BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR
BALAKANG
Enzim
memegang peranan penting dalam berbagai reaksi di dalam sel. Sebagai protein,
enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi,
antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel. Selain itu, enzim
bekerja sangat efisien, beroperasi pada kondisi lunak, aman dan mudah
dikontrol, dapat menggantikan bahan kimia yang berbahaya, dan dapat didegradasi
secara biologis.
Enzim sendiri merupakan biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi
tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi
kimia . Hampir semua
enzim merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi
molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel
memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat. Enzim-enzim
tersebut memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda. Jumlah enzim di
yang telah ditemukan samapi saat ini pun tidak terhitung jumlahnya, terdapat
lebih
dari dua ribu jenis enzim. Dan yang akan dibahas kali ini adalah enzim
selulase.
1.2 RUMUSAN
MASALAH
1.Pengertian
bakteri pencerna pati
2.Morfologi
bakteri pencerna pati
3.Pencernaan
oleh bakteri pencerna pati
1.3 TUJUAN
MASALAH
1.
Mengisolasi bakteri penghasil pencerna pati
2.Memahami
pengertian dan kegunaan bakteri pencerna pati
3.
Mengetahui proses kerja bakteri pencerna pati
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Morfologi Bakteri Pencerna Pati
Amilase
pertama kali yang diproduksi adalah amilase yang berasal dari fungi pada tahun
1894. Keluarga α-amilase (GH 13) merupakan keluarga enzim yang menghidrolisis
ikatan α-1,4-glikosidik pada pati menghasilkan produk berupa oligosakarida,
dekstrin, dan glukosa.
Pengujian
aktivitas α-amilase dilakukan dengan metode Fuwa. Aktivitas enzim relatif tidak
mengalami perubahan hingga suhu 70oC, dan proses pemanasan yang terlalu tinggi
mengakibatkan aktivitas menurun serta terjadi kerusakan struktur protein.
α-Amilase relatif stabil pada rentang nilai pH yang luas yaitu antara 3 dan 12,
kecuali nilai pH antara 4 dan 5 yang diduga merupakan titik isoelektriknya.
Spektrum fluorosen protein pada berbagai nilai pH menunjukkan bahwa struktur
protein relatif stabil pada nilai pH antara 3 dan 9, serta mengalami pembukaan
inti hidrofob pada nilai pH diatas 10. Degradasi pati dimediasi oleh bakteri
simbion yang ada dalam system pencernaan cacing tanah, hal ini dikarenakan cacing
tanah memproduksi α-amilase yang mirip dengan ekstrak homogenate. Dan
selanjutnya pengubahan selulosa menjadi glokusa menggunakan emzim selulase. (Anam Al-Arif. M, Win Darmanto,Ni Nyoman Tri
Puspaningsih, Suwarno.2012)
Dalam
industri pangan, enzim amilase berfungsi menyediakan gula hidrolisis pati
sehingga dapat dimanfaatkan untuk produksi sirup glukosa ataupun sirup fruktosa
yang mempunyai tingkat kemanisan tinggi, pembuatan roti, dan makanan bayi. Di
industri tekstil enzim amilase digunakan untuk membantu dalam proses penghilangan
pati, yang digunakan sebagai perekat untuk melindungi benang saat ditenun agar
lentur. Proses ini memerlukan suhu sekitar 70-80
C. (Setiasih. Siswati,Budiasih
Wahyuntari,Trismilah, dan Dewi Apriliani.2006)
Amilase
mempunyai kemampuan untuk memecah molekul-molekul pati dan glikogen Molekul
pati yang merupakan polimer dari alfa-D-glikopiranosa akan dipecah oleh enzim
pada ikatan alfa-1,4- dan alfa-l,6-glikosida. Amilase yang berasal dari
mikroorganisme banyak digunakan dalam industri, hal ini dikarenakan
mikroorganisme periode pertumbuhanya pendek. (Marliana Srikaton, Dian.2008)
Enzim
alfa-amilase merupakan enzim yang banyak digunakan pada berbagai macam makanan,
minuman dan industri tekstil. Alfa amilase ekstra seluler dihasilkan dari
beberapa bakteri, diantaranya adalah Bacillus coagulans, B. stearothermophilus
dan B. Licheniformis. Amilase adalah enzim yang paling penting dan signifikan
dalam bidang bioteknologi, industri enzim amylase merupakan kelas industri yang
memiliki kurang lebih 25% pasar enzim dunia. Enzim tersebut dapat diperoleh
dari bermacam-macam sumber, seperti tumbuhan, binatang, dan mikroorganisme.
