjukkan nilai aktivitas yang
tinggi di ketiga jenis substrat yaitu 3.8064 U/mL (beechwood xylan), 4.2064
(TKKS), dan 3.9164 (bagas). Hal ini diduga xilanase sudah diinduksi pada saat
fermentasi tahap pre kultur. Xilanase tergolong sebagai metabolit primer karena
dibutuhkan dalam pemecahan sumber karbon xilan pada substratnya untuk kebutuhan
pertumbuhannya, sehingga diproduksi sejak awal pertumbuhannya (fase lag)
(Kurrataa’yun β01γ).
Nilai kurva pertumbuhan memiliki keterkaitan dengan aktivitas enzim
yang dihasilkannya. Berdasarkan hasil yang diperoleh (Gambar 2), nilai tersebut
kemungkinan dapat lebih tinggi jika ekstrak kasar dari xilanase ini dimurnikan.
Saat isolat berada pada fase eksponensial, yaitu pada (inkubasi ke 24-48 jam)
aktivitas xilanase tidak banyak mengalami kenaikan pada ketiga substrat. Pada
substrat TKKS, aktivitas mulai mengalami kenaikan sampai menuju titik
puncaknya yaitu pada fase stasioner, inkubasi ke-96 jam (7.5092 U/mL). Setelah

9
itu aktivitas mengalami penurunan seiring dengan sel memasuki fase kematian.
Lain hal nya dengan substrat beechwood xylan dan bagas, aktivitas xilanase pada
kedua substrat ini memiliki nilai yang mirip. Aktivitas pada substrat beechwood
xylan tampak mulai mengalami kenaikan pada inkubasi ke-48 jam yaitu fase
stasioner, dan pada puncaknya yaitu inkubasi ke-120 jam (5.9831 U/mL). Pada
substrat bagas, aktivitas tampak mulai mengalami kenaikan pada inkubasi ke-72
jam (fase stasioner) dan terus mengalami kenaikan sampai pada akhir inkubasi
(5.6660 U/mL).
Secara umum aktivitas xilanase pada substrat TKKS menunjukkan nilai
yang lebih tinggi dibandingkan dengan substrat lainnya di setiap waktu inkubasi
walaupun kandungan xilannya relatif lebih rendah dari beechwood xylan. Hal ini
dimungkinkan karena faktor lingkungan (media) dan ukuran partikel substrat.
Isolat dengan mudah mendegradasi xilan murni menggunakan xilanase tanpa
gangguan yang berarti. Pada TKKS, biomassa ini memiliki struktur yang
kompleks sehingga memicu produksi xilanase lebih banyak. Sedangkan pada
bagas, walaupun substrat ini memiliki kandungan hemiselulosa yang mirip dengan
TKKS (23-24%) akan tetapi kemungkinan kandungan xilannya lebih sedikit dari
TKKS sehingga aktivitas xilanasenya lebih mirip dengan aktivitas xilanase pada
beechwood xylan. Beberapa xilanase memiliki waktu inkubasi optimum yang
berbeda, seperti xilanase dari Streptomyces sp. (234P-16) dengan waktu inkubasi
optimum 96 jam (0.423 U/mL), 168 jam (0.917 U/mL) pada Streptomyces sp.
(45I-3), dan 216 jam (1.000 U/mL) pada Streptomyces sp. (SKK1-8) (Hendarwin
2005). Berdasarkan data-data ini dapat dikatakan bahwa isolat Streptomyces sp.
(P3CCA13) mampu menghasilkan ekstrak kasar xilanase dengan aktivitas yang
tinggi.
Komposisi Protein Ekstrak Kasar Xilanase Selama Proses Hidrolisis
Analisis Sodium dodecyl sulphates-polyacrylamide gel electrophoresis
(SDS-PAGE) merupakan metode yang banyak digunakan untuk analisis sampel
biologis, karena kemampuannya dalam memisahkan campuran protein yang
kompleks (Mikkelsen dan Corton 2004). Penggunaan SDS-PAGE dalam analisis
ini memungkinkan pendugaan keberadaan xilanase dari berat molekulnya. Hasil
visualisasi SDS-PAGE (Gambar 3) secara umum menunjukkan adanya
kemunculan pita dan komposisi protein pada semua substrat dengan berat molekul
beragam selama proses hidrolisis xilan walaupun penampakanya kurang jelas.
Kemunculan pita tersebut belum dapat menentukan jenis protein di dalamnya.
Pengujian lebih lanjut seperti analisis zimografi perlu dilakukan untuk mengetahui
secara spesifik jenis protein yang muncul didalam sampel.
Ekstrak kasar xilanase pada substrat beechwood xylan dan TKKS tampak
memiliki pita-pita protein yang tipis dengan persebaran yang cukup merata.
Sedangkan pada substrat bagas pita-pita protein tampak lebih tebal dan menyebar
acak. Perbedaan sebaran pita ini diduga disebabkan oleh komponen protein yang
terlalu beragam, baik protein enzim seperti selulase dan berbagai macam
hemiselulase maupun protein lainnya seperti protein yang terkandung dalam
media.
Xilanase pada umumnya merupakan protein kecil dengan berat molekul
antara 15-30 kDa (Richana 2002). Enzim ini memiliki keragaman berat molekul
bergantung pada isolat penghasilnya. Sunna dan Antraniklan (1997) melaporkan

