LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN

IDENTIFIKASI ENZIM PROTEASE DARI BEBERAPA JENIS ISOLAT IKAN ASIN

OKY YOGIA MUHAMAD DIAS

PROGRAM STUDI KIMIAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUKABUMISUKABUMI

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan enzim protease dewasa ini semakin meningkat terutama dalam

bidang pangan seperti industri keju, bit dan roti, sedangkan bidang non pangan

seperti dalam pembuatan detergen dan penyamakan kulit. Kemajuan dalam bidang

bioteknologi memungkinkan semakin meluasnya penggunaan enzim protease

dalam berbagai produk komersial. Di Indonesia kebutuhan akan enzim protease

juga semakin meningkat namun kebutuhan ini masih tergantung pada produksi

impor. Salah satu cara mengantisipasi ketergantungan terhadap produksi impor

tersebut perlu adanya usaha untuk memproduksi enzim protease (Daniel, 1979;

Suhartono, 1989; Thomas, 1984).

Enzim protease yang digunakan dalam bidang industri umumnya

dihasilkan oleh mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk produksi

enzim, khusunya protease mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya mudah

diproduksi dalam skala besar, waktu produksi relatif pendek serta dapat

diproduksi secara berkesinambungan dengan biaya yang relatif rendah (Thomas,

1984). Mikrooganisme penghasil protease dapat berupa bakteri, kapang maupun

khamir. Enzim protease dari bakteri mulai diperkenalkan sekitar tahun 1960-an

oleh Gebruder Schyder dari Swiss dan Novo Industri A/S dari Denmark, dan

sampai sekarang penggunaan bakteri sebagai penghasil protease mempunyai

peluang yang besar untuk memproduksi protease (Basuki. 1997).

1.2 Tujuan PKL

Tujuan PKL ini adalah untuk :

1. Mengidentifikasi enzim protease yang terkandung di dalam isolat ikan asin

dengan jenis yang berbeda.

2. Mengetahui bentuk koloni bakteri dari isolat ikan asin.

3. Meningkatkan, memperluas dan memantapkan keterampilan yang

membentuk kemampuan mahasiswa sebagai bekal untuk memasuki

lapangan kerja yang sesuai dengan program studi yang dipilih.

4. Meningkatkan pengalaman mahasiswa pada aspek-aspek usaha yang

potensial pada lapangan kerja lain, struktur organisasi usaha, asosiasi

usaha, jenjang karir dan manajemen usaha.

1.3 Kegunaan PKL

Dengan dilakukannya identifikasi enzim protease yang dihasilkan dari

isolat ikan asin dengan cara pembiakan di media agar, kita dapat memproduksi

enzim tersebut untuk pemasok pada industri-industri yang memang menggunakan

enzim ini sebagai starter pada produk olahannya.

BAB II

KEADAAN UMUM

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA (LIPI)

PUSAT PENELITIAN BIOLOGI BIDANG MIKROBIOLOGI

2.1 Sejarah Singkat dan Lokasi

Pusat Penelitian Mikrobiologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

merupakan subdivisi dari Pusat Penelitian Biologi - Lembaga Ilmu Pengetahuan

Indonesia (Puslit Biologi-LIPI). Puslit Biologi-LIPI merupakan pusat penelitian

yang berada di bawah lingkungan kerja dan bertanggungjawab langsung kepada

Kedeputian Bidang Ilmu Pengetahuan Hayati - Lembaga Ilmu Pengetahuan

Indonesia. Puslit Biologi-LIPI semula dikenal dengan nama Lembaga Biologi

Nasional Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LBN-LIPI). LBN yang dibentuk

pada Tahun 1962, pada awalnya merupakan bagian dari Lembaga Pusat

Penyelidikan Alam (LPPA) yang berada di bawah naungan dan koordinasi

Majelis Ilmu Pengetahuan Indonesia (MIPI). Seiring dengan perjalanan waktu,

situasi dan kondisi di Indonesia, maka MIPI berubah namanya menjadi Lembaga

Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI).

Gambar II.1. Gedung Puslit Biologi Bidang Botani dan Mikrobiologi

Pada tahun 1986 LIPI telah melakukan reorganisasi berdasarkan Keppres

Nomor 1 Tahun 1986 dan ditindaklanjuti dengan dikeluarkannya Keputusan

Ketua Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Nomor 23/Kep/D.5/1987 tentang

Organisasi dan Tata Kerja Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia dan LBN

berubah dan dimekarkan menjadi Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi

(Puslitbang Biologi) bersama-sama dengan Puslitbang lainnya yaitu : Puslitbang

Oseanologi, Limnologi, Bioteknologi dan Geoteknologi serta satu unit Pelaksana

Teknis (UPT. BP. Kebun Raya) di bawah koordinasi Kedeputian Ilmu

Pengetahuan Hayati-LIPI.

Sejalan dengan tingkat pertumbuhan dan perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi yang demikian maju pesat pada dua dekade terakhir ini, maka LIPI

dituntut untuk melakukan penyempurnaan organisasi, sehingga pada tahun 2001

LIPI melakukan reorganisasi lagi. Tersurat dalam Keppres Nomor 43 Tahun 2001

dan Keputusan Kepala Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Nomor

1151/M/2001, maka Puslitbang Biologi berubah namanya menjadi Puslit Biologi

bersama-sama dengan Pusat Penelitian Bioteknologi dan Pusat Konservasi

Tumbuhan Kebun Raya Bogor, namun masih tetap berada di bawah Kedeputian

Bidang Ilmu Pengetahuan Hayati. Sedangkan Pusat Penelitian Oseanografi,

Geoteknologi dan Limnologi yang semula berada di bawah tanggung jawab

Kedeputian Ilmu Pengetahuan Hayati kini berada di bawah Kedeputian Bidang

Ilmu Pengetahuan Kebumian.

