Isolasi dan Pemilahan Mikroba Termolilik Penghasil Enzim Hidrolase

(1)

SKRISI

ISOASI D_{AN PEN ROBA TERMOFLK}

PENGIIASL ENM DROASE

Oleb: Sberly Pannjn

F0249I07

2003

FAKLTAS TEKNOGI PERTANIAN NSTITUT PERTANIAN BGOR

(2)

SHERL Y PANUJU. F02499107. solasi dan Pemilahan Mikoba Termoilik Penghasil Enim Hidrolase. Di bawah bimbingn Maggy Thenawidjaja Suhartono. 2003

RINGKASAN

Penggan enzim yang dihasilkan oleh miroorganisme yang erasal dari lingkungan ekstrem khususnya gan dengan suhu yang tinggi (mikroa termoilik) telah erbasil mengatasi keteran engan enzim sebagai biokatalis pada industri. Miroa tofik dapat ditui di anyak an di Indonesia. Sumer air panas yang eliputi a, ata air panas, solatara dan fumarol menjadi babitat k agi miroa terebut.

Penelitian i etujuan untuk en isolasi dan an terhadap miroba termoilik pengbasil enzim-enim hidrolase eeluler i h atu sumer air panas yang ada di Indonesia yaitu sumer air Pen r Panas Cianggu, Cwidey, Badung. Dari isolat-isolat miroa yang erasil diisolasi, dipilh eerapa isolat yang erpotensi engbasilkan enim keratiase dan ditentukan eerapa karakter enim yang diasnnya.

Enim hidrolase eseluler yang dicari ta n: enzim protease, enim e, enim selu1ase, enzim e, enim kitinase, enim kitoe, dan enzim keratiase. Samel yang diambil erupa , pasir, lupur dan air dan diawa ke laoratorin tanpa ern khusus. lsolasi dn pada suhu 70·C selama 2 bari dengan pH mdia 7. Isolasi miroba protolitik dkan dengan mennbuhkan el pada dia Luria Agar (LA) yang engandung 2% susu skim. Untuk eeroleh miroa amiloIitik, isolat ditnbuhkan pada media LA yang mengadung 2% l, miroba selulolitik dilsolasi i media yang mengandung 2% CMC, an miroa itik dtisolasi i media yang mengandung 0,5% oat spell yla. Pengujian juga dkan untuk mencari adanya mikroba kitinolitk dan kitosanolitik dengan egn dia kitin yang mengandung koloidal kitin sebanyak 1,5% dan edia itosan yang mengandung 1 % koloidal kitosan. Untuk miroba yang ersiat keratinolitk ditentukan dengan analisis zimogram.

Dari basil isolasi diperoleh 186 isoiat termoilik. Dua puluh a isolat di antaranya silkan enzim proteae, 69 isolat enghasilkan enzim e, 12

isolat menghasilkan enzim selulase, 5 isolat enghasilkan enzim e, mn tidak terdapat isoiat yang dapat mengasilkan· enzim endesi kitin atau kitosan. Terdapat pula isolat yang ampu mengbasilkan lebib i satu jenis enzim. Empat isolat mapu mengbasilkan enzim e dan e, dua isolat engbasil enzim se dan selulase, satu isolat penghasil enzim protease dan e, serta dua

isolat penghasil enzim protease dan selulase.

(3)

Teknik zimoram i merupakan engemangan dari elektroforesis gel poilamida (PAGE), dia sueatan ebas sel engandung ekstrak kasar enzim yang dihasilkan isolat roba dibuat ermuatan negatif dengan enamahan deterjen anionik seerti SDS, laiu dipiahkan si-raksi proteinnya di bawah

n k erdasarkan ukuran partikeinya (8M). Selain digunakan untuk mengetahui aktivitas keratinolitik enim juga digunakan untuk mengetahui erat molekul enzim Konsentrasi poaida yang digunakan adalah 10%.

Enzim yang telah dipisahkan rsi-sinya pada elektroforesis diinkubasi pada suhu 70°C, n menghidrolisis substrat yang jika diwi enghasilkan pita pita ening di atas dasar biro. Penentuan erat olekul dilakukan dengan memandingkan pita-pita protein pada arer n sampel.