10
berat molekul beberapa isolat penghasil xilanase, diantaranya Streptomyces sp.
(21-50 kDa), Aeromonas sp. (22-58 kDa), Clostridium sp. (29-72 kDa),
Trichoderma sp. (1.8-32 kDa), dan Aureobasidium sp. (20-25 kDa).
Wateewuthajarn dan Pairoh (2000) menyatakan dua xilanase asal Streptomyces sp.
PC22 diestimasikan memiliki berat molekul 5 dan 30 kDa. Selain itu, Ratna dewi
et al. (2007) juga mengatakan bahwa enzim endoxilanasenya yang berasal dari
bakteri sistem intestinal rayap memiliki berat molekul berkisar antara 45-66.2
KDa. Berdasarkan data ini, xilanase dalam ketiga sampel diduga berada pada pita
protein dengan berat molekul antara 16-47 kDa.
Mekanisme Hidrolisis Xilan oleh Ekstrak Kasar Xilanase
Berdasarkan kromatogram produk xilanase (Gambar 4), hal ini
menggambarkan mekanisme hidrolisis xilan oleh ekstrak kasar xilanase. Ketiga
sampel dengan substrat masing-masing (beechwood xylan, TKKS dan bagas)
memperlihatkan adanya tiga spot berurutan yang saling sejajar. Spot pertama
(dihitung dari titik penotolan) tampak lebih jelas dan tegas dibandingkan dengan
kedua spot berikutnya. Spot ketiga menunjukkan adanya kesejajaran dengan
standar (xilosa) sehingga nilai Rf ketiganya sama yaitu 0.7143. Hal ini
membuktikan bahwa di dalam media sudah terdapat xilosa yang merupakan
produk dari degradasi xilan oleh ekstrak kasar xilanase. Sedangkan spot lainnya
diduga adalah gula-gula lain yang terdapat dalam sampel seperti xilooligosakarida
yang berat molekulnya lebih tinggi dibandingkan xilosa.
Pratiwi (2006) menyebutkan bahwa Rf xilosa yang dihasilkannya berkisar
antara 0.73-0.81. Adapun produk xilanase dari beberapa isolat (234P-16, SKK1-8,
45I- 3) baik menggunakan oat spelt xylan ataupun xilan tongkol jagung memiliki
nilai Rf 0.64-0.65 pada hampir seluruh waktu inkubasi (jam ke 0-5). Sehingga
dapat dikatakan produk xilanase isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) memiliki Rf
yang baik, karena sejajar pada spot xilosa walaupun tidak begitu jelas. Hal ini
disebabkan oleh konsentrasi xilosa yang kecil di dalam sampel.
Berdasarkan data tersebut, dapat diperkirakan bahwa xilanase ini termasuk
tipe endo (endoxilanase) atau endo- -1.4-xilanase. Enzim ini akan
mendepolimerisasi xilan melalui hidrolisis secara acak ikatan tulang punggung
xilan (Subramaniyan dan Prema 2002), sehingga cocok untuk produksi
oligosakarida dari xilan. Enzim ini juga dapat digunakan dalam proses pemutihan
atau biobleaching dalam industri pulp dan kertas karena memiliki ukuran yang
kecil dan bentuk yang padat membuatnya mudah masuk ke jaringan serat selulosa
tanpa harus merusak serat (Oakley 2003). Selain manfaatnya pada proses
biobleaching, Hanson dan Howell (2004) juga menyatakan bahwa endoxilanase,
suatu enzim hidrolitik yang dihasilkan T. virens mampu menginduksi peningkatan
produksi fitoaleksin dan terpenoid oleh tanaman. Berbeda dengan patogen
tanaman yang juga menginduksi peningkatan produksi senyawa defensif tanaman
tersebut, endoxilanase dan senyawa penginduksi lainnya yang dihasilkan T. virens
tidak menyebabkan nekrosis, atau kematian tanaman sel. Jadi efek endoxilanase
dari T. virens terhadap tanaman inangnya, seperti efek vaksin terhadap mamalia.