Sekarang banyak mikrobia penghasil amylase yang tersedia secara komersial dan
mikrobia tersebut hampir seluruhnya menggantikan hidrolisis kimia pati pada
industri produksi pati.
Amilase
yang dihasilkan mikroorganisme mempunyai spektrum yang luas pada aplikasi
industri karena lebih stabil daripada-amilase yang dihasilkan oleh tumbuhan dan
binatang. Keuntungan utama dalam penggunaan mikroorganisme pada produksi
amilase adalah kapasitas produksi yang besar dan fakta bahwa mikrobia mudah
dimanipulasi untuk menghasilkan enzim dengan karakteristik yang di
inginkan.-amilase diperoleh dari bermacam-macam jamur, yeast dan bakteri.
Meskipun demikian, enzim dari sumber jamur dan bakteri mendominasi aplikasi
dalam sektor industri. amilase mempunyai kemampuan aplikasi yang luas dalam
proses industry seperti makanan, fermentasi, tekstil, kertas, deterjen, dan
industri farmasi. Amilase dari jamur dan bakteri dapat digunakan dalam industri
farmasi dan kimia. Meskipun demikian, dengan perkembangan bioteknologi,
aplikasi amilase berkembang di banyak bidang, seperti kesehatan, obat-obatan,
dan analisis kimia, seperti aplikasi dalam sakarifikasi pati pada tekstil,
makanan, brewing, dan industri distilasi.
Untuk
mendapatkan enzim amilum yang dapat mencerna selulosa, dapat dilakukan dengan
cara isolasi pada tanah rumput, tanah kebun dan tanah sampah. Media yang digunakan untuk mendapatkan masing-masing
bakteri pun berbeda disesuaikan dengan karakteristik dari bakteri tersebut.
Media untuk mengisolasi bakteri proteolitik adalah media SMA (Skin Milk Agar) sedangkan media untuk mengisolasi bakteri
selulolitik adalah media CMC (Carboximetil Cellulose).
2.2 Cara Menghasilkan Enzim Amylase
Degradasi
yang terjadi pada pati diketahui dengan hilangnya material yang terwarnai oleh
iodine. Uji deteksi α amylase yang menghidrolisis α-1,4-glikogen dan
poliglucosan lainnya. Pada saat awal perlakuan terjadi penurunan yang cepat
berat molekul pati yang dihasilkan dari pewarnaan iodine. Produk akhir utama
dari degradasi ini adalah oligosakarida dengan berat molekul yang rendah.
Sebaliknya, β-amilase mampu mengkatalisis sebuah serangan exolitik dan
mendegradasi pati dengan cara memecah maltose dari ujung rantai pati. Enzim
amylase dari B. subtilis dapat dipisahkan satu sama lain dan secara subsekuen
mengeluarkannya bersama maltose. Enzim amylase dapat dipisahkan dari protease
dengan menambahkan insoluble starch ke dalam kultur untuk menyerap amilase.
Aktivitas
amilase dilakukan oleh enzim bakteri dan terlihat berwarna biru di dalam iodin.
