Perpustakaan Digital ITB

Maltosa merupakan produk turunan dari pati. Maltosa dihasilkan dari proses konversi pati menggunakan enzim yaitu (beta)-amilase. (beta)-amilase (EC 3.2.1.2) memiliki keunggulan yaitu secara spesifik menghasilkan maltosa. (beta)amilase bekerja dengan memutuskan ikatan (1->4)(alfa) D-glikosidik mulai dari molekul pati yang terpanjang hingga molekul yang pendek. Pada skala industri, penggunaan (beta)-amilase memiliki masalah yaitu adanya inhibisi produk. Solusi dari permasalahan ini adalah melakukan proses pemisahan yang beriringan dengan proses konversi pati menjadi maltosa. Pada penelitian ini telah disintesis membran selulosa asetat – silika fume yang mampu memisahkan pati dan maltosa secara baik. Pada penelitian ini juga telah dilakukan enkapsulasi(beta)-amilase ke kapsul alginat dengan menggunakan pengikat silang glutaraldehid. Melalui amobilisasi, (beta)-amilase dapat digunakan secara berulang, sehingga nilai manfaat dari -amilase juga meningkat. Selulosa asetat merupakan salah satu bahan utama membran yang banyak digunakan untuk berbagai aplikasi. Selulosa asetat memiliki karakteristik berpori, hidrofil, elastis dan dapat dengan mudah dicampur dengan material lain baik organik ataupun anorganik. Di lain sisi, silika fume yang merupakan bahan baku pembuatan semen memiliki karakteristik hidrofob. Pemanfaatan silika fume yang lain belum ditemukan, sehingga penggunaan silika fume untuk bahan membran merupakan hal yang baru. Pada penelitian ini telah sukses disintesis membran dengan bahan utama selulosa asetat dan silika fume dalam pelarut N,N-dimetilasetamida dengan menggunakan teknik inversi fasa. Membran ini telah dikarakterisasi dan dievaluasi kinerjanya untuk pemisahan pati dan maltosa. Membran selulosa asetat – silika fume yang memberikan kinerja terbaik dicapai pada komposisi selulosa asetat 15% (w/w) terhadap pelarut N,N-dimetilasetamida dan perbandingan selulosa asetat : silika fume adalah 6 : 1. Komposisi ini mampu merejeksi pati hingga 95% dan maltosa maksimal 3% serta fluks 3 L jam-1 m-2. Interaksi yang terjadi antara selulosa asetat dan silika fume merupakan interaksi fisik yang disimpulkan dari perbandingan spektra infra merah selulosa asetat murni, sillika fume murni dan membran yang disintesis. Interaksi kimia yang memungkinkan antara selulosa asetat dan silika fume adalah ikatan C-O-Si yang akan teramati pada bilangan gelombang 1050 cm-1 – 1100 cm-1 serta 835 cm-1. Puncak ini tidak teramati pada spektra membran selulosa asetat – silika fume, sebaliknya seluruh puncak selulosa asetat murni dan silika fume murni muncul kembali di spektra membran selulosa asetat – silika fume. Membran selulosa asetat – silika fume yang dihasilkan memiliki struktur berpori dan amorf. Kesimpulan ini berdasarkan hasil foto SEM penampang melintang dan permukaan membran, serta difraktogram dari membran selulosa asetat – silika fume. Struktur membran yang berpori hasil interaksi antara selulosa asetat dan silika fume memegang peranan penting proses pemisahan pati dan maltosa bersama-sama dengan hidrofobisitas membran. Penambahan silika fume akan meningkatkan pori membran sekaligus meningkatkan hidrofobisitas membran. Pada penelitian ini juga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi selulosa asetat yang lebih tinggi mampu meningkatkan kemampuan membran untuk merejeksi substrat pati. Hal ini berkaitan dengan ukuran pori yang terbentuk, yang mana konsentrasi selulosa asetat yang lebih tinggi akan mengakibatkan ukuran pori yang lebih kecil pada konsentrasi silika fume yang sama. (beta)-amilase merupakan salah satu enzim yang popular digunakan untuk menghasilkan maltosa secara spesifik dari pati. Pada penelitian ini telah dilakukan amobilisasi terhadap (beta)-amilase untuk meningkatkan nilai manfaat(beta)-amilase untuk penggunaan yang berulang dan waktu penyimpanan. Teknik amobilisasi yang digunakan pada penelitian ini adalah enkapsulasi menggunakan alginat yang diikat silang menggunakan glutaraldehid. Komposisi terbaik dicapai pada konsentrasi natrium alginat 3% yang diikat silang dengan glutaraldehid 2,5% dan dikontakan dengan Ca2+ 3%. Pada komposisi ini, (beta)-amilase memiliki aktivitas 13% dibandingkan enzim bebas dan mampu mempertahankan aktivitasnya hingga 81% dibandingkan aktivitas awal pada penyimpanan selama 30 hari. Pada penelitian ini telah berhasil dilakukan pengikatan silang pada kapsul alginat menggunakan glutaraldehid. Hal ini disimpulkan berdasarkan foto SEM kapsul dengan dan tanpa pengikatan silang oleh glutaraldehid. Hasil foto SEM pada perbesaran 5000x menunjukkan kapsul yang diikat silang mengalami perubahan struktur pada penampang melintang kapsul menjadi relatif lebih kasar sebagai akibat terbentuknya ikatan silang. Hasil foto SEM penampang melintang dengan perbesaran 100x juga mengindikasikan perbedaan sifat kapsul terhadap pengeringan. Kapsul tanpa pengikatan silang mengalami proses pengkerutan yang lebih dibandingkan kapsul dengan pengikatan silang. Hal ini dikonfirmasi oleh foto kapsul setelah pengeringan 2 jam. Terbentuknya ikatan baru sebagai akibat ikatan silang oleh glutaraldehid juga telah diidentifikasi menggunakan spektroskopi infra merah. Perbandingan spektrum kapsul dengan dan tanpa pengikatan silang menunjukkan adanya puncak baru pada bilangan gelombang antara 1500–1750 cm-1, serta pergeseran pada puncak yang lainnya. Puncak baru dan pergeseran ini dihasilkan oleh terbentuknya senyawa hemiasetal dan asetal akibat reaksi antara alginat dan glutaraldehid. Selain itu reaksi adisi Michael dan basa Schiff antara glutaraldehid dan (beta)-amilase juga memberikan kontribusi pada puncak spektrum IR yang terbentuk. Penelitian ini telah memberikan kontribusi terhadap beberapa hal baru yaitu pengembangan metode pemisahan pati dan maltose, penggunaan silika fume sebagai bahan membran dan teknik amobilisasi (beta)-amilase menggunakan kapsul alginat yang diikat silang dengan glutaraldehid.