2.2 KEADAAN UMUM LIPI BIDANG MIKROBIOLOGI

2.2.1 Sejarah Lembaga

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) merupakan badan yang

bergerak pada bidang penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan

kemudian diaplikasikan kepada masyarakat luas. LIPI bidang mikrobiologi

terletak di Jl. Raya Jakarta Bogor km 46 Cibinong, Kabupaten Bogor.

Sejarah terbentuknya LIPI Pusat Penelitian Biologi berawal dari zaman

penjajahan Belanda pada tahun 1834 yaitu pada saat Raffles yang menjabat

sebagai gubernur Jawa Barat. Raffles mendirikan kebun botani di Bogor dan

kemudian berkembang menjadi pusat penelitian yang dikenal sebagai Land

Plantetuin. Badan ini digunakan untuk mengembangkan ilmu taksonomi baik

tanaman maupun hewan yaitu suatu ilmu yang menidentifikasi suatu tanaman dan

hewan asal Indonesia kemudian diberi nama sesuai dengan speciesnya.

Setelah Indonesia merdeka, Indonesia mengambil alih Land Plantetuin

dan mengubah namanya menjadi Lemabah Hortus Botanicus Pusat (LHBP) yang

sering dikenal sebagai Bogor Botanical Garden. Badan ini berada dibawah

naungan Djawatan Penelitian Alam (DPA) yang kemudian diubah menjadi

Lembaga Pusat Penelitian Alam (LPPA) dibawah Departemen Pertanian. Tahun

1962, LPPA menjadi lembaga yang terpisah dari Departemen Pertanian dengan

adanya keputusan MPR No. II 1960. Selanjutnya LPPA berubah nama menjadi

Lembaga Biologi Nasional (LBN) yang merupakan bagian dari Majelis Ilmu

Pengetahuan Indonesia (MIPI) yang sekarang dikenal dengan Lemabaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI). Berdasarkan keputusan Presiden No. 1 tahun 1986

tentang penataan organisasi LIPI, maka LBN beruabah nama menjadi Pusat

Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Biologi yang diikuti dengan berdirinya

dua institusi baru, yaitu Pusat Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan

Limnologi. Tanggal 17 Januari 1987, berdasarkan keputusan MPR

23/KP/D.5/1987, didirikan Balai Penelitian dan Pengembangan Biologi dan

Mikrobiologi yang merupakan bagian dari Puslitbang Biologi. Puslitbang Biologi

kemudian diubah menjadi Pusat Penelitian Biologi (puslit Biologi) dan Balitbang

Mikrobiologi menjadi Bidang mikrobiologi pada tanggal 1 Juli 2001. Awalnya,

Puslit Biologi dan Bidang Mikrobiologi berada pada dua temapat, yaitu di dalam

Kebun Raya Bogor (KBR) dan di lantai 5 gedung Kusnoto jalan Ir. H Djuanda 18

Bogor. Tanggal 1 April 2007, puslit Biologi Bidang Mikrobiologi dipidahkan ke

kompleks LIPI di Kecamatan Cibinong Kabupaten Bogor tepatnya di Jalan Raya

Jakarta Bogor km 46.

2.2.2 Sarana dan Sumber Daya Manusia

Bidang Mikrobilogi berada di kompleks LIPI di Jalan Raya Jakarta Bogor

km 46 Kecamatan Cibinong Kabupaten Bogor. Fasilitas yang tersedia di

dalamnya adalah koleksi biakan, laboratorium, perpustakaan, ruang staf kelompok

peneliti (kelti) Genetika Mikrob, Kelti Biokimia Mikrob, Kelti Ekologi dan

Fisiologi Mikrob, Kelti Bioprospeksi Mikrob, serta Kelti Koleksi Kultur Mikrob,

ruang Tata Usaha (TU), kantin, mushola, ruang rapat besar dan kecil, gudang, dan

rumah kaca.

Laboratorium mikrobiologi dilengkapi dengan alat-alat penelitian yang

cukup lengkap antara lain alat-alat gelas, alat sterilisasi (autoklaf, oven),

inkubator, sentrifus, mikrosentrifus, spektrofotometer, mikroskop, laminar air

flow cabinet, spektrofotometer, freezer, cooler (lemari pendingin), pH meter,

destilator, waterbath, microwave, shaker, Cork-Borer dengan berbagai ukuran,

neraca analitik, elektroforesis, PCR, ruang asam, bioreactor, HPLC, dan GC.

