Hasil Penelitian                                                                         J. Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XX No. 1 Th. 2009

## PENGGUNAAN  XILANASE
Streptomyces sp. 45 I-3 AMOBIL UNTUK HIDROLISIS XILAN TONGKOL JAGUNG
[Immobilization of Extracellular Xylanase from Streptomyces sp. 45 I-3 for Hydrolysis of Corncob Xylan ]
Anja Meryandini 1),2) , Titi Candra Sunarti 3) , Ferry Mutia 3) , Niken Financia Gusmawati 4) , dan Yulin Lestari 2)
1) Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi IPB,Gedung PAU, Kampus IPB Darmaga 16680
2) Departemen Biologi, FMIPA-IPB, Gedung Fapet Lt 5 Wing 1, Kampus IPB Darmaga 16680
3) Departemen Teknologi Industri Pertanian, FATETA-IPB, Kampus IPB Darmaga 16680
4) PS Bioteknologi-Sekolah Pasca Sarjana IPB,  Gedung PAU, Kampus IPB Darmaga 16680 Autor korespondensi: ameryandini@yahoo.com
Diterima 15 Desember 2008/Disetujui 13 Juni 2009

## ABSTRACT
Xylan extraction from corncob is done by using alkaline as solvent. Xylan extraction from corncob could give the yields as 10.9%. One percent of corncob xylan is used as substrate to produce the xylanase, compared to oatspelt xylan.
Immobilization  of  xylanase  was  performed  using  1%  Eudragit TM S100  solution  (w/v),  with  5:1  volume  ratio  of  xylanase  and  1  % Eudragit TM S100 (w/v). Activity of the immobilized xylanase was decreased to 23.97% compared with free xylanase. Immobilized xylanase have optimum pH and temperature at 6.0 and 40  C  respectively, have also thermal stability at 30–40  C for an hour. Immobilized xylanase could be reused, but its activity decreased to 52.38% after 3 times application.
Key words : xilanase, Streptomyces, amobile

## PENDAHULUAN
Peningkatan  hasil  pertanian  diikuti  pula  dengan peningkatan  limbah  hasil  pertanian.  Limbah-limbah  ini kemudian  menimbulkan  masalah  pencemaran  lingkungan. Umumnya  limbah  hasil  pertanian  ini  masih  mengandung sejumlah  nutrien,  sehingga  dapat  dikonversi  menjadi  produk yang  memiliki  nilai  ekonomi  atau  dimanfaatkan  sebagai medium  pertumbuhan  mikroorganisme.  Pemanfaatan  limbah hasil pertanian ini akan menanggulangi masalah pencemaran.
Tongkol  jagung  merupakan  salah  satu  limbah pertanian  yang  melimpah  karena  jagung  merupakan  salah satu  sumber  utama  karbohidrat  setelah  beras.  Berdasarkan data  Badan  Pusat  Statistik  produksi  jagung  tahun  2004 mencapai 11,35 juta ton sehingga limbah tongkol jagung pun melimpah. Anonim (1981) menyatakan bahwa tongkol jagung mengandung  selulosa  (40%),  hemiselulosa  (36%)  dan  lignin (16%) serta zat-zat lainnya (8%). Komponen utama selulosa adalah  xilan  yang  dapat  dihidrolisis  oleh  xilanase.  Berbagai macam mikroba, baik bakteri, kapang, dan khamir dilaporkan mampu  menghasilkan  xilanase  dan  salah  satunya  adalah genus Streptomyces . Streptomyces sp. 45I-3  memiliki xilanase  dengan  aktivitas  optimum  pada  50  C  dan  pH  5 (Meryandini et al ., 2007). Enzim  amobil  memiliki  beberapa  kelebihan dibandingkan dengan enzim bebas yaitu: 1. mengurangi biaya pemakaian  enzim,  2.memudahkan  pemisahan  enzim  dari
produk  dan  larutan  reaksi  sehingga  dapat  menghentikan reaksi dengan cepat (atau vice versa ), 3.mengurangi masalah effluen, 4. dapat digunakan dalam proses sinambung, dalam pengembangan  sistem  reaksi  multienzim  berulang,  dan  5. pada beberapa kasus, dapat meningkatkan stabilitas (Shuler dan  Kargi  2002).  Karenanya  tujuan  penelitian  ini  adalah melakukan  amobilisasi  dan  karakterisasi  enzim  xilanase amobil  yang  dihasilkan  oleh Streptomyces sp.  45I-3 menggunakan matriks Eudragit TM S 100 dan menggunakannya  untuk  mendegradasi  xilan  yang  berasal dari tongkol jagung.

## METODOLOGI

## Bahan dan alat
Bahan utama adalah tongkol jagung varietas Bisma yang  berasal  dari  Balai  Penelitian  Bioteknologi,  Cimanggu, Bogor. Bahan kimia yang digunakan yaitu NaOH, HCl, H 2 SO 4 , CuSO 4 ,  Na 2 SO 4 ,  etanol,  aseton,  larutan  detergen  netral (NDS), larutan detergen asam (ADS),  NaOCl, xilan oatspelt, xilan  tongkol  jagung,  sukrosa,  ekstrak  khamir,  larutan  buffer sitrat fosfat, asam dinitrosalisilat (DNS), dan fenol.

