PURIFIKASI DAN KARAKTERISASI PROTEASE DARI BAKTERI HASIL ISOLASI DARI WHEY TAHU

dokumen-dokumen yang mirip
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Enzim α-amilase dari Bacillus Subtilis ITBCCB148 diperoleh dengan

I. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April - Juli 2012 di Laboratorium. Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

BAB III METODE PENELITIAN. adalah Bacillus subtilis dan Bacillus cereus yang diperoleh di Laboratorium

III. METODE. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari - April 2015 di Laboratorium

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

III. METODE. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari-April 2015 di Laboratorium

BAB III METODE PENELITIAN. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain: waterbath,

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Instrumentasi

III. METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei-November 2013 di Laboratorium

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Percobaan yang dilakukan pada penelitian ini yaitu penggunaan amonium

BAB III METODE PENELITIAN. Biologi dan Laboratorium Biokimia, Departemen Kimia Fakultas Sains dan

LAMPIRAN. Lampiran 1. Foto Lokasi Pengambilan Sampel Air Panas Pacet Mojokerto

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli sampai bulan September 2010 di

LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA PERCOBAAN KE 2 PEMISAHAN PROTEIN PUTIH TELUR DENGAN FRAKSINASI (NH 4 ) 2 SO 4

4 Hasil dan Pembahasan

LAMPIRAN Lampiran 1: Komposisi dan Penyiapan Media Skim Milk Agar, Komposisi Media Feather Meal Agar, Komposisi Media Garam Cair.

BAB III METODE PENELITIAN

4 Hasil dan Pembahasan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. pemotongan hewan Pacar Keling, Surabaya. dengan waktu pengamatan setiap 4 jam

BAB III METODE PENELITIAN. A. Waktu dan Tempat Penelitian. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-November 2012 di

PENGARUH PENAMBAHAN SORBITOL TERHADAP STABILITAS ph ENZIM PROTEASE DARI Bacillus subtilis ITBCCB148

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Bahan Pertumbuhan dan Peremajaan Isolat Pengamatan Morfologi Isolat B. thuringiensis

Metode Pengukuran Spektrofotometri (Bergmeyer et al. 1974) Pembuatan Media Heterotrof Media Heterotrof Padat. Pengaruh ph, Suhu, Konsentrasi dan

BAB III BAHAN DAN CARA KERJA. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Bioindustri, Pusat

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

III. BAHAN DAN METODE

BAB I PENDAHULUAN. Limbah cair tahu adalah air buangan dari proses produksi tahu. Menurut

BAB I PENDAHULUAN. tanaman terutama hasil pertanian dan rempah-rempah. Hal ini didukung oleh

Hasil dan Pembahasan

METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini akan dilakukan pada bulan Mei-November 2013 di Laboraturium

4 Hasil dan Pembahasan

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Juni-November Penelitian ini

METODE PENELITIAN. Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Januari-Mei 2015 di Laboratorium

HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil Produksi Enzim β-galaktosidase dari Enterobacter cloacae

MATERI DAN METODE Lokasi dan Waktu Materi Prosedur Karakterisasi Isolat L. plantarum dan Bakteri Indikator

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. AKTIVITAS KUALITATIF ENZIM KITINOLITIK (INDEKS KITINOLITIK)

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli 2012 sampai bulan Desember 2012 di

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus-Desember 2015 di Laboratorium

Analisis kadar protein

III. METODE. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari - Mei 2015 di Laboratorium

PRODUKSI ENZIM AMILASE

BAB III METODE PENELITIAN. Pendidikan Biologi FPMIPA UPI dan protease Bacillus pumilus yang diperoleh

BAB I PENDAHULUAN. teknologi aplikasi enzim menyebabkan penggunaan enzim dalam industri semakin

I. PENDAHULUAN. meningkat dari tahun ke tahun, peningkatan diperkirakan mencapai 10 15% per

DAFTAR ISI. ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... BAB I PENDAHULUAN...

PENGARUH SUHU PADA PROTEASE DARI Bacillus subtilis. Mukhamad Kosim a, Surya Rosa Putra

BAB III METODE PENELITIAN. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan dari bulan Juli 2014 sampai dengan bulan September

ISOLASI DAN KARAKTERISASI AMILASE DARI BIJI DURIAN (DURIO

III. METODE PENELITIAN. Waktu penelitian dilakukan pada bulan Februari Oktober. penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia Universitas Lampung.

Y ij = µ + B i + ε ij

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Protease dari Penicillium sp.

