close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Characterization of Crude Extract
Cellulase System Potential from
Bacillus subtilis Local Strain
Yoni Rina Bintari
Evi Susanti
Chemistry Department
Faculty of Mathematic and Science
State University of Malang.
Pendahuluan
•
“Cellulase system (1,4-Dglucan glucanohydrolase, EC
3.2.1.4) are multienzyme
complexes, comprising three
main components; endoglucanase ( EC 3.2.1.4),
exoglucanase (EC 3.2.1.9.1)
and glucosidase (EC
3.2.1.21), which have been
shown to act synergistically
in the hydrolysis of
cellulose” (Ekperigin, M.M.,
2006)
Bacillus subtilis = Mikroba selulolitik
sistem selulase
ekstrak kasar sistem selulase dari Bacillus
circulans B6 memiliki aktivitas
karboksimetilselulase (CMCase), aviselase,
selobiohidrolase, β-glukosidase dan β-xilosidase
(Waenokul, et.al, 2006)
Bacillus subtilis strain lokal memiliki aktivitas CMCase
dan aviselase yang lebih tinggi dibanding dengan
selulase dari Bacillus coagulan dan Bacillus circulans
strain lokal , (Suhardi, 2009)
Sistem selulase = Enzim Indusibel
Dipengaruhi oleh
banyak sedikitnya
Induser
Produksi sistem
selulase oleh B.
Subtilis
Belum diketahui jumlah
konsentrasi optimum
avisel
Avisel diketahui
mampu menginduksi
produksii sistem
selulase dari Bacillus
subtilis (Suhardi, 2009)
Bacillus subtilis strain
lokal
konsentrasi
avisel
optimum
karakteristik ekstrak
kasar sistem selulase
Bacillus subtilis.
Tujuan Penelitian
• 1. Berapa konsentrasi avisel optimum
dalam media produksi?
• 2. Bagaimana karakteristik ekstrak kasar
sistem selulase Bacillus subtilis sebagai
dasar produksi selulase komersial untuk
mendukung teknologi produksi bioetanol
berbahan baku selulosa?
Alat Dan Bahan
Bahan:
Alat:
amonium molibdat, asam sulfat, besi(II) sulfat7-hidrat, garam Rochelle, glukosa, kalium
hidrogen posfat, kalsium klorida-2-hidrat,
karboksimetil selulosa (CMC), avisel,
magnesium sulfat-7-hidrat, mangan sulfat
monohidrat, natrium hidroksida, natrium
karbonat, natrium karbonat anhidrat, natrium
nitrat, natrium dihidrogen fosfat-12-hidrat,
dinatrium hidrogen fosfat-7-hidrat, dinatrium
hidrogen arsenat-7-hidrat, natrium sulfat
anhidrat, dan tembaga(II) sulfat-5-hidrat,
aquades, etanol teknis dan serbuk nutrien
agar, Biakan murni bakteri Bacillus subtilis
yang diperoleh dari laboratorium mikrobiologi
Universitas Brawijaya.
Peralatan gelas yang terdiri dari
cawan petri, gelas arloji, batang
pengaduk, pipet tetes, pipet
volume 20 mL, corong, beaker
glass 50 mL dan 250 mL,
erlenmeyer 250 mL, labu takar
50 mL, labu takar 100 mL, dan
labu takar 500 mL. b). Peralatan
khusus yang terdiri dari jarum
ose, neraca analitik, laminar
flow (enkase), autoklaf,
inkubator, shaker water bath,
sentrifugator, pH meter, dan
spektronik 20
Diagram Alir Penelitian
Gambar; Shaker Water Bath
Gambar: CMCase sebelum ditambahkan
dengan pereagen Samogyi-nelson
Gambar: Avicelase sebelum
ditambahkan dengan pereagen
Samogyi-nelson
Gambar: Avicelase setelah diuji dengan
samogyi-nelson
Hasil Diskusi dan Pembahasan
1. Optimasi Konsentrasi Avisel untuk Produksi Sistem
Selulase Bacillus subtilis Strain Lokal
produksi sistem selulase optimum pada
penggunaan avisel sebagai induser
sekaligus sumber karbon sebesar 0,5%
dengan aktivitas CMCase dan aviselase
rata-rata yang dihasilkan masing-masing
sebesar 93,36 μmol/jam, dan 117,54
μmol/jam.
aktivitas enzim (μmol/jam)
140
120
117,54
100
93.36
80
60
40
20
0
-20
0
0.2
0.4
konsentrasi avisel (%)
CMCase
Avicelase
0.6
0.8
1
Hasil penelitian ini sejalan dengan penelitian
yang dilakukan oleh Immanuel, et al., (2005)
bahwa enzim endoglukanase yang diisolasi dari
Bacillus sp. memiliki aktivitas optimum pada
konsentrasi substrat sebesar 0,5%
Karakterisasi Ekstrak Kasar Sistem Selulase
1. Penentuan pH optimum
aktivitas enzim (μmol/jam)
300
aktivitas CMCase dan
aviselase bekerja pada range
pH optimum 6-7.
