Fisiologi Mikroba (ISOLASI MIKROBA PENGHASIL ENZIM AMILASE DAN SELULASE DARI KOTORAN TERNAK)

ISOLASI MIKROBA PENGHASIL ENZIM AMILASE DAN SELULASE DARI KOTORAN TERNAK

 (Laporan Praktikum Fisiologi Mikroba)

Disusun  Oleh

Lestari

1017021012

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

I.  PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Menurut Mayrback (1952) dari Jerman, enzim adalah senyawa protein yang dapat mengatalisi reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup. Enzim merupakan biokatalisator artinya senyawa organic yang mempercepat reaksi kimia.

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter.

Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama.

B.       Tujuan

Adapun tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk mendapatkan isolat bakteri  murni penghasil enzim selulosa dan amilosa yang berasal dari kotoran sapi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter (Gaman dan Sherrington, 1992).

Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediet melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama. Enzim bekerja di dalam sel dan hanya sebagian kecil yang bekerja di luar sel. Enzim yang bekerja di dalam sel disebut enzim intraseluler, misalnya enzim katalase yang berfungsi memecah senyawa-senyawa berbahaya. Sementara enzim yang bekerja di luar sel, disebut enzim ekstraseluler. Enzim-enzim tersebut mengendalikan reaksi biokimia, seperti respirasi, pertumbuhan, perkecambahan, fotosintesis, pencernaan, dan lain-lain. Beberapa faktor yang mempengaruhi enzim antara lain: suhu; pH atau keasaman; konsentrasi enzim, substrat, dan keasaman; dan inhibitor enzim (Gaman dan Sherrington, 1992).

Ruminansia mempunyai lambung-lambung yang besar, yaitu abomasum, dan lambung muka yang membesar yang mempunyai tiga ruangan, yaitu rumen, retikulum, dan omasum (Arora, 1989). Ruminansia mampu mencerna serat dengan baik. Hal ini dikarenakan ternak ruminansia memiliki saluran pencernaan yang kompleks yang mampu mencerna hijauan (Williamson dan Payne, 1993). Kondisi dalam rumen adalah anaerobik dan mempunyai temperatur 38 – 42^oC. Saliva yang masuk ke dalam rumen berfungsi sebagai buffer dan membantu mempertahankan pH tetap pada 6,8 (Arora, 1989).

Dari empat bagian perut tersebut, rumen merupakan bagian perut yang terbesar dengan berbagai kantong yang menyimpan dan mencampur ingesta bagi fermentasi mikroba. Pencernaan fermentatif makanan oleh mikroba rumen akan berlangsung baik apabila didukung oleh kondisi yang sesuai untuk kehidupan mikroba. Di dalam rumen ternak ruminansia (sapi, kerbau, kambing dan domba) terdapat populasi mikroba yang cukup banyak jumlahnya. Cairan rumen mengandung bakteri dan protozoa. Konsentrasi bakteri sekitar 10 pangkat 9 setiap cc isi rumen, sedangkan protozoa bervariasi sekitar 10 pangkat 5 - 10 pangkat 6 setiap cc isi rumen. Beberapa jenis bakteri/mikroba yang terdapat dalam isi rumen adalah (a) bakteri/mikroba lipolitik, (b) bakteri/mikroba pembentuk asam, (c) bakteri/mikroba amilolitik, (d) bakteri/mikroba selulolitik, (e) bakteri/mikroba proteolitik (Sutardi, 1977).

Selulosa merupakan homopolisakarida dengan glukosa sebagai monomernya. Molekul selulosa berbentuk linier dan tak bercabang yang terdiri dari 10.000 sampai 15.000 unit D-glukosa (Lehninger, 2008).Perbedaan selulosa dengan amilosa yang juga polisakarida dari glukosa terletak pada konfigurasi residu glukosa penyusunnya.Selulosa tersusun dari residu-residu β-glukopiranosil yang dihubungkan dengan ikatan β(1à4), sedangkan amilosa oleh ikatan α(1à4) akibatnya terdapat perbedaan yang kontras dalam hal struktur dan sifat fisik keduanya (Harrow,1954).

Menurut  Hawab  (1989)selulosa adalah senyawa organik yang paling melimpah di alam.Ada dua tipe dasar selulosa yang terdapat di alam, yaitu pektoselulosa dan lignoselulosa. Contoh pektoselulosa seperti rami yang mengandung 80% selulosa dan contoh lignoselulosa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Sebagai senyawa utama penyusun dinding sel tanaman, selulosa mencakup sekitar 30% dari keseluruhan material tumbuhan (90% dari kapas dan 50% dari kayu merupakan selulosa).

