Laporkan Masalah

Karkaterisasi kitinase yang diproduksi oleh isolat bakteri dari lumpur sawah

HERDYASTUTI, Nuniek, Promotor Prof. Drs. Sabirin Matsjeh, Ph.D

2010 | Disertasi | S3 Kimia

Limbah cangkang udang dapat dimanfaatkan untuk memproduksi kitin sebagai media pertumbuhan untuk mendapatkan bakteri kitinolitik dari lumpur sawah. Bakteri kitinolitik menarik untuk diisolasi karena kemampuannya dalam mendegradasi kitin menjadi turunan kitin yang banyak dimanfaatkan pada industri farmasi, kesehatan, pertanian, tekstil, makanan, dan kosmetik.Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi kitin dari limbah cangkang udang dengan cara demineralisasi dan deproteinasi; menyeleksi bakteri kitinolitik dari lumpur sawah berdasarkan aktivitas kitinase tertinggi pada media yang mengandung kitin; mempelajari karakteristik bakteri hasil isolasi berdasarkan uji morfologi, fisiologi dan analisis gen 16S-rRNA; serta mempelajari karakteristik kitinase yang dihasilkan bakteri hasil isolasi dan potensinya sebagai katalis dalam degradasi kitin dan sebagai biokontrol.Isolasi kitin dari cangkang udang menghasilkan senyawa kitin berwarna putih kekuningan yang mempunyai spektra IR sama dengan kitin komersial dengan rendemen ± 20 %. Lumpur sawah menghasilkan 63 isolat bakteri aktivitas kitinase (Isolat TNH1–TNH63). Hasil seleksi isolat bakteri dengan inkubasi 2 hari dalam media seleksi menunjukkan isolat TNH54 mempunyai aktivitas kitinase tertinggi sebesar 0,31 U/mL. Isolat TNH54 merupakan bakteri Gram negatif, bentuk sel batang-kokoid, mempunyai koloni berwarna kuning, bentuk bulat, elevasi konveks, margin rata dan diameter koloni 3 – 5 mm, dapat menghasilkan asam dari manitol, sukrosa,sorbitol, innositol juga mampu mengoksidasi glukosa, serta menunjukkan hubungan kekerabatan genetik 98 % terhadap Pseudomonas sp berdasarkan urutan nukleotida gen 16S-rRNA. Kitinase ekstraseluler yang dihasilkan oleh Pseudomonas sp TNH54 mengendap pada fraksinasi dengan amonium sulfat 0 – 50 % yang ditunjukkan peningkatan kemurnian 2,1 kali lipat dibanding sebelum fraksinasi. Kitinase mempunyai aktivitas optimum pada pH 5, suhu 35 C, dan menunjukkan kestabilan aktivitas pada rentang suhu 30 – 40 C dan pH 3 – 5 selama 1 jam inkubasi. Kitinase diaktivitasi oleh Mn2+ tetapi diinhibisi oleh adanya Cu2+ dan Fe2+, menunjukkan aktivitas tertinggi untuk konsentrasi substrat kitin koloidal 1 % dengan harga KM 1,51 mg/mL dan Vmaks 0,35 μmol/jam. Secara molekular kitinase dari Pseudomonas sp TNH54 diduga merupakan isozim dengan ukuran 26,1 dan 29 kDa. Sebagai biokontrol kitinase menunjukkan daya hambat terhadap jamur patogen A. niger, A.fumigatus dan A.parasiticus. Degradasi kitinase terhadap glikol kitin dapat menghasilkan senyawa N-asetil glukosamin 4 % dengan waktu inkubasi 2 jam.Metode kloning untuk mendapatkan gen penyandi kitinase dari Pseudomonas sp TNH54 adalah cara terbaik untuk mendapatkan enzim kitinase dalam jumlah yang besar dan aktivitas tinggi yang dapat dilakukan pada penelitian selanjutnya.

Shrimp shell wastes can be utilized production of chitin as a growth medium for chitinolytic bacteria from mud fields. Chitinolytic bacteria is interesting to be isolated bacteri due to its ability to degrade chitin result in chitin derivative commonly used in the pharmaceutical, health, agriculture,textiles, food, and cosmetics industries. This study aimed to isolate chitin from shrimp shell waste by demineralization and deproteination process; to select chitinolytic bacteria from mud fields based on their chitinase activity in medium containing chitin; to study the characteristics of the isolated bacteria based on orphology, physiology and 16S-rRNA gene analysis as well as to learn characteristics of chitinase produced by isolated bacteria and their potential as catalysts in the degradation of chitin and as a biocontrol.The isolation of chitin from shrimp shell have cream – coloured compound of chitin ( 20 % yield) which has similar IR spectra with commercial chitin. Mud fields produce 63 bacterial isolates with chitinase activity (TNH1 – TNH63 isolates). Selection of isolate bacterial by two days of incubation in selection medium showed TNH54 isolates having the highest activity of 0.31 U/mL in. TNH54 isolates was Gram negative, rod-cocoid cell,has a colony of yellow, round shape, convex elevation, flat margin and the colony diameter 3 – 5 mm. The bacteria could generate acid from mannitol,sucrose, sorbitol, innositol able to oxidaze the glucose, and shows the genetic similarity 98 % to Pseudomonas sp based on nucleotide sequences of 16SrRNA.Extracellular chitinase produced by Pseudomonas sp TNH54 settles on fractionation with 0 – 50 % ammonium sulphate, demonstrated by increasing up to 2.1 fold in purity compared to before fractination. The isolated chitinase has optimum activity at pH of 5, temperature 35 C and showed stability of activity at temperature range 30 – 40 C and pH of 3 – 5 for 1 hour incubation.The chitinase was activated by Mn2+ but the presence of Cu2+ and Fe3+ inhibited the enzyme. The chitinase showed the highest activity with colloidal chitin as substrate at concentration of 1 % with value of KM value of 1.51 mg/mL and Vmax value of 0.35 μmol/ h. The chitinase was moleculary suspected isozyme with 26.1 and 29 kDa molecular size. As biocontrol chitinase showed an inhibition to fungal pathogen of A. niger, A. fumigatus and A. parasiticus. Glycol chitin degradation by chitinase produces N-acetyl glucosamine compound up to 4 % after 2–hour incubation. The cloning method to get the gene encoding chitinase from Pseudomonas sp TNH54 are the best way to get chitinase enzyme in large quantities and high activity which will be done in as further development of this research.

Kata Kunci : Karakterisasi kitinase, Isolat bakteri, Lumpur sawah, bactery isolated, characterization, chitinase, mud fields


    Tidak tersedia file untuk ditampilkan ke publik.