250
225.23
200
213.96
213.96
180.18
180.18
213.96
197.07
191.44
180.18
174.55
157.65
150
100
50
0
5
6
6.2
pH
CMCase
Avicelase
6.4
6.6
6.8
7
8
Hasil penelitian ini sejalan dengan
penelitian Alam, et al., (2004)
melaporkan bahwa selulase yang
diisolasi dari Streptomyces
omiyaensis memiliki aktivitas
optimum untuk CMCase dan
aviselase pada pH 6,5; Shailendra,
et al., (1991) juga melaporkan
bahwa aktivitas selulase optimum
pada pH 6,5-7,5
2. Penentuan Suhu optimum
aktivitas enzim (μmol/jam)
120
101.49
100
80
80.13
60
40
20
0
-20
25
30
35
40
45
50
55
Aktivitas CMCase optimum
pada suhu 45°C dengan
aktivitas 80,13 μmol/jam,
dan aviselase optimum pada
suhu 50°C dengan aktivitas
101,49 μmol/jam
suhu inkubasi (°C)
CMCase
Avicelase
Hasil penelitian ini sejalan dengan penelitian Shabeb, et al., [2010]
menyatakan selulase yang diisolasi dari Bacillus subtilis strain KO memiliki
aktivitas optimum pada suhu 45°C. Immanuel, et al., [2005], melaporkan
bahwa enzim selulase yang diisolasi dari Cellulomonas, Bacillus, and
Micrococcus spp., memilki aktivitas optimum untuk menghidrolisis selulosa
pada rentang suhu (20-50°C) dengan suhu optimum 40°C.
3. Penentuan Waktu Inkubasi Optimum
aktivitas enzim (μmol/jam)
120
waktu inkubasi optimum yakni
selama 2 jam, dengan aktivitas
CMCase rata-rata sebesar 90,08
μmol/jam dan aktivitas aviselase
rata-rata 106,98 μmol/jam
106.98
100
90.08
80
60
40
20
0
0
1
2
waktu inkubasi (jam)
CMCase
Avicelase
3
4
5
6
Penelitian ini sejalan dengan
penelitian yang dilakukan oleh
Susanti, (2011) melaporkan
bahwa waktu inkubasi optimum
ekstrak kasar sistem selulase
dari Bacillus circulans selama 2
jam
4. Penentuan nilai Vmaks dan KM CMCase dan Aviselase
dalam sistem selulase dari Bacillus subtilis
Menggunakan Lineawever-Burk
0.04
0.05
0.045
0.035
0.04
0.03
0.035
0.025
1/Vo
1/Vo
0.03
0.025
0.02
0.02
0.015
0.015
0.01
0.01
0.005
0.005
0
0
0
2
1/[S]
4
Gambar: Kurva Hubungan 1/[S]
terhadap 1/[Vo] aktivitas CMCase
6
0
2
1/[S]
4
6
Gambar : Kurva Hubungan 1/[S]
terhadap 1/[Vo] aktivitas aviselase
Berdasarkan gambar tersebut maka untuk aktivitas aviselase diperoleh Vmaks = 625
µg/jam, KM = 4,16%, aktivitas CMCase diperoleh Vmaks = 1047,12 µg/jam, sedangkan KM
= 9,09%.
Nilai Vmaks dan KM merupakan parameter kinetika enzim,
Vmaks digunakan untuk mengetahui konsentrasi substrat
maksimum yang terikat pada enzim, sedangkan KM
bermanfaat untuk mengetahui ukuran afinitas enzimsubstrat (E-S)
Hasil ini mengindikasikan bahwa B. subtilis menghasilkan
selulase dengan karakter afinitas aviselase terhadap substrat
lebih tinggi dibandingkan CMCase, tetapi kecepatan reaksi
CMCasenya lebih cepat daripada aviselase.
5. Stabilitas Ekstrak Kasar Sistem Selulase Terhadap
Lama Penyimpanan pada suhu 4 ͦ C
140
120
CMCase
Avicelase
Aktivitas enzim (μmol/jam)
100
80
60
40
20
0
0
-20
1
2
3
4
5
6
lama penyimpanan (hari)
Gambar: Kurva lama penyimpanan waktu
(hari) pada suhu 4ºC terhadap aktivitas enzim
Kesimpulan
1. Konsentrasi optimum avisel sebagai induser dalam media
pertumbuhan untuk menghasilkan sistem selulase Bacillus subtilis
adalah 0,5% dengan aktivitas CMCase sebesar 93,36 μmol/jam dan
aktivitas aviselase sebesar 117,54 μmol/jam.
2. Sistem selulase dari Bacillus subtilis memiliki kondisi reaksi
enzimatis optimum pada pH = 6,0-7,0, suhu 50oC dan waktu
inkubasi 2 jam dengan aktivitas CMCase 90,08 μmol/jam dan
aviselase 106,98 μmol/jam. CMCase dalam sistem selulase Bacillus
subtilis memiliki nilai VMaks = 1047,12 μg/jam dan KM= 9,09%.
Aviselase dalam sistem selulase Bacillus subtilis memiliki nilai VMaks=
625 μg/jam dan KM= 4,16%. CMCase dalam sistem selulase selama
masa penyimpanan pada suhu 4°C mengalami % penurunan
aktivitas mulai hari ke-1 hingga ke-5, yaitu 13,63%; 18,17%; 36,36%;
100%; 100%. Aviselase dalam sistem selulase mengalami %
penurunan aktivitas mulai hari ke-1 hingga ke-5 yaitu 13,40%;
30,43%; 80,30%; 95,65%; 100%.
TERIMA KASIH
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа