KARAKTERISASI KITIN DEASETILASE TERMOSTABIL ISOLAT BAKTERI ASAL PANCURAN TUJUH, BATURADEN, JAWA TENGAH
Oleh : DEUXIANTO HENDARSYAH F03499092
2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
KARAKTERISASI KITIN DEASETILASE TERMOSTABIL ISOLAT BAKTERI ASAL PANCURAN TUJUH, BATURADEN, JAWA TENGAH
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh DEUXIANTO HENDARSYAH F03499092
2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Deuxianto Hendarsyah. F03499092. Karakterisasi Kitin Deasetilase Termostabil Isolat Bakteri Asal Pancuran Tujuh, Baturaden. Dibawah bimbingan Tatit K. Bunasor dan Siswa Setyahadi. 2006.
RINGKASAN Kitin deasetilase merupakan enzim yang berperan mendegradasi senyawa kitin menjadi kitosan. Di alam, kitin tersedia amat berlimpah dan merupakan biopolimer kedua terbanyak setelah selulosa. Pada umumnya, kitin dapat dijumpai pada cangkang luar hewan golongan krustasea, arthropoda dan juga dapat ditemukan pada komponen dasar dinding sel di beberapa jenis fungi. Turunan dari kitin, kitosan, memiliki jangkauan aplikasi yang lebih luas dibandingkan bentuk dasar kitin karena pada tiap molekul kitosan, gugus aminnya bermuatan positif setelah terdeasetilasi dari gugus amida. Dalam berbagai aplikasinya, kitin memiliki peran sebagai fiber dalam benang bedah, substrat untuk kitinase dan lisozim (koloidal kitin), bahan tambahan pada pakan ternak, pupuk fungsional. Kitosan berperan sebagai zat absorben pada air, bahan campuran pada produk perawatan rambut, bahan kertas dan fiber, juga sebagai flokulan kationik non-toksik pada pengolahan air limbah. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh karakteristik dari enzim kitin deasetilase yang dihasilkan oleh Bacillus sp. isolat PT2-3. Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh lingkungan terhadap tingkat aktivitas enzim dalam menghasilkan produk. Analisa karakterisasi dilakukan meliputi, analisa pH dan suhu optimum enzim, termostabilitas enzim terhadap panas serta pengaruh penambahan senyawa logam terhadap aktivitas relatif enzim. Bacillus sp. PT2-3, ditumbuhkan pada medium koloidal kitin sebagai substrat pertumbuhan dalam memproduksi enzim kitin deasetilase pada suhu 550C, dengan kecepatan putar 150 rpm selama 18 jam. Hasil Analisa pH, menunjukkan bahwa enzim kitin deasetilase PT2-3 aktivitas spesifik tertingginya pada pH 8.0. Pengujian suhu optimum enzim dari suhu 400C, 500C, 600C dan 700C, kitin deasetilase PT2-3, mampu menghidrolisis substrat dengan aktivitas spesifik tertingginya yakni sebesar 0.2595 U/mg protein pada suhu 600C. Penambahan senyawa logam berpengaruh terhadap nilai aktivitas enzim. Penambahan 5mM ion Zn2+ dan Mn2+, meningkatkan aktivitas relatif enzim sebesar 4.39 % dan 7.8 %. Hal yang sebaliknya terjadi pada penambahan ion Ca2+, Mg2+ dan Fe2+ yang ditunjukkan terjadinya penurunan aktivitas masingmasing menjadi 46.83%, 41.22 % dan 47.32 %. Sedangkan pada 2 mM aktivitas enzim secara umum terjadi penurunan, kecuali pada penambahan ion Mn2+, aktivitasnya meningkat menjadi 102.19 %. Penambahan senyawa CaCl2.2H2O; MgCl2.6H2O; FeSO4.7H2O dan ZnCl2, ditunjukkan oleh persentasi nilai berikut: 34.15 %; 49.76 %; 49.02 % dan 88.78 %. Pada pengujian termostabilitas, kitin deasetilase PT2-3 dilakukan pemanasan selama 180 menit pada suhu optimum enzim yakni 600C dan 700C pada pH 8.0. Pada umumnya enzim relatif stabil hingga pemanasan menit ke- 60 dan aktivitasnya cenderung menurun hingga pemanasan menit ke- 180. Pada pemanasan suhu 600C, setelah 90 menit pemanasan aktivitasnya menurun 15.05 %. Sedangkan pada suhu 700C, aktivitas yang tersisa hanya sebesar 26.24 % pada pemanasan menit ke-180.
Deuxianto Hendarsyah. F03499092. Characterization of Chitin Deacetylase Thermostable Enzyme from Bacteria Strain Pancuran Tujuh, Baturaden. Under supervision of Tatit K. Bunasor and Siswa Setyahadi. 2006. SUMMARY In many applications, chitin and chitosan can be used as a water absorbent, non-toxic cationic polymer ingredient for hair treatment and skin care product, papers and fibers, non-toxic cationic flocculent in waste water treatment. In other applications, chitosan is being used as an accelerator for wound healing, an artificial skin (for skin burns), and fiber of sutures be able to absorb. Chitin deacetylase is enzymes which take important rule in order to convert chitin to chitosan. In nature, chitin is second most abundant natural biopolymer after cellulose. Generally, chitin easily exploited sources from outer shell of crustaceans, arthropods, and as well as detectable at cell wall in some type of fungal (Zygomycetes). Chitosan, derivatives of chitin, had widely uses in many commercial applications than chitin form and has positive charges in an amine groups after deacetylated from amide groups. This research aimed to characterize chitin deacetylase which produced from Bacillus sp. PT2-3. Characterization of the enzyme is pH, temperature optimum, thermostability and effect of metal ions. Bacillus sp. PT 2-3 was grown in chitin medium containing colloidal chitin as a substrate and can be produced chitin deacetylase from under temperature 550C and shaking 150 rpm for 18 hours. The result of optimum pH was showed that the highest of specific activity at 8.0. Optimum temperature at from 400C to 700C. The specific activity was 0.2595 U/mg protein at 600C. Effect of metal ions on the enzyme activity was examined. 5 mM of Zn2+ and 5 mM of Mn2+ was increased relative activity 4.39 % and 7.8 % but the enzyme activity was increased 102.19 % by addition of 2 mM Mn2+. Otherwise, Ca2+, Mg2+ and Fe2+ were decreased 46.83%, 41.22% and 47.32%. In thermostability examination, chitin deacetylase was heated at optimum temperature 600C and 700C, pH 8.0 for 180 minutes. The enzyme was relatively stable up 60 minutes but was inactivated above 60 minutes. After 60 minutes at temperature 600C, the enzyme activity was decreased 15.05 % (at 90 minutes) but the enzyme activity was decreased 26.24% at 180 minutes, 700C.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KARAKTERISASI KITIN DEASETILASE TERMOSTABIL ISOLAT BAKTERI ASAL PANCURAN TUJUH, BATURADEN, JAWA TENGAH
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh DEUXIANTO HENDARSYAH F03499092
Dilahirkan pada tanggal 26 April 1982 Di Bandung, Jawa Barat Tanggal Lulus : Menyetujui, Bogor,
Dr. Hj. Tatit K. Bunasor.M.Sc Pembimbing I
2006
Dr. Siswa Setyahadi Pembimbing II
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul : “KARAKTERISASI KITIN DEASETILASE TERMOSTABIL ISOLAT BAKTERI ASAL PANCURAN TUJUH, BATURADEN, JAWA TENGAH” Adalah karya asli saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik dan pembimbing II, kecuali yang jelas ditunjukan rujukannya.
Bogor,
2006.
