Enkapsulasi enzim Horseradish Peroksidase-Glucose Oxidase (HRP-GOx) dalam akuagel silika hasil sintesis dari abu sekam padi

ZUHARDIANSARI, Yevie, Dr. Nuryono, MS

2005 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang enkapsulasi enzim Horseradish peroxidase-Glucose oxidase (HRP-GOx) dalam akuagel silika hasil sintesis dari abu sekam padi melalui proses sol-gel. Dalam penelitian ini dilakukan juga kajian pengaruh beberapa parameter (perbandingan berat HRP dengan GOx, pH, temperatur dan konsentrasi natrium) terhadap aktivitas enzimatis. Abu sekam, yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi pada 700 °C, diekstraksi kandungan silikanya menggunakan larutan NaOH 1 M pada 100 °C selama 2 jam sehingga dihasilkan larutan natrium silikat (Na2SiO3). Selanjutnya larutan Na2SiO3, yang berada pada kisaran pH basa yaitu pH 13, ditambah resin penukar kation asam kuat sampai terbentuk larutan sol pH 4. Enkapsulasi dilakukan dengan mencampur larutan sol dan larutan HRP-GOx dalam larutan bufer fosfat pH 7 pada perbandingan volume bufer terhadap sol 1:5. Campuran dimasukkan dalam plat microwell isi 96 dan dilakukan penuaan (aging) selama 24 jam. Reaksi enzimatis dilakukan dengan menambahkan gabungan larutan kromogenik fenol dan 4-aminoantipirin (4-AAP) dan larutan glukosa ke dalam microwell. Uji aktivitas dilakukan dengan mengukur absorbansi kompleks berwarna yang dihasilkan pada λ = 490 nm dengan alat ELISA reader pada interval waktu tertentu. Hasil uji aktivitas enzim terenkapsulasi dalam akuagel silika (ET) dibandingkan dengan hasil uji aktivitas enzim bebas (EB). Dari penelitian diperoleh hasil bahwa pada kondisi yang dikaji, enzim HRP-GOx menunjukkan aktivitas enzim tertinggi pada perbandingan HRP terhadap GOx 10:1 dan pH 7 baik untuk ET dan EB. Enkapsulasi mengakibatkan aktivitas enzim turun sampai 51% tetapi stabilitas terhadap perubahan pH dan temperatur semakin tinggi. Dari kajian pengaruh konsentrasi ion Na+ dalam gel menunjukkan bahwa kenaikan konsentrasi natrium dari 0,10 M menjadi 0,37 M mengakibatkan penurunan aktivitas enzim terenkapsulasi sampai 56%. Hasil penggunaan ulang terhadap ET menunjukkan bahwa ET yang disintesis dapat digunakan ulang dengan penurunan aktivitas sebesar 60% dalam 23 hari.

In this research, encapsulation of Horseradish peroxidase-Glucose oxidase (HRP-GOx) enzymes in silica aquagel from rice hull ash by sol-gel process has been carried out. In addition, the effect of several parameters (weight ratio of HRP to GOx, pH, temperature, sodium ion concentration) on enzymes activity, was studied as well. Rice hull ash, which was produced by ashing at 700 °C was extracted by NaOH 1 M at 100 °C for two hours to produce sodium silicate (Na2SiO3) solution. The Na2SiO3 solution with pH of 13, was added with a strong cation exchanger resin, to produce sol solution with pH of 4. Encapsulation was carried out by mixing sol solution and phosphate buffer pH 7 contained HRP-GOx solution at volume ratio of buffer to sol solution 1:5. The mixture was transferred into 96-microwell plate and was aged for 24 hours. Enzymatic reaction was carried out by adding chromogenic solution of phenol and 4-aminoantipyryn (4-AAP) and D-glucose solution (as substrate) into the microwell. Enzimatic activity was carried out by measuring absorbance of coloured product at λ = 490 nm by ELISA reader. Results of enzimatic activity for encapsulated enzymes (EE) was compared to that of free enzymes (FE). Results showed that at the investigated condition, HRP-GOx enzymes gave high activity at weight ratio of HRP to GOx 10:1 and pH 7 for both EE and FE. Encapsulation caused the enzymes activity decreased to 51%. However stability on pH and temperature was increased. Study on the effect of sodium concentration showed that the increased of sodium concentration from 0,10 M to 0,37 M decresed the enzymatic activity to 56%. Reusability test showed that the sythesized EE was reusable with activity decreased of 60% within 23 days.

Kata Kunci : Enkapsulasi Enzim HRP,GOx,Akuagel Silika,Abu Sekam Padi