-
7/26/2019 215-515-1-PB
1/5
58
Aktivitas Protease DariBacillus circulans
Pada Media Pertumbuhan Dengan pH Tidak Terkontrol
La Ode SumarlinProgram Studi Kimia Fakultas Sains dan
Teknologi
UIN Syarif Hidayatullah Jakartaemail : a m a r id !y a h oo"# o
m
Abstrak
Salah satu en$im yang telah %anyak di&ela'ari adalah en$im
&rotease" Jenis en$im ini
meru&akan en$im yang &enting dari segi ekonomi karena
menguasai 5() dari total &en'ualan
en$im di dunia. *&likasi &rotese telah meluas+ %aik
&ada industri &angan mau&un non&angan"
Industri &angan memanfaatkan &rotease untuk
mem&er%aiki tekstur+ mem&ersingkat ,aktu
&en#am&uran+ dan meningkatkan -olume adonan &ada
&em%uatan roti+ men'ernihkan %ir+
mengem&ukkan daging+ dan menggum&alkan susu" .n$im ini
da&at d&roduksi oleh mikro%a
dalam suatu media mengandung *ir /endaman Kedelai 0*/K1 dengan
&H tidak terkontrol"Pengukuran akti-itas en$im menggunakan
metode 2ergmeyer dan 3rassl sedangkan kadar
&rotein ditentukan dengan metode 2radford" Hasil analisis
menun'ukkan %ah,a *kti-itas
Protease 0*P1 &ada media *ir /endaman Kedelai dan media
standar dengan &H tidak
terkontrol masing4masing se%esar +6867 Uml dan +97 Uml" Produksi
&rotease &ada media
terse%ut o&timum &ada &H (+8+ 'am ke45; &ada
fase akhir eks&onensial dari fase &ertum%uhan
mikro%a"
Kata Kunci : &H o&timum+ 2a#illus #ir#ulans+
&rotease+ */K
Abstract
Protease ,as one of en$ymes ,hi#h had %een a lot of studied"
This en$yme has an im&ortant
e#onomi#al as&e#t ,here o-er then 5() of total selling
en$ymes in the ,orld ,as o##u&atied
%y &rotease" *&li#ation of &rotease ha-e %een e
0?SS1 ,ith un#ontroled &H" The
a#ti-ity of en$yme had %een measured %y using 2ergmeyer and
3rassl methods ,hile the &rotein #ontent
,as measured %y 2radford method" The a#ti-ity of &rotease
0*P1 in ?SS and standard medium ,ith
un#ontroled &H ,here found to %e +6867 Uml and +97 Uml
res&e#ti-ely" The &rodu#tion of
&rotease at the a%o-e mentioned medium ,as a#hie-ed
o&timum at &H ("8+ and 5;th
hours in the end of
logaritmi# &hase of mi#ro%a"
Ke!ords : 2a#illus #ir#ulans+ &rotease+ ?SS
". P#$DAH%L%A$
Perkem%angan ilmu %ioteknologi telah
menem&atkan &enggunaan en$im se%agai salah
satu alternatif untuk %er%agai ke&erluan
misalnya di %idang industri+ &engo%atan+ dan
analisis" Keuntungan &enggunaan en$im antara
lain : 061 en$im meru&akan %ahan alami yang
tidak %era#un+ 01 en$im da&at mem&er#e&at
reaksi tan&a menye%a%kan ter%entuknya hasilreaksi yang tidak
diinginkan+ 091 en$im aktif
&ada konsentrasi rendah+ 071 ke#e&atan reaksi
en$im da&at diatur dengan mengatur suhu+&H+
dan 'umlah en$im yang digunakan+ 051
en$im da&at diinaktifkan 'ika reaksi yang
diinginkan sudah di&eroleh+ 0;1 en$im
meru&akan senya,a alamiah yang ramah
lingkungan 0Suhartono+ 6((91" .n$im 'uga
masih mem&unyai kemam&uan
transformasi kimia meski&un telah ter&isahdari sel
02akhtiar+ *
6((61"
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]
-
7/26/2019 215-515-1-PB
2/5
Salah satu en$im yang telah %anyak
di&ela'ari adalah en$im &rotease" Jenis en$im
ini meru&akan en$im yang &enting dari segi
ekonomi karena menguasai 5() dari total
&en'ualan en$im di dunia 0Suhartono+ 6((91.
