PURIFIKASI DAN KARAKTERISASI MANANASE DARI Saccharopolyspora flava 76

Wahyu Wido Sari, Dr. Ir. Eni Harmayani, M.Sc.

2012 | Tesis | S2 Bioteknologi

Manan merupakan salah satu polimer penyusun hemiselulosa yang tersusun atas gula manosa, galaktosa dan glukosa dengan ikatan β-1,4. Manan dapat diuraikan menjadi oligosakarida yang bermanfaat sebagai pangan fungsional oleh enzim mananase. Saccharopolyspora flava 76 dari Biotechnology Culture Collection (BTCC) LIPI dapat memproduksi enzim mananase. Penelitian ini bertujuan mendapatkan tahapan pemurnian enzim, karakterisasi, dan menguji kemampuan mananase dari S. flava 76 dalam menghidrolisis tepung porang menjadi oligosakarida. Tahapan penelitian ini meliputi: (i) analisis kualititaf dan kuantitatif mananase dari S. flava 76, (ii) optimasi produksi, (iii) produksi dan ekstraksi, (iv) pemurnian enzim mananase, (v) karakterisasi enzim mananase, dan (vi) pengujian kemampuan enzim menghidrolisis tepung porang menjadi oligosakarida. Isolat S. flava 76 memiliki indeks mananolitik 4,63 dan aktivitas enzim tertinggi 2,47 U/ml di hari keempat pada substrat 0,3% LBG dengan penambahan 0,1% manosa. Tahap pemurnian enzim meliputi pemekatan enzim ekstrak kasar menggunakan poli etilen glikol (PEG) 6000, pengendapan dengan ammonium sulfat 60 %, kemudian pemurnian dengan gel filtrasi Sephadex G-75. Pemekatan menggunakan PEG 6000 meningkatkan aktivitas enzim hingga 3,59 kali dari semula. Pengendapan dengan ammonium sulfat meningkatkan aktivitas enzim hingga 3,84 kali dari semula. Berat molekul mananase adalah 50 dan 60 kDa dengan suhu dan pH optimum 50°C dan 7,0. Hasil pengukuran terhadap parameter kinetika enzim mananase menunjukkan Vmaks = 0,732 µmol/ jam dan Km = 0,505 mg/ml. Hasil hidrolisis tepung porang menggunakan mananase adalah manooligosakarida berupa manotriosa, manoheptosa, dan monosakarida berupa manosa dan glukosa.

Mannan is one of major component of hemicelluloses that consist of mannose, galactose, and glucose with β-1,4 linkage. Mannanase catalyzes hydrolysis of mannan to mannose and manooligosaccharides. These mannose and manooligosaccharides have potential as functional food. Saccharopolyspora flava 76 is belong to Biotechnology Culture Collection (BTCC)-LIPI, have ability to produce mannanase. This research aims at finding purification steps for that enzyme, characterize and analyse the hydrolysis of porang flour to oligosaccharides by the mannanase. There are some steps in this research: (i) qualitative and quantitative analyze of mannanase produced by S. flava 76, (ii) production optimation, (iii) production and extraction of the enzyme, (iv) purification,(v) characterization, and (vi) analysis of the ability of mannanase enzymes hydrolyze porang flour into oligosaccharides. The isolate has an mannanolitic index 4,63 and the highest enzyme activity of 2,47 U/ml on the fourth days at 0,3% LBG substrate with addition 0,1% of mannose. The purification consist of three step, concentration with poly etilene glycol 6000 (PEG 6000), ammonium sulfate precipitation, and gel filtration chromatography with Sephadex G-75. Using PEG 6000 the enzyme activity rose to 3,59 times and rose again 3,84 times after precipitated by 60% ammonium sulfate. This purified enzyme was identified as β-mannanase based on its characteristics that was optimum pH in neutral (7,0) phosphate buffer, optimum temperature at 50 °C, molecular weight in 50 kDa and 60 kDa by SDS-PAGE, the kinetic of this enzyme was Km = 0,505 mg/ml and Vmax = 0,732 µmol/hour, and its ability to hydrolyzed porang flour (glucomannan) to abundant mannooligosaccharides such as mannotriose, mannoheptose and monosaccharides such us mannose and glucose in small quantities product.

Kata Kunci : mananase, Saccharopolyspora flava, purifikasi, karakterisasi, porang