BAB III METODE PENELITIAN. adalah variasi jenis kapang yaitu Penicillium sp. dan Trichoderma sp. dan

III. METODE KERJA. Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas

PENGARUH KONSENTRASI SUMBER KARBON DAN NITROGEN TERHADAP PRODUKSI PROTEASE ALKALI DARI Bacillus sp. M TERMOFILIK

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. selulosa dan lignin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan. Oleh karena

Dari uji kompetisi, persentase penghambatan dengan rasio inokulum 1:1 sudah cukup bagi Bacillus sp. Lts 40 untuk menghambat pertumbuhan V.

HASIL DAN PEMBAHASAN Pemeriksaan Kemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat dan Bakteri Patogen Indikator Morfologi Sel

III. METODE PERCOBAAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai April 2014 di

Lampiran 1 Prosedur uji aktivitas protease (Walter 1984, modifikasi)

PENGUJIAN STABILITAS ENZIM BROMELIN YANG DIISOLASI DARI BONGGOL NANAS SERTA IMOBILISASI MENGGUNAKAN KAPPA KARAGENAN

III. METODE PENELITIAN

METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan April 2012 sampai dengan bulan Juni 2012 di

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

3. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 3.2 Alat dan Bahan

BAB V. PEMBAHASAN. 5.1 Amobilisasi Sel Lactobacillus acidophilus FNCC116. Amobilisasi sel..., Ofa Suzanti Betha, FMIPA UI, 2009

UJI AKTIVITAS ENZIM PROTEASE DARI ISOLAT Bacillus sp. GALUR LOKAL RIAU

BAB III METODE PENELITIAN. variasi suhu yang terdiri dari tiga taraf yaitu 40 C, 50 C, dan 60 C. Faktor kedua

BAB III METODE PENELITIAN. lengkap (RAL) pola faktorial yang terdiri dari 2 faktor. Faktor pertama adalah variasi

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini akan dilakukan pada bulan Juli sampai September 2012,

I. Tujuan Menentukan berat molekul protein dengan fraksinasi (NH 4 ) 2 SO 4 Teori Dasar

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Kemurnian Bakteri L. plantarum dan Patogen

MATERI DAN METODE. Pekanbaru. Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Mei sampai September

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian

3 Metode Penelitian Alat

Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura

DAFTAR ISI. ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... v. DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... BAB I PENDAHULUAN...

BAB III METODE PENELITIAN. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan penelitian

AKTIVITAS -GALAKTOSIDASE PENGHIDROLISA LAKTOSA SUSU PADA BAKTERI UNGGUL TERSELEKSI DARI BUAH Carica papaya

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2011 sampai dengan bulan

Analisa Protein. Adelya Desi Kurniawati, STP., MP., M.Sc.

Karakterisasi Bakteri Termofilik Penghasil Enzim Protease Netral. Characterization of Thermophilic Bacteria in Producing Neutral Protease Enzymes

BAB I PENDAHULUAN. industri dan pengobatan (Moon dan Parulekar, 1993). merupakan satu dari tiga kelompok enzim terbesar dari industri enzim dan

BAB I PENDAHULUAN. Protease adalah enzim yang memiliki daya katalitik yang spesifik dan

BAB III BAHAN, ALAT DAN METODA

MATERI DAN METODE. Prosedur

EKSTRAKSI DAN KARAKTERISASI ENZIM PROTEASE DARI DAUN KELOR (Moringa oliefera Lamk.)

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan penelitian deskriptif

Bab IV Hasil dan Pembahasan

I. PENDAHULUAN. Enzim merupakan biokatalis yang banyak digunakan dalam industri, karena enzim

PENGARUH SUHU DAN LAMA PENYIMPANAN TERHADAP KESTABILAN ENZIM XILANASE DARI Trichoderma viride ABSTRAK

LACTOBACILLUS BULGARICUS SEBAGAI PROBIOTIK GUNA PENINGKATAN KUALITAS AMPAS TAHU UNTUK PAKAN CACING TANAH

BAB III METODE PENELITIAN. untuk mengisolasi Actinomycetes dan melihat kemampuannya dalam

APPENDIKS A PROSEDUR KERJA DAN ANALISA

3 HASIL DAN PEMBAHASAN

I. PENDAHULUAN. Indonesia merupakan salah satu pengekspor buah nanas yang menempati posisi

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dilaksanakan pada Desember 2014 Mei 2015 di. Laboratorium Mikrobiologi FMIPA Universitas Lampung.

Transkripsi:

PURIFIKASI DAN KARAKTERISASI PROTEASE DARI BAKTERI HASIL ISOLASI DARI WHEY TAHU Purification and Characterization of Protease from Protease-producing Bacteria Isolated from Tofu Whey Agustin Krisna Wardani* dan Lia Oriana Nindita Jurusan Teknologi Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Brawijaya Jl. Veteran - Malang 65145 *Penulis Korespondensi: email agustinwardani@ub.ac.id ABSTRAK Penelitian ini menggunakan whey tahu sebagai sumber untuk mengisolasi bakteri penghasil protease. Hasil isolasi menunjukkan bahwa dari 30 isolat yang diperoleh, satu isolat yaitu LnA4 menunjukkan aktivitas protease tertinggi sebesar 0.123 U/mg. Purifikasi menggunakan amonium sulfat dan dialisis menunjukkan peningkatan kemurnian sebesar 12.96 kali dengan aktivitas spesifik protease sebesar 7.13 U/mg. Aktivitas maksimum protease dicapai pada kondisi 37 o C, ph 7.5 dan pada konsentrasi substrat kasein 0.6%. Nilai K M and V max protease masing-masing sebesar 0.269 mg/ml dan 0.207 mg/ml/menit. Hasil zimogram pada SDS-PAGE menunjukkan bahwa protease memiliki berat molekul sebesar 29.71 kda. Kata kunci: isolasi, purifikasi, karakterisasi, protease, whey tahu ABSTRACT In this study, soybean liquid waste (tofu whey), was used to isolate the protease- producing bacteria. The aim of this research is to purify and characterize the protease isolated from protease producing bacteria. Thirty isolates were obtained from isolation and screening of protease-producing bacteria from tofu whey. One isolate, LnA4, had the highest protease activity (0.123 U/mg). The protease was purified by ammonium sulphate and dialysis resulted an enzyme with specific activity of 7.13 U/mg with purification fold 12.96. The maximum protease activities for the enzyme was attained at 37 ⁰ C, ph 7.5 and 0.6% of casein concentration. The K M and V max of the enzyme were 0.269 mg/ml and 0.207 mg/ml/minute, respectively. The molecular weight of the enzyme was determined as 29.71 kda on SDS-PAGE and zimogram. Keywords: isolation, purification, characterization, protease, tofu whey PENDAHULUAN Protease adalah salah satu enzim yang memiliki prospek paling baik untuk dikembangkan karena dipandang cukup luas aplikasinya dalam berbagai industri, baik pangan maupun non pangan. Protease merupakan satu dari tiga kelompok enzim terbesar dari industri enzim dan diperkirakan sebesar 60% dari total enzim yang diperjual belikan di seluruh dunia (Rao et al., 1998; Singh et al., 2001; Gupta et al., 2005). Protease adalah enzim yang dapat menghidrolisis protein menjadi senyawasenyawa yang lebih sederhana seperti peptida kecil dan asam amino (Bains, 1998). Industri pengguna protease diantaranya di bidang pangan (sebagai pengempuk daging, penjernih bir, pembuatan keju dan pembuatan cracker dan dibidang non pangan (industri deterjen, industri kulit, industri tekstil, biomedis sampai industri pakan ternak) (Gupta et al., 2002). Mikroorganisme adalah sumber enzim yang paling banyak digunakan dibandingkan hewan dan tanaman. Sebagai sumber enzim, mikroorganisme dianggap lebih menguntungkan karena pertumbuhannya cepat dan mudah diatur, dapat tumbuh pada substrat yang murah, dapat diproduksi dalam skala besar dan mutu lebih seragam (Suhartono, 1989). 149

