Karakter Xilanase Streptomyces P26B4 dan Aplikasinya untuk Produksi Xilooligosakarida

Abstract

Xilooligosakarida (XOS) merupakan oligomer gula tersusun dari unit xilosa yang memiliki derajat polimerisasi (DP) ≤ 20. Xilooligosakarida yang memiliki DP 2-5 dapat dijadikan sebagai prebiotik, yang merupakan makanan yang tidak dapat dicerna oleh sistem pencernaan tetapi dapat mempengaruhi inang dengan merangsang pertumbuhan sejumlah bakteri baik di dalam usus sehingga meningkatkan kesehatan inang. XOS dapat dihasilkan dari hidrolisis enzimatis xilan yang berasal dari limbah pertanian seperti tongkol jagung. Enzim hidrolitik dapat diperoleh dari Streptomyces yang dapat menghasilkan enzim ekstraselular dengan kemampuan xilanolitik. Enzim dari Streptomyces ini memiliki stabilitas tinggi dan dapat menghasilkan berbagai senyawa bioaktif, serta memiliki miselium semu yang dapat menembus ke dalam substrat dan menghasilkan enzim hidrolitik ekstraseluler untuk mendegradasi biomassa lignoselulosa. Penelitian ini dilakukan untuk mengkarakterisasi enzim xilanase Streptomyces dan memproduksi XOS dari xilan tongkol jagung menggunakan xilanase Streptomyces serta pemurnian xilooligosakarida dengan penambahan khamir. Penelitian ini dilakukan dengan tahapan (1) ekstraksi xilan dari tongkol jagung menggunakan NaOH, yang digunakan sebagai substrat pertumbuhan Streptomyces, produksi enzim, dan substrat untuk produksi XOS (2) Seleksi tujuh isolat bakteri Streptomyces xilanolitik pada substrat xilan tongkol jagung (3) produksi enzim xilanase dari isolat terpilih (4) karakterisasi enzim yang meliputi pengaruh pH, suhu, dan stabilitasnya (5) produksi XOS secara enzimatis menggunakan substrat 3%, 6% xilan tongkol jagung, dan 6% xilan beechwood (6) serta pemurnian xilooligosakarida dengan khamir Pichia kudriavzevi 1P4. Sebanyak 7,2% ekstrak xilan kasar diperoleh dari tongkol jagung menggunakan NaOH. Isolat P26B4 menghasilkan nilai indeks xilanolitik tertinggi sebesar 2,38 sehingga dipilih sebagai isolat potensial untuk hidrolisis substrat xilan tongkol jagung. Isolat P26B4 memiliki aktivitas tertinggi pada inkubasi hari ke-7 sebesar 0,39 U/ml, pada pH 5,5, dan suhu 50°C. Hasil hidrolisis substrat xilan tongkol jagung menghasilkan DP terendah sebesar 2,49 pada konsentrasi 6% dan inkubasi jam ke-24. Pengujian pada plat KLT menunjukkan adanya pita yang merupakan oligosakarida dengan jumlah unit monomer yang berbeda. Penghilangan komponen xilosa dengan penambahan khamir IP4 menunjukkan penurunan komponen monomer xilosa.