11
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Isolat Streptomyces sp. (P3CCA13) adalah isolat yang unggul
dibandingkan kelima isolat lainnya dalam menghasilkan xilanase. Isolat ini
mengalami fase lag diduga saat fermentasi tahap pre kultur. Xilanase sudah
menunjukkan nilai aktivitas yang tinggi di ketiga jenis substrat pada saat kultur
berumur 24 jam. Secara umum aktivitas xilanase pada substrat TKKS
menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan substrat lainnya ditiap
waktu inkubasi. Aktivitas puncak pada ketiga substrat tersebut adalah inkubasi ke120 jam (7.5092 U/mL) untuk TKKS, inkubasi ke-144 jam (5.9831 U/mL) untuk
substrat beechwood xylan, dan akhir inkubasi yaitu 192 jam (5.6660 U/mL) untuk
substrat bagas. Xilanase ini diprediksi termasuk dalam tipe endoxilanase, dengan
pola hidrolisis acak dari bagian dalam molekul xilan. Estimasi berat molekul
xilanase berada antara 16-47 kDa.
Saran
Hal-hal yang disarankan untuk dilakukan pada penelitian ini diantaranya
adalah pemurnian ekstrak kasar enzim agar didapatkan xilanase yang murni.
Kemudian penambahan parameter karakterisasi seperti pH dan suhu optimum,
stabilitas terhadap waktu pemanasan, pengaruh ion logam dan senyawa inhibitor
untuk mendapatkan ciri yang lebih spesifik terhadap xilanase jenis ini.
Selanjutnya analisis zimografi dan SDS-PAGE spesifisitas substrat juga perlu
dilakukan untuk lebih memastikan bobot xilanase yang terdapat didalam sampel
serta mengetahui jenis dari xilanase serta keragaman substratnya. Terakhir yaitu
studi mengenai pengaplikasian enzim xilanase juga untuk melihat potensinya
dalam kehidupan sehari-hari khususnya di dunia industri.

DAFTAR PUSTAKA
Breccia JD, Mattiasson B, Sineriz F. 1998. Separation of bacterial xylanase by
precipitation using eudragit S100. J Biotechnol. 61: 219-223.
Chen CC, Adolphson R, Dean JFD, Erikson KEL, Adam MWE, Westpheling j.
1997. Release of lignin from kraft pulp by a hyperthermophilic from kraft pulp
by a hyperthermophilic xylanase from Thermotoga maritime. Enz Microb
Technol. 20: 39-45.
Eisenthal R, Peterson ME, Daniel RM, Danson MJ. 2006. The thermal behaviour
of enzymes: implications for biotechnology. Trends Biotechnol. 24(7):289-292.
doi:10.1016/j.tibtech.2006.05.04.
Gandjar I. 2006.Mikologi Dasar dan Terapan. Jakarta : Yayasan Obor Indonesia.
Hanson LE, Howell CR. 2004. Elicitors of plant defense responses from
biocontrol strains of Trichoderma virens. Phytopathology. 94: 171-176.
Hendarwin, T. 2006. Keragaman karakter xilanase dari tiga isolat Streptomyces
asal Indonesia [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

