“ISOLASI MIKROORGANISME DALAM PROSES PEMBUATAN ENZIM SEBAGAI HASIL PRODUK DI BIDANG INDUSTRI”

PENGERTIAN ISOLASI MIKROORGANISME

Isolasi adalah mengambil mikroorganisme yang terdapat di alam dan menumbuhkannya dalam suatu medium buatan. Proses pemisahan atau pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan karena semua pekerjaan mikrobiologis, misalnya telaah 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 (Sutedjo, 1996).

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 (Sutedjo, 1996).

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 (Sutedjo, 1996).

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam mengisolasi mikroorganisme adalah

1. Sifat dan jenis mikroorganisme

2. Habitat mikroorganisme

3. Medium pertumbuhan

4. Cara menginokulasi dan inkubasi

5. Cara mengidentifikasi

6. Cara pemeliharaannya (Dwidjoseputro, 1998).

Terdapat berbagai cara mengisolasi mikroba, yaitu (Admin, 2008) :

1) Isolasi pada agar cawan

Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengencerkan mikroorganisme sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari organisme lainnya. Setiap koloni yang terpisah yang tampak pada cawan tersebut setelah inkubasi berasal dari satu sel tunggal. Terdapat beberapa cara dalam metode isolasi pada agar cawan, yaitu: Metode gores kuadran, dan metode agar cawantuang.Metode gores kuadran. Bila metode ini dilakukan dengan baik akan menghasilkan terisolasinya mikroorganisme, dimana setiap koloni berasal dari satusel.
Metode agar tuang. Berbeda dengan metode gores kuadran, cawan tuang menggunakan medium agar yang dicairkan dan didinginkan (500C), yang kemudian dicawankan. Pengenceran tetap perlu dilakukan sehingga pada cawan yang terakhir mengandung koloni-koloni yang terpisah di atas permukaan atau di dalam cawan.

2) Isolasi pada medium cair

Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak dapat tumbuh pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada kultur cair. Metode ini juga perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial pengenceran. Semakin tinggi pengenceran peluang untuk mendapatkan satu sel semakin besar.

3) Isolasi sel tunggal

Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel mikroorganisme berukuran besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar cawan/medium cair. Sel mikroorganisme dilihat dengan menggunakan perbesaran sekitar 100 kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan dengan menggunakan pipet kapiler yang sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan secara aseptis.

Menurut Nuniek, 2002, isolasi mikroba dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara penggoresan dan cara penaburan.

a. Isolasi mikroba dengan cara penggoresan

Tujuan utama dari penggoresan ini adalah untuk menghasilkan koloni-koloni bakteri yang  terpisah dengan baik dari suspensi sel yang pekat. Cara ini lebih menguntungkan bila  ditinjau dari sudut ekonomi dan waktu, tapi memerlukan ketrampilan yang diperoleh  dengan latihan. Penggoresan yang sempurna akan menghasilkan koloni yang terpisah.  Ada beberapa teknik goresan, antara lain :

  1. Goresan T
  2. Goresan kuadran
  3. Goresan radian
  4. Goresan sinambung (Nuniek, 2001).

b. Isolasi mikroba dengan cara penaburan

Cara penaburan ( pour plate) merupakan cara yang kedua di samping penggoresan untuk  memperoleh biakan murni dari biakan campuran mikroba. Cara ini berbeda dari cara penggoresan dimana media agar diinokulasi dalam keadaan tetap cair yaitu pada suhu 450C, dan demikian pula koloni-koloni akan berkembang di seluruh media, tidak hanya pada permukaan. Untuk beberapa tujuan hal ini menguntungkan, contohnya dalam  mempelajari pertumbuhan koloni streptococcal pada sel-sel darah merah. Supaya koloni yang tumbuh dalam cawan tidak terlalu banyak ataupun sedikit maka contoh diencerkan hingga beberapa kali pengenceran dan ditaburkan pada beberapa cawan (Nuniek, 2001).