III. METODOLOGI  PERCOBAAN

A.    Alat dan bahan

Andapun alat dan bahan  yang digunakan pada praktikum kali ini ialah cawan petri steril, jarum ose, bunsen burner, tissue, pipet steril, shaker waterbath, erlenmeyer steril, sentrifuge . Untuk  bahan disiapkan kotoran sapi 1 gram, kertas saring yang telah dihancurkan, aquades, media NA, Media Nutrien Broth, dan CMC.

B.     Prosedur percobaan

1.      Penanaman bakteri

Metode yang digunakan dalam penanaman bakteri adalah metode Pour Plate (Agar tuang) . Diambil 10 g dari masing-masing sampel, kemudian dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer yang berisi 90 ml air laut steril, digojog menggunakan vortex hingga homogen dan diperoleh pengenceran 10-1. Selanjutnya dari pengenceran 10-1 diambil 1 ml menggunakan pipet steril kemudian dimasukkan ke dalam 9 ml air laut steril dan diperoleh pengenceran 10-2. Demikian selanjutnya dilakukan pengenceran hingga diperoleh pengenceran 10-5, 10-6 dan 10-7. Pada masing-masing pengenceran diambil 1 ml suspensi bakteri menggunakan pipet steril dan dimasukkan ke dalam masing-masing cawan petri steril. Selanjutnya di tambahkan ke dalamnya 20 ml media Zobell 2216 E (dengan suhu sekitar 45°C yang telah dicairkan sebelumnya) dan di ratakan. Selanjutnya cawan petri tersebut dibungkus dengan kertas pembungkus dan diinkubasikan selama 2 x 24 jam.

Penanaman bakteri

IV. DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.      Data Pengamatan

       Tabel I. Data Pengamatan  Isolasi Mikroba Penghasil Enzim Amilase

No	Pengenceran	No Koloni	Penghasil  Enzim Amilase	Jumlah Koloni Terpisah
1	Pengenceran 10-3	1	-	-
		2	-	-
		3	-	-
		4	-	-
		5	-	-
		6	-	-
		7	-	-
		8	-	-
		9	-	-
		10	+	5 Koloni
2	Pengenceran 10-4	1	-	-
		2	-	-
		3	-	-
		4	-	-
		5	-	-
		6	-	-
		7	-	-
		8	-	-
		9	-	-
		10	-	-

Keterang : + (Positif) ; - (negatif)

Tabel II. Data Pengamatan  Isolasi Mikroba Penghasil Enzim Selulase

No	Pengenceran	No Koloni	Penghasil  Enzim Selulase	Jumlah Koloni Terpisah
1	Pengenceran 10-3	1	-	-
		2	-	-
		3	-	-
		4	-	-
		5	-	-
		6	-	-
		7	-	-
		8	-	-
		9	-	-
		10	-	-
2	Pengenceran 10-4	1	-	-
		2	-	-
		3	-	-
		4	-	-
		5	-	-
		6	-	-
		7	+	3 Koloni
		8	-	-
		9	-	-
		10	-	-

Keterang : + (Positif) ; - (negative)

B.       Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan proses isolasi mikroba dari kotoran ternak untuk melihat jenis mikroba yang dapat menghasilkan enzim selulosa dan enzim amilosa. Isolasi mikroba  adalah mengambil mikroorganisme yang terdapat di alam dan menumbuhkannya dalam suatu medium buatan. Menurut  Sutedjo (1996) proses pemisahan atau pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan karena semua pekerjaan mikrobiologis, misalnya telah dan identifikasi mikroorganisme, memerlukan suatu populasi yang hanya terdiri dari satu macam mikroorganisme saja. Prinsip dari isolasi mikroba adalah memisahkan satu jenis mikroba dengan mikroba lainnya yang berasal dari campuran bermacam-macam mikroba. Hal ini dapat dilakukan dengan menumbuhkannya dalam media padat sel-sel mikroba akan membentuk suatu koloni sel yang tetap pada tempatnya.

Jika sel-sel tersebut tertangkap oleh media padat pada beberapa tempat yang terpisah,  maka setiap sel atau kumpulan sel yang hidup akan berkembang menjadi suatu koloni yang  terpisah, sehingga memudahkan pemisahan selanjutnya.

