here - WordPress.com

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1
Enzim
Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel
hidup. Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan
industri kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosaisomerase, papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya
amilase, lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan
mikroorganisme. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah : dapat
meningkatkan produk beribu kali lebih tinggi; bekerja pada pH yang relatif netral
dan suhu yang relatif rendah; dan bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat
tertentu (Azmi, 2006).
II.2
Selulosa
Selulosa merupakan suatu polimer alami yang terdiri dari unit-unit glukosa
anhidrida yang membentuk ikatan β-1,4 seperti yang ditunjukan pada gambar
berikut:
Gambar II.1 Struktur selulosa
Selulosa sangat erat berasosiasi dengan hemiselulosa dan lignin. Isolasi
selulosa membutuhkan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa terdiri dari -1-4-
3
4
glikosidik. Residuunit monomer D-glukosa yang terikat melalui ikatan glukosa
tersusun dengan posisi 180O antara satu dengan yang lain, dan selanjutnya
pengulangan unit dari rantai selulosa membantuk unit selobiosa. Derajat
polimerasi (DP) selulosa bervariasi antara 7000 – 15000 unit glukosa, tergantung
pada bahan asalnya (isrol.wordpress.com, 2012).
Ikatan glikosidik β-1,4 dan ikatan hidrogen pada struktur selulosa yang
sangat kohesif menyebabkan serat-serat selulosa sangat kuat dan sukar larut dalam
air. Pada dinding sel tanaman, serat-serat selulosa melekat dan bersilangan dengan
matriks yang mengandung polisakarida lain serta lignin (Monica, 2007).
II.3
Enzim selulase
Selulase meerupakan suatu kompleks enzim yang terdiri dari beberapa
enzim yang bekerja bertahap atau bersama-sama menguraikan selolosa menjadi
glukosa dengan cara menghidrolisis ikatan β-1,4 pada selulosa. Ada empat
kelompok enzim utama yang menyusun selulase berdasarkan spesifitas substrat
masing-masing enzim (Enari, 1983).
Empat kelompok enzim utama yang menyusun selulase berdasarkan
spesifitas substrat masing-masing, adalah:
1.
Enzim endo-β-1,4 glukanase, memiliki nama sistimatik β-1,4-D-Glukano
hidrolase. Enzim ini menghidrolisis ikatan glikosidik β-1,4 secara acak dan
bekerja terutama pada daerah amorf dari serat selulosa, misalnya pada
CMCase.
5
2.
Enzim β-1,4-D-Glukan Seliohidrolase, menyerang ujung rantai selulosa
non produksi dan menghasilkan selobiosa.
3.
Enzim β-1,4-D-Glukan Glukohidrolase, menyerang ujung rantai selulosa
non produksi dan menghaasilkan D-glukosa.
4.
Enzim β-1,4-Glukosidase dengan nama sistematik β-1,4-Glukosida
Glukohidrolase, menghidrolisis selobiosa dan rantau pendek selooligosakarida dan menghasilkan D-glukosa.
II.4
Oat Meal (Gandum)
Gandum (Triticum sp.) termasuk dalam golongan serealia yang merupakan
bahan makanan sumber karbohidrat. Selain sebagai bahan makanan, serealia dapat
pula diolah sebagai bahan-bahan industri yang penting, baik bentuk karbohidrat
utamanya atau komponen lainnya (Anonim, 2009)
Gambar II.2 Gandum
Gandum
merupakan
bahan
makanan
yang
banyak
mengandung
karbohidrat. Oleh karena itu, sebagian besar penduduk dunia mengonsumsi
gandum sebagai makanan pokok selain beras. Gandum dapat diolah menjadi
6
berbagai macam produk olahan seperti mie, pasta, tepung gandum sebagai bahan
baku pembuatan roti (Anonim, 2009).
II.5
Trichoderma sp.
Trichoderma merupakan jamur inperfektif (tak sempurna) dari Subdivisi
Deuteromycotina, Kelas Hyphomycetes, Ordo Moniliaceae, konidiofor tegak,
bercabang banyak, agak berbebtuk kerucut, dapat membentuk klamidospora, pada
umumnya koloni dalam biakan tumbuh dengan cepat, berwarna putih sampai
hijau (Agustina, 2010).
Selulase yang dihasilkan dari Trichoderma Viride mengandung exo-β-1,4glucanase, endo-β-1,4-glucanase, dan β-1,4-glucosidase. Kompleks selulase pada
Trichoderma Viride telah benar-benar dipelajari. Enzim ini dapat mengubah
selulosa alami sama baiknya dengan selulosa turunan menjadi glukosa
(Worthington, 1988).