Dari 15 isolat yang diuj� 12 dianya mei aktivitas keratinolitik. Empat enzim yang memiliki aktivitas keratinolitik terbaik yaitu enzim yang dibasilkan oleb isolat CW 2-84, CW 3-11, CW 3-13, n CW 3-26 diterisasi lebh iaojut. Keratinase yang l i isolat CW 2-84, CW 3-11, CW 3-13, n CW 3-26 ei kineja teraik pada subu 70°C. Pengujian terbadap pengarub pH enunjukkan ba keet enim sih ei daya hidrolisis pada n pH

6-12, banya enim i isola! CW 3-26 dengan erat molekul 89 kDa yang dapat ekerja pada pH 4.

Keratiase dari isolat CW 2-84, CW 3-11, CW 3-13 dapat en terbadap en mpai IOO·C selatna I jam kan keratinase i isolat CW 3-26,

(4)

ISOLASI DAN PEN MKROBA TERMOLIK PENGHASL ENM IUDROLASE

SKRSI

Segai sah atu syarat untuk eeroleh gelar

SARJANA TENOGI PERTANIAN

Pa Den Tenologi Pangan n G,

Fls Teknologi Pn, Institut Pertanian Bogor

Oleh

SERLY PANUJU

F0249107

203

FAKULTAS TEKNOLGI PERT ANIAN INSTITUT PERTANAN BOGOR

(5)

mSTITUTPERTAN\N BGOR FAKLTAS TEKNOGIPERTAN\N

ISOASI DAN PEN ROBA TERMOFK PENGIASL ENM IlDROASE

SKRISI

Sebagai h au syarat untuk memperoleh gelar SAJANA TENOGI PERTAN\N Pada Departeen Teknologi Pangan n G,

Fakultas Tekologi Pn, Institut Pen Bogor

Oleh

SIIELY PAUm F0249107

Dilahirkan pada tanggal 28 Maret 1981 di _Bukittinggi

Tanggal lulus : 16 Desemer 2003

o�8 Januari 2004

(6)

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur kepada lh Bapa di surga atas karunia n kasih yang

dilimpahkanNya serungga enulis dapat menyelesaikan perkuliahan, melaksanakan

enelitian n enyusun tugas r. Skripsi i disusun erdasarkan enelitian di

Laoratoriwn Mikrobiologi n Bio, Pusat Penelitian Bioteknologi, IPB, Bogor

dari bulan Maret 2003 pai Novemer 203.

Dengan erakhimya studi i, enulis ingin mengucapkan terima kasih kepada

semua pihak yang telah memantu :

I. Pro. r. Ir. Magy Tenawidjaja Subartono atas segala bimbingan, dorongan,

usilitas n snbangan ihnunya.

2. Dr. Ir. Harsi D. Kusrm n Ir. Didab Nur Faridah, MS atas

kesediaannya untuk enguji dan memerikan saran-n kepada enulis.

3. Proyek ketja Yonsei University-Korea dengan Pusat Penelitian Bioteknologi

IPB yang telab mei serungga enelitian i dapat erlangsung.

4. Papa n Maa atas doa, didikan, dorongan n kasih sayannya, Ce Susi n

adikku Lenny atas doa dan seangatnya

5, Cecilia n Yonathan atas keeamya di Lab. B. Thank's for our

riendship, thanks or everything. Although we ae not the bs4 we should do

the st.

6. Keluarga esar Lab. B : Ema, Bu Ika, Bu Eni, Bu Eko, Pak Mard� Bu Nita,

Yant� Pak s, k Dina, Bu Tati, Yossie, Teh Emma, Erwin, ni, Adi,

Andi, YamiD, Yanti yang telah membantu enulis dalam penelitian.

7. Sahahatku : Erty, n, Wyima, .. . . .. Terima kasih atas doa dan bantuannya.

8. Warga Serena tercinta: Lenny, Sheshe," Nona, Winda, Endras, Adit, Angga,

Christian, V eva, Dolyna, Pak Kus, k Lastri n Endah. Teria kasih atas

keersannya. Thank's or eing my friends, my mily.