Bila digunakan media cair, sel-sel mikroba sulit dipisahkan secara individu karena terlalu kecil dan tidak tetap tinggal di tempatnya. Akan tetapi bila sel-sel itu dipisahkan dengan cara pengenceran, kemudian ditumbuhkan dalam media padat dan dibiarkan membentuk koloni, maka sel-sel tersebut selanjutnya dapat diisolasi dalam tabung-tabung reaksi atau cawan petri-cawan petri yang terpisah.

Dalam proses uji aktivitas produksi selulase dilakukan dengan medium agar diperkaya CMC. Kultur isolat-isolat yang diperoleh dari hasil isolasi diinokulasikan  diletakan pada media diperkaya CMC 1%. Larutan congo red dituang ke atas kultur untuk identifikasi aktivitas selulolitik. Adanya aktivitas enzim selulase ditunjukan terbentuknya zona bening di sekitar media dengan latar belakang merah muda. Untuk hasil yang positif kemudian dipindahkan ke media Nutrien Agar (NA) dengan metode kuadran. Hal ini untuk memperoleh isolat yang terpisah diharapkan memperoleh bakteri dengan koloni terpisah. Dari hasil praktikum didapat koloni terpisah pada pengenceran 10^-3 hanya pada koloni nomor 10 dari biakan aslinya. Untuk pengenceran 10^-4 tidak didapatkan koloni yang terpisah dan didapat sebanyak 5 koloni. Tidak diperolehnya koloni terpisah, hal ini disebabkan kurang terampilnya praktikan dalam melakukan pemisahan isolasi dengan metode kuadran.

Untuk pengujian produksi amylase dapat dideteksi dengan penambahan reagen iodine pada tiap koloni yang tumbuh pada media untuk menyeleksi bakteri penghasil amylase. Isolat yang menghasilkan amylase ditunjukkan dengan adanya zona bening di sekitar koloni. Enzim amylase dapat dipisahkan dari protease dengan menambahkan insoluble starch ke dalam kultur untuk menyerap amilase.

Selanjutnya untuk pemisahan koloni produksi enzim amylase hanya pada pengenceran 10^-4  didapatkan koloni yang terpisah yaitu  pada biakan  asli nomor 7. Dari hasil pemisahan tersebut diperoleh sebanyak 3 koloni terpisah. Pada pemisahan ini juga tidak diperoleh hasil maksimal sama halnya pada pemisahan untuk produksi enzim selulosa. Sehingga pada praktikum ini tidak dilakukan uji lebih lanjut.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1.      Isolasi mikroba  adalah mengambil mikroorganisme yang terdapat di alam dan menumbuhkannya dalam suatu medium buatan.

2.      Prinsip dari isolasi mikroba adalah memisahkan satu jenis mikroba dengan mikroba lainnya yang berasal dari campuran bermacam-macam mikroba.

3.      Untuk uji produksi enzim selulosa didapat koloni terpisah pada pengenceran 10^-3 hanya pada koloni nomor 10 dari biakan aslinya sebanyak 5 koloni. Untuk pengenceran 10^-4 tidak didapatkan koloni yang terpisah.

4.      Untuk uji produksi enzim amilosa hanya pada pengenceran 10^-4  didapatkan koloni yang terpisah yaitu  pada biakan  asli nomor 7. Dari hasil pemisahan tersebut diperoleh sebanyak 3 koloni terpisah

5.      Tidak diperolehnya koloni terpisah secara maksimal, hal ini disebabkan kurang terampilnya praktikan dalam melakukan pemisahan isolasi dengan metode kuadran.

DAFTAR PUSTAKA

Arora, S.P. 1989. Pencernaan Mikroba Pada Ruminansia. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.

Gaman, P. M. and K. B Sherington. 1992. Ilmu Pangan, Pengantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi. Edisi kedua. Diterjemahkan oleh Ir. Murdijati Gardjito, dkk. Yogyakarta: UGM Press.

Harrow, B. And Mazur  A. 1954. Biochemistry. Six Edition. W.B. Saunders Company: Philadelphia and London.

Hawab, et al.1989. Penuntun Praktikum Biokimia Lanjutan. Bogor: Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat IPB Bogor.

Sutardi, T. 1977. Ikhtisar Ruminologi Badan Khusus Peternakan Sapi Perah. Kayu Ambon, Lembang. Direktorat Jenderal Peternakan: Lembang Sutardi, T. 1977. Ikhtisar Ruminologi Badan Khusus Peternakan Sapi Perah. Kayu Ambon, Lembang. Direktorat Jenderal Peternakan: Lembang

LAMPIRAN

Foto Mikroba Penghasil Enzim Amilase

 

Foto Mikroba Penghasil Enzim Selulase