UJI AMILOLITIK DAN IDENTIFIKASI BAKTERI TERMOFILIK PENGHASIL AMILASE DARI TANAH KOMPOS
Oleh
Pipi Astroni Wilis, RRP. Megahati2, Vivi Fitriani3. Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat
Email: Pipiastroni@gmail.com
ABSTRACT
Amylase enzyme in a very vast industry utilization ranging from industry manufacture of bread, syrup, a sweetener, a mixture of oligosaccharides, dextrin, textile industry. Therefore, this enzyme contributes about 30% of world production of the enzyme. This study aims to obtain isolates and determine the type of amylase production thermophilic bacteria from soil compost.
This research has been research month December 2014 in the laboratory Kopertis Region X and January 2015 in the Veteriner Regional II Bukit Tinggi, for sampling conducted in Lubuak Minturun using descriptive method, Padang. Amylolytic test results have shown that bacteria from the soil with compost produces amylase widest amylolytic index 3.38 mm and morphological and biochemical showed that amylase-producing thermophilic bacteria from the compost soil bacteria of the genus Bacillus. From the results of this study can not be determined species of enzyme- producing bacteria from soil compost, it is necessary to do further research to identify the molecular
Key words: thermophilic bacteria, Amylase, Compost and Identification
PENDAHULUAN
Bakteri termofilik mampu hidup secara optimal di atas suhu 45oC, dengan struktur protein penyusun enzim yang tetap stabil atau tidak terdenaturasi oleh panas.
Pada lingkungan yang ekstrim baktesri termofilik dapat menghasilkan enzim dengan sifat tahan terhadap suhu tinggi, yang dikenal sebagai enzim termofilik (Agustien 2010).
Salah satu jenis enzim yang banyak dihasilkan oleh bakteri termofilik adalah enzim amilase. Enzim amilase memiliki distribusi yang sangat luas dan merupakan salah satu jenis enzim yang paling banyak dipelajari baik, di Indonesia maupun di luar Indonesia (Aiyer, 2005). Hal ini disebabkan proses-proses kimia dalam bidang industri banyak yang berlangsung pada suhu yang relatif tinggi di atas 40oC. Agar proses reaksi berlangsung cepat dibutuhkan bantuan enzim, namun enzim yang digunakan harus bersifat stabil pada suhu yang tinggi tersebut. Banyak industri yang melibatkan bantuan enzim amilase terutama amilase termostabil dalam proses reaksi-reaksi kimianya. Penggunaan enzim amilase dalam industri sangat luas mulai dari industri pembuatan roti, sirup, pemanis, campuran oligosakarida, dekstrin, industri textil, pembuatan ethanol, industri detergen, industri obat dan suplemen enzim (Palmer,
1985). Oleh karena itu, enzim ini menyumbang sekitar 30% dari produksi enzim dunia (Al-zazaee. et al., 2011).
Menurut Brock (1978) bakteri termofilik penghasil enzim amilase dapat diisolasi dari berbagai tempat seperti sumber-sumber geotermal, daerah vulkanik, air panas di darat maupun air panas di laut dalam dan juga dari proses pembuatan kompos. Kompos adalah bahan–bahan organik (sampah organik) yang telah mengalami proses pelapukan karena adanya interaksi antara mikroorganisme baik jamur maupun bakteri yang bekerja di dalamnya.
Pengomposan merupakan proses dekomposisi bahan organik yang dilakukan oleh mikroorganisme dengan melibatkan fase termofilik dengan kondisi aerob.
Menurut Sutanto (2002) pada proses pengomposan suhu mulai naik setelah 4-5 hari proses pengomposan.
Enzim amilase sangat bernilai komersil, karena itu perlu dicari dan diteliti sumber-sumber di muka bumi yang dapat menghasilkan enzim amilase termostabil tersebut. Maka perlu ditemukan banyak sumber-sumber penghasil enzim amilase dengan karakteristik yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Salah satu usaha untuk memperoleh bakteri termofilik penghasil enzim amilase adalah dengan melakukan pencarian pada tanah kompos dan identifikasi untuk mengetahui genus dari
bakteri tersebut. Kompos yang di jadikan sampel terdapat dikota Padang yaitu di Lubuk Minturun. Dimana proses pembuatan komposnya masih secara alami atau tanpa manggunakan bioaktifator yang bahan- bahannya diperoleh dari Tempat Pembuangan Sampah (TPA) setempat, berupa limbah rumah tangga.
Kompos yang dijadikan sampel adalah kompos yang telah mengalami proses pengomposan kurang lebih 2 bulan dimana sekitar 70 % dari bahan-bahan kompos tersebut sudah terurai menjadi tanah.
