Latar Belakang Purifikasi Dan Karakterisasi Xilanase Ekstraseluler Streptomyces sp. SKK1-8 Asal Sukabumi

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hemiselulosa merupakan heteropolimer polisakarida yang keberadaaannya di alam kedua terbanyak setelah selulosa. Kandungan hemiselulosa pada tanaman berkisar antara 20-30 berat kering kayu Kulkarni et al. 1999, sedangkan pada daun kadarnya mencapai 80-85 Howard et al. 2003. Keberadaan hemiselulosa yang melimpah di alam dan sifatnya yang dapat diperbaharui memungkinkan pemanfaatan hemiselulosa sebagai bahan baku untuk diolah menjadi produk yang bernilai ekonomis. Xilooligosakarida yang merupakan produk hidrolisis xilan oleh xilanase dilaporkan dapat menghambat pertumbuhan sel tumor, memiliki aktivitas antibakteri, anti inflamasi, meningkatkan sistem imun Christakopoulos et al. 2003 dan berpotensi untuk digunakan sebagai prebiotik Hsu et al. 2004. Xilan adalah komponen utama hemiselulosa yang memiliki tulang punggung rantai D-xilopiranosa dengan ikatan glikosidik β-1,4. Xilan memiliki residu O-asetil, arabinosil dan 4-O-metil-D-asam glukoronat yang terikat pada tulang punggungnya. Hidrolisa lengkap xilan menjadi monomernya memerlukan kerja sinergi beberapa enzim xilanolitik Subramaniyan Prema 2002. Enzim xilanolitik merupakan enzim kompleks yang terdiri atas 1,4- β- endoxilanase, β-xilosidase, α-L-arabinofuranosidase, α-glukuronidase, asetil xilan esterase dan asam fenolat asam ferulat dan asam fumarat esterase Collins 2005. Xilanase mikroba memiliki aplikasi yang luas. Enzim ini dapat digunakan untuk biobleaching pada industri kertas, penjernihan dan meningkatkan aroma juice dan wine, meningkatkan kualitas roti dan pakan ternak, pengolahan limbah serta pengomposan. Xilanase dihasilkan oleh bakteri, cendawan dan khamir. Salah satu kelompok bakteri yang berpotensi menghasilkan xilanase yaitu Aktinomisetes, terutama genus Streptomyces Beg et al. 2001. Streptomyces diketahui merupakan penghasil berbagai macam enzim, bahkan telah digunakan untuk produksi kitinase secara komersial. Tiga isolat Streptomyces asal Indonesia isolat 451-3, 234P-16 dan SKK1-8 dilaporkan berpotensi menghasilkan xilanase ekstraseluler dengan karakter yang berbeda Hendarwin 2006. Karakter xilanase yang dihasilkan mikroba sangat bervariasi. Xilanase bakteri biasanya bersifat netral sampai alkali sedangkan xilanase cendawan bersifat asam. Pada umumnya suhu optimal xilanase antara 40-60 o C, namun xilanase beberapa mikroba diketahui bersifat thermostabil Perez et al. 2002. Studi mengenai karakter xilanase diperlukan untuk mengetahui aplikasinya pada industri yang sesuai, misalnya xilanase yang digunakan dalam proses bleaching pada industri pulp harus memiliki pH optimum alkali dan stabil pada pH tersebut, bersifat thermostabil dan tidak terkontaminasi selulase. Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian terdahulu oleh Meryandini et al . 2006 yang melakukan karakterisasi xilanase Streptomyces sp. SKK1-8 fraksi aseton dan analisa produk hidrolisisnya. Xilanase tersebut memiliki karakter yang menarik sehingga dirasa perlu untuk dilakukan pemurnian. Karakter xilanase tersebut yaitu optimum pada suhu 50 o C, memiliki aktivitas pada rentang pH yang luas, stabil pada penyimpanan selama 1 bulan dalam refrigerator dan bebas dari selulase. Xilosa dan arabinosa merupakan produk hidrolisis birchwood xilan oleh xilanase. Hasil SDS-PAGE dan zimogram menunjukkan adanya tiga pita xilanase yang berdekatan dengan berat molekul 16.80 kDa, 15.21 kDa dan 13.86 kDa. Pada umumnya pemurnian xilanase dilakukan dengan teknik filtrasi gel dan kromatografi pertukaran ion. Dewasa ini, polimer eudragit S100 digunakan dalam tahap awal pemurnian. Polimer tersebut memiliki kelarutan yang dipengaruhi oleh pH larutan, yaitu larut diatas pH 5.5 dan mengendap di bawah pH tersebut Sardar et al. 1997. Pada penelitian ini xilanase dimurnikan dengan filtrasi gel menggunakan matrik Sephadex G-100 dan kromatografi pertukaran ion menggunakan matrik penukar anion DEAE-Sephadex A50. Guna memperoleh senyawa dan kondisi yang tepat untuk pengendapan xilanase Streptomyces sp. SKK1-8, maka pada tahap awal pemurnian dilakukan uji coba penggunaan amonium sulfat, aseton dan polimer eudragit S100.

1.2 Tujuan penelitian