PENINGKATAN KESTABILAN ENZIM LIPASE DARI Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 DENGAN AMOBILISASI MENGGUNAKAN BENTONIT

ABSTRACT
THE STABILITY INCREASE OF LIPASE
FROM THE Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
WITH IMMOBILIZATION USING BENTONITE

By
NOPIANI

The aim of this research is to increase the stability of lipase from Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27583 using immobilization method with bentonite. Several
procedures were performed to achieve the aim, which were optimum growth
condition, production, isolation, purification, immobilization and characterization
of the purified enzyme before and after immobilization. Lipase enzyme activity
was determined by Titrimetic method. Protein content was determined by Lowry
method. The results showed that the optimum condition of P. aeruginosa ATCC
27583 to produce the lipase with the highest activity was at pH 7, temperature
35°C and incubation time for 48 hour. The specific activity of purified lipase
was 520.000 U/mg, an increase of 9.2 times compared to that of the crude extract
which has 56.491 U/mg. The characteristics of purified lipase were optimum
temperature of 35°C; KM 86.177 mg/mL-1substrate; Vmax 35.714 μmol/mL-1min-1;
ki = 0.023 min-1, t1/2 = 30.130 minutes, and ΔGi = 95.669 kJ mol-1. The
characteristics of the immobillized lipase were optimum temperature of 35°C;
KM-1 4.742 mg/mL-1 substrate; Vmax 4.854 μmol/mL-1 min-1 , ki = 0.018 min-1, t1/2
= 38.500 minutes, and ΔGi = 96.296 kJ mol-1. Immobilization using bentonite
was able to increase the stability of lipase.

Keywords: bentonite, immobilization, increased stability, lipase,
P. aeruginosa ATCC 27853.

ABSTRAK
PENINGKATAN KESTABILAN ENZIM LIPASE
DARI Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
DENGAN AMOBILISASI MENGGUNAKAN BENTONIT

Oleh
NOPIANI

Pada penelitian ini telah dilakukan amobilisasi enzim lipase dari Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27853 menggunakan bentonit untuk meningkatkan kestabilan
enzim. Tahapan prosedur yang dilakukan pada penelitian ini meliputi : kondisi
pertumbuhan optimum, produksi, isolasi, pemurnian, amobilisasi dan karakterisasi
enzim lipase hasil pemurnian sebelum dan sesudah amobilisasi. Aktivitas enzim
lipase ditentukan dengan metode Titrimetri. Kadar protein ditentukan dengan
metode Lowry. Hasil penelitian menunjukkan kondisi optimum pertumbuhan
Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 menghasilkan enzim lipase dengan
aktivitas tertinggi pada pH 7, temperatur 35°C dan waktu inkubasi selama 48 jam.
Aktivitas spesifik enzim hasil pemurnian sebesar 520,000 U/mg, meningkat
kemurniannya 9,2 kali dibandingkan ekstrak kasar enzim lipase dengan aktivitas
spesifik sebesar 56,491 U/mg. Enzim lipase hasil pemurnian mempunyai suhu
optimum 35°C, KM 86,177 mgmL-1 substrat, Vmaks 35,714 μmol mL-1 menit-1, ki =
0,023 menit-1, t1/2 = 30,130 menit, dan ∆Gi = 95,669 kJ mol-1. Enzim lipase hasil
amobilisasi mempunyai suhu optimum 35 °C, KM 4,742 mgmL-1 substrat, Vmaks
4,854 μmol mL-1 menit-1, ki = 0,018 menit-1, t1/2 = 38,500 menit, dan ∆Gi =
96,296 kJ mol-1. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa
amobilisasi enzim lipase menggunakan matriks bentonit dapat meningkatkan
kestabilan enzim dibandingkan dengan enzim tanpa amobilisasi.

Kata kunci : amobilisasi, bentonit, lipase, peningkatan kestabilan
Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853

PENINGKATAN KESTABILAN ENZIM LIPASE
DARI Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
DENGAN AMOBILISASI MENGGUNAKAN BENTONIT

Oleh
NOPIANI

TESIS
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Magister Sains
Pada
Program Pascasarjana Magister Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Lampung

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

PENINGKATAN KESTABILAN ENZIM LIPASE
DARI Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
DENGAN AMOBILISASI MENGGUNAKAN BENTONIT

(Tesis)

Oleh
NOPIANI

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1.

Teori “Lock and Key” dan “Induced Fit”.............................................

7

2.

Diagram Lineweaver-Burk ...................................................................

14

3.

Gram strain sel Pseudomonas aeruginosa ...........................................

17

4.

Pemisahan protein berdasarkan ukuran molekul dengan dialisis..........

27

5.

Reaksi hidrolisis triasilgliserol oleh lipase...........................................

29

6.

Struktur Montmorillonit / Bentonit......................................................

36

7.

Tipe Bentonit : non swelling dan swelling...........................................

37

8.

Skema proses pengendapan protein enzim dengan pengendapan
Ammonium sulfat ................................................................................

46

Diagram alir penelitian.........................................................................

51

9.

10. Hubungan antara aktivitas enzim dengan suhu fermentasi……………….. 52
11. Hubungan antara aktivitas enzim dengan pH fermentasi………………….. 53
12. Hubungan antara aktivitas enzim dengan waktu inkubasi…………………. 54
13. Hubungan antara berbagai tingkat kejenuhan ammonium sulfat (0-20 %;
(20-40)%; (40-60)%; (60-80)%; dan (80-100)%.dengan aktivitas enzim
Lipase...................................................................................................

58

14. Hubungan antara tingkat kejenuhan amonium sulfat pada fraksi (0-20)%
dan (20-90)% dengan aktivitas spesifik enzim lipase dari Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27853 .............................................. .......................

59

15. Pemakaian berulang enzim lipase hasil amobilisasi.............................

63

16. Suhu optimum enzim lipase hasil pemurnian dan hasil amobilisasi....

65

17. Grafik Lineweaver-Burk Enzim hasil pemurnian............................... .

68

18. Grafik Lineweaver-Burk Enzim hasil amobilisasi...............................

69

19. Hubungan antara stabilitas termal enzim hasil pemurnian dan hasi
Amobilisasi pada suhu 35°C pH 8 .......................................................

70

20. Grafik Ln(Ei/E0) enzim hasil pemurnian dan hasil amobilisasi untuk
penentuan nilai ki, waktu paruh dan ∆Gi..............................................

71

21. Kurva standar serum albumin ..............................................................

88

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL......................................................................................

iii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................

iv

PENDAHULUAN ...............................................................................

1

A. Latar Belakang................................................................................
B. Tujuan Penelitian ............................................................................
C. Manfaat Penelitian ..........................................................................

1
4
4

II. TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................

5

I.

A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.

Enzim ..............................................................................................
Kinetika reaksi enzim .....................................................................
Stabilitas enzim............................................................................. .
Pseudomonas aeruginosa................................................................
Enzim lipase ...................................................................................
Isolasi dan pemurnian enzim ..........................................................
Pengujian aktivitas enzim lipase ....................................................
Penentuan kadar protein dengan metode Lowry................................
Amobilisasi Enzim....................................................................... ..
Bentonit....................................................................................... ...

III. METODE PENELITIAN ..................................................................
A. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................
B. Alat dan Bahan ...............................................................................
C. ProsedurPenelitian ..........................................................................
1. Pembuatan media dan Larutan pereaksi........................................
2. Penentuan kondisi optimum pertumbuhan bakteri Pseudomonas
eruginosa ATCC 27853 ..........................................................
3. Produksi enzim lipase ..............................................................
4. Isolasi Enzim lipase .................................................................
5. Uji aktivitas enzim lipase metode titrimetri ............................
6. Penentuan kadar protein enzim lipase metode Lowry.............
7. Pemurnian enzim lipase...........................................................

5
11
14
16
19
22
28
29
31
35
40
40
40
41
41
43
43
43
44
45
45

ii

8. Amobilisasi enzim lipase menggunakan bentonit ...................
47
9. Karakterisasi enzim lipase sebelum dan sesudah amobilisasi .
49
a. Penentuan suhu optimum ....................................................
49
b. Penentuan data kinetika enzim (nilai KM dan Vmaks) ..........
49
c. Uji stabilitas termal enzim lipase ........................................
49
d. Penentuan waktu paruh, konstanta laju inaktivasi dan perubahan
energi akibat denaturasi (∆Gi) ............................................
50
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN...........................................................

52

A. Penentuan kondisi optimum ...........................................................
B. Produksi dan isolasi enzim lipase ...................................................
C. Pemurnian enzim lipase ..................................................................
1. Fraksinasi dengan Ammonium sulfat................................... ....
2. Dialisis ......................................................................................
D. Amobilisasi enzim lipase menggunakan bentonit ..........................
E. Karakterisasi enzim lipase sebelum dan sesudah amobilisasi ........

52
55
56
57
59
62
65

SIMPULAN DAN SARAN .......................................................................

73

A. Simpulan .........................................................................................
B. Saran ...............................................................................................

73
74

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

75

LAMPIRAN ...............................................................................................

83

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

Halaman

1.

Data penentuan suhu optimum…………………………………………

83

2.

Data penentuan pH optimum…………………………………………..

83

3.

Data penentuan waktu inkubasi optimum………………………………

83

4.

Hubungan antara berbagai tingkat kejenuhan ammonium sulfat
(0-20 %; (20-40)%; (40-60)%; (60-80)%; dan (80-100)%.
dengan aktivitas enzim lipase ..............................................................

84

Hubungan antara kejenuhan ammonium sulfat pada fraksi (0-20)%
dan (20-90)%.......................................................................................

84

Hubungan antara suhu dengan aktivitas unit dan aktivitas sisa
enzim hasil pemurnian dan hasil amobilisasi .......................................

84

Hubungan antara aktivitas Unit enzim lipase pada beberapa pH
Pengikatan untuk amobilisasi ..............................................................

85

Hubungan antara pengulangan enzim lipase dengan aktivitas Unit
dan aktivitas sisa pada suhu 35ºC pH 8,0 ............................................

85

Data penentuan KM dan Vmaks enzim lipase berdasarkan persamaan
Lineweaver-Burk ..................................................................................

85

10. Hubungan antara aktivitas sisa enzim hasil pemurnian dan hasil
amobilisasi selama inaktivasi termal pada suhu 35ºC .........................

86

11. Perhitungan ∆Gi enzim hasil pemurnian ..............................................

86

12. Perhitungan ∆Gi enzim hasil amobilisasi.............................................

87

13. Absorbansi serum albumin sapi (BSA) pada berbagai konsentrasi
untuk penentuan kurva standar protein ................................................

88

14. Kurva standar Serum Albumin Sapi (BSA) .........................................

88

15. Perhitungan aktivitas unit ekstrak kasar enzim lipase metode Titrimetri

89

5.

6.

7.

8.

9.

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1.

Aktivitas enzim lipase pada beberapa kondisi fermentasi…………….

56

2.

Pemurnian enzim lipase dari Pseudomonas aeruginosa
ATCC 27853 ........................................................................................

60

Nilai konstanta laju inaktivasi termal (nilai ki), waktu paruh (t1/2),
dan perubahan energi akibat denaturasi (∆Gi) enzim hasil pemurnian
dan hasil amobilisasi ............................................................................

71

4.

Data penentuan suhu optimum…………………………………………

83

5.

Data penentuan pH optimum…………………………………………..

83

6.

Data penentuan waktu inkubasi optimum………………………………

83

7.

Hubungan antara berbagai tingkat kejenuhan ammonium sulfat
(0-20 %; (20-40)%; (40-60)%; (60-80)%; dan (80-100)%.
dengan aktivitas enzim lipase ..............................................................

84

Hubungan antara kejenuhan ammonium sulfat pada fraksi (0-20)%
dan (20-90)%.......................................................................................

84

Hubungan antara suhu dengan aktivitas unit dan aktivitas sisa
enzim hasil pemurnian dan hasil amobilisasi .......................................

84

10. Hubungan antara aktivitas Unit enzim lipase pada beberapa pH
Pengikatan untuk amobilisasi ..............................................................

85

11. Hubungan antara pengulangan enzim lipase dengan aktivitas Unit
dan aktivitas sisa pada suhu 35ºC pH 8,0 ............................................

85

12. Data penentuan KM dan Vmaks enzim lipase berdasarkan persamaan
Lineweaver-Burk ..................................................................................

85

13. Hubungan antara aktivitas sisa enzim hasil pemurnian dan hasil
amobilisasi selama inaktivasi termal pada suhu 35ºC .........................

86

14. Absorbansi serum albumin sapi (BSA) pada berbagai konsentrasi
untuk penentuan kurva standar protein ................................................

88

3.

8.

9.

MOTO
“Our parents are the greatest gift in a life”

Learn from the mistakes in the past, try by using a different way,
and always hope for a successful future

The more you give, the more you wil get

“ Every action has a reaction, every act has a consequence
and every kindness has kind reward”

When You Feel Down Because You Didnt Get What You Want......
Just sit down, take a deep breath....
And say “ SubhanaAllah” !!!’’
Calmly and be happy (^_^) because maybe Allah has thought of
something better to give you....