Apabila iodin menyebabkan media pati berwarna biru pada koloni bakteri maka
tidak ada amilase yang diproduksi. Molekul maltosa yang kecil dapat masuk ke
dalam sel untuk digunakan sebagai energi. Interaksi iodin dengan pati membuat
media berwarna biru gelap. Produksi enzim amilase oleh koloni bakteri pada
media ditunjukkan adanya zona bening dengan penambahan larutan iodin di sekitar
koloni bakteri.
2.3
Manfaat Enzim Amylase
Enzim
amylase banyak digunakan sebagai industri gula cair, makanan, industri tekstil,
dan industri farmasi .Enzim ini juga banyak digunakan pada industri minuman
misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS) maupun pada industri tekstil,
sebagai food additive untuk memperbaiki tekstur bahan makanan.Penambahan enzim
alfa-amilase dalam bentuk tepung malt atau tepung enzim hasil kerja
mikroorganisme dapat meningkatkan kemampuan menghidrolisa pati yang dikandung
dalam tepung terigu, dengan demikian khamir yang tumbuh pada pembuatan adonan
mendapat energi yang cukup sehingga pembentukan karbon dioksida optimal dan
pengembangan adonan menjadi optimal amilase untuk produksi energi alternatif
bioetanol, membantu metabolism karbohidrat.
2.4 Substrat dan Kondisi Untuk Sintesis Enzim Amilase
Sejumlah
sumber karbon yang diuji dan ditelitinya, maltosa merupakan substrat yang
terbaik untuk produksi protein dan amilase. Umumnya tepung gandum dan tepung
jagung juga merupakan sumber karbon yang bagus untuk amilase rizhobia.
Produksi
amilase, penambahan kalsium (10 mM) atau pepton 1% pada ekstrak yeast pada
mediun mineral, akan memperpendek periode lagtasi dan menambah pertumbuhan dan
sintesis amilase. Penambahan glukosa pada kultur mengurangi dari sintesis
a-amilase, hal ini bisa disebabkan karena glukosa mempengaruhi kegiatan bakteri
ini. Suhu optimum pada sintesis amilase adalah sekitar 500 C dan pH optimum
untuk sintesis amilase sekitar 7,0. Ekstrak enzim dipertahankan aktivitasnya
100% ketika diinkubasi selama 1 jam pada suhu 900 C dan 40% pada suhu 600 C
selama 24 jam.
Komposisi
dan konsentrasi media sangat mempengaruhi produksi dari enzim amilase
ekstraseluler pada bakteri, yeast, dan Aspergillus sp. Komposisi medium sangat
mempengaruhi produksi amilase, seperti halnya sporulasi pada Bacillus cereus.
Keberadaan pati akan menginduksi produksi amilase. Keadaan lingkungan dan
sumber nitrogen pada media kultur juga akan mempengaruhi pertumbuhan produksi
amilase. Disamping karbon dan nitrogen, sodium dan garam potassium, ion metal,
dan detergen juga akan mempengaruhi produksi amilase dan pertumbuhan
mikroorganisme.
2.5 Sifat dan
Fungsi Enzim Amilase
Enzim
amylase yang berfungsi untuk mengubah karbohidrat menjadi gula sederhana. Enzim
amylase juga berfungsi untuk mengubah tepung menjadi gula. Secara umum enzim
memiliki sifat :
- Bekerja pada substrat tertentu.
- Memerlukan suhu tertentu.
- Keasaman (pH) tertentu pula
Suatu
enzim tidak dapat bekerja pada substrat lain. Molekul enzim juga akan rusak
oleh suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Demikian pula enzim yang
bekerja pada keadaan asam tidak akan bekerja pada suasana basa dan sebaliknya.
pada suhu tinggi aktivitasnya tinggi tetapi kemantapan enzyme rendah. Suhu yang
yang membuat aktivitas dan kemantaban suatu enzyme tinggi maka disebut suhu
optimum.Jumlah hasil reaksi juga akan mempengaruhi aktivitas enzim.