## Metode

## Karakterisasi dan ekstraksi xilan dari tongkol jagung
Proses  delignifikasi  dilakukan  terhadap  bubuk tongkol  jagung  dengan  pelarut  natrium  hipoklorit  (NaOCl). Ekstraksi  xilan  dari  tongkol  jagung  dilakukan  berdasarkan penelitian  Anggraini  (2003)  dengan  menggunakan  pelarut NaOH  15%.  Karakterisasi  tongkol  jagung  meliputi  kadar  air, kadar  abu,  kadar  serat  kasar,  kadar  protein,  kadar  lignin, kadar selulosa dan kadar hemiselulosa.

## Penentuan konsentrasi media penginduksi xilanase
Isolat Streptomyces spp. diinokulasikan pada media yang mengandung xilan (1% ekstrak khamir, 10.3% sukrosa, dan  0.5% xilan)  atau    0.5%,  1%,  dan  1.5%  xilan  tongkol jagung.  Aktivitas  xilanase  diukur  dengan  metode  DNS berdasarkan  Miller  (1959)  dengan  xilosa  sebagai  standar. Gula pereduksi yang dihasilkan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Satu unit aktivitas  xilanase  didefinisikan  sebagai  jumlah  enzim  yang menghasilkan 1 μmol xilosa dalam waktu 1 menit.
Amobilisasi xilanase Streptomyces spp. 45I-3 Larutan Eudragit TM S100 untuk amobilisasi xilanase ekstraseluler  dibuat  dengan  melarutkan  Eudragit TM S100  ke dalam  akuades  sesuai  konsentrasi  yang  diinginkan.  Dengan pengadukan konstan kedalam larutan diteteskan larutan 3 M NaOH  hingga  mencapai  pH  11.0.  Setelah  matriks  terlarut sempurna,  pH  larutan  diturunkan  menjadi  7.0  dengan penambahan larutan 3 M HCl. Volume larutan ditera sampai 100 ml dengan akuades. Larutan disimpan pada 4  C sampai akan digunakan.
Ekstrak  kasar  xilanase  diamobilisasi  dengan Eudragit TM S100 berdasarkan modifikasi metode Sardar et al .,
(2000).  Penentuan  Konsentrasi  Larutan  Eudragit TM S100 dilakukan  untuk  mengetahui  konsentrasi  larutan  Eudragit TM S100  yang  optimum  untuk  mengikat  xilanase,  dengan menggunakan enam taraf konsentrasi larutan, yaitu 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, dan 3.0% (b/v).
Penentuan  rasio  konsentrasi  xilanase  dengan larutan Eudragit TM S100 dilakukan dengan larutan Eudragit TM S100    optimum,  dengan  menggunakan  sebelas  kombinasi rasio konsentrasi xilanase dan larutan Eudragit TM S100 yaitu 6 : 1; 5 : 1; 4 : 1; 3 : 2; 3 : 1; 2 : 1; 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; 1 : 4, dan 2 : 3.

## Karakterisasi enzim xilanase amobil
Pengujian  pH  optimum  xilanase  amobil  dilakukan dengan  mereaksikan  xilanase  amobil  dengan  substrat  xilan birchwood 0.5% (b/v) pada suhu 50  C selama 30 menit pada berbagai kondisi pH larutan bufer dengan selang pH 0.5 unit, yaitu menggunakan bufer sitrat fosfat 0.02 M untuk pH 3.0 – 6.0  dan  bufer  fosfat  0.02  M  untuk  pH  6.0  –  7.0.  Pengujian suhu optimum xilanase amobil dilakukan dengan mereaksikan xilanase  amobil  dengan  substrat  xilan  birchwood 0.5%  (b/v) selama 30 menit pada suhu 30 – 70  C, dengan selang suhu
10  C. Aktivitas xilanase dihitung berdasarkan gula pereduksi yang terbentuk menggunakan metode Miller (1959)
Pengujian  stabilitas  xilanase  amobil  terhadap  suhu dilakukan  dengan  menginkubasikan  enzim  amobil  pada berbagai  suhu  (30  –  70  C)  selama  1  jam.  Aktivitas  enzim yang  tersisa  diuji  pada  kondisi  standar  reaksi  enzimatis xilanase.  Nilai  aktivitas  enzim  tersisa  dinyatakan  dalam persentase  dibandingkan  dengan  kontrol  (enzim  tanpa perlakuan).
Pengujian  stabilitas  xilanase  amobil  ini  dilakukan dengan menginkubasikan xilanase amobil dalam 0.02 M bufer sitrat  fosfat  pH  5.0  pada  suhu  40  C  selama  10  jam. Pengambilan sampel xilanase amobil dilakukan setiap 1 jam. Aktivitas  xilanase  dihitung  berdasarkan  gula  pereduksi  yang terbentuk menggunakan metode Miller (1959).
Stabilitas xilanase amobil juga dilihat dalam substrat xilan Birchwood dan xilan tongkol Jagung. Pengujian stabilitas xilanase  amobil  dalam  substrat  dilakukan  dengan menginkubasikan  xilanase  amobil  dengan  xilan  birchwood dan  xilan  tongkol  jagung  1%  (b/v)  dalam  0.02  M  bufer  sitrat fosfat pada kondisi optimum xilanase amobil (suhu 40  C dan pH 6.0) selama 7 jam. Pengambilan sampel xilanase amobil dilakukan setiap 2 jam.