II.6
Metode Penelitian
II.6.1 Pengendapan
Pengendapan biasanya dilakukan dengan penambahan ammonium
sulfat, pelarut organik, dan polimer dengan berat molekul tinggi.
Dalam penggunaan ammonium sulfat, enzim dapat diendapkan dan
difraksinasi dengan “salting out”, prinsipnya adalah pengendapan terjadi
karena pada awalnya molekul air menghidrasi molekul-molekul protein,
namun saat ammonium sulfat ditambahkan maka protein akan mengendap
7
karena afinitas air terhadap ammonium sulfat lenih besar daripada dengan
protein sehingga protein menjadi tidak stabil dan akhirnya mengendap
(Aulanni’am, 1997).
Penggunaan pelarut organik bertujuan untuk mengurangi tetapan
dielektrik air, dengan demikian dapat mengurangi kelarutan protein karena
interaksi antara molekul protein lebih disukai dibandingkan antara molekul
protein dan air. Protein dapat diendapkan dengan pelarut organaik tanpa
merusak struktur protein bila diendapkan pada suhu dibawah 4OC. Pelarut
organik yang biasa digunakan adalah: isopropanol, etanol, metanol, dan
aseton.
Jika pengendapan protein dengan menggunakan polimer berat
molekul tinggi, maka biasanya yang digunakan adalah Polietilen glikol
(PEG) dengan BM antara 4000-6000. Berbeda dengan pelarut organik,
polimer ini dalam larutan protein akan memberikan efek penstabil molekul
protein. Penggunaan polimer ini efektif pada konsentrasi rendah, sekitar 612% (Setiasih, 2005).
II.6.2 Dialisis
Dialisis adalah proses transpor solut melalui membran, dimana
solut dipindahkan antara dua cairan. Pada proses dialisis terjadi
perpindahan garam ammonium sulfat yang mempunyai berat molekul
rendah dari sampel berganti dengan larutan buffer dalam dialisat
(Aulanni’am, 1997). Dialisis dilakukan untuk menghilangkan kadar garam
8
yang tersisa dari proses pengendapan dengan ammonium sulfat menggunakan
kantong dialisis.
Difusi garam dari satu sisi membran ke sisi lain yang terjadi karena
adanya gradien konsentrasi. Perbedaan kecepatan difusi melalui membran
timbul karena adanya perbedaan ukuran molekul yang menyebabkan garam
terpisah dari protein (Monica, 2007).
II.6.3 Sentrifugasi
Tekhnik sentrifugasi adalah suatu tekhnik pemisahan berdasarkan
sifat partikel dalam medan gaya sentrifugal. Partikel yang berbeda berat
jenis, ukuran dan bentuknya mengendap searah dengan gaya sentrifugal
dengan kecepatan berbeda. Partikel yang akan dipisahkan biasanya
disuspensi dalam medium cair yang dimasukan dalam tabung sentrifugal
yang dapat ditempatkan dalam rotasi yang berputar, rotor terletak pada
pusat sumbu simetri (Lehninger, 1994).
II.7
Metode Penentuan Aktivitas Enzim dan Aktivitas Spesifik Enzim
II.7.1 Metode Nelson-Soumogyi
Penentuan
aktivitas
enzim
dilakukan
dengan
metode
spektrofotometri dimana dilakukan penentuan terhadap produk enzimnya
yaitu glukosa dengan metode Nelson-Soumagyi yang prinsipnya adalah
pemanasan gula dengan larutan alkali dari tembaga tartrat dan terbentuk
cupri oksida (Lehninger, 1994).
9
II.7.2 Metode Lowry
Protein dengan asam fosfotungstien-fosfomolibdat pada suasana
alkali akan memberi warna biru yang intensitasnya tergantung pada
konsentrasi protein. Larutan A terdiri atas fosfotungstein, fosfomolibdat.
Larutan B (2% Na2CO3 dalam NH4OH 0,1 N, CuSO4 dan Na-K tartrat
2%). Cara penentuannya adalah sebagai berikut, 1 ml larutan protein
ditambah 0,5 ml lowry B, digojog dan biarkan 20 menit. Selanjutnya
diamati OD nya pada λ yang terpilih. Cara lowry 20 kali lebih sensitif
pada cara UV atau buret (Lehninger, 1994).