Perubahan Struktur dan Kinetika Campuran Enzim Selama Proses Hidrolisis Tepung Empulur Sagu (Metroxylon sp.)

Empulur sagu mengandung komponen polisakarida dan fenolik yang dapat berperan sebagai bahan baku pembuatan gula cair akan tetapi fenolik dapat menjadi inhibitor enzim α-amilase, xilanase, mannanase, dan selulase. Untuk menghasilkan gula cair yang optimal perlu diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perubahan struktur empulur sagu selama proses pretreatment, kontribusi enzim α-amilase, xilanase, mannanase, dan selulase terhadap hidrolisis empulur sagu, efek penghambatan dari senyawa fenolik, kinetika enzim, efisiensi katalisis dan model penghambatan yang terjadi pada campuran enzim. Proses produksi diawali dengan pemisahan senyawa fenolik dan pretreatment empulur sagu kemudian dilanjutkan dengan tahap likuifikasi dan sakarifikasi dengan enzim. Kinetika enzim dan model penghambatan dianalisis pada tahap berikutnya. Hasil yang didapatkan pada proses ¬pretreatment adalah perubahan atau terbukanya struktur pati dan dinding sel serta terjadi penurunan kekuatan ikatan hidrogen. Komposisi kimia tepung empulur sagu mengalami perubahan seperti selulosa (9,20% menjadi 5,84%), hemiselulosa (43,81% menjadi 73,36%), lignin (0,91% menjadi 0,96%) dan pati (39,89% menjadi 17,58%). Total fenolik dari ekstrak kasar didapatkan adalah 2,732 mg GAE/g. Tepung empulur sagu diinkubasi dengan xylanase selama 156 jam menghasilkan gula reduksi sebesar 1,62 g/L. Waktu likufikasi yang diperpanjang sampai 168 jam tidak memberikan perbedaan gula reduksi yang signifikan sedangkan pada proses sakarifikasi dapat ditingkatkan melebihi 3 hari. Hidrolisis dengan mannanase mengakibatkan penurunan pH paling signifikan pada tahap likuifikasi yaitu 5,10. Model penghambatan ekstrak kasar fenolik diduga inhibitor unkompetitif ditandai dengan efisiensi katalisis meningkat dari 5,6117 menjadi 8,4175 dan terjadi penurunan Km dan V max. Kesimpulan dari penelitian ini adalah proses pretreatment mengakibatkan perubahan struktur dari empulur sagu. Inkubasi dengan xylanase 200 U/g selama 156 jam memiliki kontribusi terhadap peningkatan gula reduksi paling signifikan. Ekstrak kasar fenolik empulur sagu diduga inhibitor unkompetitif bagi campuran enzim ditandai dengan perubahan nilai Km (3,8 × 10-3 ppm menjadi 2,2 × 10-3 ppm) dan Vmax (12,76 ppm/jam menjadi 11,11 ppm/jam).