95
Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus niger yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi SKRIPSI Oleh: INDIANA ZULFA 165090200111017 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2019

repository.ub.ac.idrepository.ub.ac.id/179911/1/Indiana Zulfa (2).pdf · 2020. 3. 5. · Author: pÓ :5e²5 W^;\^GFN¨q¡ °&õ þ ÇÅ Created Date R K@N XGMölg¢èJ>ò °êav¨Æne

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus

    niger yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    SKRIPSI

    Oleh:

    INDIANA ZULFA

    165090200111017

    JURUSAN KIMIA

    FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

    UNIVERSITAS BRAWIJAYA

    MALANG

    2019

  • i

    Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus

    niger yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    SKRIPSI

    Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

    dalam bidang Kimia

    Oleh:

    INDIANA ZULFA

    165090200111017

    JURUSAN KIMIA

    FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

    UNIVERSITAS BRAWIJAYA

    MALANG

    2019

  • ii

    LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

    Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus niger

    yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    Oleh:

    INDIANA ZULFA

    165090200111017

    Setelah diseminarkan di depan Majelis Penguji

    pada tanggal……………………….

    dan dinyatakan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar

    Sarjana Sains dalam bidang Kimia

    Pembimbing I

    Drs. Sutrisno, M.Si.

    NIP. 196203181990021001

    Pembimbing II

    Dr. Sasangka Prasetyawan, MS.

    NIP. 196304041987011001

    Mengetahui,

    Ketua Jurusan Kimia

    Fakultas MIPA Universitas Brawijaya

    Masruri, S.Si., M.Si., Ph.D.

    NIP. 197310202002121001

  • iii

    LEMBAR PERNYATAAN

    Saya yang bertanda di bawah ini :

    Nama : Indiana Zulfa

    NIM : 165090200111017

    Jurusan : Kimia

    Penulis skripsi berjudul :

    Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus niger

    yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    Dengan ini menyatakan bahwa:

    1. Isi dan skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya sendiri dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang

    termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka dalam skripsi ini.

    2. Apabila dikemudian hari ternyata skripsi yang saya tulis terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menanggung segala

    resiko yang akan saya terima.

    Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.

    Malang, 23 Desember 2019

    Yang menyatakan,

    (Indiana Zulfa)

    165090200111017

  • iv

    Penentuan Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus niger

    yang Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    ABSTRAK

    Xilanase merupakan enzim ekstraseluler yang dapat menghidrolisis

    xilan menjadi xilosa. Pada penelitian ini, xilanase yang digunakan

    diisolasi dari biakan Aspergillus niger. Xilanase dapat dalam bentuk

    bebas dan amobil yang memiliki kondisi lingkungan yang berbeda.

    Amobilisasi enzim xilanase dilakukan untuk meningkatkan stabilitas

    enzim xilanase dengan proses pengikatan enzim pada matriks. Pada

    penelitian ini digunakan bentonit teraktivasi asam sebagai matriks.

    Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui nilai aktivitas optimum

    enzim xilanase bebas dan amobil dalam matriks bentonit pada variasi

    pH, suhu dan waktu inkubasi. Variasi pH yang digunakan yaitu pH 5,

    6, 7, 8, dan 9. Variasi suhu yang dilakukan yaitu (40, 45, 50, 55, dan

    60)°C dan variasi waktu inkubasi yang dilakukan yaitu (40, 45, 50, 55,

    dan 60) menit. Kondisi optimum xilanase ditentukan secara

    spektrofotometri dengan mengukur aktivitas xilanase bebas dan

    amobil menggunakan reagen DNS sedangkan kadar protein awal dan

    jumlah enzim xilanase yang teradsorpsi menggunakan reagen biuret.

    Pada penelitian ini didapatkan kondisi optimum xilanase bebas adalah

    pada pH 6 sebesar 3,029 µg/mg.menit, pada suhu 50°C sebesar 3,811

    µg/mg.menit dan pada waktu inkubasi 45 menit sebesar 4,743

    µg/mg.menit. Sedangkan kondisi optimum xilanase amobil adalah

    pada pH 8 sebesar 0,821 µg/mg.menit, pada suhu 50°C sebesar 0,311

    µg/mg.menit dan pada waktu inkubasi 55 menit sebesar 0,315

    µg/mg.menit.

    Kata Kunci: Xilanase, Aspergillus niger, Amobilisasi, Bentonit,

    Optimum

  • v

    Determination of Xylanase Optimum Condition from Aspergillus

    niger Immobilized on Activated Bentonite Matrix

    ABSTRACT

    Xylanase is an extracellular enzyme that can hydrolyze xylan to

    xylose. In this study, the xylanase used was isolated from the culture

    of Aspergillus niger. Xylanase can be in a free and immobile form

    which has different environmental conditions. Immobilization of

    xylanase enzymes is done to increase the stability of xylanase enzymes

    by binding the enzyme to the matrix. In this research, acid activated

    bentonite is used as a matrix. The purpose of this study was to

    determine the optimum activity value of free and immobilized

    xylanase enzymes in the bentonite matrix on variations in pH,

    temperature and incubation time. The pH variations used were pH 5,

    6, 7, 8, and 9. The temperature variations carried out were (40, 45, 50,

    55, and 60)°C and the incubation time variations made were (40, 45,

    50, 55 and 60) minutes. The optimum condition of xylanase was

    determined spectrophotometry by measuring the activity of free and

    immobilized xylanases using DNS reagents while the initial protein

    content and the amount of xylanase enzymes adsorbed using biuret

    reagents. In this study, the optimum condition of free xylanase was

    obtained at pH 6 of 3,029 µg/mg.minute, at 50°C at 3,811

    µg/mg.minute and at 45 minutes incubation time of 4,743

    µg/mg.minute. While the optimum condition of immobilized xylanase

    is at pH 8 of 0,821 µg/mg.minute, at 50°C at 0,311 µg/mg.minute and

    at 55 minutes incubation time of 0,315 µg/mg.minute.

    Keywords: Xylanase, Aspergillus niger, Immobilization, Bentonite,

    Optimum

  • vi

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah

    SWT atas limpahan nikmat, rahmat serta hidayah-Nya sehingga

    penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Penentuan

    Kondisi Optimum Xilanase dari Aspergillus niger yang

    Diamobilkan pada Matriks Bentonit Teraktivasi” sebagai salah

    satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains dalam bidang Kimia

    Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas

    Brawijaya. Sholawat serta salam tetap tercurahkan kepada junjungan

    Nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya.

    Penulis menyadari bahwa selama pelaksanaan skripsi ini telah

    banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,

    penulis menyampaikan terima kasih kepada:

    1. Drs. Sutrisno, M.Si. selaku dosen pembimbing I atas kesabaran, arahan, dan bimbingan selama penyusunan

    proposal penelitian, pelaksanaan penelitian hingga

    penyelesaian skripsi.

    2. Dr. Sasangka Prasetyawan, MS. selaku dosen pembimbing II atas arahan, saran, motivasi dan bimbingan selama

    penyusunan proposal penelitian, pelaksanaan penelitian

    hingga penyelesaian skripsi.

    3. Dr. Dra. Tutik Setianingsih, M.Si. selaku pembimbing akademik atas arahan dan bimbingan selama masa studi dan

    penyelesaian skripsi ini.

    4. Masruri, S.Si., M.Si., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Kimia Universitas Brawijaya yang memberikan dukungan dalam

    proses penyelesaian skripsi ini.

    5. Riswoyo dan Sunarmi Ami selaku orang tua penulis yang selalu mendoakan, memberi dukungan dan motivasi untuk

    penulis demi kelancaran skripsi.

    6. Bapak Maryono selaku PLP Biokimia dan Nuril Fadilla selaku rekan satu tim penelitian atas dukungan semangat dan

    berbagi ilmu terkait penelitian ini.

    7. Farid Nur Huda dan seluruh sahabat Rastogi yang selalu memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis sehingga

    penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.

  • vii

    8. UKM Seni Religi dan HMK UB sebagai tempat berkembang penulis selama masa studi.

    9. Teman-teman Kimia 2016 atas kebersamaan dan dukungan kepada penulis selama masa studi.

    10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan kepada penulis hingga

    terselesaikannya skripsi ini.

    Penulis menyadari banyak kekurangan dan kesalahan dalam

    penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan

    saran untuk memperbaiki kesalahan dalam penulisan selanjutnya.

    Penulis berharap semoga naskah ini bermanfaat dan memberi

    informasi bagi pembaca.

    Malang, 23 Desember 2019

    Penulis

  • viii

    DAFTAR ISI

    COVER

    HALAMAN JUDUL i

    HALAMAN PENGESAHAN ii

    HALAMAN PERNYATAAN iii

    ABSTRAK iv

    ABSTRACT v

    KATA PENGANTAR vi

    DAFTAR ISI viii

    DAFTAR GAMBAR xi

    DAFTAR TABEL xii

    DAFTAR LAMPIRAN xv

    BAB I PENDAHULUAN 1

    1.1 Latar Belakang 1

    1.2 Rumusan Masalah 2

    1.3 Batasan Masalah 3

    1.4 Tujuan Penelitian 3

    1.5 Manfaat Penelitian 3

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4

    2.1 Klobot Jagung 4

    2.2 Xilan 4

    2.3 Aspergillus niger 5

    2.4 Enzim 6

    2.5 Xilanase 6

    2.6 Amobilisasi Enzim 7

  • ix

    2.7 Matriks Bentonit 7

    2.8 Aktivitas Enzim 8

    BAB III METODOLOGI PENELITIAN 10

    3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 10

    3.2 Alat dan Bahan Penelitian 10

    3.2.1 Alat 10

    3.2.2 Bahan 10

    3.3 Tahapan Penelitian 11

    3.4 Prosedur Penelitian 12

    3.4.1 Pembuatan Tepung Klobot Jagung 12

    3.4.2 Pembuatan Media Padat 12

    3.4.3 Peremajaan Biakan Murni Aspergillus niger 12

    3.4.4 Pembuatan Media Cair 13

    3.4.5 Pembuataan Inokulum 13

    3.4.6 Produksi Enzim 13

    3.4.7 Isolasi Ekstrak Kasar Xilanase dari Biakan Aspergillus

    niger 14

    3.4.8 Penentuan Kadar Protein Awal 14

    3.4.9 Penentuan Kurva Baku Gula Pereduksi Xilosa 15

    3.4.10 Penentuan Aktivitas Xilanase Bebas 16

    3.4.11 Amobilisasi Enzim Xilanase pada Matriks Bentonit

    Teraktivasi 18

    3.4.12 Penentuan Aktivitas Xilanase Amobil 19

    3.4.13 Penentuan Kadar Protein Enzim Xilanase Sisa 20

    3.4.14 Analisa Data 20

    BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 21

    4.1 Produksi dan Isolasi Xilanase dari Aspergillus niger 21

    4.2 Amobilisasi Xilanase pada Matriks Bentonit Teraktivasi 23

  • x

    4.3 Penentuan Kondisi Optimum Xilanase Bebas dan Amobil 24

    4.3.1 Penentuan pH Optimum 24

    4.3.2 Penentuan Suhu Optimum 26

    4.3.3 Penentuan Waktu Inkubasi Optimum 28

    BAB V PENUTUP 31

    5.1 Kesimpulan 31

    5.2 Saran 31

    DAFTAR PUSTAKA 32

    LAMPIRAN 37

  • xi

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 2.1: Struktur xilan 5 Gambar 2.2: Struktur Montmorillonit 8

    Gambar 4.1: Mekanisme reaksi enzimatis yang terjadi pada

    pembentukan xilosa 22 Gambar 4.2: Reaksi reagen DNS dengan Xilosa 23

    Gambar 4.3: Kurva Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim

    Xilanase Bebas dan Amobil 25

    Gambar 4.4: Kurva Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim

    Xilanase Bebas dan Amobil 27 Gambar 4.5: Kurva Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap

    Aktivitas Enzim Xilanase Bebas dan Amobil 29

    Gambar D.1: Kurva Penentuan λmaks Kasein 46

    Gambar D.2: Kurva Baku Larutan Kasein 47

    Gambar F.1: Kurva Penentuan λ maks Xilosa 49 Gambar F.2 Kurva Baku Larutan Xilosa 50

  • xii

    DAFTAR TABEL

    Tabel 2.1: Komposisi Kimia Klobot Jagung 4 Tabel D.1: Data Absorbansi Kasein pada λ = 460-600 nm 46

