BAKTERI ALKALIFILIK PENGHASIL PROTEASE PADA SUMBER AIR PANAS NAGARI PARIANGAN KABUPATEN TANAH DATAR
JURNAL
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SarjanaPendidikan (STRATA 1)
HERMIATI NIM.10010206
PROGRAN STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN (STKIP) PGRI SUMATERA BARAT
PADANG
2015
BAKTERI ALKALIFILIK PENGHASIL PROTEASE PADA SUMBER AIR PANAS NAGARI PARIANGAN
KABUPATEN TANAH DATAR
Hermiati, R.R.P Megahati, Novi
Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat e-mail: [email protected].
ABSTRACT
The alkalifilik bacteria was the bacteria which can grow and struggle in pH 8,4-9,5. The alkafilik bacteria has very important role in industry, because they have various level. One of enzyme which was produced by alkalifilik bacteria is protease enzyme. Protoase was used in various application of industry like detergent, pharmacy, skin product, meat, protein hidrolisat, food product and industry waste. The alkalifilik bacteria usually was found in hot spring, animal cutting, tambak, waste bin and various broken milk throwing place. The hot water source in Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar was one of habitat from alkafilik bacteria because it has high varicosity. This research purpose was to get isolate of alkafilik bacteria producer of protoase in hot spring Nagari Pariangan Kabupaten Tanah datar. This research was done on August-September 2015. The sample taken on hot water was using purposive random sampling that was based on the highest pH, where S1 has pH 8,9, S2 has pH 8,6 and S3 has pH 8,4. Meanwhile the proteolitic has been done in FMIPA Laboratory Padang State University. The research was done to 3 wells was gotten 8 isolated different bacteria an all of it shown that protoase activity. The result of measurement in proteolitik index was gotten 2 the biggest isolated bacteria in every location. In well 1(S1) was gotten in isolated S1.1 with proteolitik index 1,13 mm and isolate S1.2 1,40 mm proteolitik index. Isolated bacrteria was gotten in temperature and pH 8,9-8,4. From 3 different wells was gotten 8 isolated bacteria and all shown protoase activity. It can be concluded that alkalifilik in hot water Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar can produce protoase Enzyme.
Keyword: Alkalifilik Bacteria, Protease and Hot Spring
PENDAHULUAN
Bakteri sebagai sumber enzim secara umum banyak diminati oleh industri sebab memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan sumber lain seperti hewan dan tumbuhan. Enzim dari bakteri pada dasarnya memiliki kestabilan pada suhu yang tinggi, dan mudah diproduksi dalam jumlah yang banyak, sedangkan enzim dari tumbuhan dan hewan proses pengolahannya lebih rumit dan kandungannya yang rendah. Dengan demikian untuk pemanfaatan dalam proses industri kurang menguntungkan dan harga produk lebih tinggi (Leveque et. al., 2000).
Salah satu faktor yang mempengaruhi kehidupan bakteri adalah pH.
Berdasarkan pH, maka bakteri dibagi atas 3 golongan, yaitu: mikroba asidofilik, yaitu mikroba yang dapat tumbuh pada pH antara
2,0-5,0. Kedua, mikroba mesofilik, yaitu mikroba dapat tumbuh pada pH antara 5,5- 8,0. Ketiga, mikroba alkalifilik, yakni mikroba yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4- 9,5 (Waluyo, 2007).
Bakteri alkalifilik biasa ditemukan pada sumber air panas, tanah pemotongan hewan, tambak, limbah buangan dan tempat pembuangan susu rusak. Salah satu contoh bakteri alkalifilik adalah Bacillus sp. Galur 221 (Horikoshi, 1971). Bacillus sp. ini dapat memproduksi enzim protease yang bersifat alkalifilik (Horikoshi, 1971). Protease termasuk ke dalam kelompok enzim hidrolase karena dalam reaksinya melibatkan air pada ikatan substrat yang spesifik (Anggarani, 2003).
