ISOLASI BAKTERI PENGHASIL PROTEASE DARI LIMBAH CAIR TAHU DI KOTA PADANG
Mega Okta Sirvia1, Gustina Indriati2, Erismar Amri2 1
Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat 2
Dosen Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat [email protected]
ABSTRACT
Protease is one of the industrial enzyme that has commercial value reaches 60% of the total sales of enzymes throughout. Protease enzyme used in industry are generally produced from bacteria. This research aims to know the results of isolation of bacterial, proteolytic test and morphology of protease producing bacteria from tofu liquid waste in the city of Padang. This research uses descriptive method. A many as 6 factories in the city of Padang is taken at the time of production presses of tofu with lateral 42-580C temperature and pH 5-6. Nine isolates obtained from tofu liquid waste with incubated at a temperature of 500C, seven isolates showed the presence of protease activity. Proteolytic index retrieved between 1,27-3,48. Liquid waste at the tofu factory ATB on isolates 3.1 has the largest index of proteolytic ie 3,48 with characteristic white morphological forms, irregular shapes, curved edges and raised elevation.
Keywords: bacteria, protease, liquid waste tofu
PENDAHULUAN
Bakteri merupakan salah satu mikroorganisme penghasil enzim yang paling banyak digunakan sebagai sumber enzim. Bakteri lebih dianggap menguntungkan karena pertumbuhannya cepat, dapat tumbuh pada substrat yang relatif murah dan mampu menghasilkan enzim (Akhdiya, 2003). Menurut Waluyo (2004) bakteri dikelompokkan atas tiga golongan berdasarkan daerah aktivitas temperatur yaitu bakteri
psikrofil, bakteri mesofil dan bakteri termofilik.
Bakteri termofilik adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu tinggi sekitar 40-800C (Waluyo, 2004). Keanekaragaman bakteri termofilik memberikan gambaran potensi yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan. Pada saat ini bakteri termofilik dipelajari dan diteliti secara intensif karena alasan pengembangan penelitian dasar dan aplikasi bioteknologi. Salah satu
enzim yang dapat dihasilkan oleh bakteri termofilik yaitu protease.
Protease adalah enzim yang berperan dalam reaksi biokatalis yang menyebabkan pemecahan protein. Protease merupakan salah satu enzim dalam bidang industri yang nilai komersialnya mencapai 60% dari total penjualan enzim seluruh dunia. Enzim protease dapat dihasilkan oleh tanaman, hewan maupun mikroorganisme seperti bakteri. Indonesia dikenal sebagai negara yang telah memanfaatkan enzim protease dalam bidang industri. Protease digunakan dari berbagai aplikasi industri seperti detergen, farmasi, produk-produk kulit, produk-produk makanan dan proses pengolahan limbah industri (Fatoni dkk, 2008).
Bakteri memiliki peran penting sebagai penghasil protease karena memiliki beberapa keunggulan antara lain, bakteri memiliki siklus hidup yang singkat, efisiensi waktu dan tempat produktivitas tinggi. Enzim protease bernilai komersil, maka perlu ditemukan sumber-sumber penghasil enzim protease, salah satunya dari
bakteri termofilik yang terdapat pada limbah cair tahu. Berdasarkan hal tersebut maka pada penelitian ini dilakukan isolasi bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu di Kota Padang.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Februari 2017. Sampel limbah cair tahu yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari enam lokasi yang ada di kota Padang. Sedangkan untuk uji laboratorium dilakukan di Laboratorium Biologi Kopertis Wilayah X Sumatera Barat.
Penelitian imi dilakukan menggunakan metode deskriptif dengan 3 tahap yaitu isolasi, uji proteolitik, dan pengamatan bentuk morfologi (warna, bentuk, tepian dan elevasi) bakteri.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tabung reaksi, rak tabung reaksi, cawan petri, autoklav, inkubator, pipet tetes, lup, gelas ukur, beaker glass, timbangan digital, lemari pendingin, pH indikator, labu erlemeyer, lampu spritus, drill glass, jangka sorong,
laminar air flow, vortex, ose, hot plate, sarung tangan dan alat tulis.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aluminium foil, aquades, alkohol 70%, medium Nutrient Agar (NA), bacto agar, susu skim, kapas, kertas label, tissue, kertas koran dan limbah cair tahu.