Yang Membuat Pernyataan
DEUXIANTO HENDARSYAH F03499092
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 26 April 1982. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Drs. H. Iskandar Dahlan dan R.E. Marlia Kencanawati. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN V Pandeglang pada tahun 1993 dan melanjutkan ke SMPN 1 Pandeglang hingga tamat pada tahun 1996. Pada tahun yang sama penulis masuk SMUN I Pandeglang dan lulus pada tahun 1999. Lulus dari SMUN 1 Pandeglang, penulis melanjutkan studi pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Selama menjalankan masa studi, penulis pernah melakukan kegiatan praktek lapang di PT. Industri Susu Alam Murni, Bandung pada tanggal 17 Juni sampai 16 Agustus 2002. Judul praktek lapang yang diambil adalah “Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi Susu Pasteurisasi Di GKSI (PT. Industri Susu Alam Murni)” Bandung. Tugas akhir dilakukan oleh penulis yaitu penelitian dengan judul “Karakterisasi Kitin Deasetilase Termostabil Isolat Bakteri Asal Pancuran Tujuh, Baturaden” di bawah bimbingan Dr. Hj. Tatit K. Bunasor M.Sc. dan Dr. Siswa Setyahadi.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirabbil’alamin, segala puji serta syukur, penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkah, rahmat dan kasih sayang-Nya, sehingga laporan penelitian ini dapat diselesaikan. Setitik rahmat seribu manfaat yang Engkau berikan, tiada tersia satupun. Karya ini hanya sekecil limpahan karunia-Nya. Penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda Iskandar Dahlan, tidak ada jerih payah yang Ananda sia-siakan melainkan hanya untuk membahagiakan mereka, membanggakan mereka. Do’amu akan selalu bersama putera-puterimu. 2. Dr. Hj. Tatit K. Bunasor, M.Sc., selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan pengarahan serta bimbingannya. 3. Dr. Siswa Setyahadi, selaku pembimbing II dan Kepala Bidang Biokatalis dan Metabolit Sekunder, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Bioindustri, BPPT, yang telah berkenan membimbing, dan dengan sabarnya memberi arahan serta memberikan kelancaran selama penelitian. 4. Drs. Purwoko M.Si, atas kesediaannya menjadi penguji pada tugas akhir ini. 5. Keluarga besar (Alm.) Dahlan dan Raden. E. Goemara yang senantiasa memberikan dorongan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan studi di Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. 6. Seluruh staf Laboratorium Teknologi Bioindustri, Puspiptek, Serpong yang telah membantu selama penelitian. 7. Seluruh staf Laboratorium di Departemen Teknologi Industri Pertanian, IPB, atas segala kelancaran pelaksanaan penelitian. 8. Rekan-rekan di laboratorium Teknologi Bioindustri, Puspiptek, Serpong dan rekan-rekan laboratorium Bioindustri, di Departemen TIN, IPB, yang telah berjuang bersama selama penelitian, terimakasih atas masukkan dan sarannya. 9. Teman-teman keluarga besar TIN’36 atas persahabatannya dan saudara satu kos di Wisma Pinus atas kebersamaannya selama ini.
Masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini, karenanya penulis mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan. Semoga apa yang penulis paparkan dalam laporan ini, dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya. wassalamu’alaikum wr. wb.
Bogor, 2006. Penulis
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR .................................................................................... i DAFTAR ISI.................................................................................................... iii DAFTAR TABEL............................................................................................ v DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... vii I.
PENDAHULUAN ...................................................... ........................... 1 A. LATAR BELAKANG ....................................................................... 1 B. TUJUAN ............................................................................................ 2
II.
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 3 A. KITIN DAN KITOSAN .................................................................... 3 B. ENZIM KITIN DEASETILASE ....................................................... 6 C. MIKROORGANISME PENGHASIL KITIN DEASETILASE ....... 12 D. PRODUKSI ENZIM ......................................................................... 15 E. APLIKASI KITIN DAN KITOSAN.................................................. 17
III.
METODOLOGI...................................................................................... 20 A. ALAT DAN BAHAN....................................................................... 20 1. Alat ............................................................................................... 20 2. Bahan ............................................................................................ 20 B. MIKROBA......................................................................................... 20 C. METODE PENELITIAN................................................................... 21 1. Tahap Pembuatan Starter .............................................................. 21 2. Pembuatan Koloidal Kitin ............................................................ 22 3. Pembuatan Glikol Kitin ................................................................ 22 4. Pembuatan Kurva Standar Glukosamin ........................................ 22 5. Pembuatan Larutan Bradford ........................................................ 23 6. Pembuatan kurva Standar Protein ................................................. 24 7. Pengukuran Aktivitas Enzim Kitin Deasetilase ............................ 25 8. Pengukuran Konsentrasi Protein .................................................. 26