*&likasi &rotese telah meluas+ %aik &adaindustri
&angan mau&un non&angan" Industri
&angan memanfaatkan &rotease untuk
mem&er%aiki tekstur+ mem&ersingkat ,aktu
&en#amuran+ dan meningkatkan -olume
adonan &ada &em%uatan roti+ men'ernihkan
%ir+ mengem&ukkan daging+ dan
menggum&alkan susu" Protease &ada industri
non &angan digunakan antara lain dalam
%idang kesehatan+ fotografi+ industri detergen+
dan industri kulit"
.n$im ini da&at dihasilkan olehtanaman+ he,an+ dan mikro%a"
Protease yang
dihasilkan oleh mikro%a sangat &otensial untuk
digunakan karena sum%ernya yang %erlim&ah+
&roduksi en$im yang #e&at+ %iaya &roduksi
relatif murah+ dan mudah dikontrol"
.n$im mem&unyai akti-itas maksimum
&ada kisaran &H yang dise%ut &H o&timum+
yang umumnya antara &H 7+5 sam&ai 8""
Suatu en$im tertentu mem&unyai kisaran &H
yang sem&it" @isekitar &H o&timum en$im
mem&unyai sta%ilitas yang tinggi" Sta%ilitasen$im
terhada& &anas %erhu%ungan erat
dengan sta%ilitasnya terhada& &H+ sering
sta%ilitas terhada& &anas tidak &ada &H
isoelektrik dari en$im" 2ila &H di %a,ah atau
di atas &H o&timum+ semakin 'auh dari &H
o&timum maka en$im semakin tidak sta%il dan
semakin tinggi suhu maka sta%ilitasnya
semakin menurun"
Pada &enelitian ini telah diidentifikasi
mikro%a yang mem&roduksi &rotease dalam
'umlah %anyak+ yaitu Bacillus circulans.Aikro%a terse%ut
diisolasi dalam lim%ah &adat
ke#a&" Pemurnian dilakukan untuk
memisahkan en$im tertentu dari ekstrak kasar
yang masih mengandung sel mikro%a dan
kom&onen lainnya"
Penelitian selan'utnya adalah
mem&ela'ari akti-itas &rotease *ir /endaman
Kedelai &ada &H yang tidak terkontrol dari
Bacillus circulans" Aelalui &enelitian ini
dihara&kan akan mem%erikan informasi
mengenai &H o&timum en$im &rotease dariBacillus
circulans.
&. M#TOD# P#$#L'T'A$
(ahan dan Alat
*ir /endaman Kedelai 0*/K1
digunakan se%agai media untuk &ertum%uhan
mikro%a &enghasil &rotease" 2ahan &enun'ang
lainnya adalah Natrium hidroksida+ %uffer
%orat+ kalsium klorida+ asam klorida+ TB*
0Tricloroacetic Acid1+ natrium kar%onat+
reagen folin #io#alteau+ larutan en$im+ isolat
%akteri 0Bacillus circulans)+ coomassie
briliant blue 345+ etanol+ asam sulfat+
Bovine Serum Albumin 02S*1+ dan ammonium
sulfat"
*lat yang digunakan adalah alat4alat
gelas+ &H meter+ sentrifusa+ s&ektrofotometer
UC4Cis Hita#hi+ inku%ator+ dan fermentor"
Produksi #n)im
Isolat %akteri ditum%uhkan &ada media
agar miring dengan kom&osisi se%agai %erikut
: malt extract 9 gr+ &e&ton 5 gr+ agar 65 gr+ dan
aDuades 6 liter selama 9 hari" Se%anyak ose
inukulum di&indahkan ke dalam media #air
dan ditum%uhkan selama 6 hari" Produksi
en$im dilakukan dalam fermentor 0ka&asitas 9
liter1 dengan -olume media satu liter"
Penelitian dilakukan dengan &erlakuan &H
tidak terkontrol" Se%agai &em%anding
digunakan media dengan kom&osisi tertentu
0media standar1 yang mengandung KHPE7 9
grl+ NaPE7"6HE 65 grl+ AgSE7"HE +
grl+ NaBl +5 grl+ NH7Bl +6 grl+ NaNE9 6
grl+ glukosa 6 grl+ kasein 6 grl+ dan ekstrak
khamir +5 grl" &H media diatur men'adi 6"
Tingkat &ertum%uhan dan fluktuasi
akti-itas &rotease 0*P1 diteta&kan dengan
#ara &engam%ilan #ontoh 0sam&ling1
dilakukan setia& 8 'am selama 8 'am"
Kemudian diukur Optical Density 0E@1 &ada
&an'ang gelom%ang ; nm" Kondisi&ertum%uhan yang
o&timal %agi &roduksi
&rotease dari B. circulans akan digunakan
untuk &roduksi en$im &ada taha& selan'utnya"
Analisis Kadar Protein Metode (rad*ord
Se%anyak +6 ml larutan en$im
ditam%ahkan ke dalam 5 ml larutan 2ardford"
Kemudian didiamkan selama 5 menit &ada
suhu ruang dan diukur a%sor%ansnya &ada
&an'ang gelom%ang 5(5 nm dengan
s&ektrofotometer U-4Cis"
Kur-a standar 0Konsentrasi 2S* -s
*%sor%ans1 di%uat menggunakan 2S* dengan
-
7/26/2019 215-515-1-PB
3/5
konsentrasi 46 &&m" Standar di&erlakukan
se&erti sam&el+ teta&i tan&a menggunakan
en$im" Kadar &rotein sam&el 0mgml1
di&eroleh dari &errsamaan regresi kur-a
standar"
Tabel ". Aetode *nalisis akti-itas &rotease Aetode 2ergmeyer
G 3rassl
Pereaksi Sampel +ml, (lanko +ml, Standar +ml,
2ufer 2orat + A &H 8"
2ufer kasein 0)%-1HBl 0+5 A1arutan en$im
*kuadesTirosin 05 mA1
6"
6"
":
":
4
4
6"
6"
":
4
":
4
6"
6"
":
4
4
":
Inku%asi selama 6 menit &ada suhu 95oB
TB* 0+6 A1
BaBl 0 mA1arutan .n$im
:"
":
4
:"
4
":
:"
4
":
Inku%asi selama 6 menit &ada suhu 95oB dan dilan'utkan
dengan sentrifugasi &ada 7 r&m selama 6menit
Su&ernatanNaBE90+7 A1 /eagen
Folin 06 : 1
6"5
5"
6"
6"5
5"
6"
6"5
5"
6"
Inku%asi selama menit &ada suhu 95oB+ kemudian di%a#a
a%sor%ansinya &ada &an'ang gelom%ang 58 nm
Pengukuran aktivitas protease
Pengukuran akti-itas &rotease ini
menggunakan metode 2ergmeyer G 3rassl
6(89" Prinsi& ker'a dari metode ini yaitu
kasein yang %erfungsi se%agai su%strat akan
dihidrolisis oleh &rotease dengan %antuan air
men'adi &e&tida dan asam amino"
a%sor%ansnya &ada daerah sinar tam&ak 58
nm dengan alat s&ektrofotometer U-4Cis"
2esarnya sera&an %er%anding lurus dengan
konsentrasi &rotein yang terhidrolisis"
*kti-itas &rotease dihitung %erdasarkan&ersamaan :
Kasein &e&tida asama aminoprotease
U* A
6A o
As AoxPx
6
T
a'u &em%entukan &e&tida dan asam
amino terse%ut da&at di'adikan tolak ukur
akti-itas katalisis &rotease" *sam4asam amino
yang ter%entuk harus di&isahkan dari su%strat
yang tidak terhidrolisis" Umumnya &emisahan
ini dilakukan dengan &enam%ahan TB*"Penam%ahan TB* terse%ut
menye%a%kan
&roduk yang mengandung &e&tida dan asam
amino akan larut dalam TB*+ sedangkan
&rotein yang tidak terhidrolisis akan
mengenda&" Penam%ahan TB* ini sekaligus
menginaktifkan en$im &rotease" *sam4asam
amino tirosin dan tri&to&han yang larut dalam
TB* akan %ereaksi dengan reagen folin
menghasilkan ,arna %iru" Penam%ahan
NaBE9 %ertu'uan untuk meda&atkan &H
sekitar 66+5 yang meru&akan &H o&timum
untuk intensitas dan sta%ilitas ,arna 0No-o+
6(861" ?arna yang ter%entuk diukur
Keterangan :
U* : Unit akti-itas 0Umlmenit1
*6 : *%sor%ansi sam&el
* : *%sor%ansi %lanko*s : *%sor%ansi standar
T : ama inku%asi
P : Faktor &engen#eran
Se#ara kuantitatif kemurnian ditentukan
%erdasarkan akti-itas s&esifik 0Umg1 yaitu
&er%andingan antara Unit akti-itas 0Uml1 dan
kadar &rotein 0mgml1
-. HAS'L DA$ P#M(AHASA$
Produksi en)im
-
7/26/2019 215-515-1-PB
4/5
pH
OD
620n
m
OD
620nm
UnitAktivitas(U/ml)
UnitAktivitas
(U/ml)
2erdasarkan hasil analisis+ *kti-itas
Protease 0*P1 &ada media *ir /endaman
Kedelai dan media standar dengan &H tidak
terkontrol masing4masing se%esar +6867 Uml
dan +97 Uml"
Keadaan ini menun'ukkan %ah,a media
air rendaman kedelai le%ih %aik dari&ada
&roses s&orulasi yang #e&at dan mengalami
&enurunan se'alan dengan menurunnya &roses
s&orulasi" Produsi en$im se'a'ar dengan kur-a
&ertum%uhan dan men#a&ai o&timal &ada akhir
fase eks&onensial 0Kumalaningsih+ 6(8(1"
media standar untuk menghasilkan &rotease"
Tingginya akti-itas &rotease terse%ut
dise%a%kan kandungan &rotein yang #uku&
tinggi &ada kedelai se%agai sum%er nitrogen
%agi mikroorganisme"
Pada a,al &roduksi en$im+ &H media
#enderung mengalami &enurunan karena
ter'adi &roses &eme#ahan kar%ohidrat men'adi
asam4asam organik" Kemudian mengalami
kenaikan yang dise%a%kan oleh media yang
tertutu& oleh amoniak yang ter%entuk dari&eme#ahan
senya,a4senya,a yang
mengandung nitrogen 03am%ar 61"
1.6000
1.4000
1.2000
1.0000
0.8000
0.6000
0.4000
0.2000
0.0000
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72
80
Waktunku!asi("am)
0.2000
0.1800
0.1600
0.1400
0.1200
0.1000
0.0800
0.0600
0.0400
0.0200
0.0000
OD
A#
11.00
$.50
ambar &" *kti-itas Protease 0*P1 dalam media
air rendaman kedelai dengan &H tidak terkontrol
&ada %er%agai fase &ertum%uhan mikro%a 0E@1
8.00
6.50
5.000 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
Waktu nku!asi ("am)
Penelitian oleh 2ernlohr 06(;71+ 'uga
menun'ukkan kultur yang mem&unyai efisiensi
s&orulasi yang tinggi akan diim%angi dengan
akti-itas &rotease yang tinggi" @alam
&enelitian ini digunakan media standar se%agai&em%anding
yang ternyata mem&unyai
A%& 'tana
ambar "" Nilai &H &ada %er%agai ,aktu inku%asi
Hasil analisis &ada &erlakuan dengan &H
Umumnya setelah fase stasioner
akti-itas en$im menurun" Hal ini dise%a%kan
media tidak terkontrol &ada media air
rendaman kedelai menun'ukkan akti-itas
&rotease tertinggi &ada &H (+8+ 'am ke45;
se%esar +6867 Uml" 2ila dihu%ungkan dengan
fase &ertum%uhan mikro%a+ maka akti-itas
tertinggi terse%ut terda&at &ada akhir fase
eks&onensial 03am%ar 1"
1.8000
1.6000
1.4000
1.2000
1.0000
0.8000
0.6000
0.4000
0.2000