    Tabel D.2: Data Absorbansi Kasein pada Panjang Gelombang

    Maksimum (λmaks = 540 nm) 47 Tabel F.1: Data Absorbansi Larutan Xilosa 300 µg/mL pada λ 480-

    600 nm 49

    Tabel F.2: Data Absorbansi Larutan Xilosa pada Panjang Gelombang

    Maksimum (λmaks = 490 nm) 50 Tabel G.1: Data Absorbansi Xilanase Bebas Variasi pH 6-9 pada

    λmaks 490 nm 51

    Tabel G.2: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Bebas pada Variasi pH

    Dengan Pengenceran 25 mL 51 Tabel G.3: Data Aktivitas Xilanase Bebas Variasi pH 52 Tabel G.4: Data Absorbansi Xilanase Bebas Variasi Suhu 40, 45,

    50,55 dan 60°C pada λmaks 490 nm 52 Tabel G.5: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Bebas pada Variasi

    Suhu dengan Pengenceran 25 mL 53 Tabel G.6: Data Aktivitas Xilanase Bebas Variasi Suhu 53 Tabel G.7: Data Absorbansi Xilanase Bebas Variasi Waktu Inkubasi

    40, 45, 50, 55 dan 60 menit pada λmaks 490 nm 53 Tabel G.8: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Bebas pada Variasi

    Waktu Inkubasi Dengan Pengenceran 50 mL 54 Tabel G.9: Data Aktivitas Xilanase Bebas pada Variasi Waktu

    Inkubasi 55 Tabel H.1: Data Absorbansi Protein Xilanase Sisa pada λmaks 540

    nm 55

    Tabel H.2: Kadar Protein Xilanase Sisa 55 Tabel I.1: Data Absorbansi Xilanase Bebas Variasi pH 6-9 pada

    λmaks 490 nm 56

    Tabel I.2: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Amobil pada Variasi pH

    Dengan Pengenceran 15 mL 57 Tabel I.3: Data Aktivitas Xilanase Amobil Variasi pH 57 Tabel I.4: Data Absorbansi Xilanase Bebas Variasi Suhu 40, 45,

    50,55 dan 60°C pada λmaks 490 nm 58 Tabel I.5: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Amobil pada Variasi

    Suhu dengan Pengenceran 15 mL 58

  • xiii

    Tabel I.6: Data Aktivitas Xilanase Amobil Variasi Suhu 59 Tabel I.7: Data Absorbansi Xilanase Amobil Variasi Waktu Inkubasi

    40, 45, 50, 55 dan 60 menit pada λmaks 490 nm 59 Tabel I.8: Data Konsentrasi Xilosa Xilanase Amobil pada Variasi

    Waktu Inkubasi Dengan Pengenceran 15 mL 60 Tabel I.9: Data Aktivitas Xilanase Amobil pada Variasi Waktu

    Inkubasi 60 Tabel J.1: Data Pengaruh Variasi pH terhadap Aktivitas Xilanase

    Bebas 61 Tabel J.2: Data Uji F Pengaruh pH terhadap Aktivitas Xilanase Bebas

    62 Tabel J.3: Data Analisis Pengaruh pH terhadap Aktivitas Xilanase

    Bebas dengan Uji BNT 5% 63 Tabel J.4: Data Pengaruh Variasi Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Bebas 63 Tabel J.5: Data Uji F Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Bebas 65 Tabel J.6: Data Analisis Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Bebas dengan Uji BNT 5% 66 Tabel J.7: Data Pengaruh Variasi Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Xilanase Bebas 66 Tabel J.8: Data Uji F Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Xilanase Bebas 68 Tabel J.9: Data Analisis Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Xilanase Bebas dengan Uji BNT 5% 68 Tabel J.10: Data Pengaruh Variasi pH terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil 69 Tabel J.11: Data Uji F Pengaruh pH terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil 71 Tabel J.12: Data Analisis Pengaruh pH terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil dengan Uji BNT 5% 71 Tabel J.13: Data Pengaruh Variasi Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil 72 Tabel J.14: Data Uji F Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil 73

  • xiv

    Tabel J.15: Data Analisis Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Xilanase

    Amobil dengan Uji BNT 5% 74 Tabel J.16: Data Pengaruh Variasi Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Xilanase Amobil 74 Tabel J.17: Data Uji F Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Xilanase Amobil 76 Tabel J.18: Data Analisis Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap

    Aktivitas Xilanase Amobil dengan Uji BNT 5% 77

  • xv

    DAFTAR LAMPIRAN

    Lampiran A. Diagram Alir 37 Lampiran B. Preparasi Larutan 39 Lampiran C. Perhitungan 43 Lampiran D. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum dan Kurva

    Baku Kasein 46 Lampiran E. Uji Kadar Protein Awal dan Perhitungan Kadar

    Xilanase Bebas (Kadar Protein Awal) 48 Lampiran F. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum dan Kurva

    Baku Gula Pereduksi Xilosa 49 Lampiran G. Penentuan Aktivitas Xilanase Bebas 50 Lampiran H. Perhitungan Kadar Protein Xilanase Sisa 55 Lampiran I. Penentuan Aktivitas Xilanase Amobil pada Matriks

    Bentonit 56 Lampiran J. Analisis Data Statistika 61

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang Klobot jagung merupakan kulit terluar sebagai penutup biji

    pada tanaman jagung. Klobot jagung sebagai limbah pertanian

    mengandung hemisesulosa yang cukup tinggi. Tingginya

    hemiselulosa dalam klobot jagung dapat digunakan sebagai induser

    pertumbuhan jamur dalam produksi xilanase.

    Xilanase adalah enzim ekstraseluler yang menghidrolisis

    hemiselulosa atau xilan menjadi xilosa [1]. Xilanase dapat dihasilkan

    dari beberapa mikroorganisme melalui proses fermentasi antara lain

    jamur, ragi dan bakteri. Salah satu jamur yang dapat memproduksi

    xilanase yaitu Aspergillus niger. Jamur ini memiliki kemampuan

    dalam produksi beberapa jenis enzim, salah satunya enzim xilanase.

    Selain itu, jamur ini memiliki morfologi yang sangat kompleks [2].

    Enzim yang dihasilkan dari bakteri umumnya mempunyai ketahanan

    pada suhu tinggi dibanding jamur, namun enzim yang dihasilkan dari

    jamur mempunyai aktivitas xilanase lebih tinggi dibanding dari

    bakteri. Selain itu, hasil produksi lebih banyak dan mudah dalam

    kultivasi sehingga jamur banyak digunakan dalam produksi enzim [3].

    Secara umum, xilanase dimanfaatkan dalam bentuk enzim

    bebas. Padahal dalam penggunaan enzim bebas membutuhkan biaya

    mahal, bersifat tidak stabil terhadap lingkungan dan hanya dapat

    digunakan satu kali dalam reaksi. Karena enzim xilanase bebas tidak

    stabil terhadap lingkungan, maka dilakukan amobilisasi enzim untuk

    meningkatkan stabilitas enzim xilanase dan mencegah kerusakan

    ketika pada pH dan suhu tertentu [4]. Amobilisasi enzim adalah upaya

    untuk meningkatkan stabilitas operasional enzim dengan proses

    pengikatan enzim pada suatu media pendukung serta memberikan

    kemampuan pada enzim untuk dapat digunakan kembali secara

    berulang-ulang. Enzim amobil secara fisik terjebak dalam ruang

    tertentu dengan retensi dari aktivitas katalitiknya sehingga dapat

    digunakan secara berulang-ulang.

    Metode adsorpsi adalah salah satu metode amobilisasi

    sederhana yaitu enzim dijerat berdasarkan interaksi ikatan ionik,

  • 2

    ikatan hidrogen, ikatan hidrofobik antara enzim dan bahan pendukung

    [5]. Dilakukan metode adsorpsi pada amobilisasi enzim dikarenakan

    mudah, memiliki efek perubahan konformasi enzim yang kecil dan

    mudah meregenerasi enzim yang tidak aktif [6]. Salah satu matriks

    yang dapat digunakan dalam metode amobilisasi enzim yaitu bentonit.

    Bentonit merupakan lempung yang bersifat plastis dan koloidal tinggi

    dengan kandungan utama mineral montmorillonit yaitu dengan kadar

    85-95%. Montmorillonit memiliki luas permukaan spesifik yang

    besar, yaitu 700-800m2/gram. Oleh karena luas permukaannya besar,

    bentonit merupakan adsorben yang baik [7].

    Xilanase mempunyai kondisi optimum untuk bekerja secara

    maksimal. Kondisi optimum xilanase dipengaruhi oleh beberapa

    faktor diantaranya konsentrasi, pH lingkungan, suhu lingkungan serta

    waktu selama enzim bekerja. Kondisi kerja optimum xilanase bebas

    telah dilakukan pada penelitian Sujarwo dengan hasil kondisi

    optimum xilanase bebas pada pH 8, suhu 55°C dan waktu inkubasi 55

    menit. Karena kondisi lingkungan enzim bebas dan enzim amobil

    berbeda, maka perlu dilakukan penentuan aktivitas xilanase bebas dan

    amobil untuk mengetahui kondisi kerja optimum xilanase amobil yang

    kemungkinan terjadi pergeseran dari enzim bebasnya. Oleh karena itu,

    berdasarkan latar belakang tersebut, maka dilakukan penelitian

    tentang penentuan kondisi optimum xilanase dari Aspergillus niger

    yang diamobilkan pada matriks bentonit berdasarkan pengaruh suhu,

    pH dan waktu inkubasi.

    1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini antara lain:

    1. Bagaimana pengaruh pH terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase yang diamobilkan pada matriks bentonit?

    2. Bagaimana pengaruh suhu terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase yang diamobilkan pada matriks bentonit?

    3. Bagaimana pengaruh waktu inkubasi terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase yang diamobilkan pada matriks

    bentonit?

  • 3

    1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain :

    1. Induser produksi enzim xilanase dari Aspergillus niger menggunakan klobot jagung.

    2. Enzim xilanase yang digunakan berupa ekstrak kasar hasil isolasi dari Aspergillus niger.

    3. Amobilisasi enzim xilanase dilakukan pada pH 8 dengan menggunakan matriks bentonit teraktivasi.

    4. Parameter yang dianalisis antara lain variasi pH (5, 6, 7, 8, 9), variasi suhu (40, 45, 50, 55, 60)°C dan variasi waktu inkubasi

    (40, 45, 50, 55, 60) menit terhadap aktivitas enzim xilanase

    bebas dan amobil.

    1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini antara lain:

    1. Melakukan variasi pH untuk menentukan pengaruhnya terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase yang

    diamobilkan pada matriks bentonit.

    2. Melakukan variasi suhu untuk menentukan pengaruhnya terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase yang

    diamobilkan pada matriks bentonit.

    3. Melakukan variasi waktu inkubasi untuk menentukan pengaruhnya terhadap kondisi optimum aktivitas xilanase

    yang diamobilkan pada matriks bentonit.

    1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah dapat memberikan informasi

    tentang pengaruh pH, suhu dan waktu inkubasi terhadap kondisi

    optimum aktivitas enzim xilanase yang diamobilkan pada matriks

    bentonit teraktivasi.

  • 4

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Klobot Jagung

    Tanaman jagung adalah salah satu makanan pokok yang

    banyak dikonsumsi di Indonesia sehingga menghasilkan jumlah cukup

    banyak limbah alami. Salah satu limbah alami tanaman jagung yaitu

    klobot jagung. Limbah klobot jagung dapat dimanfaatkan menjadi

    produk yang dapat menambah nilai dari limbah alami tanaman jagung

    [8]. Komponen utama serat kasar klobot jagung yaitu hemiselulosa

    sehingga disebut salah satu sumber xilan. Kandungan hemiselulosa

    dalam klobot jagung sekitar 32%. Klobot jagung berperan menjadi

    induser dalam media pertumbuhan untuk menginduksi biosintesis

    enzim dari mikroorganisme. Komponen yang terdapat dalam klobot

    jagung antara lain [9] :

    Tabel 2.1: Komposisi Kimia Klobot Jagung

    Komponen Kandungan (%)

    Serat kasar 38

    Selulosa 6.41

    Hemiselulosa 32

    Lignin 6.3

    Abu 4.47

    Protein kasar 6.41

    2.2 Xilan

    Ekstrak xilan adalah senyawa polisakarida yang tersusun atas

    rantai karbon kompleks sehingga dapat menjadi sumber karbon.

