Isolasi dan pemilahan mikroba termofil penghasil enzim-enzim ekstraseluler

Abstract

Penggunaan enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme yang berasal dari lingkungan yang ekstrim seperti suhu yang tinggi (termofil) dan pH yang tinggi (alkalofil) telah berhasil mengatasi keterbatasan penggunaan enzim sebagai biokatalis. Mikroorganisme yang dapat hidup pada lingkungan yang ekstrim banyak terdapat di berbagai wilayah Indonesia. Akan tetapi penelitian mengenai enzim-enzim ekstrim tersebut belum banyak dilakukan di Indonesia. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan isolasi dan pemilahan terhadap mikroorganisme yang diperoleh dari beberapa wilayah di Indonesia yang menghasilkan enzim-enzim ekstraseluler seperti protease, amilase, selulase pada suhu yang tinggi (termofil) dan pH yang tinggi (alkalofil), serta melakukan analisis enzim- enzim yang potensial untuk digunakan di industri. Dalam penelitian digunakan mikroba yang sudah diisolasi dari Kawah Sikidang-Dieng, tanah horison O pada kedalaman 5-15 cm dari hutan tropis Batu Ampar Kalimantan Timur (Streptomyces dan mikroba alkalofil), mikroba dari gigi biawak yang ada di tempat pembiakan di Perumahan Bintaro Jakarta, dan mikroba ekstrim halofilik dari Bledug Kuwu, Grobogan (Jawa Tengah). Selain itu juga dilakukan pengambilan sampel berupa tanah, lumut, dan air, yang berasal dari sumber air panas Pancuran Tujuh di Baturaden, Jawa Tengah. Isolasi mikroba termofil dilakukan mulai suhu 50°C, sedangkan mikroba alkalofil dilakukan pada media Luria Agar (LA) pH 10. Mikroba yang dapat hidup pada suhu 70°C atau lebih ditumbuhkan pada media Thermus. Sedangkan untuk pemilahan (uji selektif) mikroba penghasil enzim protease, selulase, dan amilase ditumbuhkan pada media LA, Yeast and Mold (YM) atau Thermus yang mengandung susu skim 2%, a-selulosa1,2%, atau soluble starch 0,3%. Analisis enzim protease dilakukan dengan metode Bergmeyer et al. (1983) dan analisis enzim amilase dilakukan dengan metode Bernfield (1955). Untuk penentuan berat molekul protein enzim protease, filtrat enzim diendapkan dengan (NH4)2SO4 sebanyak 35% (w/v) dan filtrat enzim yang mengendap dilarutkan lagi dalam buffer universal pH 8. Kemudian dilakukan dialisis dengan metode Harris (1989) menggunakan kantong dialisis ukuran 12.000 D (SIGMA). Penentuan berat molekul enzim protease dilakukan dengan SDS-PAGE dan teknik zimogram. Dari hasil isolasi dan pemilahan mikroba-mikroba termofil dan alkalofil yang menghasilkan enzim protease dan amilase ekstraseluler berdasarkan pembentukan zona bening (halo) dan kemampuan tumbuhnya, diperoleh beberapa isolat yang potensial untuk diteliti lebih lanjut. Isolat-isolat tersebut adalah isolat 40 A yang berasal dari gigi biawak, isolat A3 dan Streptomyces 961-1 yang berasal dari hutan tropis Batu Ampar Kalimantan Timur, dan isolat 2A1PT dan 2A2PT yang berasal dari sumber air panas Pancuran Tujuh Baturaden, Jawa Tengah. Sedangkan dari analisis enzim protease dan amilase terhadap isolat-isolat potensial tersebut diperoleh hasil isolat 40 A menghasilkan enzim protease dengan aktivitas proteolitik yang tinggi, termasuk protease netral, dan mempunyai kisaran suhu optimum yang cukup luas yaitu 45-60°C. Isolat A3 menghasilkan protease yang unik yaitu aktif pada kisaran pH (buffer universal + kasein) yang luas yaitu 5.9-10, dan aktivitas proteasenya sangat tinggi (12,10-18,96 U/mg protein). Isolat 2A1PT dan 2A2PT menghasilkan enzim amilase dengan aktivitas optimum pada suhu 60°C. Isolat 2A1PT menghasilkan enzim protease yang lebih tinggi aktivitasnya dibandingkan dengan isolat 2A2PT. Sedangkan isolat Streptomyces 961-1 menghasilkan enzim protease dan amilase dengan aktivitas yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan isolat 40A, A3, dan 2A1PT. Dari hasil penentuan berat molekul enzim protease isolat A3 diperkirakan isolat A3 menghasilkan sekitar enam jenis enzim protease dengan kisaran berat molekul sekitar 25-50 kDa. Enzim protease dengan berat molekul yang terbesar (± 50 kDa) terdiri dari satu subunit dan mempunyai aktivitas yang lebih besar dibanding enzim protease lain yang dihasilkan isolat A3. ...