Hingga saat ini sebagian besar enzim yang digunakan dalam industri di Indonesia masih diimpor. Keadaan ini tentunya sangat merugikan jika ditinjau secara ekonomi, padahal Indonesia merupakan negara tropis yang kaya akan sumber alam hayati, terutama mikroba penghasil enzim, termasuk protease. Oleh karena itu, penggalian mikroorganisme indigenous penghasil protease perlu dilakukan di Indonesia. Pasar yang luas dan sumber daya alam yang mendukung merupakan peluang yang besar untuk mendapatkan mikroorganisme yang potensial untuk dikembangkan sebagai penghasil enzim. Pada penelitian ini limbah cair tahu (whey tahu) digunakan sebagai sumber untuk mendapatkan isolat penghasil protease (bakteri proteolitik) karena mengandung protein sekitar 1.75% (Enie dan Supriatna, 1993). Selanjutnya dilakukan purifikasi dan karakterisasi enzim protease yang dihasilkan. BAHAN DAN METODE Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel limbah cair tahu yang diambil dari industri tahu rumah tangga di daerah Tunggulwulung Malang. Media yang digunakan untuk isolasi terdiri dari skim milk 2%, pepton 0.5%, yeast ekstrak 0.1%, glukosa 2%, NaCl 0.1%, KH 2 PO 4 0.008%, MgSO 4.7H 2 O 0.01% dan (NH 4 ) 2 SO 4 0.04% (Elsafey dan Raouf, 2004). Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah autoklaf (Hirayama HL 36 AE), Laminar Air Flow (LAF), vortex (VM-2000), phmeter (ph Electrode PE-01), inkubator (Binder), neraca Mettler (Toledo Denver M-310), spektrofotometer UV- 2100, Mini Protean 3 Cell Elektroforesis (Biorad), shaker waterbath (Memmert), refrigerated centrifuge, mikroskop (Olympus CH 2 O), mikropipet (Socorex), termometer, magnetic stirer, hot plate, refrigerator, dan glassware. Tahap Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap. tahap pertama adalah isolasi dan identifikasi bakteri yang menghasilkan enzim protease dengan aktivitas protease tertinggi. Tahap kedua adalah isolasi enzim kasar protease dan purifikasi parsial dengan pengendapan menggunakan amonium sulfat, dilanjut proses dialisis. Tahap ketiga adalah karakterisasi ph, suhu, K M serta berat molekul enzim protease menggunakan elektroforesis SDS-PAGE yang selanjutnya dikonfirmasi dengan zimogram (Mehzard et al., 2005). Isolasi Bakteri Penghasil Protease (Rahayu, 1991, dengan modifikasi) Sampel limbah cair tahu diambil dari industri tahu rumah tangga di daerah Tunggulwulung Malang kemudian dilakukan pengkayaan atau enrichment. Hasil dari pengkayaan kemudian dilakukan pengenceran untuk ditumbuhkan pada media produksi protease padat (metode spread) yang mengandung kasein dan diinkubasi pada suhu 37 C selama 24 jam. Uji positif ditandai dengan adanya zona bening yang terbentuk di sekeliling koloni akibat adanya hidrolisis kasein menjadi nitrogen terlarut. Koloni tunggal yang menghasilkan zona bening kemudian dimurnikan. Setelah didapatkan isolat yang positif menghasilkan protease, dilakukan uji secara kualitatif dan kuantitatif serta karakterisasi bakteri meliputi uji morfologi koloni dan uji biokimia. Produksi enzim (El-safey dan Raouf, 2004) Produksi enzim dilakukan dengan menumbuhkan bakteri ke dalam 45 ml media cair dengan komposisi skim milk 2%, pepton 0.5%, yeast ekstrak 0.1%, glukosa 2%, NaCl 0.1%, KH 2 PO 4 0.008%, MgSO 4.7H 2 O 0.01% dan (NH 4 ) 2 SO 4 0.04% (El-safey dan Raouf, 2004) dan diinkubasi pada suhu 37 C selama 17-18 jam (akhir fase logaritmik). Kultur starter sebanyak 50 ml dimasukkan dalam 450 ml media produksi protease cair dan diinkubasi dalam shaker waterbath pada suhu 37 C, 120 rpm sampai substrat habis. Larutan hasil produksi enzim protease disentrifugasi dengan kecepatan 7000 rpm pada suhu 4 C selama 10 menit. Supernatan yang dihasilkan merupakan enzim protease kasar. Supernatan (enzim kasar) ini kemudian diuji aktivitas (Sigma, 1999) dan kadar protein (Bradford, 1976). Pemurnian Enzim Protease (El-safey dan Raouf, 2004) Enzim protease dimurnikan dengan menggunakan metode pengendapan amonium sulfat. 500 ml ekstrak kasar 150

