Biokimia II

0

BIO 30271 PTA

PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI 2011/2012

Drs. IMAN SANTOSO, M. Phil. FMIPA UI

Dra. SITARESMI, M. Sc.

LAPORAN PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI

AKTIVITAS BIOKIMIA DARI MIKROORGANISME II

DAN GULA SEBAGAI SUMBER ENERGI

NAMA : FURKAN

NPM : 0906632890

KELOMPOK : II (DUA) B

TANGGAL PRAKTIKUM : 7 DESEMBER 2011

ASISTEN : ACHMAD RIZKI

DHIAN CITRA A.

UNIVERSITAS INDONESIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

DEPARTEMEN BIOLOGI

DEPOK

2011

1

AKTIVITAS BIOKIMIA DARI MIKROORGANISME II

DAN GULA SEBAGAI SUMBER ENERGI

I. TUJUAN

1. Mengetahui dan memahami tahap aktivitas mikroorganisme.

2. Mempelajari hubungan aktivitas mikroorganisme dan enzim.

3. Mengetahui dan memahami mikroorganisme melalui sifat biokimia.

4. Mengetahui peranan jenis gula sebagai sumber energi untuk pertumbuhan.

II. TEORI

Metabolisme pada mikroorganisme pada dasarnya terbagi menjadi dua

tipe, yaitu katabolisme dan anabolisme, sama halnya dengan hewan tingkat tinggi

lainnya. Anabolisme disebut juga biosintesis dan membutuhkan bahan baku

berupa zat makanan. Sedangkan katabolisme merupakan reaksi kimiawi yang

membebaskan energi melalui perombakan nutrien, disebut juga reaksi disimilasi

atau reaksi penguraian (Waluyo 2007: 143 & 148).

Proses metabolisme selalu berhubungan dengan oksigen. Metabolisme

yang membutuhkan oksigen dapat dikatakan sebagai metabolisme oksidatif,

sedangkan metabolisme yang berlangsung dalam kondisi anaerob dikatakan

sebagai metabolisme fermentatif. Mikroorganisme yang melakukan metabolisme

oksidatif menggunakan glukosa atau zat organik lainnya sebagai substrat untuk

dioksidasikan menjadi karbon dioksida dan air, sedangkan mikroorganisme itu

sendiri memperoleh energi. Beberapa mikroorganisme yang mampu hidup tanpa

oksigen bebas akan melakukan metabolisme fermentatif (Waluyo 2007: 148--

149).

Proses anabolisme dan katabolisme selalu melibatkan enzim. Enzim

memiliki beberapa sifat yang khas, antara lain:

1. Enzim mengkatalisis atau kadang-kadang memulai suatu proses.

2. Enzim bekerja secara khusus.

1

2

3. Enzim merupakan protein dan dalam bentuk koloid.

4. Enzim dapat bekerja bolak – balik (meskipun tidak semuanya).

5. Enzim tidak tahan temperatur tinggi.

6. Enzim dipengaruhi oleh pH, konsentrasi, suhu, substrat, dan produk akhir.

7. Beberapa enzim memerlukan pembantu yang disebut koenzim

(Waluyo 2007: 144--145).

Enzim bersifat katalitik, yaitu mampu untuk mempercepat berlangsungnya reaksi

kimia tanpa hilangnya enzim tersebut. Satu molekul enzim dapat mengkatalis

perubahan 10 hingga 1000 molekul substrat per detik (Pelczar & Chan 1986:

316--319).

Mikroorganisme dapat digolongkan berdasarkan cara mereka

mendapatkan energi dan sumber karbon yang mereka pakai, yaitu autotroph dan

heterotroph. Perbedaan keduanya adalah mikroorganisme yang bersifat autotroph

menggunakan CO2 sebagai sumber karbon, sedangkan mikroorganisme

heterotroph menggunakan senyawa organik sebagai sumber karbonnya.

Mikroorganisme autotroph dibagi lagi menjadi fotoautotroph yang mendapatkan

energi melalui cahaya (fotosintesis) dan kemoautotroph yang mendapatkan energi

dengan mengurai senyawa anorganik seperti S, H2, NH3, dll. Kemudian sama

halnya dengan mikroorganisme autotroph, mikroorganisme heterotroph terbagi

lagi menjadi fotoheterotroph yang mendapatkan energi melalui cahaya dan

kemoheterotroph yang mendapatkan energi dari melalui senyawa organik

(Madigan dkk. 2011: 37).