Khusus ntuk isolasi khamir dan jamur dikenal beberapa teknik inokulasi yaitu :

1. Teknik pengenceran

2. Teknik Hansen

3. Teknik Lindner

4. Mikromanipulator


 

 

 

 

 

 

 

Gambar Teknik Isolasi Dan Penapisan Mikroorganisme Untuk Produksi Bioaktif

 

 

 

 

 

 

gambar isolasi mikroorganisme



 

 

Gambar teknik gores kuadran


 

 

 

Gambar teknik gores T

 

PENGERTIAN ENZIM

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. Hampir semua enzim merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat.

Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Hal-ihwal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.

Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor enzim.

Sifat Enzim:

  1. Merupakan protein
  2. Merupakan biokatalisator.
  3. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi yaitu energy awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
  4. Enzim bekerja spesifik artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
  5. Bekerja sangat cepat
  6. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
  7. Tidak mengubah keseimbangan reaksi
  8. Memliki sifat aktif atau sisi katalitik yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi.
  9. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut activator.

Enzim dapat diperoleh dari sel-sel hidup dan dapat bekerja baik untuk reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel maupun di luar sel. Pemanfaatan enzim untuk reaksi-reaksi yang terjadi di luar sel Sekarang banyak diaplikasikan dalam dunia industri seperti industri makanan, detergen, penyamakan kulit, kosmetik, dll. Pemanfaatan enzim dapat dilakukan secara langsung menggunakan enzim hasil isolasi maupun dengan cara pemanfaatan mikroorganisme yang dapat menghasilkan enzim yang diinginkan.

PENGAPLIKASIAN ISOLASI MIKROORGANISME DALAM PROSES PEMBUATAN ENZIM

Enzim yang diisolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan pada berbagai macam industry. Misalnya enzim protease yang diisolasi dari Bacillus licheneformis, digunakan pada berbagai macam detergen sebagai bahan pembersih. Protese merusak dan melarutkan protein ynag mengotori pakaian. Enzim yang dihasilkan untuk proses-proses industri meliputi protease, amilase, glukosa oksidase, glukosa isomerasi, rennin, pektinase, dan lipase. Empat macam enzim yang secara luas diproduksi oleh mikroorganisme adalah protease, glukamilase, α-amilase dan glukosa isomerase.

Protease adalah enzim yang menyerang ikatan peptide molekul protein dan membentuk fragmen-fragmen kecil peptide. Strain rekombinan Bacillus sp. GX6644 mensekresikan alkanin protease yang sangat aktif terhadap protein kasein susu, dengan aktivitas tertinggi pada pH 11 dan temperatur 40-550C. Strain rekombinan yang lain yaitu Basillus sp. GX6638 mensekresi beberapa alkanin protease yang aktif pada kisaran pH yang cukup luas (8-12). Fungi yang memproduksi protease adalah spesies Aspergillus. Protease yang dihasilkan oleh fungi memiliki kisaran pH yang lebih luas dibandingkan protease yang diproduksi oleh bakteri.

Amilase digunakan dalam detergen dan dalam industri pembuatan bir. Ada beberapa tipe amilase, termasuk α-amilase yang digunakan untuk mengubah pati menjadi oligosakarida dan maltosa, β-amilase yang digunakan untuk mengubah pati menjadi maltose dan dekstrin, serta glukamilase yang mengubah pati menjadi glukosa. Ketiga enzim di atas digunakan untuk memproduksi sirup dan dekstrosa dari pati. Produksi amilase menggunakan fungi Aspergillus sp. Aspergillus oryzae digunakan untuk memproduksi amilase dari gandum pada kultur stasioner. Basillus subtilis dan Basillus diataticus digunakan untuk memproduksi amilase bakteri.

Glukosa isomerase mengubah glukosa ,menjadi fruktosa yang dua kali lebih manis dibandingkan sukrosa dan 1,5 kali lebih manis dibandingkan glukosa, sehingga fruktosa merupakan bahan pemanis yang sangat penting pada industri makanan dan minuman. Enzim ini diproduksi oleh Basillus coagulans, Streptomyces sp dan Nocardia sp.

