Opini Akademisi June 23 8 Min Read

Enzim dari Strain Mikroba: Produksi Enzim dan Peningkatan Kualitas Strain.




Enzim dari Strain Mikroba: Produksi Enzim dan Peningkatan Kualitas Strain.

Sejak masa lampau enzim sudah banyak dimanfaatkan dalam beberapa kegiatan misalnya dalam pembuatan mentega dan keju. Pembuatan kecap kedelai, proses fermentasi wine beras, pemanfaatan enzim protease dari papaya dan nenas dan lain sebagainya. Berbagai enzim banyak digunakan secara komersial yang bersumber dari hewan, jaringan tumbuhan, dan beberapa mikroorganisme yang memiliki potensi penghasil enzim. Proses fermentasi yang memanfaatkan enzim dapat dilakukan dengan du acara yaitu :

  1. Fermentasi dalam media cair (submerged fermentation)
  2. Fermentasi dalam media padat (solid-state fermentation).

Produksi Enzim Mikroba Menggunakan Media Cair (Submerged Fermentation)

Metode fermentasi menggunakan media cair sangat popular dalam menghasilkan produk enzim. dalam proses fermentasi menggunakan media cair memiliki keunggulan yaitu proses sterilisasi yang mudah, control proses fermentasi yang sederhana dan tidak memakan banyak tenaga, pertumbuhan mikroorganisme lebih cepat serta memudahkan proses panen produk enzim yang terbentuk.

Produksi Enzim Mikroba Menggunakan Media Padat (Solid-State Fermentation)

Dalam proses fermentasi menggunakan media padat sering kali digunakan untuk produksi enzim yang dihasilkan oleh kapang atau khamir. Proses sterilisasi dengan media padat dengan cara menyesuaikan pH menjadi asam dan dengan sterilisasi autoklaf (metode pengukusan). Setelah media dingin kemudian ditabur dengan spora atau mikroorganisme secara merata pada permukaan media. Kelemahan dari Teknik ini yaitu memerlukan ruang yang cukup besar, pengendalian selama fermentasi sedikit sulit, dan tingkat kontaminasi yang tinggi. Walaupun demikian metode media padat ini memiliki keuntungan berupa konsentrasi enzim yang didapatkan pada saat panen sangat tinggi. Desain Kultur Dalam memproduksi enzim dari mikroorganisme harus dilakukan desain kultur dengan memperhatikan beberapa sumber substrat yang mudah diperoleh. Sumber karbon dapat diperoleh dari karbohidrat Seperti glukosa, laktosa, sirup sukrosa, molase, pati jagung, pati kentang, pati ketela, dan hidrolisat pati. Sedangkan sumber nitrogen dapat diperoleh Seperti ammonia dan garam ammonium, tepung kedelai, ekstrak khamir, ekstrak daging, dan limbah cair tahu maupun tempe. Perlu juga dilakukan pengontrolan pH dengan penambahan asam atau basa. Mineral juga dapat ditambahan dalam proses fermentasi Seperti kalsium, magnesium, fosfor, potassium, tembaga, klorida, seng, dan besi. Penambahan surfaktan Seperti tween 80, triton X100, dan SDS terkadang perlu untuk meningkatkan proses produksi enzim.

Sumber Enzim Yang Dihasilkan Oleh Mikroorganisme

Enzim yang dapat dihasilkan oleh mikroorganisme dapat berasal dari dalam sel (intraseluler) maupun diluar sel (ekstraseluler). Enzim yang dihasilkan dapat berupa molekul kecil yang bekerja didalam sel namun dapat disekresikan keluar sel Ketika medium substrat berada diluar sel. Enzim ekstraseluler merupakan enzim yang secara normal dihasilkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan eksternal sel. Beberapa enzim intraseluler saat ini banyak diproduksi pada industry Seperti glukosa oksidase sebagai pengawet makanan, asparginase untuk terapi kanker, dan penisilin asilase untuk antibiotika. Keberadaan enzim baik diluar sel dan didalam sel akan mempengaruhi proses pemanenan enzim. Bila enzim berada didalam sel maka proses penghancuran sel perlu dilakukan untuk mendapatkan enzim yang hendak di panen. Bila enzim dihasilkan diluar sel, maka dapat dilakukan ekstraksi dan purifikasi secara langsung dari medium fermentasi yang digunakan.

