Penapisan isolat pendegradasi xilan bagas serta pencirian xilanase

Abstract

Xilanase merupakan enzim ekstraseluler yang dapat dihasilkan oleh mikroba. Enzim ini digunakan secara luas dalam aplikasi bioteknologi. Xilanase diproduksi menggunakan substrat xilan bagas. Penggunaan bagas sebagai biomassa tidak akan bersaing dengan ketahanan pangan. Hidrolisis xilan bagas tebu dapat menghasilkan produk xilooligosakarida. Xilan merupakan komponen hemiselulosa pada bagas. Xilanase dapat menjangkau xilan dan secara mudah mengkonversinya menjadi gula sederhana, oleh karena itu perlu dilakukan pretreatment dan ekstraksi. Selulosa secara alami diikat oleh hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, oleh karena itu disebut dengan lignoselulosa. Adanya senyawa pengikat lignin inilah yang menyebabkan bahan-bahan lignoselulosa sulit untuk dihidrolisa. Pretreatment akan merusak dinding sel tanaman dan akan mempermudah akses enzim pada polisakarida bagas. Pretreatment meliputi delignifikasi dan ekstraksi xilan. Ekstraksi xilan bertujuan untuk memisahkan komponen xilan dengan selulosa. Proses pretreatment bagas meliputi delignifikasi menggunakan sodium hipoklorit (NaOCl) 1% dan ekstraksi xilan menggunakan metode alkalin (NaOH 15%) sebagai pelarut. Terdapat tiga isolat bakteri xilanolitik yang berasal dari Taman Nasional Bukit Duabelas (TNBD) Jambi yaitu isolat XJ (Xilanolitik Jambi) no 17, 28 dan 30. Isolat tersebut kemudian diuji secara kualitatif dan kuantitatif pada substrat xilan bagas. Uji kualitatif menggunakan metode pewarnaan merah-kongo, sedangakan uji kuantitatif menggunakan metode DNS. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penapisan xilanase dari 3 bakteri xilanolitik, mengkarakterisai xilanase isolat potensial dan menghidrolisis xilan bagas. Isolat potensial pendegradasi xilan bagas diidentifikasi dengan 16S rRNA. Produk hidrolisis dianalisis menggunakan KLT (Kromatografi Lapis Tipis). Hasil ekstraksi xilan dari bagas diperoleh 9,9% xilan dari bagas dan setelah pemurnian diperoleh 3,4 % xilan larut. Isolat yang dapat menggunakan substrat xilan bagas dalam uji kualitatif yaitu no XJ28 dan XJ30. Aktivitas xilanase tertinggi adalah isolat XJ28 pada xilan bagas diperoleh pada jam ke-96 masa inkubasi dengan aktivitas 11,3 ± 0,6 U/mL, sedangkan pada isolat XJ30 sebesar 0,3 ± 0,005 U/mL pada jam ke-3 masa inkubasi. Produk ekstraksi xilan bagas kemudian dibandingkan dengan produk komersial, xilanase XJ28 diproduksi dari substrat xilan beechwood komersial (Sigma) dan mendapatkan aktivitas enzim sebesar 11,5 ± 0,2 U/mL pada jam ke-48 masa inkubasi. Isolat XJ28 memiliki karakter xilanase optimum pada pH 7 dengan suhu 50 °C, stabil sampai inkubasi jam ke-72 pada suhu ruang maupun pada suhu 4 °C, dan bebas selulase. Berdasarkan hasil tersebut, hidrolisis xilan bagas 0,5 % oleh xilanase ekstrak kasar menghasilkan gula reduksi dengan BM yang sama dengan sukrosa. Berdasarkan identifikasi 16S rRNA, isolat potensial XJ28 memiliki tingkat kemiripan 99 % dengan Bacillus subtilis.