    Ekstrak xilan dapat berfungsi sebagai induser dalam produksi enzim

    xilanolitik [10]. Xilan adalah komponen utama penyusun

    hemiselulosa pada dinding sel tanaman. Selain itu, xilan merupakan

    polisakarida kedua paling berlimpah di alam setelah selulosa, yaitu

    menyusun 20-30% komposisi dinding sel tanaman [11]. Polimer xilan

    terdiri dari rantai utama residu D-xilosa dengan ikatan β-1,4 dan

    memiliki berbagai cabang, antara lain L-arabinosa, D-glukosa, D-

  • 5

    galaktosa, D-manosa, asam D-glukoronik, dan residu asam 4-O-metil

    glukoronik [12].

    Gambar 2.1: Struktur xilan [13]

    2.3 Aspergillus niger

    Aspergillus niger adalah jamur berfilamen memiliki hifa

    berseptat yang banyak ditemukan di alam. Jenis jamur ini mudah

    diisolasi dari tanah, air, udara, kapas, buah-buahan, beras, kopi, teh,

    tebu serta jagung. Aspergillus niger merupakan mikroba jenis jamur

    yang dapat tumbuh dengan cepat dan tidak berbahaya, hal ini

    dikarenakan jamur tersebut tidak menghasilkan mikotoksin. Selain itu,

    Aspergillus niger dapat bertumbuh dengan cepat sehingga banyak

    digunakan secara komersial [14]. Aspergillus niger dapat

    mendekomposisi polisakarida di dalam kayu, bersifat aerob,

    bertumbuh pada suhu 30-37°C dan pH 4-6. Klasifikasi Aspergillus

    niger yaitu [15] :

    Kingdom : Fungi

    Divisi : Fungi imperfecti

    Kelas : Deuteromycetes

    Sub Kelas : Hyphomyces

    Ordo : Monoliales

    Famili : Monoleaceae

    Genus : Aspergillus

    Spesies : Aspergillus niger

  • 6

    2.4 Enzim

    Enzim merupakan benda tak hidup yang diproduksi oleh sel

    hidup. Enzim berfungsi sebagai biokatalisator dengan mempercepat

    laju reaksi kimia tanpa terlibat dalam reaksi tersebut. Enzim memiliki

    ciri khas, yaitu bersifat tidak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya,

    tidak mengubah kedudukan normal dari keseimbangan kimia

    meskipun dapat mempercepat reaksi [16]. Jumlah enzim dinyatakan

    dalam unit aktivitas enzim. Persetujuan internasional menyebutkan

    1.0 unit aktivitas enzim adalah jumlah yang menyebabkan

    pengubahan 1.0 mikromol (µmol = 10-6) substrat per menit pada

    kondisi optimum. Jumlah unit enzim per miligram protein disebut

    aktivitas spesifik yang merupakan ukuran kemurnian suatu enzim.

    Selama pemurnian nilainya akan meningkat, menjadi maksimum dan

    konstan saat enzim sudah dalam keadaan murni [17].

    2.5 Xilanase

    Xilanase adalah kelompok enzim yang mampu

    menghidrolisis hemiselulosa dalam hal ini ialah xilan atau polimer

    dari xilosa dan xilo-oligosakarida. Xilanase merupakan protein kecil

    yang memiliki berat molekul antara 15.000-30.000 Dalton, aktif pada

    suhu 55°C dan pada pH 9. Xilanase dapat dihasilkan dari jenis

    mikroorganisme seperti jamur dan bakteri. Xilan merupakan sumber

    karbon dalam produksi enzim xilanase. Xilosa dapat terbentuk dari

    reaksi hidrolisis antara xilan dan aktivitas xilanase yang dihasilkan

    oleh mikroorganisme. Enzim xilanase memiliki banyak kegunaan

    antara lain untuk proses pemutihan kertas, pembuatan gula xilosa,

    sebagai campuran pakan ternak, memperbaiki mutu produk makanan

    dan minuman [18].

    Xilan merupakan sumber karbon dalam produksi enzim

    xilanase. Aktivitas xilanase yang dihasilkan oleh mikroorganisme

    menjadikan xilan akan terhidrolisis menjadi xilosa [15] :

    (C5H8O4)n + H2O C5H10O5

    Xilan Xilosa

  • 7

    2.6 Amobilisasi Enzim

    Enzim merupakan molekul bebas terlarut air sehingga sangat

    sulit dipisahkan dari substrat dan produknya. Amobilisasi enzim

    adalah salah satu upaya untuk menjadikan enzim pada kondisi tidak

    bergerak dan tidak larut. Amobilisasi enzim dapat dilakukan dengan

    [16] :

    1. Pengikatan enzim secara kovalen pada permukaan bahan yang tidak larut air

    2. Pengikatan silang dengan bahan yang cocok untuk menghasilkan partikel baru

    3. Penjebakan di dalam suatu matrik atau gel yang permeabel terhadap enzim, substrat dan produk

    4. Enkapsulasi 5. Absorbsi pada zat pendukung

    Amobilisasi adalah metode menguntungkan yang dapat

    meningkatkan efisiensi penggunaan enzim agar dapat digunakan

    berulang-ulang serta memisahkan katalis dari media reaksi dengan

    mudah. Amobilisasi enzim merupakan proses penahanan pergerakan

    molekul enzim dalam reaksi kimia pada tempat tertentu yang

    dikatalisnya. Amobilisasi enzim menjadikan enzim lebih stabil

    terhadap suhu, pH dan lebih mudah dipisahkan dari campuran pada

    akhir reaksi [19]. Spesifisitas substrat enzim dapat ditingkatkan

    dengan amobilisasi sehingga dapat meningkatkan sifat enzim dan

    dapat mengurangi efek inhibitor [20]. Keuntungan lain amobilisasi

    enzim antara lain enzim yang sudah digunakan dapat digunakan

    kembali, ideal untuk proses berkelanjutan, dapat mengontrol

    keakuratan proses katalis, meningkatkan stabilitas enzim dan

    memungkinkan pengambangan sistem reaksi multienzim [16].

    2.7 Matriks Bentonit

    Matriks atau bahan pendukung dapat meningkatkan kinerja

    operasi sistem amobilisasi dan enzim yang diamobilisasi memiliki

    sifat keduanya matriks dan enzim. Beberapa karakteristik penting dari

    matriks untuk amobilisasi enzim antara lain stabilitas mekanisnya,

    afinitas yang kuat, aksesibilitas situs aktif enzim untuk perubahan

    kimia dengan mudah, hidrofilisitas dan lain-lain [21]. Salah satu

    matriks yang dapat digunakan dalam produksi xilanase yaitu bentonit.

  • 8

    Bentonit merupakan bijih tanah liat yang melimpah. Bentonit

    dapat digunakan sebagai matriks karena memiliki ukuran partikel

    halus, luas permukaan tinggi dan kapasitas pertukaran kation,

    keasaman permukaan. Bentonit yang diaktivasi dengan asam akan

    menghasilkan bentonit dengan situs aktif yang lebih besar sehingga

    daya adsorpsinya semakin tinggi dibandingkan bentonit yang belum

    diaktivasi [22].

    Kandungan utama bentonit yaitu mineral montmorillonit

    sebesar 80% dengan rumus kimia MX(Al4.xMgx)Si8O20(OH)4.NH2O.

    Selain itu, kandungan lain dalam bentonit yaitu kwarsa, ilit, kalsit,

    mika dan klorit. Montmorillonit memiliki struktur terdiri 3 layer yaitu

    1 lapisan alumina (AlO6) berbentuk oktahedral pada bagian tengah

    diapit oleh 2 lapisan silika (SiO4) yang berbentuk tetrahedral.

    Dibagian antara lapisan oktahedral dan tetrahedral terdapat kation

    monovalent maupun bivalent, diantaranya Na+, Ca2+ dan Mg2+ [23].

    Silika sering digunakan sebagai matriks inert dan stabil untuk

    amobilisasi enzim. Hal ini dikarenakan silika mempunyai luas

    permukaan spesifik yang tinggi dan diameter pori yang dapat

    dikontrol sesuai dimensi enzim. Sebagian besar enzim berdiameter 3

    - 6 nm, sehingga silika yang digunakan berbentuk mesopori yaitu

    berukuran 2 – 50 nm [20].

    Gambar 2.2: Struktur Montmorillonit [24]

    2.8 Aktivitas Enzim

    Enzim adalah protein yang mempunyai sifat khas seperti berat

    molekul, kondisi reaksi pada aktivitas optimum dan stabilitas enzim.

    Aktivitas dan stabilitas enzim dipengaruhi oleh perubahan kondisi

    fisik dan kimia yang menyebabkan struktur sekunder, tersier dan

  • 9

    kuartener dari molekul enzim berubah [25]. Faktor-faktor yang

    mempengaruhi aktivitas enzim xilanase antara lain suhu, pH,

    konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, pengaruh inhibitor dan

    aktivator [26]:

    1. Suhu Enzim mempunyai suhu optimum masing-masing. Suhu

    optimum adalah suhu ketika enzim bekerja dengan sangat baik. Suhu

    yang terlalu rendah akan mengakibatkan aktivitas enzim kecil,

    sedangkan suhu yang terlalu tinggi akan mengakibatkan enzim

    terdenaturasi sehingga merusak kemampuannya sebagai katalisator

    [27].

    2. pH Enzim mempunyai profil yang berbeda terkait dengan pH

    lingkungannya. Sebagian besar enzim aktif pada kisaran pH antara

    4,5-8. Perubahan pH dapat menyebabkan pecahnya ikatan sehingga

    mengubah konformasi enzim dan juga aktivitasnya. Pada pH ekstrim,

    enzim akan terdenaturasi karena enzim merupakan suatu protein dan

    akan terjadi perubahan muatan pada residu asam amino yang penting

    untuk proses katalisis. [28].

    3. Konsentrasi substrat dan enzim Peningkatan konsentrasi substrat atau enzim akan

    meningkatkan kecepatan reaksi enzim. Kecepatan reaksi enzim akan

    meningkat dengan meningkatnya substrat pada konsentrasi tertentu,

    namun pada suatu titik penambahan konsentrasi substrat tidak

    meningkatkan kecepatan reaksi enzim karena enzim mengalami

    kejenuhan [28].

    4. Inhibitor dan Aktivator Inhibitor merupakan senyawa yang dapat menurunkan kecepatan

    reaksi enzimatik akibat menurunnya kemampuan enzim mengikat

    substrat. Sedangkan aktivator merupakan suatu senyawa, unsur atau

    ion yang mampu meningkatkan aktivitas kerja enzim. Aktivator dapat

    berupa ion-ion anorganik terutama ion logam atau kation [29].

    Faktor-faktor tersebut dapat menganggu stabilitas enzim.

    Stabilitas enzim adalah kestabilan aktivitas enzim selama

    penyimpanan, penggunaan, dan kestabilan terhadap senyawa tertentu

    (asam, basa) serta pengaruh suhu dan pH yang tinggi [16].

  • 10

    BAB III

    METODOLOGI PENELITIAN

    3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

    Penelitian ini bertempat di Laboratorium Biokimia, Jurusan

    Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

    Brawijaya Malang. Penelitian dilakukan dari bulan Agustus sampai

    dengan Desember 2019.

    3.2 Alat dan Bahan Penelitian

    3.2.1 Alat

    Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain

    gelas kimia (100 mL dan 250 mL), erlenmeyer (50 mL,100 mL, 250

    mL, dan 300 mL), labu ukur (10 mL, 25 mL, 50 mL dan 100 mL),

    tabung reaksi, pipet ukur 10 mL, bola hisap, pipet tetes, gelas arloji,

    pengaduk gelas, botol semprot, corong gelas, botol sampel, rak tabung

    reaksi, blender dan grinder, inkubator, tanur, sentrifuse dingin, shaker,

    autoklaf, jarum ose, magnetic stirrer, spectronic genesys 20, kuvet,

    kertas pH, aluminium foil, kertas saring, kapas steril, oven, pemanas

    listrik, ayakan 120, neraca analitik, cutter, kertas cokelat, karet gelang,

    bunsen, dan laminar air flow.

    3.2.2 Bahan

    Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain

    hasil biakan murni Aspergillus niger dari Laboratorium Mikrobiologi

    Jurusan Biologi Universitas Negeri Malang. Bahan-bahan dengan

    kemurnian pro analisis (p.a) antara lain KH2PO4, CaCl2, (NH4)2SO4,

    Na2EDTA, ZnSO4.7H2O, MgSO4.7H2O, NaMoO4, MnSO4.H2O,

    FeSO4.7H2O, padatan NaOH, HCl, dekstrosa, DNS (asam

    dinitrosalisilat), Na2SO3, natrium asetat, asam asetat glasial, asam

    sulfat pekat, CuSO4.5H2O, NaKC4O6H4, kristal fenol, akuades dan

    bentonit. Bahan-bahan yang memiliki kualitas for microbiology antara

    lain klobot jagung, kentang, pepton, urea, tepung agar, tween-80,

    kasein, xilosa dan xilan.

