PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL

Gratis

3
14
41
2 years ago
Preview
Full text

  

PERSEMBAHAN

  Kupersembahkan karya sederhana ini kepada : Ayahanda alm. Haryanto dan Ibunda Yuliana, S.Pd. tercinta

  Kakak dan adikku tersayang Engki Fandika dan Melania Fandika

  Segenap Keluarga besarku yang selalu mendoakan keberhasilanku, Sahabat dan teman-temanku yang selalu berbagi kebahagiaan, dan Almamater tercinta

  

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

  Alhamdulillah Puji dan syukur Penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

  Skripsi dengan judul "PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM

KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI BAKTERI

  

AMILOLITIK ISOLAT LOKAL" adalah salah satu syarat untuk memperoleh

  gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

  Dalam pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tidak lepas dari kesulitan dan rintangan, namun itu semua dapat penulis lalui berkat rahmat dan ridha Allah SWT serta bantuan dan dorongan semangat dari orang-orang yang hadir dikehidupan penulis. Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih setulus-tulusnya kepada :

  1. Bapak Mulyono, Ph.D., selaku pembimbing utama yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan, bimbingan, gagasan, bantuan, dukungan, semangat, kritik dan saran kepada penulis dalam proses perencanaan dan pelaksanaan penelitian serta dalam penulisan skripsi ini.

  2. Ibu Dra. Aspita Laila, M.S., selaku pembimbing kedua yang telah memberikan semangat, kritik, saran dan arahan kepada penulis sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

  3. Bapak Dr. Ir. Yandri A.S., M.S., selaku pembahas yang telah memberikan kritik, saran, arahan yang diberikan kepada penulis sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

  4. Ibu Dra. Ilim, M.S., selaku Pembimbing Akademik atas kesediaannya utuk memberikan bimbingan, bantuan, nasehat dan informasi yang bermanfaat kepada penulis.

  5. Seluruh dosen FMIPA Unila yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan yang sangat berguna kepada penulis selama kuliah.

  6. Bapak Andi Setiawan, Ph.D., selaku ketua Jurusan Kimia FMIPA Unila.

  7. Bapak Prof. Suharso, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

  8. Kedua orang tuaku yang sangat aku cintai dan sayangi. Papaku tersayang alm.

  Haryanto yang selalu hidup di dalam hatiku, yang tetap menjadi inspirasi dan semangat bagiku untuk tetap terus berjuang menggapai apa yang aku citakan, Papaku Sensuri Gomar yang selalu memberikan motivasi, semangat dan kasih sayang yang sangat luar biasa, mengajarkanku untuk menjadi orang yang kuat dan berguna bagi orang lain, panutan dan tauladan yang terhebat bagiku. Ibunda Yuliana, S.Pd tersayang dan tercinta yang selalu memberikan kasih sayang, senantiasa sabar dan mendoakan keberhasilanku, nasehat dan senyum yang menyemangatkanku. Terima kasih dengan sangat tulus dan ikhlas kuucapkan atas segala hal terbaik dan semua yang telah diberikan kepadaku yang takkan bisa aku ganti dengan apapun.

  9. Kakak dan adik ku tersayang, Engki Fandika dan Melania Fandika, terima kasih atas kebahagiaan, motivasi, keceriaan dan canda tawa yang tercipta selama ini. Kehadiran kalian adalah hal yang tak ternilai harganya dalam hidupku.

  10. Keluarga besarku yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan doa untuk keberhasilanku.

  11. Sahabat-sahabat terbaikku yang tersayang : Feraliana, S.Si., Tutik, S.Si.,

  Kurratul Uyun, Rika Yana, Triana Widya Sari terima kasih atas persahahabatan

  terhebat, segala dukungan, kebahagiaan, kesedihan, kasih sayang, rasa kebersamaan, keceriaan dan canda tawa yang selalu hadir disetiap hari- hariku, aku sangat bersyukur dan bangga mengenal kalian, semoga Allah selalu memberikan rahmat-Nya untuk keberhasilan kita.

  12. Teman-teman seperjuangan angkatan 2006 : Nindya Qurrata’ayun S.Si., Ayu

  Puspita Sari S.Si., Devi Cendekia S.Si., Harniati S.N. S.Si., Rusyda Ulfa S.Si., Nurma Hayati S.Si., Ni Putu Inda S.Si., Septiyana S.Si., Edwin Riski Safitra S.Si., Mustika Soraya S.Si.,Idra Herlina S.Si, Ekawati S.Si, Winda, Jibe, Nova, S.Si., Lince, S.Si., Putri Wulandari, S.Si., Fretti, Kartika (Boboci), Eka Eva Krisna, S.Si.

  (kiting), Nini, S.Si., Reni, S.Si., Okta, S.Si., Vera Septaria, S.Si., Prio, S.Si., Roni, S.Si. (kirun), Agung,, Tomi, S.Si., Slamet (slem), Hadi, Deri, Anju, Awan, Alex, Riski (kiki), dan Purwanto terima kasih untuk kebersamaan dan keceriaan

  selama menjalankan perkuliahan, tetap semangat dan jangan menyerah,

  13. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam penyusunan skripsi ini.

  Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

  Bandar Lampung, 2 Februari 2012 Penulis

  Kartika Fandika

  

ABSTRAK

PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL

  Oleh

  

Kartika Fandika

  Peranan enzim sebagai biokatalisator semakin meningkat seiring dengan pesatnya perkembangan industri, khususnya industri makanan, minuman, industri tekstil, industri kulit, dan industri kertas. Pertumbuhan sel dan produksi enzim oleh suatu mikroorganisme sangat dipengaruhi oleh kondisi medium kultur yang digunakan seperti sumber C, sumber N, ion logam dan pH. Pada penelitian ini telah dilakukan uji pengaruh beberapa faktor kondisi kultur terhadap pertumbuhan sel dan produksi enzim amilase isolat LTE-6. Faktor yang diteliti meliputi: variasi sumber N (pepton, NaNO

  3 , NH

  4 NO 3 dan CO(NH 2 ) 2 ), sumber C (glukosa,

  arabinosa, fruktosa dan gula), ion logam (Fe, Mn, Mg, Zn) dan variasi pH (5, 6, 7 dan 8) dengan berbagai variasi konsentrasi, yakni antara 0,5 – 2 % (w/v). Pertumbuhan sel diamati melalui pengukuran OD sel pada  600nm. Jumlah produksi enzim ditentukan melalui pengukuran aktivitas dan kuantitas enzim menggunakan metode Fuwa dan metode Lowry . Sampling dilakukan dalam interval waktu 8, 24, 31, 48 dan 55 jam. Hasil perlakuan menunjukkan bahwa kondisi optimum bagi pertumbuhan sel dan produksi enzim amilase dari isolat LTE-6 secara berurutan yakni: sumber N adalah pepton 0,5% (w/v), sumber C adalah gula 0,5% (w/v), ion logam adalah Fe 0,5% (w/v), dan pada pH 6.0. Pada masing-masing kondisi tersebut, diperoleh perubahan nilai aktivitas unit enzim amilase isolat ini secara berurut yaitu 9,8 U/ml, 10,83 U/ml, 9,5 U/ml, 8,7 U/ml, pada usia kultur 24, 48, 24, dan 24 jam, dengan OD sel 1.91, 3.75, 3.32, 1.45. Dengan kata lain, secara umum variasi kondisi medium kultur berpengaruh terhadap pertumbuhan sel dan produksi enzim amilase isolat LTE-6, yaitu pada

  

ABSTRACT

THE INFLUENCE OF SOME FACTORS IN THE GROWTH OF CELL

MEDIUM CONDITIONS ON THE PRODUCTION OF AMYLASE

ENZYMES FROM AMILOLITIK LOCAL ISOLATE

  By

  

Kartika Fandika

  The role of the enzyme as biokatalisator are increasing with the rapid industrial development, particularly the food industry, beverage, textile industry, leather industry and paper industry. Cell growth and enzyme production by a microorganism is affected by the culture medium used as the source of C, N sources, metal ions and pH. This research has been done on testing the influence of some factors on the growth of cell culture conditions and the production of amylase enzymes LTE-6 isolates. Factors studied include: variations in N sources (peptone, NaNO

  3 , NH

  4 NO 3 and CO (NH 2 ) 2 ), C source (glucose, arabinose,

  fructose and sugar), metal ions (Fe, Mn, Mg, Zn) and the variation of pH (5 , 6, 7 and 8) with various concentrations, ie between 0.5 - 2% (w / v). Cell growth was observed by measuring the OD of cells at 600Nm . Production quantities are determined by measuring enzyme activity and quantity of the enzyme using the method of Fuwa and method of Lowry. Sampling is done in the time interval 8, 24, 31, 48 and 55 hours. The results showed that treatment of the optimum conditions for cell growth and production of amylase enzymes of isolate LTE-6 in sequence are: N source was peptone 0.5% (w / v), C is the source of glucose 0.5% (w / v), metal ion is Fe 0.5% (w / v), and at pH 6.0. In each of those conditions, acquired changes in the activity of amylase enzyme unit is a sequential isolates is

  9.8 U / ml, 10.83 U / ml, 9.5 U / ml, 8.7 U / ml, at the age of culture 24, 48, 24, and 24 hours, with cell OD 1.91, 3.75, 3:32, 1:45. In other words, the general variation of the condition of the culture medium affects cell growth and production of amylase enzymes LTE-6 isolates, ie on cassava starch medium without treatment (sequentially 5.5 U / ml, 31 h, and 1.9), as has been described

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Enzim

  Enzim adalah produk protein sel hidup yang berperan sebagai biokatalisator dalam proses biokimia, baik yang terjadi di dalam sel maupun di luar sel (Poedjadi, 1994). Berdasarkan cara menghasilkannya, enzim dibagi menjadi dua, yaitu enzim ekstraseluler dan enzim intraseluler. Enzim ekstraseluler dapat diperoleh dalam keadaan murni pada biakan cair dengan cara pemisahan dan pemurnian yang tidak begitu rumit (Smith, 1990). Fungsi utama dari enzim tersebut adalah melangsungkan perubahan-perubahan pada nutrien di sekitarnya sehingga memungkinkan nutrien tersebut masuk ke dalam sel. Sedangkan enzim intraseluler memiliki peran dalam mensintesis bahan seluler dan menguraikan nutrien untuk menyediakan energi yang dibutuhkan oleh sel (Wirahadikusumah, 1989). Enzim merupakan unit fungsional dari metabolisme sel. Semua enzim yang diketahui hingga kini hampir seluruhnya adalah protein dan aktivitas katalitiknya bergantung pada integritas strukturnya sebagai protein. Enzim, seperti protein lain, memiliki berat molekul yang berkisar kira-kira 12.000 sampai lebih dari 1 juta. Oleh karena itu, enzim berukuran sangat besar dibandingkan substrat atau

1. Enzim Amilase

  Amilase merupakan enzim pemecah pati, glikogen dan polisakarida lain dengan cara menghidrolisis ikatan glikosidik α-1,4 atau ikatan glikosidik α-1,6. Amilase dibagi menjadi empat golongan, yaitu: α-amilase, β-amilase, glukoamilase dan enzim pemutus cabang. Berdasarkan produk akhir hidrolisisnya, enzim amilase dibagi menjadi α-amilase sakarifikasi dan amilase likuifikasi. Golongan pertama memberikan produk akhir gula bebas sedangkan golongan kedua adalah enzim yang memecah pati tetapi tidak menghasilkan gula bebas, kedua golongan amilase ini dibedakan secara eksperimen (Crueger, 1984).