Penelitian tentang isolasi dan identifikasi bakteri penghasil amilase dari tanah kompos belum banyak dilakukan. Antara lain Setiasih, et al., (2006) telah berhasil mengisolasi 2 isolat bakteri termofilik Bacillus penghasil amilase dari tanah kompos. Oleh karena itu penulis telah melakukan penelitian tentang “uji amilolitik dan identifikasi bakteri termofilik penghasil amilase dari tanah kompos” yang berupa data kualitatif yaitu hasil pengamatan ada atau tidaknya aktivitas amilase dari isolat- isolat yang diamati dari terbentuknya zona bening pada permukaan media disekitar koloni bakteri dan pengamatan pada identifikasi bakteri termofilik secara morfologi dan biokimia yang bertujuan untuk memperoleh isolat dan mengetahui jenis bakteri termofilik penghasil amilase dari tanah kompos.
METODE
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif dan dilaksanakan dengan 4 tahap yaitu uji amilolitik, identifikasi secara makroskopis, identifikasi secara mikroskopis dan identifikasi biokimia bakteri termofilik penghasil amilase dari tanah kompos.
Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 2014 di laboratorium Kopertis Wilayah X dan bulan Januari 2015 di Balai Penyidikan dan Pengujian Veteriner Regional II Bukit Tinggi. Alat dan bahan pada penelitian ini adalah kamera digital, penggaris, plastik, cawan petri, jarum ose, vortex, autoklaf, lampu spritus, inkubator, gelas ukur, hot plate, beaker glass, tabung reaksi, rak tabung reaksi, timbangan digital, pipet tetes, labu erlenmeyer, botol pijit, sarung tangan, lemari pendingin, dan laminar air flow.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapas,
aluminium foil, kertas label,kertas koran, tissu, alat tulis, aquades, alkohol 70%, alkohol 95%, medium NA, Medium pati, lugol, kristal violet, safranin, medium TSIA, medium SIM, medium urea, medium citrat, medium gula (glukosa, laktosa, sukrosa dan maltosa), medium MR-VP, medium O/F, medium kaldu nitrat,merah metil, reagen barritt, asam sulfanilat, dimetil-α- naftinalamin, parafin dan tanah kompos.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
a. Hasil Uji Amilolitik Bakteri Termofilik Penghasil Amilase dari Tanah Kompos
N o
Komp os
Φ zona bening
Φ kolon
i bakte
ri
Indeks Amilol
itik
1 K1.5 10.80 mm
4 mm 2.7 mm 2 K2.4 10.80
mm
6.40 mm
1.68 mm 3 K3.2 19.27
mm
16.30 mm
3,38 mm 4 K4.1 6.27
mm
3. 27 mm
1.9 mm 5 K5.4 3,65
mm
1,10 mm
1.18 mm
b. Pengamatan Morfologi Bakteri Termofilik Penghasil Amilase dari Tanah Kompos
No Kom
pos
Morfologi Koloni Bakteri War
na Bent
uk Tepi
an
Elevasi
1 K1.5 Putih Tida k berat
uran Berle
kuk
Timbul
2 K2.4 Putih Tida k berat
uran Berle
kuk
Timbul
3 K3.2 Putih Tida k berat
uran Berle
kuk
Timbul
4 K4.1 Putih Tida k berat
uran Berle
kuk
Timbul
5 K5.4 Putih Tida k berat
uran Berle
kuk
Timbul
c. Identifikasi Mikroskopis Secara Morfologi Bakteri Penghasil Amilase dari Tanah Kompos
N o
Komp os
Pewarnaan Bakteri Gra
m
Endosp ora
Bent uk Sel 1 K1.5 Posit
if
- Basil 2 K2.4 Posit
if
- Basil 3 K3.2 Posit
if
+ Basil 4 K4.1 Posit
if
+ Basil 5 K5.4 Posit
if
+ Basil Ket: tanda + = bakteri menghasilkan
endospora
d. Identifikasi Secara Biokimia Bakteri Termofilik Penghasil Amilase dari Tanah Kompos
No Jeni s Uji
Sumber Kompos K1.
5 K2.
4 K 3.
2 K 4.
1 K 5.
4 1 TSI
A
m/k m/k m /k
m /k
m/
k
2 SIM + + + + +
3 Urea - - - - -
4 Citra t
- - - - -
5 Lakt osa
- - - - -
6 Gluk osa
+ + + + +
7 Sukr osa
- - - - -
8 Malt osa
- - - - -
9 MR + - - - -
10 VP - + + + +
11 Oksi dasi
+ + + + +
12 Fer ment asi
- - - - -
13 Nitra t
+ + + + +
Ket: tanda + = bereaksi - = tidak bereaksi
m/k = slant merah/butt kuning
Indeks Amilolitik terluas:
Gambar Tabel A. K3.2
Gambar Tabel B. K3.2
Gambar Tabel C. K3.2
Gambar Tabel D. K3.2 Pembahasan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan di peroleh hasil bahwa pada pengamatan uji amilolitik ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening disekitar koloni dimana indeks amilolitik terluas 3, 38 mm. Menurut Ginting (2008) besar kecilnya diameter zona bening yang terbentuk dari
masing-masing isolat berbeda-beda. Hal ini karena kemampuan menghidrolisis pati dari setiap isolat juga berbeda-beda, yang disebabkan karena perbedaan lingkungan dan gen yang dimiliki masing-masing bakteri. Hasil pengamatan uji amilolitik yang juga dilakukan oleh Hidayat, et al., (2007) isolasi bakteri amilolitik dari ragi dengan indeks amilolitik terluas 1,2 mm, Novitasari dan Herdyastuti (2014) isolat bakteri amilase dari air panas Singgahan Tuban, Jawa Timur dengan indeks amilolitik terluas 1,3 mm. Hal ini membuktikan bahwa tanah kompos merupakan sumber yang baik untuk memperoleh isolat bakteri penghasil enzim amilase.
Pada pengamatan morfologi koloni bakteri isolat K1.5, K2.4, K3.2, K4.1 dan K5.4 mempunyai morfologi hampr sama, warna koloni putih, bentuk koloni yang tidak beraturan, tepian koloni yang berlekuk dan mempunyai elevasi yang timbul. Menurut Hamanti (2000) bentuk koloni dan ukurannya sangat bervariasi tergantung dari jenisnya.
Pada pewarnaan gram atau pewarnaan diferensiasi, bahwa kelima bakteri termofilik penghasil amilase dari tanah kompos tergolong kedalam bakteri gram positif. Menurut Hadioetomo (1993), bakteri Gram positif dapat menahan pewarna primer ungu kristal violet sehingga sel-sel tampak berwarna ungu. Komposisi dinding sel bakteri gram positif berbeda dari bakteri gram negatif dan diduga berperan dalam terjadinya reaksi gram yang berbeda.
Dinding sel yang lebih tebal pada bakteri gram positif menyusut oleh perlakuan alkohol karena terjadinya dehidrasi, menyebabkan pori-pori dinding sel menutup sehingga mencegah larutan kompleks ungu kristal-iodium pada langkah pemucatan. Sel- sel gram negatif mempunyai kandungan lipid yang lebih tinggi pada dinding selnya dan lipid pada umumnya larut dalam alkohol dan aseton. Larutannya lipid oleh pemucatan yang digunakan dalam pewarnaan gram diduga memperbesar pori-pori dinding sel (Hadioetomo, 1993). Pada pengamatan endospora isolat K1.5 dan K2.4 tidak memiliki endospora dan isolat K3.2, K4.1 dan K5.4 memiliki endospora, pada saat dipanasuapkan endospora akan tumbuh dan bakteri vegetatif akan mati. Endospora yang dihasilkan oleh Bacillus bertujuan melindungi bakteri dari keadaan yang tidak menguntungkan seperti kekeringan,
kekurangan nutrien, pembekuan, serta bahan-bahan kimia. Jawetz, et a.,l (2005) menjelaskan bahwa endospora bakteri jenis ini resisten terhadap perubahan lingkungan, tahan terhadap panas, dan desinfektan kimia tertentu dalam waktu yang cukup lama.
Apabila keadaan lingkungan baik, maka endospora akan mengalami sporogenesis dan membentuk sel vegetatif (Radji, 2011).
Pada pengamatan uji biokimia untuk uji TSIA (Trepton Soya Iron Agar), bagian slant berwarna merah, hal ini disebabkan karena terbentuknya senyawa basa yang menandakan bahwa Bacillus tidak memfermentasi laktosa, maltosa dan sukrosa. Sedangkan warna media TSIA pada bagian butt berwarna kuning yang berarti Bacillus memfermentasi glukosa. Menurut Capuccino (1983) Bacillus dapat memfermentasi glukosa untuk sumber energinya. Uji motilitas dengan menggunakan media SIM menunjukkan bahwa kelima isolat bakteri bersifat motil.
Hal ini terlihat dengan dengan adanya jejak pergerakan bakteri setelah media diinokulasikan di media SIM, yang berarti bakteri termofilik ini memiliki alat gerak.
Menurut Pelczar (1988) bahwa Bacillus bergerak dengan dengan flagel peritrikus dimana peritrikus ini merupakan flagella yang berada di seluruh permunkaan bakteri.