  • 11

    3.3 Tahapan Penelitian

    Tahapan penelitian yang akan dilakukan yaitu :

    1. Pembuatan tepung klobot jagung 2. Pembuatan media padat 3. Peremajaan biakan murni Aspergillus niger 4. Pembuatan media cair 5. Pembuatan inokulum 6. Produksi enzim 7. Isolasi ekstrak kasar xilanase dari biakan Aspergillus niger 8. Penentuan kadar protein awal

    a) Penentuan panjang gelombang maksimum larutan kasein b) Pembuatan kurva baku larutan kasein c) Uji kadar protein awal

    9. Penentuan kurva baku gula pereduksi xilosa a) Penentuan panjang gelombang maksimum gula pereduksi

    xilosa

    b) Pembuatan kurva baku gula pereduksi xilosa 10. Penentuan aktivitas xilanase bebas

    a) Penentuan pH optimum xilanase bebas b) Penentuan suhu optimum xilanase bebas c) Penentuan waktu inkubasi optimum xilanase bebas d) Pengukuran aktivitas xilanase bebas

    11. Amobiliasi enzim xilanase pada matriks bentonit teraktivasi a) Aktivasi matriks bentonit b) Amobilisasi xilanase pada matriks bentonit teraktivasi

    12. Penentuan aktivitas enzim xilanase amobil a) Penentuan pengaruh pH terhadap aktivitas xilanase amobil b) Penentuan pengaruh suhu terhadap aktivitas xilanase

    amobil

    c) Penentuan pengaruh waktu inkubasi terhadap aktivitas xilanase amobil

    13. Penentuan kadar protein enzim xilanase sisa 14. Analisa data

  • 12

    3.4 Prosedur Penelitian

    3.4.1 Pembuatan Tepung Klobot Jagung

    Klobot jagung dipisahkan dari tongkol jagung. Kemudian

    dicuci dengan akuades dan dikeringkan di dalam oven pada suhu

    100°C. Setelah kering, klobot jagung dipotong menjadi ukuran kecil-

    kecil. Lalu dihaluskan menggunakan blender dan grinder. Setelah

    klobot jagung halus, diayak menggunakan ayakan berukuran 120

    mesh. Serbuk halus hasil ayakan digunakan sebagai induser.

    3.4.2 Pembuatan Media Padat

    Media padat yang digunakan yaitu Potatoes Dextrose Agar

    (PDA). PDA dibuat dari kentang yang telah dikupas, lalu ditimbang

    di neraca analitik sebanyak 20 g. Setelah itu, kentang dicuci dengan

    akuades dan dipotong menjadi kecil-kecil. Kemudian dimasukkan ke

    dalam gelas kimia 250 mL, ditambahkan akuades hingga volumenya

    menjadi 100 mL lalu dipanaskan di atas pemanas listrik hingga

    mendidih selama 1 jam serta dijaga volume tetap 100 mL. Selanjutnya

    disaring menggunakan kertas saring sehingga didapatkan sari kentang.

    Pada sari kentang, ditambahkan dekstrosa sebanyak 2 g, buffer asetat

    0,2 M pH 5 sebanyak 1 mL dan dipanaskan kembali hingga mendidih

    sambil ditambahkan tepung agar sebanyak 1,5 g. Kemudian diambil

    larutan PDA sebanyak 4 mL, dimasukkan ke dalam tabung reaksi lalu

    ditutup dengan kapas dan dilapisi dengan kertas cokelat lalu diikat

    dengan karet gelang. Selanjutnya disterilkan dalam autoklaf selama 15

    menit. Setelah disterilkan, didinginkan pada suhu ruang dengan posisi

    miring dan dibiarkan selama 24 jam. Media PDA yang sudah padat

    disimpan di dalam refrigerator.

    3.4.3 Peremajaan Biakan Murni Aspergillus niger

    Peremajaan biakan murni Aspergillus niger dilakukan di

    dalam laminar air flow. Disiapkan jarum ose, kemudian disterilkan

    mulut tabung biakan murni Aspergillus niger dan mulut tabung media

    dengan cara dipanaskan pada nyala api Bunsen. Selanjutnya, diambil

    spora Aspergillus niger sebanyak satu mata ose, dipindahkan ke dalam

    media padat steril secara aseptis dan segera ditutup kembali tabung

    dengan kapas steril yang dilapisi dengan kertas cokelat serta diikat

  • 13

    dengan karet gelang. Kemudian tabung disimpan dan diinkubasi

    selama 6 hari (144 jam) dalam inkubator pada suhu 30°C.

    3.4.4 Pembuatan Media Cair

    Ditimbang pepton sebanyak 0,09 g; urea sebanyak 0,054 g;

    KH2PO4 sebanyak 0,054 g; CaCl2 sebanyak 0,054 g; tween-80

    sebanyak 0,036 g; (NH4)2SO4 sebanyak 0,252 g; MgSO4.7H2O

    sebanyak 0,054 g; unsur renik sebanyak 0,18 mL dan tepung klobot

    jagung sebanyak 0,9 g. Selanjutnya, dimasukkan ke dalam gelas kimia

    250 mL lalu dibuat larutan sebanyak 180 mL. Kemudian ditambahkan

    buffer asetat pH 5 sebanyak 1 mL, diaduk campuran dan dipanaskan

    hingga mendidih. Setelah itu, dimasukkan ke dalam erlenmeyer lalu

    ditutup dengan kapas steril dan dilapisi kertas cokelat serta diikat

    dengan karet gelang. Selanjutnya, disterilkan dalam autoklaf selama

    15 menit pada suhu 121°C pada tekanan 15 Psi.

    3.4.5 Pembuataan Inokulum

    Pembuatan inokulum dilakukan di dalam laminar air flow.

    Spora hasil pembiakan murni Aspergillus niger yang telah berumur 6

    hari dipindahkan sebanyak satu mata ose secara aseptis ke dalam

    erlenmeyer 100 mL yang telah berisi 25 mL media cair steril.

    Kemudian dikocok dengan shaker pada kecepatan 100 rpm hingga

    mencapai pertengahan fase logaritma (49 jam). Selanjutnya, diambil

    larutan inokulum sebanyak 5 mL secara aseptis dan dimasukkan ke

    dalam 4 erlenmeyer yang berisi media cair steril sebanyak 50 mL.

    Setelah itu, dikocok kembali dengan shaker pada kecepatan 100 rpm

    pada suhu ruang hingga mencapai fase logaritma (49 jam).

    3.4.6 Produksi Enzim

    Diambil larutan inokulum sebanyak 8 mL. Selanjutnya

    dimasukkan secara aseptis ke dalam 8 erlenmeyer yang berisi media

    cair steril sebanyak 180 mL di dalam laminar air flow. Setelah itu,

    larutan dikocok menggunakan shaker pada kecepatan 100 rpm selama

    60 jam.

  • 14

    3.4.7 Isolasi Ekstrak Kasar Xilanase dari Biakan Aspergillus niger

    Enzim xilanase diisolasi dengan metode ekstraksi yaitu

    dengan dilakukan penambahan buffer tris-HCl pH 8 sebanyak 15 mL.

    Kemudian disentrifuse pada suhu 4°C dengan kecepatan 5000 rpm

    selama 10 menit. Supernatan yang diperoleh merupakan ekstrak kasar

    enzim xilanase.

    3.4.8 Penentuan Kadar Protein Awal

    3.4.8.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan

    Kasein

    Diambil larutan kasein dengan konsentrasi 5000 µg/mL

    sebanyak 2 mL lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian

    ditambahkan reagen biuret sebanyak 8 mL dan ditambahkan akuades

    sebanyak 2 mL serta dikocok hingga homogen. Selanjutnya diinkubasi

    selama 30 menit pada suhu 50°C. Setelah itu, diukur absorbansi

    menggunakan spectronic genesys 20 pada rentang panjang gelombang

    460-600 nm.

    3.4.8.2 Pembuatan Kurva Baku Larutan Kasein

    Kasein ditimbang sebanyak 1 g lalu dimasukkan ke dalam

    gelas kimia 250 mL serta dilarutkan dengan akuades. Kemudian

    diaduk menggunakan pengaduk magnetik dan ditambahkan beberapa

    tetes larutan NaOH 0,1 N hingga kasein larut sempurna. Setelah kasein

    larut, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan

    akuades sampai tanda batas serta dikocok hingga homogen. Sehingga

    diperoleh larutan stok kasein 10000 µg/mL. Setelah itu, dipipet larutan

    stok dengan volume 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 mL dan masing-masing

    dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL. Selanjutnya ditambahkan

    akuades sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen. Sehingga

    diperoleh larutan kasein 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000,

    8000 dan 9000 µg/mL. Kemudian dipipet masing-masing konsentrasi

    larutan kasein sebanyak 2 mL dan dimasukkan ke dalam tabung

    reaksi. Setelah itu, ditambahkan ke masing-masing tabung reaksi

    sebanyak 2 mL akuades dan reagen biuret sebanyak 8 mL. Larutan

    dikocok hingga homogen dan diinkubasi selama 30 menit pada suhu

  • 15

    50°C. Selanjutnya diukur absorbansi larutan menggunakan spectronic

    genesys 20 pada panjang gelombang maksimum kasein, yaitu 540 nm.

    Dibuat kurva baku hubungan antara konsentrasi (µg/mL) pada sumbu

    x dengan absorbansi pada sumbu y.

    3.4.8.3 Uji Kadar Protein Awal

    Dipipet ekstrak xilanase sebanyak 2 mL ke dalam tabung

    reaksi lalu ditambahkan reagen biuret sebanyak 8 mL dan larutan

    kasein 5000 µg/mL sebanyak 2 mL serta dikocok larutan hingga

    homogen. Selanjutnya diinkubasi selama 30 menit pada suhu 50°C.

    Diukur absorbansi menggunakan spectronic genesys 20 pada panjang

    gelombang maksimum kasein, yaitu 540 nm. Kadar protein awal

    diketahui dengan cara memplotkan nilai absorbansi pada persamaan

    kurva baku kasein.

    3.4.9 Penentuan Kurva Baku Gula Pereduksi Xilosa

    3.4.9.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Gula

    Pereduksi Xilosa

    Dipipet larutan stok xilosa 300 µg/mL sebanyak 1 mL lalu

    dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Selanjutnya ditambahkan

    akuades sebanyak 1 mL dan reagen DNS sebanyak 2 mL. Kemudian

    dipanaskan campuran larutan dalam penangas air mendidih selama 15

    menit. Setelah itu, didinginkan dengan air mengalir. Setelah dingin,

    dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan ditambahkan akuades

    sampai tanda batas serta dikocok hingga homogen. Diukur nilai

    absorbansi pada kisaran panjang gelombang 480-530 nm.

    3.4.9.2 Pembuatan Kurva Baku Gula Pereduksi Xilosa

    Xilosa ditimbang sebanyak 0,15 g lalu dimasukkan ke dalam

    gelas kimia 100 mL serta ditambahkan akuades secukupnya.

    Kemudian dipindahkan larutan ke dalam labu ukur 10 mL dan

    ditambahkan akuades sampai tanda baras serta dikocok hingga

    homogen, sehingga diperoleh larutan stok gula 1500 µg/mL.

    Selanjutnya dipipet larutan stok gula 1500 µg/mL sebanyak 2, 3, 4, 5,

    6, 7, 8 mL dan dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL yang berbeda.

    Setelah itu, ditambahkan akuades sampai tanda batas dan dikocok

  • 16

    hingga homogen, sehingga diperoleh larutan stok 300, 450, 600, 750,

    900, 1050 dan 1200 µg/mL. Kemudian diambil setiap konsentrasi

    larutan stok sebanyak 1 mL dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi

    yang berbeda. Setelah itu, ditambahkan akuades sebanyak 1 mL dan

    reagen DNS sebanyak 2 mL pada masing-masing tabung reaksi lalu

    dipanaskan semua campuran larutan dalam penangas air mendidih

    selama 15 menit. Selanjutnya didinginkan dengan air mengalir.

