Karakteristik Complex Protease Kombinasi Enzim Calotropin, Papain, Bromelin, dan Zingibain Terimobilisasi dengan Perbedaan Rasio Matriks Celite dan Pati Jagung

Abstract

Enzim protease mampu memecah protein dengan cara mengkatalis reaksi-reaksi hidrolisis sehingga menghasilkan asam amino. Enzim protease banyak dimanfaatkan dalam industri pengolahan pangan dan dapat diproduksi dari mikroorganisme, hewan, dan tanaman. Setiap sumber enzim mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, tetapi pada tujuan tertentu enzim protease bersumber dari tanaman penggunaannya tidak bisa digantikan oleh enzim lain. Tanaman tropis yang dapat menjadi sumber protease meliputi biduri (Calotropis gigantea), pepaya (Carica papaya), nanas (Ananas comosus), dan jahe (Zingiber officinale). Enzim calotropin termasuk ke dalam enzim eksopeptidase sedangkan enzim papain, bromelin, dan zingibain termasuk dalam jenis enzim endopeptidase. Aplikasi enzim dapat dilakukan secara bebas maupun terimobilisasi tetapi enzim bebas cenderung tidak stabil dibandingkan dengan enzim imobilisasi. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik complex protease kombinasi enzim calotropin, papain, bromelin, dan zingibain terimobilisasi dengan matriks celite dan pati jagung.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dua faktor. Faktor pertama (A) yaitu kombinasi enzim yang digunakan dan faktor kedua (B) yaitu rasio matriks celite dan pati jagung. Matriks celite dan pati jagung digunakan sebagai carrier agent pada proses imobilisasi dengan metode carrier binding. Kombinasi enzim yang digunakan terdiri atas A1 (Calotropin + Papain + Bromelin + Zingibain), A2 (Calotropin + Papain + Zingibain), A3 (Calotropin + Zingibain + Bromelin), A4 (Calotropin + Papain + Bromelin), dan A5 (Papain + Bromelin + Zingibain). Variasi rasio matriks imobilisasi terdiri dari B1 (celite 80% : pati jagung 20%) dan B2 (celite 60% : pati jagung 40%). Proses imobilisasi menggunakan oven vakum suhu 50˚C selama 4 jam. Parameter analisis meliputi rendemen, aktivitas enzim, protein terlarut, aktivitas spesifik enzim, Km/Vmax, dan stabilitas enzim terhadap suhu.

Hasil penelitian ini menunjukkan complex protease kombinasi enzim calotropin, papain, bromelin, dan zingibain terimobilisasi dengan perbedaan rasio matriks celite dan pati jagung memiliki rendemen berkisar antara 50,53% - 52,92%, aktivitas enzim 2,73 U/ml – 21,81 U/ml, protein terlarut 1,577 mg/ml – 1,911 mg/ml, aktivitas spesifik enzim 1,46 U/mg protein – 12,73 U/mg protein. Pengujian Km/Vmax dan stabilitas enzim menggunakan sampel dengan aktivitas enzim tertinggi yaitu pada sampel A2B1. Hasil pengujian Km/Vmax diperoleh nilai Vmax sebesar 17,5377 U/ml/min dan nilai Km sebesar 0,05612 g/ml. Pengujian pada stabilitas enzim terhadap suhu menunjukkan bahwa enzim cenderung stabil pada suhu 30˚C-40˚C dan mengalami penurunan pada suhu 50˚C hingga suhu 70˚C.