Setiap kelompok peneliti dalam Bidang mikrobiologi masing-masing

memiliki peneliti. Pada awalnya, Bidang Mikrobiologi memiliki empat kelompok

peneliti yaitu Kelti Biosistematika dan Genetika Mikroba, Kelti Biokimia

Mikroba, Kelti Ekologi dan Fisiologi Mikroba, dan Kelti Pengembangan Potensi

Mikroba. Berdasarkan surat keputusan pada bulan Januari 2007, kelompok

peneliti menjadi lima yaitu Kelti Genetika Mikrob, Kelti Ekologi dan Fisiologi

Mikrob, Kelti Biokimia Mikrob, Kelti Bioprospeksi Mikroba, serta Kelti Koleksi

Kultur Mikroba. Peneliti-peneliti dalam puslit Biologi bidang Mikrobiologi terdiri

atas peneliti dalam berbagai bidang dalam melaksanakan tugas dan penelitiannya

yaitu bidang Bakteriologi, Mikologi, Alpalogi, Protozoalogi, Enzimologi,

Molekuler Biologi dan bidang-bidang lain yang terkait. Jumlah pegawai yang

tercatat pada LIPI puslit Biologi bidang Mikrobiologi adalah sebanyak 54

pegawai, yang terdiri atas 16 orang staf peneliti dan 8 orang teknisi, sedangkan

berdasarkan tingkat pendidikannya terdapat orang yang memiliki pendidikan

perguruan tinggi yaitu 7 orang doktor, 10 orang master, 28 orang sarjana, 1 orang

sarjana muda, dan 8 orang SMA. Sedangkan untuk kelti Biokimia Mikrob terdiri

atas 9 orang peneliti dan 6 orang teknisi. Sebagian besar pegawai LIPI mendapat

beasiswa dari Jepang untuk melanjutkan studi S2 dan S3.

2.2.3 Tugas Bidang Mikrobiologi

Puslit Biologi LIPI, Bidang Mikrobiologi bertugas melakukan penelitian,

bimbingan penelitian, rencana penelitian, penyusunan, evaluasi laporan penelitian

di bidang mikrobiologi dan menggali potensi jasad renik yang kemudian dapat

dimanfaatkan masyarakat luas. Jasad renik yang sedang dikembangkan antara lain

bakteri, kapang, dan ganggang. Selain itu, pusat penelitian ini juga memberikan

bimbingan pada mahasiswa baik dalam melakukan praktik lapang maupun

penelitian guna tugas akhir.

Tugas Pusat Penelitian Biologi Bidang Mikrobiologi antara lain pertama,

mempersiapkan, mengkoordinasi, serta melaksanakan penelitian dan

pengembangan di bidang mikrobiologi. Kedua, mengumpulkan, mengevaluasi,

memelihara jasad renik, serta meningkatkan nilai tambah produk hasil

pemanfaatan mikroba dalam menunjang industri pangan, farmasi, dan konservasi

lingkungan. Ketiga, mengadakan kerja sama penelitian dan pengembangan di

bidang mikrobiologi dengan perguruan tinggi, lembaga pemerintah maupun

swasta baik di dalam maupun di luar negeri. Keempat, memberikan pelayanan

jasa di bidang mikrobiologi berupa jasa konsultasi, identifikasi, dan penjualan

biakan mikroba, baik untuk keperluan penelitian, pendidikan, maupun dalam

suatu proses industri. Kelima, membantu dan membimbing mahasiswa program

diploma, S1, S2, S3 dan peneliti muda dalam melakukan penelitian. Keenam,

mengadakan pendidikan dan pelatihan bagi siswa, mahasiswa, dan peneliti muda.

2.2.4 Struktur Organisasi

Struktur organisasi Deputi Bidang Ilmu Pengetahuan Hayati terdiri atas

Pusat Penelitian Biologi, Pusat Penelitian Bioteknologi, dan Pusat Konservasi

Tumbuhan Kebun Raya Bogor. Struktur organisasi ini dapat dilihat pada

Lampiran 1.

Struktur organisasi Pusat Penelitian Biologi terdiri atas Bidang Botani,

bidang Zoologi, bidang Mikrobiologi, Bidang Sarana dan Pengelolaan Koleksi,

dan Bidang Tata Usaha. Bidang Mikrobiologi terdiri atas lima kelompok

penelitian (kelti), yaitu Kelti Genetika Mikrob, Kelti Ekologi dan Fisiologi

Mikrob, Kelti Biokimia Mikrob, Kelti Bioprospeksi Mikroba, serta Kelti Koleksi

Kultur Mikroba.

2.2.5 Kegiatan Kelompok-Kelompok Penelitian

Kegiatan penelitian dilaksanakan oleh kelompok-kelompok penelitian

sesuai dengan bidang masing-masing. Masing-masing kelomnpok memiliki

peneliti dan teknisi dalam melaksanakan kegiatan-kegiatan tersebut.

Kelti Genetika Mikroba hingga tahun 2007 memiliki 9 orang peneliti dan

2 orang teknisi dengan ketua kelompok Drs Noviek . Kelti ini memiliki tugas

mengkaji keanekaragaman mikroba serta sumber daya genetis di ekosistem-

ekosistem yang khas di Indonesia. Penelitian ini dilakukan terhadap karakter

spesifik morfo-fisiologis seluler dan molekuler. Selain mengungkap taksonomi,

karakter ini juga berperan dalam biologis dan potensi pengemabangannya dalam

kehidupan manusia. Kajian taksonomi dilakukan secara konvesional dan genetis

untuk mengetahui identitas mikroba dan karakter dasar serta potensi yang dimiliki

mikroba tersebut.

Kelti Biokimia Mikroba memiliki tenaga ahli yang memiliki latar

belakang kimia, biologi, dan mikrobiologi. Kelti ini memiliki jumlah peneliti

sebanyak 9 orang dan 1 orang teknisi dengan ketua kelompok Drs. Ir. Bambang

Sunarko. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan dalam kelompok ini adalah

melakukan karakteristik enzim dan mikroba potensial, yang lebih mengarah pada

peningkatan nilai produk dengan jalan mempelajari proses biokimia yang terjadi.

