Enzim
merupakan suatu senyawa katalis pada reaksi kimia dalam sistem biologis yang
memiliki kemampuan untuk mempercepat reaksi biologis dari reaksi yang sederhana
sehingga terjadi reaksi yang kompleks [1]. Selain itu, enzim mampu mempercepat
suatu reaksi hinga 108-1011 kali lebih cepat jika
dibandingkan dengan reaksi non katalis dan dapat mempercepat reaksi tanpa
mengubah keseimbangan reaksi [2]. Enzim xilanase merupakan enzim yang memiliki
sifat induktif. Hal ini disebabkan enzim xilanase membutuhkan substrat sebagai
induser dalam media pertumbuhan untuk menginduksi biosintesis enzim dari
mikroorganisme. Kandungan xilan yang tinggi menjadi syarat subtrat yang
digunakan dalam produksi xilanase [13]. Klobot jagung mampu menjadi suatu
induser dalam media pertumbuhan untuk menginduksi biosintesis enzim dari
mikroorganisme. Sehingga pada penelitian kali ini digunakan tepung dari klobot
jagung sebagai induser.
Trichoderma
viride
dikenal sebagai penghasil enzim endo-1,4-β-xilanase yang dapat mendegradasi
polimer polisakarida kompleks seperti xilan [11]. Pemanfaatan kapang Trichoderma viride untuk menghasilkan
xilanase memiliki kelebihan dibanding kapang lainnya, diantaranya adalah mampu
tumbuh lebih cepat di berbagai substrat, mudah berkembang biak, mampu
berkembang biak pada pH asam (3.5-6.5) dan tidak menimbulkan residu kimia [9]. Trichoderma viride sendiri mampu
menghasilkan xilanase pada temperatur tumbuh 25-30˚C, temperatur optimum
50-60˚C, pH berkisar 3.5-6.5 dan berat molekul sebesar 1.8-32.0 kDa [18].
Aktivitas
enzim dipengaruhi beberapa faktor diantaranya konsentrasi substrat, aktivator
dan inhibitor, konsentrasi enzim, temperatur, dan pH. Pengukuran aktivitas
untuk enzim xilanase dapat dilakukan dengan mengukur jumlah produk (xilosa)
yang terbentuk menggunakan metode spektrofotmetri dengan menggunakan reagen DNS
dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer [25]. Amobilisasi enzim
merupakan proses penahanan pergerakan molekul enzim pada tempat tertentu dalam
suatu ruang reaksi kimia yang dikatalisnya [26]. Tujuan dilakukannya
amobilisasi enzim adalah menambah daya tahan enzim terhadap lingkungan seperti
pelarut, pH, temperatur dan penggunaan kembali enzim tersebut secara kontinu
[28]. Selain itu amobilisasi enzim juga meningkatkan stabilitas enzim xilanase
karena jenis enzim xilanase tidak stabil terhadap lingkungan [23]. Enzim amobil
memiliki kelebihan daripada enzim bebas, diantaranya adalah mudah dipindahkan
dari campuran reaksi dan bisa digunakan secara berulang kali [31]. Sehingga
perlu dilakukan pengamatan dan penelitian karena memiliki banyak manfaat dalam
bidang industri, makanan, sains, dan lain-lain.
Zeolit
terdiri dari oksida rangkap Al2O3, Si2O, Fe2O3,
CaO dan MgO yang biasanya ditemui di batuan sedimen [36]. Zeolit memiliki
sifat-sifat istimewa diantaranya selektif permukaan, penukar ion, pengayak
molekul, stabil terhadap panas dan mudah dimodifikasi sehingga banyak digunakan
dalam industri sebagai katalis, ion
exchange dan adsorben dalam pengolahan limbah [39]. Ca-alginat merupakan
salah satu matriks yang dapat digunakan sebagai media penjebakan dengan
memanfaatkan metoda melokalisasi enzim dalam kisi matriks atau mikrokapsul,
namun enzim tetap mampu mempertahankan kemampuan untuk menerima substrat.
