Optimasi Produksi, Purifikasi dan Karakterisasi Parsial Fruktosiltransferase (FTase) dari Aspergillus sp. WN1C

Sriherfyna, Feronika Heppy (2010) Optimasi Produksi, Purifikasi dan Karakterisasi Parsial Fruktosiltransferase (FTase) dari Aspergillus sp. WN1C. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Fruktooligosakarida (FOS) memiliki sifat fungsional sebagai senyawa prebiotik dan tergolong GRAS ( generally recognized as safe ) dari FDA ( Food and Drug Administration , US ). Permintaan FOS terus meningkat seiring dengan kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan. FOS merupakan pemanis rendah kalori dan non-kariogenik, menstimulasi pertumbuhan bifidobakteria, dan telah diklaim berperan dalam pencegahan kanker kolon. FOS dapat dibuat secara enzimatis. Fruktosiltransferase (FTase; EC 2.4.1.9) merupakan enzim yang mengkatalisis pembentukan FOS dari sukrosa. Aspergillus sp. merupakan sumber FTase yang potensial. Saat ini, yield yang diperoleh dari proses produksi FTase secara industri masih belum optimal. Oleh karena itu, penting dilakukan usaha purifikasi, karakterisasi, dan optimasi produksi FTase oleh Aspergillus sp. WN1C. Optimasi produksi FTase dilakukan dengan cara optimasi media fermentasi yang merupakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba. Berdasarkan pertimbangan faktor kelayakan ekonomi, penelitian mengenai potensi penggunaan media fermentasi alternatif untuk menghasilkan FTase masih perlu dilakukan. Nira tebu dan tepung kedelai merupakan alternatif pengganti media fermentasi yang berpotensi menghasilkan FTase. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi nira tebu dan tepung kedelai sebagai alternatif pengganti media fermentasi untuk menghasilkan FTase dan juga untuk mengetahui karakter FTase yang diproduksi oleh Aspergillus sp. WN1C untuk mensintesa FOS. Optimasi media fermentasi dilakukan dengan mengoptimalkan sumber nitrogen pada dua sumber karbon yang berbeda, yakni sukrosa dan nira tebu. Sukrosa 20% (b/v) digunakan sebagai sumber karbon dengan variasi sumber nitrogen, yakni: tepung kedelai 1,87% (b/v); tepung kedelai 3,74% (b/v); yeast ekstrak (p.a) 1,20% (b/v); yeast ekstrak (teknis) 1,23% (b/v); tepung kedelai:yeast ekstrak (p.a) = 25:75; tepung kedelai:yeast ekstrak (p.a) = 50:50; dan tepung kedelai:yeast ekstrak (p.a) = 75:25. Sedangkan nira tebu dengan kandungan sukrosa 20% (b/v) digunakan sebagai sumber karbon dengan variasi proporsi yeast ekstrak (p.a). Variasi proporsi yeast ekstrak (p.a) tersebut adalah 0%; 0,4%; 0,8%; dan 1,2% (b/v). Sumber karbon dan sumber nitrogen yang digunakan pada media standar adalah sukrosa 20% (b/v) dan yeast ekstrak (p.a) 1,20% (b/v). Pengendapan dengan amonium sulfat jenuh 60-80% merupakan tahap pendahuluan purifikasi FTase dari Aspergillus sp. WN1C. Purifikasi FTase dilakukan dengan kromatografi filtrasi gel Sephadex G-75 pada kolom 1,5 x 7,2 cm dengan kecepatan aliran 0,1 ml/menit. Karakterisasi FTase meliputi penentuan K m dan V maks enzim. Pada penelitian ini juga dilakukan analisa SDS-PAGE dengan pewarnaan silver. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas FTase tertinggi pada optimasi media fermentasi dengan sumber karbon sukrosa diperoleh dari penggunaan kombinasi tepung kedelai dan yeast ekstrak (p.a) sebagai sumber nitrogen dengan perbandingan 75:25, yakni sebesar 2,516 Unit/ml media fermentasi, sedangkan aktivitas FTase tertinggi dengan penggunaan nira tebu sebagai sumber karbon diperoleh dari penggunaan yeast ekstrak (p.a) 0,4% (b/v), yakni sebesar 1,758 Unit/ml media fermentasi. Purifikasi FTase dari Aspergillus sp. WN1C dengan metode kromatografi filtrasi gel Sephadex G-75 dapat meningkatkan aktivitas spesifik hingga 11 kali. Nilai K m dan V maks FTase masing-masing sebesar 78,51 mM dan 22,22 mM/menit. Hasil SDS-PAGE menunjukkan beberapa pita protein.