  Enzim α-amilase (α-1,4 glukan-glukanhidrolase), termasuk enzim pemecah dari dalam molekul, bekerja menghidrolisis dengan cepat ikatan α-1,4 glukosida pada pati. Berat molekul α-amilase ± 50 kDa (Suhartono, 1989). Enzim ini banyak digunakan pada industri sirup, sari buah, dan selai. Enzim α-amilase mengandung paling sedikit 1 atom kalsium permolekul dan melekat dengan erat pada molekul enzim. Adanya kalsium tersebut menyebabkan enzim ini disebut “calcim metal

  coenzyme” (Judoamidjojo dkk., 1989). Ion kalsium ini penting untuk stabilitas

  dan aktivitas enzim. Afinitas ion kalsium pada α-amilase lebih kuat dari kation- kation lain. Masih belum jelas apakah ion kalsium dapat diganti oleh kation- kation lain (Vihinen and Mantsala, 1989). Mekanisme kerja enzim α-amilase pada amilosa dibagi dalam dua tahap, pertama degradasi secara cepat molekul amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak. Pada tahap ini terjadi penurunan kekentalan dengan cepat. maltosa dengan laju lebih lambat dan tidak secara acak (Winarno, 1995). Aktivitas α-amilase dapat diukur berdasarkan penurunan kadar pati yang larut, kadar dekstrin yang terbentuk, dan pengukuran viskositas atau jumlah gula pereduksi yang terbentuk (Judoamidjojo dkk., 1989).

  Pati bereaksi secara kimiawi dengan iodium, reaksi ini terlihat sebagai warna biru- kehitaman. Warna biru-kehitaman ini terjadi bila molekul iodium masuk ke dalam bagian yang kosong pada molekul zat pati (amilosa) yang berbentuk spiral. Proses iodinisasi zat pati menghasilkan molekul yang mengabsorpsi semua cahaya, kecuali warna biru. Bila zat pati ini telah diuraikan menjadi maltosa atau glukosa, warna biru ini tidak terjadi karena tidak adanya bentuk spiral (Lay, 1994).

  Aktivitas enzim α-amilase ditentukan dengan mengukur penurunan kadar pati yang larut dengan menggunakan substrat jenuh. Kejenuhan pati berpengaruh terhadap laju reaksi enzimatis. Apabila larutan pati terlalu jenuh maka enzim sulit terdifusi ke dalam larutan sehingga kerja enzim akan terhambat (Winarno, 1995).

  β-amilase (β-1,4 glukan maltohidrolase), memutus dari luar molekul dan menghasilkan unit-unit maltosa dari ujung nonpereduksi pada rantai polisakarida.

  Bila tiba pada ikatan α-1,6 glikosida seperti yang dijumpai pada amilopektin atau glikogen, aktivitas enzim ini akan terhenti. Enzim ini bekerja pada ikatan α-1,4 dengan menginversi konfigurasi posisi atom C (1) atau atom C nomor 1 molekul glukosa dari α menjadi β. Enzim β-amilase memiliki pH optimum antara 5-6 (Judoamidjojo dkk., 1989).

  Gamma amilase (γ –amilase), EC.3.2.1.3. disebut juga glukan 1,4-α–glukosidase, amiloglukosidase, ekso-1,4-α–glukosidase, lisosomal α-glukosidase, glukoamilase, 1,4-α-D-glukan glukohidrolase. Merupakan pemutus terakhir ikatan glikosida pada bagi ujung nonreduksi dari amilosa dan amilopektin untuk menghasilkan unit glukosa. Pullulanase, EC.3.2.1.41. merupakan enzim pemutus cabang, menghidrolisis hanya pada ikatan α-1,6 glikosida, seperti pullulan 6-glukanohydrolase. α- Glukosidase,EC.3.2.1.20. Memutus ikatan α-1,4 glikosida dari molekul amilosa ataupun amilopektin menjadi rantai-rantai pendek oligosakarida (Hagihara et al., 2001). Berdasarkan arah memutusnya ikatan glikosida dari amilum, maka enzim amilase dapat dikategorikan menjadi 2 kelompok (Reddy et al., 2003) yaitu endoamilase dan ektoamilase. Endoamilase melakukan hidrolisis secara acak dari bagian depan molekul amilum sehingga menghasilkan molekul oligosakarida dalam bentuk rantai lurus maupun bercabang dengan panjang rantai yang bervariasi sedangkan ektoamilase melakukan hidrolisis dari ujung nonreduksi dan dengan produk akhir molekul yang pendek. Enzim amilase secara konstitusi merupakan kelompok enzim yang sangat dibutuhkan dalam bidang industri, dengan pangsa pasar mencapai hampir 25% dari pasaran enzim di dunia (de Carvalho et al., 2008). Penggunaan enzim amilase dalam industri sangat luas mulai dari industri pembuatan roti, sirup, pemanis, campuran oligosakarida, dekstrin, industri tekstil, pembuatan etanol, pengujian limbah cair yang mengandung amilum, industri detergen, industri obat dan suplemen enzim (Palmer, 1985).

2. Fungsi dan Cara Kerja Enzim

  Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi)

  8

  dalam suatu reaksi kimia. Dimana suatu enzim dapat mempercepat reaksi 10

  11 sampai 10 kali lebih cepat daripada reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis.

  Seperti katalis lainnya enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia.

  Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim dengan substrat (reaktan). Ikatan sementara ini bersifat labil dan hanya untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim-substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir. Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lagi sebagai biokatalisator untuk reaksi yang sama. Enzim bekerja dengan dua cara, yaitu menurut Teori Kunci-Gembok (Lock and Key Theory) dan Teori Kecocokan Induksi (Induced Fit Theory). Menurut teori kunci-gembok, terjadinya reaksi antara substrat dengan enzim karena adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif (active

  site) dari enzim, sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat berperan

  sebagai kunci masuk ke dalam situs aktif, yang berperan sebagai gembok, sehingga terjadi kompleks enzim-substrat.

  Gambar 1. Pembentukan kompleks enzim-substrat berdasarkan Teori Kunci- Gembok (Lock and Key Theory) dan Teori Kecocokan Induksi (Induced Fit Theory).

  Pada saat ikatan kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim akan kembali pada konfigurasi semula. Berbeda dengan teori kunci gembok, menurut teori kecocokan induksi reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena adanya induksi substrat terhadap situs aktif enzim sedemikian rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang komplemen atau saling melengkapi. Menurut teori ini situs aktif tidak bersifat kaku, tetapi lebih fleksibel (Murray et al., 1997).

3. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik

  Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi enzimatik, antara lain:

a) Substrat (reaktan) Kecepatan reaksi enzimatik umumnya dipengaruhi kadar substrat.

  Penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum. Penambahan substrat selanjutnya tidak akan menambah

  b) Suhu

  Seperti reaksi kimia pada umumnya, maka reaksi enzimatik dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Kepekaan enzim terhadap suhu pada keadaan suhu melebihi optimum disebabkan terjadinya perubahan fisikokimia protein penyusun enzim. Umumnya enzim mengalami

  o kerusakan (denaturasi) pada suhu diatas 50 C (Wolfe, 1993).

  c) Keasaman (pH)

  pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Daya katalisis enzim menjadi rendah pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadi denaturasi protein enzim. Enzim mempunyai gugus aktif yang bermuatan positif (+) dan negatif (-). Aktivitas enzim akan optimum kalau terdapat keseimbangan antara kedua muatan. Pada keadaan asam cenderung bermuatan positif, dan pada keadaan basa cenderung bermuatan negatif, sehingga aktivitas enzim menjadi berkurang atau bahkan menjadi tidak aktif. pH optimum untuk masing-masing enzim tidak selalu sama (Orten and Neuhaus, 1970).

  d) Penghambat enzim (Inhibitor)

  Inhibitor enzim adalah zat atau senyawa yang dapat menghambat enzim. Ada beberapa cara penghambatan enzim, seperti penghambat secara bersaing (kompetitif), penghambat tidak bersaing (non- kompetitif), penghambat umpan balik (feed back inhibitor), dan

e) Waktu inkubasi

  Waktu yang diperlukan oleh enzim untuk bereaksi secara optimum dengan produk tidaklah seragam, ada beberapa yang membutuhkan waktu yang lebih lama untuk bereaksi (Orten and Neuhaus, 1970).

B. Mikroorganisme

  Sel merupakan unit struktural dan fungsional organisme hidup. Organisme terkecil terdiri dari sel tunggal. Terdapat berbagai jenis sel yang amat bervariasi dalam ukuran, bentuk, dan fungsi khususnya. Ada dua kelas utama sel, yaitu sel prokariot dan sel eukariot (Albert et al., 1994). Sel yang paling tua dikenal sebagai prokaryotis (dari kata “pro” yan artinya sebelum, dan “karyon” yang artinya nukleus). Golongan ini terdiri dari dua golongan utama yaitu bakteri dan sianobakteri (alga hijau-biru), dimana molekul nukleid terdapat secara langsung pada sitoplasma tanpa ada sistem membran yang memisahkannya sebagai kompartemen yang terpisah ( Wolfe, 1993). Sel prokariot memiliki struktur yang sederhana, pertumbuhan selnya mudah dan cepat, serta mekanisme yang relatif sederhana dalam proses reproduksi. Sel prokariot bereproduksi dengan cara aseksual yang sangat sederhana. Organisme ini tumbuh hingga ukurannya berlipat ganda, kemudian membelah diri menjadi sel anak yang identik (Lehninger, 1988).

1. Nutrien Mikroba

  mensintesis vitamin dan berperan dalam sporulasi. Nutrien dasar bagi mikroorganisme harus mengandung sumber energi untuk tumbuh seperti unsur karbon, nitrogen, dan logam. Nutrien yang tergolong sumber energi adalah senyawa hasil oksidasi dari lemak, protein, amonium, karbohidrat, dan gula sederhana. Kebutuhan sumber karbon dapat dipenuhi dengan adanya CO

  2 atau

  senyawa seperti gula, pati, dan karbohidrat lai. Kebutuhan akan nitrogen dapat

  • dipenuhi oleh NH atau senyawa nitrat organik/anorganik. Untuk pertumbuhan

  4

  normal mikroorganisme membutuhkan ion logam yang berfungsi sebagai kofaktor (Suhartono, 1989).

  Histidin, ditiotreitol dan merkaptoetanol merupakan senyawa yang berperan sebagai kofaktor enzim ini. Selain itu beberapa logam juga dapat berperan

  • 2+ 2+ 2+ 2+ 2+

  sebagai kofaktor antara lain Ca , Ba , Mn , Ag , dan Fe . Sedangkan Hg ,

  2+ 2+ 2+ 3+ 3+ 2+ 2+

  Cu , Mg , Rb , Fe , Al , Cd dan Ni merupakan inhibitor enzim α-amilase (Schomburg and Salzmann, 1991).