## Penggunaan berulang xilanase amobil
Penggunaan  berulang  dilakukan  berdasarkan modifikasi  metode  Roy et  al .,  (2003)  dengan  menghidrolisis 18 ml substrat xilan birchwood 1 % (b/v) dalam 0.02 M bufer sitrat  fosfat  pH  5.0  dengan  2  ml  xilanase  amobil  (16.88 nkat/ml) pada suhu 40  C selama 1 jam. Setelah setiap siklus hidrolisis,  xilan  yang  tidak  terdegradasi  dipisahkan  dengan sentrifugasi pada 2000 x g selama 10 menit. pH supernatan diturunkan  menjadi  4.5  dengan  penambahan  0.1  M  asam asetat  sehingga  enzim  amobil  terendapkan  dan  dipisahkan dengan  sentrifugasi  pada  12000  x  g  selama  20  menit.  pH supernatan  diatur  menjadi  pH  5.0.  Untuk  melakukan percobaan siklus kedua, enzim amobil dilarutkan  dalam bufer dan  ditambahkan  dengan  xilan  yang  tidak  terdegradasi, selanjutnya  diproses  dengan  cara  yang  sama.  Jumlah  gula pereduksi pada supernatan diuji menggunakan metode Miller (1959).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Ekstraksi xilan
Tongkol jagung ternak varietas Bisma mengandung: 5.4% air, 1.57% abu, 2.41% protein, 3.025% lemak, 38.07% serat kasar. Serat kasar terdiri atas 65.96% selulosa, 10.82% hemiselulosa dan 23.74% lignin. Setelah delignifikasi tongkol jagung mengandung: 30.38% hemiselulosa, 44.36% selulosa dan  19.21%  lignin.  Setelah  proses  pemurnian  didapatkan xilan dengan rendemen 10.9%.
Proses  delignifikasi  tidak  dapat  menghilangkan lignin  secara  keseluruhan.  Agustine  (2005)  menyebutkan bahwa  mikrofibril  selulosa  dan  hemiselulosa  dalam  suatu
matriks hidrofobik dibungkus oleh lignin secara fisik dan lignin terikat secara kovalen. Menurut Fengel dan Wegener (1984), selulosa  yang  telah  dimurnikan  selalu  mengandung  lignin, begitu pula kebalikannya pada lignin yang telah dimurnikan.
Rendemen  xilan  yang  diperoleh  sesuai  dengan penelitian Widyani (2001) yang menghasilkan rendemen xilan berkisar antara 7.64 sampai 12.94% dan penelitian Anggraini (2003)  yang  menghasilkan  rendemen  xilan  berkisar  antara 7.31 sampai 11.45%.

## Penentuan konsentrasi media penginduksi xilanase
Produksi  xilanase  menggunakan  xilan oatspelt digunakan  sebagai  pembanding  produksi  xilanase  yang diinduksi  oleh  berbagai  konsentrasi  xilan  tongkol  jagung. Isolat 45I-3 memiliki kurva aktivitas tertinggi bila ditumbuhkan pada  media  yang  mengandung  1%  xilan  jagung  dengan aktivitas 4.02 U/ml   (Gambar 1).
Mikroba  penghasil  xilanase  biasanya  terinduksi sekresi enzimnya pada media yang mengandung xilan murni atau  residu  kaya  xilan.  Beberapa  laporan  menunjukkan bahwa xilanase dapat terinduksi oleh komponen lignoselulosa seperti pada dedak gandum, jerami padi, tongkol jagung dan bagase  tebu  (Beg et  al .,  2001).  Xilan  tongkol  jagung merupakan bahan yang kaya sumber karbon karena menurut Fengel  dan  Wegener  (1995),  komponen  lignin,  selulosa  dan hemiselulosa  tidak  dapat  dipisahkan  secara  sempurna meskipun  menggunakan  pemisahan  dan  pemurnian  yang khusus sehingga akan mempengaruhi aktivitas xilanase yang dihasilkan. Semua sumber karbon mempunyai pengaruh yang rendah  pada  produksi  enzim.  Hal  ini  sesuai  dengan  yang dilaporkan  oleh  Ambarawati  (2005)  bahwa  substrat  yang mengandung manan dapat menginduksi xilanase isolat 45 I-3
demikian  juga  sebaliknya.  Konsentrasi  xilan  jagung  ini kemudian digunakan sebagai substrat pada enzim amobil.

## Amobilisasi xilanase
Konsentrasi  1.0%  (b/v)  merupakan  konsentrasi Eudragit TM S100  yang  optimum  untuk  mengikat  xilanase ekstrak  kasar,  karena  memiliki  persentase  efektivitas amobilisasi yang tertinggi, yaitu 15.51 % seperti terlihat pada gambar 2.
Hasil  ini  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  hasil penelitian  yang  disampaikan  oleh  Gawande  dan  Kamat (1999) dengan penggunaan polimer anionik Eudragit TM S100 pada  konsentrasi  1%  (b/v)  berhasil  mengikat  xilanase  dari Aspergillus sp. Galur 5 dan Galur 44 sebesar 70 dan 80  %. Bahkan Ai et al ., (2005) mendapatkan efektivitas amobilisasi mencapai  92%  dengan  menggunakan  xilanase  dari Streptomyces  olivaceoviridis E-86  yang  ditumbuhkan  dalam media xilan tongkol jagung.
Variasi konsentrasi xilanase yang melekat pada matriks mempengaruhi aktivitas  xilanase amobil. Rasio xilanase dan Eudragit TM S100  1%  (b/v)  sebesar  5  :  1  menunjukkan kombinasi  dimana  kesempatan  penggabungan  antara substrat  dan  enzim  amobil  menjadi  lebih  banyak,  karena densitas enzim pada polimer meningkat seperti yang terlihat pada gambar 3.
Peningkatan  volume  enzim  (6  :  1)  menurunkan efektivitas  amobilisasi  karena  enzim  yang  mengumpul mengurangi  kesempatan  bagi  molekul  substrat  untuk menempel  pada  sisi  aktif  enzim.  Hasil  serupa  pernah dilaporkan pada enzim amobil lain, yaitu papain (Hyndman et al .,1992), siklodekstrin glukositransferase (Abdel-Naby, 1999) dan kitinase (Wang dan Chio, 1998).
Gambar 1 Kurva aktivitas xilanase Streptomyces spp . 45I-3 pada xilan tongkol jagung dengan pembanding xilan oat spelt .
0 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 19 11 12 hari A k ti v it a s (U /m l) oat spelt 0,5% Bisma 0,5%
Bisma 1%
Bisma 1,5%
Gambar  2  Pengaruh  konsentrasi  larutan  eudragit TM S100  terhadap efektivitas  amobilisasi
Gambar   3  Pengaruh  rasio  volume  xilanase    ekstrak  kasar  dengan larutan   eudragit TM S100 1 % (b/v) terhadap  efektivitas amobilisasi

## Karakterisasi xilanase amobil
Xilanase bebas menunjukkan aktivitas tertinggi pada pH  5.0  (0.861  nkat/ml)  sedangkan  pada  xilanase  amobil aktivitas  tertinggi  terjadi  pada  pH  6.0  (0.122  nkat/ml)  dan selanjutnya  menurun  dengan meningkatnya  pH  seperti  yang terlihat pada gambar 4.
Xilanase Streptomyces sp . isolat 45 I-3 menunjukkan aktivitas relatif yang berbeda pada pH 6.0 dalam larutan bufer sitrat  fosfat  dan  bufer  fosfat,  yaitu  masing-masing  sebesar 82.04%  dan  71.59%  pada  xilanase  bebas  sedangkan  pada xilanase amobil sebesar 100% dan 63.33% (Gambar 4). Hal ini menunjukkan  bahwa  jenis  bufer  berpengaruh  terhadap aktivitas  xilanase.  Pengaruh  jenis  bufer  pada  pH  yang  sama terhadap  aktivitas  xilanase  juga  dijumpai  pada  xilanase Cellulomonas  flavigena dan Thermotoga  maritima . Aktivitas xilanase Cellulomonas flavigena pada pH optimum 6.5 dalam bufer  sitrat  fosfat  lebih  tinggi  45% dibandingkan  dalam  bufer Tris-HCl (Martinez-Trujilo et al ., 2003). Aktivitas relatif xilanase
Gambar 4  Pengaruh  pH  terhadap  aktivitas  xlanase  amobil  (simbol terbuka)  dan  xilanase    bebas    (simbol    solid) menggunakan   bufer   sitrat  fosfat   0.02 M (□) dan Bufer Fosfat 0.02 M (Δ)
Thermotoga maritima pada  pH  5.0  dalam  bufer  asetat meningkat  sekitar  tujuh  kali  lipat  dibandingkan  aktivitas xilanase  dalam  bufer  MES,  namun  pada  pH  5.5  aktivitas relatifnya  hanya  20%  lebih  tinggi.  Aktivitas  relatif  xilanase dalam  tiga  jenis  bufer  (fosfat,  Tris-HCl,  dan  CHES) menunjukkan nilai yang berbeda (Zhengqiang, 2001).
Perbedaan  aktivitas  dalam  jenis  bufer  disebabkan perbedaan  oleh  pK,  jenis,  dan  jumlah  muatan  ion  penyusun. Setiap jenis bufer memiliki  rentang pH tertentu dan kapasitas dipengaruhi  oleh  nilai  pK-nya.  Bufer  akan  bekerja  baik  pada daerah pH yang dekat dengan pK-nya sehingga semakin jauh dari  pK  maka  kapasitas  bufer-nya  akan  semakin  menurun (Suhartono, 1989).
Amobilisasi  xilanase  tampaknya  menyebabkan terjadinya perubahan pH optimum, yaitu pada xilanase bebas adalah pH 5.0, sedangkan pada xilanase amobil adalah pH 6.0 dengan menggunakan bufer sitrat fosfat 0.02 M. Hal ini diduga merupakan  suatu  efek  dari  amobilisasi  yang  dilakukan menggunakan  matriks  anionik.  Penelitian  Krajewska et al .(1990) menunjukkan bahwa perubahan pH optimum menjadi lebih asam untuk aktivitas katalitik dibandingkan enzim bebas (pH  6.5  menjadi  6.0)  disebabkan  oleh  penggunaan  matriks kationik yang bermuatan positif, sehingga akan mengubah pH optimum  menjadi  lebih  rendah.  Observasi  serupa  juga  telah dilaporkan  untuk  xilanase  amobil  lain  (Abdel  Naby,  1993, Gouda  dan  Abdel-Naby,  2002).  Oleh  karena  itu,  dengan prinsip  yang  sama,  diduga  hal  yang  sebaliknya  terjadi  pada penelitian  ini,  karena  pada  matriks  anionik  yang  bermuatan negatif  akan  mengubah  kurva  pH-aktivitas  menjadi  nilai  pH yang  lebih  tinggi.  Selain  itu,  laporan  Engasser  dan  Horvath (1976)  menyebutkan  bahwa  amobilisasi  enzim  menyebabkan terjadinya  efek  partisi  sehingga  mengakibatkan  perbedaan nilai  pH  optimum  dan  atau  Km  enzim  amobil  dibandingkan enzim  bebas.  Efek  partisi  ini  disebabkan  adanya  interaksi elektrostatik  atau  interaksi  lain  antara  matriks  dengan  enzim disebabkan  konsentrasinya  pada  lingkungan  mikro  berbeda
0 20 40 60 80 100 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 pH A k ti v it a s X il a n a se R e la ti f (% ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.1 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 Konsentrasi Larutan Eudragit TM S100 (%) E fe k tivi tas Am ob ili sas i (%) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 : 4 1 : 3 1 : 2 2 : 3 1 : 1 3 : 2 2 : 1 3 : 1 4 : 1 5 : 1 6 : 1 Rasio Volume Xilanase Ekstrak Kasar : Larutan Eudragit TM S100 1% (b/v ) E fe k tivi tas Am ob ili sas i (%) (%)
pada larutan reaksi. Pengaruh suhu terhadap aktivitas xilanase diperlihatkan  pada  Gambar  5.  Aktivitas  xilanase  bebas meningkat  sejalan  dengan  meningkatnya  suhu  sampai mencapai  50  C  dengan  aktivitas  3.01  nkat/ml,  selanjutnya semakin menurun pada 60  C dan hampir kehilangan  seluruh aktivitasnya  pada  suhu  70  C.  Aktivitas  optimum  xilanase amobil dicapai pada suhu 40  C dengan 1.58 nkat/ml dan suhu 50  C  dengan  1.55  nkat/ml.  Oleh  karena  itu  suhu  optimum xilanase amobil melebar menjadi 40 – 50  C.  Hal yang serupa terjadi  pada  penelitian  Gaur et  al .,(2005),  xilanase  amobil memiliki  suhu  optimum  pada  55  –  65  C.  Efek  ini  pun  telah dikaji sebelumnya pada xilanase dari Aspergillus sp. (Rogalski et al ., 1985; Abdel-Naby, 1993) dan Trichoderma sp. (Dumitriu dan Chornet 1997).
