Biokimiawi Bakteri

A. JUDUL : Uji Biokimiawi Bakteri
B. HARI/TGL : Kamis, 29 September 2011
C. DASAR TEORI
Sel bakteri atau biakan yang berbeda dapat dimungkinkan akan nampak serupa secara morfologi. Dari hal tersebut, ciri fisiologis atau biokimiawi merupakan criteria yang amat penting di dalam identifikasi bakteri, terutama untuk kepentingan uji pada spesimen yang tak dikenal. Tanpa adanya hasil pengamatan terhadap fisiologis atau biokimiawi yang memadai mengenai organisme yang diamati maka penentuan spesiesnya tidaklah mungkin dilakukan. (Hadioetomo, 1993). Menurut Pelczar (1988) sel bakteri merupakan mikroorganisme yang sangat mengagumkan karena mikroorganisme ini dapat menguraikan senyawa yang beragam. Pada kenyataannya, barangkali ada beberapa organisme yang tidak dapat memecah substansi biologis. Namun, hal ini sangat berbeda dengan bakteri yang memiliki kemampuan untuk memecahkan senyawa organik umum, misalnya senyawa karbohidrat dan senyawa nonkarbohidrat. Untuk memecah molekul-molekul besar menjadi komponen-komponen kecil yang dapat digunakan, sel bakteri harus melakukan serangkain proses yang lebih dikenal dengan hidrolisis. Dalam menghidrolisis molekul-molekul yang lebih besar inilah sel bakteri memerlukan enzim yang disebut dengan enzim hidrolase. Pada bakteri enzim-enzim ini dieksresikan sel ke dalam lingkungan luarnya sehingga senyawa besar yang tak larut dapat dipecah menjadi senyawa molekul yang larut dan pada akhirnya dapat memasuki bakteri dan menjadi bahan makanan.
Senyawa karbohidrat merupakan salah satu senyawa yang dapat dihidrolisi oleh bakteri. Karbohidrat merupakan bagian yang sangat berlimpah, zat ini berfungsi sebagai sumber energi. Karbohidrat merupkana senyawa yang mampunyai gugus fungsi aldehid atau keton serta kelompok hidroksil yang banyak (Balqis, 2003). Pada sel bakteri, hidrolisis karbohidrat atau zat tepung dapat dilakukan oleh enzim yang disebut dengan amilase. Bakteri yang dapat menghasilkan enzim amilase dapat menghidrolisis karbohidrat menjadi moleku-molekul maltosa, glukosa, dan dekstrin. Menurut Hadioetomo (1993), untuk melakukan uji hidrolisis karbohidrat pada bakteri diperlukan larutan iodium. Larutan ini merupan indikator karbohidrat atau pati dan akan menunjukkan bahwa tempat-tempat yang tidak mengandung pati lagi akan berwarna jernih karena adnya hidrolisis pati oleh bakteri.
Disamping asam nukleat, bakteri dapat menghidrolisis dua senyawa nonkarbohidrat lain, yaitu protein dan lemak. Menurut Balqis (2003), protein merupakan senyawa yang disusun oleh asam amino yang memiliki ikatan peptide, sedangkan lemak merupakan merupakan suatu kelompok biomolekul yang memiliki ciri khusus dalam kelarutannya dan berperan penting dalam struktur dan metabolisme sel. Untuk melakukan hidrolisis protein, bakteri dapat mensekresikan enzim protease yang dapat menghidrolisis ikatan peptide sehingga dapat melepas masing-masing asam aminonya. Selain protein, bakteri juga memiliki kemampuan untuk melakukan hidrolisis lemak melalui serangkaian proses yang membutuhkan enzim pemecah lemak atau lipase. Dalam hal ini lemak sedehana akan diuraikan menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol yang dibebaskan kemudian dapat dimetabolisme malalui jalur Embden-Meyerhof, sedangkan asam lemaknya dapat diuraika melalui asetat pada daur asam sitrat (Pelczar, 1988).
G.DATA PENGAMATAN
Uji Hidrolisis Amilum
a. Bakteri Tangkapan: +++
b. Bakteri kuadran: +++


Uji Hidrolisis Protein
a. Bakteri Tangkapan: +++
b. Bakteri kuadran: +++


Uji Hidrolisis Lemak
a. Bakteri Tangkapan: -
b. Bakteri kuadran: -


Keterangan:
+++ = banyak menghidrolisis
++ = cukup banyak menghidrolisis
+ = sedikit menghidrolisis
- = tidak menghidrolisis

H. ANALISIS DATA
Data yang didapatkan dari praktikum uji biokimiawi bakteri yang telah dilakukan yang bertujuan untuk mengidentifikasi sifat biokimiawi bakteri biakan, didapatkan enam data, yaitu data dari pengamatan uji hidrolisis amilum, uji hidrolisis protein dan uji hidrolisis lemak dimana dari ketiga uji tersebut masing-masing dilakukan untuk bakteri biakan yang berasal dari hasil tangkapan dan bakteri biakan kuadran.
Berdasarkan praktikum uji hidrolisis amilum dapat diketahui bahwa bakteri biakan dari tangkapan dan bakteri biakan kuadran, keduanya dapat menghidrolisis amilum. Kita dapat mengetahui bahwa bakteri biakan tersebut dapat menghidrolisis amilum dengan cara mengamati perubahan warna yang terjadi pada medium bakteri biakan tersebut yang telah ditetesi dengan larutan iodium. Medium yang bakteri di dalamnya telah menghidrolisis amilum akan berwarna lebih jernih, tepatnya di sekeliling bakteri. Kita dapat melihat perbedaan yang cukup jelas jika kita membandingkan medium bagian perlakuan (dibiakan bakteri) dengan medium bagian kontrol (tidak dibiakan bakteri), yaitu perbedaan warna yang bertolak belakang. Warna medium bagian kontrol akan berwarna biru kehitaman setelah ditetesi iodium dan seperti yang telah dipaparkan di atas bahwa warna medium bagian perlakuan akan berwarna lebih jernih. Warna yang lebih jernih ini dimungkinkan karena tidak adanya amilum di bagian perlakuan tersebut sehingga ketika medium amilum agar steril tersebut ditetesi dengan iodium yang berperan sebagai penguji amilum, tidak akan menghasilkan warna biru tua yang merupakan indikasi positif dari uji amilum.
Uji hidrolisis yang kedua adalah uji hidrolisis protein. Pada uji ini, hasil yang didapatkan sama seperti uji yang sebelumnya yaitu semua bakteri yang kami gunakan dalam uji ini (bakteri biakan dari tangkapan dan kuadran) dapat menghidrolisis protein dengan banyak. Kita dapat mengetahui bahwa bakteri biakan tersebut telah menghidrolisis protein setelah masa inkubasi yaitu dengan cara mengamati perubahan warna yang terjadi pada medium SMA (skim milk agar) yang digunakan. Hasil aktivasi bakteri yang telah menghidrolisis protei akan memberikan warna yang lebih jernih di sekitar koloni bakteri.
Uji hidrolisis yang terakhir adalah uji hidrolisis lemak. Untuk uji ini medium yang digunakan adalah medium agar lemak yang diberi indikator neutral red. Berdasarkan praktikum uji hidrolisis lemak ini di dapatkan data bahwa bakteri biakan yang ada pada medium yang kami gunakan untuk praktikum tidak menghidrolisis lemak. Seperti yang telah dijelasakan pada petujuk praktikum bahwa indikasi dari hasil aktifitas bakteri yang telah menghidrolisis lemak yaitu adanya warna merah pada bagian dasar koloni bakteri yang tumbuh, sedangkan warna medium yang ada di sekitar koloni bakteri berwarna kekuningan. Sedangkan pada praktikum yang telah kami lakuakan, hasilnya tidak demikian jadi dapat dikatakan bahwa bakteri biakan yang ada tidak menghidrolisis lemak. Tidak di dapatkannya hasil seperti indikasi hasil aktifitas bakteri menghidrolisis lemak yang telah di jelaskan dalam petunjuk praktikum dimungkinkan karena kurangnya pemberian neutral red pada medium agar lemak yang kami gunakan jadi warna merah tersebut tidak dapat terlihat. Dimungkinkan juga karena memang bakteri biakan yang ada pada medium kami tidak dapat menghidrolosis lemak.
I. PEMBAHASAN
Metabolisme adalah istilah yang mencakup semua proses kimia yang terjadi di dalam sel. Walaupun pekerjaan eksoenzim bakteri dilakukan di luar sel, produksi enzim ini merupakan satu aspek metabolisme. Apabila nutrien yang diperlukan telah masuk ke dalam sel, endoenzim mengubah kembali nutrien sederhana menjadi ramuan kompleks protoplasma, yang di dalamnya energi disimpan (Volk&Wheeler, 1988: 93).
Proses metabolisme dibedakan menjadi dua jenis yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme (biosintesis) yaitu reaksi biokimia yang merakit molekul-molekul sederhana menjadi molekul-molekul yang lebih kompleks. Misalnya pembentukkan protein dari asam amino. Secara umum proses anabolik membutuhkan energi. Sedangkan katabolisme yaitu reaksi biokimia yang memecah atau menguraikan molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Proses katabolik melepaskan energi yang dibutuhkan oleh sel (Waluyo, 2004).
Sifat metabolisme bakteri dalam uji biokimia biasanya dilihat dari interaksi metabolit-metabolit yang dihasilkan dengan reagen-reagen kimia. Selain itu dilihat kemampuannya menggunakan senyawa tertentu sebagai sumber karbon dan sumber energi (Waluyo, 2004).
Bakteri sangat mengagumkan keluwesannya dalam keanekaragaman senyawa yang dapat diuraikan; pada kenyataannya, substansi biologi ini tidak dapat dipecahkan oleh beberapa organisme. Di antara senyawa organik umum yang dapat dipecahkan oleh bakteri adalah protein, asam nukleat, dan lemak (Volk&Wheeler, 1988: 106). Pemecahan senyawa-senyawa tersebut tak luput dari peranan enzim yang dihasilkan oleh bakteri. Enzim itu disebut hidrolase karena enzim ini menghidrolisis molekul-molekul besar menjadi komponen-komponen kecil yang dapat digunakan. Pada bakteri enzim-enzim ini disekresi sel ke lingkungan luarnya; jadi senyawa besar yang tak larut dapat dipecah menjadi molekul yang larut sehingga dapat memasuki sel bakteri dan menjadi bahan makanan (Volk&Wheeler, 1988: 72).
Pada praktikum kali ini, kami menggunakan 3 macam medium sebagai bahan untuk menguji sifat biokimiawi bakteri yaitu medium amilum agar, skin milk agar (medium yang mengandung protein), dan NA+lemak+indikator neutral red. Bakteri yang diamati sifat biokimiawinya antara lain bakteri tangkapan yang diperoleh dari udara dengan ketinggian ½ meter dari permukaan tanah, dan bakteri kwadran yang diperoleh didapatkan dari jari-jari tangan dengan perlakuan mencuci tangan dengan sabun.