enzim protease ditambahkan amonium sulfat 50%. Penambahan tersebut disertai dengan pengadukan pada suhu ± 4 C selama semalam. Kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 7000 rpm pada suhu 4 C selama 15 menit. Supernatan dibuang dan endapannya merupakan enzim setengah murni. Enzim tersebut kemudian didialisis dengan menambahkan buffer fosfat ph 7 dan dimasukkan ke dalam kantong selofan. Kemudian direndam dalam buffer fosfat 0.025 M ph 7 dan diaduk menggunakan stirrer pada suhu ± 4 C selama satu malam. Buffer perendam diganti setiap 6 jam sekali sampai semua garam terpisah. Dialisis dihentikan bila semua garam amonium sulfat telah keluar dari membran dengan mengujinya menggunakan larutan BaCl 2 dan HCl. Tiga tetes BaCl 2 0.1 M dan 3 tetes HCl 0.1 M ditambahkan ke dalam larutan buffer yang ada di luar kantung selofan. Ion-ion 2- sulfat (SO 4 ) akan membentuk endapan putih BaSO 4 (Sundin, 2008). Larutan enzim semi murni selanjutnya diuji aktivitas dan kadar proteinnya. Karakterisasi Enzim (Schomburg, 1990) Karakterisasi enzim protease meliputi ph, suhu optimum serta K M. Penentuan ph optimum dilakukan dengan menguji aktivitas enzim protease setengah murni pada ph yaitu pada 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8, dan 8.5 sedangkan untuk penentuan suhu optimum digunakan variasi suhu pada 25, 30, 37, 40, 45, dan 50 C. Penentuan suhu ini menggunakan interval 5 ⁰C, namun suhu 37 ⁰C juga digunakan karena merupakan suhu optimum untuk pertumbuhan mikroba. Penentuan K M dilakukan dengan menguji aktivitas enzim protease semi murni pada konsentrasi substrat kasein 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 dan 0.65%. Penentuan berat molekul dilakukan dengan menggunakan metode Sodium Dodesil Sulfat Poliakrilamid Gel Elektroforesis (SDS-PAGE), lalu untuk mengkonfirmasi pita protein aktif yang mempunyai aktivitas protease menggunakan metode zimogram (activity staining method). Dalam penelitian ini digunakan SDS-PAGE diskontinyu dengan stacking gel 3% dan separating gel 12.5% (Laemmli, 1970). Untuk zimogram konsentrasi gel sama, namun terdapat penambahan kasein 0.05% ke dalam separating gel (Mehzard et al., 2005). HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi dan Skrining Isolat Bakteri Penghasil Protease Berdasarkan hasil isolasi, diperoleh 30 isolat bakteri yang berpotensi sebagai bakteri penghasil protease. Kemudian skrining dilakukan terhadap 30 isolat dengan metode kualitatif (pembentukan zona bening) dan kuantitatif (aktivitas enzim). Hasil skrining diperoleh satu isolat, LnA4, dengan zona bening lebar (diameter 10 mm) dan aktivitas spesifik tertinggi (0.123 U/mg). Hasil identifikasi menunjukkan bahwa isolat LnA4 mempunyai bentuk koloni bulat, bentuk tepi halus, elevasi cembung, warna koloni putih susu, bentuk sel batang dan merupakan bakteri gram positif dan katalase positif. Produksi dan Purifikasi Parsial Enzim Protease Produksi enzim dilakukan pada jam ke-17 hingga ke-18 (akhir fase log) dimana pada jam tersebut isolat LnA4 menghasilkan jumlah enzim protease yang optimum. Isolasi enzim protease kasar dari isolat LnA4 dilakukan dengan sentrifugasi pada suhu 4 C. Sentrifugasi berfungsi untuk memisahkan sel bakteri dengan ekstrak enzim kasar protease. Selanjutnya ekstrak kasar enzim protease dipurifikasi secara parsial dengan metode pengendapan amonium sulfat dan dialisis. Konsentrasi amonium sulfat yang digunakan pada penelitian ini adalah konsentrasi 50%. Tabel 1 menyajikan pengendapan amonium sulfat pada konsentrasi 30-70%. Tabel 1 menunjukkan aktivitas spesifik tertinggi diperoleh pada konsentrasi 50% yaitu sebesar 0.34 U/mg. Oleh karena itu pengendapan dengan ammonium sulfat 50% dipilih sebagai konsentrasi yang sesuai untuk pengendapan enzim protease. Setelah protein diendapkan dengan amonium sulfat dan dilarutkan dalam buffer fosfat 0.05 M dan 0.025 M ph 7.0 selanjutnya dilakukan dialisis untuk menghilangkan garam dan zat terlarut lainnya. Keberadaan residu amonium sulfat maupun molekul-molekul non-protein lainnya akan mengganggu sisi aktif protease dalam mengikat substrat sehingga dapat mempengaruhi aktivitas protease. Aktivitas enzim setelah purifikasi disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. menunjukkan adanya peningkatan aktivitas protease setelah pengendapan ammonium sulfat bila dibandingkan dengan 151

