Penapisan Bakteri Kitinolitik dari Sumber Air Panas Penen, Kecamatan Sibiru-biru, Kabupaten Deli Serdang dan Karakterisasi Kitinasenya
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikroorganisme termofil merupakan mikroorganisme yang memiliki kemampuan untuk
tumbuh dan berkembang pada kisaran suhu antara 45 – 65 ᴼC (Rudiger, 1994). Enzim dan
protein yang dihasilkan mikroorganisme termofil lebih resisten terhadap panas bila
dibandingkan dengan bakteri mesofil (Zubaidah, 2000).
Mikroorganisme termofil
menghasilkan enzim yang dapat aktif di atas suhu lingkungan hidupnya dan dapat
dimanfaatkan dalam bidang industri yang menggunakan suhu tinggi pada proses produksi
(Rudiana, 2003).
Enzim termostabil memiliki beberapa kelebihan karena sifat termostabil dan
resistensinya terhadap perubahan faktor-faktor fisik dan kimia. Enzim termostabil sangat
penting dalam aplikasi bioteknologi dan industri, seperti dalam teknik-teknik biologi
molekuler untuk kegunaan penelitian dan diagnostik (enzim yang memproses DNA dan
RNA) dan kemampuan enzim mengubah tepung makanan, pengelolaan sampah, sintesis
organik, pembuatan kertas, industri kulit dan lain-lain (George, 2001).
Salah satu enzim yang banyak mendapat perhatian saat ini ialah kitinase. Kitinase
merupakan kelompok enzim yang menghidrolisis ikatan β-1,4 dalam kitin ke berat molekul
yang lebih rendah (Sahai & Manocha, 1993). Kitinase dapat dihasilkan oleh bakteri dan
jamur yang diperoleh dari berbagai sumber seperti rizosfer dan filosfer, tanah atau dari
lingkungan air seperti laut, danau, kolam, atau limbah udang dan sebagainya (Herdyastuti et
al. 2009). Bakteri kitinolitik tidak hanya ditemukan pada lingkungan mesofil, namun juga
ditemukan pada lingkungan termofil seperti Bacillus licheniformis MB-2 diperoleh dari
Danau Tompaso, Sulawesi Utara (Toharisman, 2004), Bacillus sp. Hu1 diperoleh dari tanah
sumber air panas Xinjiang di Cina (Dai et al. 2011)
Kitinase memiliki peranan yang luas dalam berbagai bidang. Dalam bidang farmasi,
hasil hidrolisis kitin yakni senyawa kitooligosakarida dapat bermanfaat dalam dunia
kesehatan karena memiliki aktivitas anti tumor (Patil et al. 2000). Kitinase memiliki
kemampuan mendegradasi limbah yang mengandung kitin (Hirano, 1996), dalam bidang
pertanian kitinase berperan sebagai kontrol patogen tanaman (Dahiya et al. 2005). Hasil
pengujian in vitro enzim kitinase ekstraselluler, Cellulosimicrobium cellulans 191 mampu
melisiskan dinding sel jamur Rhizopus oligosporus, Mucor miehei, Penicillium sp.,
Streptomyces. phaerochromogenes, Trichoderma viride (Fleuri et al. 2009).
Mengingat pentingnya peranan kitinase dalam berbagai bidang, berbagai usaha
dilakukan untuk mencari, menyeleksi dan mengembangkan bakteri yang memiliki
kemampuan memproduksi kitinase yang tinggi. Salah satu kawasan yang memberikan
peluang besar untuk mendapatkan bakteri potensial penghasil kitinase ialah air panas Penen,
Kecamatan Sibiru-biru, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Beberapa mikroorganisme
yang diisolasi dari sumber air panas Penen memiliki aktivitas amilolitik (Sianturi, 2008) dan
proteolitik (Afriani, 2008), namun belum ada laporan mengenai mikroorganisme penghasil
kitinase di daerah tersebut. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai penapisan
bakteri kitinolitik dan karakterisasi kitinasenya.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Mendapatkan isolat bakteri kitinolitik dari sumber air panas Penen.
2.
Mengetahui karakter kitinase isolat bakteri kitinolitik terpilih dengan beberapa
konsentrasi ammonium sulfat dari sumber air panas Penen.
3.
Mengidentifikasi bakteri kitinolitik isolat terpilih dari sumber air panas Penen
berdasarkan sekuen gen penyandi 16S rRNA.
1.3 Rumusan Masalah
Pada perkembangannya, kitinase merupakan enzim yang banyak diteliti saat ini. Pencarian
isolat-isolat bakteri kitinolitik terus dilakukan guna mendapatkan bakteri kitinolitik yang
berpotensi dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Salah satu sumber isolat bakteri
kitinolitik berasal dari sumber air panas Penen, Desa Penen, Kecamatan Sibiru-biru,
Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara yang masih belum diteliti. Untuk mengetahui
potensi tersebut, perlu dilakukan suatu penelitian mengenai isolasi bakteri termofilik
kitinolitik dan aktivitas kitinasenya.
1.4 Hipotesis Penelitian
Terdapat isolat bakteri kitinolitik termofilik asal Penen yang menghasilkan kitinase yang aktif
pada rentang pH dan suhu yang luas.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini dapat bermanfaat sebagai sumber informasi mengenai potensi bakteri
kitinolitik yang terdapat pada air panas Penen.
2
Enzim kitinase dapat digunakan untuk aplikasi lebih lanjut dengan mengetahui karakter
enzim kitinasenya.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikroorganisme termofil merupakan mikroorganisme yang memiliki kemampuan untuk
tumbuh dan berkembang pada kisaran suhu antara 45 – 65 ᴼC (Rudiger, 1994). Enzim dan
protein yang dihasilkan mikroorganisme termofil lebih resisten terhadap panas bila
dibandingkan dengan bakteri mesofil (Zubaidah, 2000).
Mikroorganisme termofil
menghasilkan enzim yang dapat aktif di atas suhu lingkungan hidupnya dan dapat
dimanfaatkan dalam bidang industri yang menggunakan suhu tinggi pada proses produksi
(Rudiana, 2003).
Enzim termostabil memiliki beberapa kelebihan karena sifat termostabil dan
resistensinya terhadap perubahan faktor-faktor fisik dan kimia. Enzim termostabil sangat
penting dalam aplikasi bioteknologi dan industri, seperti dalam teknik-teknik biologi
molekuler untuk kegunaan penelitian dan diagnostik (enzim yang memproses DNA dan
RNA) dan kemampuan enzim mengubah tepung makanan, pengelolaan sampah, sintesis
organik, pembuatan kertas, industri kulit dan lain-lain (George, 2001).
Salah satu enzim yang banyak mendapat perhatian saat ini ialah kitinase. Kitinase
merupakan kelompok enzim yang menghidrolisis ikatan β-1,4 dalam kitin ke berat molekul
yang lebih rendah (Sahai & Manocha, 1993). Kitinase dapat dihasilkan oleh bakteri dan
jamur yang diperoleh dari berbagai sumber seperti rizosfer dan filosfer, tanah atau dari
lingkungan air seperti laut, danau, kolam, atau limbah udang dan sebagainya (Herdyastuti et
al. 2009). Bakteri kitinolitik tidak hanya ditemukan pada lingkungan mesofil, namun juga
ditemukan pada lingkungan termofil seperti Bacillus licheniformis MB-2 diperoleh dari
Danau Tompaso, Sulawesi Utara (Toharisman, 2004), Bacillus sp. Hu1 diperoleh dari tanah
sumber air panas Xinjiang di Cina (Dai et al. 2011)
Kitinase memiliki peranan yang luas dalam berbagai bidang. Dalam bidang farmasi,
hasil hidrolisis kitin yakni senyawa kitooligosakarida dapat bermanfaat dalam dunia
kesehatan karena memiliki aktivitas anti tumor (Patil et al. 2000). Kitinase memiliki
kemampuan mendegradasi limbah yang mengandung kitin (Hirano, 1996), dalam bidang
pertanian kitinase berperan sebagai kontrol patogen tanaman (Dahiya et al. 2005). Hasil
pengujian in vitro enzim kitinase ekstraselluler, Cellulosimicrobium cellulans 191 mampu
melisiskan dinding sel jamur Rhizopus oligosporus, Mucor miehei, Penicillium sp.,
Streptomyces. phaerochromogenes, Trichoderma viride (Fleuri et al. 2009).
Mengingat pentingnya peranan kitinase dalam berbagai bidang, berbagai usaha
dilakukan untuk mencari, menyeleksi dan mengembangkan bakteri yang memiliki
kemampuan memproduksi kitinase yang tinggi. Salah satu kawasan yang memberikan
peluang besar untuk mendapatkan bakteri potensial penghasil kitinase ialah air panas Penen,
Kecamatan Sibiru-biru, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Beberapa mikroorganisme
yang diisolasi dari sumber air panas Penen memiliki aktivitas amilolitik (Sianturi, 2008) dan
proteolitik (Afriani, 2008), namun belum ada laporan mengenai mikroorganisme penghasil
kitinase di daerah tersebut. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai penapisan
bakteri kitinolitik dan karakterisasi kitinasenya.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Mendapatkan isolat bakteri kitinolitik dari sumber air panas Penen.
2.
Mengetahui karakter kitinase isolat bakteri kitinolitik terpilih dengan beberapa
konsentrasi ammonium sulfat dari sumber air panas Penen.
3.
Mengidentifikasi bakteri kitinolitik isolat terpilih dari sumber air panas Penen
berdasarkan sekuen gen penyandi 16S rRNA.
1.3 Rumusan Masalah
Pada perkembangannya, kitinase merupakan enzim yang banyak diteliti saat ini. Pencarian
isolat-isolat bakteri kitinolitik terus dilakukan guna mendapatkan bakteri kitinolitik yang
berpotensi dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Salah satu sumber isolat bakteri
kitinolitik berasal dari sumber air panas Penen, Desa Penen, Kecamatan Sibiru-biru,
Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara yang masih belum diteliti. Untuk mengetahui
potensi tersebut, perlu dilakukan suatu penelitian mengenai isolasi bakteri termofilik
kitinolitik dan aktivitas kitinasenya.
1.4 Hipotesis Penelitian
Terdapat isolat bakteri kitinolitik termofilik asal Penen yang menghasilkan kitinase yang aktif
pada rentang pH dan suhu yang luas.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini dapat bermanfaat sebagai sumber informasi mengenai potensi bakteri
kitinolitik yang terdapat pada air panas Penen.
2
Enzim kitinase dapat digunakan untuk aplikasi lebih lanjut dengan mengetahui karakter
enzim kitinasenya.