Dengan Menyebut Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

Kupersembahkan karya ini kepada:
Allah s.w.t
Rosulullah S.A.W beserta keluarganya
Junjunganku, suri tauladanku, yang kunantikan syafa’atnya di hari Yaumil kelak,
Amin Ya Robal Alamin.
Kedua orang tua ku,
Ayah dan Ibu tercinta merupakan jembatan kesuksesan yang mengantarkan
penulis hingga sampai tahap ini. Terimakasih kepada Ayah yang selalu
memberikan motivasi, sabar dan bekerja keras untuk kebahagiaan anakanaknya. Terimakasih kepada Ibu yang selalu memberikan kasih sayang dan
bimbingan disetiap langkahku, Ayah dan Ibu kalianlah sumber kebahagiaan
dan kesuksesan, sehingga penulis bisa menyelesaikan karya ini dengan baik, dan
karya ini penulis persembahkan kepada Ayah dan Ibu tercinta.
Suami dan Anak-anakku,
Terimakasih kepada suamiku Gatot Sumali, Anak - anakku M. Farhan Sumali dan
Adinda Farhani Sumali, yang telah memberikan semangat motivasi dan
pengertiannya selama penulis menyelesaikan perkuliahan, oleh karena itu penulis
persembahkan karya ini kepada suami dan anak-anak ku yang tersayang.
Saudaraku:
Adik-adik ku tersayang ( Deni & Mike, Leli & Nano, Erni & Warno, Erna ) yang
selalu memberikan keceriaan disaat penulis merasa jenuh, terimakasih untuk
saudara-saudaraku.
Dosen- dosen yang selalu membagi ilmunya untuk penulis
Seluruh sahabat yang selalu berbagi rasa suka duka selama perkuliahan
dan Almamater Tercinta

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Teluk Betung Bandar Lampung
pada tanggal 26 November 1977, sebagai anak
sulung dari lima bersaudara putri dari Bapak
Muhammad Asyik dan Ibu Ensi Warni.

Jenjang Pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SDN 2
Sukaraja Teluk Betung diselesaikan pada tahun
1990, SMP Negeri 1 Teluk Betung diselesaikan pada tahun 1993, Sekolah
Menengah Analis Kesehatan Poltekes Tanjung Karang diselesaikan pada tahun
1996, D3 Analis Kesehatan Poltekes Tanjung Karang tahun 2001 – 2004, S1
Kesehatan Masyarakat UMITRA Lampung pada tahun 2009 - 2011, dan pada
tahun 2013 terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila.

Penulis menikah pada tanggal 26 April 1998 dan dikaruniai satu orang putra
sebagai pelajar kelas XII SMA Ar-Raihan dan satu orang putri sebagai pelajar
Kelas V SD DCC Global School. Pada tahun 1998 Penulis diangkat sebagai PNS
pada RSUD Kalianda Lampung Selatan, kemudian pindah ke RSUD Dr.H.Abdul
Moeloek Bandar Lampung pada tahun 2005 sampai sekarang.

SANWACANA

Assalammualaikum Wr.Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat,
ridho, dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis ini. Shalawat dan
Salam tidak lupa penulis panjatkan kepada Rosullullah Nabi Muhammad SAW
sebagai suri tauladan yang dinantikan syafa’at nya.

Tesis dengan judul “ Peningkatan Kestabilan Enzim Lipase Dari Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27853 Dengan Amobilisasi Menggunakan Bentonit”
merupakan syarat untuk mencapai gelar Magister Sains pada Program
Pascasarjana Magister Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Lampung

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Yandri A.S.,M.S. selaku pembimbing akademik dan
pembimbing I yang telah memberikan ilmu pengetahuan, saran, kritik dan
arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

2. Bapak Prof. Sutopo Hadi, Ph.D. selaku Ketua Program Studi dan
Pembimbing II yang telah sabar membimbing dan memberikan nasehat dalam
menyelesaikan tesis ini.
3. Bapak Dr. Eng.Suripto Dwi Yuwono, selaku Ketua Jurusan dan Pembahas
yang telah banyak memberikan petunjuk, arahan, saran, kritik dan nasehat
dalam menyelesaikan tesis ini.
4. Bapak Prof.Suharso, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
5. Bapak Mulyono,Ph.D. selaku Sekretaris Jurusan dan Dosen yang selalu sabar
dalam menyampaikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
6. Pak Hardoko, Pak Andi, Pak Wasinton, Bu Rina, Bu Tati, dan segenap dosen
yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
7. Pak Gani, Mba Nora, Mas Nomo dan seluruh staf jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
8. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan doa untuk keberhasilan penulis
dalam menyelesaikan tesisi ini.
9. Suami dan anak-anak ku tersayang yang telah sabar dan penuh perhatian
kepada penulis.
10. Saudara dan keluarga besarku yang telah memberikan dukungan dan doa.
11. Teman-teman seperjuangan kak Nung, kak Syam, Wiria, Nanik, Naris, Kak
Sigit, dan Iwan yang selalu berbagi suka dan duka selama perkuliahan.
12. Adik-adik Lab Biokimia Putri, Ariyanti, Rani, Ayu, Ajeng, Rina, Adetia,
yang telah setia menemani dan membantu selama penulis melakukan
penelitian.

13. Teman-teman Bank Darah dr. Eka, Bu Elma, Kartini, Nida, Hastin, Cindy,
Novita, Kusriadi, Ardi, Cahyo, Andes, yang telah memberikan dukungan, doa
dan pengertiannya selama penulis menyelesaikan perkuliahan.
14. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
memberikan motivasi moril dan materil kepada penulis.

Bandar Lampung, 17 November 2015
Penulis

NOPIANI

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Riset biokimia dan bioteknologi selama bertahun-tahun telah meningkatkan
pemanfaatan enzim untuk industri. Banyak teknologi baru dikembangkan untuk
memodifikasi enzim agar lebih stabil, lebih murah dan memperluas ruang lingkup
aplikasinya. Saat ini enzim sebagai biokatalis telah banyak diaplikasikan secara
komersial untuk proses-proses industri, antara lain dalam industri pangan, medis,
kimia dan farmasi (August, 2000).

Salah satu enzim yang sering digunakan dalam industri adalah lipase. Pada
industri pangan, lipase banyak digunakan dalam industri susu, roti dan kue
industri bir serta pengolahan daging dan ikan. Sedangkan pada industri non
pangan, lipase digunakan pada industri kimia dan obat-obatan, oleokimia,
detergen, kedokteran (analisis trigliserida dalam darah), industri kosmetik dan
industri kulit. Penggunaan lipase untuk skala komersial masih agak terbatas
karena alasan ekonomis, lipase memiliki harga yang mahal (Kaewthong, 2005).

2

Harga lipase di pasaran internasional pada tahun 2007 adalah 30 juta rupiah per
kg (Putranto, 2009). Pada tahun 2010, Sigma Aldrich memasarkan enzim lipase
amobil yang diamobilisasi menggunakan immobead 150 dari jamur
Rhizomucor miehei dengan aktivitas enzim sebesar 381 U/g dengan harga ± 2,7
juta per 10 gram (± 270 juta per kg). Secara luas lipase banyak tersebar di alam,
yaitu pada hewan (mamalia), tumbuhan dan mikroorganisme (Damaso, 2008).
Pseudomonas aeruginosa merupakan mikroorganisme penghasil enzim lipase.
Enzim lipase dari Pseudomonas aeruginosa merupakan enzim ekstraselular yang
relatif lebih mudah diisolasi dan diproduksi karena lebih stabil dibandingkan
enzim intraselular.

Produksi enzim lipase akan meningkat jika ada induser yang sesuai dalam
medium. Tanpa induser enzim lipase tetap diproduksi, tetapi dalam jumlah yang
kecil (Pratiwi dkk., 2013). Penggunaan enzim lipase terlarut dalam reaksi
enzimatis memiliki kelemahan dan sangat tidak ekonomis, dibandingkan dengan
enzim lipase yang tidak terlarut (lipase amobil). Enzim dalam bentuk terlarut
relatif tidak stabil dan tidak dapat digunakan secara berulang. Kelemahan tersebut
dapat diatasi melalui metode amobilisasi untuk meningkatkan kestabilan enzim.

Enzim amobil adalah suatu enzim yang baik secara fisik maupun kimia tidak
dapat bebas bergerak karena enzim tertahan dalam struktur molekul matrik
pendukung. Amobilisasi mencegah difusi enzim ke dalam campuran reaksi dan
mempermudah memperoleh kembali enzim tersebut dari aliran produk dengan
teknik pemisahan padat-cair yang sederhana, sehingga enzim tersebut
memungkinkan untuk digunakan kembali.

3

Metode amobilisasi secara adsorpsi menggunakan matrik pendukung merupakan
metode yang lebih mudah dan murah. Pemilihan bentonit sebagai matrik
pendukung pada proses amobilisasi dikarenakan kemampuan adsorpsi permukaan
dan intramolekul yang baik, mempunyai struktur berlapis dengan kemampuan
mengembang (swelling) dan memiliki kation-kation yang dapat ditukarkan atau
sebagai penukar ion. Bentonit merupakan adsorben yang mempunyai sifat dapat
mengadsorpsi karena ukuran partikel sangat kecil dan memiliki kapasitas
permukaan ion yang tinggi (Yusnimar dkk., 2012). Matrik pendukung bentonit
mudah diperoleh, tidak beracun dan harganya murah.

Beberapa peneliti sebelumnya telah melakukan amobilisasi dengan menggunakan
berbagai matrik pendukung untuk meningkatkan kestabilan enzim lipase.
Amobilisasi enzim lipase menggunakan polimer polistirena EP 400 (Murray et al.,
1997). Enzim imobil ini digunakan untuk menghidrolisis minyak bunga matahari.
Enzim tetap stabil setelah penggunaan berulang. Amobilisasi menggunakan
sepharosa dan resin (Dosanjh and Kaur, 2002). Enzim lipase imobil ini dapat
digunakan untuk sintesis ester. Penggunaan kitin yang menghasilkan tiga kali
pemakaian berulang untuk menghidrolisis minyak zaitun (Wulan dkk., 2008).
Amobilisasi menggunakan matriks sodium alginat, agarose dan polyacrylamide
mampu digunakan tujuh kali pemakaian berulang (Deepali et al., 2013).

Pada penelitian ini dilakukan produksi enzim lipase dengan menggunakan induser
minyak zaitun, kemudian dilakukan pemurnian dengan fraksinasi menggunakan
ammonium sulfat dan dialisis. Peningkatan kestabilan enzim dengan metode

4

amobilisasi dilakukan menggunakan bentonit yang diaktivasi secara kimia dengan
mencampurkan lautan asam. Aktivitas enzim lipase sebelum dan sesudah
amobilisasi diuji dengan metode titrimetri (Pereira et al., 2001) dan kadar protein
ditentukan menggunakan metode Lowry ((Lowry et al., 1951).

B. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :
1.

Memperoleh enzim lipase dari Pseudomonas aeruginosa dengan aktivitas dan
tingkat kemurnian yang tinggi.

2.

Meningkatkan kestabilitas enzim lipase

3.

Memperoleh enzim lipase yang dapat digunakan secara berulang.

C. Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat sebagai berikut:
1.

Memberikan informasi tentang karakterisasi enzim lipase hasil pemurnian
dan enzim lipase hasil amobilisasi.

2.

Memberikan informasi tentang pengaruh amobilisasi menggunakan bentonit
terhadap stabilitas enzim lipase dari Pseudomonas aeruginosa

3.

Enzim lipase dengan kestabilan yang tinggi dapat digunakan berulang
sehingga lebih ekonomis dalam upaya mengurangi biaya produksi dalam
proses industri.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. ENZIM

Enzim merupakan biokatalisator yang sangat efektif yang akan meningkatkan
kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata, dimana reaksi ini tanpa enzim akan
berlangsung lambat (Lehninger, 1995). Sifat-sifat istimewa enzim adalah
kapasitas katalitik dan spesifisitasnya yang sangat tinggi. Selain itu enzim
mempunyai peran dalam transformasi berbagai jenis energi (Winarno, 1986).
Enzim disusun oleh untaian asam amino yang panjang dan antar asam amino
dihubungkan dengan ikatan peptida (Judoamidjojo dkk., 1992). Fungsi suatu
enzim adalah sebagai katalis untuk mempercepat proses biokimia yang terjadi
didalam sel maupun di luar sel (Poedjiadi, 1994). Kelebihan enzim sebagai
katalis dibandingkan dengan katalis sintetik lainnya antara lain: (1) enzim
mempunyai spesifitas tinggi, (2) enzim bekerja secara spesifik, (3) tidak terbentuk
produk samping yang tidak diinginkan, (4) mempunyai produktivitas yang tinggi,
(5) produk akhir umumnya tidak terkontaminasi sehingga mengurangi biaya
purifikasi dan mengurangi efek kerusakan terhadap lingkungan (Chaplin, 2004).

Berdasarkan tempat bekerjanya, enzim dapat dibedakan dalam dua golongan,
yaitu endoenzim dan eksoenzim. Endoenzim disebut juga enzim intraseluler,

6

dihasilkan di dalam sel yaitu pada bagian membran sitoplasma dan melakukan
metabolisme di dalam sel. Eksoenzim (enzim ekstraseluler) merupakan enzim
yang dihasilkan sel kemudian dikeluarkan melalui dinding sel sehingga terdapat
bebas dalam media yang mengelilingi sel dan bereaksi memecah bahan organik
tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya (Soedigdo, 1988)

Berdasarkan biosintesisnya, enzim dibedakan menjadi enzim konstitutif dan
enzim induktif. Enzim konstitutif adalah enzim yang selalu tersedia di dalam sel
mikroba dalam jumlah yang relatif konstan, sedangkan enzim induktif adalah
enzim yang ada dalam jumlah sel yang tidak tetap, tergantung pada adanya
induser. Enzim induktif ini jumlahnya akan bertambah sampai beberapa ribu kali
bahkan lebih apabila dalam medium mengandung substrat yang menginduksi,
terutama bila substrat penginduksi merupakan satu-satunya sumber karbon
(Kurnia, 2010).