Tabel 1. Aktivitas enzim protease pada berbagai konsentrasi amonium sulfat Konsentrasi Amonium sulfat Aktivitas Enzim (U/mL) Kadar Protein (mg) Aktivitas spesifik (U/mg) 30% 0.019 0.158 0.11 40% 0.021 0.213 0.09 50% 0.040 0.117 0.34 60% 0.031 0.365 0.08 70% 0.028 0.540 0.05 Tabel 2. Purifikasi parsial enzim protease isolat LnA4 Tahap pemurnian Volume enzim (ml) Aktivitas enzim (U) Kadar protein (mg) Aktivitas spesifik (U/mg) Yield (%) Tingkat kemurnian Enzim kasar 500 30.13 54.51 0.55 100.00 1.00 Pengendapan amonium sulfat 20 2.46 2.34 1.05 8.16 1.91 Dialisis 16 2.17 0.30 7.13 7.20 12.96 enzim kasarnya. Demikian pula aktivitas spesifiknya meningkat menjadi 1.05 U/mg. Penambahan amonium sulfat menyebabkan protein mengendap dan aktivitas enzim menjadi meningkat karena menurunnya jumlah kontaminan yang menghalangi sisi aktif enzim untuk berikatan dengan substrat. Menurut (Aulanni am, 2005), penambahan amonium sulfat berpengaruh terhadap protein yang terendapkan selama proses pemurnian. Ion-ion garam amonium sulfat akan berkompetisi dengan protein untuk menarik molekul air. Ion-ion garam memiliki kelarutan lebih besar dibandingkan dengan protein sehingga ion garam akan menarik molekul air dari protein enzim. Protein-protein enzim akan berinteraksi membentuk gumpalan dan mengendap. Proses ini dilakukan pada suhu rendah (4 C) sehingga protein akan mengendap tanpa terdenaturasi. Aktivitas enzim setelah proses dialisis menunjukkan peningkatan sampai 2.17 U, dengan aktivitas spesifik tertinggi yaitu 7.13 U/mg. Setelah protein diendapkan dengan amonium sulfat dialisis perlu dilakukan untuk menghilangkan residu garam amonium sulfat dan zat terlarut lainnya. Keberadaan garam amonium sulfat maupun molekul-molekul nonprotein lainnya akan mengganggu sisi aktif protease dalam mengikat substrat sehingga dapat mempengaruhi aktivitas protease. Menurut Sorensen et al. (1999), salah satu cara memisahkan kelebihan garam amonium sulfat adalah melalui dialisis protein. Molekul garam akan berdifusi keluar dari kantung dialisis, karena molekul kecil cenderung berdifusi ke larutan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Tabel 2 juga menunjukkan bahwa tingkat kemurnian enzim mengalami peningkatan setelah pengendapan dan dialisis secara berturut-turut yaitu 1.91 kali dan 12.96 kali dibandingkan nilai aktivitas spesifik enzim kasar. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi tingkat kemurnian enzim maka semakin tinggi pula aktivitas spesifik enzim protease. Penentuan ph Optimum Penentuan ph optimum enzim dari isolat LnA4 dilakukan pada kisaran ph 6, 6.5, 7, 7.5, 8, dan 8.5. Pengaruh ph terhadap aktivitas enzim protease dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1 menunjukkan bahwa aktivitas protease optimum pada ph 7.5. Saat ph optimum, enzim mempunyai konformasi sisi aktif yang sesuai dengan substrat kasein yang menyebabkan terbentuknya kompleks enzim substrat yang maksimal, karena gugus pemberi dan penerima proton yang penting pada sisi katalitik enzim berada pada tingkat ionisasi yang diinginkan, sehingga menghasilkan produk yang maksimal juga. Kisaran ph optimum protease bervariasi tergantung dari jenis proteasenya, ph optimum protease pada penelitian ini masih berada pada kisaran ph netral. 152

