LAPORAN PRAKTIKUM METABOLISME BAKTERI

I.         Judul       : Metabolisme bakteri

II.      Tujuan    :

1.      Mengidentifikasi reaksi hidrolisa pati, gelatin, dan lemak oleh enzim yang dihasilkan bakteri.

2.      Mengidentifikasi pembentukan gas oksigen energi hasil reaksi enzim katalase terhadap perioksida air.

III.   Landasan teori

Mikroorganisme seperti juga makhluk hidup yang lainnya, memerlukan energi untuk kelangsungan hidupnya. Energi ini diperoleh dari lingkungan sekitarnya dalam bentuk senyawa kimia tertentu yang diurai melalui reaksi biokimia semu yang disebut reaksi metabolisme (Ristiati, 2000). Reaksi metabolisme merupakan semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk memperoleh dan menggunakan energi sehingga organisme dapat melaksanakan berbagai funsi hidupnya. Aktivitas metabolisme dilaksanakan oleh enzim-enzim, yaitu suatu biokatalisator yang dapat mengkatalis reaksi kimia di dalam sel. Metabolisme terdiri dari dua proses yang berlawanan dan terjadi secara simultan yaitu proses anabolisme dan katabolisme.

Dilihat dari tempat bekerjanya, bakteri mempunyai dua enzim yaitu enzim endoensim dan eksoenzim. Endoenzim merupakan enzim yang bekerja di dalam sel sedangkan eksoenzim merupakan enzim yang diekskresikan di luar sel. Eksoenzim ini, sebagian besar bersifat hidrolitik, yang artinya dalam menguraikan molekul yang kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana.

Hasil akhir reaksi enzimatis dapat diukur atau dideteksi, dengan menggunakan pengujian-pengujian tertentu yang didasarkan atas sifat-sifat biokimia mikroba tertentu. Adapun pengujian yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut :

·         Uji Hidrolisis Pati

Pati adalah polisakarida yang muncul sebagai polimer bercabang dari glukosa gula sederhana. Ini berarti pati yang benar-benar serangkaian molekul glukosa tersambung bersama untuk membentuk rantai panjang. Beberapa bakteri mampu menggunakan pati sebagai sumber karbohidrat namun untuk melakukan ini, mereka harus terlebih dahulu menghidrolisis atau memecah pati sehingga dapat masuk ke dalam sel. Bakteri mengeluarkan eksoenzim yang menghidrolisis pati dengan memecah ikatan antara molekul-molekul glukosa. Enzim ini disebut sebuah diastase.

Beberapa mikroorganisme diketahui mempunyai enzim yang berguna untuk memecah senyawa-senyawa komplek polisakarida. Enzim-enzim ini merupakan enzim ekstra seluler yang memecah senyawa dengan hidrolisa. Karbohidrase adalah enzim yang menghidrolisa polisakarida menjadi maltose dan glukosa, hasil hidrolisa dapat dideteksi dengan menggunakan lugol. Fermentasi karbohidrat yang terjadi secara aerob dan anaerob merupakan aktivitas lanjutan reaksi enzimatis, terhadap glukosa menjadi asam organik, alkohol atau gas CO₂. Hasil dari reaksi fermentasi ini, dapat dideteksi dengan indicator warna misalnya dengan fenol red atau brom cresol purple (bop).

Pada uji hidrolisis pati, isolat bakteri menunjukan rekasi positif apabila adanya penampakan yang berwarna bening di sekitar medium pati yang ditetesi larutan lugol atau iodium yang digunakan untuk menguji kemampuan hidrolisis pati suatu bakteri. Terhidrolisisnya medium pati akibat dari adanya enzim amilase yang dimiliki oleh bakteri selain enzim diastase.