1.

Mekanisme reaksi enzim
Terikatnya substrat pada sisi aktif enzim menyebabkan berubahnya keadaan
substrat sehingga berada dalam keadaan transisi dan akibatnya molekul
substrat mengalami perubahan konformasi transisi yang diperlukan agar dapt
diubah menjadi produk. Beberapa ion logam yang merupakan kofaktor juga
membantu terjadinya ikatan sustrat dengan enzim (Wheeler, 1994). Jika
enzim telah melakukan pembentukan ikatan antara enzim dengan substrat
dengan membentuk molekul kompleks enzim substrat, pembentukan molekul
ini sangat dipengaruhi oleh bentuk sisi aktif enzim dan kespesifikan substrat.

7

Menurut Shahib (2005) ada dua teori yang mendukung dalam penjelasan
pembentukan kompleks enzim substrat, teori pertama yang diajukan oleh
Fisher yaitu teori Kunci dan Gembok / “Lock and Key” yang menjelaskan
bahwa adanya kespesifikan enzim terhadap substrat tertentu yang bentuknya
sesuai dengan sisi aktif enzim. Teori kedua adalah teori yang diajukan oleh
Koshland yaitu teori “ Induced Fit” yang menjelaskan bahwa substrat akan
menginduksi suatu perubahan bentuk sisi aktif enzim sehingga dapat dengan
mudah berikatan seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Teori“Lock and Key” dan “Induced Fit”
(Shahib, 2005)

2.

Penggolongan Enzim
Penamaan dan klasifikasi enzim secara sistematik, telah dikemukakan oleh
suatu badan internasional yaitu CEIUB ( Commission on enzymes of the
International Union of Biochemistry). Dalam sistem ini enzim dibagi
menjadi enam golongan utama.

8

Klasifikasi enzim secara internasional meliputi: nama golongan dan macam
reaksi yang dikatalisisnya (Wirahadikusumah, 1989). Menurut Poedjadi
(1994), enzim yang dibagi kedalam enam golongan tersebut digolongkan
berdasarkan pada jenis reaksi yang dikatalisis, keenam golongan enzim
tersebut yaitu :
a. Oksido-reduktase
Enzim yang berperan dalam reaksi oksidasi-reduksi. Enzim yang
termasuk dalam golongan ini ada dua yaitu dehidrogenase dan oksidase.
Contoh enzim dehidrogenase yaitu : alkohol dehidrogenase dan glutamat
dehidrogenase. Contoh enzim oksidase yaitu : glukosa oksidase dan glisin
oksidase
b. Transferase
Enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan gugus tertentu. Contoh
enzim yang termasuk golongan ini adalah metiltransferase,
hidroksimetiltransferase dan aminotransferase.
c. Hidrolase
Enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis. Ada tiga jenis enzim
hidrolase, yaitu jenis yang memecah ikatan ester, memecah glikosida, dan
yang memecah ikatan peptida. Contoh enzim hidrolase yaitu esterase,
lipase, amilase, aminopeptidase, karboksipeptidase, pepsin, tripsin, dan
kimotripsin.
d. Liase
Enzim yang termasuk golongan ini mempunyai peranan penting didalam
reaksi pemisahan suatu gugus dari suatu substrat (bukan cara hidrolisis)

9

atau sebaliknya. Contoh enzim golongan ini yaitu: dekarboksilase,
aldolase, dan hidratase.
e. Isomerase
Enzim yang termasuk dalam golongan ini bekerja pada reaksi perubahan
intramolekular misalnya reaksi perubahan glukosa menjadi fruktosa.
Contoh : ribulosafosfat epimerase, dan glukosafosfat isomerase.
f. Ligase
Enzim yang berperan pada reaksi penggabungan dua molekul, oleh
karenanya enzim-enzim tersebut juga dinamakan sintetase. Ikatan yang
terbentuk adalah ikatan C-O, C-S, C-N, atau C-C. Contoh: glutamin dan
piruvat karboksilase.

3.

Faktor yang mempengaruhi aktivitas Enzim
a. Temperatur
Suhu inkubasi sangat mempengaruhi kerja dari enzim, suhu inkubasi yang
lebih tinggi dari suhu optimum kerja enzim dapat menyebabkan
terjadinya perubahan konformasi sisi aktif enzim yang disebabkan adanya
denaturasi protein enzim (Arbianto, 1989). Sebagian besar enzim
terdenaturasi pada suhu diatas 50 ºC (Wolfe, 1993). Dalam batas-batas
suhu tertentu, kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim akan naik bila
suhunya naik. Reaksi yang paling cepat terjadi pada suhu optimum
(Rodwell, 1987). Pada suhu 0oC enzim menjadi tidak aktif dan dapat
kembali aktif pada suhu normal (Lay and Sugyo, 1992).

10

b. pH (Derajat Keasaman)
pH (Derajat Keasaman) enzim pada umumnya bersifat amfolitik, yang
berarti enzim mempunyai konstanta disosiasi pada gugus asam maupun
gugus basanya, terutama pada gugus residu terminal karboksil dan gugus
terminal amino. Perubahan kereaktifan enzim diperkirakan merupakan
akibat dari perubahan pH lingkungan (Winarno, 1989). Perubahan pH
dapat mempengaruhi asam amino kunci pada sisi aktif, sehingga
menghalangi sisi aktif enzim membentuk kompleks dengan substratnya
(Page, 1989).
c. Konsentarasi Enzim
Kecepatan laju reaksi enzimatik berhubungan langsung antara konsentrasi
enzim dengan substrat (Orten and Neuhaus, 1970). Konsentrasi enzim
secara langsung mempengaruhi kecepatan laju reaksi enzimatik, laju reaksi
meningkat dengan bertambahnya konsentrasi enzim (Poedjiadi, 1994).
d. Konsentrasi substrat
Kecepatan reaksi enzimatis pada umumnya tergantung pada konsentrasi
substrat. Kecepatan reaksi akan meningkat apabila konsentrasi substrat
meningkat. Peningkatan kecepatan reaksi ini akan semakin kecil hingga
tercapai suatu titik batas yang pada akhirnya penambahan konsentrasi
substrat hanya akan sedikit meningkatkan kecepatan reaksi (Lehninger,
1982).
e. Aktivator dan inhibitor
Beberapa enzim memerlukan aktivator dalam reaksi katalisnya. Aktivator
adalah senyawa atau ion yang dapat meningkatkan kecepatan reaksi

11

enzimatis. Komponen kimia yang membentuk enzim disebut juga
kofaktor. Kofaktor tersebut dapat berupa ion-ion anorganik seperti Zn, Fe,
Ca, Mn, Cu, Mg atau dapat pula sebagai molekul organik kompleks yang
disebut koenzim (Martoharsono dan Soeharsono, 1997).

Menurut Wirahadikusumah (2001) inhibitor merupakan suatu zat kimia
tertentu yang dapat menghambat aktivitas enzim. Pada umumnya cara
kerja inhibitor adalah dengan menyerang sisi aktif enzim sehingga enzim
tidak dapat berikatan dengan substrat dan fungsi katalitik enzim tersebut
akan terganggu (Winarno, 1989).

B. Kinetika reaksi enzimatik

Parameter dalam kinetika reaksi enzim adalah konstanta Michaelis-Menten (KM)
dan laju reaksi maksimum (Vmaks). Mekanisme reaksi enzimatik untuk sebuah subtrat
tunggal. Enzim (E) mengikat substrat (S) dan menghasilkan produk (P).
Kinetika enzim menginvestigasi bagaimana enzim mengikat substrat dengan
mengubahnya menjadi produk. (Shahib, 2005).

Konsentrasi substrat mempengaruhi kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim.
Pada konsentrasi substrat yang amat rendah, kecepatan reaksipun amat rendah,
tetapi, kecepatan ini akan akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi
substrat. Pada batas kecepatan maksimum (Vmaks), enzim menjadi jenuh oleh
substratnya, dan tidak dapat berfungsi lebih cepat (Lehninger, 1990).

12

Salah satu faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah konsentrasi substrat.
Konsentrasi substrat ini dapat divariasikan untuk mempelajari mekanisme suatu
reaksi enzim, yakni bagaimana tahap-tahap terjadinya pengikatan substrat oleh
enzim maupun pelepasan produknya (Suhartono, 1989).

Michaelis dan Menten mendefinisikan suatu tetapan, yang dinyatakan sebagai KM
yang bermanfaat dalam menyatakan hubungan yang tepat di antara konsentrasi
substrat dan kecepatan reaksi enzimatik. Nilai KM didefinisikan sebagai
konsentrasi substrat tertentu pada saat enzim mencapai kecepatan setengah
kecepatan maksimum. Nilai KM merupakan unsur kunci di dalam persamaan
Michaelis-Menten dan bersifat khas bagi setiap enzim dengan menggunakan
substrat tertentu yang spesifik pada kondisi pH dan temperatur tertentu (Kurnia,
2010).
Persamaan Michaelis-Menten secara matematika dinyatakan dalam persamaan
berikut ini :

V0 
Vo

Vmaks S
K M  [S]

= kecepatan awal pada konsentrasi substrat [S]

Vmaks = kecepatan maksimum
Km

= tetapanMichaelis-Menten enzim bagi substrat tertentu

Persamaan tersebut merupakan persamaan kecepatan bagi suatu reaksi enzimatik
satu substrat, merupakan suatu pernyataan mengenai hubungan kuantitatif di
antara kecepatan reaksi awal (V0), kecepatan maksimum (Vmaks) dan konsentrasi
substrat awal yang dihubungkan melalui tetapan Michaelis-Menten (Km)

13

Persamaan yang diturunkan oleh Michaelis dan Menten, berawal dari hipotesis
dasar bahwa tahap pembatas kecepatan di dalam reaksi enzimatik adalah tahap
penguraian kompleks ES, menjadi produk dan enzim bebas. Persamaan
Michaelis-Menten merupakan dasar bagi semua aspek kinetika kerja enzim
(Lehninger, 1990).

Persamaan Michaelis-Menten dapat ditransformasi secara aljabar menjadi bentuk
lain yang lebih umum digunakan untuk memetakan data percobaan. Transformasi
yang umum digunakan adalah dengan membuat kebalikan dari kedua sisi
persamaan Michaelis-Menten, sehingga diperoleh hubungan :

1 K M  [S]

V0
Vmaks [S]
Persamaan ini disederhanakan menjadi :

1
K
1
1
 M

V0 Vmaks S  Vmaks

Persamaan ini dikenal dengan persamaan Lineweaver-Burk. Bagi enzim-enzim
yang mengikuti hubungan Michaelis-Menten secara benar, pemetaan 1/vo
terhadap 1/[S] menghasilkan garis lurus (Gambar 2). Garis ini akan memiliki
sudut km/vmaks, perpotongan garis terhadap sumbu y sebesar 1/vmaks (pada
sumbu1/vo) dan perpotongan -1/km pada sumbu 1/[S] (Lehninger, 1990).

14

1
V0

Slope 

KM
Vmaks

1
Vma ks
1

KM

1
S 

Gambar 2. Diagram Lineweaver-Burk (Suhartono, 1989)

C. Stabilitas Enzim

Menurut Kazan et al., (1997), stabilitas enzim dapat diartikan sebagai kestabilan
aktivitas enzim selama penyimpanan dan penggunaan enzim tersebut, serta
kestabilan terhadap senyawa yang bersifat merusak seperti pelarut tertentu (asam
atau basa), oleh pengaruhsuhu dan kondisi –kondisi nonfisiologis lainnya.

Dalam melakukan aktivitasnya, enzim dipengaruhi oleh lingkungan. Pengaruh
tersebut dapat mengganggu stabilitas enzim sehingga menjadi masalah yang
sering dihadapi dalam industri. Stabilitas merupakan sifat penting yang harus
dimiliki oleh enzim dalam aplikasinya sebagai biokatalis. Stabilitas enzim dapat
didefinisikan sebagai kestabilan aktivitas enzim selama penyimpanan dan
penggunaan enzim tersebut, serta kestabilan terhadap senyawa yang bersifat
merusak seperti pelarut tertentu (asam, basa), pengaruh temperatur dan pH

15

ekstrim. Terdapat dua prinsip utama untuk memperoleh enzim yang mempunyai
stabilitas tinggi, yaitu menggunakan enzim yang memiliki stabilitas ekstrim alami
dan mengusahakan peningkatan stabilitas enzim yang secara alami kurang atau
tidak stabil. Menurut Saktiwansyah (2001), peningkatan stabilitas enzim dapat
dilakukan dengan cara imobilisasi enzim, modifikasi kimia, protein engineering,
dan memperlakukan enzim pada kondisi air yang terbatas (dalam pelarut organik).