    Setelah dingin, dimasukkan masing-masing larutan ke dalam labu

    ukur 25 mL yang berbeda dan ditambahkan akuades sampai tanda

    batas serta dikocok hingga homogen. Diukur absorbansi

    menggunakan spectronic genesys 20 pada panjang gelombang

    maksimum xilosa yaitu 490 nm.

    3.4.10 Penentuan Aktivitas Xilanase Bebas

    3.4.10.1 Penentuan pH Optimum Xilanase Bebas

    Dimasukkan substrat xilan 1% (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit ada suhu 60°C. Selanjutnya ditambahkan xilanase, variasi pH

    5-9 yaitu buffer asetat pH 5 dan 6 serta buffer tris-HCl 0,2 M pH 7,8

    dan 9 dan air bebas reduktor masing-masing sebanyak 1 mL dan

    dipanaskan campuran larutan selama 55 menit pada suhu 55°C.

    Kemudian ditambahkan reagen DNS sebanyak 2 mL ke dalam tabung

    reaksi dan dimasukkan dalam penangas air mendidih selama 15 menit.

    Setelah itu, didinginkan dengan air mengalir. Setelah dingin,

    dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan ditambahkan akuades

    sampai tanda batas serta dihomogenkan. Diukur absorbansi

    menggunakan spectronic genesys 20 pada panjang gelombang

    maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.10.2 Penentuan Suhu Optimum Xilanase Bebas

    Dimasukkan substrat xilan 1% (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit ada suhu 60°C. Selanjutnya ditambahkan xilanase, larutan

    buffer pH kondisi optimum pada tahap 3.4.10.1 dan air bebas reduktor

    masing-masing sebanyak 1 mL dan dipanaskan campuran larutan

  • 17

    selama 55 menit pada variasi suhu 40°C, 45°C, 50°C, 55°C dan 60°C.

    Kemudian ditambahkan reagen DNS sebanyak 2 mL ke dalam tabung

    reaksi dan dimasukkan dalam penangas air mendidih selama 15 menit.

    Setelah itu, didinginkan dengan air mengalir. Setelah dingin,

    dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan ditambahkan akuades

    sampai tanda batas serta dihomogenkan. Diukur absorbansi

    menggunakan spectronic genesys 20 pada panjang gelombang

    maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.10.3 Penentuan Waktu Inkubasi Xilanase Bebas

    Dimasukkan substrat xilan 1% (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit ada suhu 60°C. Selanjutnya ditambahkan xilanase, larutan

    buffer pH kondisi optimum pada tahap 3.4.10.1 dan air bebas reduktor

    masing-masing sebanyak 1 mL dan dipanaskan campuran larutan

    dengan variasi waktu inkubasi selama 40,45, 50, 55 dan 60 menit pada

    suhu optimum tahap 3.4.10.2. Kemudian ditambahkan reagen DNS

    sebanyak 2 mL ke dalam tabung reaksi dan dimasukkan dalam

    penangas air mendidih selama 15 menit. Setelah itu, didinginkan

    dengan air mengalir. Setelah dingin, dimasukkan ke dalam labu ukur

    25 mL dan ditambahkan akuades sampai tanda batas serta

    dihomogenkan. Diukur absorbansi menggunakan spectronic genesys

    20 pada panjang gelombang maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.10.4 Pengukuran Aktivitas Xilanase Bebas

    Aktivitas xilanase dinyatakan dalam satuan µg/mg menit.

    Satuan unit aktivitas enzim bebas dinyatakan sebagai 1 µg xilosa yang

    dihasilkan per menit per mg enzim. Nilai aktivitas xilanase bebas

    dapat diperoleh dengan cara memplotkan nilai absorbansi yang

    diperoleh pada persamaan kurva baku gula pereduksi xilosa, sehingga

    diperoleh konsentrasi gula pereduksi dari hidrolisis xilan oleh

    xilanase. Berikut adalah persamaan untuk mengetahui satu unit

    aktivitas enzim:

    𝐴𝐸 = 𝑋 𝑥 𝑉 𝑥 𝑓𝑝

    𝑝 𝑥 𝑞 (3.1)

  • 18

    Keterangan :

    AE = aktivitas enzim (µg.mg-1.menit-1)

    X = konsentrasi gula pereduksi (µg.mL-1)

    V = volume total sampel (mL)

    fp = faktor pengenceran

    p = konsentrasi protein xilanase bebas (mg/mL)

    q = waktu reaksi (menit)

    3.4.11 Amobilisasi Enzim Xilanase pada Matriks Bentonit

    Teraktivasi

    3.4.11.1 Aktivasi Matriks Bentonit

    Bentonit hasil preparasi ditimbang sebanyak 10 g dan

    dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL. Selanjutnya ditambahkan

    larutan HCl 0,4 M sebanyak 200 mL. Kemudian dikocok larutan

    campuran dengan shaker dengan kecepatan 100 rpm selama 4 jam.

    Setelah itu, disaring menggunakan kertas saring dan dicuci dengan

    akuades hingga pH air pencuci sama dengan pH akuades. Selanjutnya

    dikeringkan endapan bentonit yang tidak tersaring ke dalam oven pada

    suhu 105°C hingga berat konstan. Kemudian dikalsinasi bentonit hasil

    aktivasi selama 4 jam pada suhu 500°C.

    3.4.11.2 Amobilisasi Enzim Xilanase pada Matriks Bentonit

    Teraktivasi

    Amobilisasi enzim xilanase dilakukan dengan cara ekstrak

    kasar xilanase dipipet sebanyak 2 mL lalu dimasukkan ke dalam labu

    ukur 5 mL. Setelah itu, ditambahkan buffer tris-HCl 0,2 M pH 8

    hingga tanda batas dan dihomogenkan. Campuran larutan dimasukkan

    ke dalam erlenmeyer yang berisi 0,1 g bentonit yang telah diaktivasi.

    Selanjutnya dishaker selama 3 jam dengan kecepatan 100 rpm.

    Kemudian disaring dengan kertas saring. Endapan yang diperoleh

    merupakan xilanase amobil, sedangkan filtratnya merupakan xilanase

    sisa yang tidak teradsorpsi pada matriks bentonit.

  • 19

    3.4.12 Penentuan Aktivitas Xilanase Amobil

    3.4.12.1 Penentuan pH Optimum Xilanase Amobil

    Dimasukkan substrat xilan 1 % (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit pada suhu 60°C. Selanjutnya, ditambahkan 0,1 g xilanase

    amobil, 1 mL variasi pH 5-9 yaitu buffer asetat pH 5 dan 6 serta buffer

    tris-HCl 0,2 M pH 7,8 dan 9, dan 1 mL air bebas reduktor di tabung

    reaksi yang berbeda. Kemudian dipanaskan campuran larutan selama

    55 menit pada suhu 55°C. Setelah itu, didinginkan larutan dan disaring

    enzim xilanase. Filtrat dalam tabung reaksi ditambah reagen DNS

    sebanyak 2 mL dan dimasukkan dalam penangas air mendidih selama

    15 menit. Selanjutnya didinginkan dengan air mengalir. Setelah

    dingin, diencerkan dengan akuades sampai volumenya 15 mL lalu

    dihomogenkan. Diukur absorbansi menggunakan spectronic genesys

    20 pada panjang gelombang maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.12.2 Penentuan Suhu Optimum Xilanase Amobil

    Dimasukkan substrat xilan 1 % (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit pada suhu 60°C. Selanjutnya, ditambahkan 0,1 g xilanase

    amobil, 1 mL larutan buffer pH kondisi optimum pada tahap 3.4.12.1

    dan 1 mL air bebas reduktor. Selanjutnya masing-masing larutan

    campuran diinkubasi pada variasi suhu 40, 45, 50, 55 dan 60°C selama

    55 menit. Setelah itu, didinginkan larutan dan disaring enzim xilanase.

    Filtrat dalam tabung reaksi ditambah reagen DNS sebanyak 2 mL dan

    dimasukkan dalam penangas air mendidih selama 15 menit.

    Selanjutnya didinginkan dengan air mengalir. Setelah dingin,

    diencerkan dengan akuades sampai volumenya 15 mL lalu

    dihomogenkan. Diukur absorbansi menggunakan spectronic genesys

    20 pada panjang gelombang maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.12.3 Penentuan Waktu Inkubasi Optimum Xilanase Amobil

    Dimasukkan substrat xilan 1 % (w/v) sebanyak 1 mL ke

    dalam tabung reaksi lalu dipanaskan dalam penangas air selama 15

    menit pada suhu 60°C. Selanjutnya, ditambahkan 0,1 g xilanase

  • 20

    amobil, 1 mL larutan buffer pH kondisi optimum pada tahap 3.4.12.1

    dan 1 mL air bebas reduktor di tabung reaksi yang berbeda. Kemudian

    dipanaskan campuran larutan dengan variasi waktu inkubasi 40, 45,

    55, dan 60 menit pada suhu optimum pada tahap 3.4.12.2. Setelah itu,

    didinginkan larutan dan disaring enzim xilanase. Filtrat dalam tabung

    reaksi ditambah reagen DNS sebanyak 2 mL dan dimasukkan dalam

    penangas air mendidih selama 15 menit. Selanjutnya didinginkan

    dengan air mengalir. Setelah dingin, diencerkan dengan akuades

    sampai volumenya 15 mL lalu dihomogenkan. Diukur absorbansi

    menggunakan spectronic genesys 20 pada panjang gelombang

    maksimum xilosa, yaitu 490 nm.

    3.4.13 Penentuan Kadar Protein Enzim Xilanase Sisa

    Ditentukan kadar protein yang tidak terjebak dengan cara

    filtrat dari enzim yang tidak teramobilkan sebanyak 2 mL

    ditambahkan larutan kasein 5000 µg/mL sebanyak 2 mL dan reagen

    biuret sebanyak 8 mL. Kemudian diinkubasi selama 30 menit pada

    suhu 50°C. Diukur absorbansi menggunakan spectronic genesys 20

    pada panjang gelombang maksimum kasein yaitu 540 nm sehingga

    diketahui kadar protein xilanase sisa dengan memplotkan nilai

    absorbansi pada persamaan regresi kurva standar kasein.

    3.4.14 Analisa Data

    Data aktivitas xilanase bebas dan amobil pada matriks

    bentonit teraktivasi yang dipengaruhi oleh pH, suhu dan waktu

    inkubasi dianalisis dengan uji F dan diulang tiga kali setiap perlakuan.

    Selanjutnya jika F hitung lebih besar dari F tabel maka dilakukan uji

    Beda Nyata Terkecil (BNT).

  • 21

    BAB IV

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    4.1 Produksi dan Isolasi Xilanase dari Aspergillus niger

    Xilanase merupakan enzim yang mampu menghidrolisis xilan

    menjadi xilosa. Xilosa dapat terbentuk dari reaksi hidrolisis antara

    xilan dan aktivitas xilanase yang dihasilkan dari jenis mikroorganisme

    seperti jamur atau bakteri [18]. Pada penelitian ini digunakan klobot

    jagung sebagai induser dalam media pertumbuhan untuk menginduksi

    biosintesis enzim xilanase dari mikroorganisme Aspergillus niger.

    Digunakan klobot jagung karena memiliki kandungan hemiselulosa

    yang tinggi [9]. Tingginya kandungan hemiselulosa dalam klobot

    jagung digunakan sebagai sumber xilan dalam produksi enzim

    xilanase.

    Xilanase dihasilkan dari jenis kapang Aspergillus niger yang

    telah diremajakan pada media padat PDA. Aspergillus niger yang

    ditumbuhkan pada media cair mengalami beberapa fase untuk

    beradaptasi dengan lingkungannya karena adanya keterbatasan nutrisi.

    Fase pertumbuhan yang dialami antara lain fase adaptasi, fase

    logaritma, fase stasioner dan fase kematian [30]. Produksi xilanase

    ketika memasuki fase pertengahan hingga akhir fase logaritma

    sehingga diperlukan biakan aktif berupa inokulum agar diperoleh hasil

    yang maksimal. Isolasi xilanase dilakukan dengan cara sentrifugasi

    dingin untuk memisahkan antara supernatan berupa ekstrak kasar

    xilanase dengan endapan yang merupakan komponen sisa yang

    memiliki berat molekul tinggi. Dilakukan menggunakan sentrifuse

    dingin untuk mencegah terjadinya denaturasi akibat panas.

