Laporan Aktivitas Enzimatik Mikroorganisme TM 8

7/22/2019 Laporan Aktivitas Enzimatik Mikroorganisme TM 8

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-aktivitas-enzimatik-mikroorganisme-tm-8 1/9

Laporan Praktikum Nama : Hartadi Gunawan

Mikrobiologi NIM : J3L112182

Kelas : KIM 2C P1

Kelompok : 4

Hari/Tanggal : Jumat/15 November 2013Waktu : 08.00-11.20 WIB

PJP : M. Arif Mulya, S.Pi

Asisten : Ramdhani

Yuriska Sekar Rani

Lia Suliani

AKTIVITAS ENZIMATIS MIKROORGANISME

PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA

PROGRAM DIPLOMA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013



PendahuluanMikroorganisme adalah sumber enzim yang paling banyak digunakan

dibandingkan dengan tanaman dan hewan. Sebagai sumber enzim,

mikroorganisme lebih menguntungkan karena pertumbuhannya cepat, dapat

tumbuh pada substrat yang murah, lebih mudah ditingkatkan hasilnya melalui pengaturan kondisi pertumbuhan dan rekayasa genetik, serta mampu

menghasilkan enzim yang ekstrim. Adanya mikroorganisme yang unggul

merupakan salah satu faktor penting dalam usaha produksi enzim. Oleh karena

itu, penggalian mikroorganisme indigenous penghasil protease perlu dilakukan di

Indonesia. Keragaman hayati yang tinggi memberikan peluang yang besar untuk

mendapatkan mikroorganisme yang potensial untuk dikembangkan sebagai

penghasil enzim (Dwijoeseputro 1990).

Mikroba memerlukan nutrisi untuk pertumbuhannya sama halnya dengan

mahluk hidup lainnya. Mikroba memiliki karakteristik dan ciri-ciri yang berbeda-

beda didalam persyaratan pertumbuhannya. Ada mikroba yang bisa hidup pada

media yang menngandung sulfur dan ada juga yang tidak mampu untuk hidup pada media yang mengandung sulfur. Selain itu ada juga mikroba yang bisa

menghidrolisis pati menjadi glukosa, ada yang mampu menghidrolisis

lipid menjadi asam lemak dan ada juga yang mampu menghidrolisis protein

menjadi asam-asam amino. Untuk menghidrolisis polimer tersebut menjadi

bentuk yang sederhana, maka dibutuhkan bantuan enzim. Enzim juga yang

digunakan berbeda-beda ada yang khusus untuk polimer pati, polimer protein dan

lipid (Djide et al 2006).

Enzim adalah biokatalisator yang merupakan molekul biopolimer dan

tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang

teratur dan tetap. Enzim memiliki peranan yang sangat penting dalam berbagaireaksi kimia yang terjadi di dalam sel yang mungkin sangat sulit dilakukan oleh

reaksi kimia biasa. Enzim alfa amilase merupakan salah satu jenis enzim yang

berperan atau berfungsi menghidrolisis ata memecah molekul-molekul pati

menjadi molekul-molekul lain yang lebih sederhana seperti dekstrin, maltosa, dan

glukosa. Mekanisme kerja dari enzim alfa amilase adalah dengan cara memecah

ikatan α-1,4 glikosidik rantai glukan pati dari sebelah dalam (Darmajan et all

2008).

Enzim terbentuk dari protein yang sangat peka terhadap perubahan suhu

lingkungannya, ketika suhu lingkungannya sesuai, enzim akan aktif atau akan

bekerja dengan optimal, akan tetapi apabila suhu lingkungannya tidak sesuai,

maka enzim tidak aktif atau tidak bisa melakukan aktivitasnya (pekerjaannya), bahkan bisa terdenaturasi. Berdasarkan uraian tersebut, maka dalam percobaan ini

dilakukan uji terhadap aktivitas enzimatis pada mikroba. Sehingga kita bisa tahu

pada suhu berapa enzim itu dapat bekerja atau dapat beraktivitas secara optimal

(Pelczar 1988).