Renin merupakan enzim penggumpal susu yang mengkatalisis koagulasi susu dalam industri pembuatan keju. Enzim ini diproduksi oleh Mucor pussilus atau Mucor meihei.

Enzim mikroorganisme juga digunakan dalam produksi polimer sintetik. Misalnya, industri plastic saat ini menggunakan metode kimia untuk memproduksi alkene oxide yang digunakan untuk memproduksi plastik. Produksi alkene oxide dari mikroorganisme melibatkan aksi tiga enzim yaitu piranose-2-oksidase dari fungi Oudmansiela mucida, enzim haloperoksidase dari fungi Caldariomyces sp dan enzim epoxidase dari Falvobacterium sp.

Pada produksi enzim yang stabil terhadap panas, DNA polimerasi sangat penting dalam proses amplifikasi DNA. Reaksi polimerasi (polymerase chain reaction, PCR) sangat penting bagi diagnosis kesehatan, forensik dan penelitian biologi molecular. Kultur Thermos aquaticus dan mikroorganisme termofilik lainnya digunakan untuk memproduksi DNA polimerase. Strain Escherichia coli yang direkayasa secara genetis mengandung gen untuk taq DNA polymerase dari thermus aquaticus , digunakan untuk membuat DNA polimerase rekombinan yang stabil terhadap panas yang disebut amplitaq (Pratiwi, 2008).

Sumber lain juga mengatakan bahwa Aplikasi Enzim dalam Industri makanan dan Minuman sebagai berikut penjelasannya:

Dalam bidang bioteknologi enzim merupakan salah satu produk yang banyak digunakan atau diaplikasikan untuk keperluan industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik dan lain sebagainya. Dalam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk. Beberapa contoh produk yang memanfaatkan enzim seperti keju, yoghurt, dan lain sebagainya (Philips, 2009). Beberapa contoh jenis enzim yang umum dan banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman antara lain :

a. Rennet

Rennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju (cheese) yang terbuat dari bahan dasar susu. Susu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. Rennet merupakan kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan keju. Rennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yan berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. Enzim yang paling umum yang diisolasi dari rennet adalah chymosin. Chymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran, akan chymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat rekayasa gebetik kadang aplikasinya dalam pembuatan keju atau cheddar menjadi kurang efektif.

b. Laktase

Lactase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. Tanpa suplai atau produksi enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut seperti kram, banyak buang gas, atau diare) dalam saluraqn cerna selama proses pencernaan produk-produk susu. Secara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas laktosa seperti susu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat es krim untuk membuat cream dan rasa produk yang lebih manis. Laktase biasanya diisolasi dari yeast (Kluyveromyces sp.) dan fungi (Aspergillus sp.).

c. Katalase

Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi (bovine livers) atau sumber microbial. Dan digunakan untuk mengubah hydrogen peroksida menjadi air dan molekul oksigen. Enzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju.

d. Lipases

Lipase digunakan untuk memecah atau menghidrolisis lemak susu dan memberikan flavour keju yang khas. Flavour dihasilkan oleh karena adanya asam lemak bebas yang diproduksi ketika lemak susu dihidrolisis. Selain pada industri engolahan susu juga pada industri lainnya.

e. Protease

Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Contoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin danpapain sebagai bahan pengempuk daging.

f. Amilase

Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. Enzim amilase dapat digunakan dalam proses pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa.

DAFTAR PUSTAKA

Agustina, W. 2004. Pemanfaatan Bacillus licheniformis sebagai Bakteri Penghasil Enzim Protease dengan Medium Tepung Biji Amaranth. PS MIPA Unsoed. Purwokerto.

Dwidjoseputro, S. 1992. Mikrobiologi Pangan. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Phillip, T. 2009. Enzymes Used in the Dairy Industry. www.About.com

Pratiwi, Sylvia T. 2008. Mikrobiologi farmasi. Erlangga. Jakarta.

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 59 other followers

%d bloggers like this: