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.
Berdasarkan pengamatan, E. coli menunjukkan nilai positif dengan
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.
Berdasarkan pengamatan, E. coli menunjukkan nilai positif dengan
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
Biakan Medium ReagenHasil Pengamatan
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
Biakan Medium ReagenHasil Pengamatan
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]
15