Penelitian mengenai produksi enzim dan pemanfaatan mikroba ini diarahkan

untuk menghasilkan bahan aktif melalui bioproses, sehingga produk pangan dan

farmasi yang dihasilkan lebih memiliki kualitas dan daya tahan yang lebih tinggi.

Kegiatan dalam kelompok ini terutama difokuskan pada produk pangan dan

farmasi seperti minyak, yoghurt, aneka produk susu, kecap, antibiotik, kosmetik,

dan senyawa bioaktif.

Kelti Ekologi dan Fisiologi Mikroba memiliki kegiatan yang

menitikberatkan pada penelaah peran, fungsi, dan dinamika mikroba pada habitat

tanah, perairan, dan lingkungan lainnya tempat mikroba tersebut hidup. Kelti ini

memiliki tujuan dan sasaran untuk memahami biodiversitas dan aktivias mikroba

di lingkungan alam serta interaksi berbagai kelompok mikroba di dalam

komunitasnya. Untuk memahami biodiversitas mikroba diperlukan pentahapan

kegiatan dari mulai isolasi, identifikasi, kualifikasi, dan kuantifikasi mikroba dari

berbagai habitat, sedangkan untuk memahami aktivitas spesifik mikroba

diperlukan pengkajian fisiologi dan aktivitas metabolik. Pengkajian dan

pemahaman ekologi dan fisiologi mikroba dilakukan secara insitu dan eksitu.

Kegiatan lain yang dilakukan kelompok ini adalah mengkaji dampak kerusakan

lingkungan terhadap komunitas dan aktivitas mikroba pada berbagai habitat.

Hingga tahun 2008, kelti Ekologi dan Fisiologi Mikroba memilki 14 orang

peneliti dan 2 orang teknisi yang diketuai oleh Ibu Ninuk.

Kelti Bioprospeksi Mikroba didukung oleh staf peneliti di bidang

Enzimologi, Teknologi Fermentasi, Teknologi Bioproses, Analis Kimia, dan

Teknisi Perekayasa. Hingga saat ini, kelti ini terdiri atas 6 orang peneliti dan 1

orang teknisi yang diketuai oleh Bapak Joko. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan

dalam kelompok ini adalah pertama, mensinergikan antara kegiatan penelitian di

bidang mikrobiologi dengan industri dan masyarakat pengguna. Kedua,

melakukan kegiatan pengembangan dan pengkajian pada skala pilot dengan cara

memaksimalkan pemanfaatan mikroba dan teknologi bioproses melalui proses

produksi sehingga diharapkan mampu dalam memberikan dampak secara

ekonomis. Salah satu kegiatan yang dilakukan adalah budidaya jamur sebagai

sumber nutrisi dan obat-obatan serta pembiakan mikroba potensial untuk

pemanfaatan bagi industri pangan, farmasi, kosmeti, dan kimia alam.

Kelti Koleksi Kultur Mikroba memiliki tugas memelihara koleksi mikroba

yang telah berhasil dikumpulkan dari berbagai habitat di seluruh Indonesia.

Hingga saat ini koleksi kultur mikroba yang dimiliki oleh LIPI Biologi adalah

sekitar 1400 koleksi biakan mikroba. Teknik presevasi yang dilakukan adalah

dalam suspense gliserol, cair beku, kering beku dalam bentuk ampul. Kelti ini

memiliki 8 orang peneliti dan 2 orang teknisi.

2.2.6 Sumber Dana

Penelitian yang dilakukan oleh LIPI Biologi bidang Mikrobiologi

mendapat dana utama dari pemerintah, dana intensif, dana kompetitif (sebagian

dana dibantu oleh pemerintah daerah), dan bantuan dari luar negeri.

2.2.7 Kerja Sama Penelitian

LIPI Puslit Biologi bidang Mikrobiologi melakukan kerja sama penelitian

dengan lembaga lain baik dari dalam negeri maupun luar negeri seperti Perguruan

Tinggi, sektor swasta, JICA (Japan International Cooperation Agenc), GEF (The

Global Environment Facility). Bentuk kerja sama tersebut meliputi pendidikan

(beasiswa), penelitian, dan pelatihan sumber daya manusia. Kerja sama ini

dilakukan untuk meningkatkan kualitas, kapasitas, dan dana penelitian.

2.2.8 Perpustakaan

Jenis koleksi yang dimiliki LIPI Puslit Biologi adalah pertama, buku yang

berjumlah 190.000 judul, terdiri atas buku umum dan referensi, majalah terjilid,

laporan penelitian dan penemuan ilmiah, disertasi, dan literatur sekunder seperti

bibliografi, indeks, serta sari karangan. Koleksi kedua adalah berupa majalah yaitu

majalah ilmiah yang terdiri atas 2000 judul majalah iptek luar negeri, 700 judul

majalah Indonesia dan majalah serta surat kabar sebanyak 1900 judul yang

tersedia dalam bentuk kliping dan pangkalan data khusus. Koleksi ketiga adalah

media audio visual yang terdiri atas bentuk mikro, disket, CD-ROOM, kaset

video, dan sebagainya.

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Enzim Protease

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis

(senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu

reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat

perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan

dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua

proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat

dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai

promoter.

Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk

menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang

membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia

terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan

waktu lebih lama. Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal,

pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula.

Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim

hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini

disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai

contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati

menjadi glukosa. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah

substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor.

Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang

berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan

bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim

tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan.

Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim

juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan

aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim.

