KITOSAN TERMODIFIKASI SEBAGAI MATRIKS AMOBILISASI ENZIM LIPASE PPD2 DARI Geobacillus thermoleovorans
Total View This Week0
Total View This Week0
Institusion
Institut Teknologi Bandung
Author
FATNAH (NIM: 20514007), NURWANTI (STUDENT ID : )
Subject
Datestamp
0000-00-00 00:00:00
Abstract :
Lipase adalah enzim yang menghidrolisis lemak menjadi asam lemak dan alkohol. Dalam dunia industri, enzim lipase tidak hanya digunakan untuk mengubah minyak dan lemak, tetapi juga untuk mensintesis ester lemak. Lipase digunakan dalam berbagai bidang di industri karena memiliki ketersediaan yang luas, biaya yang rendah, tidak memerlukan kofaktor dan mempunyai spesifisitas terhadap substrat. Pada industri yang menggunakan enzim terdapat berbagai masalah, seperti biaya operasi yang tinggi, stabilitas rendah dan sulit untuk didaur ulang. Oleh karena itu, saat ini telah berkembang suatu teknik yang dapat meminimalisasi hal tersebut yaitu amobilisasi enzim. Enzim amobil menunjukkan banyak keuntungan, yaitu mempunyai stabilitas katalitik, dapat dipakai secara terus menerus, dapat didaur ulang dengan mudah, penurunan biaya operasi yang signifikan dan sebagainya. Amobilisasi dengan menggunakan metode ikatan kovalen adalah salah satu metode yang banyak digunakan karena ikatan yang dibentuk antara enzim dengan matriks pendukung akan mencegah pelepasan enzim ke lingkungan. Berbagai biopolimer terutama polisakarida yang tidak larut dalam air seperti selulosa, pati, agarosa dan kitosan telah banyak digunakan sebagai matriks pada amobilisasi enzim. Kitosan merupakan polisakarida kedua terbanyak di alam, tidak toksik dan bisa dijadikan sebagai anti mikroba. Selain itu terdapat gugus fungsi yang reaktif untuk modifikasi kimia, stabil, dapat diperbarui dan persiapannya mudah, sehingga cocok untuk biotransformasi. Pada penelitian ini, enzim lipase termofilik yang digunakan berasal dari kawah Gunung Papandayan. Gen lipase yang berasal dari isolat lokal PPD2 telah berhasil dikloning dan diekspresikan secara intraselular di dalam E. coli BL21(DE3) dengan menggunakan pET30(a) sebagai vektor ekspresi. Tahap awal yaitu kultivasi bakteri yang dilakukan dengan menumbuhkan bakteri E. coli BL21(DE3)-pET30(a)-lipITB1.2 dari stok gliserol ke dalam medium LBkanamisin. Selanjutnya dilakukan produksi enzim melalui induksi menggunakan IPTG untuk memperoleh pelet sel, kemudian dilisis menggunakan lisozim dan sonikasi (30 detik dinyalakan, 10 detik dimatikan selama 11x) yang menghasilkan ekstrak kasar enzim dengan aktivitas spesifik sebesar 9,10 ���µmol/mg.menit. Selanjutnya dilakukan pemurnian parsial dengan optimasi pemanasan pada suhu 60, 70 dan 80 oC, kemudian fraksinasi menggunakan aseton secara bertingkat dari 0-20%, 20-40% dan 40-60%. Aktivitas spesifik yang paling tinggi diperoleh dari hasil pemanasan pada suhu 60 oC dan fraksi aktif yang diperoleh adalah fraksi 020%. Enzim hasil optimasi pemanasan dan fraksi aktif enzim tersebut mampu meningkatkan aktivitas spesifik secara berturut-turut sebesar 2 dan 3 kali dibandingkan dengan ekstrak kasar enzim. Selain itu, hasil SDS-PAGE pada keduanya juga menunjukkan pita protein yang cukup tebal pada protein target sekitar 40 kDa. Matriks pendukung yang digunakan adalah kitosan yang telah berhasil dimodifikasi menggunakan anhidrida suksinat melalui optimasi suhu, waktu dan perbandingan mol antara kitosan dengan anhidrida suksinat. Kitosan termodifikasi menghasilkan N-suksinil kitosan yang ditunjukkan dengan adanya pita serapan gugus amida yang tajam pada hasil spektrum FTIR dengan bilangan gelombang 1564,27 cm-1 dan 1411,89 cm-1. Amobilisasi enzim lipase dilakukan dengan menambahkan enzim ke dalam N-suksinil kitosan dengan pengadukan selama 8 jam. Efisiensi amobilisasi yang diperoleh enzim amobil yaitu sebesar 96% dan meningkatkan aktivitas spesifik sebesar 3 kali dibandingkan dengan fraksi aktif enzim. Enzim amobil diuji kinerjanya melalui pH, parameter kinetik dan kebolehulangan pemakaiannya. Stabilitas enzim setelah amobilisasi tidak mengalami perubahan, ditunjukkan dengan pH optimum sebelum dan sesudah amobilisasi berada pada pH 9,0. Parameter kinetik yang mengikuti kurva Lineweaver Burk menghasilkan nilai Km dan Vmax untuk enzim bebas yaitu secara berturut-turut sebesar 42,2 mM dan 12,0 ���µmol/mg.menit. Sedangkan untuk enzim amobil menghasilkan nilai Km dan Vmax yaitu secara berturut-turut sebesar 10,5 mM dan 8,7 ���µmol/mg.menit. Kebolehulangan pemakaian enzim amobil mampu mempertahankan aktivitasnya sebesar 81% setelah lima kali pemakaian.