Enzim berdasarkan tempat bekerjanya dapat digolongkan menjadi dua

yaitu eksoenzim dan endoenzim. Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, yaitu

enzim yang bekerjanya di dalam sel. enzim ini digunakan untuk proses sintesis di

dalam sel dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses

kehidupan sel, misalnya dalam proses respirasi sedangkan, Eksoenzim disebut

juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar sel. Umumnya

berfungsi untuk “mencernakan” substrat secara hidrolisis, untuk dijadikan



molekul yang lebih sederhana dengan BM lebih rendah sehingga dapat masuk

melewati membran sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat

di luar sel tidak digunakan dalam proses kehidupan sel (Volk dan Wheeler 1988).

Tujuan Praktikum ini bertujuan untuk mengamati pengaruh enzim terhadap

aktivitas mikroorganisme.

Alat dan BahanAlat-alat yang digunakan yaitu inkubator, tabung reaksi berpenutup, kawat

oase, bunsen, cawan petri, pipet tetes, object glass dan spidol. Bahan-bahan yang

digunakan yaitu biakan padat bakteri E.coli dan Bacillus sp, Larutan lugol’s

iodine, nutrient agar, Skim Milk Agar (SMA), HCl 10%, dan H2O2 3%.

Metode percobaan

Uji amilolitik dilakukan dengan cara terlebih dahulu nutrient agar yangmengandung pati (2 g/l) dengan E. Coli dan Bacillus sp diinokulasi, setelah

diinokulasi, cawan petri yang berisi media dan bakteri tersebut diambil dengan

menggunakan kawat oase sambil didekatkan ke api, kemudian goreskan ke cawan

petri yang berisi media, lalu diinkubasi selama 48 jam pada suhu 370C, setelah

diinkubasi larutan lugol’s iodine diteteskan secukupnya sehingga seluruh

permukaan media yang berisi bakteri terkena. Hasil positif pada uji ini yaitu

terbentuk zona bening pada bakteri sedangkan, hasil negatif pada uji ini yaitu

tidak terbentuk zona bening.

Uji proteolitik dilakukan dengan cara terlebih dahulu Skim Milk Agar

(SMA) dengan E. Coli dan Bacillus sp diinokulasi, setelah diinokulasi, cawan petri yang berisi media dan bakteri tersebut diambil dengan menggunakan kawat

oase, kemudian goreskan ke cawan petri yang berisi media, lalu diinkubasi selama

48 jam pada suhu 370C, setelah diinkubasi larutan HCl 10% diteteskan

secukupnya sehingga seluruh permukaan media yang berisi bakteri terkena. Hasil

positif pada uji ini yaitu terbentuk zona bening di sekitar bakteri sedangkan, hasil

negatif pada uji ini yaitu tidak terbentuk zona bening di sekitar bakteri.

Uji katalase dilakukan dengan cara koloni bakteri diambil dengan

menggunakan kawat oase secara aseptis dan diinokulasi pada object glass, setelah

diinokulasi, object glass ditetesi larutan H2O2 3% secukupnya. Hasil positif pada

uji ini yaitu terbentuk gelembung pada bakteri sedangkan, hasil negatif pada uji

ini yaitu tidak terbentuk pada bakteri.

Hasil dan Data Pengamatan

Hasil uji aktivitas enzim pada mikroorganisme diantaranya uji amilolitik,

uji proteolitik, dan uji katalase. Enzim yang digunakan pada percobaan ini

memiliki aktivitas dan identifikasi yang berbeda pada setiap bakteri, perbedaan

tersebut mempengaruhi aktivitas, sehingga dapat dengan mudah membedakan

bakteri yang memiliki enzim amilum atau tidak, memiliki enzim protease atau

tidak, dan proses respirasi secara aerobik. Setiap uji pada percobaan dapat dilihat

pada Tabel 1 yaitu sebagi berikut :



Tabel 1 hasil pengamatan uji aktivitas enzimatis pada Bacillus sp dan E. Coli

Uji aktivitas eksoenzim Uji aktivitas eksoenzim

Amilolitik ProteolitikUji katalase

E. Coli Bacillus

Pembahasan

Enzim adalah golongan protein yang berfungsi sebagai katalisator untukrealsi-reaksi kimia di dalam sistem biologi dan banyak terdapat dalam sel hidup.