A. Uji Indol

Uji Indol bertujuan untuk menentukan kemampuan mikroorganisme

mendegradasi triptofan asam amino. Triptofan adalah asam amino esensial yang

dapat mempercepat oksidasi dengan aktivitas enzim pada beberapa bakteri.

Reaksi pembentukannya yaitu p-dimetilamino benzaldehid ditambahkan dengan

pereaksi indol dengan bantuan HCl dan alkohol maka akan terjadi dehidrasi dan

reduksi sehingga menghasilkan komponen quinoidal merah-violet. Medium yang

digunakan adalah Triptone 1% yang mengandung tripton dalam akuades. Reagen

3

yang digunakan adalah reagen Kovac. Penambahan reagen Kovac menyebabkan

indol yang positif dengan ditandai oleh warna merah pada medium. Ketiadaan

warna merah menunjukkan bahwa substrat triptofan tidak terhidrolisis dan

mengindikasikan reaksi indol negatif (Cappuccino & Sherman 2002: 154).

B. Uji Methyl Red

Tujuan uji tersebut adalah untuk menentukan kemampuan mikroorganisme

untuk mengoksidasi glukosa dengan produksi dan stabilisasi konsentrasi produk

akhir berupa asam yang tinggi dan untuk membedakan antara organisme yang

dapat mengoksidasi glukosa khususnya E. coli dan Enterobacter aerogenes. Uji

tersebut dilakukan dengan melihat perubahan warna pada medium. Jika terjadi

perubahan warna yang semula merah menjadi orange, berarti terjadi oksidasi

glukosa (Cappuccino & Sherman 2002: 155).

C. Uji Voges-Proskauer

Uji VP bertujuan untuk menentukan kemampuan mikroorganisme

memproduksi hasil akhir netral atau bukan asam, yaitu asetil metil karbinol atau

2,3 butnediol. Reagen yang digunakan adalah reagen Barritt dan mediumnya

adalah VP yang mengandung pepton, K2HPO4, glukosa dan akuades. Setelah

penambahan reagen jika positif akan ditunjukkan dengan adanya pembentukkan

warna merah dalam kultur yaitu mengindikasikan keberadaan asetil metil

karbinol. Ketiadaan warna merah menunjukkan hasil yang negatif (Gandjar dkk.

1992: 55 & 82; Cappuccino & Sherman 2002: 156).

D. Uji Oksidatif-Fermentatif

Uji OF bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri menggunakan

karbohidrat dengan cara oksidasi atau fermentasi. Beberapa organisme yang

menghasilkan asam hanya akan tumbuh secara aerobik. Medium yang digunakan

4

adalah medium OF dengan komposisi pepton, NaCl, K2HPO4, dan agar. Bakteri

yang digunakan adalah isolat DT2, Alcaligenes faecalis dan E. coli (Gandjar dkk.

1992: 56 & 79).

E. Uji Penggunaan Sitrat

Uji sitrat bertujuan untuk membedakan organisme dasar kemapuan untuk

memfermentasi sitrat sebagai sumber karbon tunggal. Medium yang digunakan

adalah KCA (Koser Citrate Agar) yang mengandung NaCl, MgSO4.7H2O,

(NH4)2HPO4, asam sitrat dan akuades dengan indikator Bromtimol biru. Hasil

inkubasi, kultur sitrat positif mengidentifikasi keberadaan pertumbuhan

permukaan medium dengan warna biru yaitu hasil yang positif, sedangkan hasil

negatif berupa warna hijau pada kultur dan tidak terdapat pertumbuhan pada

medium (Gandjar dkk. 1992: 55 & 77; Cappuccino & Sherman 2002: 157).

F. Gula sebagai sumber energi

Miroorganisme selalu memerlukan sumber energi untuk kelangsungan

hidupnya. Berbagai gula dapat digunakan sebagai sumber energi oleh berbagai

jenis mikroorganisme. Jenis gula yang dapat digunakan sangat tergantung dari

enzim yang mampu dihasilkan oleh tiap mikroorganisme. Mikroorganisme yang

digunakan adalah Aspergillus niger. Medium yang digunakan adalah Yeast

Extract Pepton Broth dan beberapa sumber karbon yang berasal dari bermacam-

macam gula (Gandjar dkk. 1992: 57). Gula yang digunakan oleh mikroorganisme

berbeda-beda jenisnya, antara lain:

1. Monosakarida

Monosakarida merupakan gula paling sederhana karena molekulnya hanya

terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis

menjadi gula bentuk lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa.

Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa.

2. Disakarida

5

Disakarida merupakan gula yang terbentuk dari dua molekul monosakarida

yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh

dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.

3. Polisakarida

Polisakarida merupakan gula yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai

monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh

polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum.

III. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan dapat dilihat pada lampiran.

IV. PEMBAHASAN

1. Uji Indol

Mikroorganisme yang digunakan pada percobaan adalah Enterobacter

aerogenes dan E. coli dengan medium Triptone 1% yang mengandung triptone

dan akuades. Reagen yang digunakan adalah reagen Ehrlich. Reaksi

pembentukannya yaitu terjadinya reaksi antara p-dimetilamino benzaldehid

dengan pereaksi indol dengan bantuan HCl dan alkohol maka akan terjadi

dehidrasi dan reduksi sehingga menghasilkan komponen quinoidal merah-violet.

Cara kerja dari produksi indol tersebut adalah pertama menginokulasikan

mikroorganisme ke dalam medium yang telah terdapat reagen Erlich pada tiap

tabung. Kemudian dikocok dan inkubasi selama 24 jam lalu dilakukan

pengamatan. Inkubasi kembali hingga 48 jam kemudian pengamatan.

Berdasarkan pengamatan nilai uji positifnya menunjukkan daerah berupa cincin

pink, sedangkan nilai negatifnya tidak ada cincin pink. Bakteri E. coli dan E.

aerogenes menunjukkan hasil negatif. Berdasarkan literatur yang ada, bakteri E.

coli adalah salah satu bakteri yang mampu menggunakan triptofan sebagai sumber

karbon, sehingga hasil yang seharusnya didapat adalah terbentuk daerah berupa

cincin pink (Cappuccino & Sherman 2002: 154).

6

2. Uji Methyl Red

Mikroorganisme yang digunakan pada uji Methyl Red adalah E. aerogenes

dan E. coli. Bakteri tersebut termasuk ke dalam bakteri Enterobacteriaceae.

Indikator positif berupa medium yang berwarna merah pada keadaan pH asam,

sedangkan indikator negatif berwarna kuning atau jingga pada keadaan pH basa.

Cara kerja uji tersebut adalah menginokulasikan medium dengan bakteri yang

telah ditentukan kemudian diinkubasi selama dua hari lalu diamati perubahan

warna mediumnya.

Berdasarkan pengamatan, E. coli menunjukkan nilai positif dengan

berubahnya warna medium menjadi merah yang menunjukkan adanya asam pada

oksidasi glukosa. Pengamatan pada medium dengan bakteri E. aerogenes

menunjukkan nilai negatif yang menghasilkan warna oranye atau jingga pada

medium percobaan yang menunjukkan bahwa bakteri tersebut tidak dapat

menghasilkan asam pada oksidasi glukosa.

3. Uji Voges-Proskauer

Mikroorganisme yang digunakan adalah E. coli dan E. aerogenes. Reagen

yang digunakan adalah reagen Barritt. Medium yang digunakan untuk inokulasi

adalah VP dengan komposisi pepton, K2HPO4, glukosa dan akuades. Cara kerja

uji tersebut adalah menginokulasikan medium dengan bakteri kemudian

diinkubasi selama 2 hari dan diamati perubahan warnanya. Indikator perubahan

warna yaitu positif berwarna merah dan negatif tidak menunjukkan perubahan

warna.


perubahan warna medium menjadi merah, sedangkan E. aerogenes menunjukkan

nilai negatif karena tidak menunjukkan perubahan warna medium atau tetap

berwarna kuning. Hal tersebut dikarenakan E. coli mampu menghasilkan

senyawa asetil metil karbinol atau 2,3 butanediol setelah ditambahkan reagen

Barritt. Sesuai dengan pernyataan yang dikemukakan oleh Harley (2005: 156)

bahwa penambahan reagen Barritt akan mendeteksi keberadaan asetoin, yaitu

7

prekursor dalam sintesis senyawa 2,3 butanediol. Keberadaan senyawa tersebut

diindikasikan dengan berubahnya warna menjadi merah. Pengamatan uji tersebut

menunjukkan perubahan warna menjadi merah muda, disebabkan oleh waktu

inkubasi yang hanya 48 jam sehingga akumulasi senyawa tersebut tidak terdeteksi

dengan baik.

