AKTIVITAS ENZIM AMILASE, PROTEASE, DAN SELLULASE PADA BAKTERI E.coli DENGAN METODE ANAEROB

PENDAHULUAN

Latar Belakang

            Bakteri merupakan salah satu mikroba yang dominan dalam rumen. Bakteri dari rumen dapat diisolasi dan ditumbuhkan dengan menggunakan media penumbuh. Keberhasilan untuk menumbuhkan bakteri pada media salah satunya adalah dengan menyesuaikan jenis bakteri dengan jenis media yang digunakan. Secara umum ada tiga kelompok besar bakteri dan media yaitu jenis amilolitik, proteolitik dan selulolitik.

Bakteri E.coli adalah bakteri yang sering dijadikan model rekayasa genetika. Bakteri ini secara alami terdapat dalam saluran pencernaan yang membantu proses perncernaan. Jika level koloni bakteri E.coli melebihi ambang batas maka bakteri ini dapat merugikan karena menimbulkan diare, dehidrasi dan pada beberapa kasus infeksi yang akut dapat menyebabkan kematian.

Beberapa bahan herbal diketahui mempunyai kandungan yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Bahan-bahan yang sudah banyak dikenal masyarakat diantaranya bawang putih dan kunyit. Komponen alami seperti minyak atsiri ditemukan dalam jumlah yang cukup banyak terdapat didalam kedua bahan tersebut dan bahan herbal lainnya. Minyak atsiri sendiri mempunyai kemampuan untuk menghambat pertumbuhan dari beberapa mikroba secara efektif.

Tujuan

            Praktikum ini bertujuan untuk mengamati aktivitas amilolitik, proteolitik dan selulolitik pada bakter E.coli dengan penambahan kunyit dan bawang putih pada media tumbuhnya.

TINJAUAN PUSTAKA

Echericia colli

Menurut Fardiaz (1988), Echericia colli adalah suatu bakteri gram negatif berbentuk batang, bersifat anaerobik fakultatif dan mempunyai flagela peritrikat. E. colli merupakan bakteri yang berasal dari kotoran hewan maupun manusia. Menurut Pelczar dan Chan (1986), E. colli mempunyai morfologi sel yang berbentuk batang pendek (0,5-1,0 x 1,0-3,0 μm), motil, sel-selnya peritikus yakni flagela secara merata tersebar di seluruh permukaan sel) atau nonmotil, anaerobik fakultatif dan merupakan kelompok bakteri gram-negatif. Habitat dari E. colli yaitu lingkungan aquatik, tanah, makanan, air seni dan tinja serta bersifat patogenik bagi manusia dan hewan (beberapa patogenik pada tumbuhan). Klasifikasi ilmiah :

Superdomain: Phylogenetica

Filum: Proteobacteria

Kelas: Gamma Proteobacteria

Ordo: Enterobacteriales

Famili: Enterobacteriaceae

Genus: Escherichia

Spesies: E. coli

Fase Petumbuhan E. colli adalah waktu yang diperlukan oleh suatu organisme untuk membelah menjadi dua disebut waktu generasi. Pada beberapa bakteri seperti E. colli, waktu generasi rata-rata hanya sekitar 20 menit, sedangkan pada jenis lainnya lamanya sekitar 15 sampai 20 jam. Waktu generasi selama pertumbuhan aktif bervariasi sesuai dengan jenis bakteri, walaupun kebanyakan kurang dari 1 jam. Laju pertumbuhan bakteri dapat diproyeksikan sebagai logaritma jumlah sel terhadap waktu pertumbuhan (Volk dan Wheeler ,1988).

 

                                                         Selulolitik
Selulolitik merupakan aktivitas bakteri dalam perombakan selullosa dengan bantuan enzim selulase. Enzim selulolitik dibentuk oleh sebagian besar mikroorganisme. Mikroorganisme banyak ditemukan pada fungi, actinomycetes, myxobacteria dan bakteri sejati (Widyastuti, 2005). Beberapa mikroorganisme mengeluarkan enzim selulase didalam media kultur. Enzim selulase benar-benar ekstra selular dalam banyak kasus tingginya aktivitas selulase ditemukan didalam filtrat pada fase pertumbuhan strasioner dan dapat diduga bahwa enzim dilepaskan secara otomatis. Secara jelasnya bahwa enzim harus berada diluar sel tetapi enzim ini masih terikat pada permukaan. Hal ini meimbulkan dugaan bahwa degradasi selulosa lebih efisien ketika kontak secara langsung antara sel mikroba dan substrat. Dengan maksud ini konsentrasi enzim dan kondisi ruang yang baik telah terpenuhi.

                                              Amilolitik
            Amilolitik merupakan aktivitas bakteri dalam merombak pati dengan bantuan enzim amilase. Enzim amilase adalah enzim yang mampu menghidrolisis pati menjadi senyawa lebih sederhana seperti maltosa dan glukosa. Enzim ini banyak digunakan untuk keperluan industri. Enzim ini dapat memecah atau menghidrolisa pati, glikogen dan turunan polisakarida dengan cara memecah ikatan glikosidik pati. Enzim amilase dibedakan menjadi 3 grup yaitu α-amilase yang disebut juga endoamilase, β-amilase yang disebut juga eksoamilase dan glukoaminase (Rehm dan Reed, 1987).

   Proteolitik
Aktivitas proteolitik menghasilkan sedikit penggumpalan. Bakteri proteolitik adalah bakteri yang memproduksi enzim protease ekstraseluler, yaitu enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepaskan keluar dari sel. Semua bakteri mempunyai enzim protease di dalam sel, tetapi tidak semua mempunyai enzim protease ekstraseluler. Dekomposisi protein oleh mikroorganisme lebih kompleks daripada pemecahan karbohidrat dan produk akhirnya juga lebih bervariasi. Hal ini disebabkan struktur protein yang lebih kompleks. Mikroorganisme melalui suatu sistem enzim yang kompleks, memecah protein menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana.(Durham, 1987)

Kunyit

            Kunyit atau Curcuma longa Linn. atau Curcuma domestica Val. Familia : Zingiberaceae. Nama Lokal dari kunyit ini yaitu Saffron (Inggris), Kurkuma (Belanda), Kunyit (Indonesia); Kunir (Jawa), Koneng (Sunda), Konyet (Madura). Kunyit merupakan salah satu tumbuhan yang banyak digunakan masyarakat. Rimpang kunyit terutama digunakan untuk keperluan dapur (bumbu, zat warna makanan), kosmetika maupun dalam pengobatan tradisional. Kunyit yang mempunyai nama latin curcuma domestica Val. merupakan tanaman yang mudah diperbanyak dengan stek rimpang dengan ukuran 20-25 g stek. Bibit rimpang harus cukup tua. Untuk menghasilkan rimpang yang lebih besar diperlukan tempat yang lebih terbuka. Rimpang kunyit berwarna kuning sampai kuning jingga (Tampubolon, 1995).

Beberapa kandungan kimia dari rimpang kunyit yang telah diketahui yaitu minyak atsiri sebanyak 6% yang terdiri dari golongan senyawa monoterpen dan sesquiterpen (meliputi zingiberen, alfa dan beta-turmerone), Minyak atsiri pada kunyit mengandung d-alfa pelandren, d- sabinen, cineol, borneol, zingiberin, turmeron. Minyak atsiri pada kunyit dapat memberikan kehangatan dalam mulut, mempelancar pengeluaran air liur selain itu menghambat pertumbuhan bakteri E. coli sebanyak 50 ml setara dengan penghambatan daya anti bakteri larutan tetrasiklin dengan kadar 5,39 mg/ml (Caesaria, 2007), zat warna kuning yang disebut kurkuminoid sebanyak 5% (meliputi kurkumin 50-60%,  monodesmetoksikurkumin dan bidesmetoksikurkumin), protein, fosfor, kalium, besi dan vitamin C. Dari ketiga senyawa kurkuminoid tersebut, kurkumin merupakan komponen terbesar. Sering kadar total kurkuminoid dihitung sebagai % kurkumin, karena kandungan kurkumin paling besar dibanding komponen kurkuminoid lainnya. Karena alasan tersebut beberapa penelitian baik fitokimia maupun farmakologi lebih ditekankan pada kurkumin. Kandungan aktif kunyit adalah senyawa kimia yang disebut sebagai curcuminoid. Curcuminoid dalam kunyit adalah curcumin (75 %), demethoxycurcumin (15-20 %) dan bisdemethoxycurcumin (kurang lebih 3 %) (Tampubolon, 1995).

Bawang Putih

            Bawang putih (Allium sativum) termasuk genus afflum atau di Indonesia lazim disebut bawang putih. Bawang putih termasuk klasifikasi tumbuhan terna berumbi lapis atau siung yang bersusun. Bawang putih tumbuh secara berumpun dan berdiri tegak sampai setinggi 30-75 cm, mempunyai batang semu yang terbentuk dari pelepah-pelepah daun. Helaian daunnya mirip dengan pita, berbentuk pipih dan memanjang. Akar bawang putih terdiri dari serabut-serabut kecil yang bejumlah banyak. Nama lokal dari bawang putih itu sendiri yaitu garlic (Inggris), bawang putih (Indonesia), bawang (Jawa); bawang bodas (Sunda), bawang handak (Lampung); kasuna (Bali), lasuna pute (Bugis), bhabang pote (Madura); bawa bodudo (Ternate), kalfeo foleu (Timor). Ada banyak peneliti percaya bahwa senyawa organik, allicin pada bawang putih yang telah memberikan aroma dan rasa, juga bertindak sebagai antioksidan yang paling kuat di dunia (Soetrisno, 2009).

Senyawa yang ada pada bawang putih adalah aliin. Dengan dorongan enzim alinase, aliin terpecah menjadi alisin, amonia, dan asam piruvat. Bau tajam alisin disebabkan karena kandungan zat belerang. Aroma khas ini bertambah menyengat ketika zat belerang (sulfur) dalam alisin diterbangkan ammonia ke udara, sebab ammonia mudah menguap. Senyawa alisin berkhasiat menghancurkan pembentukan pembekuan darah dalam arteri, mengurangi gejala diabetes dan mengurangi tekanan darah. Selain alisin, bawang putih juga memiliki senyawa lain yang berkhasiat obat, yaitu alil. Senyawa alil paling banyak terdapat dalam bentuk dialil-trisulfida yang berkhasiat memerangi penyakit-penyakit degeneratif dan mengaktifkan pertumbuhan sel-sel baru (Tampubolon, 1995).

MATERI DAN METODA

Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan diantaranya tabung reaksi, tabung hungate, rak tabung, spoid, inkubator,label, waterbath dan rolertube. Bahan-bahan yang dipergunakan antara lain media pengencer, media E. coli dengan penambahan kunyit dan bawang putih, media agar (amilolitik, selulolitik dan proteolitik), I2 dalam KI, HCl 10%, Congorade, NaCl 1%, HCl 1%.

Langkah Kerja

Pertama lakukan sterilisasi media dan praktikan menggunakan alkohol. Pengenceran E. coli dilakukan sebanyak 3 kali kedalam media pengencer yang sudah ditambahkan kunyit dan bawang putih sebelumnya. Pengenceran dilakukan dengan cara mengambil 0,05 ml koloni E.coli dan dimasukan ke dalam media kunyit atau bawang putih, selanjutnya media ini disebut MP1. Lakukan pengenceran dengan cara yang sama pada MP1 sehingga didapatkan MP2 dan MP3.

Ambil 0,01 ml dari MP1, 2, dan 3 secara berurutan pada waterbath (700C) yang sudah diturunkan suhunya menjadi 400C dan masukan kedalam media proteolitik, selulolitik dan amilolitik. Ratakan media dengan menggunakan roller tube, beri label pada setiap perlakuan yang berbeda. Inkubasi bakteri tersebut selama 24-48 jam dan lakukan perhitungan total bakteri dan clearing zone pada masing-masing media.

Perhitungan koloni bakteri dilakukan dengan mengamati adanya bintik atau lingkaran yang terbentuk pada dinding tabung reaksi berwarna putih atau putih kekuningan. Jika bintik putih yang terbentuk hampir memenuhi dinding tabung reaksi maka jumlah koloni bakteri adalah TBUD (Terlalu Banyak Untuk Dihitung). Cara perhitungannya adalah menghitung lingkaran kecil individu bernilai 1 dan lingkaran besar yang menyatu didinding juga dihiitung 1.

Clearing zone dihitung dengan mengamati luasan daerah bening di sekitar kolono bakteri yang menandakan bahwa nutrisi di dalam media tersebut telah didegradasi oleh bakteri. Uji amilolitik dilakukan dengan menambahkan I2 dalam KI kedalam tabung yang berisi koloni bakteri tersebut sebanyak 1 ml. Uji proteolitik dilakukan dengan melakukan penambahan 1 ml HCl 10% kedalam tabung yang berisi bakteri tersebut. Untuk uji amilolitik dilakukan dengan mencampurkan Congurade 1 ml ke dalam koloni bakteri kemudian disentirfuse selama 15 menit dan buang cairan yang terbentuk. Endapan bakteri ditambah 1 ml NaCl 1% dan selanjutnya disentrifuse kembalia dan ditambahkan HCl 1% sebanyak 1ml kedalamnya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Tabel 1. Penghitungan Jumlah Bakteri

No

Kunyit

Bawang Putih

Amilolitik

Proteolitik

Selulolitik

Amilolitik

Proteolitik

Selulolitik

MP1

2

TBUD

TBUD

MP2

TBUD

TBUD

TBUD

TBUD

MP3

TBUD

TBUD

29

38

Keterangan : TBUD=Terlalu Banyak Untuk Dihitung

Tabel 2. Perhitungan Zona Bening

No

Kunyit

Bawang Putih

Amilolitik

Proteolitik

Selulolitik

Amilolitik

Proteolitik

Selulolitik

MP1

++++

+++

MP2

++++

+++

+++

++++

MP3

+++

++++

+

+

Keterangan : – = Tidak ada zona bening

+ = Sedikit zona bening

++ = Agak banyak zona bening

+++ = Banyak zona bening

++++ = Sangat banyak zona bening

Pembahasan

            Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan, bakteri E.coli tidak tumbuh pada media selulolotik baik pada media yang ditambahkan bawang putih maupun kunyit. Hal ini menandakan bahwa bakteri E.coli tidak tergolong kedalam kelas bakteri yang bersifat selulolitik tetapi termasuk kelas bakteri yang proteolitik dan amilolitik. Jumlah koloni terbanyak pada ketiga jenis media baik yang ditambah kunyit dan bawang putih ditemukan pada media pengenceran yang ke dua.

Pada media pengenceran 1 untuk media proteolitik dan amilolitik pada penambahan kunyit ditemukan jumlah bakteri yang lebih sedikit dibandingkan kedua pengenceran lainnya. Pada kunyit terdapat bahan aktif berupa minyak atsiri yang dapat menghambat laju pertumbuhan dari bakteri sehingga jumlah bakteri menjadi berkurang. Jumlah bakteri terbanyak didapatkan pada media dengan pengenceran 2 dan 3. Koloni bakteri tersebut terlihat memenuhi seluruh bagian dari tabung sehingga tidak dapat diestimasi jumlah bakteri yang tumbuh.

Pada penambahan bawang putih pada media tumbuh, hasil terendah di dapatkan pada media pengenceran 3 baik pada media amilolitik maupun proteolitik dengan jumlah bakteri pada media proteolitik lebih banyak dibandingkan pada media amilolitik. Hal ini diduga disebabkan karena jumlah koloni bakteri E.coli pada media pengenceran 3 lebih sedikit dibandingkan media pengenceran lainnya. Hal tersebut juga dipengaruhi dengan penambahan bawang putih pada media. Kandungan enzim alinase dan aliin yang mempunyai kemampuan sebagai antibakterial alami yang diduga menurunkan jumlah koloni bakteri pada media tersebut.

Berdasarkan pengamatan zona bening, penambahan kunyit kedalam media tumbuh ternyata efektif untuk menghambat pertumbuhan bakteri dibandingkan dengan penambahan bawang putih. Dari ketiga media pengenceran dengan penambahan kunyit pada media pengenceran 1 tidak zona bening yang terbentuk. Hal ini mengindikasikan bahwa pada media pengenceran 1 bakteri memakan media sehingga tidak ada penguraian zar nutrisi yang mengakibatkan terbentuknya zona bening.

Untuk media pengenceran yang ditambahkan dengan bawang putih, ditemukan jumlah zona being paling sedikit pada media pengenceran ke 3. Banyaknya zona bening yang terbentuk juga terkait dengan jumlah bakteri yang terdapat didalam media tersebut. Semakin banyak bakteri dalam suatu media maka akan semakin banyak juga zona bening yang terbentuk. Penambahan bawang putih pada pengamatan kali ini tidak terlalu berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri yang tercermin dari jumlah zona bening yang terbentuk

KESIMPULAN

            Berdasarkan pengamatan aktivitas bakteri E.coli dalam media amiliolitik, proteolitik dan selulolitik dengan penambahan bawang putih dan kunyit sebagai agen antibakteri alami tidak ditemukan aktivitas bakteri E.coli pada media selulolitik. Penambahan kunyit dirasa lebih efektif dibandingkan bawang putih untuk mengendalikan jumlah koloni bakteri yang terbentuk dilihat dari jumlah koloni dan zona bening yang terbentuk.

DAFTAR PUSTAKA

Soetrisno. 2009. Manfaat bawang putih pada kesehatan. http://www.chem-is-try.com. [ 25 April 2011 ].

Tampubolon, O. 1995. Tumbuhan Obat. Bhratara. Jakarta

Caesaria Solina. 2007. Aktivitas Antibakteri Campuran Bawang Putih dan Rimpang  Kunyit terhadap Salmonella typmurium. Skripsi. Biokimia. Institut Pertanian Bogor.

Durham, D.R., D.B. Stewart, and E.J. Stellwag. 1987. Novel alkaline and heat stable serine proteases from alkalaphilic Bacillus sp. strain GX6638. J. Bacterial.
169(6):2762- 2768

Fardiaz, S. 1988. Fisiologi Fermentasi. Lembaga Sumber Daya Informasi. Institut Pertanian Bogor. Bogor

Pelczar, M. J., and E. C. S. Chan. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. Terjemahan Hadioetomo, R. S., dkk. Penerbit Univesitas Indonesia (UI-PRESS), Jakarta.

Rehm, H. J dan G. Reed. 19987. Biotechnology. Vol 8: enzyme Technology. VCH Verlags gessell schaff, mbH, Weinhaim.

Volk, W. A., and Wheeler, M. F. 1988. Mikrobiologi Dasar. Terjemahan Soenartono Adisoemarto. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Widyastuti, A. T. 2005. Isolasi dan Uji Kemampuan selulitik baketri Simbian rayap pendegradasi Serat. Skripsi. Jurusan nurisi dan makanan ternak. Fakultas Peternakan. Instiut pertanian Bogor. Bogor.

1 Comment

  1. gumi

    mantap lah……..keep your fun for science……

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

%d bloggers like this: