| dc.description.abstract | Lisozim (EC 3.2.17) merupakan enzim hidrolase berupa protein antibakteri yang dapat diisolasi dari putih telur ayam. Putih telur ayam memiliki potensi yang besar sebagai sumber lisozim karena dapat diperoleh dari limbah industri pangan dan mengandung lisozim sebanyak 2500-3000 μg/mL. Lisozim sebagai antibakteri dapat diaplikasikan secara langsung pada pangan, dikombinasi dengan antimikroba lain, maupun ditambahkan pada kemasan edibel sehingga dapat meningkatkan keamanan pangan. Lisozim digunakan oleh industri pangan karena memiliki struktur primer yang stabil pada panas dan pH rendah. Mekanisme aktivitas antibakteri lisozim terjadi melalui perusakan peptidoglikan dinding sel bakteri oleh sisi aktif lisozim yang memutus ikatan glikosidik di antara N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid. Aktivitas antibakteri dari lisozim native masih terbatas pada bakteri Gram positif, padahal kontaminasi pangan bisa berasal dari bakteri Gram negatif. Oleh sebab itu, perlu dilakukan modifikasi lisozim untuk meningkatkan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Gram negatif yang lebih resisten karena dinding sel bakterinya dilapisi oleh lipopolisakarida.
Penelitian ini bertujuan meningkatkan aktivitas antibakteri lisozim putih telur ayam Sentul (PTAS). Tahapan penelitian ini meliputi: isolasi lisozim PTAS yang diperoleh dari Balai Penelitian Ternak (Balitnak) Ciawi-Bogor; memodifikasi struktur lisozim terisolasi (native) dengan perlakuan panas (60 °C, 75 °C, dan 90 °C), pH rendah (pH 1.5 + 80 °C) serta enzimatis (pepsin, pH 1.5 + 80 °C); mengukur minimum inhibitory concentration (MIC) dan minimum bactericidal concentration (MBC) lisozim native dan lisozim termodifikasi dengan metode mikrodilusi; serta mengkarakterisasi lisozim native dan lisozim termodifikasi dengan metode sodium dodecyl polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), metode reversed phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) dan metode aktivitas enzimatis lisozim menggunakan Micrococcus lysodeikticus ATCC 4698.
Penelitian menunjukkan hasil bahwa lisozim PTAS berhasil diisolasi dengan resin Amberlite FPC3500 (resin ion-exchange) menggunakan sistem batch dengan prinsip perbedaan titik isoelektrik (pI) setiap protein putih telur. Bobot rendemen lisozim PTAS yang diperoleh sebelum proses dialisis yaitu 5.35 ± 0.23 % dengan konsentrasi lisozim 41.07 ± 4.44 mg/gram dan setelah proses dialisis yaitu 0.19 ± 0.08 % dengan konsentrasi lisozim yang meningkat yaitu 143.24 ± 8.32 mg/gram. Pengujian aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa modifikasi panas, pH rendah, dan enzimatis pada lisozim PTAS menghasilkan peningkatan aktivitas antibakteri lisozim PTAS hingga sebesar 2 kali lipat dibandingkan aktivitas antibakteri lisozim standar dan native dengan menurunnya nilai MIC lisozim dari 6 mg/mL menjadi 3 mg/mL. Modifikasi-modifikasi tersebut juga mampu meningkatkan spektrum antibakteri lisozim PTAS terhadap Escherichia coli ATCC 25922 dan Salmonella typhimurium ATCC 14028 serta tetap mempertahankan spektrum antibakterinya terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25923 dan Bacillus cereus ATCC 10876.
Modifikasi-modifikasi terhadap lisozim PTAS mampu mengubah struktur, berat molekul, dan asam amino pada lisozim PTAS sehingga mampu meningkatkan aktivitas antibakterinya. Modifikasi diduga memunculkan sisi aktif asam amino baru pada struktur lisozim PTAS sehingga mampu merusak sel bakteri gram negatif. Modifikasi panas dan modifikasi pH rendah dapat menyebabkan lisozim PTAS terdenaturasi dan terpolimerisasi yang akan memunculkan asam amino baru sebagai sisi aktif. Modifikasi enzimatis menyebabkan lisozim terhidrolisis menjadi protein yang lebih kecil (peptida) dengan sisi aktif asam amino baru. Asam amino yang berada di dalam struktur lisozim muncul dan berkontakan dengan bakteri uji sehingga memberikan pengaruh terhadap aktivitas antibakteri lisozim. Aktivitas antibakteri tersebut diduga terjadi melalui penghambatan fungsi intraseluler sel dan sintesis biopolimer ekstraseluler, maupun perusakan membran bakteri. Aktivitas antibakteri tersebut ditentukan oleh urutan, berat molekul, hidrofobisitas, muatan, dan gugus fungsi asam amino sebagai sisi aktifnya. Walaupun belum diujikan, aktivitas antibakteri lisozim termodifikasi tersebut diduga semakin tinggi apabila didominasi oleh asam amino hidrofobik, bermuatan positif dan amphiphilic helical berupa asam amino lisin, arginin, triptofan, dan tirosin.
Karakterisasi lisozim PTAS menggunakan SDS-PAGE menunjukkan hasil bahwa lisozim native memiliki berat molekul 14.70 ± 0.43 kD yang sesuai dengan lisozim standar. Hasil gel SDS-PAGE menunjukkan hasil bahwa pita lisozim native memiliki kemurnian sebesar 93% yang masih mengandung sedikit pita ovotranferin dan ovalbumin. Hasil kromatogram RP-HPLC menunjukkan bahwa lisozim PTAS native memiliki waktu retensi 43.59 ± 0.09 menit sesuai dengan lisozim standar. Modifikasi-modifikasi tersebut memberikan pengaruh terhadap profil pita SDS-PAGE dan kromatogram RP-HPLC. Modifikasi panas 75 °C menghilangkan pita ovotransferin yang muncul di awal dan modifikasi panas 90 °C memunculkan pita protein baru berupa bentuk dimer dari lisozim dengan berat molekul 28.62 ± 0.84 kD karena terpolimerisasi, sedangkan modifikasi enzimatis menghilangkan pita lisozim karena terhidrolisis dan menghasilkan peptida berukuran <4.6 kD. Modifikasi enzimatis berbeda dengan modifikasi pH rendah yang memunculkan pita polimer dari lisozim PTAS karena pemanasan. Modifikasi lisozim PTAS juga mempengaruhi luas peak kromatogram RP-HPLC yang teridentifikasi. Hal tersebut menjelaskan terbentuknya dimer ataupun polimer dari lisozim yang akan terdeteksi pada waktu retensi >43.59 ± 0.09 menit akibat modifikasi panas dan pH rendah maupun peptida-peptida pada <43.59 ± 0.09 menit akibat modifikasi enzimatis. Aktivitas enzimatis lisozim PTAS juga menunjukkan perubahan akibat modifikasi.
Berdasarkan penelitian dapat disimpulkan bahwa lisozim berhasil diisolasi dari PTAS dengan resin amberlite FPC3500 sebagai resin ion-exchange. Modifikasi lisozim dengan modifikasi panas, pH rendah dan enzimatis meningkatkan aktivitas antibakteri lisozim PTAS. Modifikasi menurunkan nilai MIC, meningkatnya spektrum antibakteri lisozim PTAS terhadap bakteri Gram negatif, serta mempertahankan spektrum antibakterinya terhadap bakteri Gram positif. Peningkatan aktivitas antibakteri lisozim PTAS dikarakterisasi dengan perubahan profil karakter pada gel SDS-PAGE, kromatogram RP-HPLC, dan aktivitas enzimatis lisozim. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa lisozim PTAS native dan termodifikasi memiliki aktivitas enzimatis lisozim, selain aktivitas antibakteri. | id |