Protease merupakan salah satu enzim industri yang paling penting yang nilai komersialnya mencapai 60% dari total penjualan enzim seluruh dunia (Zilda, 2008).
Protease digunakan dari berbagai aplikasi industri seperti detergen, farmasi, produk- produk kulit, pengempukan daging, hidrolisat protein, produk-produk makanan dan proses pengolahan limbah industri (Nascimento &, Meire, 2004). Enzim protease yang biasa digunakan dalam bidang industri umumnya dihasilkan oleh mikroorganisme karena memiliki beberapa keunggulan. Adanya mikroorganisme yang unggul merupakan salah satu faktor penting dalam usaha produksi enzim. Oleh karena itu, penggalian mikroorganisme penghasil protease perlu dilakukan di Indonesia (Suri et al., 2013).
Kebanyakan enzim protease stabil pada suhu normal/mesofil (25-40oC) namun enzim ini tidak secara optimal beradaptasi dengan kondisi-kondisi dimana enzim dapat diterapkan. Karena alasan ini beberapa strategi digunakan untuk meningkatkan karakteristik dari biokatalisator seperti stabilitas, aktifitas, spesifitas, dan pH optimum (Pakpahan, 2009).
Indonesia adalah negara yang kaya akan keanekaragaman hayati, seperti gunung merapi dan sumber air panas yang selama ini hanya dimanfaatkan sebagai objek pariwisata. Namun hampir tidak dimanfaatkan untuk kepentingan bioteknologi. Di Sumatera Barat ditemukan beberapa sumber air panas yang tersebar seperti di Pariangan Tanah Datar, Bukik Gadang Kabupaten Solok dan di Rimbo Panti Pasaman.
Penelitian Zilda (2008) memperoleh 12 isolat bakteri penghasil protease dari sumber air panas Tambarana. Hasil penelitian Alina (2003) diperoleh 737 isolat bakteri yang menghasilkan enzim protease dari 1004 isolat. Anggarani (2003) mengisolasi bakteri penghasil protease alkalin dari limbah buangan PT. Muhara Dwi Tunggal Laju dan didapatkan 9 isolat penghasil enzim protease.
Dari hasil survei yang dilakukan di lapangan, diketahui bahwa sumber air panas pariangan memiliki suhu 47-50 0C dan pH 8- 9. Berdasarkan penelitian Wahyuni (2011), sumber air panas Rimbo Panti Pasaman memiliki pH 7,8 dan sumber air panas Kabupaten Solok memiliki pH 6 (Fera, 2012). Jika dibandingkan ketiga sumber air panas tersebut, maka sumber air panas pariangan memiliki pH paling tinggi yaitu 8-
9. Oleh karena itu telah dilakukan penelitian tentang “Bakteri Alkalifilik Penghasil Protease Pada Sumber Air Panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar”.
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh isolat bakteri alkalifilik penghasil protease disumber air panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dan dilaksanakan dengan 3 tahap yaitu pengambilan sampel, isolasi dan pemurnian bakteri dan yang ketiga yaitu uji aktivitas bakteri secara kualitatif yaitu dengan mengukur diameter zona bening dan diameter koloni bakteri.
Pengambilan Sampel
Sampel air panas diambil pada sumber air panas pariangan dengan tiga stasiun yang berbeda. Stasiun pengambilan sampel dengan metode purposive random sampling yaitu berdasarkan nilai pH.
Sebelum sampel air diambil, terlebih dahulu dilakukan pengukuran suhu dan pH pada ketiga stasiun. Pengukuran suhu air pada lokasi pengambilan sampel dengan menggunakan termometer. Termometer dicelupkan ke air sampai konstan.
Pengukuran pH air pada lokasi pengambilan sampel dengan mengunakan pH meter dicelupkan kepermukaan air. Sumur 1 (S1) memiliki pH 8,9, sumur 2 (S2) memiliki pH 8,6 dan sumur 3 (S3) memiliki pH 8,5.
