1.1 Latar Belakang
Bakteri merupakan makhluk hidup, hal tersebut dapat dibuktikan dengan adanya kenyataan bahwa bakteri dapat bermetabolisme. Metabolisme yang dilakukan oleh bakteri dimaksudkan untuk menunjang kebutuhan hidup bakteri dalam pertumbuhan dan perkembangannya. Metabolisme pada bakteri sama dengan metabolisme pada makhluk hidup tingkat tinggi yang terdiri dari proses anabolisme dan katabolisme (Campbell dkk., 2002).
Metabolisme pada bakteri dapat dilakukan dengan bantuan enzim – enzim tertentu yang diekskresikan oleh suatu jenis bakteri. Namun, tidak semua bakteri dapat melakukan produksi enzim yang jenisnya sama. Hal tersebut terjadi akibat perbedaan habitat beberapa jenis bakteri sehingga otomatis jenis enzim yang dibutuhkan untuk membantu proses metabolismenyapun berbeda bergantung habitat dan fungsinya (Campbell dkk., 2002).
Perbedaan jenis enzim yang diproduksi oleh bakteri merupakan salah satu hal yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu jenis bakteri berdasarkan jenis enzim yang dihasilkannya. Namun, untuk mengetahui jenis enzim yang diproduksi oleh suatu spesies bakteri hanya dapat dilakukan dengan menggunakan serangkaian uji reaksi yang melibatkan reaksi biokimia di dalamnya (Campbell dkk., 2002). Praktikum ini penting dilakukan untuk dapat mengidentifikasi spesies bakteri berdasarkan jenis enzim yang diproduksinya melalui uji reaksi biokimia.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada praktikum ini adalah:
1. Bagaimana proses metabolisme yang terjadi pada bakteri?
2. Bagaimana cara mengidentifikasi bakteri menggunakan uji biokimia?
3. Bagaimana reaksi yang terjadi antara enzim spesifik yang dihasilkan oleh bakteri dengan bahan kimia yang diujikan dalam metabolisme bakteri?
1.3 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah:
1. Mengetahui proses metabolisme yang terjadi pada bakteri.
2. Mengetahui cara mengidentifikasi bakteri menggunakan uji biokimia.
3. Mengetahui reaksi yang terjadi antara enzim spesifik yang dihasilkan oleh bakteri dengan bahan kimia yang diujikan dalam metabolisme bakteri.
1.4 Manfaat
Hasil dari praktikum ini dapat digunakan untuk mengklasifikasikan bakteri yang telah diidentifikasi berdasarkan proses metabolismenya, khususnya berdasarkan jenis enzim yang diproduksi oleh bakteri tersebut
2.1 Metabolisme Bakteri
Bakteri memiliki kemampuan untuk melakukan metabolisme sama halnya dengan makhluk hidup lainnya. Bakteri melakukan metabolisme dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Namun, bakteri memiliki keanekaragaman cara bermetabolisme yang berbeda dibandingkan dengan makhluk hidup tingkat tinggi, hal tersebut disebabkan karena metabolisme bakteri dilakukan secara adaptif dengan kondisi lingkungannya yang berubah-ubah (Campbell dkk., 2002).
Bakteri yang umumnya dijadikan contoh adalah E.coli dimana hidupnya di lingkungan yang tidak menentu nutrisinya yaitu usus manusia. Bakteri E.coli membutuhkan asam amino triptofan untuk tetap hidup, apabila tidak mendapatkannya, maka bakteri akan merespons hal tersebut dengan cara mengaktifkan jalur metabolisme untu membuat triptofannya sendiri dari bahan lain yang ada. Namun, bakteri E.coli tidak akan bermetabolisme menghasilkan triptofan apabila lingkungannya tersedia banyak triptofan, hal tersebut menunjukkan bahwa bakteri tidak selalu bermetabolisme karena metabolisme dapat mengurangi energy yang dimilikinya, metabolisme bakteri hanya terjadi pada saat yang tidak menguntungkan saja (Campbell dkk., 2002).
Pengaturan jalur metabolisme yang dilakukan oleh bakteri dapat terjadi melalui dua jalur. Jalur – jalur tersebut antara lain adalah laju jalur metabolisme spesifik dengan mengatur ekspresi gen (sintetsis molekul enzim baru) ataupun dengan mengatur aktivitas katalitik dari enzim yang sudah ada. Misalnya, jalur sintesis triptofan, jumlah triptofan yang melimpah dapat menekan ekspresi gen untuk semua enzim yang dibutuhkan pada jalur tersebut. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya inhibisi atau penghambatan aktivitas enzim pertama pada jalur tersebut (Gambar 1.) (Campbell dkk., 2002).