12
Kulkarni N, Abhay S, Mala R. 1999. Molecular and biotechnological aspects of
xylanases. FEMS Microbiol Rev. 23(4):411-456.
Kurrataa’yun. β01γ. Isolasi dan karakterisasi xilanase dari bakteri asal tanah hutan
taman nasional Bukit Dua belas, Jambi, Indonesia [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Lin X, Inglis GD, Yanke LJ, Cheng KJ. 1999. Selection and characterization of
feather degrading bacteria from canola meal compost. J Indust Microbiol and
biotech. 23 (2): 149-153.
Lehninger AL. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid ke-2. Thenawijaya M,
Penerjemah. Jakarta (ID): Erlangga. Terjemahan dari: Biochemsitry 2nd edition.
[LIPI]. 2013. Pengembangan fasilitas koleksi biakan mikroorganisme InaCC.
[Internet].
[16
Maret
2013].
Tersedia
pada:
http://www.biotek.lipi.go.id/index.php/research-a-development/137-research2009/694-pengembangan-fasilitas-koleksi-biakan-mikroorganisme-inacc--dipa2009.
Mikkelsen dan Corton. 2004. Bioanalytical Chemistry. New Jersey (US) : J Wiley.
Miller GL. 1959. Using of dinitrocalicylic acid reagent for determination of
reducing sugar. Anal Chem. 31: 426-428.
Muawanah A. 2006. Produksi enzim xilanase termostabil dari Thermomyces
lanuginosus IFO 150 pada substrat bagas tebu [tesis]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Oakley AJ, Heinrich T, Thompson CA, Wilce MC. 2003. Characterization of a
family 11 xylanase from Bacillus subtilis B230 used for paper bleaching. Acta
Crystallogr. 4:627-636.
Omi N. 2011. Biomassa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai adsorben
ion logam Cd2+[skripsi]. Depok(ID): Universitas Indonesia.
Pelczar MJ Jr, Chan ECS. 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Volume ke-1.
Hadioetomo RS, Imas T, Tjitrosomo SS, Angka SL, Penerjemah. Jakarta (ID):
UI Pr. Terjemahan dari: Elements of Microbiology. p 323.
Ponambalan AS, Deepthi RS, Gosh AR. 2011. Qualitative display and
measurement of enzyme activity of isolated cellulolytic bacteria, Biotechnol
Bioinf Bioeng. 1(1): 33-37.
Pratiwi FMR. 2006. Produksi xilanase dari Streptomyces sp. pada substrat xilan
tongkol jagung [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Rawashdeh R, Ismail S, Amjad M. 2005. Effect of cultural conditions on xylanase
production by Streptomyces sp. (strain Ib 24D) and its potential toutilize
tomato pomace. African J Biotechnol. 4 (3): 251-255.
Ratnadewi I, Wuryanti H, Ni Nyoman TP. 2007. Produksi dan karakterisasi enzim
-endoxilanase dari bakteri sistem intestinal rayap. J Ilmu Dasar. 8(2) : 110117.
Richana N. 2002. Produksi dan prospek enzim xilanase dalam pengembangan
bioindustri di Indonesia. Buletin Agrobio. 5(1): 29-36.
Sadikin M. 2002. Biokimia Enzim. Jakarta: Widya Medika.
Saha B. 2003. Hemicellulose bioconversion. J Ind Microbiol Biotechnol. 30:279291.
Septiningrum K, Maelita RM. 2008. Isolasi dan karakterisasi xilanase dari
Bacillus circulans. BS. 44 (1): 31-40.

13
Sidik A, Linar ZU, Safri I. 2011. Produksi poli- -asam glutamat dari Bacillus
subtillis B112 dengan variasi konsentrasi ammonium sulfat sebagai sumber
nitrogen dalam media fermentasi. Sains dan Terapan Kimia. 5 (1): 45-55.
Sik JW, Soon HB, Doo HC, So DP, Young BY dan Seung CP. 2009. Optimal
medium condition for the detection of cellulolytic activity in Ganodema
lucidum. J Micobiol. 37(4): 313–316.
Subramaniyan S, Prema P. 2002. Biotechnology of microbial xylanases:
enzymology, molecular biology and application. Crit Rev Biotechnol. 22(1):
33-46.
Sunna A, Antranikian G. 1997. Xylanolytic enzyme from fungi and bacteria. Crit
Rev in Biotechnol. 17 (1): 39-67.
Wateewuthajarn K, Pairoh P. 2000. Purification and characterization of xylanases
from Streptomyces sp. PC22. J Sci Res Chula Univ. 25(2):245-258.
Yang R, Xu S, Wang Z, dan Wang W. 2005. Aqueous extraction of corncob xylan
and production of xylooligosaccharides. Swiss Soc Food Sc Technol. 38:677682.
Yang Y, Biedendieck R, Wang W, Gamer M, Malten M, Jahn D, Deckwer. 2006.
High yield recombinant penicillin G amidase production and export into the
growth medium using Bacillus megaterium. Microb Cell Fact. 20(10):18.doi:10.1186/1475-2859-10-20.
Yoon JH, Park JE, Suh DY, Hong SB, Ko SJ, Kim SH. 2007. Comparison of dyes
for easy detection of extracellular cellulases in fungi. J Mycobiol. 35(1):2124.doi:10.4489/MYCO.2007.35.1.021.

14
Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Enam isolat Streptomyces sp.

Penapisan isolat Streptomyces sp. dengan
membandingkan indeks xilanolitik

Isolat terpilih Streptomyces sp. (P3CCA13)

Penentuan waktu produksi dan aktivitas tertinggi
xilanase
Penentuan berat molekul menggunakan SDS-PAGE

Analisis kromatografi lapis tipis (KLT)