Sampel diambil dari ketiga sumber air panas tersebut sebanyak 100 ml, kemudian di masukkan ke dalam botol steril yang diberi label agar suhu air tetap. Kemudian sampel air dibawa ke Laboratorium FMIPA Universitas Negeri Padang.
Isolasi Bakteri Alkalifilik
Untuk penanaman bakteri, sampel dalam botol dikocok agar homogen, kemudian diambil 1 ml. Diteteskan ke dalam cawan petri yang berisi media NA yang masih cair, selanjutnya cawan petri digoyang-goyang agar suspensi rata dalam medium kemudian diamkan sampai membeku. Setelah membeku diinkubasi selama 24 jam pada suhu 50°C sehingga terlihat koloni yang tumbuh. Isolat yang tumbuh di karakterisasi melalui pengamatan makroskopis berupa bentuk koloni, warna
koloni, tepi koloni dan elevasi koloni (Ginting, 2009).
Pemurnian Bakteri Alkalifilik
Bakteri yang telah berhasil diisolasi kemudian ditanam kembali ke cawan petri steril yang berisi medium NA dengan teknik goresan kuadran, selanjutnya diinkubasi pada suhu 50°C selama 24 jam. Sehingga didapatkan biakan tunggal tiap jenis bakteri alkalifilik penghasil protease yang hidup pada sumber air panas pariangan. Setiap isolat murni yang dapat tumbuh di asumsikan dapat menggunakan media yang mengandung agar tersebut. Masing-masing dibuat pengulangan 2 kali (duplo). tutup dan dibalik lalu bungkus dalam kertas kemudian inkubasi selama 24 jam. Setelah 24 jam, bakteri yang tumbuh langsung difoto.
Uji Aktivitas Protease Secara Kualitatif Bakteri yang telah berhasil dimurnikan, ditumbuhkan pada medium selektif (medium SMA) yang berfungsi untuk menumbuhkan bakteri penghasil enzim protease. Bakteri yang diambil adalah bakteri tunggal kemudian inkubasi selama 24 jam. Zona bening yang terbentuk difoto dan diukur diameternya.
Menghitung Jenis Isolat
Setelah mendapatkan kultur murni, kemudian hitung jumlah isolat yang didapatkan. Jenis isolat yang didapatkan di karakterisasi melalui pengamatan makroskopis yaitu dengan mengamati ciri koloninya. Menurut Hadiotomo (1990), disebutkan beberapa ciri-ciri morfologi koloni bakteri sebagai dasar klasifikasi bakteri berdasarkan morfologi koloninya, yaitu bentuk, tepian, dan elevasi.
Teknik Analisis Data
Data hasil pengamatan dianalisis secara kualitatif dengan memperhatikan pengukuran indeks proteolitik yang ditandai dengan terbentuknyakoloni bakteri dan zona bening. Koloni bakteri dan zona bening yang terbentuk disekitar koloni bakteri diukur diameternya dan selanjutnya ditentukan indeks proteolitiknya (IP).
)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari penelitian yang telah dilakukan tentang bakteri alkalifilik penghasil protease pada sumber air panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar, maka diperoleh 8 isolat bakteri yang berbeda. Setelah dilakukan pengukuran indeks proteolitik, didapatkan hasil bahwa kedelapan isolat bakteri tersebut menghasilkan enzim protease. Hasil dari pengamatan dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1. Ciri-ciri morfologi isolat bakteri alkalifilik penghasil protease dari sumber air panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar
No Kode isolat
Bentuk Bakteri
Tepian Elevasi 1 S1.1 Bundar Licin Datar 2 S1.2 Bundar Licin Timbul 3 S2.1 Bundar
dengan tepian timbul
Licin Datar
4 S2.2 Bundar Licin Timbul 5 S2.3 Bundar Licin Cembung 6 S3.1 Bundar Licin Seperti
tetesan 7 S3.2 Bundar Licin Cembung 8 S3.3 Bundar Licin Datar
Dari tabel di atas dapat dilihat hasil karakterisasi ciri-ciri morfologi koloni bakteri. Pada isolat S1.1 ciri-ciri morfologi koloninya adalah berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi datar, S1.2 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi timbul, S2.1 berbentuk bundar dengan tepian timbul, tepian licin dan elevasi datar, S2.2 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi timbul, S2.3 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi cembung, S3.1 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi seperti tetesan, S3.2 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi cembung dan isolat S3.3 berbentuk bundar, tepian licin dan elevasi datar. Hasil pengamatan morfologi pada bakteri alkalifilik sesuai dengan yang dinyatakan oleh Hadiotomo.
Dari semua isolat yang didapat memperlihatkan aktivitas proteolitik setelah ditumbuhkan pada medium SMA (Skim Milk Agar). Hasil pengukuran indeks proteolitik pada isolat bakteri diperlihatkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengukuran indeks proteolitik terhadap isolat bakteri penghasil protease.
No Kode Isolat
Koloni Bakteri (mm)
Zona Bening (mm)
Indeks Proteoli tik 1
2
S1.1 1,02 2,17 1,13 S1.2 0,92 2,21 1,40 3
4 5
S2.1 2,66 3,99 0,5
S2.2 3,35 4,17 0,24 S2.3 1,27 2,23 0,75 6
7 8
S3.1 2,58 3,32 0,29 S3.2 2,12 2,81 0,32
S3.3 1,01 1,95 0,93
Adapun hasil penelitian ini adalah didapatkan 8 isolat bakteri yang berbeda.
Koloni bakteri terluas yang ditemukan pada sumber air panas terdapat pada isolat 2.2 yaitu 3,35 mm dan zona bening terluas juga terdapat pada isolat 2.2. Sedangkan indeks proteolitik terluas terdapat pada isolat 1.2, ini semua disebabkan karena pengaruh suhu dan pH. Suhu dan pH berpengaruh besar terhadap aktivitas enzim, peningkatan suhu dan pH eksternal secara umum akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia enzim dalam mengkatalis suatu reaksi.
Adanya aktivitas proteolitik bakteri secara kualitatif akan dicirikan oleh terbentuknya zona bening yang berada disekeliling koloni bakteri yang tumbuh pada medium SMA (Gambar 2.)
Gambar 2. Bentuk koloni bakteri yang membentuk zona bening
Zona bening yang terbentuk dari kedelapan isolat berbeda. Zona bening terluas yang didapatkan juga pada sumur 2 isolat 2. Ini diduga disebabkan oleh pengaruh suhu dan pH. Bakteri yang hidup pada pH alkali adalah bakteri yang dapat bertahan hidup pada kondisi basa. Bakteri ini banyak dimanfaatkan dalam bidang industri pangan dan non pangan seperti industri minuman, makanan, detergen, kertas dan masih banyak industri lainnya, Menurut Pakpahan (2009), perbedaan luas zona bening yang ditemukan pada tiap isolat diduga disebabkan oleh pengaruh suhu dan pH baik pada kondisi alami maupun perlakuan di laboratorium.
Disamping suhu dan pH, nutrien yang terkandung dalam medium juga berpengaruh terhadap terbentuknya zona bening. Semakin tinggi kandungan nutrien dalam medium maka semakin luas zona bening yang terbentuk.Menurut Pakpahan (2009), susu merupakan medium yang sesuai untuk pertumbuhan bakteri karena kaya akan nutrien. Kasein merupakan protein yang terdiri dari fosfoprotein yang berikatan dengan kalsium yang membentuk garam kalsium yang disebut kalsium kalseinat..
Habitat yang berbeda juga berpengaruh terhadap aktivitas proteolitik, ini disebabkan oleh kemampuan bakteri dalam menghasilkan enzim juga berbeda.