Protease ekstraselular adalah enzim yang dapat menghidrolisis protein

menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana seperti peptida rantai pendek dan

asam amino. Berdasarkan cara pemotongan ikatan peptida, enzim protease dapat

dibagi menjadi eksopeptidase dan endopeptidase. Eksopeptidase terdiri dari

karboksiekso-peptidase yang memotong peptida dari arah gugus karboksil

terminal dan amino-ekso-peptidase dari gugus amino terminal, sedang

endopeptidase memecah ikatan peptida dari dalam (Bergmann, 1942; Mubarik et

al., 2000).

3.2 Media Tanam Enzim

Media produksi unuk menghasilkan enzim harus memenuhi kebutuhan

dasar untuk menghasilkan sel serta produk. Unsur utama yang paling dibutuhkan

adalah nitrogen dan karbon. Nitrogen sangat diperlukan untuk pertumbuhan sel,

sedang unsur karbon digunakan untuk meningkatkan energi biosintesis (Aunstrup,

1979). Berdasarkan alasan tersebut di atas, penelitian ini dilakukan untuk mencari

biakan bakteri penghasil enzim protease.

Mikroba seperti makhluk hidup lainnya memerlukan nutrisi pertumbuhan.

Pengetahuan akan nutrisi pertumbuhan ini akan membantu di dalam

mengkultivasi, mengisolasi dan mengidentifikasi mikroba. Mikroba memiliki

karakteristik dan ciri yang berbeda-beda di dalam persyaratan pertumbuhannya.

Ada mikroba yang bisa hidup hanya pada media yang mengandung sulfur dan ada

pula yang tidak mampu hidup dan seterusnya. Karakteristik persyaratan

pertumbuhan mikroba inilah yang menyebabkan bermacam-macamnya media

penunjang pertumbuhan mikroba.

Media alamiah, misalnya susu skim, tidak begitu sulit di dalam

penyiapannya sebagai media pertumbuhan mikroba, karena hanya cukup dengan

dituang ke dalam wadah yang telah disterilkan. Media dalam bentuk kaldu nutrien

atau yang mengandung agar, disiapkan dengan cara melarutkan masing-masing

bahan yang dibutuhkan atau lebih mudah lagi dengan cara menambahkan air pada

suatu produk komersial berbentuk medium bubuk yang sudah mengandung semua

nutrien yang dibutuhkan. Pada praktisnya, semua media tersebut secara komersial

dalam bentuk bubuk, seperti PCA (Plate Count Agar), NA (Nutrient Agar), TSA

(Trypticase Soy Agar) dan lain lain. Penyiapan media komersial ini pada

umumnya mengikuti langkah-langkah sebagai berikut :

1. Setiap komponen atau medium terhidrasi (bubuk) dilarutkan ke dalam

aquades atau air suling pada volume yang tepat dan sesuai.

2. Dituang ke dalam media yang sesuai, seperti erlenmeyer atau tabung

labu dan disumbat dengan penutup yang kuat.

3. Disterilisasi dengan suhu dan waktu yang adequate (memadai) sesuai

dengan yang tertera pada kemasan. (Umumnya pada suhu 121oC selama

15 menit).

Nutrien agar adalah medium umum untuk uji air dan produk dairy. NA

juga digunakan untuk pertumbuhan mayoritas dari mikroorganisme yang tidak

selektif, dalam artian mikroorganisme heterotrof. Media ini merupakan media

sederhana yang dibuat dari ekstrak beef, pepton, dan agar. Na merupakan salah

satu media yang umum digunakan dalam prosedur bakteriologi seperti uji biasa

dari air, sewage, produk pangan, untuk membawa stok kultur, untuk pertumbuhan

sampel pada uji bakteri, dan untuk mengisolasi organisme dalam kultur murni.

Untuk komposisi nutrien adar adalah eksrak beef 10 g, pepton 10 g, NaCl 5 g, air

desitilat 1.000 ml dan 15 g agar/L. Agar dilarutkan dengan komposisi lain dan

disterilisasi dengan autoklaf pada 121°C selama 15 menit. Kemudian siapkan

wadah sesuai yang dibutuhkan.

3.3 Metode Isolasi

Populasi dari mikroba yang ada di linkungan ini sangatlah beraneka ragam

sehinga dalam mengisolasi diperlukan beberapa tahap penanaman sehingga

berhasil diperoleh koloni yang tunggal. Koloni yang tunggal ini kemudian yang

akan diperbanyak untuk suatu tujuan penelitian misalnya untuk menngisolasi

DNA mikroba yang dapat mendeteksi mikroba yang telah resisten terhadap suatu

antibiotik. Atau untuk mengetahui mikroba yang dipakai untuk bioremediasi

holokarbon (Ferdiaz, 1992).Pemindahan bakteri dari medium lama ke medium

yang baru atau yang dikenal dengan istilah inokulasi bakteri ini memerluakn

banyak ketelitian. Terlebih dahulu kita harus mengusahakan agar semua alat- alat

yang akan digunakan untuk pengerjaan medium dan pengerjaan inokulasi benar-

benar steril. Hal ini untuk menghindari terjadinya kkontaminasi, yaitu masuknya

mikrooba lain yang tidak diinginkan sehingga biakan yang tumbuh di dalam

medium adalah benar- benar biakan murni (Dwidjoseputro, 1990).