    Dilakukan uji aktivitas enzim dengan mereaksikan ekstrak

    kasar xilanase dan substrat xilan agar terbentuk reaksi enzimatis yang

    menghasilkan xilosa. Xilosa dapat diukur dengan penambahan DNS

    yang mengalami reaksi redoks atau reduksi oksidasi, xilosa akan

    teroksidasi menjadi asam xilonat dan DNS akan tereduksi menjadi

    asam-3-amino-5 nitrosalisilat. Reaksi yang terjadi memberikan warna

    merah kecokelatan. Semakin pekat warna yang dihasilkan maka

    absorbansi yang terukur semakin besar pula. Nilai absorbansi yang

    dihasilkan dikonversi pada persamaan kurva baku xilosa dan dihitung

    aktivitas xilanase menggunakan persamaan aktivitas enzim (AE).

  • 22

    Selain itu, dilakukan uji kadar protein awal dengan mereaksikan

    ekstrak kasar xilanase dengan reagen biuret. Penambahan reagen

    biuret untuk mengidentifikasi adanya ikatan peptida dari protein yang

    terkandung dalam ekstrak kasar xilanase. Kadar protein awal xilanase

    bebas sebesar 0,94 mg/mL.

    Gambar 4.1: Mekanisme reaksi enzimatis yang terjadi pada

    pembentukan xilosa

  • 23

    Gambar 4.2: Reaksi reagen DNS dengan Xilosa

    4.2 Amobilisasi Xilanase pada Matriks Bentonit Teraktivasi

    Amobilisasi xilanase dilakukan menggunakan bentonit

    sebagai matriks. Bentonit diaktivasi terlebih dahulu menggunakan

    HCl untuk memperbesar ukuran pori bentonit sehingga dapat

    meningkatkan adsorpsi, selain itu menghilangkan pengotor yang

    terdapat pada bentonit sehingga luas permukaan menjadi lebih besar

    menyebabkan dapat mengadsorpsi xilanase lebih maksimal.

    Amobilisasi xilanase pada matriks bentonit melalui metode

    adsorpsi fisik yaitu xilanase akan teradsorp atau menempel pada

    permukaan matriks. Hasil ekstrak kasar xilanase dicampurkan dengan

    bentonit teraktivasi kemudian dishaker pada suhu ruang selama 3 jam

    dengan kecepatan 100 rpm. Interaksi hidrogen terjadi ketika enzim

    xilanase teradsorp dalam matriks bentonit akibat adanya kontak antara

    atom H dari gugus amino pada rantai samping asam amino penyusun

    xilanase (-NH2) maupun atom H pada gugus karboksil (-COOH) dari

    residu asam amino dengan atom oksigen pada bentonit (Si-O-Al).

    Dilakukan uji kadar protein sisa dengan mereaksikan filtrat xilanase

    yang tidak teramobilkan dengan reagen biuret. Kadar protein xilanase

    sisa sebesar 0,22 mg/mL dan massa enzim yang teradsorp pada

    matriks bentonit ketika amobil sebesar 1,44 mg.

  • 24

    4.3 Penentuan Kondisi Optimum Xilanase Bebas dan Amobil

    4.3.1 Penentuan pH Optimum

    Enzim bebas dan amobil memiliki kondisi pH lingkungan

    yang berbeda untuk mencapai aktivitas enzim tertinggi. Aktivitas

    maksimum enzim terjadi pada pH optimum ketika kondisi tingkat

    keasaman sesuai untuk bereaksi dengan substrat. Pada penelitian ini,

    variasi pH yang digunakan untuk menentukan aktivitas enzim bebas

    dan amobil adalah 5, 6, 7, 8, dan 9. Berdasarkan data yang diperoleh,

    diketahui pH optimum xilanase bebas yaitu pada pH 6 dengan

    aktivitas enzim sebesar 3,029 µg/mg.menit, sedangkan pH optimum

    xilanase amobil pada pH 8 dengan aktivitas enzim sebesar 0,821

    µg/mg.menit.

    Pada xilanase bebas dengan pH 5 aktivitas enzim yang

    dihasilkan sebesar 2,718 µg/mg.menit, kemudian mengalami

    kenaikan pada pH 6 dengan aktivitas enzim sebesar 3,029

    µg/mg.menit, pada pH 7 dan pH 8 mengalami penurunan dengan

    aktivitas enzim masing-masing sebesar 2,284 µg/mg.menit dan 1,808

    µg/mg.menit. Pada pH 9 aktivitas xilanase bebas sebesar 2,074

    µg/mg.menit, mengalami kenaikan dari aktivitas enzim sebelumnya.

    Sedangkan pada xilanase amobil dengan variasi pH 5, 6, 7,

    dan 8 mengalami kenaikan aktivitas xilanase amobil sampai pH

    optimum yaitu 8, aktivitas xilanase amobil berturut-turut 0,221

    µg/mg.menit, 0,220 µg/mg.menit, 0,301 µg/mg.menit dan 0,821

    µg/mg.menit. Pada pH 9 aktivitas xilanase amobil mengalami

    penurunan, aktivitas xilanase amobil pada pH 9 yaitu 0,209

    µg/mg.menit. Data yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 4.1.

  • 25

    0,000

    1,000

    2,000

    3,000

    5 6 7 8 9

    Aktivitas

    Enzi

    m (

    µg/m

    g.m

    enit)

    pH

    Amobil

    Bebas

    Gambar 4.3: Kurva Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim

    Xilanase Bebas dan Amobil

    Berdasarkan kurva tersebut, diketahui bahwa terjadi

    pergeseran aktivitas enzim xilanase bebas dan amobil yaitu dari

    aktivitas enzim tertinggi pada pH 6 (xilanase bebas) ke pH 8 (xilanase

    amobil). Hal ini dapat disebabkan karena adanya perbedaan jumlah

    ion H+ pada lingkungan dan jumlah anion pada matriks. Perubahan pH

    berpengaruh terhadap ionisasi gugus fungsi yang menyebabkan

    terjadinya perubahan bentuk atau konformasi enzim xilanase dan sifat

    katalitiknya. Kenaikan aktivitas enzim xilanase sampai pada pH

    optimum disebabkan adanya perubahan gugus aktif (-COOH) dari

    asam amino glutamat yang telah bermuatan negatif menjadi ion

    karboksilat (-COO-). Semakin tinggi pH maka ion karboksilat semakin

    banyak sehingga mudah terjadinya protonasi oksigen glikosidik

    menyebabkan aktivitas enzim xilanase semakin meningkat dengan

    dihasilkannya gula pereduksi yang banyak.

    Berdasarkan analisis data statistik, Fhitung xilanase bebas

    sebesar 485,516 sedangkan Ftabel sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel,

    maka dapat diartikan bahwa perlakuan masing-masing pH

    berpengaruh nyata terhadap aktivitas enzim xilanase bebas. Pada

    xilanase amobil, Fhitung yang diperoleh sebesar 3254,659 sedangkan

    Ftabel sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel, maka dapat diartikan bahwa

    perlakuan masing-masing pH berpengaruh nyata terhadap aktivitas

  • 26

    enzim xilanase amobil. Uji BNT 5% dilakukan untuk mengetahui

    variasi pH mana saja yang menunjukkan perbedaan yang sangat nyata.

    Berdasarkan hasil uji BNT 5%, xilanase bebas pada pH 5, 6, 7, 8, dan

    9 terdapat perbedaan yang sangat nyata. Sedangkan xilanase amobil

    pada pH 5 dan 9 serta pH 5 dan 6 tidak berbeda nyata.

    4.3.2 Penentuan Suhu Optimum

    Enzim bebas dan amobil memiliki suhu optimum masing-

    masing yang merupakan suhu ketika enzim bekerja dan memiliki laju

    reaksi yang sangat baik. Semakin jauh dari suhu optimum, maka

    aktivitas enzim semakin rendah [27]. Pada penelitian ini, variasi suhu

    yang digunakan untuk menentukan aktivitas enzim bebas dan amobil

    adalah 40°C, 45°C, 50°C, 55°C dan 60°C. Berdasarkan data yang

    diperoleh, diketahui suhu optimum xilanase bebas dan xilanase amobil

    yaitu pada suhu 50°C dengan aktivitas xilanase bebas sebesar 3,811

    µg/mg.menit, sedangkan aktivitas xilanase amobil sebesar 0,311

    µg/mg.menit.

    Aktivitas xilanase bebas pada variasi suhu 40°C, 45°C dan

    50°C mengalami kenaikan, antara lain 0,966 µg/mg.menit, 2,528

    µg/mg.menit dan 3,811 µg/mg.menit. Namun pada suhu 55°C dan

    60°C mengalami penurunan dari sebelumnya yaitu 3,027 µg/mg.menit

    dan 1,862 µg/mg.menit.

    Sedangkan pada xilanase amobil, aktivitas enzim mengalami

    kenaikan dari suhu 40°C, 45°C dan 50°C antara lain 0,224

    µg/mg.menit, 0,238 µg/mg.menit dan 0,311 µg/mg.menit. Namun

    pada suhu 55°C dan 60°C mengalami penurunan yaitu 0,216

    µg/mg.menit dan 0,176 µg/mg.menit. Data yang diperoleh dapat

    dilihat pada Gambar 4.2.

  • 27

    0,000

    1,000

    2,000

    3,000

    4,000

    40 45 50 55 60

    Aktivitas

    Enzi

    m (

    µg/m

    g.m

    enit)

    Suhu (°C)

    Amobil

    Bebas

    Gambar 4.4: Kurva Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim

    Xilanase Bebas dan Amobil

    Berdasarkan kurva tersebut, diketahui bahwa tidak terjadi

    pergeseran aktivitas enzim xilanase bebas dan amobil yaitu suhu

    optimum terjadi pada suhu 50°C. Namun xilanase bebas dan amobil

    pada suhu optimum yang sama menghasilkan aktivitas enzim yang

    berbeda, aktivitas xilanase bebas lebih besar yaitu 15,880

    µg/mg.menit dibandingkan aktivitas amobil sebesar 1,553

    µg/mg.menit. Pada suhu optimum, enzim xilanase dan substrat

    bertumbukan efektif sehingga menghasilkan kompleks enzim-substrat

    dengan mudah dan produk yang terbentuk lebih banyak. Hal ini

    menyebabkan aktivitas enzim xilanase meningkat pada suhu

    optimum. Setelah mencapai suhu optimum, aktivitas enzim xilanase

    menurun dan mengalami denaturasi pada suhu tinggi sehingga

    didapatkan aktivitas enzim yang jauh lebih kecil akibat perubahan

    konformasi dan struktur sekunder dan tersier enzim xilanase.

    Berdasarkan Analisis data statistik, Fhitung xilanase bebas

    sebesar 1320,331 sedangkan Ftabel sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel,

    maka dapat diartikan bahwa perlakuan masing-masing suhu

    berpengaruh nyata terhadap aktivitas enzim xilanase bebas. Pada

    xilanase amobil, Fhitung yang diperoleh sebesar 899,363 sedangkan

    Ftabel sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel, maka dapat diartikan bahwa

    perlakuan masing-masing suhu berpengaruh nyata terhadap aktivitas

    enzim xilanase amobil. Uji BNT 5% dilakukan untuk mengetahui

  • 28

    variasi suhu mana saja yang menunjukkan perbedaan yang sangat

    nyata. Berdasarkan hasil uji BNT 5%, xilanase bebas dan xilanase

    amobil pada suhu 40°C, 45°C, 50°C, 55°C dan 60°C terdapat

    perbedaan yang sangat nyata.

    4.3.3 Penentuan Waktu Inkubasi Optimum

    Waktu inkubasi optimum ditentukan untuk mengetahui waktu

    yang dibutuhkan enzim untuk berikatan dengan substrat sehingga

    dapat bekerja maksimal menghasilkan produk tinggi. Pada penelitian

    ini, variasi waktu inkubasi yang digunakan untuk menentukan

    aktivitas enzim bebas dan amobil adalah 40 menit, 45 menit, 50 menit,

    55 menit dan 60 menit. Berdasarkan data yang diperoleh, diketahui

    waktu inkubasi optimum xilanase bebas selama 45 menit dengan

    aktivitas xilanase bebas sebesar 4,743 µg/mg.menit, sedangkan waktu

    inkubasi optimum xilanase amobil selama 55 menit dengan aktivitas

    enzim sebesar 0,315 µg/mg.menit.

    Pada xilanase bebas, aktivitas enzim mengalami kenaikan dari

    waktu inkubasi 40 menit ke 45 menit antara lain 1,917 µg/mg.menit

    dan 4,743 µg/mg.menit. Namun pada waktu inkubasi 50 menit, 55

    menit dan 60 menit mengalami penurunan aktivitas enzim yaitu dari

    4,414 µg/mg.menit ke 4,110 µg/mg.menit dan 4,107 µg/mg.menit.