Untuk uji urea kelima isolat diperoleh hasil negatif menghasilkan urea, hal ini karena tidak ada perubahan warna pada media dari merah jingga menjadi merah ungu. Beberapa dari genus Bacillus dapat menghasilkan urease, namun pada umumnya bakteri dari genus Bacillus ini tidak dapat menghasilkan urease (Cowan, 1974), untuk uji glukosa diperoleh hasil untuk kelima isolat positif memfermentasi glukosa, hal ini ditandai dengan terjadinya perubahan warna pada medium menjadi kuning. Warna kuning disebabkan karena terdapatnya indikator Brom Timol Blue (BTB) didalam medium.
Uji MR, K1.5 hasil positif ditandai dengan warna pada medium MR tetap merah dan hasil negatif ditandai dengan perubahan warna pada medium menjadi kuning, jika indikator merah metil ditambahkan pada biakan dengan pH 5 atau kurang maka indikator akan menjadi merah yang berarti bakteri tersebut adalah peragi asam campuran (mixed acid fermenter). Beberapa bakteri Bacillus merupakan peragi asam campuran dan sebagian tidak merupakan
peragi asam campuran (Cowan, 1974), untuk uji VP didapatkan hasil negatif untuk K1.5 ditandai dengan tidak terjadinya perubahan warna pada medium menjadi merah, sedangkan untuk isolat K2.4, K3.2, K4.1 dan K5.4 didapatkan hasil positif menghasilkan aseton, senyawa pemula dalam sintesis 2,3 butanadiol yang ditandai dengan perubahan warna medium menjadi merah. Menurut Cowan (1974) bahwa beberapa bakteri dari genus Bacillus dapat menghasilkan etanol dan beberapa Bacillus tidak dapat menghasilkan etanol.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan untuk uji untuk melihat kemampuan bakteri mereduksi nitrat menjadi nitrit, semua isolat menunjukkan reaksi positif karena terjadi perubahan warna medium menjadi merah. Pada umumnya sebagian besar Bacillus tidak dapat membentuk nitrat dan sebagian besar lagi dapat menghasilkan nitrat (Cowan, 1974), reaksi enzimatik ini dikendalikan oleh suatu enzim yang disebut nitratase.
KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada tanah kompos terdapat bakteri termofilik penghasil enzim amilase. Hal ini ditandai dengan terbntuknya zona bening disekitar koloni dengan indeks amilolitik terluas 3, 38 mm. Identifiksai biokimia untuk kelima isolat dapat disimpulkan termasuk bakteri dari genus Bacillus. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan belum dapat ditentukan spesies dari bakteri termofilik penghasil amilase dari tanah kompos. Oleh karena itu diharapkan ada penelitian lebih lanjut untuk melakukan identifikasi molekuler pada bakteri penghasil amilase dari tanah kompos.
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah. 2009. Aktivitas Biokimia Mikroorganisme. http://rgmaisyah.
files. wordpress. Com/2009/05.
Diakses 29 November 2014.
Agustien, A. 2010. Protease Bakteri
Termofilik. UNPAD
PRESS.Bandung. dalam Sari, et al., 2012
Al-Zazaee M., Neelgund, Gurumurty dan Rajeshwara AN. 2011. Identification, Characterization of Novel Halophilic Bacillus cereus Ms6: Source for extracelluler A-Amylase. Advances in Environmental Biology. Diakses 29 November 2014
Brock. 1978. Basic microbiology with application. 2nd edition. Prentice Hall, Inc, New Jersey.
Cappucino JG. 1983. Microbiology: A Laboratory Manual. Addison Wesley Publishing Company
Cowan, S.T.1974. Manual For Identification Of Medical Bacteria. Cambridge Univrsity Press. London. Nw York.
Mlbourn
Ginting, J. 2008. Isolasi Bakteri dan Uji Aktivitas Enzim Amylase Kasar Termofilik Dari Sumber Air Panas Semangat Gunung Kabupaten Karo, Sumatera Utara.Tesis.Universitas Sumatera Utara. Medan.
Hadioetomo,S,R.1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
Jawetz, Melnick, dan Adelberg’s. 2005.
Mikrobiologi Kedokteran. Jakarta:
Salemba Medika
Palmer T. 1985. Understanding Enzyme.
Ellishorwood Publisher.
Pelczar, M.J.1988. Dasar-dasar Mikrobiologi. Universitas Indonesia. Jakarta
Radji. 2011. Buku Ajar
MikrobiologiPanduan Mahasiswa Farmasidan Kedokteran. Buku Kedokteran EGC: Jakarta.
Setiasih, siswati.et al. 2006. Karakterisasi Enzim α-Amilase Ekstrasel dari Isolat Bakteri Termofil SW2.
Departemen Kimia FMIPA Universitas Indonesia. Jawa Barat.Jurnal.Vol 1 (1).Diakses 20 Januari 2015
Sutanto,R. 2002. Pertanian Organik : Menuju Pertanian Alternatif dan
Berkelanjutan. Penerbit Kanisius.
Yogyakarta.