·         Uji Hidrolisis Gelatin

Banyak jenis bakteri dapat menguraikan bermacam-macam protein dan menggunakan peptida serta asam amino untuk pertumbuhan atau mendapatkan energi alternatif. Gelatin adalah protein yang diperoleh dari hasil hidrolisa kolagen, yaitu suatu komponen jaringan pengikatpada tendon manusia dan hewan. Pada temperatur dibawah 25^oC gelatin berbentuk padat sedangkan diatas suhu 25^oC gelatin akan berbentuk cair (Kusnadi, et al., 2003) Gelatin dapat digunakan sebagai substrat uji enzimatik proteolitik. Gelatin dalam suhu kamar berwujud cair, namun dalam suhu rendah berujud padat, apabila gelatin telah dihidrolisa oleh mikroba maka akan tetap berwujud cair walaupun dalam suhu rendah.

·         Uji Katalase

Uji katalase digunakan untuk mengetahui aktivitas katalase pada bakteri yang diuji. Kebanyakan bakteri memproduksi enzim katalase yang dapat memecah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂. Enzim katalase diduga penting untuk pertumbuhan aerobik karena H₂O₂ yang dibentuk dengan pertolongan berbagai enzim pernafasan bersifat racun terhadap sel mikroba. Parameter uji katalase pada bakteri ditunjukan dengan ada tidaknya gelembung pada sampel ketika ditetesi dengan H₂O₂.

Reaksi katalase positif bila menghasilkan gelembung-gelembung oksigen karena adanya pemecahan H₂O₂ (hidrogen peroksida) oleh enzim katalase yang dihasilkan oleh bakteri itu sendiri. Komponen H₂O₂ ini merupakan salah satu hasil respirasi aerobik bakteri, hasil respirasi tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena bersifat toksik bagi bakteri itu sendiri. Oleh karena itu, komponen ini harus dipecah agar tidak bersifat toksik lagi. Bakteri katalase positif akan memecah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ dimana parameter yang menunjukkan adanya aktivitas katalase tersebut adalah adanya gelembung-gelembung oksigen seperti pada percobaan yang telah dilakukan. Dengan enzim katalase, H₂O₂ diurai dengan reaksi sebagai berikut.

2H₂O₂                  2H₂O + O₂

IV.   Alat dan bahan

a.       Alat

-        2 cawan petri steril

-        2 tabung reaksi

-        Cotton swab

-        Ose (kawat inokulasi)

-        Lampu spiritus

-        Kertas pembungkus

-        Autoclave

-        Inkubator

-        Gelas beker

-        Pipet tetes

-        Rak tabung reaksi

-        Kulkas

b.      Bahan

-          Biakan murni bakteri dari debu

-          Nutrien Agar (NA)

-          Pati

-          Gelatin

-          Larutan iodium

-          Larutan H₂O₂

-          Alkohol 70%

-          Aquades

-          Kapas

V.      Cara kerja

a.      Uji Hidrolisis Pati

1)      Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2)      Membersihkan tangan  dengan kapas yang berisi alkohol.

3)      Membersihkan meja dengan kapas yang berisi alkohol.

4)      Menyalakan lampu spiritus.

5)      Menyiapkan 2 cawan petri yang sudah steril kemudian mensterilkan kembali pinggiran  dari cawan petri tersebut dengan cara memutar pinggiran cawan petri di dekat lampu spiritus.

6)      Menuangkan nutrien agar dan membiarkannya dekat lampu spiritus sampai agar tersebut dingin dan mengental.

7)      Mengambil bakteri dan mengoleskan pada nutrien agar pada cawan petri dengan menggunakan teknik goresan T. Pengolesan dilakukan di dekat lampu spiritus untuk menghindari kontaminasi bakteri lain.

8)      Membalikkan posisi cawan petri dan membungkusnya dengan kertas pembungkus.

9)      Memberi label pada setiap cawan petri yang telah dibungkus tadi dan meletakkannya pada inkubator selama 2x24 jam.

10)  Mengambil cawan petri tadi yang sudah diinkubasi di dalam inkubator.

11)  Mengambil iodium dan mengambil pipet tetes.

12)  Meneteskan  iodium dengan pipet tetes ke dalam cawan petri secara merata.

13)  Mengamati hasil percobaan uji karbohidrat dan mencatat hasilnya.

b.      Uji Hidrolisis Gelatin

1)      Menyiapkan  2 tabung reaksi yang sudah disterilkan.

