Teknologi Hijau Produksi Kitosan Oligosakarida Menggunakan Aktivitas Enzimatik dari Isolat Fungi Endofit Laut

Abstract

Oligosakarida kitosan (COS) merupakan modifikasi kitosan yang diperoleh melalui proses depolimerisasi kitosan. Modifikasi ini bertujuan untuk mengurangi berat molekul, panjang rantai polimer, sehingga meningkatkan kelarutan kitosan pada pH netral. Depolimerisasi dapat dilakukan melalui hidrolisis dengan memanfaatkan aktivitas enzimatik fungi endofit laut. Metode ini lebih sustainable, hemat energi, dan bebas residu kimia dibandingkan dengan metode hidrolisis kimia atau fisik. Fungi endofit laut diisolasi dari jaringan tubuh biota laut, diataranya rumput laut, lamun, coral/sponge, dan atau bagian tubuh mangrove. Fungi endofit laut menghasilkan metabolit berupa aktivitas enzimatik di antaranya selulolitik, kitosanolitik, lignolitik, serta proteolitik. Aktivitas enzimatik tersebut dapat digunakan untuk menghidrolisis kitosan menjadi oligokitosan (COS). Penelitian ini bertujuan menentukan aktivitas kitosanolitik, selulolitik, dan proteolitik dari fungi endofit laut serta menentukan karakteristik oligokitosan yang dihidrolisis menggunakan aktivitas enzimatik dari fungi endofit laut. Penelitian ini meliputi screening 20 isolat fungi untuk mengetahui aktivitas enzimatik secara semi kuantitatif. Isolat fungi terpilih kemudian digunakan untuk menghidrolisis kitosan dengan menggunakan aktivitas enzimatik dari fungi tersebut. Proses hidrolisis dilakukan dengan memberikan substrat kitosan dalam bentuk koloidal ke dalam media kaldu kultivasi isolate fungi selama tujuh hari. Selanjutnya fungi akan menghidrolisis kitosan menggunakan aktivitas enzimatiknya. Kitosan hasil hidrolisis yang dihasilkan merupakan oligokitosan yang kemudian dikarakterisasi dengan menghitung viskositas, bobot molekul, persentase kelarutan, aktivitas antioksidan dan aktivitas bakterialnya. Semua data yang diperoleh selanjutnya dianalisis menggunakan rancangan acak lengkap serta diolah menggunakan metode One Way Anova. Hasil screening isolate fungi memperoleh dua isolat dengan rata-rata aktivitas enzimatik tertinggi yaitu isolate kode KVA dan BM48A. Kedua isolate tersebut diidentifikasi menggunakan DNA barcoding sebagai spesies Trichoderma harzianum KTR3 dan Aspergillus sydowii KTR50. Selanjutnya kitosan dihidrolisis menggunakan aktivitasa enzimatik T. harzianum KTR3 dan A. sydowii KTR50 yang menghasilkan masing-masing viskositas 21,1±0,99 cP dan 9,26±0,31 cP dengan berat molekul 9,06±0,35 kDa dan 4,47±0,13 kDa. Sementara itu kelarutan COS yang dihidrolisis menggunakan aktivitas enzimatik T. harzianum KTR3 dan A. sydowii KTR50 adalah 63% dan 67%. COS dengan berat molekul lebih rendah menunjukkan aktivitas penangkal radikal bebas yang lebih tinggi terhadap DPPH dan ABTS•+ dibandingkan dengan kitosan yang tidak diolah. Namun, uji aktivitas antioksidan menggunakan Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) dan uji penangkal radikal oksida nitrat tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Selain itu, COS menunjukkan peningkatan aktivitas antibakteri terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Temuan ini menunjukkan COS yang dihidrolisis langsung menggunakan aktivitas isolate fungi mampu menghasilkan bobot molekul dibawah 10 kDa, meningkatkan aktivitas antioksidan, serta meningkatkan aktivitas antibakteri.

Kata kunci: aktivitas enzimatik, hidrolisis, kitosanolitik, proteolitik, selulolitik