1. Uji katalase

Setiap bakteri mempunyai suatu enzim yang tergolong flavoprotein yang dapat bereaksi dengan

oksigen membentuk senyawa-senyawa beracun yaitu hidrogen peroksida (H2O2) dan suatu radikal bebas

yaitu superoksida (O2-*) sebagai berikut :

Flavoprotein O2→

H2O2 + O2-*

Bakteri yang bersifat aerobik dan bersifat anaerobik aerotoleran mempunyai enzim katalase

yang dapat memecah H2O2 dan enzim superoksida dismutase yang memecah radikal bebas tersebut.

2 O2-* + 2H+ superoksidadismutase

→ H2O2 + O2(g)

H2O2 katalase

→H2O + ½ O2 (g)

Bakteri yang bersifat anaerobik fakultatif juga mempunyai enzim superoksida dismutase, tetapi

tidak mempunyai enzim katalase, melainkan mempunyai enzim peroksidase yang mengatalisis reaksi

antara H2O2 dengan senyawa organik, menghasilkan senyawa yang tidak beracun. Reaksinya adalah

sebagai berikut :

H2O2 + senyawa organik peroksidase→

senyawa organik teroksidasi + H2O

Bakteri yang bersifat anaerobik obligat tidak mempunyai enzim superoksida dismutase maupun

katalase. Oleh karena itu, oksigen merupakan racun bagi bakteri tersebut karena senyawa yang

terbentuk dari reaksi flavoprotein dengan oksigen yaitu H2O2 dan suatu radikal bebas yaitu O2-*. Jenis

bakteri ini akan memberikan hasil uji katalase negatif (Fardiaz, 1992).

Katalase adalah enzim yang mengatalisis penguraian hidrogen peroksida (H2O2) menjadi H2O dan

O2. Hidrogen peroksida bersifat toksik terhadap sel karena bahan ini dapat menginaktivasikan beberapa

jenis enzim dalam sel. Hidrogen peroksida terbentuk sewaktu metabolisme aerob, sehingga

mikroorganisme yang tumbuh dalam lingkungan aerob harus menguraikan bahan toksik tersebut.

Katalase merupakan salah satu enzim yang digunakan mikroorganisme untuk menguraikan

hidrogen peroksida, enzim lainnya yang dapat menguraikan hidrogen peroksida adalah peroksidase.

Pada penguraian hidrogen peroksida oleh peroksidase tidak dihasilkan gas atau gelembung oksigen.

Penentuan adanya katalase diuji dengan larutan 3% H2O2 pada koloni terpisah. Pada bakteri yang

bersifat katalase-positif terlihat pembentukan gelembung udara sekitar koloni.

Uji katalase berguna dalam identifikasi kelompok bakteri aerobik dan anaerobik aerotoleran

dengan bakteri anaerobik fakultatif. Pada bakteri bentuk kokus, uji katalase digunakan untuk

membedakan Staphylococcus dan Streptococcus. Kelompok Streptococcus bersifat katalase-negatif,

sedangkan Staphylococcus bersifat katalase-positif.

2. Uji oksidase

Transport elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal.

Transport elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang

berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan dari siklus Krebs. Selain itu,

molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen (O2), koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b,

sitokrom c, dan sitokrom a atau sitokrom oksidase.

Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi yang berasal

dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2

melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP.

Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga

melepaskan 2 ion H+. Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari

proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan

fosfat anorganik menjadi ATP, kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a.

Pada keadaan aerobik atau pada mikroorganisme yang bersifat aerobik, jenis sitokrom a yang

dimiliki adalah sitokrom aa3 atau sitokrom oksidase. Pada tahap selanjutnya sitokrom oskidase ini

kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen yang merupakan zat yang paling elektronegatif

dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor elektron terakhir.

Setelah menerima elektron dari sitokrom oksidase, oksigen tersebut kemudian bergabung

dengan ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O). Oksidasi

yang terakhir ini menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat

anorganik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada Transport elektron yang

menghasilkan ATP (Jakubowski,. 2008).

Uji oksidase berfungsi untuk menentukan adanya sitokrom oksidase yang dapat ditemukan pada

mikroorganisme tertentu. Mikroorganisme aerobik dan anaerobik fakultatif memiliki enzim sitokrom

oksidase dan oksigen sebagai akseptor elektronnya sehingga dalam uji ini akan memberikan hasil uji

positif yang ditunjukkan dengan perubahan warna koloni bakteri menjadi hitam dalam waktu 30 menit

setelah penambahan reagen uji. Perubahan warna ini disebabkan sitokrom oksidase mengoksidasikan

larytan reagen. Pada mikroorganisme anaerobik obligat akan memberikan hasil uji negatif yang ditandai

dengan tidak terjadi peruabahn warna (Lay, 1994).