Di dalam keadaaan yang sebenarnya dapat dikatakan bahwa tidak ada

bakteri yang hidup secara tersendiri terlepas dari spesies yang lainnya. Kerap kali

bakteri patogen kedapatan bersama- sama dengan bakteri saprob. Untuk

menyendirikan suatu spesies dikenal beberapa cara, yaitu (Dwidjoseputro, 1990) :

1. Degan pengenceran

Cara ini pertama kali dilakukan oleh Lister pada tahun 1865. Ia berhasil

memelihara Streptococcus lactis dalampiraan murni yang diisolasi dari sampel

susu yang sudah masam. Suatu sampel dari suatu suspensi yang berupa campuran

bermacam- macam spesies diencerkan dalam suatu tabung yang tersendiri. Dari

hasil pengenceran ini kemudian di ambil kira- kira 1 mL untuk diencerkan lebih

lanjut. Jika dari pengenceran yang ketiga ini diambil 0,1 mL untuk disebarkan

pada suatu medium padat, kemungkinan besar kita akan mendapatkan beberapa

koloni yang akan tumbuh dalam mdium tersebut, akan tetapi mungkin juga kita

hanya akan memperoleh satu koloni saja. Dalam hal yang demikian ini dapat kita

jadikan piaraan murni. Jika kita belum yakin, Bahwa koloni tunggal yang kita

peroleh tersebut merupakan koloni yang murni, maka kita dapat mengulang

pengenceran dengan menggunakan koloni ini sebagai sampel.

2. Dengan penuangan

Robert Koch (1843- 1905) mempunyai metode yang lain, yaitu dengan

mengambil sedikti sampel campuran bakteri yang mudah diencerkan, dan sampel

ini kemudian di sebar di dalam suatu medium yang terbuat dari kaldu dan gelatin

encer. Dengan demikian dia memperoleh suatu piaraan adukan. Setelah medium

tersebut mengental maka selang beberapa jam kemudian nampaklah koloni-

koloni yang masing- masing dapat dianggap murni. Dengan mengulang pekerjaan

di atas, maka akhirnya akan diperoleh piaraan murni yang lebih terjamin. Ada

beberapa metode yang biasanya dilakukan untuk menanam biakan di dalam

medium diantaranya adalah (Lay, 1994) :

A. Metode cawan gores

Metode ini mempunyai dua keuntungan yaitu menghemat bahan dan

waktu. Namun untuk memperoleh hasil yang baik diperlukan keterampilan yang

lumayan yang biasanya diperoleh dari pengalaman. Metode cawan gores yang

dilakukan dengan baik kebanyakan akan menyebabkan terisolasinya

mikroorganisme yang diinginkan. Dua macam kesalahan yang umum sekali

dilakukan adalah tidak memanfaatkan permukaan medium dengan sebaik-

baiknya untuk digores sehingga pengenceran mikroorganisme menjafi kurang

lanjut dan cenderung untuk menggunakan inokulum terlalu banyak sehingga

menyulitkan pemisahan sel- sel yang digores.

(a).

(b). (c).

Gambar 1. (a) Cara membuka cawan petri saat penggoresan. (b). Sektor O adalah tempat mula-

mula meletakkan inokulum dengan lup inokulasi. (c). Sektor I merupakan pengenceran pertama

garis-garis goresan pada sektor I hendaknya saling terpisah seragam seperti yang ditunjukkan

dalam gambar.

B. Metode cawan tuang

Cara lain untuk memperoleh biakan koloni murni dari populasi campuran

mikroorganisme ialah dengan mengencerkan eksperimen dalam medium agar

yang telah dicairkan dan didinginkan kemudian dicawankan. Konsentrasi sel- sel

mikroba di dalam eksperimen pada umumnya tidak dapat diketahui sebelumnya,

oleh karena itu dilakukan pengenceran dalam beberapa tahap sampai sekurang-

kurangnyya satu diantara cawan-cawan tersebut mengandung koloni- koloni

terpisah baik di atas permukaan maupun di dalam agar. Metode ini memboroskan

waktu dan bahan namun tidak memerlukan keterampilan yang terlalu tinggi.

Proses pemisahan atau pemurnian dari mikroorganisme lain perlu

dilakukan karena semua pekerjaan mikrobiologis, misalnya telaah dan identifikasi

mikroorganisme, memerlukan suatu populasi yang hanya terdiri dari satu macam

mikroorganisme saja. Teknik tersebut dikenal dengan Isolasai Mikroba. Terdapat

berbagai cara mengisolasi mikroba, yaitu (Admin, 2008) :

a) Isolasi pada agar cawan

Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengencerkan

mikroorganisme sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari

organisme lainnya. Setiap koloni hasil inkubasi berasal dari satu sel tunggal yang

tampak pada cawan tersebut. Terdapat beberapa cara dalam metode isolasi pada

agar cawan, yaitu: Metode gores kuadran, dan metode agar cawantuang.Metode

gores kuadran. Bila metode ini dilakukan dengan baik akan menghasilkan

terisolasinya mikroorganisme, dimana setiap koloni berasal dari satusel.

Metode agar tuang. Berbeda dengan metode gores kuadran, cawan tuang

menggunakan medium agar yang dicairkan dan didinginkan pada suhu 50oC,

kemudian dicawankan. Pengenceran tetap perlu dilakukan sehingga pada cawan

yang terakhir mengandung koloni-koloni yang terpisah di atas permukaan atau di

dalam cawan.

b) Isolasi pada medium cair

Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak

dapat tumbuh pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada

kultur cair. Metode ini juga perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial

pengenceran. Semakin tinggi pengenceran peluang untuk mendapatkan satu sel

semakin besar.

c) Isolasi sel tunggal

Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel

mikroorganisme berukuran besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar

cawan/medium cair. Sel mikroorganisme dilihat dengan menggunakan perbesaran

sekitar 100 kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan dengan menggunakan pipet

kapiler yang sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan secara

aseptis.