Alat-alat yang digunakan sebelumnya di cuci bersih dengan menggunakan detergen dan keringkan. Setelah itu mulut wadah ditutup dengan kapas dan dibungkus dengan kertas koran. Medium yang digunakan dihomogenkan terlebih dahulu dengan pemanasan. Sterilisasi alat dan medium dilakukan dengan autoklav pada suhu 1210C selama 15 menit dengan tekanan 15 psi. Untuk jarum ose disterilisasi dengan pemijaran.
Media NA ditimbang sebanyak 2 gram agar ditambah aquades 100 ml dan dituangkan kedalam labu erlenmeyer. Kemudian panaskan sambil diaduk menggunakan pengaduk bermagnet di atas hot plate sampai mendidih. Larutan yang sudah homogen
diautoklav pada suhu 1210C, 15 atm selama 15 menit.
Susu skim ditimbang sebanyak 2 gram dan 1,5 gram bacto agar dimasukkan kedalam beaker glass yang berisi 100 ml aquades. Kemudian panaskan sambil diaduk menggunakan pengaduk bermagnet di atas hotplate. Larutan yang homogen pada suhu 1210C, 15 atm selama 15 menit.
Sampel diambil dari hasil akhir produksi tahu pada saat pengepresan, lalu dimasukkan ke dalam botol sampel yang berukuran 150 ml. Sampel limbah cair diambil sebanyak 1 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi, di tambahkan 9 ml aquades dan di vortex hingga terbentuk suspensi yang homogen. Sebanyak 1 ml diambil dari suspensi pengenceran 10-1 dengan menggunakan pipet tetes steril dan dimasukan kedalam tabung reaksi ke dua dan ditambahkan 9 ml aquades hingga terbentuk suspensi 10-2 sampai 10-3.
Diambil 1 ml suspensi dari 10-3 disebarkan pada permukaan medium NA dalam cawan petri dan diratakan dengan menggunakan drill
glass. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 50°C selama 48 jam. Koloni bakteri yang tumbuh dan mempunyai karakter morfologi berbeda ditetapkan sebagai isolat terpilih untuk dilanjutkan uji aktivitas protease secara kualitatif.
Uji aktivitas protease secara kualitatif dilakukan dengan menghitung Indeks Proteolitik pada media Skim Milk Agar dan diinkubasi pada suhu 500C selama 48 jam. Hasil uji positif dapat dilihat dari adanya zona bening di sekitar koloni. Perhitungan indeks proteolitik adalah perbandingan diameter zona bening dengan diameter koloni bakteri (Baehaki dan Rinto, 2011).
IP = Diameter Zona Bening Diameter Koloni
HASIL DAN PEMBAHASAN Sebanyak 9 isolat bakteri limbah cair tahu yang tumbuh pada medium NA dari 6 pabrik tahu diuji aktivitas protease secara kualitatif yang ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening disekitar isolat yang telah diinkubasi.
Pada tabel 2 dapat dilihat sebanyak 7 isolat bakteri limbah cair tahu memiliki aktivitas protease dengan terbentuknya zona bening pada media skim milk agar. Zona bening yang terbentuk karena terjadinya pemutusan ikatan peptida pada protein oleh protease menjadi unit peptida yang lebih kecil, hidrolisis sempurna dari protein akan menghasilkan asam amino. Susu skim mengandung kasein yang disertakan ke dalam medium pertumbuhan bakteri berfungsi sebagai substrat enzim (Muharni dkk, 2013).
Aktivitas enzim protease terhadap substrat yang baik ditunjukkan dengan nilai indeks proteolitik (IP) yaitu lebih dari 3, nilai IP pada kisaran 1< IP < 3 menunjukkan aktivitas protease sedang, nilai IP < 1 menunjukkan aktivitas enzim protease kurang optimal (Said, 2009 dalam
Situmorang, 2014). Berdasarkan tabel 2, indeks proteolitik (IP) tertinggi terdapat pada pabrik tahu ATB isolat 3.1 yaitu 3,48 (gambar 2) sedangakan IP terendah terdapat pada pada pabrik tahu MTB isolat
4.2 yaitu 1,27. Berdasarkan IP yang terbesar pada pada pabrik tahu ATB isolat 3.1 tergolong sebagai bakteri
dengan aktivitas protease terhadap substrat yang baik.
Tabel 2. Indeks proteolitik isolat dari bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu
No Kode Isolat Ф koloni (mm) Ф Zona Bening (mm) Indeks Proteolitik 1. LCT A1.1 3,25 6,04 1,86 2. LCT S2.1 - - - 3. LCT S2.2 2,05 4,4 2,15 4. LCT ATB3.1 1,45 5,04 3,48 5. LCT MTB4.1 - - - 6. LCT MTB4.2 15,05 19,1 1,27 7. LCT NTB5.1 4,05 6,01 1,48 8. LCT NTB5.2 3,05 9,45 3,09 9. LCT SAB6.1 11,03 22,01 1,99 Ket: (-) tidak mempunyai aktivitas enzim protease
Pada pabrik tahu NTB, S, SAB, A dan NTB dengan isolat 5.2, 2.2, 6.1, 1.1 dan 5.1, memiliki IP yang tergolong sebagai bakteri dengan aktivitas enzim protease sedang, yang berarti proses aktivitas enzim protease dalam mengubah protein menjadi asam amino tidak tinggi dan tidak rendah yang berkisar antara 1,48-3,09.
Gambar 2. Zona bening pada pabrik tahu ATB isolat 3.1 Salah satu faktor penyebab terdapatnya perbedaan luas zona
bening yang ditemukan pada setiap isolat yaitu faktor lingkungan dari tempat pabrik tahu seperti suhu dan pH. Hal ini sesuai dengan Lehninger (1998) dalam Pakpahan, (2009), bahwa aktivitas suatu enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu pH, konsentrasi substrat dan enzim, suhu serta adanya aktivator atau inhibitor.
Isolat bakteri S2.1 dan MTB4.1 tidak menunjukkan adanya zona bening disekitar koloni, dikarenakan bakteri dari isolat tersebut tidak mampu menghasilkan enzim protease. Hal ini disebabkan tidak sesuainya antara substrat kasein yang ada pada medium skim milk
agar dengan protease yang dihasilkan oleh isolat tersebut. Menurut Lehninger, (1995) dalam Muharni dkk, (2013), menyatakan enzim memiliki ciri yang hampir sesuai bagi substrat dan reaksi akan terjadi pada sisi aktif enzim melalui ikatan spesifik dengan substrat.
Hasil bentuk morfologi koloni bakteri yang meliputi warna, bentuk, tepian dan elevasi dari
7isolat penghasil protease dari limbah cair tahu dapat dilihat pada table 3.
Hasil karakteristik morfologi koloni bakteri menunjukan bahwa ke 7 isolat bakteri limbah cair tahu mempunyai warna yang sama yaitu putih.
Tabel 3. Hasil bentuk morfologi bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu
No Isolat LCT Morfologi Koloni Bakteri
Warna Bentuk Tepian Elevasi
1 A1.1 Putih Tidak beraturan Berlekuk Timbul 2 S2.2 Putih Tidak beraturan Berlekuk Datar 3 ATB3.1 Putih Tidak beraturan Berlekuk Timbul
4 MTB4.2 Putih Bundar Berombak Timbul
5 NTB5.1 Putih Tidak beraturan Berombak Timbul 6 NTB5.2 Putih Tidak beraturan Berlekuk Timbul 7 SAB6.1 Putih Tidak beraturan Berombak Timbul
Pada gambar 3 dapat dilihat bentuk morfoloi makroskopis bakteri pada pabrik tahu ATB isolat 3.1.