Factor
yang mempengaruhi aktivitas enzim salah satunya suhu dan pH. Sehubungan dengan
pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim, maka semakin meningkat suhu, aktivitas
enzim akan semakin meningkat. Pada pemanasan tinggi enzim yang merupakan suatu
protein akan mengalami denaturasi protein sehingga aktivitas kerjanya menjadi
nol. Pada umumnya reaksi kima dengan naiknya suhu 10 derajat Celcius maka akan
meningkatkan kecepatan reaksi sebesar 2 kali. Hal ini akan berlaku pada enzyme
dengan suhu maksimum hingga 35 derajat Celcius. Jika lebih dari suhu tersebut
enzim akan mengalami denaturasi sehingga merusak fungsi katalisatonya. Umumnya
enzim mulai kehilangan sifat katalisatornya pada suhu 35 derajat Celcius dan
berakhir pada suhu 60 derajat Celcius.
Oleh
sebab itu perlu diketahui nilai suhu dan pH optimum dari enzim amylase yang ada
pada air liur. Agar diketahui seberapa besar efek hidrolisis maka diperlukan
blanko sebagai pembanding. Blanko ini berisi seperti tabung pengujian yang
membedakan hanyalah penambahan air liur. Amilum akan membentuk kompleks dengan
Iodium hingga menghasilkan larutan berwarna biru. Warna ini dapat di pakai
dalam pengukuran absorbansi yang sebanding dengan kosentrasi amilum. Semakin
besar nilai absorbsinya maka semakin besar kosentrasi amilum yang belum
terhidrolisis.Untuk mengetahui besarnya hasil hidrolisis maka nilai A uji
dikurangi dengan nilai A blanko sehingga di peroleh A yang artinya semakin besar
nilai A maka semakin besar pula amilum yang telah terhidrolisis.
Sehingga
jika di buatkan sebuah kurva hubungan antara suhu dan pH ,akan diperoleh nilai
pH dan suhu optimum yang dipakai oleh enzyme. Enzim amilase adalah salah satu
enzim yang mampu dihasilkan oleh jamur dan jamur yang menghasilkan enzim
tersebut biasanya disebut jamur amilolitik. Dari beberapa penelitian yang telah
dilakukan, jamur yang mampu menghasilkan enzim amilase berasal dari genus
Penicillium, Cephalosporium, Mucor, Neurospora, Aspergillus dan Rhizopus.
2.6 Macam-macam Enzim Amilase
Secara
umum, amilase dibedakan menjadi tiga berdasarkan hasil pemecahan dan letak
ikatan yang dipecah, yaitu alfa-amilase, beta-amilase, dan glukoamilase. Enzim
alfa-amilase merupakan endoenzim yang memotong ikatan alfa-1,4 amilosa dan
amilopektin dengan cepat pada larutan pati kental yang telah mengalami
gelatinisasi. Proses ini juga dikenal dengan nama proses likuifikasi pati.
Produk akhir yang dihasilkan dari aktivitasnya adalah dekstrin beserta sejumlah
kecil glukosa dan maltosa. Alfa-amilase akan menghidrolisis ikatan alfa-1-4
glikosida pada polisakarida dengan hasil degradasi secara acak di bagian tengah
atau bagian dalam molekul. Enzim beta-amilase atau disebut juga
alfa-l,4-glukanmaltohidrolas E.C. 3.2.1.2. bekerja pada ikatan
alfa-1,4-glikosida dengan menginversi konfigurasi posisi atom C(l) atau C nomor
1 molekul glukosa dari alfa menjadi beta. Enzim ini memutus ikatan amilosa
maupun amilopektin dari luar molekul dan menghasilkan unit-unit maltosa dari
ujung nonpe-reduksi pada rantai polisakarida. Bila tiba pada ikatan alfa-1,6
glikosida aktivitas enzim ini akan berhenti. Glukoamilase dikenal dengan nama
lain alfa-1,4- glukan glukohidro-lase atau EC 3.2.1.3. Enzim ini menghidrolisis
ikatan glukosida alfa-1,4, tetapi hasilnya beta-glukosa yang mempunyai
konfigurasi berlawanan dengan hasil hidrolisis oleh enzim a-amilase. Selain
itu, enzim ini dapat pula menghidrolisis ikatan glikosida alfa-1,6 dan alfa-1,3
tetapi dengan laju yang lebih lambat dibandingkan dengan hidrolisis ikatan
glikosida a-1,4.