Xilanase  amobil  relatif  stabil  setelah  diinkubasikan selama  1  jam  pada  suhu  30  C  (0.79  nkat/ml).  Aktivitas  akan meningkat  pada  suhu  40  C  (0.83  nkat/ml),  sedangkan  pada suhu  50  C  aktivitasnya  hanya  29.36%  (0.25  nkat/ml)  dan hampir kehilangan seluruh aktivitasnya pada suhu 70  C (0.005 nkat/ml).  Pada  xilanase  bebas,  aktivitas  xilanase  menurun secara  gradual  sejalan  dengan  peningkatan  suhu.  Aktivitas xilanase  bebas  hanya  6.01    (0.042  nkat/ml)  setelah  inkubasi selama  1  jam  pada  suhu  5  C,  yang  merupakan  suhu optimumnya (Gambar 6).
Gambar 5 Pengaruh suhu terhadap aktivitas  xilanase
Gambar  6  Pengaruh    suhu    terhadap  stabilitas    xilanase  setelah penyimpanan  selama 1 Jam
Pengujian  stabilitas  termal  pada  xilanase  amobil menunjukkan  aktivitas  tersisa  yang  lebih  tinggi  dari  xilanase bebas.  Bahkan  pada  suhu  optimum  xilanase  amobil  yaitu 40  C, aktivitas yang tersisa paling tinggi, yaitu 97.21%. Hal ini menunjukkan  bahwa  xilanase  amobil  mendegradasi  xilan dengan optimum pada suhu 40  C dan masih berlanjut selama waktu inkubasi 1 jam. Pada suhu 50  C sampai 70  C, aktivitas tersisa  dari  xilanase  amobil  mengalami  penurunan  drastis, karena  dengan  metode  adsorpsi  menggunakan  Eudragit TM S100 ini, enzim masih dapat terpapar dengan suhu tinggi dan mengalami  denaturasi  sehingga  aktivitasnya  menurun. Xilanase  bebas  yang  mengalami  penurunan  aktivitas  dengan peningkatan suhu inkubasi menunjukkan bahwa enzim ini tidak bersifat termostabil.
Pengujian  stabilitas  xilanase  amobil  pada  suhu 40  C  dan  pH  5.0  dilakukan  untuk  mengetahui  stabilitas xilanase  amobil  pada  kondisi  reaksi  enzimatis.  pH  5.0 digunakan  karena  pada  pH  5.0,  enzim  amobil  berada  pada keadaan  tidak  larut  (terendapkan  dalam  bentuk  gel).  Kondisi pada pH 6.0 merupakan pH optimumnya, namun menyulitkan pada  pengaplikasian  enzim  amobil  di  dalam  suatu  bioreaktor fixed bed/packed bed , seperti umumnya aplikasi enzim amobil. Selain itu, aktivitas enzim pada pH 5.0 tidak banyak berbeda dibandingkan aktivitas pada pH 6.0.
Pada  pengujian  stabilitas,  aktivitas  xilanase  bebas menurun  sejalan  dengan  peningkatan  waktu  inkubasi, sedangkan pada xilanase amobil relatif stabil hingga jam ke-5 dan  mulai  menurun  hingga  jam  ke-10  seperti  terlihat  pada gambar  7.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  xilanase  amobil  stabil pada kondisi optimum enzimatiknya sampai 5 jam.
Gambar 7 Stabilitas xilanase amobil pada suhu 40  C dan pH 5.0
Pratiwi  (2006)  melaporkan  hasil  analisis  produk hidrolisis  xilanase  ekstrak  kasar  dari Streptomyces sp. isolat 45I-3 terhadap substrat xilan oat spelt 0.5% (b/v) berdasarkan nilai derajat polimerisasinya adalah antara   1 – 4 dari derajat polimerisasi awal substratnya 60 – 70, sehingga Streptomyces sp .  isolat  45  I-3  diketahui  memiliki  dua  xilanase,  yaitu  endo- xilanase  dan  β-xilosidase.  Hal  tersebut  dapat  menjelaskan aktivitas  xilanase  terhadap  xilan  birchwood  lebih  tinggi
0 20 40 60 80 100 30 40 50 60 70 Suhu ( o C) Akt ivi tas Re lat if ( % ) (%) Xilanase Amobil Xilanase Bebas 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 30 40 50 60 70 suhu ( o C) Akt ivi tas ( n k at /m l ) Xilanase Amobil Xilanase Bebas 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Waktu (Jam ke-) Akt ivi tas Re lat if ( % ) Xilanase Amobil Xilanase Bebas
dibandingkan dengan xilan tongkol jagung, yaitu 1.46 nkat/ml pada xilanase amobil dari hasil pengujian jam ke- 6 dan 0.92 nkat/ml  pada  xilanase  bebas  dari  hasil  pengujian  jam  ke-  4 (Gambar  8).  Xilan  birchwood  (Sigma)  memiliki  struktur  rantai xilan  yang  sederhana  karena  mengandung  99%  monomer xilosa  sedangkan  xilan  tongkol  jagung  memiliki  struktur  yang lebih  kompleks.  Komposisi  kimia  tongkol  jagung  terdiri  dari 35.5% serat kasar, 2.5% protein, 0.12% kalsium, 0.04% fosfor dan  zat-zat  lain  38.16%  (Maynard,  1983).  Tongkol  jagung mengandung  selulosa  40%  bobot  kering  (bk),  hemiselulosa 36% bk., lignin 16% bk., dan zat-zat lainnya 8% bk. (Irawadi, 1991).  Menurut  Widiastuti  (2004),  struktur  kimia  xilan  sangat bervariasi  sesuai  jenis  tumbuhan  dan  hal  tersebut  sesuai dengan  bervariasinya  xilanase  yang  diproduksi  oleh  isolat dengan  aktivitas  hidrolitik  yang  berbeda  pula.  Xilanase  dari Streptomyces sp. 45I-3  ini  tidak  memiliki  jenis  enzim  untuk memutus  rantai  samping  dari  struktur  xilan  yang  kompleks. Oleh  karena  itu,  endo  xilanase  dan  β-xilosidase  yang dihasilkan  oleh Streptomyces sp. 45I-3  menyebabkan aktivitasnya  pada  substrat  xilan  birchwood  lebih  tinggi dibandingkan  xilan  tongkol  jagung.  Xilanase  amobil  dalam bentuk  terikat  dengan  substrat  xilan  birchwood  maupun  xilan tongkol  jagung  memiliki  aktivitas  yang  lebih  stabil dibandingkan xilanase bebas (Gambar 8)  Hal ini disebabkan karena  di  dalam  bentuk  campuran  enzim  dengan  substrat, enzim  akan  terikat  dengan  substrat  membentuk  komplek Enzim–Substrat  sehingga  situs  aktif  enzim  relatif  tidak mengalami gangguan dari molekul lain.
Gambar 8  Stabilitas  xilanase  amobil  (simbol  terbuka)  dan  xilanase bebas (simbol solid) pada substrat xilan birchwood (□) dan xilan tongkol jagung (Δ)