BAB IV

KEGIATAN PRAKTIK

4.1 Waktu dan Tempat PKL

Praktek kerja lapangan yang dilakukan oleh saya yaitu di Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI), Pusat Penelitian Biologi bidang Mikrobiologi.

Yang sering disebut oleh khalayak yaitu Cibinong Science Center, yang berlokasi

di Jalan Raya Jakarta-Bogor Km 46 Cibinong, Kabupaten Bogor. Kegiatan

praktek kerja lapangan ini dilaksanakan sesuai dengan jadwal yang telah

ditentukan oleh pihak dari Program studi kimia Universitas Muhammadiyah

Sukabumi (UMMI), yaitu dimulai pada tanggal 26 Juli 2010 dan berakhir pada

tanggal 4 september 2010.

4.2 Kegiatan Utama

Kegiatan yang dilakukan selama praktek kerja lapangan yaitu mengenai

teknik isolasi bakteri, purifikasi atau biakan murni, dan preservasi gliserol stok 20

%.

Gambar 1. Skema Kerja

Isolasi Enzim

Purifikasi I

Purifikasi II

Preservasi Gliserol stok 20

%

Isolasi Enzim

Purifikasi I

Isolasi Enzim

Purifikasi I

Isolasi Enzim

Purifikasi II

Purifikasi I

Isolasi Enzim

Purifikasi II

Purifikasi I

Isolasi EnzimPreservasi

Gliserol stok 20 %

Purifikasi II

Purifikasi I

Isolasi Enzim

4.3.1 Prosedur Kerja

4.3.1 Isolasi Bakteri

Alat dan Bahan

Alat

Vorteks

Tip 2 Box

Pipet Mikro

Gelas Piala 1000 mL

Neraca Analitik

Aluminium Foil

Sudip

Petridish 60 buah

Erlenmeyer 300 mL 4 buah

Gelas ukur 1000 mL

Sudip

Aluminium foil

Neraca analitik

Magnetic Stiirer

Beaker glass 1000 mL

Lampu spirtus

Laminar air flow

Ose

Plastik seels

Label

Bahan

Ikan asin pipih (A)

Ikan asin besar berjamur

putih (B)

Ikan asin besar berbakteri

merah (C)

Ikan asin pipih berjamur

putih (D)

Ikan asin teri kecil (E)

Ikan asin teri besar (F)

Rebon (J)

Ikan asin pipih transfaran

(K)

Glukosa 1 gram

Casein 1 gram

Yeast extract 2,5 gram

Skim milk 10 gram

H2O 1000 mL

Agar 15 gram

Lampu spirtus

Laminar air flow

Ose

Plastik seels

Label

Cara Kerja

Isolat enzim protease didapat dari beberapa jenis ikan asin yang telah

ditimbang sebanyak 10 gram dengan neraca analitik, dan dicampurkan dengan

aquades sebanyak 90 ml pada gelas kimia 150 ml, dihomogenkan dengan

Magnetic Stirer. Larutan ikan asin dimasukan kedalam tabung reaksi yang telah

diberi label, tabung reaksi divorteks untuk menghomogenkan kembali antara ikan

asin dengan aquades dengan alat Vorteks Mixer, pengenceran yang pertama ini

disebut pengenceran 10-1, dari pengenceran ini diambil 1 ml dengan pipet mikro 5

ml untuk diencerkan kembali sampai ke tahap pengenceran 10-7.

Media yang digunakan untuk penanaman isolat ikan asin itu yaitu media

agar nutrien padat, komposisi dari media agar nutrien padat yaitu : Skim Milk 10

gram, Casein 1 gram, Yeast Extract 2,5 gram, Glukosa 1 gram, H2O 1 liter, Agar

15 gram yang telah ditimbang dengan neraca analitik. Medi yang telah dibuat

dibagi menjadi empat dan dimasukan ke dalam erlenmeyer 300 ml. Sebelum

media ini dijadikan media tanam terlebih dahulu disterilisasi untuk

menghindarkan kontaminasi dengan alat Otoklap pada suhu 121oC selama 2 jam.

Media yang telah dibuat kemudian dicawankan pada Petridish perkiraan

sebanyak 20 ml. Petridish yang berisi media kemudian didiamkan dibawah sinar

UV di Laminar Air Flow selama 24 jam.

Penanaman isolat dilakukan didalam Laminar Air Flow agar terhindar dari

bakteri-bakteri yang bersifat patogen, isolat diambil dari tabung reaksi dengan

menggunakan Ose yang telah dipijarkan dibawah lampu spirtus, ose yang telah

dipenuhi dengan isolat kemudian digoreskan pada media agar nutrien padat

dengan pola seperti pada gambar 1.(b). Untuk lebih terhindar dari kontaminasi

Petridish yang telah berisi isolat dilapisi dengan plastik Seels. Setelah itu

dilakukan inkubasi selama 48 jam pada suhu kamar sekitar 25 oC.