2. Fase Pertumbuhan Mikroorganisme

  Pertumbuhan mikroorganisme untuk menghasilkan produk tertentu mempunyai siklus pertumbuhan tertentu tergantung produk yang akan dihasilkan. Fase pertumbuhan mikroorganisme dibagi menjadi empat diantaranya fase lag, fase esponensial, fase stasioner, dan fase menurun (kematian) (Dwidjoseputro, 1987).

a. Fase lag

  Pada fase ini mikroorganisme melakukan metabolisme belum terjadi pembelahan sel dan berlangsung cepat atau lambat tergantung jenis mikroorganisme dan inokulum serta kondisi lingkungan.

  b. Fase eksponensial

  Pada fase ini sel akan membelah diri sampai mencapai jumlah maksimum sesuai dengan kondisi lingkungannya. Saat ini mikroorganisme mengalami pertumbuhan yang tertinggi tetapi tidak berlangsung sama karena pertumbuhan dibatasi oleh jumlah nutrien dan penimbunan zat racun sebagai hasil metabolisme sekunder.

  c. Fase stasioner

  Pada fase ini pertumbuhan mikroorganisme seimbang dengan kematiannya. Pertumbuhan mikroorganisme terhenti dan terjadi akumulasi produk di dalam sel atau media fermentasi. Dengan terakumulasinya produk pada media fermentasi akan mengganggu proses sintesis enzim. Pada fase ini sel-sel menjadi lebih tahan terhadap keadaan ekstrim seperti panas, dingin, radiasi, dan bahan kimia.

d. Fase menurun (fase menuju kematian) Pada fase ini sebagian mikroorganisme mulai mengalami kematian.

  Jumlah sel yang mati semakin lama akan semakin banyak, dan kecepatan kematian dipengaruhi oleh kondisi nutrien, lingkungan, dan jenis jasad renik.

3. Amilase dari Mikroorganisme

  Enzim yang digunakan untuk keperluan industri sebagian besar diisolasi dari mikroba. Pemilihan mikroba sebagai sumber enzim mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan enzim yang diisolasi dari tumbuhan maupun hewan. Keuntungan itu antara lain sel mikroba lebih mudah untuk ditumbuhkan dan kecepatan pertumbuhannya relatif lebih cepat, skala produksi sel lebih mudah ditingkatkan apabila dikehendaki produksi yang lebih besar, biaya produksinya relatif lebih murah, kondisi selama produksi tidak tergantung oleh adanya perubahan musim dan waktu yang dibutuhkan dalam proses produksi lebih singkat (Poernomo, 2003). Amilase secara umum diproduksi oleh tumbuhan, hewan, manusia dan mikroba, tetapi enzim amilase yang berasal dari fungi dan bakteri mendominasi penggunaan enzim amilase di bidang industri. Beberapa dari jenis Bacillus sp. dan

  

Actinomycetes, termasuk Termomonospora dan Thermoactinomycetes merupakan

kelompok yang memiliki kemampuan besar dalam meproduksi enzim amilase.

  Bacillus licheniformis memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim amilase

  dalam kondisi lingkungan yang bersifat alkalis (Reddy et al., 2003). Enzim amilase yang dihasilkan oleh mikroba terutama dari bakteri, merupakan jenis enzim ekstraseluler (Palmer, 1985). Bakteri menghasilkan enzim ekstraseluler di dalam sel dan menggunakannya di luar sel, yaitu untuk menghidrolisis sumber makanan yang mengandung amilum yang terdapat di lingkungannya. Molekul amilum tidak dapat masuk ke dalam sel terlebih dahulu oleh enzim amilase ekstraselular menjadi molekul karbohidrat yang lebih sederhana dan kecil ukuran molekulnya. Molekul hasil hidrolisis amilum oleh enzim amilase tersebut selanjutnya akan diangkut masuk ke dalam sel bakteri dan digunakan sebagai sumber karbon bagi aktivitas pertumbuhan dan kehidupannya (Benson, 1994). Enzim amilase ekstraseluler yang dihasilkan bakteri maupun fungi tersebut dimanfaatkan sebagai katalisator dalam industri maupun untuk keperluaan dalam bidang kesehatan. Untuk mendapatkan enzim amilase dari mikroba tersebut maka kultur mikroba yang memproduksi enzim amilase ekstraseluler tersebut disentrifugasi untuk mendapatkan supernatan yang mengandung enzim amilase ekstraselular (Palmer, 1985).

4. Amilum

  Amilum adalah polimer karbohidrat dengan rumus molekul (C

  6 H

  10 O 5 )n.

  Karbohidrat golongan polisakarida ini banyak terdapat di alam, terutama pada sebagian besar tumbuhan. Amilum dalam bahasa sehari-hari disebut juga pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian. Amilum merupakan kelompok terbesar karbohidrat cadangan yang dimiliki oleh tumbuhan sesudah selulosa (Liu, 2005). Butir-butir pati apabila diamati dengan mikroskop ternyata berbeda-beda bentuknya dan ukurannya tergantung dari tumbuhan apa pati tersebut diperoleh (Poedjiadi, 1994). Amilum disusun oleh dua kelompok polisakarida yaitu amilosa, kira kira 20–28% amilopektin memiliki monomer yang sama yaitu molekul glukopiranosa. Amilosa terdiri dari 100-10000 unit D-glukopiranosa permolekulnya, yang tiap unitnya berikatan lewat ikatan α-1,4 glikosida (Liu, 2005). Tiap rantai polimer molekulnya memiliki satu ujung gula tereduksi dan satu ujungnya lagi gula nonreduksi sehingga molekul amilosa merupakan rantai terbuka (Poedjiadi, 1994). Amilosa merupakan bagian terdepan dari rantai amilum, bersifat larut dalam air yang dipanaskan dan dapat membentuk endapan dalam air, yang sifatnya tidak dapat balik (Aiyer, 2005). Amilopektin merupakan rantai molekul polisakarida yang memiliki banyak percabangan. Molekul D-glukopiranosa yang menjadi unit monomernya yang berikatan lewat ikatan α-1,4 glikosida seperti pada amilosa yang membentuk rantai lurus dan ikatan α-1,6 glikosida yang membentuk percabangan pada rantai amilopektin tersebut (Murray et al., 2003). Molekul amilopektin lebih besar dari molekul amilosa dengan berat moleklunya berkisar antara 106–109 g permolnya (Liu, 2005). Molekul amilosa merupakan molekul yang larut dalam air dan memberikan warna biru apabila tercampur dengan larutan iodin, sedang amilopektin merupakan molekul yang tidak larut dalam air dan akan kelihatan berwarna merah bila terkena iodin (Sale, 1961). Butir-butir pati tidak larut dalam air dingin, tetapi apabila suspensi dalam air dipanaskan terbentuk suatu larutan koloid yang kental. Bila pati dipanaskan dan didilusi dengan asam, pati akan terhidrolisis menjadi dekstrin, maltosa dan D- glukosa (Sale, 1961). Semua hasil hidrolisis ini memiliki sifat yang larut dalam

