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

Beberapa Contoh Mikroorganisme Penghasil Enzim dan Kondisi Lingkungannya

Sumber:

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

Bairoch, A. (2000). The ENZYME database in 2000. Nucleic acids research, 28(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).