berikut,
karakteristik beberapa bakteri pencerna pati:
a) Bakteri Amilolitik
Beberapa
bakteri selulolitik juga dapat memfermentasi pati, meskipun demikian beberapa
jenis bakteri amilolitik tidak dapat menggunakan/memfermentasi selulosa.
Bakteri amilolitik akan menjadi dominan dalam jumlahnya apabila makanan
mengandung pati yang tinggi, seperti butir-butiran. Bakteri amilolitik yang
terdapat di dalam rumen antara lain:
Bacteriodes amylophilus
Butyrivibrio fibrisolvens
Bacteroides ruminicola
Streptococcus bovis
b) Sugar
Untilizer Bacteria (bakteri pemakai gula)
Hampir semua bakteri
pemakai polisakarida dapat memfermentasikan disakarida dan monosakarida.
Tanaman muda mengandung karbohidrat siap terfermentasi dalam konsentrasi yang
tinggi yang segera akan mengalami fermentasi begitu sampai di retikulo-rumen.
Kesemua ini merupakan salah satu kelemahan/kerugian dari sistem pencernaan
ruminansia. Sebenarnya gula akan lebih efisien apabila dapat dicerna dan
diserap langsung di usus halus.
Ragam morfologi bakteri
rumen. ( Febriani.2011.)
BAB
III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Amilase
mempunyai kemampuan untuk memecah molekul-molekul pati dan glikogen. Sedangkan
untuk pembagian amilase dibedakan menjadi tiga berdasarkan hasil pemecahan dan
letak ikatan yang dipecah, yaitu alfa-amilase, beta-amilase, dan glukoamilase. Factor
yang mempengaruhi aktivitas enzim salah satunya suhu dan pH. Enzim amylase yang
berfungsi untuk mengubah karbohidrat menjadi gula sederhana. Enzim amylase juga
berfungsi untuk mengubah tepung menjadi gula.
Hal
lain yang mempengaruhi produksi amilase diantaranya karbon dan nitrogen,
sodium, garam potassium, ion metal, dan pertumbuhan mikroorganisme. optimal amilase
untuk produksi energi alternatif bioetanol, membantu metabolism karbohidrat. Untuk
mendapatkan enzim amilum yang dapat mencerna selulosa, dapat dilakukan dengan
cara isolasi pada tanah rumput, tanah kebun dan tanah sampah.
DAFTAR
PUSTAKA
Setiasih.
Siswati,Budiasih Wahyuntari,Trismilah, dan Dewi Apriliani.2006. Karakterisasi Enzim Amilase Ekstrasel dari
Isolat Bakteri Termofil SW2. Jurnal
Kimia Indonesia. Vol. 1 (1):
22-27
Anam Al-Arif. M, Win Darmanto,Ni Nyoman Tri Puspaningsih, Suwarno.2012. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Selulolitik
dengan Aktivitas Tinggi dalam Saluran Pencernaan Keong Emas (Pomacea
canaliculata). JBP Vol. 14.No. 2
Febriani.2011. Fisiologi Mikroba A. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam:Riau
Marliana Srikaton, Dian.2008. Karakterisasi Α-Amilase Pendegradasi Pati
Dari Perionyx Excavatus. Central Library Institute Technology: Bandung
http://andhikse.blogspot.com/2008/11/peran-enzim-amilase-pada-tubuh-manusia.html diakses pada 26 maret
2014
Tidak ada komentar:
Posting Komentar