Uji amilum umum dilakukan karena banyak bakteri dapat menghidrolisis amilum. Molekul amilum berukuran besar dan terdiri dari dua komponen: amilosa yaitu suatu polimer berantai lurus yang terdiri dari 200-300 unit glukosa, dan amilopektin yaitu polimer yang lebih besar serta bercabang dan mempunyai gugus fosfat. Bakteri penghasil enzim amilase dapat menghidrolisis amilum menjadi molekul-molekul maltosa, glukosa, dan dekstrin (Hadioetomo, 1993). Dari pengamatan yang telah dilakukan, kami mendapatkan hasil bahwa kedua bakteri yang kami uji (bakteri tangkapan dan kwadran) dapat menghidrolisis amilum yang ada pada medium, dan amilum yang terhidrolisis tergolong banyak (+++). Hal ini dapat diketahui dari adanya perubahan warna yang terjadi pada medium, yaitu adanya zona berwarna bening disekitar koloni bakteri. Zona bening tersebut terlihat sangat jelas ketika medium amilum agar ditetesi dengan larutan iodium hingga merata. Zona yang berada disekitar bakteri akan berwarna bening sedang yang lainnya berubah warna menjadi biru kehitaman. Menurut Hadioetomo (1993), Larutan iodium gram adalah indikator amilum. Bila medium yang mengandung amilum diberi larutan iodium, maka akan tampak warna biru. Bila amilum telah terhidrolisis, maka tempat-tempat yang tidak mengandung amilum lagi akan tampak jernih. Hal tersebut membuktikan bahwa bakteri melakukan aktivitas menghidrolisis amilum, dan hal itu juga berarti kedua bakteri yang kami amati dapat menghasilkan enzim amilase.
Pengujian sifat bakteri yang kedua yaitu uji adanya hidrolisis protein. Protein adalah molekul yang sangat besar tersusun dari asam amino yang dikaitkan dengan ikatan peptida. Penguraian protein menjadi asam amino-asam amino dilakukan dengan menggunakan enzim protease yang dapat menghidrolisis ikatan peptida hingga dapat melepas masing-masing asam amino sehingga asam amino dapat diserap ke dalam sel (Volk&Wheeler, 1988: 106). Dari pengamatan yang telah dilakukan, kami mendapatkan hasil bahwa kedua bakteri yang kami uji dapat menghidrolisis protein yang ada pada medium dalam jumlah banyak (+++). Hal ini dapat diketahui dari adanya perubahan warna yang terjadi pada medium tersebut. Medium di sektor kontrol yang tidak ditumbuhi bakteri berwarna putih keruh, sedangkan pada sektor perlakuan yang ditumbuhi koloni bakteri terdapat zona berwarna bening (jernih). Bagian jernih yang ada di sekeliling koloni menunjukkan adanya aktivitas bakteri yang menghidrolisis protein. Menurut Wahyu (2010), jika protein dihidrolisis oleh bakteri akan tampak zona jernih di sekitar tumbuh koloni. Jika tidak mampu dihidrolisis maka medium tetap berwarna putih Enzim protease merupakan enzim penghidrolisis protein, yaitu enzim yang memutus ikatan peptida pada rantai protein sehingga dihasilkan asam amino atau peptida berantai pendek. Jadi, kedua bakteri yang kami amati memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim protease sehingga dapat menghidrolisis protein yang ada pada medium.
Pengujian sifat bakteri yang terakhir yaitu uji adanya hidrolisis lemak. Menurut Gaman, dkk (1981) lemak merupakan campuran trigleserida yang terdiri atas 1 molekul gliserol yang berikatan dengan 3 molekul asam lemak. Enzim lipase mampu menghidrolisis lemak dan memecahkan menjadi 3 molekul asam lemak dan 1 molekul gliserol. Dari pengamatan yang telah dilakukan, kami mendapatkan hasil bahwa kedua bakteri yang kami amati tidak menunjukkan hasil positif terhadap uji hidrolisis lemak. Hasil positif ditunjukkan apabila pada bagian dasar koloni bakteri yang tumbuh berwarna merah sedangkan bagian media di sekeliling pertumbuhan koloni bakteri berwarna kekuningan (Tim Pengampu Matakuliah Mikrobiologi, 2011). Bakteri yang kami uji membentuk koloni berwarna kekuningan, namun pada dasar medium yang ditumbuhi koloni tidak ditemukan adanya endapan berwarna merah, begitu juga di sekeliling koloni bakteri tidak ditemukan zona yang berwarna kekuningan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa bakteri yang kami amati pada uji hidrolisis lemak tidak dapat menghasilkan enzim lipase, sehingga bakteri tersebut tidak dapat menghidrolisis lemak yang ada pada medium. Jika bakteri tidak mampu untuk menghasilkan enzim lipase dan tidak dapat menghidrolisis lemak, maka kemungkinan bakteri tersebut tidak membutuhkan gliserol dan asam lemak sebagai bahan makanannya, karena menurut Volk&Wheeler (1988: 72), pada bakteri enzim-enzim ini disekresi sel ke lingkungan luarnya; jadi senyawa besar yang tak larut dapat dipecah menjadi molekul yang larut sehingga dapat memasuki sel bakteri dan menjadi bahan makanan.
J. KESIMPULAN
Bakteri memiliki kemampuan untuk menghidrolisis senyawa kompleks seperti amilum, protein, dan lemak menjadi molekul-molekul sederhana yang dapat memasuki sel bakteri menjadi bahan makanan. Dari uji hidrolisis amilum, hidrolisis protein, dan hidrolisis lemak, diketahui bahwa bakteri tangkapan dan bakteri kuadran yang diamati memiliki kemampuan untuk menghidrolisis amilum dan protein, akan tetapi kedua bakteri biakan tersebut tidak dapat menghidrolisis lemak. Bakteri biakan itu mampu menghidrolisis amilum dan protein karena dapat menghasilkan enzim amilase yang memecah tepung menjadi maltosa dan protease yang memecah protein menjadi asam amino. Di sisi lain, ketidakmampuan bakteri untuk menghidrolisis lemak disebabkan bakteri tersebut tidak menghasilkan enzim lipase.