    Sedangkan pada xilanase amobil, aktivitas xilanase amobil

    mengalami kenaikan dari waktu inkubasi 40 menit, 45 menit, 50 menit

    dan 55 menit antara lain 0,259 µg/mg.menit, 0,280 µg/mg.menit,

    0,301 µg/mg.menit dan 0,315 µg/mg.menit. Namun pada waktu

    inkubasi 60 menit mengalami penurunan aktivitas enzim menjadi

    0,169 µg/mg.menit. Data yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar

    4.3.

  • 29

    0,000

    1,000

    2,000

    3,000

    4,000

    5,000

    40 45 50 55 60

    Aktivitas

    Enzi

    m (

    µg/m

    g.m

    enit)

    Waktu Inkubasi (menit)

    Amobil

    Bebas

    Gambar 4.5: Kurva Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap Aktivitas

    Enzim Xilanase Bebas dan Amobil

    Berdasarkan kurva, diketahui bahwa terjadi pergeseran

    aktivitas enzim xilanase bebas dan amobil yaitu dari aktivitas enzim

    tertinggi pada waktu inkubasi 45 menit (xilanase bebas) ke waktu

    inkubasi 55 menit (xilanase amobil). Waktu inkubasi xilanase amobil

    lebih lama dibandingkan xilanase bebas untuk mencapai aktivitas

    maksimumnya. Hal ini dikarenakan terdapat efek tahanan difusi akibat

    bahan pendukung pada xilanase amobil sehingga membutuhkan waktu

    yang lama agar substrat dan enzim bertemu. Substrat akan berdifusi

    masuk terlebih dahulu ke dalam partikel xilanase amobil untuk

    membentuk produk.

    Sebelum mencapai waktu inkubasi optimum, aktivitas enzim

    xilanase belum maksimal karena enzim dan substrat belum

    berinteraksi optimal. Pada saat mencapai waktu inkubasi optimum,

    enzim dan substrat bereaksi maksimal karena sisi aktif enzim

    mengikat lebih banyak substrat. Setelah tercapai waktu inkubasi

    optimum, aktivitas xilanase menurun dikarenakan sisi aktif enzim

    untuk mengikat substrat sudah jenuh.

    Berdasarkan Analisis data statistik, Fhitung xilanase bebas

    sebesar 1779,672 sedangkan Ftabel sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel,

    maka dapat diartikan bahwa perlakuan masing-masing waktu inkubasi

    berpengaruh nyata terhadap aktivitas enzim xilanase bebas. Pada

  • 30

    xilanase amobil, Fhitung yang diperoleh sebesar 62,245 sedangkan Ftabel

    sebesar 3,480 sehingga Fhitng > Ftabel, maka dapat diartikan bahwa

    perlakuan masing-masing waktu inkubasi berpengaruh nyata terhadap

    aktivitas enzim xilanase amobil. Uji BNT 5% dilakukan untuk

    mengetahui variasi waktu inkubasi mana saja yang menunjukkan

    perbedaan yang sangat nyata. Berdasarkan hasil uji BNT 5%, xilanase

    bebas pada waktu inkubasi 55 menit dan 60 menit tidak berbeda nyata.

    Sedangkan xilanase amobil pada waktu inkubasi 40°C dan 45°C, 45°C

    dan 50°C serta 50°C dan 55°C tidak ada beda nyata.

  • 31

    BAB V

    PENUTUP

    5.1 Kesimpulan

    Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat

    disimpulkan bahwa:

    1. pH, suhu dan waktu inkubasi berpengaruh terhadap aktivitas enzim xilanase bebas dan amobil.

    2. pH optimum xilanase bebas yaitu pada pH 6 dengan aktivitas enzim sebesar 3,029 µg/mg.menit sedangkan xilanase amobil

    pada pH 8 dengan aktivitas enzim sebesar 0,821

    µg/mg.menit.

    3. Suhu optimum xilanase bebas dan xilanase amobil pada suhu 50°C dengan aktivitas enzim masing-masing sebesar 3,811

    µg/mg.menit dan 0,311 µg/mg.menit.

    4. Waktu inkubasi optimum xilanase bebas selama 45 menit dengan aktivitas enzim sebesar 4,743 µg/mg.menit,

    sedangkan pada xilanase amobil selama 55 menit dengan

    aktivitas enzim sebesar 0,315 µg/mg.menit.

    5.2 Saran

    Enzim amobil dapat digunakan kembali secara berulang-

    ulang sehingga perlu ditentukan efisiensi penggunaan ulang xilanase

    amobil dengan matriks bentonit teraktivasi.

  • 32

    DAFTAR PUSTAKA

    1. Microbial Xylanases And Their Industrial Applications As Well

    As Future Perspectives: A Review. (2017). Global Journal of

    Biology, Agriculture & Health Sciences, 6(3), 5–12.

    https://doi.org/10.24105/gjbahs.6.3.1702

    2. Wucherpfennig, T., Hestler, T., & Krull, R. (2011).

    Morphology engineering - Osmolality and its effect on

    Aspergillus niger morphology and productivity. Microbial

    Cell Factories, 10(1), 58. https://doi.org/10.1186/1475-2859-

    10-58

    3. Pangesti, N. W. I., Pangastuti, A., & N, E. R. (2012). Pengaruh

    penambahan molase pada produksi enzim xilanase oleh

    fungi Aspergillus niger dengan substrat jerami padi.

    Bioteknologi Biotechnological Studies, 9(2), 41–48.

    https://doi.org/10.13057/biotek/c090202

    4. Sari, I. P., Sutrisno, S., & Prasetyawan, S. (2014). Optimasi

    Amobilisasi Xilanase Dari Trichoderma Viride Dengan

    Matriks Zeolit. Jurnal Ilmu Kimia Universitas Brawijaya, 2(1),

    pp.421-427-427.

    5. Guisan, J. M. (2016). Immobilization of Enzymes and Cells.

    Humana Press.

    6. Mulyasuryani, A. (2018). Elektroanalitik: Dasar dan

    Aplikasi. Deepublish.

  • 33

    7. Buchari, H., Muji. (1996). Karakterisasi Bentonit Pacitan.

    JKTI, 6, 1–2.

    8. Ginting, A. (2016). Pemanfaatan Limbah Kulit Jagung untuk

    Produk Modular dengan Teknik Pilin. Dinamika Kerajinan

    dan Batik: Majalah Ilmiah, 32(1), 51–62.

    https://doi.org/10.22322/dkb.v32i1.1180

    9. Mayangsari, D. (2009). Pengaruh Sumber Karbon terhadap

    Produksi Enzim Xilanase dari Trichoderma viride. Jurnal

    Ilmu Kimia Universitas Brawijaya.

    10. Jatmiko, Efendi. (2016). Pemanfaatan Xilan Asal Tongkol

    Jagung Sebagai Sumber Karbon Dan Induser Untuk

    Produksi Enzim Xilanolitik Dari Escherichia Coli

    Rekombinan Campuran [Gbtxyl43b] Dan [Abfa51]

    (Skripsi). Universitas Airlangga. Retrieved from

    http://lib.unair.ac.id

    11. Siv, S., & Prema, P. (2002). Biotechnology of Microbial

    Xylanases: Enzymology, Molecular Biology, and

    Application. Critical reviews in biotechnology, 22, 33–64.

    https://doi.org/10.1080/07388550290789450

    12. Agung Istri Ratnadewi, A., Handayani, W., & Nur Avida, S.

    (2016). Optimasi Konsentrasi Substrat Xilan Ampas Tahu

    Terhadap Endo-Β-1,4-D-Xylanase Untuk Memproduksi

    Xilooligosakarida. Jurnal Kimia Riset, 1, 73.

    https://doi.org/10.20473/jkr.v1i2.3084

  • 34

    13. Lachke, A. (2002). Biofuel fromD-xylose — The second most

    abundant sugar. Resonance, 7(5), 50–58.

    https://doi.org/10.1007/BF02836736

    14. Natawijaya, D., Saepudin, A., & Pangesti, D. (2015). Uji

    Kecepatan Pertumbuhan Jamur Rhizopus Stolonifer Dan

    Aspergillus Niger Yang Diinokulasikan Pada Beberapa Jenis

    Buah Lokal. Jurnal Siliwangi Seri Sains dan Teknologi, 1(1).

    Retrieved from

    http://jurnal.unsil.ac.id/index.php/jssainstek/article/view/24

    15. Budiman, A., & Setyawan, S. (n.d.). Pengaruh Konsentrasi

    Substrat, Lama Inkubasi Dan pH Dalam Proses Isolasi

    Enzim Xylanase Dengan Menggunakan Media Jerami Padi,

    11.

    16. Susanti, R., & Fibriana, F. (2017). Teknologi Enzim. Penerbit

    Andi.

    17. Agustina, I. (2011). Studi Awal Produksi Enzim Selulase Oleh

    Trichoderma Sp. Strain T004 Dan T051 Menggunakan

    Substrat Pelepah Sawit = Preliminary Study Of Cellulase

    Enzyme Production By Trichoderma Sp. Strains T004 And

    T051 Using Palm Frond As Substrates. Universitas Indonesia,

    1.

    18. Richana, N. (2002). Produksi dan Prospek Enzim Xilanase

    dalam Pengembangan Bioindustri di Indonesia, 5(1), 8.

  • 35

    19. Vilma, M., Winkelhausen, E., & Slobodanka, K. (2005). Lipase

    Immobilized By Different Techniques On Various Support

    Materials Applied In Oil Hydrolysis. Journal of the Serbian

    Chemical Society, 70. https://doi.org/10.2298/JSC0504609M

    20. Betancor, L., & Luckarift, H. R. (2008). Bioinspired Enzyme

    Encapsulation For Biocatalysis. Trends in Biotechnology,

    26(10), 566–572. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.06.009

    21. Millicent Mabel, M., Parthasarathy, N., Rajkumar, J., Gururaj,

    P. N., & Thulasi Priyadharshini, M. (2016). A Study On The

    Immobilization Of Acid Xylanase On Chitosan From Chitin

    Of Shrimp Shells. Journal of Chemical and Pharmaceutical

    Sciences, 9, 268–271.

    22. Komadel, P. (2003). Chemically Modified Smectites. Clay

    Minerals, 38(1), 127–138.

    https://doi.org/10.1180/0009855033810083

    23. Hamzah, S., Rachmad, W., Suwardi, J., & Rohman, S. (2009).

    Modifikasi Bentonit (Clay) menjadi Organoclay dengan

    Penambahan Surfaktan. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi.

    24. Volzone, C., Rinaldi, J. O., & Ortiga, J. (2002). N2 and CO2

    Adsorption by TMA- and HDP-Montmorillonites. Materials

    Research, 5(4), 475–479. https://doi.org/10.1590/S1516-

    14392002000400013

    25. Muawanah, A. (2006). Produksi Enzim Xilanase Termostabil

    Dari Thermomyces Lanuginosus Ifo 150 Pada Substrat

  • 36

    Bagasse Tebu. Retrieved from

    http://repository.ipb.ac.id/xmlui/handle/123456789/8484

    26. Sukmana, E., Sutrisno, S., & Roosdiana, A. (2014). Pengaruh

    Suhu Dan Lama Penyimpanan Terhadap Kestabilan Enzim

    Xilanase Dari Trichoderma Viride. Jurnal Ilmu Kimia

    Universitas Brawijaya, 2(1), pp.340-344-344.

    27. Sumardjo, D. (2009). Pengantar Kimia Buku Panduan

    Kuliah Mahasiswa Kedokteran. EGC.

    28. Sutrisno, A. (2017). Teknologi Enzim. Universitas Brawijaya

    Press.