4.3.2 Purifikasi

Alat dan Bahan

Alat

Tabung reaksi 120 buah

Kertas label

Sumbat kapas 120 buah

Rak tabung

Pipet mikro 5 ml

Tip 5 ml

Papan miring

Gelas kimia 1000 ml

Neraca analitik

Magnetik stirrer

Sudip

Ose

Tissue

Laminar air flow

Bahan

Glukosa 1 gr

Casein 1 gr

Yeast extract 2,5 gr

Skim milk 10 gr

Aquades 1 l

Agar 15 gr

Isolat media padat

sebanyak 120 buah

Media agar miring 120

buah

Alkohol taksonomi

Lampu spirtus

Cara Kerja

Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan media agar nutrien padat

pada tahap purifikasi ini sama dengan media yang digunakan pada tahap isolasi,

yaitu Milk 10 gram, Casein 1 gram, Yeast Extract 2,5 gram, Glukosa 1 gram, H2O

1 liter, Agar 15 gram, setelah bahan-bahan ditimbang sesuai dengan takaran, lalu

diletakkan di Magnetic Stirer untuk dihomogenkan. Setelah homogen larutan

media ini dipipet sebanyak 8 ml dengan pipet mikro 5 ml, kedalam tabung reaksi

untuk dijadikan media agar nutrien miring (Slan Medium), pemipetan dilakukan

sampai ke tabung 120, tabung yang berisi media tersebut kemudian ditutup

dengan sumbat kapas agar terhidar dari bakteri-bakteri patogen. Sterilisasi pada

suhu 121oC selama 2 jam dilakukan pada media agar nutrien miring ini juga agar

media yang didapat benar-benar steril.

Media agar miring yang telah disterilisasi kemudian disimpan pada papan

miring untuk menghasilkan media agar miring, dan mendiamkan selama 24 jam

dibawah sinar UV, setelah 24 jam media agar miring ini siap ditanami bakteri

enzim protease yang telah tumbuh dimedia agar nutrien padat. Ose dipijarkan

diatas lampu spirtus lalu distabilkan suhunya dengan membenamkan pada sisi lain

pada media, kemudian isolat diambil dengan Ose tersebut kemudian dipindahkan

pada media agar miring dengan teknik cawan gores, dan menutup dengan sumbat

kapas. Untuk melihat pertumbuhan enzim protease tersebut dilakukan inkubasi

selama 48 jam.

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil dan Identifikasi Enzim Protease

No

Bakteri

Bentuk

Koloni

Tepi

(Egde)

Permukaan

(Surface)

Elevasi

(Elevation)

Ukuran

(Size)

Warna

(Colour)

1 Irregular Flamentous Rough Flat 3-8 Krem

2 Irregular Undulate Rough Umbonate 7-12 Krem

3 Irregular Undulate Rough Flat 2-12 Krem

4 Circular Entire Rough Umbonate 2-9 Krem

5 Circular Emtire Glistening Flat 2-6 Krem

6 Circular Entire Smooth Flat 2 Krem

7 Irregular Undulate Rough Flat 6-14 Krem

8 circular Entire Smooth Flat 2 Krem

9 Circular Entire Rough Umbonate 4-6 Krem

10 Circular Entire Glistening Umbonate 4-8 Krem

11 Irregular Undulate Rough Flat 3-6 Krem

12 Circular Entire Glistening Umbonate 4-8 Krem

13 Circular Entire Glistening Umbonate 3-8 Krem

14 Circular Entire Glistening Umbonate 2-4 Krem

15 Irregular Undulate Rough Flat 4-7 Krem

16 Circular Entire Smooth Umbonate 3-8 Krem

17 Circular Entire Glistening Umbonate 3-8 Krem

18 Irregular Undulate Glistening Flat 2-6 Krem

19 Circular Entire Glistening Umbonate 4-9 Krem

20 Irregular Undulate Rough Flat 3-6 Krem

21 - - - - - Krem

22 Irregular Entire Smooth Umbonate 2-4 Krem

23 Irregular Undulate Rough Flat 2-5 Krem

24 Irregular Undulate Smooth Flat 3-5 Krem

25 Irregular Undulate Rough Flat 3-5 Krem

26 Circular Entire Rough Flat 2 Krem

27 Circular Entire Rough Flat 2-9 Krem

28 Punctiform Entire Powdery Flat 1 Krem

29 Circular Entire Rough Flat 2-7 Krem

30 Punctiform Entire Powdery Flat 1 Krem

31 Circular Entire Glistening Umbonate 3-5 Krem

32 Circular Entire Glistening Umbonate 2-4 Krem

33 Circular Entire Powdery Flat 2 Krem

34 Irregular Undulate Rough Flat 7 Krem

35 Circular Entire Rough Umbonate 3-8 Krem

36 Irregular Undulate Powdery Flat 2 Krem

37 Circular Entire Rough Flat 4 Krem

38 Circular Entire Smooth Flat 1 Krem

39 Circular Entire Powdery Flat 1-4 Krem

40 Circular Entire Glistening Flat 1-4 Krem

41 Circular Entire Smooth Flat 2-7 Krem

42 Circular Entire Rough Umbonate 3-7 Krem

43 Circular Entire Rough Flat 1 Krem

44 Circular Entire Glistening Convex 3-9 Krem

45 Circular Entire Rough Flat 2-4 Krem

46 Circular Entire Doff Umbonate 3-5 Krem

47 Circular Entire Powdery Flat 2-4 Krem

48 Circular Entire Glistening Umbonate 3-8 Krem

49 Circular Entire Rough Convex 2-8 Krem

50 Irregular Undulate Rough Flat 3-8 Krem

51 Irregular Undulate Rough Flat 3-9 Krem

52 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

53 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

54 Irregular Undulate Rough Flat - Krem

55 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

56 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

57 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

58 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

59 Punctiform Entire Powdery Flat - Krem

60 Circular Emtire Smooth Flat 2 Krem