Menurut Cappuccino & Sherman (2002: 156), mekanisme pembentukan

atau perubahan warna dimulai dengan adanya reaksi antara asetil metil karbinol

dengan α-naftol kemudian dengan adanya 40% KOH akan terjadi oksidasi. Hasil

oksidasi tersebut berupa diasetil dan guanidin, yaitu sebuah kelompok dari pepton

yang menghasilkan warna kompleks merah muda.

4. Uji Oksidatif-Fermentatif

Berdasarkan pengamatan selama 144 jam, E. coli pada keadaan aerob

menunjukkan warna kuning pada medium, sama halnya pada keadaan anaerob

medium berwarna kuning. Bakteri isolat DT2 menunjukkan warna medium

kuning pada keadaan aerob, sedangkan keadaan anaerob menunjukkan warna

medium yang hijau (warna asli). Bakteri Alcaligenes sp. pada keadaan aerob dan

anaerob menghasilkan warna medium yang kuning kehijauan. Hal tersebut

menunjukkan bahwa E. coli merupakan bakteri yang fakultatif anaerob yang dapat

melakukan adaptasi pada kondisi aerob atau anaerob. Isolat DT2 merupakan

bakteri yang aerob dengan ditunjukkannya warna hijau pada medium yang

anaerob. Alcaligenes sp. merupakan bakteri yang anaerob yang tidak terindikasi

oleh indikator yang berwarna kuning kehijauan. Menurut Gandjar dkk. (1992:

56), uji OF bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri menggunakan

karbohidrat dengan cara oksidasi atau fermentasi.

5. Uji Penggunaan Sitrat

Mikroorganisme yang digunakan pada uji sitrat adalah E. coli dan E.

aerogenes. Medium yang digunakan adalah KCA (Koser Citrate Agar) dengan

komposisi NaCl, M MgSO4.7H2O, (NH4)2HPO4, asam sitrat dan akuades dengan

8

indikator Bromtimol biru. Bromtimol biru digunakan pada uji tersebut bertujuan

sebagai indikator keberadaan perubahan sodium karbonat yang berhubungan

dengan medium dengan perubahan warna dari hijau menjadi biru prussian. Cara

kerja dari uji tersebut adalah inokulasi medium dengan bakteri kemudian

diinkubasi selama 48 jam kemudian diamati pertumbuhan dan perubahan

warnanya.


perubahan warna medium menjadi biru, E. aerogenes juga menunjukkan nilai

positif karena menunjukkan perubahan warna medium menjadi biru, namun

membutuhkan waktu lebih lama. Hal tersebut dikarenakan E. coli dan E.

aerogenes mampu menghasilkan sitrat yang berasal dari sintesis oleh sitrase.

Menurut Cappuccino & Sherman (2002: 157), sitrat bereaksi karena ada enzim

sitrase yang memproduksi oksaloasetat dan asetat. Selama reaksi tersebut

medium berubah menjadi basa sehingga menyebabkan indikator berubah menjadi

biru.

5. Gula sebagai sumber energi

Berdasarkan pengamatan, hifa Aspergillus niger yang paling banyak

tumbuh pada medium YEP (Yeast Extract Peptone Broth) +

glukosa,sukrosa,fruktosa,maltosa, sedangkan yang paling sedikit tumbuh pada

medium YEP saja. Spora paling banyak tumbuh pada medium YEP + maltosa,

sedangkan paling sedikit tumbuh pada medium YEP. YEP mengandung pepton

yang terdiri dari sejumlah asam amino yang akan digunakan oleh kapang dan

bakteri untuk tumbuh, sedangkan pati sebagai sumber karbon dari medium

tumbuh.

V. KESIMPULAN

1. Tahap aktivitas mikroorganisme diuji dengan uji indol, methyl red, Voges-

Proskauer, oksidatif-fermentatif, dan uji sitrat.

9

2. Tiap mikroorganisme memiliki aktivitas biokimia yang berbeda-beda dan

memakai jenis enzim yang berbeda pula untuk tiap aktivitas yang berbeda.

3. Identifikasi mikroorganisme dapat ditandai melalui sifat biokimia dengan

adanya proses fermentasi.

4. Gula dapat dijadikan sebagai sumber energi mikroorganisme untuk tumbuh.

VI. DAFTAR ACUAN

Brock, T. D. & M. T. Madigan. 2011. Biology of microorganisms. 6th ed.

Prentice-Hall, New Jersey: xix + 874 hlm.