1. Pengaruh Temperatur Tinggi (Stabilitas Termal)
Enzim merupakan makromolekul yang peka terhadap lingkungannya. Dengan
demikian harus ditangani dengan sangat hati-hati agar sifat-sifatnya dapat
dipertahankan, kecuali enzim termostabil yang dapat aktif pada suhu tinggi.
Umumnya, semakin tinggi temperatur, semakin naik laju reaksi baik yang tidak
dikatalisis maupun yang dikatalisis oleh enzim. Namun demikian, enzim
merupakan senyawa protein yang sangat peka terhadap perubahan temperatur.
Semakin tinggi temperatur akan terjadi perubahan struktur enzim yang diikuti
oleh hilangnya aktivitas katalitik dari enzim tersebut. Di Indonesia, temperatur
optimum bagi proses enzimatis dilakukan pada temperatur kamar. Hampir semua
enzim memiliki aktivitas optimum pada temperatur sekitar 30°C dan denaturasi
dimulai pada temperatur 45°C (Winarno, 1989).

16

2. Pengaruh pH (Stabilitas terhadap pH)
Umumnya enzim bersifat amfolitik, yang berarti enzim mempunyai konstanta
disosiasi pada gugus basanya, terutama pada gugus residu terminal karboksil dan
gugus terminal aminonya. Perubahan aktivitas enzim akibat perubahan terjadinya
perubahan ionisasi enzim, substrat atau kompleks enzim substrat, serta perubahan
kemampuan peningkatan dan pengaruh laju reaksi. Pada umumnya enzim
menunjukkan aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH yang disebut pH
optimum, yang umumnya antara pH 4,5 mempunyai kisaran pH optimum yang
sangat sempit. Di sekitar pH optimum enzim mempunyai stabilitas yang tinggi.
Dalam hal ini, enzim yang sama sering kali pH optimumnya berbeda tergantung
dari sumber enzim (Mangunwidjaja, 1994).

D. Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas berasal dari bahasa yunani yaitu pseudo berarti palsu dan monas
berarti satu unit. Pseudomonas sp merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang
mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon. Keberhasilan penggunaan
bakteri Pseudomonas dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran
hidrokarbon membutuhkan pemahaman tentang mekanisme interaksi antara
bakteri Pseudomonas sp. dengan senyawa hidrokarbon. Klasifikasi pseudomonas
berdasar pada homologi rRNA atau DNA dan sifat pertumbuhannya. Spesiesspesies pseudomonas : Pseudomonas aeruginosa, P. flouresen, P. putida, P.
stutzeri, P. mendocina. (Boyd, 1995).

17

a.

Karakteristik Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2
μm. Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpasangan, dan terkadang
membentuk rantai yang pendek. P. aeruginosa termasuk bakteri gram
negatif. Strain sel Pseudomonas aeruginosa ditunjukkan pada Gambar 3.
Bakteri ini bersifat aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu
memfermentasi tetapi dapat mengoksidasi glukosa/karbohidrat lain, tidak
berspora, tidak mempunyai selubung (sheat) dan mempunyai flagel
monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu bergerak (Sari, 2005).

b. Klasifikasi Bakteri Pseudomonas aeruginosa

Kingdom
Filum
Kelas
Ordo
Famili
Genus
Spesies

: Bacteria
: Proteobacteria
: Gamma Proteobacteria
: Pseudomonadales
: Pseudomonadaceae
: Pseudomonas
: Pseudomonas aeruginosa

Gambar 3. Gram strain sel Pseudomonas aeruginosa (Jawetz et al., 2001).

18

Pseudomonas aeruginosa termasuk dalam kelas Gamma proteobacteria,
merupakan bakteri gram negatif yang dapat menyebabkan penyakit pada hewan
dan manusia. Pseudomonas aeruginosa dapat tumbuh di air suling dan akan
tumbuh dengan baik dengan adanya unsur Nitrogen dan Karbon. P. aeruginosa
dijumpai melimpah dalam air dan tanah. P. aeruginosa merupakan bakteri gram
negatif aerob obligat, berkapsul, mempunyai flagella polar sehingga bakteri ini
bersifat motil, berukuran sekitar 0,5-1,0 µm.

Bakteri aerob ini mensekresikan beberapa jenis pigmen, di antaranya pyocyanin
(hijau-biru), fluorescein (kuning-hijau) dan pyorubin (merah-cokelat). Bakteri ini
dapat tumbuh tanpa oksigen jika tersedia NO3 sebagai akseptor elektron (Jawetz
et al., 2001)

P. aeruginosa mampu tumbuh di lingkungan yang mengandung oli dan bahan
bakar minyak lainnya. Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpasangan,
dan terkadang membentuk rantai yang pendek. Suhu optimum untuk
pertumbuhan P. aeruginosa adalah 35 ºC, tetapi dapat juga tumbuh pada suhu
42ºC. P. aeruginosa mudah tumbuh pada berbagai media pembiakan karena
kebutuhan nutrisinya sangat sederhana.

Bakteri P. aeruginosa mempunyai sifat patogen yaitu, menyebabkan penyakit
terlokalisasi dan sistemik, menyebabkan infeksi kronis pada pasien dengan
fibrosis kistik dan merupakan penyebab utama kematian.dan resisten terhadap
banyak antibiotik dan agen kemoterapi karena resistansi intrinsik mereka.

19

Ketika bakteri ini ditumbuhkan pada media yang sesuai, bakteri ini akan
menghasilkan pigmen nonfluoresen berwarna kebiruan, piosianin. Beberapa
strain Pseudomonas juga mampu menghasilkan pigmen fluoresen berwarna hijau,
yaitu pioverdin. Pseudomonas aeruginosa memproduksi katalase, oksidase, dan
amonia dari arginin. Bakteri ini dapat menggunakan sitrat sebagai sumber
karbonnya (Strohl, 2001).

E. Enzim Lipase.

Enzim lipase atau asilgliserol hidrolase (E.C 3.1.1.3) merupakan enzim yang
dapat menghidrolisis rantai panjang trigliserida. Keterangan dari kode enzim ini
adalah : 3 Hydrolases, 1 Acting on ester bonds, 1 Carboxylic-ester hydrolases, 3
triacylglycerol lipase (Bornscheuer, 1995). Enzim lipase termasuk dalam enzim
induktif yang sangat dipengaruhi oleh adanya konsentrasi minyak atau lemak
didalam substrat. Enzim lipase adalah enzim hidrolase yang berperan sebagai
biokatalis dalam menghidrolisis lemak mono-, di-, dan trigliserida untuk
menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol (Winarno, 1986)

Selain enzim lipase termolabil, berbagai laporan penelitian mengungkapkan
bahwa enzim lipase termostabil diproduksi dari bakteri termofilik, misalnya
Bacillus thermotenulatus (Schmid et al.,1997), Bacillus thermotenulatus
menghasilkan dua jenis lipase yaitu lipase BTL 1 dan BTL 2. Gen lipase BTL 2
telah diklon dan urutan nukleotida serta sifat-sifat enzimnya telah diketahui
(Schmid et al., 1998).