    29. Salirawati, D. (2017). Karakterisasi Beberapa Ion Logam

    Terhadap Aktivitas Enzim Tripsin. Jurnal Penelitian Saintek,

    21, 107. https://doi.org/10.21831/jps.v21i2.12581

    30. Hamdiyati, Y. (2011). Pertumbuhan Dan Pengendalian

    Mikroorganisme II. Retrieved December 15, 2019, from

    https://docplayer.info/36951119-Pertumbuhan-dan

    pengendalian-mikroorganisme-ii-oleh-dra-yanti-hamdiyati-m-

    si.html

  • 37

    LAMPIRAN

    Lampiran A. Diagram Alir

    A. Tahapan Penelitian

    Pembuatan tepung klobot

    jagung

    Pembuatan media padat

    Peremajaan biakan murni Aspergillus niger

    Pembuatan media cair

    Pembuatan inokulum

    Produksi enzim xilanase

    Isolasi ekstrak kasar xilanase dari biakan Aspergillus niger

    Penentuan kadar protein awal

    Penentuan kurva baku gula pereduksi xilosa

    Penentuan aktivitas xilanase bebas

    pH Suhu Waktu Inkubasi

  • 38

    Amobilisasi enzim xilanase pada matriks bentonit

    teraktivasi

    Penentuan kadar protein enzim xilanase sisa

    Penentuan aktivitas xilanase amobil

    pH Suhu Waktu Inkubasi

    Analisa Data

  • 39

    Lampiran B. Preparasi Larutan

    B.1 Larutan Asam Asetat 0,2 M

    Asam glasial 98% (BJ: 1,05 g/mL; BM: 60 g/mol; konsentrasi

    17,15 M) dipipet sebanyak 1,17 mL. Selanjutnya, dimasukkan ke

    dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas.

    Kemudian dikocok hingga homogen.

    B.2 Larutan Natrium Asetat 0,2 M

    Natrium asetat (BM: 82 g/mol) ditimbang sebanyak 1,64 g.

    Selanjutnya, dilarutkan dengan akuades dan dimasukkan ke dalam

    labu ukur 100 mL. Kemudian ditambahkan dengan akuades hingga

    tanda batas dan dikocok hingga homogen.

    B.3 Larutan Buffer Asetat 0,2 M pH 5

    Larutan asam asetat 0,2 M dipipet sebanyak 50 mL ke dalam

    gelas kimia. Kemudian ditambahkan larutan natrium asetat 0,2 M

    sebanyak 90,99 mL dan diaduk menggunakan magnetik stirrer hingga

    homogen. Selanjutnya, diukur pH menggunakan kertas pH hingga

    menunjukkan pH 5.

    B.4 Larutan Buffer Asetat 0,2 M pH 6

    Larutan asam asetat 0,2 M dipipet sebanyak 2 mL ke dalam

    gelas kimia. Kemudian ditambahkan larutan natrium asetat 0,2 M

    sebanyak 36,39 mL dan diaduk menggunakan magnetik stirrer hingga

    homogen. Selanjutnya, diukur pH menggunakan kertas pH hingga

    menunjukkan pH 6.

    B.5 Unsur Renik

    Ditimbang Na2EDTA sebanyak 3,0229 g; NaOH sebanyak

    0,5171 g; MgSO4.7H2O sebanyak 0,2502 g; ZnSO4.7H2O sebanyak

    0,1004 g; MnSO4.4H2O sebanyak 0,1006 g; CuSO4.5H2O sebanyak

    0,0256 g; Na2SO4 sebanyak 2,5005 g; NaMoO4 sebanyak 0,0254 g dan

    FeSO4.7H2O sebanyak 0,5002 g lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer

    250 mL. Ditambahkan H2SO4 pekat sebanyak 0,125 mL dan

  • 40

    dihomogenkan. Setelah itu, ditambahkan akuades hingga volumenya

    menjadi 250 mL dan dihomogenkan. Ditutup menggunakan kapas dan

    dilapisi dengan kertas cokelat serta diikat dengan karet gelang.

    Disterilkan menggunakan autoklaf pada suhu 121°C selama 15 menit.

    B.6 Larutan HCl 0,2 M

    Larutan HCl 37% (BJ: 1,19 g/mL; BM: 36,5 g/mol;

    konsentrasi 12,06 M) dipipet sebanyak 1,66 mL lalu dimasukkan ke

    dalam labu ukur 100 mL. Setelah itu, ditambahkan akuades hingga

    tanda batas dan dihomogenkan.

    B.7 Larutan Buffer Tris-HCl 0,2 M pH 8

    Padatan Tris (BM: 121,1 g/mol) ditimbang sebanyak 6,055 g

    lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia dan dilarutkan dengan akuades

    secukupnya. Ditambahkan larutan HCl 0,2 M sedikit demi sedikit

    hingga pHnya menjadi 8. Setelah itu, masukkan ke dalam labu ukur

    250 mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas serta

    dihomogenkan.

    B.8 Larutan Buffer Tris-HCl 0,2 M pH 7

    Padatan Tris (BM: 121,1 g/mol) ditimbang sebanyak 0,2422

    g lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia dan dilarutkan dengan

    akuades secukupnya. Ditambahkan larutan HCl 0,2 M sedikit demi

    sedikit hingga pHnya menjadi 7. Setelah itu, masukkan ke dalam labu

    ukur 10 mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas serta

    dihomogenkan.

    B.9 Larutan Buffer Tris-HCl 0,2 M pH 9

    Padatan Tris (BM: 121,1 g/mol) ditimbang sebanyak 0,6055

    g lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia dan dilarutkan dengan

    akuades secukupnya. Ditambahkan larutan HCl 0,2 M sedikit demi

    sedikit hingga pHnya menjadi 9. Setelah itu, masukkan ke dalam labu

    ukur 25 mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas serta

    dihomogenkan.

  • 41

    B.10 Larutan NaOH 10%

    NaOH ditimbang sebanyak 10 g dan dilarutkan menggunakan

    akuades secukupnya serta diaduk hingga homogen. Setelah itu,

    dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan akuades

    hingga tanda batas serta dihomogenkan.

    B.11 Larutan NaOH 0,1N

    NaOH ditimbang 0,4 g dan dilarutkan menggunakan

    akuades secukupnya serta diaduk hingga homogen. Setelah itu,

    dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan

    akuades hingga tanda batas serta dihomogenkan.

    B.12 Reagen Biuret

    Ditimbang CuSO4.5H2O sebanyak 0,3754 g dan NaKC4O6H4

    sebanyak 1,5 g. Setelah itu, dilarutkan dengan akuades secukupnya

    dan diaduk hingga homogen. Ditambahkan larutan NaOH 10%

    sebanyak 75 mL sambil diaduk menggunakan magnetik stirrer.

    Larutan yang sudah tercampur, dimasukkan ke dalam labu ukur 250

    mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas serta dihomogenkan.

    B.13 Xilan 1%

    Xilan ditimbang sebanyak 1 g dan dimasukkan ke dalam gelas

    kimia. Setelah itu, dilarutkan dengan buffer asetat pH 5 secukupnya.

    Larutan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL lalu ditambahkan

    buffer asetat pH 5 hingga tanda batas dan dihomogenkan.

    B.14 Reagen DNS

    Ditimbang NaOH 1 g; NaKC4O6H4 18,2 g; Na2SO3 0,5 g;

    kristal fenol 0,2 g lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia dan

    dilarutkan dengan akuades secukupnya. Ditambahkan asam

    dinitrosalisilat sedikit demi sedikit sebanyak 1 g lalu diaduk hingga

    larut menggunakan magnetik stirrer. Setelah itu, dimasukkan ke dalam

  • 42

    labu ukur 100 mL dan ditambahkan akuades hingga tanda batas serta

    dihomogenkan.

    B.15 Larutan HCl 0,4 M

    Larutan HCl 37% (BJ: 1,19 g/mL; BM: 36,5 g/mol;

    konsentrasi 12,06 M) dipipet sebanyak 3,3 mL lalu dimasukkan ke

    dalam labu ukur 100 mL. Setelah itu, ditambahkan akuades hingga

    tanda batas dan dihomogenkan.

    B.16 Air Bebas Reduktor

    Akuades sebanyak 250 mL dimasukkan ke dalam erlenmeyer

    lalu ditambahkan larutan KMnO4 hingga berubah warna menjadi

    ungu. Selanjutnya dilakukan destilasi sehingga didapatkan air bebas

    reduktor yang tidak berwarna.

  • 43

    Lampiran C. Perhitungan

    C.1 Larutan Asam Asetat 0,2 M

    Larutan asam asetat 0,2 M dibuat dari larutan asam asetat glasial 98%

    (BJ: 1,05 g/mL; BM: 60 g/mol):

    [𝐴𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡 𝑔𝑙𝑎𝑠𝑖𝑎𝑙] =𝑝 𝑥 𝜌 𝑥 10

    𝑀𝑟=

    98% 𝑥 1,05𝑔/𝑚𝐿 𝑥 10

    60 𝑔/𝑚𝑜𝑙

    [𝐴𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡 𝑔𝑙𝑎𝑠𝑖𝑎𝑙] = 17,15 𝑀

    Jadi, untuk membuat asam asetat glasial konsentrasi 0,2 M dilakukan

    pengenceran dengan rumus:

    𝑉1 𝑥 𝑀1 = 𝑉2 𝑥 𝑀2 𝑉1 𝑥 17,15 𝑀 = 100 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑀

    𝑉1 = 100 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑀

    17,15 𝑀= 1,17 𝑚𝐿

    C.2 Larutan Natrium Asetat 0,2 M

    Larutan natrium asetat 0,2 M dibuat sebanyak 100 mL dengan cara

    (BM: 82 g/mol):

    mol natrium asetat = [natrium asetat] x V

    = 0,2 mol/L x 0,1 L

    = 0,02 mol

    massa natrium asetat = mol natrium asetat x BM natrium asetat

    = 0,02 mol x 82 g/mol

    = 1,64 g

    C.3 Pembuatan Buffer Asetat 0,2 M pH 5

    Ka asam asetat = 1,8 x 10-5

    pKa asam asetat = 4,74

    pH = pKa – log [𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡]

    [𝑛𝑎𝑡𝑟𝑖𝑢𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡]

    5 = 4,74 – log

  • 44

    5-4,74 = - log 50

    𝑉

    V = 90,99 mL

    Jadi, perbandingan volume CH3COOH : CH3COONa = 50 mL : 90,99

    mL.

    C.4 Pembuatan Buffer Asetat 0,2 M pH 6

    Ka asam asetat = 1,8 x 10-5

    pKa asam asetat = 4,74

    pH = pKa – log [𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡]

    [𝑛𝑎𝑡𝑟𝑖𝑢𝑚 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑎𝑡]

    6 = 4,74 – log

    2 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑚𝑚𝑜𝑙/𝑚𝐿

    (2+𝑉)𝑚𝐿𝑉 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑚𝑚𝑜𝑙/𝑚𝐿

    (2+𝑉)𝑚𝐿

    6-4,74 = - log 2

    𝑉

    V = 36,39 mL

    Jadi, perbandingan volume CH3COOH : CH3COONa = 2 mL : 36,39

    mL.

    C.5 Pembuatan Buffer Tris 0,2 M

    Larutan tris 0,2 M dibuat sebanyak 250 mL dengan cara (BM: 121,1

    g/mol) :

    mol tris = [tris] x V

    = 0,2 mol/L x 0,25 L

    = 0,05 mol

    massa tris = mol tris x BM tris

    = 0,05 mol x 121,1 g/mol

    = 6,055 g

    C.6 Pembuatan Larutan HCl 0,2 M

    Larutan HCl 0,2 M dibuat dari larutan HCl 37% dengan cara (BJ: 1,19

    g/mL; BM: 36,5 g/mol):

  • 45

    [𝐴𝑠𝑎𝑚 𝐾𝑙𝑜𝑟𝑖𝑑𝑎] =𝑝 𝑥 𝜌 𝑥 10

    𝑀𝑟=

    37% 𝑥 1,19𝑔/𝑚𝐿 𝑥 10

    36,5 𝑔/𝑚𝑜𝑙

    [𝐴𝑠𝑎𝑚 𝐾𝑙𝑜𝑟𝑖𝑑𝑎] = 12,06 𝑀

    Jadi, untuk membuat asam klorida konsentrasi 0,2 M dilakukan

    pengenceran dengan rumus:

    𝑉1 𝑥 𝑀1 = 𝑉2 𝑥 𝑀2 𝑉1 𝑥 12,06 𝑀 = 100 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑀

    𝑉1 = 100 𝑚𝐿 𝑥 0,2 𝑀

    12,06 𝑀= 1,66 𝑚𝐿

    C.7 Pembuatan Larutan HCl 0,4 M

    Larutan HCl 0,4 M dibuat dari larutan HCl 37% dengan cara (BJ: 1,19

    g/mL; BM: 36,5 g/mol):

    [𝐴𝑠𝑎𝑚 𝐾𝑙𝑜𝑟𝑖𝑑𝑎] =𝑝 𝑥 𝜌 𝑥 10

    𝑀𝑟=

    37% 𝑥 1,19𝑔/𝑚𝐿 𝑥 10