Cappuccino, J. G. & H. Sherman. 2002. Microbiology a laboratory manual.

Benjamin Cummings, San Fransisco: xvi + 491 hlm.

Gandjar, I., I. R. Koentjoro, W. Mangunwardoyo, & L. Soebagya. 1992. Pedoman

praktikum mikrobiologi dasar. Jurusan Biologi FMIPA UI, Depok: vii +

87 hlm.

Harley, J. P. 2005. Laboratory exercises in microbiology. 6th ed. McGraw-Hill

Comp., Inc., Boston: xiv + 466 hlm.

Pelczar, M. & E. C. S. Chan. 1986. Dasar-dasar mikrobiologi. Jilid 1. Terj. dari

Elements of microbiology. Oleh R. S. Hadioetomo, T. Imas, S. S.

Tjitrosomo & S. L. Angka. UI-Press, Jakarta: viii + 443 hlm.

Waluyo, L. 2007. Mikrobiologi Umum. UMM Press, Malang: xx + 343 hlm.

10

LAMPIRAN

Tabel 1. Hasil pengamatan produksi Indol

Biakan Medium ReagenHasil Pengamatan

24 jam 48 jam

E. coli Tripton 1% Ehrlich Keruh

+ehrlich: tdk

terbentuk

cincin indol

Ent. aerogenesKeruh, ada

selaput putih

+ehrlich: tdk

terbentuk

cincin indol

Tabel 2. Hasil pengamatan uji penggunaan sitrat

Biakan Medium ReagenHasil Pengamatan Keterangan

(Pertumbuhan)24 jam 48 jam

E. coli

KSABromtimol

Biru

- ++++

Ent.

aerogenes- ++

Keterangan: + : tingkat kebiruan

Tabel 3. Hasil pengamatan uji methyl red


Keterangan24 jam 48 jam

E. coli Methyl red Methyl red Lebih keruh+MR:

merah

Menghasilkan

asam

Ent.

aerogenes

ada endapan

putih

+MR: agak

kuning

Tdk

menghasilkan

asam

10

11

Tabel 4. Hasil pengamatan uji Voges-Proskauer


Keterangan24 jam 48 jam

E. coli

Tripton 1%

Barrit

modifikasi

(alfa naftol

&

Lar.KOH)

keruh+barrit:

merah

Menghasilkan

kasetil

karbinol /

2,3-butadieol

Ent.

aerogenes

Keruh, ada

endapan

putih

+barrit:

lebih merah

Tdk

menghasilkan

Tabel 5. Hasil pengamatan uji oksidasi-fermentasi (OF)

Biakan Medium KondisiHasil Pengamatan

24 jam 48 jam 120 jam 144 jam

Alcaligenes

sp.

Medium

OFAerob + +++

+++++

(tdp hifa dan

bersporulasi

di

oermukaan)

+++++

(hifa &

spora makin

banyak)

Anaerob ++ +++ +++++

+++++

(parafin

menjadi

keruh)

E. coli Aerob + +++ ++++

++++ (di

permukaan

medium tdp

koloni

berwarna

kuning)

Anaerob + +++ ++++ ++++

Isolat DT2 Aerob + ++

+++++ (tdp

koloni

warna

kuning)

(sama

sprti 120

jam)

Anaerob - - -

Ket.: +: tingkat warna kuning

12

Tabel 6. Hasil pengamatan gula sebagai sumber energi

Biakan Medium

Hasil Pengamatan

Ket.24 jam 48 jam 120 jam

Hifa Spora Hifa Spora Hifa Spora

A. niger

CDB - - - - - -

Tanda +

menunjukkan

jumlah yang

paling sedikit

hingga

paling

banyak

CDB +

glukosa++ - ++++ - +++++ ++++

CDB +

fruktosa+ - ++++ - +++++ +

CDB +

sukrosa+ - ++ - +++++ +++

CDB +

maltosa+ - ++ - +++++ +++++

CDB +

pati- - + - ++++ ++

Gambar 1. Hasil uji sitrat [Sumber: Dokumentasi pribadi]

13

Gambar 2. Hasil uji gula sumber energi[Sumber: Dokumentasi pribadi]

Gambar 3. Hasil uji Methyl Red [Sumber: Dokumentasi pribadi]

14

Gambar 4. Hasil uji VP[Sumber: Dokumentasi pribadi]

Gambar 5. Hasil uji OF[Sumber: Dokumentasi pribadi]

Biokimia II

Documents

Transcript of Biokimia II