Sintesis enzim terjadi di dalam sel dan sebagin besar enzim dapat diperoleh

dengan ekstraksi dari jaringan tanpa merusak fungsinya, reaksi-reaksi seperti

hidrolisis dan oksidasi berlasung sangat cepat di dalam sel-sel hidup pada pH kira-

kira netral dan pada suhu tubuh. Ini dapat terjadi karena adanya enzim. Enzim

disintesis di dalam sel, tetapi banyak enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa

kehilangan aktivitasnya. Enzim berbeda dengan katalisator anorganik dan organik

sederhana yang umumnya dapat mengatalisis sebagai reaksi kimia. Enzim

mempunyai spesitas yang sangat tinggi, baik terhadap reaktan ( subtract ) maupun

jenis reaksi yang dikatalisiskan. Suatu enzim hanya mengatalisis satu jenis reaksi

dan bekerja pada suatu subtrat tertentu. Kemudian, enzim dapat meningkatkanlaju reaksi yang luar biasa tanpa pembentukan produk samping dan molekul

berfungsi dalam larutan encer pada keadan biasa (fisiologis) tekanan, suhu, dan

pH normal (Rehm dan Reed 1987).

Percobaan yang dilakukan beberapa uji aktivitas enzimatis terhadap

mikroba. Percobaan ini, media yang digunakan adalah media PDA, NA dan SMA

yang merupakan subtarat yang baik untuk mengisolasi mikroba (bakteri).

menghidrolisis polimer-polimer tersebut menjadi bentuk yang lebih sederhana,

sehingga dengan mudah menghidrolisis polimer-polimer tersebut dibutuhkan

batuan dari enzim, yakni ada enzim amilase untuk hidrolisis pati pada uji

amilolitik, lipase untuk hidrolisis lipid pada uji lipolitik dan protease untuk

Gambar 1 hasil ujiamilolitik pada (A) E.

Coli dan (B) Bacillus

sp

BAA

A

B

B

Gambar 2 hasil ujiamilolitik pada (A) E.

Coli dan (B) Bacillus

sp

Gambar 3 hasil

uji katalase E.

Coli (A) Kontrol

dan (B) Bakteri

yang diujikan.

Gambar 4 hasil

Uji katalase

Bacillus sp



Gambar 5 Reaksi uji amilolitik

hidrolisis protein pada uji proteolitik, dan uji katalase untuk mengetahui respirasi

secara aerobik pada mikroorganisme (Umbreit 1960).

Amilolitik merupakan aktivitas bakteri dalam merombak pati dengan

bantuan enzim amilase. Enzim amilase adalah enzim yang mampu menghidrolisis

pati menjadi senyawa lebih sederhana seperti maltosa dan glukosa. Enzim ini

banyak digunakan untuk keperluan industri. Enzim ini dapat memecah atau

menghidrolisa pati, glikogen dan turunan polisakarida dengan cara memecah

ikatan glikosidik pati. Enzim amilase dibedakan menjadi 3 grup yaitu α-amilase

yang disebut juga endoamilase, β-amilase yang disebut juga eksoamilase dan

glukoaminase (Rehm dan Reed 1987).Amilum memiliki berat molekul tinggi, terdiri atas polimer glukosa yang

bercabang-cabang yang diikat dengan ikatan glikosidik. Degradasi amilum

membutuhkan enzim amilase yang akan memecah/menghidrolisis menjadi

polisakarida yang lebih pendek (dextrin), dan selanjutnya menjadi maltosa.

Hidrolisis akhir maltosa menghasilkan glukosa terlarut yang dapat ditransportmasuk ke dalam sel. Indikator yang dipakai pada uji amilolitik adalah iodine.

Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk warna biru hitam yang terlihat

pada media. Prosedur di bawah ini menunjukkan aktivitas amilase. NA yang

tersuspensi pati digunakan sebagai media. Indikator yang dipakai adalah iodine.

Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk komplex warna biru hitam yang

terlihat pada media. Warna biru hitam terjadi jika iodine masuk ke dalam bagian

kosong pada amilum yang berbentuk spiral. Reaksi yang terjadi pada uji amilolitik

dapat dilihat pada Gambar 5 di bawah ini (Friedmann dan Herbert 1981):

Uji amilolitik ini menggunakan Nutrien Agar yang mengandung pati 2%,

hal ini karena media tersebut merupakan medium untuk pertumbuhan bakteri,

selain itu kandungan pati yang terkandung dalam media NA yang nantinya akan

digunakan untuk produksi amilase. Larutan iodin digunakan untuk deteksi adanya

amilase dalam medium atau bahan. Larutan iodin yang digunakan karena

degradasi yang terjadi pada pati dapat diketahui dengan hilangnya material yang

terwarnai oleh iodin. Uji deteksi α amylase yang menghidrolisis α-1,4-glikogen

dan poliglucosan lainnya. Saat awal perlakuan terjadi penurunan yang cepat berat

molekul pati yang dihasilkan dari pewarnaan iodin. Amilum akan bereaksi dengan

iodin membentuk kompleks warna biru hitam yang terlihat pada media. Warna

hitam ini terjadi karena iodin masuk kedalam bagian kosong pada amilum yang



Gambar 6 Reaksi uji proteolitik

berbentuk spiral. Produk akhir utama dari degradasi ini adalah oligosakarida

dengan berat molekul yang rendah. Hasil percobaan pada uji amilolitik positif

menngandung enzim amilase pada bakteri Bacillus sp. Hal ini ditunjukkan oleh

adanya produksi enzim amilase oleh koloni bakteri pada media ditunjukkan

adanya zona bening dengan penambahan larutan iodin di sekitar koloni bakteri(Prescott dan Harley 2002).

Aktivitas proteolitik menghasilkan sedikit penggumpalan. Bakteri

proteolitik adalah bakteri yang memproduksi enzim protease ekstraseluler yaitu

enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepaskan keluar

dari sel. Semua bakteri mempunyai enzim protease di dalam sel, tetapi tidak

semua mempunyai enzim protease ekstraseluler. Dekomposisi protein oleh

mikroorganisme lebih kompleks daripada pemecahan karbohidrat dan produk

akhirnya juga lebih bervariasi. Hal ini disebabkan struktur protein yang lebih

kompleks. Mikroorganisme melalui suatu sistem enzim yang kompleks, memecah

protein menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana (Prescott dan Harley

2002).Uji proteolitik ditujukan untuk mengetahui kemampuan mikroorganisme

menghasilkan enzim protease. Protein yang digunakan dalam bentuk kasein susu

seperti media Skim Milk Agar (SMA). Hidrolisis kasein secara bertahap akan

menghasilkan monomernya berupa asam amino. Proses ini dinamakan

peptonisasi atau proteolisis. Protease merupakan enzim penting dan memiliki

nilai ekonomi yang tinggi karena aplikasinya yang sangat luas. Industri pengguna

protease di antaranya ialah industri deterjen, kulit, tekstil, makanan, hidrolisat

protein, pengolahan susu, farmasi, makanan, bir, film, dan limbah. Oleh karena

itu, tidak mengherankan apabila penggunaan protease mencapai 60% dari total

enzim yang diperjual belikan di seluruh dunia (Purwati Sri et al 2011).Protease merupakan enzim proteolitik yang mengkatalisis pemutusan

ikatan peptida pada protein. Protease dibutuhkan secara fisiologi untuk kehidupan

organisme pada tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme lainnya. Penggunaan

tumbuhan sebagai sumber protease dibatasi oleh tersedianya tanah untuk

penanaman dan kondisi yang cocok untuk pertumbuhan. Disamping itu, proses

produksi protease dari tumbuhan sangat memakan waktu. Protease tumbuhan

yang dikenal antara lain papain, bromelain, dan keratinase. Protease hewan yang

paling dikenal adalah tripsin, kimotripsin, pepsin dan renin. Enzim-enzim ini

dapat diperoleh dalam keadaan murni dengan jumlah besar. Reaksi yang terjadi

pada uji proteolitik dapat dilihat pada Gambar 6 di bawah ini (Gobel dkk 2008):

Penggunaan mikroorganisme sebagai sumber enzim protease dan

kemungkinannya untuk melakukan manipulasi genetik, menjadikan protease

mikroba lebih banyak dikembangkan. Banyak protease komersial, baik itu netral

maupun alkali dihasilkan oleh genus Bacillus. Protease netral dari bakteri mampu

aktif pada pH 5-8, dan memiliki toleransi suhu yang relatif rendah. Sehingga,

penggunaan HCl 10% bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi hidrolisis



atau pemutusan ikatan peptida pada protein. Neutrase, suatu protease netral

banyak digunakan pada proses hidrolisis protein makanan dalam industri makanan

dengan derajat hidrolisis yang rendah. Beberapa protease netral termasuk jenis

protease logam dan membutuhkan ion logam divalen untuk aktivitasnya. Sebagian

lagi termasuk protease serin, tidak membutuhkan ion logam dalam aktivitasnya.Protease alkalin dari bakteri memiliki aktivitas tertinggi pada pH 10 dan suhu

optimal pada suhu 60oC. Sifat-sifat yang dimiliki protease ini membuatnya cocok

untuk digunakan dalam industri detergen (Umbreit 1960).

Termofilik sebagai salah satu jenis bakteri dapat tumbuh pada suhu tinggi

yaitu 45oC-70oC dan berada di atas suhu tumbuh rata-rata bakteri mesofil. Oleh

karena memiliki ciri khas demikian, maka bakteri ini sebagian besar tumbuh dan

hidup pada daerah bersuhu tinggi, seperti sumber airpanas, kawah gunung berapi,

dan tempat pengomposan. Keuntungan dari bakteri ini adalah memiliki protein

yangdapat bekerja pada kondisi lingkungan dengan suhu tinggi dimana protein/

enzim lain dapat mengalami denaturasi. Salahsatu protease termostabil dapat

dihasilkan darimikroorganisme termofilik yaitu Bacillus subtilis (Umbreit 1960).Hasil percobaan pada uji proteolitik positif menngandung enzim protease

pada bakteri Bacillus sp. Hal ini ditunjukkan oleh adanya produksi enzim amilase

oleh koloni bakteri pada media ditunjukkan adanya zona bening dengan

penambahan larutan HCl 10% di sekitar koloni bakteri.

Uji katalase ini dilakukan untuk mengidentifikasi kelompok bakteri bentuk

kokkus. Penentuan adanya katalase ini terlihat dari pembentukan gelembung

udara di sekitar koloni setelah ditambahkan larutan H2O2 3% atau suatu pengujian

respirasi aerobik (proses fosforilasi oksidatif) pada mikroorganisme, beberapa

bakteri yang memiliki flavoprotein dapat mereduksi O2 dengan menghasilkan

hidrogen peroksida (H2O2) atau superoksida (O2-). Kedua bahan ini merupakan

bahan yang toksik dan menghancurkan kompenen sel dengan sangat cepat.

Bakteri harus dapat mempertahankan diri seperti dengan produksi O2 atau akan

terbunuh. Beberapa bakteri dapat memproduksi enzim yang dapat mengkatalisis

superoksids yaitu peroksida dismutase, dan juga katalase atau peroksidase yang

dapat mendekstruksi hidrogen peroksida (Hardioetomo 1983).

Katalase adalah enzim yang mengkatalisasikan penguraian hidrogen

peroksida (H2O2) menjadi air dan O2. Hidrogen peroksida terbentuk sewaktu

metabolisme aerob, sehingga mikroorganisme yang tumbuh dalam lingkungan

aerob dapat menguarikan zat toksik tersebut. Mikroorganisme tersebut akan

menghasilkan hidrogen peroksida, bahkan ada yang menghasilkan superoksida

yang sangat beracun. Senyawa ini dalam jumlah besar akan menyebabkankematian pada mikroorganisme. Senyawa ini dihasilkan oleh mikroorganisme

aerobik, fakultatif aerob maupun mikroaerofilik yang menggunakan jalur respirasi

aerobik. Superoksida dismutase adalah enzim yang bertanggung jawab untuk

penguraian khususnya superoksida pada organisme aerob yang bersifat katalase

negatif. Produksi katalase bisa diidentifikasi dengan menanmbahkan reagen

H2O2 pada suspensi bakteri. Jika dihasilkan gelembung gas, berarti bakteri

tersebut mampu memproduksi enzim katalase. Jika tidak dihasilkan gelembung

gas berarti uji katalase dinyatakan negatif. Reaksi kimiawi yang dikatalisasikan

oleh enzim terlihat dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8 sebagai berikut

(Irianto 2007) :



Sehingga

Gambar 7 Reaksi uji katalase

Gambar 8 Reaksi uji katalase

Hasil percobaan pada uji katalase pada bakteri Bacillus sp dan E. Coli

menunjukkan hasil yang positif. Hal ini ditunjukkan oleh adanya terbentuk

gelembung udara ketika ditambahkan larutan H2O2, sehingga dapat disimpulkan

bahwa pada bakteri Bacillus sp dan E. Coli terjadi proses respirasi secara aerob.

SimpulanBerdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa

pada uji amilolitik dan proteolitik pada bakteri Bacillus sp menunjukkan hasil

positif, sedangkan pada bakteri E. Coli menunjukkan hasil negatif, sehingga pada

bakteri Bacillus sp dan E. Coli mengandung enzim protease dan enzim amilum, begitu juga pada uji katalase pada bakteri Bacillus sp dan E. Coli menunjukkan

hasil positif, berarti bakteri Bacillus sp dan E. Coli terjadi proses respirasi secara

aerob yaitu terbentuknya gelembung udara.

Daftar Pustaka

Djide, et al . 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Makassar: Universitas Hasanuddin

Press.

Dwijoeseputro. 1990. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang: Djambatan Press.

Friedmann, Herbert. 1981. Biokimia. Jakarta: PT. Gramedia.

Gobel, Risco, B dkk. 2008. Mikrobiologi Umum Dalam Praktek . Makasar :

Universitas Hasanuddin.

Hardioetomo RSS. 1983. Mikrobiologi dalam Praktek . Bogor: IPB-Press.

Irianto K. 2007. Mikrobiologi. Bandung: Yrama Widya.

Pelczar, 1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi 2. Universitas Indonesia Press:Jakarta.

Prescott, Harley. 2002. Laboratory Exercises in Microbiology. New York The

MC-Graw Hill Companies.



Purwati Sri, et al. 2011. Aplikasi Protease dan Pengaruh Suhu Pada Asidifikasi

Digestasi Anaerobik Dua-Tahap Lumpur Ipal Biologi Industri

Kertas. Jurnal selulosa, Vol. 1 (1).

Rehm, Reed. 1987. Biotechnology. Vol 8: enzyme Technology. VCH Verlags:

Weinhaim Press.

Umbreit WW.1960. Aplied Microbiology. London : Academic Press.

Volk, Wheeler. 1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Soenartono Adisoemarto,

penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Principles of

Microbiology.

Documents

Laporan Aktivitas Enzimatik Mikroorganisme TM 8