15
Lampiran 2 Hasil penapisan kelima isolat Streptomyces sp.

1

2

3

4
No

Nama isolat

1
2
3
4
5

ID05-108
P5CCA2
P3CCA6
P5CCA5
P3CCA11

Contoh perhitungan
 Isolat ID05-108
Indeks xilanolitik =

=
= 0.428

5
Diameter
zona bening
(cm)
0.50
0.60
1.25
0.65
1.00

Diameter
isolat (cm)
0.35
0.45
1.10
0.40
0.80

Indeks
xilanolitik
0.428
0.333
0.136
0.625
0.250

16
Lampiran 3 Kurva pertumbuhan
a. substrat Beechwood xylan
Hari Ke-

Sampel

Absorbansi

Abs riil

Rerata

St dev

0

Xilan 1

0.071

0.71

0.5733333

0.1184624

Xilan 2

0.050

0.50

Xilan 3

0.051

0.51

Xilan 1

0.061

0.61

8.4266667

9.6483591

Xilan 2

0.546

5.46

Xilan 3

1.921

19.21

Xilan 1

1.748

17.48

8.4133333

8.3396303

Xilan 2

0.669

6.69

Xilan 3

0.107

1.07

Xilan 1

1.664

16.64

10.226667

5.5548387

Xilan 2

0.693

6.93

Xilan 3

0.711

7.11

Xilan 1

1.617

16.17

10.143333

5.4768726

Xilan 2

0.879

8.79

Xilan 3

0.547

5.47

Xilan 1

1.690

16.90

10.756667

5.7629535

Xilan 2

0.990

9.90

Xilan 3

0.547

5.47

Xilan 1

1.574

15.74

10.020000

4.973168

Xilan 2

0.760

7.60

Xilan 3

0.672

6.72

Xilan 1

1.205

12.05

8.210000

3.4324481

Xilan 2

0.544

5.44

Xilan 3

0.714

7.14

24

48

72

96

120

144

168

b. Substrat TKKS
Hari ke-

Sampel

Absorbansi

Abs riil

Rerata

St dev

0

TKKS 1

0.013

0.13

0.3166667

0.2138535

TKKS 2

0.055

0.55

TKKS 3

0.027

0.27

TKKS 1

0.711

7.11

5.480000

1.5131755

TKKS 2

0.412

4.12

TKKS 3

0.521

5.21

24

17
48

72

96

120

144

168

TKKS 1

0.447

4.47

TKKS 2

0.585

5.85

TKKS 3

0.519

5.19

TKKS 1

0.551

5.51

TKKS 2

0.591

5.91

TKKS 3

0.462

4.62

TKKS 1

0.786

7.86

TKKS 2

0.383

3.83

TKKS 3

0.466

4.66

TKKS 1

0.806

8.06

TKKS 2

0.42

4.2

TKKS 3

0.54

5.4

TKKS 1

0.679

6.79

TKKS 2

0.371

3.71

TKKS 3

0.781

7.81

TKKS 1

0.664

6.64

TKKS 2

0.374

3.74

TKKS 3

0.255

2.55

5.170000

0.6902174

5.346000

0.6603282

5.450000

2.1279803

5.886000

1.9754831

6.103000

2.1345101

4.310000

2.1037348

c. Substrat bagas
Hari ke-

Sampel

Absorbansi

Abs riil

Rerata A

St Dev

0

Bagas 1

0.137

1.37

1.3666000

0.1150362

Bagas 2

0.125

1.25

Bagas 3

0.148

1.48

Bagas 1

0.719

7.19

8.460000

1.301038

Bagas 2

0.840

8.40

Bagas 3

0.979

9.79

Bagas 1

0.747

7.47

8.493300

1.2738263

Bagas 2

0.809

8.09

Bagas 3

0.992

9.92

Bagas 1

1.005

10.05

8.586600

1.2793097

Bagas 2

0.803

8.03

Bagas 3

0.768

7.68

Bagas 1

0.790

7.90

7.466600

0.6824466

Bagas 2

0.782

7.82

Bagas 3

0.668

6.68

24

48

72

96

18
120

144

168

Bagas 1

0.607

6.07

Bagas 2

0.799

7.99

Bagas 3

0.878

8.78

Bagas 1

0.876

8.76

Bagas 2

0.832

8.32

Bagas 3

0.872

8.72

Bagas 1

0.701

7.01

Bagas 2

0.848

8.48

Bagas 3

0.712

7.12

Contoh perhitungan :


Substrat bagas (inkubasi 168 jam)

Absorbansi

= 0.701

Abs riil

= (Absorbansi x 10)
= 0.701 x 10
= 7.01

Rerata

=
= 7.536600

7.613300

1.3937121

8.600000

0.2433105

7.536600

0.8187999

19
19

Rerata Absorbansi (A)

Lampiran 3 Aktivitas xilanase
a. Kurva standar xilosa
0.900
0.800
0.700
0.600
0.500
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000

y = 0.0031x - 0.1228
R² = 0.999

0

50

100

150
200
[xilosa] (ppm)

250

300

350

b. Substrat beechwood xylan
jam
ke-

Sampel

U1

U2

U3

K1

K2

Rerata
U

Rerata
K

U-K

0

Xilan 1

0.3240

0.3620

0.3670

0.3620

0.3620

0.3645

0.3620

0.0025

Xilan 2

0.3690

0.3350

0.3650

0.3590

0.3580

0.3670

0.3585

Xilan 3

0.3570

0.3700

0.3760

0.3440

0.3730

0.3677

Xilan 1

0.3630

0.3730

0.3800

0.3630

0.3590

Xilan 2

0.3030

0.3040

0.2960

0.3010

Xilan 3

0.2260

0.2280

0.2260

0.2250

24

mg/mL

U/mL

St dev

Rerata
U/mL

41.5000

0.0415

3.6815

0.1086

3.8064

0.0085

43.5000

0.0435

3.8589

0.3585

0.0092

43.7233

0.0437

3.8788

0.3720

0.3610

0.0110

44.3333

0.0443

3.9329

0.0571

3.8803

0.2820

0.3010

0.2915

0.0095

43.8333

0.0438

3.8885

0.2140

0.2267

0.2195

0.0072

43.0567

0.0431

3.8196

ppm

20
48

72

96

120

144

168

Xilan 1

0.2130

0.2510

0.2180

0.2140

0.2240

0.2273

0.2190

0.0083

43.4433

0.0434

3.8539

Xilan 2

0.2630

0.2670

0.2570

0.2590

0.2470

0.2623

0.2530

0.0093

43.7767

0.0438

3.8835

Xilan 3

0.3070

0.3160

0.3430

0.3120

0.3120

0.3220

0.3120

0.0100

44.0000

0.0440

3.9033

Xilan 1

0.2550

0.2310

0.2690

0.2260

0.2210

0.2517

0.2235

0.0282

50.0567

0.0501

4.4406

Xilan 2

0.3680

0.3800

0.3810

0.2490

0.2510

0.3763

0.2500

0.1263

82.7767

0.0828

7.3432

Xilan 3

0.2820

0.2930

0.3000

0.2860

0.2770

0.2917

0.2815

0.0102

44.0567

0.0441

3.9083

Xilan 1

0.2630

0.2280

0.2080

0.2160

0.2110

0.2330

0.2135

0.0195

47.1667

0.0472

4.1842

Xilan 2

0.4260

0.3910

0.4010

0.2480

0.2430

0.4060

0.2455

0.1605

94.1667

0.0942

8.3537

Xilan 3

0.2940

0.3040

0.3120

0.2860

0.2700

0.3033

0.2780

0.0253

49.1100

0.0491

4.3566

Xilan 1

0.2430

0.2570

0.2380

0.2410

0.2150

0.2460

0.2280

0.0180

46.6667

0.0467

4.1399

Xilan 2

0.4550

0.4600

0.4700

0.2820

0.2320

0.4617

0.2570

0.2047

108.8900

0.1089

9.6598

Xilan 3

0.3000

0.2980

0.2970

0.2920

0.2680

0.2983

0.2800

0.0183

46.7767

0.0468

4.1496

Xilan 1

0.2360

0.2470

0.2780

0.2400

0.2100

0.2537

0.2250

0.0287

40.6667

0.0407

3.6076

Xilan 2

0.4450

0.4310

0.4040

0.2580

0.2220

0.4267

0.2400

0.1867

102.8900

0.1029

9.1275

Xilan 3

0.2900

0.2890

0.3100

0.3000

0.2690

0.2963

0.2845

0.0118

44.6100

0.0446

3.9574

Xilan 1

0.2380

0.2540

0.2480

0.2350

0.2240

0.2467

0.2295

0.0172

46.3900

0.0464

4.1153

Xilan 2

0.3400

0.3340

0.3270

0.2280

0.1970

0.3337

0.2125

0.1212

81.0567

0.0811

7.1907

Xilan 3

0.2980

0.3050

0.3000

0.2870

0.2810

0.3010

0.2840

0.0170

46.3333

0.0463

4.1103

0.0249

3.8802

1.8487

5.2307

2.3590

5.6315

3.1841

5.9831

3.0909

5.5642

1.7770

5.1388

21
c. Substrat TKKS
Jam
ke-

Substrat

U1

U2

U3

K1

K2

Rerata
U

Rerata
K

U-K

ppm

mg/mL

U/mL

St Dev

Rerata
U/mL

0

TKKS 1

0.3600

0.3700

0.3510

0.3810

0.2930

0.3603

0.3370

0.0233

48.4433

0.0484

4.2975

0.1288

4.2064

TKKS 2

0.3900

0.3810

0.3620

0.3670

0.3540

0.3777

0.3605

0.0172

46.3900

0.0464

4.1153

TKKS 1

0.2770

0.2480

0.2750

0.2700

0.2570

0.2667

0.2635

0.0032

41.7233

0.0417

3.7013

0.6482

4.1597

TKKS 2

0.2860

0.2860

0.3030

0.2740

0.2410

0.2917

0.2575

0.0342

52.0567

0.0521

4.6180

TKKS 1

0.2090

0.2090

0.2290

0.1950

0.1930

0.2157

0.1940

0.0217

47.8900

0.0479

4.2484

0.8958