Gambar 1. Pengaruh ph terhadap aktivitas enzim protease yang dihasilkan isolat LnA4 ( ) dan Bacillus subtilis ( ) Sedangkan Bacillus subtilis menunjukkan aktivitas protease optimum pada ph 7. Menurut Suhartono (1989), Bacillus subtilis diketahui dapat memproduksi tiga macam enzim protease, yaitu protease asam, netral dan alkali. Enzim protease netral yang berasal dari Bacillus subtilis stabil pada ph 6.5-10 dan diinhibisi oleh etilen amin tetraasetat dan mempunyai ph optimum 7.2-7.6. Penelitian lain menunjukkan bahwa protease yang diisolasi dari Bacillus subtilis mempunyai kondisi optimum pada ph 10 (Boominadhan dan Rajakumar, 2009). Penentuan Suhu Optimum Aktivitas katalitik enzim juga dipengaruhi oleh suhu dimana pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat dan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Penentuan suhu optimum dilakukan pada variasi suhu 25, 30, 37, 40, 45, dan 50 C dengan waktu inkubasi 20 menit dan pada ph 7.5. Pengaruh variasi suhu terhadap aktivitas protease isolat LnA4 ditunjukkan oleh Gambar 2. Gambar 2 menunjukkan aktivitas protease meningkat dengan meningkatnya suhu. Peningkatan aktivitas protease dari isolat LnA4 ini mencapai nilai optimum pada suhu 37 o C. Pada suhu optimum, tumbukan antara enzim dan substrat sangat efektif, sehingga pembentukan kompleks enzimsubstrat semakin mudah dan produk yang terbentuk meningkat (Nelson dan Cox, 2000). Kenaikan suhu tidak lagi meningkatkan aktivitas protease, namun sebaliknya aktivitasnya mengalami penurunan. Pada suhu diatas suhu optimum, akan mempercepat kerusakan pada konformasi gugus aktif enzim sehingga enzim mengalami hambatan dalam berinteraksi dengan substrat dan aktivitas katalitk enzim akan menurun. Suhu optimum dari Bacillus subtilis juga mencapai suhu yang sama yaitu 37 C. Menurut Suhartono, 1989) protease dari Bacillus subtilis memiliki suhu optimum 30-37 C. Penelitian lain menunjukkan bahwa suhu optimum protease dari Bacillus subtilis adalah 35 C (El-safey dan Raouf, 2004). Penentuan K M Penentuan nilai K M enzim protease dari isolat LnA4 dihitung berdasarkan aktivitas enzim tersebut pada variasi konsentrasi substrat dengan ph optimum yaitu 7.5 dan suhu optimum 37 o C. Berdasarkan hubungan aktivitas enzim dengan konsentrasi substrat diperoleh grafik transformasi Linewaever-Burk (Gambar 3). Gambar 3 menunjukkan grafik transformasi Lineweaver-Burk dari isolat LnA4. Nilai K M dan V Maks ditentukan dengan persamaan y = ax + b dari hasil perhitungan diperoleh b = 1/ V Maks dan a = K M / V Maks sehingga nilai V Maks adalah 0.206 mg/ ml/menit dan nilai K M adalah 0.267 mg/ ml. Konstanta Michaelis-Menten (K M ) menunjukkan kon-sentrasi substrat tertentu pada saat enzim mencapai kecepatan maksimum. Menurut Suhartono (1989) harga K M yang tetap untuk keadaan reaksi yang tertentu (ph dan suhu tertentu) merupakan salah satu ukuran yang mencerminkan aktivitas enzim tersebut. Pada penelitian 153

Gambar 2. Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim protease yang dihasilkan isolat LnA4 ( ) dan Bacillus subtilis ( ) Gambar 3. Grafik Linewaever-Burk aktivitas protease dari isolat LnA4 (Harga 1/Vmaks = 4.854 dan -1/KM = 3.745) ini nilai K M menunjukkan bahwa pada konsentrasi substrat sebesar 0.267 mg/ ml reaksi berjalan dengan kecepatan setengah kecepatan maksimum. Nilai V maks menunjukkan kecepatan pembentukan kompleks enzim substrat ES sama dengan kecepatan penguraiannya yaitu sebesar 0.206 mg/ml/menit. Pada Bacillus subtilis nilai V Maks dan K M berturut-turut adalah 0.209 mg/ml/menit dan 0.264 mg/ml. Nilai K M isolat LnA4 0.267 mg/ml memiliki nilai K M yang hampir sama dengan nilai K M Bacillus subtilis yaitu 0.264 mg/ml, demikian juga nilai V maks dari isolat LnA4 0.206 mg/ml/menit memiliki nilai yang hampir sama dengan nilai V maks dari Bacillus subtilis yaitu 0.209 mg/ml/menit. Harga K M yang makin rendah menunjukkkan bahwa enzim tersebut makin reaktif (memiliki afinitas yang tinggi) sehingga juga mempunyai V maks yang lebih tinggi. Menurut Aulanni am (2005) bahwa suatu harga K M yang rendah menunjukkan aktivitas enzim yang tinggi terhadap substrat. Sebaliknya harga K M yang besar menunjukkan enzim mempunyai aktivitas rendah terhadap substrat. Penentuan Berat Molekul Penentuan berat molekul enzim protease dilakukan dengan menggunakan SDS-PAGE dan dikonfirmasi dengan zimogram. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh 4 pita protein dari isolat LnA4 154

