Sinopsis Penelitian Faisal Imam Prasetyo

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI TERMOFILIK PENGHASIL

AMILASE DARI TANAH VERTISOL PLAYEN KABUPATEN

GUNUNGKIDUL, YOGYAKARTA

Oleh : Faisal Imam Prasetyo

I. LATAR BELAKANG

Kondisi lingkungan yang tercemar maupun rusak akibat banyaknya penggunaan

bahan dan proses kimia yang tidak ramah lingkungan menjadikan teknologi enzim

berkembang dengan pesat sebagai salah satu altematif untuk menggantikan berbagai

bahan maupun proses kimiawi dalam bidang industri maupun bioteknologi. Sampai

dengan saat ini sebagian besar kebutuhan enzim masih dipenuhi dengan mengimpor dari

luar negeri sehingga kurang menguntungkan dari segi devisa dan pengembangan

bioteknologi di Indonesia. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk menemukan

sumber-sumber enzim, sehingga kebutuhan enzim dalam negeri yang semakin meningkat

segera dapat diatasi

Alternatif penelitian mengenai sumber enzim tersebut mulai mengarah kepada

mikroorganisme termofilik penghasil enzim termostabil. Keuntungan utama dari

penggunaan mikroorganisme termofilik adalah untuk memperoleh enzim dengan protein

yang tahan panas, sehingga mikroorganisme ini dapat dimanfaatkan di dalam bidang

industri yang menggunakan suhu tinggi (Sarah., dkk.,2009). Beberapa bakteri termofilik

isolat lokal telah berhasil diisolasi dari sejumlah tempat (Buditianingsih, 2010). Beberapa

enzim yang berhasil dihasilkan dari mikroorganisme termofilik antara lain adalah

selulase (Meriyandini, 2009), protease (Soeka, dkk., 2011), kitinase (Muharni, 2009),

lipase (Tika, 2007) dan amilase (Sarah., dkk., 2009).

Indonesia memiliki kekayaan sumber daya alam hayati penghasil pati sangat

tinggi. Produksi ubi kayu sebagai bahan penghasil pati misalnya pada tahun 2012 tercatat

mampu dihasilkan sebanyak 23,9 juta ton (BPS, 2013). Salah satu enzim pemecah pati

yang sering dimanfaatkan dalam proses industri dan proses bioteknologi maupun

biokimia adalah enzim amilase termostabil (Suarni dan Patong, 2007). Pemanfaatan

enzim amilase pada industri pangan 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. Pemanfaatan enzim amilase

pada industri tekstil digunakan untuk membantu proses penghilangan pati, yang

Sinopsis Penelitian Faisal Imam Prasetyo

digunakan sebagai perekat untuk melindungi benang saat ditenun agar lebih lentur

(Setiasih, dkk., 2006).

Melimpahnya kekayaan alam dalam bentuk produksi pati yang diimbangi dengan

teknologi yang tepat dalam bentuk teknologi enzim amilase termostabil secara mandiri,

diharapkan mampu meningkatkan produktifitas industri maupun pangan tanpa harus

bergantung pada impor dari negara lain. Pemenuhan kebutuhan enzim secara mandiri

dapat dilakukan dengan mencari sumber baru penghasil enzim. Umumnya lokasi isolasi

tentang bakteri termofilik penghasil amilase dilakukan di kawasan sumber air panas

(Adiguzel, et al., 2011), kompos (Setiasih, dkk., 2006), atau tanah didaerah kering

maupun pegunungan berapi (Zhang, et al., 2010). Namun, hingga saat ini belum ada

informasi yang dapat diperoleh mengenai isolasi bakteri termofilik penghasil amilase

yang terkandung di dalam tanah vertisol khususnya di daerah Playen Kabupaten

Gunungkidul,Yogyakarta. Umumnya tanah vertisol di daerah Playen sebatas digunakan

untuk keperluan pertanian atau perkebunan, sedangkan potensi sebagai sumber

mikrobakteria termofilik belum tergali. Berdasar pada hal tersebut maka perlu diadakan

suatu penelitian untuk mengisolasi bakteri termofilik penghasil amilase yang terkandung

di dalam tanah vertisol khususnya di daerah Playen Kabupaten Gunungkidul, Yogyakarta

sebagi salah satu alternatif sumber mikrobakteria penghasil enzim di Indonesia.

II. TUJUAN PENELITIAN

Berdasar atas latar belakang penelitian yang telah dipaparkan sebelumnya maka

penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri termofilik

penghasil amilase yang terdapat di dalam tanah vertisol daerah Playen, Kabupaten

Gunungkidul, Yogyakarta.

III. RANCANGAN PERCOBAAN

Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif eksploratif. Penelitian dilakukan di

area tanah vertisol di daerah Playen Kabupaten Gunungkidul, Yogyakarta. Tahap yang

dilakukan ada 5 yaitu: (1) pengambilan sampel, (2) analisis karakter fisik dan kimia dari

sampel tanah, (3) isolasi bakteri termofilik, (4) seleksi bakteri termofilik penghasil

amilase, (5) optimalisasi temperatur tumbuh, ph, dan periode inkubasi untuk enzim

termostabil dari isolat bakteri, (6) identifikasi bakteri penghasil amilase.

Sinopsis Penelitian Faisal Imam Prasetyo

IV. METODE PENELITIAN

4.1. Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan metode Haki and Gezmu (2012)

yaitu sampel tanah diambil secara acak dari area sampling yang telah ditentukan.

Sampel tanah tersebut diambil dari permukaan tanah vertisol sedalam 10 cm. Sampel

tanah tersebut kemudian dimasukan ke dalam plastik steril dan ditutup rapat.

Selanjutnya jika tanah tidak langsung diolah maka dilakukan penyimpanan sampel

dengan metode Elhadi, et al.(2011) yaitu dengan memanaskan tanah tersebut pada

suhu 80 oC selama 15 menit.

4.2. Analisis Karakter Fisik dan Kimia Sampel Tanah

Sampel tanah dianalisis karakter fisika dan kimianya termasuk kapasitas tahan

air (Water Holding Capasity / WHC), Kelembaban tanah, tingkat keasaman (pH)

tanah, Kunduktifitas Listrik (Electric Conductivity / EC), Total Dissolve Solid (TDS),

Organic Carbon (OC), dan kandungan chloride (Jain, et al. 2012).

4.3.Isolasi Bakteri Termofilik

Isolasi bakteri dari tanah yang bersifat termofilik dilakukan dengan

pengenceran dan metode cawan sebar / spread plate method (Jain, et al. 2012). 1

gram sampel tanah dihaluskan, dicampur dan diencerkan dengan aquades sehingga

konsentrasi suspensi dari 10-1

diencerkan sampai 10-6

. Sebanyak 0.1 ml dari tiap

campuran yang diencerkan di tebar merata pada media NA (Nutrient Agar). Isolat

kemudian diinkubasi sesuai langkah Razaei, et al. (2009) pada suhu 65 o

C selama 48

jam. Isolat bakteri kemudian di subkultur dengan metode gores pada media seleksi

amilase untuk mendapatkan isolat murni penghasil amilase.

4.4. Seleksi Bakteri Termofilik Penghasil Amilase

Identifikasi bakteri penghasil amilase dilakukan menggunakan tes hidrolisis

pati pada media agar pati sesuai dengan metode Fooladi dan Sajjadian (2009).

Bakteri murni diisolasikan dengan cara digoreskan kedalam media agar yang telah

dicampur dengan pati, kemudian diinkubasi pada suhu 65C selama 48 jam. Langkah

selanjutnya setelah diinkubasi sesuai Jain, et al. (2012) adalah meneteskan 1%

larutan Iodin pada media agar pati. Jika reaksi menunjukan warna biru di sekeliling

bakteria maka mengindikasikan hasil negatif, sedangkan jika di sekirat koloni bakteri

menunjukan warna bening maka menunjukan bakteri yang tumbuh pada media

Sinopsis Penelitian Faisal Imam Prasetyo

tersebut mampu menghidrolisis pati (hasil positif) sehingga dapat disimpulkan

bahwa bekteri tersebut merupakan bakteri penghasil amilase.

4.5. Optimalisasi Temperatur Tumbuh, pH, dan Periode Inkubasi untuk Enzim

Termostabil dari Isolat Bakteri

Pengukuran temperatur optimal untuk pertumbuhan kultur murni penghasil

dan amilase dilakukan sesuai langkah Khalil (2011) yaitu dengan menginkubasi

kultur murni penghasil dan amilase yang telah diisolasi pada temperatur yang

berbeda yaitu 45C, 50C, 55C, 60C, 65C , 70C, 75C dan 80C selama 48 jam

untuk menemukan temperatur maksimum pertumbuhan bakteri. Temperatur

pertumbuhan optimal diperoleh dari perbandingan jumlah terbanyak kultur bakteri

yang tumbuh pada temperatur yang berbeda.

Pengukuran pH dan periode inkubasi optimal untuk pertumbuhan kultur murni

penghasil dan amilase dilakukan sesuai langkah Jain, et al (2012) yaitu dengan

menginkubasi kultur murni penghasil dan amilase yang telah diisolasi pada pH yang

berbeda ( 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, dan 9.0 ) serta pada periode

inkubasi yang berbeda (24, 48, 72, 96, dan 120 jam).

4.6. Identifikasi Bakteri Penghasil Amilase

Karakterisasi isolat bakteri termolik penghasil kitinase sesuai Cappuccino &

Sherman (1992) meliputi, makroskopis koloni, mikroskopis sel, motilitas dan uji

biokimia. Identifikasi makroskopis koloni seperti, bentuk , elevasi dan tepian koloni.

Identifikasi mikroskopis sel seperti, bentuk sel, sifat Gram dan ada tidaknya

endospora serta sifat motilitas. Uji biokimia meliputi hidrolisis pati, hidrolisis

kasein, fermentasi glukosa, fermentasi sukrosa, fermantasi laktosa, produksi HS,

produksi indol, produksi urease, produksi katalase, uji metil merah, uji Voges-

Prokauer, uji TSIA, uji Simmons sitrat. Langkah selanjutnya sesuai metode Murhani

(2009) hasil karakterisasi dari masing-masing isolat diidentikasi dengan

menggunakan Bergeys Manual of Determinative Bakteriology.

V. DAFTAR PUSTAKA

Adigzel, A., Inan, K., Sahin, F., Arasoglu, T., Gllce, M., Beldz, A.O., and Baris, .

2011. Molecular diversity of thermophilic bacteria isolated from Pasinler hot

spring (Erzurum, Turkey). Turk J Biol 35:267-274.

Badan Pusat Statistik. 2013. Tanaman pangan. Tabel Luas Panen- Produktivitas-

Produksi Tanaman Ubi Kayu Seluruh Provinsi. http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.

php?kat=3. Diakses tanggal 12 April 2013.

Sinopsis Penelitian Faisal Imam Prasetyo

Buditianingsih, Prof. Putra, S.R., dan Putro, H.S. 2010. Isolasi Bakteri Termofilik dari

Sumber Air Panas di Songgoriti. Prosiding Kimia FMIPA Institut Teknologi

Sepuluh November.hal:1-7.

Cappuccino, J.G., and Sherman, N. 1992. Microbiology a Laboratory Manual, 3rd

Edition. California: The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc.

Elhadi A. I., Elkhalil, and Fatima Y.G. 2011. Biochemical Characterization of

Thermophilic Amylase Enzyme Isolated from Bacillus Strains. International

Journal of Science and Nature.2(3):616 - 620

Fooladi, J., Sajjadian, A. 2009. Screening the Thermophilic and Hyperthermophilic

Bacterial Population of Three Iranian Hot-Springs to Detect The Thermostable - Amylase Producing Strain. Iranian Journal of Microbiology, 2(1) : 49-53.

Haki, G.D., and Gezmu, B.T. 2012. Detection of Thermostable Amylases Produced by

Thermophilic Fungi Isolated from some Ethiopian Hyper-Thermal Springs.

Greener Journal of Biological Sciences ISSN: 2276-7762 Vol. 2 (3):035-039.

Jain, P.K., Gaur, D., dan Bajpai, V. 2012. Production of Extracellular -Amylase by Thermophilic Bacillus sp. Isolated from Arid and Semi-arid Region of Rajasthan,

India. Journal Microbiol. Biotech. Res., 2(5):675-684.

Khalil, A. 2011. Isolation and characterization of three thermophilic bacterial strains

(lipase, cellulose and amylase producers) from hot springs in Saudi Arabia.

African Journal of Biotechnology Vol. 10(44):8834-8839.

Meryandini, A., Widosari, W., Maranatha, B., Sunarti, T.C., Rachmania, N., dan Satria,

H., 2009, Isolasi Bakteri Selulolitik dan Karakterisasi Enzimnya, Makara Sains,

3(1):33-38.

Muharni. 2009. Isolasi dan Identikasi Bakteri Penghasil Kitinase dari Sumber Air Panas Danau Ranau Sumatera Selatan. Jurnal Penelitian Sains. 09 (12):12-15.

Razaei, P.S., Najafpour, G.D., Shafaghat, H., and Mahjoub, S. 2009. Production of -Amylase from starch using Aspergillus niger NCIM 548. World Applied Sciences

Journal, 7(3):306-311.

Sarah, Putra, S.R., dan Putro, H.S. 2009. Isolasi -Amilase Termostabil dari Bakteri Termofilik Bacillus stearothermophilus. Prosiding Kimia FMIPA Institut

Teknologi Sepuluh November.hal:1-5.

Setiasih, S., Wahyuntari, B., Trismilah., dan Apriliani, D. 2006. Karakterisasi Enzim -Amilase Ekstraseluler dari Isolat Bakteri Termofil SW2. Jurnal Kimia Indonesia

Vol. 1 (1):22-27.

Soeka, Y.S., Rahayu, S.H., Setianingrum, N., dan Naiola, E. 2011. Kemampuan Bacillus

licheniformis dalam memproduksi enzim protease yang bersifat Alkalin dan

termofilik. Media Litbang Kesehatan. 21(2):88-95.

Suarni dan Patong, R. 2007. Potensi Kecambah Kacang Hijau sebagai Sumber Enzim Amilase. Indo. J. Chem., 2007, 7 (3):332-336

Tika, I.N, Redhana I.W dan Ristiati, N.P, 2007, Isolasi Enzim Lipase Termostabil Dari

Bakteri Termofilik Isolat Air Panas Banyuwedang Kecamatan Gerogak, Buleleng

Bali, Akta Kimindo 2(2):109 112.

Zhang,J., Yu L.Y., Tang, S.K., Klenk, H.P., Zhang, Y.Q., and Li W.J. 2010. Laceyella

tengchongensis sp. nov., A Thermophile Isolated from Soil of A Volcano.

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60:22262230.