Gambar 3. Makroskopis pada pabrik tahu ATB isolat 3.1
Karakteristik secara makroskopis di lakukan pada bakteri
yang berpotensi menghasilkan enzim protease dilihat dari warna, bentuk, tepian dan elevasi koloni bakteri. Pada tabel 3 dapat dilihat pengamatan morfologi secara makroskopis yang hampir sama, memiliki warna yang sama pada setiap isolat yaitu putih. Pada pabrik tahu A, ATB dan NTB dengan Isolat 1.1, 3.1 dan 5.2 memiliki
karakteristik morfologi yang sama yaitu bentuk tidak beraturan, tepian yang berlekuk dan elevasi yang timbul. Pada pabrik tahu NTB dan SAB dengan isolat 5.1 dan 6.1 juga memiliki karakteristik morfologi yang sama yaitu bentuk koloni tidak beraturan, tepian berombak, dan elevasi timbul. Pada pabrik tahu S Isolat 2.2 memiliki bentuk koloni tidak beraturan, tepian berlekuk dan elevasi datar. Pada pabrik tahu MTB isolat 4.2 memiliki bentuk morfologi yang berbeda yaitu bentuk koloni bundar, tepian berombak dan elevasi yang timbul. Menurut Ochman dkk, 2005 dalam Gusnayetty, 2014, menyatakan bahwa karakteristik fenotip bakteri bersifat tidak statis, sehingga bakteri yang sama dapat memperlihatkan karakteristik morfologis yang berbeda.
Untuk mendapatkan jenis bakteri tersebut perlu di uji secara mikroskopis dan uji biokimia. Penelitian yang penulis lakukan hanya mengamati morfologi secara makroskopis dari bakteri pada limbah cair tahu dalam menghasilkan enzim protease. Sehingga pengamatan yang dilakukan hanya
secara makroskopis meliputi warna, bentuk, tepian dan elevasi koloni bakteri.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian isolasi bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu di Kota Padang didapatkan hasil isolat bakteri termofilik sebanyak 9 isolat dari 6 pabrik tahu di Kota Padang. Sebanyak 9 isolat yang didapatkan hanya 7 isolat yang menghasilkan protease dengan indeks proteolitik berkisar antara 1,27-3,48 sedangkan indeks proteolitik tertinggi terdapat pada pabrik tahu ATB isolat 3.1 yaitu 3,48. Bentuk morfologi koloni dari 7 isolat bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu umumnya memiliki bentuk yang hampir sama, memiliki warna koloni yang sama yaitu putih, bentuk koloni tidak beraturan dan bundar, tepian yang berlekuk dan berombak, serta elevasi timbul dan datar.
DAFTAR PUSTAKA
Akhdiya, A. 2003. Isolasi Bakteri
Penghasil Enzim Protease
Buletin Plasma Nutfah Vol.9 No.2 Th.2003.
Baehaki. A & Rinto. 2011. Karakteristik Protease Dari Isolat Bakteri Asal Tumbuhan Rawa Dari Indralaya. Jurnal. Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya.
Fatoni, A. Z. & Puji. L (2008).
Isolasi dan Karakterisasi
Protease Ekstraseluler dari Bakteri dalam Limbah Cair Tahu. Jurnal Natur Indonesia 10 (2), April 2008:83-88).
Gusnayetty. 2014. Identifikasi
Bakteri Penghasil Amilase
Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir
(TPA) Sampah Di Kota
Padang. Skripsi. Program Studi
Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat.
Muharni, Juswardi, Istantina, P., 2013. Isolasi Dan Identifikasi
Bakteri Termofilik Penghasil Protease Dari Sumber Air Panas Tanjung Sakti Lahat Sumatera Selatan. Jurusan Biol
ogi FMIPA Universitas
Sriwijaya. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung. Pakpahan, 2009. Isolasi Bakteri dan
Uji Aktivitas Protease
Termofilik Sumber Air Panas
Sipoholon Tapanuli Utara
Sumatera Utara. Tesis.
Universitas Sumatera Barat: Medan.
Situmorang. N & Kusuma. H. 2014. Karakteristik Dan Uji Proteolitik Kualitatif Isolate Bakteri Dari Limbah Cair Nanas. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung. SEMIRATA.
Waluyo, L. 2004. Mikrobiologi
Umum. Malang: Universitas