Habitat bakteri yang memiliki pH paling tinggi menghasilkan enzim proteolitik yang tinggi. Dalam hal ini sumur 1 dengan nilai pH 8,9 adalah habitat bakteri penghasil enzim protease paling tinggi pada sumber air panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar.
Medium Selektif
Koloni Bakteri Zona Bening
7
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada tiga sumur yang berbeda, diperoleh 8 isolat bakteri yang menunjukkan adanya aktivitas proteolitik.
Hasil pengukuran indeks proteolitik didapatkan 2 isolat bakteri terbesar pada setiap lokasi. Sumur 1 yang berasal dari sumber air panas yang memiliki pH tertinggi yaitu pH 8,9 memiliki indeks proteolitik 1,13 mm dan sumur 1.2 didapatkan indeks proteolitik 1,40 mm.
Penelitian ini masih merupakan penelitian awal dalam seleksi bakteri penghasil protease. Guna mengetahui jenis bakteri penghasil protease perlu dilakukan identifikasi bakteri penghasil protease dari isolat yang telah berhasil diisolasi dari sumber air panas Nagari Pariangan Kabupaten Tanah Datar.
DAFTAR PUSTAKA
Leveque, E., Janecek, S., Haye, B., Belarbi, A. 2000. Thermophilic Archaeal Amylolytic Enzymes. Enzyme And Microbial Thecnology. Vol.26.
Hlm. 3-14.
Waluyo, lud. 2007. Mikrobiologi Umum.
Malang: Universitas
Muhammadiyah Malang. Malang.
Horikoshi, koki.1971. Production of Alkaline Enzymes by Alkalophilic microorganism Part. 1 Alkaline Protease Produced by Bacillus No.
221. Agr. Biol. Chem., Vol 35, No.
9. Hlm. 1407-1414.
Anggarani, Marita. 2003. Isolasi Bakteri Penghasil Protease Alkalin dan Karakterisasi Enzim.
SkripsiFMIPA Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Nascimento, W.C.A., Martins, M.L.L. 2004.
Production and Properties Of An Extraceluler Protease from Thermophilic Bacillus sp. Brazilian Journal of Microbiology. Vol. 35, 1517-8382. Hlm. 92-96.
Zilda, D.S. 2008. Penapisan dan Karakterisasi Protease dari Bakeri Termo-Asidofilik P5-a dari Sumber
Air Panas Tambarana. Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan. Vol.3.
No.2. hlm.113-121.
Suri, W.L., Sumaryati & Jamsari. 2013.
Optimization Of Protease Activity From Lactic Acid Bacteria (LAB) Pediococcus pentosaceus Isolated From Soursop Fermentation (Annona muricata L.). Jurnal Kimia UNAND. Padang.Volume 2 Nomor 1. Halm. 19.
Fera, Alga. 2012. Komposisi Fitoplanktin yang Ditemukan di Sumber Air Panas Bukik Gadang Kecamatan Lembang Jaya Kabupaten Solok.
Skripsi Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat.
Pakpahan, Rosliana. 2009. Isolasi Baktei dan Uji Aktivitas Protease Termofilik Dari Sumber Air Panas Sipoholon Tapanuli Utara Sumatera Utara.
Tesis Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.
Wahyuni, Sri. 2011. Jenis-jenis Alga Epilitik Pada Sumber Air Panas dan Alirannya di Kawasan Cagar Alam Rimbo Panti Kabupaten Pasaman.
JurnalSaintek STKIP PGRI Sumatera Barat. Vol. III. No. 2.
Hlm. 155-164.
Ginting, Jusuf. 2009. Isolasi Bakteri Dan Uji Aktivitas Enzim Amilase Kasar Termofilik Dari Sumber Air Panas Semangat Gunung Kabupaten Karo Sumatera Utara. Tesis Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.
Hadioetomo, R.S. 1990. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Jakarta: PT Gramedia.
.
5