9. lri Serena: Ci Dian, Asen, Yovi, Lila, Fi, . .. Terima kasih atas do., bantuan dan dorongannya.

10. Ten-ten TPG' 36.

1 1. Semua pihak yang telah embantu n tidak dapat disebutkan satu persatu.

(7)

Penulis menyadari sh terdapat anyak kekurangan am enyusn

skripsi i. Oleh karena itu enulis embuka di eeria n n kritik nk

menyempn skripsi i. Semog. tn i at eat a gi pemca.

Bogor. Desemer 2003

Penulis

(8)

I.

DTRISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR TABEL ... vii

DAFT AR GAMBAR ... ... ... ... viii

DAFTAR LAPIRAN ... ... x

PENDAHULUAN ... . A. LATAR BELAKANG ... . 1 B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUST A .. . ... ... 4

A. IKROBA TERMOFlLlK DAN ENZIM TERMOST ASIL .. ... 4

B. PRINSIP ISOLASI IKROBA ... 7

C. KERATINASE MIKROBA ... ... 8

D. ELEKTROFORESIS DAN ZIMOGRAM UNTUK ANALISIS ENZIM ... ... ... 11

III. METODOLOGI PENELITIAN ... ... ... 11

A. BAHAN DAN ALAT ... 14

1. Bahan ... ... 14

��... 14

B. ETODE PENELITIAN ... ... ... 14

1. lsolasi Miroba Tennok ... 14

a. Penghasil Enzim Protease ... ... 15

h. Penghasil Enzim e ... ... 15

c. Penghasil Enzim Selulase ... ... ... 15

d. Pensil Enzim Xe ... 15

e. Penghasil En Kitinase ... ... ... 16

[ Penghasil Enzim Kitosanase ... ... .... .. ... ... 16

g. Penghasil Enzim Keratinase ... ... ... ... ... 16

2. Produksi Enzim Keratinase ... ' ... ... 16

3. Analisis Zhnogram ... " ... ... ... ... .... 1 7 a. Pembuatan Gel ... ... ... ... ... .. ... ... 17

(9)

b. Pelarian Sampel . .. . . ... . . 17

4. rakteriasi Keratinase . . . ... . . ... . . ... ... 18

•. Pengaruh Suhu . . . ... 18

b. Pengaruh pH . . . 18

c. Stabilitas Panas . . . ... . . .. .. ... . . 18

IV. HASIL DAN PEB AHASAN . . . 19

A. ISOLASI MIKROBA TERMOFILIK . . . ... 19

B. PRODUKSI ENZIM KERATlNASE . . . ... 29

C. ANALISIS ZIMOGRAM . . ... . ... . ... . ... ... . . ... ... 30

D. KARAKTERISASI ENZIM ... . . ... ... 32

I. Pengaruh Suhu . . . ... ... ... ... 32

2. Pengaruh pH . . . ... ... ... ... ... 34

3. Pengujian Stabilitas Panas .... . . ... ... ... 37

V. KESIMPULAN DAN SARAN . . . ... ... ... ... .. 40

A. KESIMPULAN . . . ... ... ... 40

B. SARAN .... . . .. . . 40

DAFTAR PUSTAKA . . . .. . . .. . . 42

LAMPIRAN ... . . ... ... ... ... 45

(10)

DAFTAR TABEL

Hln

Tael 1. Contoh uta m n biomolekul yg diisolasi dari

ekstremoil n kemungkinan aplikasinya . ... . ... ... ... 5

Tael 2. Enzim tennoilik dan hiertenoilik dengan potensi aplikasi pada industri ... . ... ... 6

Tael3. Kandungan m o pada keratin . . . .... 9

Tael4. Beerapa mikroa endesi keratin n teristiknya .... .... lO TaelS. Hsl engujin terbadap isolat miroba tenoilik i lokasi 1 ... 21

Tael6. Hsl pengujian terbadap isoat mikroa tennoilik i lokasi 2 ... 22

Tael 7. Hsl engnjian teradap iola! miroa toilik i lokasi 3 ... 24

Tael8. Marker untuk zimoram ... ... ... ... 30

Tael9. Peetapan erat molekul enim ... ... 3 1

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)