akanmengubah amilum menjadi maltosa dalam bentuk β-maltosa (Poedjiadi, 1994).

  Gambar 3. Struktur Kimia dari (1) Amilosa dan (2) Amilopektin Dalam kehidupan manusia amilum berperan sebagai sumber makanan penghasil energi utama dari golongan karbohidrat, disamping itu amilum juga dapat berperan sebagai bahan aditif pada proses pengolahan makanan, misalnya sebagai penstabil dalam proses pembuatan puding. Amilum juga berperan dalam pembuatan sirup dan pemanis buatan seperti sakarin (Liu, 2005).

III. METODOLOGI PENELITIAN

  A. Waktu dan Tempat Penelitian

  Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2010 sampai dengan bulan April 2011 di Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

  B. Alat dan Bahan

  Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain spektrofotometer UV-

  VIS, sentrifuga, mikropipet, shaker (orbit environ shaker), laminar air flow, pH universal, autoklaf, jarum ose, pembakar spiritus, neraca analitik dan alat-alat gelas laboratorium lainnya. Bahan-bahan yang digunakan adalah pati singkong, pepton, NaNO

  3 , NH

  4 NO 3 ,

  CO(NH

  2 ) 2 , glukosa, fruktosa, maltosa, ekstrak ragi, NaCl, CaCl 2, K

  2 HPO 4 ,

  KH

  2 PO 4 , MgSO 4 .7H

  2 O, MnSO 4 .H

  2 O, FeSO 4, CaCl 2 , (NH 4 )

  2 HPO 4 , NaOH,

  pereaksi iodin, BSA (Bovine Serum Albumin), Na CO , Na-K- tartarat,

  2

  3 CuSO 4 .5H

2 O, reagen folin ciocelteau, alkohol, spiritus, akuades serta isolat LTE-6.

C. Prosedur Penelitian

1. Penyiapan Medium dan Pereaksi

  a. Pembuatan Pereaksi untuk Pengukuran Aktivitas Enzim Amilase Metode Fuwa (Fuwa, 1954)

  Pembuatan pereaksi iodin yaitu dengan cara melarutkan 2 g KI dengan sedikit akuades di dalam labu takar 100 mL, lalu ditambahkan 0,2 g I

  2 dan ditambahkan dengan akuades hingga tanda batas.

  Pembuatan larutan pati yaitu dengan cara memasukkan 0,5 gram pati ke dalam labu takar 100 mL kemudian ditambahkan 0,1 M buffer asetat hingga tanda batas, lalu dipanaskan.

  b. Pembuatan Pereaksi Lowry untuk Pengukuran Kadar Protein et al., 1951). (Lowry

  Pereaksi A dapat dibuat dengan cara melarutkan 2 g Na

  2 CO 3 dengan 100 mL

  NaOH 0,1N. Pereaksi B dapat dibuat dengan cara menambahkan 5 ml CuSO

  4 .5H

2 O 1% (w/v) ke dalam 5 mL larutan Na-K-tartarat 1% (w/v) . Pereaksi

  C dapat dibuat dengan cara menambahkan 2 mL pereaksi B dengan 100 mL pereaksi A. Pereaksi D dapat dibuat dengan cara mengencerkan reagen Folin- Ciocelteau dengan akuades 1:1.

2. Penumbuhan Mikroba

  Diinokulasi 1 ose mikroba dari isolat terpilih yaitu isolat LTE-6 masing-masing ke dalam erlenmeyer yang telah berisi medium NB cair steril. Tiap 100 mL o

  diinkubasi pada shaker dengan kecepatan 180 rpm pada suhu 37 C selama 1 malam (overnight: 16-20 jam). Sebanyak 1% inokulum ini selanjutnya digunakan untuk menginokulasi media kultur dengan volume yang lebih besar.

  3. Penentuan Profil Pertumbuhan

  Profil pertumbuhan mikroorganisme meliputi fase lag, fase ekspenensial, fase stasioner dan fase kematian. Untuk mengetahui profil pertumbuhan tersebut dilakukan pengukuran optical density (OD) pada selang waktu (8, 31, 48, dan 55 jam). Pengukuran OD dilakukan pada panjang gelombang 600 nm.

  4 Penentuan Profil Kadar Protein dan Aktivitas Enzim Amilase

  Isolat LTE-6 dikultur selama 55 jam dan dilakukan sampling dengan kisaran waktu 8, 24,31,48, dan 55 jam. Sampel kultur disentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm dan supernatan yang diperoleh diuji kadar proteinnya dengan metode

  

Lowry dan aktivitasnya menggunakan metode Fuwa, seperti yang dijelaskan pada

prosedur 5 dan 6.