Lipase adalah enzim yang menghidrolisis lemak menjadi asam lemak dan alkohol. Dalam dunia industri, enzim lipase tidak hanya digunakan untuk mengubah minyak dan lemak, tetapi juga untuk mensintesis ester lemak. Lipase digunakan dalam berbagai bidang di industri karena memiliki ketersediaan yang luas, biaya yang rendah, tidak memerlukan kofaktor dan mempunyai spesifisitas terhadap substrat. Pada industri yang menggunakan enzim terdapat berbagai masalah, seperti biaya operasi yang tinggi, stabilitas rendah dan sulit untuk didaur ulang. Oleh karena itu, saat ini telah berkembang suatu teknik yang dapat meminimalisasi hal tersebut yaitu amobilisasi enzim. Enzim amobil menunjukkan banyak keuntungan, yaitu mempunyai stabilitas katalitik, dapat dipakai secara terus menerus, dapat didaur ulang dengan mudah, penurunan biaya operasi yang signifikan dan sebagainya. Amobilisasi dengan menggunakan metode ikatan kovalen adalah salah satu metode yang banyak digunakan karena ikatan yang dibentuk antara enzim dengan matriks pendukung akan mencegah pelepasan enzim ke lingkungan. Berbagai biopolimer terutama polisakarida yang tidak larut dalam air seperti selulosa, pati, agarosa dan kitosan telah banyak digunakan sebagai matriks pada amobilisasi enzim. Kitosan merupakan polisakarida kedua terbanyak di alam, tidak toksik dan bisa dijadikan sebagai anti mikroba. Selain itu terdapat gugus fungsi yang reaktif untuk modifikasi kimia, stabil, dapat diperbarui dan persiapannya mudah, sehingga cocok untuk biotransformasi. Pada penelitian ini, enzim lipase termofilik yang digunakan berasal dari kawah Gunung Papandayan. Gen lipase yang berasal dari isolat lokal PPD2 telah berhasil dikloning dan diekspresikan secara intraselular di dalam E. coli BL21(DE3) dengan menggunakan pET30(a) sebagai vektor ekspresi. Tahap awal yaitu kultivasi bakteri yang dilakukan dengan menumbuhkan bakteri E. coli BL21(DE3)-pET30(a)-lipITB1.2 dari stok gliserol ke dalam medium LBkanamisin. Selanjutnya dilakukan produksi enzim melalui induksi menggunakan IPTG untuk memperoleh pelet sel, kemudian dilisis menggunakan lisozim dan sonikasi (30 detik dinyalakan, 10 detik dimatikan selama 11x) yang menghasilkan ekstrak kasar enzim dengan aktivitas spesifik sebesar 9,10 ���µmol/mg.menit. Selanjutnya dilakukan pemurnian parsial dengan optimasi pemanasan pada suhu 60, 70 dan 80 oC, kemudian fraksinasi menggunakan aseton secara bertingkat dari 0-20%, 20-40% dan 40-60%. Aktivitas spesifik yang paling tinggi diperoleh dari hasil pemanasan pada suhu 60 oC dan fraksi aktif yang diperoleh adalah fraksi 020%. Enzim hasil optimasi pemanasan dan fraksi aktif enzim tersebut mampu meningkatkan aktivitas spesifik secara berturut-turut sebesar 2 dan 3 kali dibandingkan dengan ekstrak kasar enzim. Selain itu, hasil SDS-PAGE pada keduanya juga menunjukkan pita protein yang cukup tebal pada protein target sekitar 40 kDa. Matriks pendukung yang digunakan adalah kitosan yang telah berhasil dimodifikasi menggunakan anhidrida suksinat melalui optimasi suhu, waktu dan perbandingan mol antara kitosan dengan anhidrida suksinat. Kitosan termodifikasi menghasilkan N-suksinil kitosan yang ditunjukkan dengan adanya pita serapan gugus amida yang tajam pada hasil spektrum FTIR dengan bilangan gelombang 1564,27 cm-1 dan 1411,89 cm-1. Amobilisasi enzim lipase dilakukan dengan menambahkan enzim ke dalam N-suksinil kitosan dengan pengadukan selama 8 jam. Efisiensi amobilisasi yang diperoleh enzim amobil yaitu sebesar 96% dan meningkatkan aktivitas spesifik sebesar 3 kali dibandingkan dengan fraksi aktif enzim. Enzim amobil diuji kinerjanya melalui pH, parameter kinetik dan kebolehulangan pemakaiannya. Stabilitas enzim setelah amobilisasi tidak mengalami perubahan, ditunjukkan dengan pH optimum sebelum dan sesudah amobilisasi berada pada pH 9,0. Parameter kinetik yang mengikuti kurva Lineweaver Burk menghasilkan nilai Km dan Vmax untuk enzim bebas yaitu secara berturut-turut sebesar 42,2 mM dan 12,0 ���µmol/mg.menit. Sedangkan untuk enzim amobil menghasilkan nilai Km dan Vmax yaitu secara berturut-turut sebesar 10,5 mM dan 8,7 ���µmol/mg.menit. Kebolehulangan pemakaian enzim amobil mampu mempertahankan aktivitasnya sebesar 81% setelah lima kali pemakaian.
Download
book
BibTex
Latex, Jabref
cloud_download
Original Resource
url resource Institution