K. DISKUSI
1. Adakah perbedaan sifat biokimiawi dari biakan murni bakteri yang anda amati dibandingkan dengan hasil pengamatan bakteri milik kelompok lain? Jelaskan!
Jawab:
Ya, terdapat perbedaan sifat biokimiawi dari biakan murni bakteri kelompok kami dengan kelompok lain (contoh, antara kelompok kami {kel.4} dengan kelompok 3).
Hasil Pengamatan Uji Biokimiawi Bakteri kel 3 dan kel 4.
Uji Hidrolisis Bakteri Tangkapan Bakteri kuadran
Kel 4 Kel 3 Kel 4 Kel 3
Amilum +++ - +++ -
Protein +++ - +++ -
Lemak - +++ - +++

Perbedaan tersebut dapat terjadi dimungkinkan karena biakan murni bakteri yang ada pada kelompok kami dengan yang ada pada kelompok lain itu berbeda, jadi memiliki sifat biokimiawi yang berbeda pula. Tetapi tidak dipungkiri juga, jika memang terdapat kesalahan praktikan pada saat praktikum, entah dari kelompok kami ataupun dari kelompok lain yang menyebabkan adanya perbedaan hasil pengamatan. Semisal, bakteri dari kelompok kami dengan kalompok lain itu sama, harusnya data yang didapatkan juga sama, tetapi pada saat penanaman bakteri terdapat kesalahan karena kurang hati-hati. Hal ini pasti juga akan menyebabkan perbedaan hasil dari pengamatan bakteri yang dilakukan.

2. Bagaimana mekanisme terjadinya perubahan warna pada masing-masing pengujian hidrolisis di atas?
Jawab:
• Uji Hidrolisis Lemak
Untuk mendapatkan energi dari lipid, mikroba menghasilkan enzim lipase dan esterase yang memecah ikatan ester menghasilkan gliserol dan asam lemak. Pengujian ini menggunakan indikator neutral red yang mampu mendeteksi keberadaan asam lemak yang terbentuk akibat hidrolisis lemak. Jadi apabila terdapat warna merah di bawah bakteri dapat diartikan bahwa terdapat asam lemak yang dihasilkan dari aktivitas hidrolisis lemak oleh bakteri.

• Uji Hidrolisis Protein
Uji proteolitik ditujukan untuk mengetahui kemampuan mikroorganisme menghasilkan enzim protease. Pada praktikum ini protein yang digunakan dalam bentuk kasein susu. Hidrolisis kasein secara bertahap akan menghasilkan monomernya berupa asam amino. Proses ini dinamakan peptonisasi atau proteolisis. Aktivitas proteolitik ditunjukkan oleh terbentuknya zone jernih di sekeliling koloni.

• Uji Hidrolisis Amilum
Indikator yang dipakai pada uji hidrolisis amilum adalah iodine. Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk warna biru hitam yang terlihat pada media. NA yang mengandung amilum digunakan sebagai media. Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk kompleks warna biru hitam yang terlihat pada media. Warna biru hitam terjadi jika iodine masuk ke dalam bagian kosong pada amilum yang berbentuk spiral. Hidrolisis amilum terlihat sebagai zona jernih di sekeliling koloni, sedangkan hasil negatif ditunjukkan warna sekitar koloni tetap biru hitam.

 
DAFTAR RUJUKAN
Balqis, dkk. 2003. Biokimia. Malang: Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Peningkatan Manajemen Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Hadioetomo, Ratna Siri. 1993. Mikrobiologi dasar dalam praktek (Teknik dan prosedur dasar laboratorium). Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Pelczar, M. J, E. C. S. Chan. 2006. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: UI Press.
Tim Pengampu Matakuliah Mikrobiologi. 2011. Petunjuk praktikum Mikrobiologi. Malang: Jurusan Biologi FMIPA UM.
Volk, Wesley A., dan Wheeler, Margaret F.. 1988. Mikrobiologi Dasar Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Waluyo, L. 2004. Mikrobiologi Umum. Malang: Universitas Muhamadiyah Malang.
Gaman, P. M, dan Sherrington, K. B.. 1981. The science of food: An introduction to food science, nutrition, and microbiology. (Online), (http://books.google.com/books?id=TRrNrzsi1HsC&printsec=frontcover&dq=The+science+of+food:+An+introduction+to+food+science,+nutrition,+and+microbiology&hl=en&ei=9UmHTuStEMfnrAeu3-HlDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false, diakses pada tanggal 1 Oktober 2010).
Wahyu, Febi. 2010. Laporan Praktikum Mikrobiologi Umum Identifikasi Bakteri Melalui Uji Biokomia. (Online), (http://www.docstoc.com/docs/56903429/mikrobiologi5, diakses pada tanggal 1 Oktober 2011).