  5 Penentuan Kadar protein Metode Lowry Metode Lowry digunakan untuk mengetahui kadar protein (Lowry et al., 1951).

  Sebanyak 0,1 mL enzim ditambahkan 0,9 mL akuades lalu direaksikan dengan 5 mL pereaksi C. Campuran diaduk secara merata dan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar. Kemudian ditambahkan dengan cepat 0,5 mL pereaksi D dan diaduk dengan sempurna. Setelah itu didiamkan selama 30 menit pada suhu dilakukan pada λ 600 nm. Konsentrasi protein enzim ditentukan dengan menggunakan kurva standar BSA.

6 Penentuan Aktivitas Enzim Metode Fuwa

  Aktivitas α-amilase ditentukan oleh metode iodin (Fuwa, 1954). Pati soluble 0,5% di dalam buffer asetat 0,1 M sebanyak 300 μ L ditambahkan dengan enzim

  o

  sebanyak 100 μ L dipanaskan pada suhu 55 C selama 10 menit lalu ditambahkan 0,2 M HCl sebanyak 40 μ L, ditambahkan larutan iodin 0,5 mL, dan ditambahkan H

  2 O hingga volumenya 10 mL, lalu diukur dengan spektrofotometer UV-VIS o

  pada λ 700 nm. Kontrol dibuat dengan cara memanaskan enzim pada suhu 100 C selama 30 menit. Aktivitas unit dihitung dari jumlah enzim yang mereduksi warna biru 10% permenit.

  

7. Pengaruh Beberapa FaktorTerhadap Pertumbuhan Bakteri dan Produksi

Enzim Amilase

a. Pengaruh Sumber N

  Sumber N yang digunakan adalah pepton, NaNO

  3 , CO(NH 2 ) 2 dan NH

  4 NO 3 .

  Masing-masing sumber N sebesar 0,5% (w/v) ditambahkan ke dalam medium standar. Medium kultur dengan komposisi tersebut kemudian diinokulasi dengan starter dan ditumbuhkan seperti yang dijelaskan pada prosedur 4. Sampling dilakukan pada rentang waktu 8, 24, 31, 48, dan 55 jam. Sampel kultur diukur nilai OD, kadar protein, dan aktivitas enzim seperti pada prosedur 3, 5 dan 6. Untuk sumber N terbaik kemudian dilakukan uji pengaruh variasi konsentrasi dari

  b. Pengaruh Sumber C

  Sumber C yang digunakan adalah glukosa, fruktosa, arabinosa, dan gula. Masing- masing sumber C sebanyak 0,5% (w/v) ditambahkan ke dalam medium tanpa perlakuan Medium kultur dengan komposisi tersebut kemudian diinokulasi dengan starter dan ditumbuhkan seperti yang dijelaskan pada prosedur 4.

  Sampling dilakukan pada setiap 24 jam selama 72 jam. Sampel kultur diukur nilai OD, kadar protein, dan aktivitas enzim seperti pada prosedur 3, 5 dan 6. Untuk sumber C terbaik kemudian dilakukan uji pengaruh variasi konsentrasi dari 0,5 – 2 % (w/v) dan diukur sebagaimana tersebut di atas.

  c Pengaruh Ion Logam Sumber ion logam yang digunakan adalah MgSO ZnSO , MnSO dan FeSO .

  4, 4 4,

  4 Masing-masing sumber ion logam sebanyak 0,5% (w/v) ditambahkan ke dalam

  medium tanpa perlakuan. Medium kultur dengan komposisi tersebut kemudian diinokulasi dengan starter dan ditumbuhkan seperti yang dijelaskan pada prosedur

  4. Sampling dilakukan pada rentang waktu 8, 24, 31, 48, dan 55 jam. Sampel kultur diukur nilai OD, kadar protein, dan aktivitas enzim seperti pada prosedur 3, 5 dan 6. Untuk sumber ion logam terbaik kemudian dilakukan uji pengaruh variasi konsentrasi dari 0,5 – 2% (w/v) dan diukur sebagaimana tersebut di atas.

  d. Pengaruh pH

  Medium yang digunakan untuk menginokulasi bakteri divariasikan pHnya dari pH dilakukan pada rentang waktu 8, 24, 31, 48, dan 55 jam. Sampel kultur diukur nilai OD, kadar protein dan aktivitas enzim seperti pada prosedur 3, 5 dan 6.

  Untuk pH terbaik kemudian dilakukan uji pengaruh variasi dari 6 - 8 dan diukur sebagaimana tersebut di atas.

  Isolat Bakteri Profil Pertumbuhan Bakteri pada Medium Tanpa Perlakuan

  • ditumbuhkan dalam medium tanpa perlakuan (24, 48, 72 jam)
  • diukur nilai OD
  • >diukur aktivitas dan kadar protein
  • diukur nilai OD Profil Pertumbuhan Bakteri pada Medium Optimasi Profil Aktivitas dan Kadar Protein Enzim Amilase pada Medium Optimasi Pengaruh Variasi pH
  •   Profil Aktivitas dan Kadar Protein Enzim Amilase pada Medium Tanpa Perlakuan

      Pengaruh Beberapa Faktor terhadap Pertumbuhan dan Produksi Enzim

      Sumber N Sumber C

      Sumber Ion Logam

    • diukur aktivitas dan kadar protein
    • >diukur nilai OD
    • diukur aktivitas dan kadar protein

    V. SIMPULAN DAN SARAN

    A. Simpulan

      Berdasarkan hasil yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat ditarik simpulan sebagai berikut:

      1. Kondisi optimum bagi pertumbuhan sel dan produksi enzim amilase isolat LTE-6 adalah dengan menggunakan sumber N pepton 0,5% (w/v), sumber C gula 0,5% (w/v), sumber ion logam Fe 0,5% (w/v) pada pH 6.0.