2.2 Reaksi Okisdasi dan Reduksi pada Bakteri
Bakteri memiliki beberapa jenis yang dapat hidup dengan cara menurunkan pH lingkungannya dengan cara memproduksi berbagai macam asam seperti asam laktat, asam asetat, dan sebagainya. Bakteri yang termasuk dalam jenis ini contohnya adalah bakteri aerob dan anaerob fakultatif yang dapat menggunakan O2 dan menghasilkan H2O2 yang bersifat racun. Namun, bakteri jenis tersebut dapat menghasilkan enzim katalase untuk menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2. Contoh lain adanya reaksi reduksi adalah reaksi reduksi deaminasi dimana asam amino akan direduksi menjadi asam karboksilat dan amoniak yang diikuti dengan pembebasan gugus amino sehingga disebut reduksi deaminasi pada bakteri yang hidup di usus besar manusia (Sumardjo, 2006).
2.3 Fermentasi Karbohidrat
Fermentasi karbohidrat dilakukan oleh bakteri anaerobik maupun bakteri anaerobic fakultatif. Karbohidrat merupakan senyawa kimia kompleks yang menyimpan banyak sumber energi ketika dihancurkan menjadi senyawa yang sederhana. Ketika karbohidrat difermentasikan oleh enzim bakteri maka akan terbentuk produk akhir berupa asam ataupun asam dengan kandungan gas. Uji fermentasi karbohidrat dilakukan dalam tabung Durham untuk mendeteksi produksi gas. Hasil dari uji fermentasi karbohidrat apabila karbohidrat telah difermentasikan oleh bakteri, maka hasil akhirnya akan menurunkan pH sehingga menyebabkan perubahan warna pada indikator pH misal menggunakan phenol red maka warna akan berubah menjadi kuning. Sementara apabila karbohidrat tidak difermentasikan, maka tidak akan terbentuk asam ataupun gas dan phenol red akan tetap berwarna merah (Bhowmik, 2011).
2.4 Reduksi Nitrat
Identifikasi bakteri dapat dilakukan dengan menguji bakteri tersebut termasuk bakteri yang mampu mereduksi nitrat (NO3) menjadi nitrit (NO2) atau senyawa N yang lain seperti ammoniak (NH3) atau gas nitrogen (N2). Bakteri yang hasilnya positif dalam uji reduksi nitrat adalah Enterobacteriaceae dengan rumus reaksi sebagai berikut (Garg dkk., 2010):
NO3 è NO2 è NH3 atau N2
2.5 Uji Katalase
Adanya air dan oksigen memicu terjadinya proses metabolisme yang menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) yang bersifat racun bagi sel. Hidrogen peroksida tersebut harus direduksi sehingga tidak menjadi racun bagi sel, proses tersebut membutuhkan bantuan dari adanya enzim katalase. Enzim katalase dapat dihasilkan oleh bakteri jenis aerobik dan anaerobic fakultatif sehingga ketika diuji menghasilkan gas karena rumus reaksi berikut (Garg dkk., 2010):
2H2O2 + Catalase è 2H2O + O2
2.6 Uji Urease
Bakteri memiliki enzim yang disebut urease, namun tidak semua jenis bakteri yang dapat memproduksinya. Enzim tersebut berfungsi untuk hidrolisis urea yang merupakan sisa pembuangan hasil metabolisme vertebrata yang mengandung nitrogen dan dikeluarkan bersama urin. Enzim urease merombak urea menjadi ammonia dan karbon dioksida yang selanjutnya dapat digunakan oleh bacteria untuk bermetabolisme. Hasil tes adanya enzim urease ditandai dengan adanya ammonia menyebabkan hasil menjadi alkalis (Garg dkk., 2010).
DAFTAR PUSTAKA
ABIS. 2015. Bacteria Identification Software.
April 2015.
Bhowmik, Goutam. 2011. Analytical Techniques in Biotechnology. Tata
McGraw-Hill Education: New Delhi.
Campbell, Neil A., Jane B. Reece., dan Lawrence G. Mitchell. 2002.
Biologi. Penerjemah, Lestari. Erlangga: Jakarta.
Cheesbrough, Monica. 2006. District Laboratory Practice in Tropical
Countries. Cambridge University Press: Melbourne.
Garg, Neelima, K. L. Garg, K. G. Mukerji. 2010. Laboratory Manual of
Food Microbiology. I. K. International Pvt Ltd: New Delhi.
Garrity, G. M., Don J. Brenner, N. R. Krieg, dan J. T. Staley. 2005.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Edisi kedua. Springer:
USA.
Leboffe, Michael J., dan Burton E. Pierce. 2011. A Photographic Atlas
for the Microbiology Laboratory. Edisi keempat. Morton publishing:
Englewood, Colorado, USA.
Sumardjo, Damin. 2006. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah
Mahasiswa Kedokteran. EGC: Jakarta.
Vasanthakumari, R. 2009. Practical Microbiology. BI Publications Pvt
Ltd: New Delhi
Komentar