## Penggunaan berulang xilanase amobil
Penggunaan  berulang  dari  enzim  amobil  dilakukan dengan  menurunkan  pH  sehingga  mengendapkan  enzim amobil dan melarutkan kembali dengan  meningkatkan pH dan dilakukan  pengujian  kembali.  Pada  penelitian  ini  dilakukan penambahan bufer baru pada setiap kali xilanase amobil akan digunakan  kembali.  Hal  ini  diharapkan  dapat  menghilangkan penghambatan oleh produk sehingga didapatkan laju konversi
yang lebih tinggi, selain itu kehilangan aktivitas biokatalis juga lebih rendah (Roy et al., 2004).
Gambar  9  menunjukkan  bahwa  setelah  kehilangan aktivitas awal hampir 10% pada penggunaan kedua, aktivitas xilanase amobil menurun sampai 50%-nya pada penggunaan ketiga. Pola yang mirip terdapat pada penelitian Sardar et al. (2000),  yaitu  setelah  kehilangan  aktivitas  awal  sebesar  5% pada  penggunaan  kedua,  aktivitas  tetap  konstan  pada  55% sampai penggunaan ketujuh.
Kehilangan  sedikit  aktivitas  pada  awal  siklus  dapat disebabkan oleh beberapa alasan, yaitu kemungkinan karena molekul-molekul xilanase melekat pada situs pada Eudragit TM S100  yang  memiliki  ‘afinitas  rendah’.  Selain  itu  juga  karena molekul-molekul ini merepresentasikan molekul xilanase yang memiliki afinitas rendah terhadap matriks (Sardar et al ., 2000). Sampai penggunaan ketiga, xilanase amobil tidak mengalami wash-off (enzim lepas dari ikatan dengan matriks amobilisasi), seperti  yang  ditunjukkan  pada  tabel  1.Hal  ini  menunjukkan bahwa  protein  xilanase  dapat  teradsorbsi  dengan  cukup  kuat pada matriks amobilisasi.
Amobilisasi xilanase dari Streptomyces sp. isolat 45 I-3  berhasil  dilakukan  dengan  menggunakan  larutan  Eudragit S100  konsentrasi  1%  (b/v),  dengan  rasio  volume  xilanase ekstrak  kasar  dengan  larutan  Eudragit  S100  1%  (b/v)  adalah 5:1.
Xilanase amobil memiliki aktivitas optimum pada pH 6.0 dan suhu 40  C, serta stabil selama 1 jam pada suhu 30– 40  C,  pH  6.0.  Xilanase  amobil  dapat  digunakan  berulang, namun  terjadi  penurunan  aktivitas  menjadi  52.38%  setelah  3 kali penggunaan.
Gambar 9  Penggunaan berulang xilanase amobil
Tabel 1 Kadar protein xilanase amobil
Penggunaan ke- Kadar Protein (mg/ml) 1 0.050 2 0.044 3 0.042 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Waktu (jam ke-) Akt ivi tas Re lat if ( % ) 0 20 40 60 80 100 1 2 3 Penggunaan ke- A kti vi ta s R el atif ( % )