20

Enzim lipase sebagai biokatalisator mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan
katalisator alkali diantaranya: bekerja secara spesifik, aktivitas katalitik enzim
yang tinggi dan kemampuannya bekerja pada suhu yang relatif rendah sekitar
30ºC, katalisator alkali bekerja pada suhu (220-250) ºC. Suhu yang tinggi
menghasilkan produk berwarna coklat (gelap) dan bau tidak diinginkan
(Noureddini, 2004).

1.

Karakteristik Enzim Lipase yang dihasilkan oleh Mikroba
Salah satu karakteristik utama dari lipase, yaitu enzim ini dapat bekerja pada
lapisan antar muka karena adanya perbedaan kepolaran antara lipase dengan
substrat yang dikatalisisnya. Lipase cenderung bersifat polar, sedangkan
substratnya berupa senyawa non polar, sehingga lipase bekerja pada bagian
antar muka antara fasa yang larut dalam air dan fasa minyak dari substratnya
(Seniwati dkk., 2010). Aktivasi pada lapisan antar muka dari lipase ini akan
meningkat ketika substrat yang tersedia berada dalam bentuk emulsinya.
Sebagai akibat dari karakteristik ini, maka kinetika dari lipase tidak
mengikuti aturan klasik model Michaelis-Menten (Jaeger et al., 1994).
Substrat dan produk yang dihasilkan dari katalitik lipase ini terkadang bersifat
tidak dapat larut dengan baik dalam media air. Hal ini membuat enzim dapat
dengan mudah dipisahkan dari substrat dan produknya.

Pada umumnya enzim bersifat tidak stabil dalam pelarut organik dan dapat
terdenaturasi atau hilang aktifitas katalitiknya. Akan tetapi lipase dapat stabil
dan tetap aktif dalam suatu pelarut organik tanpa adanya penambahan

21

senyawa penstabil. Jenis substrat dari lipase juga terkadang tidak dapat larut
atau bersifat sedikit larut dalam media air. Karena itu, dalam fenomena
seperti ini digunakan suatu pelarut organik atau larutan organik-air sebagai
media reaksi. Karena lipase tetap memiliki kemampuan katalitiknya dalam
suatu pelarut organik, membuat lipase banyak diaplikasikan dalam bidang
bioteknologi (Jaeger et al., 1994).

Lipase yang dihasilkan bakteri dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah
satunya adalah lama waktu inkubasi. Lama waktu inkubasi mempengaruhi
jumlah lipase yang dihasilkan. Kemampuan bakteri dalam menghasilkan
lipase telah ditemukan dengan lama waktu inkubasi dari beberapa jam sampai
beberapa hari.

Pabai et al (1996) melaporkan bahwa Pseudomonas spp., P. fragi, dan P.
fluorescens BW 96CC mampu menghasilkan lipase hingga mencapai
maksimum setelah inkubasi antara 72 dan 96 jam. Lipase bakteri adalah
glikoprotein, tetapi beberapa lipase bakteri ekstraseluler adalah lipoprotein.

Menurut Winkler et al (1986) bahwa produksi enzim pada sebagian besar
bakteri dipengaruhi oleh polisakarida tertentu. Sebagian besar lipase bakteri
dilaporkan sejauh ini konstitutif dan tidak spesifik dalam spesifisitas substrat
dan lipase bakteri sedikit thermostabil.

22

Lipase yang dimurnikan dari Pseudomonas fragi, Pseudomonas fluorescens,
dan Pseudomonas aeruginosa monomer dengan berat molekul 33 kDa, 45
kDa, dan 29 kDa. Lipase ini dihambat oleh Zn2+, Fe2+, dan Al3+ dan activator
oleh Ca2+. Gen lipase dari P. fragi telah dikloning dan sequenced.
Karakterisasi enzim lipase berbeda – beda. Enzim ekstraseluler utama yang
dihasilkan oleh P. aeruginosa adalah golongan hidrolase, termasuk protease
alkali elastase , fosfolipase dan lipase ( Tielen et al., 2010).

2.

Aktivitas Enzim Lipase

Unit enzim (U) dinyatakan sebagai jumlah enzim yang melakukan katalisis
sehingga terjadi perubahan satu mikromol (1 x 10-6 mol) substrat per menit.
Sedangkan aktivitas spesifik adalah jumlah unit enzim permiligram protein.
Aktivitas spesifik biasanya mencerminkan kemurnian enzim. Selama
pemurnian, aktivitas spesifik enzim meningkat dan tetap jika enzim sudah
menjadi murni. Aktivitas enzim lipase yang dapat mengkatalisis pemutusan
ikatan ester disebut aktivitas hidrolisis lipid (lipolisis). Aktivitas hidrolisis
lipid dapat maksimal jika teradsorpsi pada bidang pertemuan (interface) air
minyak (Lehninger, 1995).

F. Isolasi dan Pemurnian Enzim

Isolasi enzim perlu memperhatikan tujuan serta bentuk isolat enzim yang
diinginkan. Dalam melakukan pengisolasian enzim perlu diperhatikan letak

23

Untuk keperluan penelitian dan analisis, hasil isolasi enzim tidak diperlukan
dalam jumlah banyak, tetapi mempunyai tingkat kemurnian yang tinggi.
Isolasinya memerlukan teknologi isolasi enzim yang mempunyai sifat dan
aktivitas maksimum (Suhartono, 1989). Dalam melakukan pengisolasian enzim
perlu diperhatikan letak / lokasi enzim pada organisme. Menurut lokasinya,
enzim dapat bersifat ekstraselluler yaitu enzim yang disekresikan oleh organisme
dan bekerja di luar sel organisme.

Ekstraksi enzim ekstraselluler lebih mudah dibandingkan enzim intraselluler,
karena tidak memerlukan pemecahan sel / lisis dinding sel, dan enzim yang
dikeluarkan dari sel mudah dipisahkan dari pengotor lain serta tidak banyak
bercampur dengan bahan-bahan sel lain (Chan and Pelezar, 1989).

Tahapan proses pengisolasian dan pemurnian enzim secara umum menurut
Judoamijojo dkk (1992) adalah sebagai berikut :
1.

Pemecahan dinding sel / Lisis dinding sel
Proses ini bertujuan untuk mengeluarkan enzim dari sel atau konstituen
seluler. Pada proses ini perlu diperhatikan perusakan atau penghancuran
dinding sel secara fisik, makanik, atau kimia.

2.

Sentrifugasi
Sentrifugasi mer

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

110 3487 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 891 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 803 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

18 525 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

26 676 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

57 1173 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

60 1066 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

19 669 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 946 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 1162 23