English Abstract

Fructooligosaccharides (FOS) functions as a prebiotic and is classified by Food and Drug Administration (FDA) as GRAS (generally recognized as safe). Demands for FOS continues to rise as awareness of society towards importance of health increases. FOS is a low calory sweetener and a noncariogenic, stimulating growth of bifidobacterias, and is also claimed to prevent colon cancer. FOS can be made enzymatically. Fructosyltransferase (FTase; EC 2.4.1.9) is an enzyme that catalyzes FOS formation from sucrose. Aspergillus sp . has potency for FTase production. Today, yield of industrial FTase production is not yet optimized. refore, efforts to optimize production, to purify and characterize FTase by Aspergillus sp . WN1C is important. Optimization production of FTase is done by optimizing fermentation media, which is nutritional source for microbial growth. Based on economical considerations, studies that utilizes an alternative fermentation media in production is needed. Sugarcane and soy flour are an alternative fermentation media that has potency for FTase production. goal of this study is to know potency of sugarcane and soy flour as an alternative fermentation media replacement in FTase production and to discover character of FTase produced by Aspergillus sp . WNIC in FOS syn sis. Fermentation media optimization was done by optimizing nitrogen source from two different carbon sources: sucrose and sugar canes. Sucrose 20% (w/v) is used as a carbon source with a variation of nitrogen source: 1.87% (w/v) soy flour; 3.74% (w/v) soy flour; 1.20% (w/v) yeast extract (p.a); 1.23% (w/v) yeast extract (technical); soy flour:yeast extract (p.a) = 25:75; soy flour:yeast extract (p.a) = 50:50; and soy flour:yeast extract (p.a) = 75:25. Sugar cane having a 20% (w/v) concentration of sucrose was used as a carbon source with a variation of proportion of yeast extract (p.a) concentration. Those variations were 0%; 0.4%; 0.8%; dan 1.2% (w/v). carbon and nitrogen sources used in standard media was 20% sucrose (w/g) and 1.20% (w/v) yeast extract (p.a). Saturation using ammonium sulphate 60-80% was first step in preliminary phase of purification of FTase from Aspergillus sp . WNIC. Purification was conducted using chromatography filtration gel Sephadex G-75 in a 1.5 x 7.2 cm column with a flow rate of 0.1 ml/minute. K m and V maks of FTase were n characterized. SDS-PAGE analysis with silver staining was also done in this research. results of this research show that highest activity of enzyme after fermentation media optimization with a carbon source of sucrose was obtained from combining soy flour and yeast extract (p.a) as a nitrogen source with a ratio of 75:25, which is 2.516 Unit/ml of fermentation media. highest activity of enzyme using sugar canes as a carbon source is achieved at yeast extract (p.a) concentration of 0.4% (w/v), which is 1.758 Unit/ml fermentation media. FTase purification from Aspergillus sp. WNIC using Sephadex G-75 gel filtration chromatography would increase its specific activity up to 11 times. FTase K m values and V maks values is 78.51 mM and 22.22 mM/minute, respectively. SDS-PAGE analysis show a few protein bands.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	TES/660.63/SRI/o/041001268
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 660 Chemical engineering and related technologies > 660.6 Biotechnology
Divisions:	Program Pascasarjana > Magister Studi Ketahanan Nasional, Program Pascasarjana
Depositing User:	Endro Setyobudi
Date Deposited:	16 Mar 2011 11:38
Last Modified:	06 Sep 2022 06:47
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160098

Text 041001268-FERONIKA HEPPY SRIHERFYNA.pdf Download (4MB)

Actions (login required)

View Item