0.0400
0.0350
0.0300
0.0250
0.0200
0.0150
0.0100
0.0050
&em%entukan en$im &rotease mulai meningkat
selama memasuki fase eks&onensial+ kemudian
meningkat dengan #e&at memasuki stasioner"
0.0000
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
Waktu nku!asi ("am)
0.0000
OD
A#
@alam keadaan normal sintesis en$im
ekstraseluler maksimum ter'adi se%elum fase
stasioner atau akhir fase eks&onensial
men'elang fase stasioner 0S#haefer+ 6(;(1"Tingginya &roduksi
en$im &ada fase
eks&onensial ini diduga %erhu%ungan dengan
ambar -"*kti-itas Protease 0*P1 dalam media
standar dengan &H tidak terkontrol &ada %er%agai
fase &ertum%uhan mikro%a 0E@1
oleh adanya hasil4hasil meta%olisme yang
da&at mengham%at akti-itas en$im" /endahnya
-
7/26/2019 215-515-1-PB
5/5
akti-itas en$im da&at dise%a%kan oleh kadar
garam+ &H+ dan su%strat" @i sam&ing itu+
&enurunan akti-itas %erkaitan dengan kegiatn
saling mnghiddrolisis di antara &rotease &ada
saat u%strat sudah mulai %erkurang karena
&rotease 'uga meru&akan suatu &rotein
0Suhartono+ A"T"+ 6(881"
/. K#S'MP%LA$
Penggunaan media air rendaman kedelai
dengan &H (+8 untuk &roduksi &rotease dari
Bacillus circulans mem%erikan akti-itas
&rotease yang tinggi se%esar +6867 Uml"
Produksi &rotease &ada media terse%ut
o&timum &ada 'am ke45;+ kondisi ini
%erte&atan dengan akhir fase logaritmik dari
fase &ertum%uhan mikro%a"
DA0TA1 P%STAKA
6" 2akhtiar+ *"+ 06((61+ sa!a Produ"si
#n$im Protease Dari Bacillus Subtilis
AT%% &&'' (engguna"an media
Produ"si imba! Tetes+ a&oran
Penelitian+ Uni-ersitas *irlangga+
Sura%aya"
" 2ergmeyer+ H"C" dan 3rassl+ 06(891+
(et!od o* #n$ymatic Analisis +" Cerlag
Bhemia+ ?einhein"
9" 2ernlohr+ /"?"+ 06(;71+
Postlogarit!mic p!ase metabolism o*
sporulating microorganism protease o*
Bacilus lic!eni*ormis" 2iol" Bhem" 9( :
598"
7" 2radford+ A"A"+ 06(;1+ A rapid and
sensitive met!od *or t!e ,uantitation o*
microgram ,untities o* protein utili$ing
t!e principle o* protein-Dye binding"
*nal" 2io#hem" 78457
5" Foisy+ H"+ 06(81+ Some Properties o*
Aminopeprtidase *rom Brevibacterium
linens F"."A"S" Ai#ro%iology etters 9 :
6"
;" Kumalaningsih+ S"+ 06(8(1+ solasi dan
pemurnian #n$im Proteoliti" dari ba"teri
!alo*ili" moderat" Ja,a Pos+ Sura%aya"
" No-o+ 06(861+ /ovo0s 1andboo" o*
Practical biotec!nology+ No-o+ @enmark+
8" S#haefer+ 06(;(1+ Sporulation and t!e
production o* antibiotics2 exoen$yme2and exotoxins" 2a#teriol"
/e-" 99: 7846"
(" Suhartono+ A"T"+ 06(881+ #n$im dan
biote"nologi2 Pusat *ntar Uni-ersitas+
IP2+ 2ogor"
6" Suhartono+ A"T"+ 06((91+ Telaa!
*ormulasi aditi* di dalam pening"atan
daya simpan protease Bacillus sp"+
a&oran Penelitian Fateta+ IP2"
66" ?ard+ E"P"+ 06(891+ Properties o*
microbial peroteinase" @i dalam ?"
Fogarty 0ed1" Ai#ro%ial .n$ymes and
2iote#hnology" *&&lied S#ien#e
Pu%lishing+ ondon"
