AGUSTIANI, Rina Dwi (2023) Bakteri Rhizosfer Tanaman Ganyong (Canna Edulis Ker Gawl.) Penghasil Amilase untuk Produksi Oligosakarida. Doctoral thesis, Universitas Jenderal Soedirman.

	PDF (Cover) COVER-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Download (131kB)
	PDF (Legalitas) LEGALITAS-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only Download (719kB)
	PDF (Abstrak) ABSTRAK-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only Download (182kB)
	PDF (BabI) BAB I-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only until 30 August 2024. Download (172kB)
	PDF (BabII) BAB II-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only until 30 August 2024. Download (645kB)
	PDF (BabIII) BAB III-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only until 30 August 2024. Download (363kB)
	PDF (BabIV) BAB IV-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	PDF (BabV) BAB V-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only Download (104kB)
	PDF (BabVI) BAB VI-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Download (90kB)
	PDF (DaftarPustaka) DAFTAR PUSTAKA-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Download (288kB)
	PDF (Lampiran) LAMPIRAN-RINA DWI AGUSTIANI-B3A018008-DISERTASI-2023.pdf Restricted to Repository staff only Download (686kB)

Abstract

Oligosakarida memiliki banyak manfaat di bidang pangan dan kesehatan manusia, antara lain mampu meningkatkan populasi bakteri baik di saluran cerna atau sebagai senyawa prebiotik, mereduksi reaksi alergi, meningkatkan penyerapan mineral, dan memodulasi metabolisme lipid. Perkembangan produk oligosakarida menjadi salah satu usaha yang memiliki nilai ekonomi tinggi, upaya inovasi untuk peningkatan produksi oligosakarida seperti galaktooligosakarida, laktosukrosa, xilooligosakarida, maltooligosakarida, dan isomaltooligosakarida antara lain melalui penemuan enzim dengan aktivitas tinggi dari mikroba unggul dan variasi jenis substrat. Salah satu bahan dasar (substrat) untuk memproduksi oligosakarida secara enzimatis adalah pati yang banyak ditemukan pada berbagai jenis tanaman seperti ganyong (Canna edulis Ker Gawl.). Amilase adalah enzim hidrolase glikosida yang mengkatalisis pemecahan pati menjadi gula yang dapat diaplikasikan dalam pengolahan bahan sumber karbohidrat pati serta dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti dalam konversi pati, makanan, farmasi, dan medis. Kajian tentang bakteri amilolitik yang memiliki potensi tinggi dari rhizosfer, jaringan tanaman ganyong (C. edulis), dan serasah telah dilakukan. Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengkaji bakteri amilolitik yang memiliki potensi tinggi dari rhizosfer, jaringan, tanah sekitar tanaman ganyong (C. edulis), dan serasah, melakukan optimasi produksi, permurnian serta karakterisasi enzim amilase ekstraseluler yang dihasilkan oleh bakteri amilolitik terpilih. Penelitian tahap satu dilakukan dengan metode purposive sampling. Pengambilan sampel rhizosfer, jaringan ganyong (C. edulis), dan serasah dilakukan di dua tempat yaitu di Hutan perhutani KPH Banyumas Barat, Jawa Tengah dengan titik koordinat S 07°20.846’ E 109°06.410 dan kebun penduduk di sekitar Hutan perhutani KPH Banyumas Barat, Jawa Tengah dengan titik koordinat S 07°20.812’ E 109°05.92. Penelitian tahap satu bertujuan untuk (a) memperoleh isolat bakteri amilolitik dari rhizosfer, jaringan tanaman ganyong (C. edulis) dan serasah, (b) menganalisis jenis oligosakarida yang dihasilkan dari hidrolisis pati oleh enzim amilase isolat bakteri terpilih, (c) mengetahui aktivitas optimum dari isolat terpilih, (d) karakterisasi suhu dan pH terhadap aktivitas enzim amilase dari isolat bakteri terpilih, dan (e) mengetahui identitas isolat bakteri amilolitik terpilih dengan metode morfologi dan sistematika filogenetik. Hasil penelitian diperoleh sebanyak tiga puluh dua isolat bakteri amilolitik yang berasal dari rhizosfer, jaringan tanaman ganyong (C. edulis), dan serasah. Isolat bakteri amilolitik yaitu T10 dengan indeks amilolitik sebesar 20 mm. Berdasarkan hasil kromatogram TLC, amilase isolat T10 menghasilkan maltotriosa (M3), maltotetrosa (M4), dan maltopentosa (M5) sebagai senyawa yang mengandung maltooligosakarida. Hasil pengujian aktivitas amilase tertinggi dari isolat T10 diperoleh pada hari ke 3 yaitu sebesar 0,613 U/mL. Isolat T10 optimum pada pH 7,0 dengan nilai aktivitas amilase sebesar 0,341 U/mL dan suhu 40 °C untuk screening awal dengan nilai aktivitas amilase sebesar 0,801 U/mL. Identifikasi berdasarkan karakterisasi fenetik dan sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat T10 memiliki hubungan kekerabatan tinggi dengan Bacillus toyonesis SPa09NA, PZ-48, dan SMP1 dengan nilai similaritas sebesar 99,3 %. Isolat T10 didepositkan di InaCC dengan accession number B. toyonesis B1615. Tujuan penelitian tahap dua yaitu mengoptimalkan produksi α-amilase dan mengevaluasi potensi B. toyonensis T10 hasil isolasi dari rhizosfer tanaman ganyong (C. edulis) dalam produksi oligosakarida. Produksi α-amilase dioptimasi pada tahap awal dengan variasi suhu, jenis substrat, sumber karbon dan sumber nitrogen. Optimasi pada tahap akhir menggunakan Response Surface Methodology (RSM) untuk mengoptimalkan produksi α-amilase dengan konsentrasi karbon, konsentrasi nitrogen, konsentrasi kalsium klorida dan pH media. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum untuk produksi tahap awal α-amilase yaitu pada suhu 30 °C, jenis subsrat: soluble starch, sumber karbon: lactosa, dan sumber nitrogen: beef extract. Hasil optimasi tahap akhir menggunakan Response Surface Methodology (RSM) menunjukkan bahwa aktivitas tertinggi amilase isolat T10 diperoleh pada konsentrasi karbon 2 %, konsentrasi nitrogen 1,25 %, konsentrasi kalsium klorida 60 mM, dan pH media 6,5. Hasil analisis TLC terhadap hasil hidrolisis dari variasi substrat menunjukkan bahwa senyawa maltooligosakarida yang dominan yaitu maltosa (M2) dan maltotriosa (M3). Penelitian tahap tiga bertujuan (a) melakukan pemurnian partial α-amilase dari B. toyonensis T10 dengan pengendapan amonium sulfat dan kromatografi pertukaran anion Hi Trap QFF, (b) mengetahui karakter enzim amilase B. toyonensis T10, (c) menganalisis produk hasil hidrolisis pati dengan amilase isolat hasil pemurnian dengan metode TLC. Amilase B. toyonensis T10 dimurnikan secara parsial dengan pengendapan amonium sulfat (AS) 70 % dan kromatografi pertukaran anion Hi Trap QFF menghasilkan aktivitas spesifik masing-masing sebesar 0,218 U/mg dan 0,338 U/mg, serta kemurnianya meningkat 1,5 kali dibandingkan dengan ekstrak kasarnya. Amilase ekstraseluler yang telah dimurnikan mempunyai aktivitas optimal pada bufer sodium asetat pH 6,0 dengan nilai aktivitas relatif sebesar 100 % dan aktivitas amilase 0,204 U/mL, sedangkan stabilitas pH dicapai oleh bufer sodium citrat pH 5,0 dengan nilai aktivitas relatif sebesar 73 % aktivitas amilase 0,163 U/mL. Suhu optimum untuk aktivitas amilase adalah 40 °C dengan aktivitas relatif sebesar 100 %. Selain itu, stabilitas suhu amilase B. toyonensis T10 menunjukkan bahwa setelah diinkubasi pada suhu 40 °C selama 120 menit, aktivitasnya tetap stabil. Aktivitas enzim menurun pada suhu 50 °C mulai menit ke 30-120 dengan penurunan aktivitasnya sebesar 40 % dan aktivitas relatifnya mencapai 200 % setelah ditambahkan SDS 10 %. Berdasarkan hasil pita protein SDS-PAGE dan zymogram, amilase B. toyonensis T10 memiliki berat molekul sekitar 37 kDa. Produk hidrolisis amilase B. toyonensis T10 soluble starch menghasilkan maltose (M2), maltotriosa(M3), dan maltotetraosa (M4).

Actions (login required)

View Item