      2. Bila dibandingkan dengan data yang dilaporkan oleh Mulatasih (2010), maka kondisi kultur tersebut di atas memberikan pengaruh sebagai berikut:

    • Pepton mempersingkat waktu produksi enzim yaitu 24 jam dengan nilai aktivitas unit 9,8 U/ml.
    • Gula memperlambat waktu produksi enzim menjadi 48 jam dengan aktivitas unit 10,83 U/ml.
    • Ion Fe pada kondisi sumber N dan sumber C optimum mampu mengembalikan kecepatan produksi enzim ke 24 jam dengan aktivitas unit 9,5 U/ml.
    • pH 6.0 merupakan pH yang optimum bagi pertumbuhan sel dan produksi enzim dengan aktivitas unit sebesar 8,7 U/ml dalam

    B. Saran

      Kondisi optimum yang diperoleh pada penelitian ini, kedepan diharapkan dapat digunakan untuk tahap pemurnian enzim amilase LTE-6 dalam skala besar.

      

    PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR

    TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI

    BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL

      (Skripsi)

      

    Oleh

    KARTIKA FANDIKA

    FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

      

    Motto

    niscaya Allah akan meninggikan orang-orang

    yang beriman di antaramu dan orang-orang yang

    diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan

    Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.

      

    (QS. Al Mujaadilah : 11)

    Tanda akal seseorang itu adalah pekerjaannya, dan

    tanda ilmu seseorang itu adalah perkataannya.

      

    (Imam Gozhali)

    Orang yang luar biasa tidak pernah memperhatikan

    hasil, tetapi mereka hanya memikirkan dan

    mengerjakan prosesnya

      

    (Asep Hilman)

    If you want something you ve never had, you must

    be willing to do something you ve never done

    (Thomas Jefferson)

    RIWAYAT HIDUP

      Penulis dilahirkan di Kotaagung, Tanggamus, Lampung pada tanggal 3 Mei 1988, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara, putri dari Bapak alm. Haryanto dan Ibu Yuliana, S.Pd. Jenjang pendidikan diawali dari Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 1 Pasar Madang diselesaikan pada tahun 2000. Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 1 Kotaagung diselesaikan pada tahun 2003, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Negeri Alkautsar Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2006. Tahun 2006, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila melalui jalur PKAB (Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat).

      Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten praktikum Biokimia untuk Fakultas Pertanian dan Jurusan Biologi Fakultas MIPA, serta menjadi asisten mikrobiologi untuk Jurusan Analis Kimia Fakultas MIPA. Pada tahun 2008 penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di laboratorium Biokimia dan Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia FMIPA Unila, dan pada tahun 2010, penulis memulai penelitiannya di tempat yang sama. Selama di Universitas, penulis aktif dibeberapa organisasi internal diantaranya Rohis FMIPA sebagai Kepala Biro Keputrian kepengurusan 2008/2009 dan Himaki sebagai anggota

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (41 Halaman)
Gratis

Dokumen yang terkait

ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM DEKSTRANASE YANG DIHASILKAN OLEH MIKROBA ISOLAT LOKAL DARI BLOTONG
0
12
16
ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM AMILASE DARI ACTINOMYCETES ISOLAT LUMPUR HUTAN BAKAU
4
31
64
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN POLIOL TERHADAP STABILITAS TERMAL ENZIM α- AMILASE DARI Bacillus subtilis ITBCCB148
2
36
53
PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL
3
14
41
ANALISIS PRODUK HASIL BIOKATALISIS ENZIM CGT-ASE BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL DARI ONGGOK SINGKONG
1
12
25
PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM CGT-ase DARI BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL LTi-21-3
0
16
59
PENGARUH BEBERAPA FAKTOR PADA MEDIUM KULTUR TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI ENZIM CGT-ase DARI BAKTERI AMILOLITIK ISOLAT LOKAL LTI-3-A2.4
0
13
38
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN POLIOL TERHADAP STABILITAS TERMAL ENZIM α- AMILASE DARI Bacillus subtilis ITBCCB148
0
5
5
ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM AMILASE DARI ACTINOMYCETES ISOLAT LUMPUR HUTAN BAKAU
0
4
7
REVALIDASI PENGARUH VARIASI KOMPOSISI MEDIUM KULTUR TERHADAP PRODUKSI ENZIM AMILASE DARI Bacillus sp. STRAIN LTE-6 REVALIDASI EFFECT OF MEDIUM COMPOSITION VARIATIONS OF CULTURE OF PRODUCTION enzyme amylase Bacillus sp. STRAIN LTE-6
1
8
51
KARAKTERISASI PRODUKSI EKSOPOLISAKARIDA (EPS) DARI LIMBAH JERAMI PADI OLEH ISOLAT BAKTERI ASAM LAKTAT LOKAL
11
57
44
PEMURNIAN DAN KARAKTERISASI ENZIM CGT-ase (SIKLODEKSTRIN GLUKANOTRANSFERASE) DARI BAKTERI ISOLAT LTi-A.24
7
35
68
OPTIMASI MEDIUM PRODUKSI ENZIM SELULASE DARI BAKTERI. PROBIOTIK LOKAL Bacillus sp
2
13
42
OPTIMASI MEDIUM PRODUKSI ENZIM XILANASE DARI BAKTERI PROBIOTIK LOKAL Bacillus sp.
6
38
62
PENGARUH SENYAWA KOFAKTOR DAN STABILITAS TERHADAP AKTIVITAS ENZIM β-1,3-GLUKANASE DARI ISOLAT BAKTERI TERMOFIL Bacillus licheniformis HSA3-1a
0
0
6
Show more