2)      Menuangkan gelatin pada tabung reaksi tersebut dengan ketinggian 3-4 cm dan meletakkannya pada rak tabung reaksi.

3)      Mengambil biakan murni bakteri dengan menggunakan cotton swab yang sudah disterilkan tadi.

4)      Mensuspensikan bakteri tersebut dengan gelatin di dalam tabung reaksi .

5)      Menutup mulut tabung reaksi dengan menggunakan kapas.

6)      Memberi label pada tabung reaksi.

7)      Menyimpan tabung reaksi di inkubator selama 48-72 jam pada suhu 35⁰C kemudian dipindahkan ke kulkas selama 15 menit.

8)      Mengamati tabung reaksi tersebut yang sudah disimpan di dalam kulkas.

9)      Mencatat hasil pengamatan.

c. Uji Aktivitas Enzim Katalase

1.      Membersihkan gelas objek, meneteskan larutan H₂O₂ di atas objek gelas

2.      Mengambil sedikit biakan bakteri dengan ose, kemudian meletakkan di atas tetesan peroksida air

3.      Mengamati aktivitas enzim dengan mikroskop pembesaran lemah

VI.   Hasil pengamatan

Tabel 1. Tabel hasil pengujian hidrolisa pati, glisin dan aktivitas enzim katalase.

No	Jenis Pengujian	Hasil Pengamatan	Kemampuan Hidrolisa
1	Uji Hidrolisis Pati	Terlihat zone bening setelah ditetesi iodin.	+
2	Uji Hidrolisis Gelatin	Pada tabung reaksi berisi gelatin yang ditetesi bakteri, gelatin tetap berwujud cair setelah berada pada suhu rendah sedangkan pada tabung reaksi yang hanya berisi gelatin, mengalami perubahan wujud menjadi padat dalam suhu rendah	+
3	Uji katalase	Terdapat gelembung	+

Keterangan :

(+)       = bakteri tersebut memiliki kemampuan hidrolisis

(-)        = bakteri tidak memiliki kemampuan menghidrolisis

VII.     Pembahasan

Mikroba yang ada didunia ini sama seperti makhluh hidup lain memerlukan energi untuk kelangsungan hidupnya. Energi yang dibutuhkan mikroba diperoleh dari lingkungan sekitar dalam bentuk senyawa kimia tertentu yang diuraikan melalui reaksi biokimia. Dalam memperoleh energi mikroorganisme selalu dibantu oleh enzim-enzim yaitu suatu enzim biokatalisator yang mampu mengkatalis reaksi kimia didalam sel. Hasil akhir reaksi yang dihasilkan dapat diukur dengan menggunakan pengujian-pengujian tertentu yang didasarkan atas sifat-sifat mikroba tertentu.

Berdasarkan  penelitian yang kami lakukan pada bakteri dengan cara mengisolasikan bakteri kemudian kami lakukan pengujian hidrolisis pati, gelatin maupun dengan enzim katalase, diperoleh data hasil pengamatan yang tertera dalam tabel hasil pengamatan diatas, dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa  bakteri mampu menghidrolisa pati (karbohidrat) hal ini sesuai dengan percobaan yang kami lakukan dengan menambahkan pati pada media agar NA, dimana setelah didiamkan selama 1x24 jam bakteri mampu menghidrolisa pati, dengan indikator jika bakteri mampu menghidrolisa pati maka pada daerah yang diolesi bakteri dan ditetesi iodium akan terlihat lebih bening dari pada daerah yang tidak diolesi dengan bakteri, hal ini karena bakteri yang kami isolasikan tersebut mampu menghasilkan suatu enzim yang berguna dalam memecahkan senyawa-senyawa kompleks polisakarida. Enzim yang menghidrolisis medium pati tersebut salah satunya adalah enzim amilase yang dihasilkan oleh bakteri tersebut.

Pada uji hidrolisis gelatin diperoleh hasil bahwa bakteri yang kami uji tersebut dapat menghidrolisis gelatin hal ini dapat dilihat pada tabel hasil pengamatan bahwa pada tabung reaksi yang telah berisi gelatin setelah ditetesi bakteri, gelatin tetap berwujud cair setelah berada pada suhu rendah, sedangkan pada tabung reaksi yang hanya berisi gelatin tanpa ditetesi bakteri, mengalami perubahan wujud menjadi padat dalam suhu rendah. Hal tersebut menunjukan bahwa bakteri yang diteteskan tersebut mampu menghidrolisis gelatin sehingga gelatin menjadi tetap cair ketika ditempatkan pada suhu rendah. Bakteri tersebut dapat menghidrolisis gelatin karena bakteri tersebut memiliki eksoenzim proteolitik yang disebut gelatinisme. Hal ini sesuai dengan teori bahwa gelatin adalah protein yang diperoleh dari hasil hidrolisa kolagen, yaitu suatu komponen jaringan pengikat pada tendon manusia dan hewan. Pada temperatur dibawah 25^oC gelatin berbentuk padat sedangkan diatas suhu 25^oC gelatin akan berbentuk cair (Kusnadi, et al., 2003).

Pada pengujian enzim katalase yang kami lakukan dengan membuat preparat bakteri dan meneteskan H₂O₂ kemudian kami amati dibawah mikroskop. Berdasarkan hasil pengamatan tersebut diperoleh hasil bahwa terdapat gelembung-gelembung setelah kami teteskan H₂O₂. Terdapatnya gelembung-gelembung tersebut merupakan indikator bahwa terdapat aktivitas katalase pada bakteri yang kami uji. Adanya gelembung-gelembung oksigen tersebut karena pemecahan H₂O₂ (hidrogen peroksida) oleh enzim katalase yang dihasilkan oleh bakteri itu sendiri. Komponen H₂O₂ ini merupakan salah satu hasil respirasi aerobik bakteri, hasil respirasi tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena bersifat toksik bagi bakteri itu sendiri. Oleh karena itu, komponen ini harus dipecah agar tidak bersifat toksik dan merugikan bakteri tersebut.

VIII.  Simpulan

Dari hasil percobaan yang kami lakukan dapat kami simpulkan, bahwa hampir semua jenis mikroba mampu melakukan metabolisme. Seperti bakteri yang melakuakn metabolisme dengan kemampuan menghidrolisa suatu bahan tertentu dengan enzim-enzim yang dihasilkaannya baik itu eksoenzim maupun endoenzim. Bakteri dari debu yang kami isolasikan ternyata mampu mnghidrolisa pati (karbohidrat), Gelatin (protein) dan melakasanakan aktivitas katalase hal ini dikarenakan mikroba melakukan meabolismenya dengan menghidrolisa senyawa yang ada dilingkungan sekitarnya.

IX.   Saran

Adapun saran yang ingin kami sampaikan dalam proses biakan murni adalah:

1.      Usahakan alat-alat yang akan digunakan harus steril, agar bakteri yang akan dibiakan tidak terkontaminasi.

2.      Pada saat penyimpanan suhu pada alat yang akan dipergunakan  harus sesuai dengan percobaan yang akan dilakukan.

3.      Saat akan mengamati terjadinya hidrolisa terhadap pati sebaiknya diingat untuk menetesi iod karena apabila tidak ditetesi iod maka tidak akan tampak jelas bakteri tersebut mampu menghidrolisa pati atau tidak.

Daftar pustaka

Chaterina, Ryan. 2011. Uji Hidrolisis Pati Bakteri Pada Media Pati Agar. tersedia pada http://chaterinaryan.blogspot.com. diakses pada tanggal 22 Mei 2012

Li, Partic. 2010. Uji Katalase. tersedia pada http://dunia-mikro.blogspot.com. diakses pada tanggal 22 Mei 2012

M. Sanusi. 1999. LKM Mikrobiologi. Singaraja : Program StudiPendidikan Biologi Jurusan Pendidikan MIPA STKIP Singaraja.