## KESIMPULAN
Ekstraksi  xilan  dari  tongkol  jagung  menggunakan larutan  alkali  menghasilkan  rendemen  sebesar  10.9%.  Xilan tongkol  jagung  dengan  konsentrasi  1%  dapat  digunakan sebagai media pertumbuhan bakteri dan penginduksi xilanase. Amobilisasi  xilanase  dilakukan  dengan  menggunakan  matriks larutan Eudragit TM S100 1% (b/v) dengan rasio volume antara xilanase  dan  Eudragit TM S100  1%  (b/v)  adalah  5:1.  Xilanase amobil  mengalami  penurunan  aktivitas  menjadi  23.97%, memiliki  pH  dan  suhu  optimum  pada  6.0  dan  40  C,  memiliki stabilitas pada suhu 30–40  C, pH 6.0 selama 1 jam.  Xilanase amobil  stabil  selama  5  jam  pada  suhu  40  C  dan  pH  5.0. Xilanase  amobil  dalam  bentuk  terikat  dengan  substrat  xilan birchwood maupun xilan tongkol jagung memiliki aktivitas yang lebih  stabil  dibandingkan  xilanase  bebas.  Xilanase  amobil dapat digunakan berulang, namun terjadi penurunan aktivitas menjadi 52.38% setelah 3 kali penggunaan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  Proyek  Penelitian  Hibah Bersaing  dengan  kontrak  nomer  026/SPPP/PP-PM/DP- M/IV/2005 untuk Anja Meryandini pada tahun 2005.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdel-Naby,  MA.  1993.  Immobilization  of Aspergillus  niger NRC-107  Xylanase  and  β-Xylosidase  and  Properties  of The  Immobilized  Enzyme. Appl  Biochem  and  Biotechnol 38:69–81.
Abdel-Naby,  MA.  1999.  Immobilization  of Paenibacillus macerans NRRL  B-3186  Cyclodextrin  Glucosytransferase and  Properties  of  The  Immobilized  Enzyme. Process Biochem 34: 399–405.
Ai  Z,  Jiang  Z,  Li  L.,  Deng  W,  Kusakabe  I,  Li  H.  2005. Immobilization  of Streptomyces  olivaceoviridis E-86 Xylanase  on  Eudragit TM S100  for  Xylo-Oligosaccharide Production. Process Biochem 40:2707–2714.
Agustine W. 2005. Penentuan Kondisi Optimum Pertumbuhan dan  Produksi  Xilanase  Isolat  AQ1.  Skripsi. Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Ambarawati  D.  2005.  Karakterisasi  mananase Streptomyces sp galur 45I-3. IPB . Skripsi. Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Anggraini, F.  2003.  Kajian Ekstraksi dan Hidrolisis Xilan dari Tongkol Jagung ( Zea mays L .). Skripsi . Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Bogor.
Anonim.  1982.  Jagung  Sebagai  Bahan  Baku  Industri.
Departemen Perindustrian. Jakarta.
Beg QK., Kapoor M., Mahajan L., Hoondal GS. 2001. Microbial Xylanases and Their Industrial Applications. [ulasan]. Appl Microbiol Biotecnol 56:326–338.
Bradford  MM.  1976.  A  Rapid  and  Sensitive  Method  for  The Quantitation  of  Microgram  Quantities  of  Protein  Utilizing The Principle of Protein-dye Binding. Anal Biochem 72:91–
96.
Dumitriu  S,  Chornet  E.  1997.  Immobilization  of  Xylanase  in Chitosan-Xanthan  Hydrogels. Biotechnol  Prog 13:539– 545.
Engasser  JM,  Horvath,  C.  1976. Applied  Biochemistry  and Bioengineering ( Immobilized  Enzyme  Principle ).  New York:Academic Press. Hal 127.
Fengel  D.  dan  Wegener.  1995.  Wood:  Chemistry, Ultrastructure,  Reactions.  Terjemahan  S.  Hardjono.  UGM Press. Yogyakarta.
Gaur  R,  Lata,  Khare,  SK.  2005.  Immobilization  of  Xylan- degrading  Enzymes  from Scytalidium  thermophilum on Eudragit TM L100. World  J  of  Microbiol  and  Biotechnol
21:1123–1128.
Gouda MK, Abdel-Naby, M. 2002. Catalytic Properties of The Immobilized Aspergillus  tamarii  X ylanase. Microbiol  Res 157:275–281.
Hyndmann  DJ,  Burrell  R,  Lever  G,  Flynn  TG.  1992.  Protein Immobilization  to  Alumina  Supports  via  Organophosphate Linkers. Biotechnol Bioeng 40:1328–1336.
Irawadi TT. 1991. Produksi Enzim Ekstraseluler (Selulosa dan Xilanase) dari Neurospora sitophila pada Substrat Limbah Padat  Kelapa  Sawit.  [Disertasi].  Bogor:  Program  Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor.
Krajewska  B,  Leszko  M,  Zaborska  W.  1990.  Urease Immobilized  on  Chitosan  Membrane:  Preparation  and Properties. J Chem Technol Biotechnol 48:337–350.
Martinez-Trujila  A,  Perez-Avalos  O,  Ponce-Nayola  T.  2003. Enzymatic  Properties  of  A  Purified  Xylanase  from  Mutant PN-120  of Cellulomonas  flavigena . Enzyme  Microb Technol 32:401–406.
Maynard  LA,  Loosli  JK,  Hintz  HF,  and  Warner  RG.  1983. Animal  Nutrition .  Ed  Ke-7.  New  Delhi:  Hill  Publishing Company Limited
Meryandini  A,  Saprudin  D,  Prihandono  PA,  Akhdiya A, Hendarwin T.2007. Characterization of Streptomyces spp. 45I-3 Xylanase. BIOTROPIA Vol. 14:32-42
Miller  GL.  1959.  Use  of  Dinitrosalicylic  Acid  Reagent  for Determination of Reducing Sugar. Anal Chem 31:426–428
Hasil Penelitian                                                                              J. Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XX No. 1 Th. 2009
Pratiwi  FMR.  2006.  Produksi  Xilanase  dari Streptomyces sp. Pada  Substrat  Xilan  Tongkol  Jagung.  [skripsi].  Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Rogalski J, Szczodrak J, Dawidowicz A, Ilczuk Z, Leonowicz,
A.  1985.  Immobilization  of  Cellulase  and  β-Xylanase Complexes  from Aspergillus  terrus F-413  on  Controlled Porosity Glasses. Enzyme and Microb Technol 7:395–398.
Roy  I,  Gupta  A,  Khare  SK,  Bisaria  VS,  Gupta  MN.  2003. Immobilization  of  Xylan-Degrading  Enzymes  from Melanocarpus  albomyces IIS  68  on  the  Smart  Polymer Eudragit TM L100. Appl Microbiol Biotechnol 61:309–313.
Roy I, Sharma S, Gupta MN. 2004. Smart Biocatalysts: Design and  Applications.  [ulasan]. Adv  Biochem  Eng  Biotechnol 86:159-189.
Roy PK, Roy U, Dube DK. 1984. Immobilized Cellulolytic and Hemicellulolytic Enzymes from Macrophomina phaseolina . J Chem Technol Biotechnol 39:165–170.
Sardar  M,  Roy  I,  Gupta  MN.  2000.  Simultaneous  Purification and  Immobilization  of Aspergillus  niger Xylanase  on  The Reversibly Soluble Polymer Eudragit TM L100. Enzyme and Microb Technol 27:672–679.
Shuler  ML,  Kargi  F.  2002.  Bioprocess  Engineering:  Basic Concepts. USA: Prentice Hall.
Siso MI, Graber M, Condoret JM, Combes, D. 1990. Effect of Diffusional  Resistance  on  The  Action  Pattern  of
Immobilized  α-Amylase. J  Chem  Technol  Biotechnol
48:185–200.
Suhartono  MT.  1989. Enzim  dan  Bioteknologi .  Bogor:  PAU Bioteknologi IPB.
Tyagi T, Gupta MN. 1995.  Immobilization of Aspergillus niger Xylanase  on  Magnetic  Latex  Beads. Biotechnol  Appl Biochem 21:217–222.
Wang  SL.,  Chio  SH.  1998.  Reversible  Immobilization  of Chitinase  via  Coupling  to  Reversibly  Soluble  Polymer.
Enzyme Microb Technol 22:634–640.
Widiastuti  F.  2004.  Karakterisasi  Awal  Beberapa  Aspek Biomolekuler  dari  Isolat  Xilanolitik  Termofilik  RT-3. [skripsi].  Bogor:  Departemen  Biologi,  Fakultas  MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Widyani  IG.  2001. Xylan  Extraction  from  Corncob  and Soybean Hulls. Bogor Agricultural University. Skripsi.
Zhengqiang  J.  2001.  Characterization  of  A  Thermostable Family  10  Endo-Xylanase  (XynB)  from Thermotoga maritima that Cleaves p- Nitrophenyl- -D-Xyloside. J Biosci Bioeng 92(5):423–428.