Gambar 4. Hasil elektroforesis enzim protease isolat LnA4. (M) marker protein, (a) enzim protease hasil dialisis, (b) Zimogram enzim protease dengan BM = 29.71 kda yang memiliki berat molekul sebesar 73.96, 53.70, 36.70, dan 29.71 kda (Gambar 4). Dari empat pita protein yang diperoleh belum diketahui apakah semuanya memiliki aktivitas protease. Oleh karena itu digunakan zimogram untuk mengkonfirmasi pita aktif yang memiliki aktivitas Berdasarkan hasil zimogram (Gambar 4a dan 4b) dapat diketahui bahwa hanya ada satu pita protein yang menunjukkan aktivitas protease yaitu pada berat molekul 29.71 kda. Adanya aktivitas protease pada zimogram ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening. Daerah yang membentuk zona bening merupakan daerah substrat kasein yang telah didegradasi oleh enzim protease. Menurut Mehzard et al. (2005), zat warna Coomassie Brilliant Blue G250 (CBBG) akan berikatan dengan protein yang mengandung residu asam amino dengan rantai samping aromatik (Tirosin) membentuk komplek warna biru. Gel SDS-poliakrilamid berkopolimerisasi dengan kasein membentuk zona bening akibat didegradasi oleh enzim protease. SIMPULAN Hasil isolasi bakteri penghasil protease dari limbah cair tahu tertinggi yaitu isolat LnA4 yang merupakan bakteri Gram positif, katalase positif dan mempunyai sel yang berbentuk batang. Hasil purifikasi parsial enzim yang diendapkan dengan ammonium sulfat mempunyai nilai aktivitas spesifik enzim 7.13 U/mg dengan tingkat kemurnian 12.96 kali dibandingkan enzim kasar. Enzim protease memiliki aktivitas optimum pada ph 7.5 dan suhu 37 C. Nilai K M adalah 0.269 mg/ ml dan nilai V maks adalah 0.207 mg/ml/ menit. Hasil elektroforesis SDS-PAGE dan zimogram menunjukkan bahwa protein dengan aktivitas protease mempunyai berat molekul 29.71 kda. DAFTAR PUSTAKA Aulanni am. 2005. Protein dan Analisisnya. Citra Mentari Group. Malang Bains W. 1998. Biotechnology From A to Z. Second Edition. Oxford University Press. New York Basrah, Enie dan Supriatna. 1993. Pembuatan Nata de Soya. BPPIHP. Bogor Bradford MM. 1976. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye-binding. Anal Biochem. 72: 234-254 El-safey EM and Abdul Raouf UM. 2004. Production, Purification and Characterization of protease enzyme from Bacillus subtilis. Proceeding 155

International Conference for Development and the Environment in the Arab world, Assiut University, Assiut, Egypt. 23-24 March. p. 14 Gupta R, Beg QK, and Lorenz P. 2002. Bacterial alkaline proteases: molecular approaches and industrial applications. Appl. Microbiol. and Biotechnol. 59(1):15-32 Gupta A, Roy I, Patel RK, Singh SP, Khare SK and Gupta MN. 2005. One step purification and characterization of an alkaline protease from haloalkaliphilic Bacillus sp. J. Chromatogr. 1075:103-108 Laemmli UK. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T 4. Nature. 227(5259): 680-685 Mehzard J, Desrosier C, Lauzon, Robitaille G, Zhao X, and Lacasse P. 2005. Zymogram Technique for Proteolitic Assay. J Dairy Sci. 88:211-222 Nelson DL, and Cox MM. 2000. Lehninger Principles of Biochemistry. Third Edition. Worth Publishers. New York Nunes AS and Martins MLL. 2001. Isolation, Properties and Kinetics of Growth of a Thermophilic Bacillus. Braz. J. Microbiol 32:271-275 Rahayu K. 1991. Isolasi dan Pengujian Aktivitas Enzim. PAU Pangan dan Gizi. Penerbit UGM Press. Yogyakarta Rao MB, Tanksale AM, Mohini SG, and Deshpande VV. 1998. Molecular and Biotechnological Aspect of Microbial Proteases. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62(597) Schomburg DS and Salzmann M. 1991. Enzyme Handbook 4 Class 3: Hydrolases. Springer. Berlin Sigma, 1999. Enzymatic Assay of Proteases. Dilihat 26 Juni 2009. <http://www. sigmaaldrich.com/etc/medialib/ docs/sigma/enzyme_assay/ proteasecaseinsub.par.000/file.tmp/ prot> Singh J, Batra N, and Sobti CR. 2001. Serine Alkaline Protease from a Newly Isolated Bacillus sp. SSR1. Proc. Biochem. 36:781-785 Sorensen H, Sorensen S, Bjergegaard C, and Michelson S. 1999. Chromatography and Capillary Electrophoresis in Food Analysis. The Royal Society of Chemistry. Cambridge Suhartono, 1989. Enzim dan Bioteknologi. Departemen Pendidikan dan kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor. Bogor Udandi B and Rajendran R. 2009. Optimization of Protease Enzyme Production Using Bacillus sp. Isolated from Different Wastes. Botany Research International 2(2):83-87 156