Keuntung Enzim Yang Dihasilkan Oleh Mikroba

Mikroorganisme merupakan sumber enzim yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan enzim yang bersumber dari hewan maupun tumbuhan. Produk enzim dari mikroorganisme memiliki keunggulan yaitu ketersediaan berbagai jenis mikroorganisme di alam sehingga produsen enzim dapat memilik strain yang memiliki tingkat prodiksi enzim yang paling potensial sesuai dengan produk enzim yang diinginkan. Kultur mikroorganisme juga relative mudah dilakukan, memerlukan waktu yang singkat, dan dapat dilakukan control selama produksi. Semakin banyak jumlah sel mikroorganisme maka semakin banyak pula enzim yang diinginkan dapat diproduksi. Enzim yang dihasilkan dari mikroba lebih stabil dibandingkan enzim hasil produksi dari hewan maupun tumbuhan. Pemilihan strain yang tepat dalam produksi enzim cukup rumit. Beberapa strain tertentu hanya dapat menghasilkan enzim yang lebih banyak pada media padat, dan beberapa strain lainnya menghasilkan konsentrasi enzim pada medium cair.

Beberapa Contoh Enzim dan Sumbernya

Enzim Sumber
α-amilase Aspergillus oryzae, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis
Β-glukonase Aspergillus niger, Bacillus amyloliquefaciens
Glucoamylase Aspergillus niger, Rhizopus sp
Glukosa isomerase Arthobacter sp, Bacillus sp
Lactase Kluyveromyces sp
Lipase Candida lipolytica
Pectinase Aspergillus sp
Penicillin acylase Escherichia coli
Protease, asam Aspergillus sp
Protease, alkali Aspergillus oryzae, Bacillus sp
Protease, netral Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus thermoproteolyticus
Pullulanase Klebsiella aerogenes

Beberapa Contoh Mikroorganisme Penghasil Enzim dan Kondisi Lingkungannya

Mikoorganisme Suhu Pertumbuhan (oC) Suhu Optimum (oC) pH Optimum
Bakteri      
Acinetobacter sp 30 50-55 7.0
Bacillus cereus 30 55 6.0
Bacillus acidocaldarius A-2 50 70 3.5
Bacillus amyloliquefaciens 37 50-70 5.5
Bacillus coagulans 35 45-55 6.5-8.0
Bacteroides amylophillus 37 42 6.3
Streptococcus sp 40 48 5.5-6.5
Kapang      
Aspergillus niger 30 50 5.0
Aspergillus oryzae 30 50-55 4.5-5.0
Fusarium oxyporum 27 25 4.0
Mucor pusillus 45 50 6.0
Humicola insolens 45 50 6.0
Khamir      
Candida japonica 30 55 5.0-6.0
Endomycopsis fibuligera 21 30-40 5.0-6.0
Lipomyces starkeyi 28 50 3.0-4.0
Pichia polyymorpha 28 40 4.0

Sumber:

Susanti, R., & Fibriana, F. (2017). Teknologi enzim. Penerbit Andi.

Bairoch, A. (2000). The ENZYME database in 2000. Nucleic acids research28(1), 304-305.

Frost, G. M., & Moss, D. A. (1987). Production of enzymes by fermentation. Biotechnology.

Primrose, S. B. (1987). Modern biotechnology (No. 660.62 P75).

apt. Nasri, S.Farm., M.Farm.                 
159 0 0
Bagikan ini ke sosial media anda

(0) Komentar

Berikan Komentarmu

Tentang Generasi Peneliti

Generasipeneliti.id, merupakan perusahaan resmi dibawah PT Solusi Riset Indonesia yang berfokus untuk menyebarkan berita-berita baik terkait akademik di Indonesia


Our Social Media

Hubungi Kami


Customer Service

+62 8127-5915-940
generasipeneliti@gmail.com
Flag Counter

© Generasi Peneliti. All Rights Reserved.