4.8283

TKKS 2

0.2220

0.2250

0.2160

0.2260

0.1640

0.2210

0.1950

0.0260

49.3333

0.0493

4.3764

TKKS 3

0.2150

0.2310

0.3390

0.2120

0.1590

0.2617

0.1855

0.0762

66.0567

0.0661

5.8600

TKKS 1

0.2460

0.2460

0.2480

0.1910

0.1920

0.2467

0.1915

0.0552

59.0567

0.0591

5.2390

0.5174

4.9728

TKKS 2

0.2200

0.2210

0.2190

0.1950

0.1930

0.2200

0.1940

0.0260

49.3333

0.0493

4.3764

TKKS 3

0.2480

0.2490

0.2390

0.1790

0.1970

0.2453

0.1880

0.0573

59.7767

0.0598

5.3029

TKKS 1

0.2830

0.2650

0.2620

0.1780

0.1760

0.2700

0.1770

0.0930

71.6667

0.0717

6.3577

2.7844

7.5092

TKKS 2

0.4210

0.4180

0.4340

0.1870

0.1830

0.4243

0.1850

0.2393

120.4433

0.1204

10.6847

TKKS 3

0.2520

0.2510

0.2500

0.1880

0.1870

0.2510

0.1875

0.0635

61.8333

0.0618

5.4853

TKKS 1

0.2690

0.2530

0.2680

0.1820

0.1710

0.2633

0.1765

0.0868

69.6100

0.0696

6.1752

2.2266

7.4780

TKKS 2

0.3920

0.4000

0.4030

0.1800

0.1810

0.3983

0.1805

0.2178

113.2767

0.1133

10.0489

TKKS 3

0.2700

0.2740

0.0000

0.1900

0.1780

0.2720

0.1840

0.0880

70.0000

0.0700

6.2098

TKKS 1

0.2850

0.2760

0.2820

0.2170

0.2100

0.2810

0.2135

0.0675

63.1667

0.0632

5.6036

1.8955

6.5235

TKKS 2

0.3740

0.3790

0.4090

0.2210

0.2090

0.3873

0.2150

0.1723

98.1100

0.0981

8.7035

24

48

72

96

120

144

22

168

TKKS 3

0.2770

0.2660

0.2760

0.2140

0.2200

0.2730

0.2170

0.0560

59.3333

0.0593

5.2635

TKKS 1

0.2830

0.2680

0.2900

0.2070

0.2020

0.2803

0.2045

0.0758

65.9433

0.0659

5.8499

TKKS 2

0.3750

0.3670

0.3630

0.2130

0.2100

0.3683

0.2115

0.1568

92.9433

0.0929

8.2451

TKKS 3

0.2770

0.2640

0.2640

0.1550

0.2090

0.2683

0.1820

0.0863

69.4433

0.0694

6.1604

1.3025

6.7518

d. substrat bagas
jam ke-

Sampel

U1

U2

U3

K1

K2

Rerata
U

Rerata
K

U-K

ppm

mg/mL

U/mL

St Dev

Rerata
U/mL

0

Bagas 1

0.3440

0.3070

0.3160

0.3220

0.2990

0.3223

0.3105

0.0118

44.6100

0.0446

3.9574

0.1212

3.9164

Bagas 2

0.3120

0.3170

0.3180

0.2980

0.3060

0.3157

0.3020

0.0137

45.2233

0.0452

4.0118

Bagas 3

0.3160

0.3140

0.3220

0.3140

0.3090

0.3173

0.3115

0.0058

42.6100

0.0426

3.7800

Bagas 1

0.2220

0.2280

0.2320

0.2220

0.2090

0.2273

0.2155

0.0118

44.6100

0.0446

3.9574

0.2264

3.7973

Bagas 2

0.2240

0.2200

0.2190

0.2170

0.2230

0.2210

0.2200

0.0010

41.0000

0.0410

3.6372

Bagas 1

0.1730

0.1700

0.1640

0.1670

0.1690

0.1690

0.1680

0.0010

41.0000

0.0410

3.6372

0.2384

3.9066

Bagas 2

0.1650

0.1690

0.1640

0.1590

0.1470

0.1660

0.1530

0.0130

45.0000

0.0450

3.9920

Bagas 3

0.1670

0.1610

0.1740

0.1490

0.1530

0.1673

0.1510

0.0163

46.1100

0.0461

4.0905

Bagas 1

0.1400

0.1530

0.1580

0.1430

0.1450

0.1503

0.1440

0.0063

42.7767

0.0428

3.7948

0.2851

4.0298

Bagas 2

0.1500

0.1530

0.1590

0.1330

0.1520

0.1540

0.1425

0.0115

44.5000

0.0445

3.9477

Bagas 3

0.1570

0.1580

0.1590

0.1190

0.1470

0.1580

0.1330

0.0250

49.0000

0.0490

4.3469

Bagas 1

0.1850

0.1850

0.1770

0.1460

0.1380

0.1823

0.1420

0.0403

54.1100

0.0541

4.8002

0.6070

5.0581

Bagas 2

0.1750

0.1680

0.1710

0.1410

0.1330

0.1713

0.1370

0.0343

52.1100

0.0521

4.6228

24

48

72

96

23

120

144

168

Bagas 3

0.2080

0.2