Mempelajari Stabillt As Enzim Lipase Ekstraselular Dari Kap Ang Rhizopus Oryzae Tr 32 Dalam Pelarut Heksana, Toluena Dan Benzena

Abstract

Enzim merupakan biokatalisator yang efektif dan memiliki aplikasi yang sangat luas dalam industri. Akan tetapi rendahnya stabilitas enzim terhadap panas sering menjadi kendala dalam penggunaannya di industri. Saat ini berbagai penelitian telah dilakukan untuk menghasilkan enzim dengan stabilitas yang tinggi. Salab satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kestabilan enzim adalab dengan menggunakan pelarut organik. Pada penelitian ini, enzim yang digunakan adalab enzim lipase ekstraselular kasar yang berasal dari kapang Rhizopus oryzae TR 32, sedangkan pelarut organik yang digunakan adalab heksana, toluena dan benzena. Ketiga pelarut organik tersebut memiliki nilai hidrofobisitas yang berbeda-beda, yang ditandai dengan perbedaan nilai logaritma koefisien partisi (log P). Heksana memiliki nilai log P 3.5, lebih tinggi dari nilai log P toluena dan benzena yang masing-masing bernilai 2.5 dan 2.0. Hal tersebut berarti heksana memiliki hidrofobisitas yang lebih tinggi daripada toluena dan benzena. Produksi enzim lipase ekstraselular Rhizopus oryzae TR 32 dilakukan sebanyak empat kali dengan aktivitas awal masing-masing adalah 62.839 mM asanl lauratlg.min, 66.302 mM asam lauratlg.min, 67.392 mM asam lauratlg.min dan 71.131 mM asam lauratlg.min. Nilai aw sediaa.rl enzim kering beku dari keempat produksi tersebut adalab 0.673, 0.605, 0.623 dan 0.644. Dari hasil pengnkuran aw enzim tersebut diketabui babwa enzim lipase ekstraselular R.oryzae TR 32 memiliki kandungan air lebih dari satu lapis (monolayer) molekul air. Satu lapis molekul air yang melapisi molekul protein merupakan air esensial yang harus dimiliki suatu protein untuk dapat melakukan aktivitasnya. Satu lapis molekul air tersebut memiliki aw sekitar 0.2. Hal itu berarti enzim lipase ekstraselular R. oryzae TR 32 yang dihasilkan pada penelitian ini dapat melakukan aktivitas katalisisnya sebab air esensial yang diperlukan untuk melakukan hal tersebut tercukupi. Sediaan enzim lipase ekstraselnlar Rhizopus oryzae TR 32 yang telab dikeringbeknkan diberi perlakuan pemanasan 60°C, 70°C, 80°C dan 90°C. Perlakuan pemanasan dilakukan bagi enzim tanpa pelarut organik dan enzim dalam pelarut organik. Perlakuan enzim dalam pelarut organik pada suhu ruang digunakan sebagai kontrol. Parameter stabilitas termal yang dievaluasi pada penelitian ini adalab konstanta laju denaturasi (kd), waktu paruh (t1l2) dan Energi deaktivasi (Ea). Pada pemanasan 70°C, 80°C dan 90°C, nilai kd enzim yang disimpan di dalanl heksana lebih kecil dibandingkan dengan nilai k.J enzim yang disimpan tanpa pelarut organik. Nilai k.J tersebut juga lebih kecil dari nilai k.J enzim yang disimpan dalam toluena dan benzena. Nilai k.J enzim yang disimpan pada pelarut heksana pada pemanasan 70°C, 80°C dan 90°C, berturut-turut adalab 0.0084, 0.0154 dan 0.0243. Nilai k.J enzim yang disimpan tanpa pelarut organik dengan pemanasan 70°C, 80°C dan 90°C adalab 0.0115, 0.0195 dan 0.0297. Nilai k.J untuk enzim yang disimpan dalarn toluena adalah 0.0095, 0.0161 dan 0.0257, sedangkan nilal kI untuk enzim yang disimpan dalarn benzena adalah 0.0101,0.0169 dan 0.0269. Waktu paruh (t1l2) dan Energi deaktivasi (Ea) enzim yang disimpan dalam heksana lebih tinggi dibandingkan dengan enzim yang disimpan tanpa pelarut organik. Nilai tl/2 dan Ea tersebut juga lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai tl/2 dan Ea enzim yang disimpan dalarn toluena dan benzena. Nilai tl/2 enzim yang simpan dalam heksana pada pemanasan 70°C, 80°C dan 90°C berturut-turut adalah 82.52, 45.01, 28.52. Nilai tl/2 enzim yang disimpan tanpa pelarut organik dengan pemanasan 70°C, 80°C dan 90°C adalah 60.27, 35.55 dan 23.34. Nilai tl/2 untuk enzim yang disimpan dalam toluena adalah 72.96, 43.05 dan 26.97, sedangkan nilai tl/2 untuk enzim yang disimpan dalam benzena adalah 68.63, 41.01 dan 25.77. Nilai Ea dari enzim yang disimpan dalarn heksana pada kisaran suhu 70°C-90°C adalah 13107.600 kallmol. Ea dari enzim yang disimpan tanpa pelarut organik pada kisaran suhu 70°C-90°C adalah 11704.572 kal/mol, sedangkan Ea untuk enzim yang disimpan dalam toluena dan benzena berturut-turut adalah 12270.852 kallmol dan 12077.406 kallmol. Dari perlakuan enzim dalam pelarut organik yang diiukubasi pada suhu ruang diketahui bahwa pelarut organik tidak menurunkan aktivitas esterifikasi dari enzim lipase ekstraselular R. olyzae TR 32. Enzim ini memiliki stabilitas yang tinggi pada pemanasan 60°C, dimana aktivitas sisanya (residual activity), baik untuk enzim tanpa pelarut maupun enzim dalarn pelarut organik, bernilai 100%. Secara nmum diketahui bahwa enzim yang disimpan dalarn pelarut organik dan dipanaskan dengan suhu 70°C, SO°C dan 90°C lebih stabil dibandingkan dengan enzim [anpa pelarut organik yang dipanaskan dengan suhu yang sarna. Hal terse but disebabkan oleh peningkatan rigiditas molekul enzim bagi enzim yang disimpan dalam pelarut organik. Peningkatan rigiditas molekul enzim ini disebabkan karena perbedaan konstanta dielektrika pelarut. Konstanta dielektrika yang rendah dari pelarut organik akan meningkatkan ikatan elektrostatika dalam struktur molekul enzim yang akan meningkatkan stabilitas termalnya. Di antara ketiga pelarut organik yang digunakan, pelarut heksana lebih baik dalarn meningkatkan stabilitas termal enzim lipase ekstraselular R. oryzae TR 32. Peningkatan stabilitas termal yang lebih baik bagi enzim yang disimpan di dalarn heksana diduga karena heksana lebih baik dalarn menjaga dan meningkatkan rigiditas molekul enzim tersebut. Hal itu dihubungkan dengan hidrofobisitas heksana yang lebih tinggi dibandingkan dengan hidrofobisitas toluena dan benzena, dimana semakin tinggi hidrofobisitas suatu pelarut maka konstanta dielektrika pelarut tersebut semakin kecil. Sehingga ikatan elektrostatika dalarn struktur molekul enzim menjadi semakin kuat.