Produksi Xilooligosakarida dari Hidrolisis Xilan Jerami oleh Enzim Endo-β-1,4-DXilanase Rekombinan (pESC-XynBTN63D dan pYHM1-XynBTN63D) dalam Saccharomyces cerevisiae BJ1824

Abstract

Xilan merupakan suatu hemiselulosa utama yang terdapat di dinding sel tanaman. Xilan dapat digunakan sebagai substrat di dalam proses hidrolisis dengan enzim xilanase untuk menghasilkan xilooligosakarida. Xilan dapat diperoleh melalui proses ekstraksi dan xilan di dalam penelitian ini diekstraksi dari jerami. Endo-1,4-𝛽-D-xilanase merupakan suatu enzim xilanolitik yang mengkatalisis suatu reaksi endohidrolisis. Endo-1,4-𝛽-D-xilanase yang berasal dari bakteri dalam sistem abdominal rayap yang telah dikloning pada pET30a(+) dalam Escherichia coli BL21 (DE3), kemudian dimutasi asam amino asparagin (N) posisi 63 menjadi aspartat (D) pada gen xynBT. Subkloning dilakukan pada gen xynBTN63D menjadi gen pESC-xynBTN63D dan pYHM1- xynBTN63D. Enzim kemudian ditransformasikan ke Saccharomices cerevisiae BJ1824 dengan tujuan untuk memperoleh xilooligosakarida yang food grade. Xilooligosakarida (XOS) merupakan suatu oligomer gula dimana jenis nya dibedakan berdasarkan jumlah monomer seperti xilobiosa yang terdiri dari 2 monomer, xilotriosa terdiri dari 3 monomer, dst. Xilooligosakarida memiliki manfaat sebagai prebiotik. Penelitian ini melakukan proses produksi xilooligosakarida dengan metode hidrolisis enzimatis menggunakan bahan berupa xilan yang diektraksi dari jerami dan Endo-1,4-𝛽-D-xilanase rekombinan yaitu pESC-XynBTN63D dan pYHM1- XynBTN63D.Hasil ekstraksi xilan dari jerami berupa pellet dianalisa dengan FTIR untuk memastikan bahwa hasil ekstraksi tersebut adalah benar xilan. Hasil analisa FTIR menunjukkan bahwa xilan telah berhasil diekstraksi dengan membandingkan pita serapan pada pita serapan xilan jerami dengan pita serapan pada xilan oat spelt komersial sebagai stamdar. Endo-1,4-𝛽-D-xilanase rekombinan yaitu pESC- XynBTN63D dan pYHM1-XynBTN63D diproduksi dengan beberapa tahapan yaitu peremajaan isolat dalam media padat YPD, produksi dalam media cair YPG, DAN ekstraksi enzim. Aktivitas enzim pESC-XynBTN63D sebesar 3,889 U/mL dan pYHM1-XynBTN63D sebesar 3,856 U/mL. Hidrolisis dilakukan pada suhu 40℃ , pH 5,5, selama 24 jam di dalam waterbath. Hasil hidrolisis dianalisa dengan kromatografi lapis tipis dan dihasilkan spot yang merujuk pada xilobiosa berdasarkan perhitungan factor retardasi. Pemurnian XOS setelah hidrolisis dilakukan dengan metode adsorpsi arang aktif menggunakan kromatografi kolom dengan variasi fase gerak. Eluen yang digunakan yaitu etanol 10%, 20%, dan 30%. Hasil pemurnian dianalisa dengan kromatografi lapis tipis dengan hasil yang menunjukkan sebagian besar hasil pemurnian berupa xilbiosa (X2). Analisa HPLC dilakukan untuk mendapatkan data kualitatif pendukung yang dapat menunjukkan bahwa xilooligosakarida dihasilkan dari proses pemurnian. Hasil analisa HPLC menunjukkan sebagian besar sampel baik XOS pESC-XynBTN63D atau pYHM1- XynBTN63D menghasilkan XOS berupa xilobiosa.