Imobilisasi Kovalen Alfa Amilase pada Kitosan-Bentonit Bead serta Aktivitasnya pada Hidrolisis Amilum

NOVIANTI HAPSARI, Dr. Endang Astuti, M.Si. ; Dr. Winarto Haryadi, M.Si.

2021 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Telah dilakukan imobilisasi kovalen alfa-amilase pada kitosan-bentonit bead (alfaA-KGB) dan kitosan bead (alfaA-KG) sebagai pembanding serta aktivitasnya pada hidrolisis amilum. Glutaraldehida digunakan sebagai agen penaut silang dalam imobilisasi alfa-amilase. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari imobilisasi alfa-amilase, kondisi optimum imobilisasi, aktivitas hidrolisis pati serta kestabilan termal dan kestabilan penggunaan ulang yang dihasilkan oleh alfaA-KG dan alfaA-KGB. Penelitian ini dimulai dengan sintesis kitosan bead dan kitosan-bentonit bead yang direaksikan dengan glutaraldehida. Imobilisasi enzim alfa-amilase dilakukan dengan variasi pH dan suhu untuk memperoleh jumlah enzim terimobilisasi yang optimum. Karakterisasi alfa-amilase yang terimobilisasi pada KGB dilakukan melalui analisis FTIR dan XRD. Enzim alfa-amilase bebas dan terimobilisasi dilakukan uji aktivitasnya pada hidrolisis amilum dengan menyertakan uji kestabilan termal dan uji penggunaan ulang. Imobilisasi enzim alfa-amilase pada kitosan bead tertaut silang glutaraldehida dan kitosan-bentonit bead tertaut silang glutaraldehida berhasil dilakukan dengan kondisi pH dan suhu optimum yaitu pada pH 8 dan suhu 35 derajat C dengan efisiensi imobilisasi berturut-turut sebesar 70 persen dan 77 persen. Spektra FTIR dan difraktogram XRD menunjukkan adanya taut silang antara kitosan dengan enzim menggunakan agen penaut silang glutaraldehida serta terjadi interkalasi ke dalam layer bentonit. Aktivitas spesifik alfa-amilase bebas, alfaA-KG dan alfaA-KGB berturut-turut adalah 3571, 1499 dan 1327 U/g. Stabilitas termal alfaA-KG dan alfaA-KGB dapat mempertahankan aktivitas katalitiknya berturut-turut sebesar 64 persen dan 96 persen hingga pemanasan suhu 60 derajat C. AlfaA-KGB dapat mempertahankan aktivitas katalitiknya hingga lima kali siklus reaksi dengan aktivitas penggunaan kelima sebesar 96 persen dari aktivitas awal, sedangkan alfaA-KG memiliki aktivitas katalitik sebesar 88 persen setelah penggunaan kelima.

Covalent immobilization of alpha-amylase on chitosan-bentonite beads (alphaA-KGB) and that on chitosan beads (alphaA-KG) as a comparison and their activity in starch hydrolysis has been carried out. Glutaraldehyde was used as a cross-linking agent for immobilization of alpha-amylase. This study aims to study the immobilization of alpha-amylase, optimum conditions of immobiliation, thermal stability and reusability of alphaA-KG and alphaA-KGB. This research started with the synthesis of chitosan beads and chitosan-bentonite beads which were reacted with glutaraldehyde. The immobilization of alpha-amylase was carried out with variations in pH and temperature to obtain the optimum amount of immobilized enzyme. Characterization of immobilized alpha-amylase in KGB was carried out through FTIR and XRD analysis. Free and immobilized alpha-amylase enzymes were tested for their activity on starch hydrolysis by including thermal stability tests and reuse tests. The immobilization of alpha-amylase on cross-linked chitosan beads and cross-linked chitosan-bentonite beads was successfully carried out with the efficiency of immobilization of 70 percent and 77 percent, respectively. The optimum pH and temperature conditions for alphaA-KG and alphaA-KGB were found as 8 at 35 degrees C. Enzyme assay was carried out in starch hidrolysis reaction. Spesific activity of free alpha-amylase, alphaA-KG and alphaA-KGB was 3571, 1499 dan 1327 U/g, respectively. The thermal stability of alphaA-KG and alphaA-KGB can be maintained up to 60 degrees C with their catalytic activity of 64 percent and 96 percent, respectively. alphaA-KGB was found to retain 96 percent of their acitivity after five uses while alphaA-KG has a catalytic activity of 88 percent after the fifth use.

Kata Kunci : imobilisasi, taut silang, kitosan, bentonit, hidrolisis amilum