Penggunaan Ca-alginat sebagai matriks memiliki kelebihan mampu membentuk gel
yang kokoh, tidak beracun dan pengerjaannya bisa dikerjakan pada temperatur
ruang [41]. Penggunaan matriks dengan menggabungkan zeolit dan ca-alginat akan
lebih menguntungkan jika ditinjau dari kelebihan zeolit dan ca-alginat. Dengan
demikian penelitian ini bisa dilakukan dalam skala laboratorium perkuliahan.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa enzim xilanase amobil pada
matriks zeolit teraktivasi asam diperoleh kondisi optimum pada pH 6, temperatur
50˚C dan waktu inkubasi 45 menit [45]. Peneliti [47] telah melakukan
karakterisasi xilanase amobil pada matriks Ca-alginat kitosan dan diperoleh
hasil kondisi optimum aktivitas enzim xilanase amobil dicapai pada pH 6,
temperatur 70˚C dan waktu inkubasi 60 menit dengan aktivitas enzim sebesar
10,981 µg.g-1.menit-1. Sedangkan enzim xilanase amobil
pada matriks zeolit Ca-alginat diperoleh konsentrasi xilanase optimum sebesar
3,5 mg/mL dengan aktivitas enzim sebesar 28,02 µg.mg-1.menit-1 dengan
jumlah xilanase teramobil sebesar 16,68 mg dan konsentrasi alginat optimum
diperoleh pada konsentrasi 3% (w/v) dengan aktivitas enzim sebesar 11,33 µg.mg-1menit-1
dengan jumlah xilanase teramobil sebesar 15,91 mg serta diperoleh aktivitas
xilanase bebas sebesar 12,668
µg.g-1.menit-1 dengan kadar protein awal sebesar
6,252 mg/mL [46].
Terdapat suatu penelitian di Cina Utara. Penelitian tersebut
berupaya untuk melakukan percobaan inkubasi menggunakan tanah alkalin dari
Tianjin yang bertujuan untuk mengevaluasi efek supresi dari pupuk hayati Trichoderma viride pada volatisasi
Amonia (NH3) dan membandingkan perbedaan struktur komunitas di antara seluruh
sampelnya. Ternyata, hasilnya adalah pupuk hayati Trichodrema Viride yang layak
menurunkan volatisasi Amonia (NH3) sebesar 42,21% dibandingkan dengan pupuk
konvensional, seperti CK dan urea, sedangkan pupuk hayati T. viride yang tak
layak menurunkan volatisasi Amonia (NH3)
sebesar 32,42%. Volatisasi Amonia (NH3) lebih tinggi pada perawatan CK dan pati
ubi jalar selama periode puncak. Pupuk hayati Trichoderma viride juga meningkatkan transfer amonium dari tanah ke
sorgum manis. Tidak hanya itu, berat kering tanaman meningkat secara signifikan
jika menggunakan pupuk hayati Trichoderma
viride dibandingkan menggunakan
pupuk CK. Pupuk hayati Trichoderma viride
layak sebesar 91,23%. Sedangkan, pupuk hayati Trichoderma viride tak layak sebesar 61,08%. Terlebih lagi, pupuk
hayati Trichoderma viride dapat meningkatkan nitrifikasi dengan
meningkatkan kelimpahan Amonium-Oxidizing-Archaea (AOA) dan
Amonium-Oxidizing-Bacteria (AOB). Hasil pengurutan tinggi meenunjukkan bahwa
struktur komunitas mikroba dan komposisi diubah secara signifikan oleh
penerapan pupuk hayati Trichoderma viride.
Dengan kata lain, penelitian tersebut menunjukkan potensi yang sangat besar
dari pupuk hayati Trichoderma viride
dalam mengurangi volatisasi Amonia (NH3) dari tanah alkalin dan sekaligus meningkatkan pemanfaatan pupuk
N oleh sorgum manis. [50]
Berdasarkan data tersebut,
penelitian ini akan dikembangkan dan dipelajari mengenai kondisi optimum
dari enzim xilanase yang diamobilkan pada matriks zeolit Ca-alginat dari Trichoderma viride pada variasi pH,
temperatur dan waktu inkubasi untuk dapat meningkatkan kesuburan tanah.
Karakter dari enzim bebas dan amobil juga akan diketahui dari penelitian ini,
oleh karena itu akan diperoleh pergesaran pH, temperatur dan waktu inkubasi
antara enzim bebas dan enzim amobil. Sehingga pada penelitiaan ini diharapkan
memiliki kelebihan dibandingkan penelitian sebelumnya baik dari karakter maupun
aktivitasnya. Amobilisasi enzim
dilakukan pada kondisi optimum yang diperoleh dari penelitian [46].
0 komentar:
Posting Komentar