Bakteri Selulolitik dan Enzim Selulase

Isolasi Bakteri Selulolitik dan Produksi Enzim Selulase

Gambar: Cellulase enzyme attacks cellulose in model.

Sumber: ornl.gov

Selulosa merupakan senyawa paling melimpah di dunia dan merupakan sumber daya alam terbarukan sehingga menjadikannya sebagai bahan mentah potensial sebagai makanan, bahan bakar, dan senyawa kimia (Coughlan, 1985). Beragam bakteri, actinomycetes dan fungi filamentous dapat memproduksi selulase ekstraselular ketika ditumbuhkan pada substrat mengandung selulosa (Kluepfel et al., 1986) Selolosa merupakan kompenen paling banyak penyusun biomassa tumbuhan, terutama pada dinding sel tumbuhan. Selulosa juga dapat dihasilkan oleh hewan (misalnya, kelompok tunicates) dan beberapa bakteri. Dismping itu, terdapat perbedaan besar dalam komposisi dan struktur anatomi dinding sel pada seluruh taksa tumbuhan. Kandungan selulosa pada tumbuhan diperkirakan dalam jangka 35-50 % dari berat kering tumbuhan ( Lynd et al., 2002). Selulosa dari biomassa tumbuhan merupakan sumber berkelanjutan yang layak sebagai penyedia materi bahan bakar bagi kehidupan manusia. Material selulosa merupakan objek yang menarik pada kontek tersebut dikarenakan membutuhkan biaya yang relatif murah dan suplai yang melimpah. Sebagai tambahan, selulosa memiliki peran utama pada siklus nutrisi pada tahapan yang pertama (Lynd et al., 1999).

Masalah utama saat ini diketahui bahwa selulosa merupakan material yang stabil di alam dan membutuhkan biodegradasi yang komplek sebelum dapat digunakan oleh mikroba, tumbuhan, atau manusia. Dekomposisi selulosa dapat dilakukan secara proses kimia atau menggunakan agen mikroba. Mikroba merupakan agen yang potensial untuk dekomposisi selulosa. Beberapa mikroba, misalnya fungi, yeast, bakteri, dan kelompok actinomycetes memiliki kemamapuan selulolitik dan mampu mengubahnya menjadi gula yang sama (glukosa). Proses dekomposisi selulosa memerlukan suatu enzim yang komplek disebut dengan selulase. Terdapat tiga tipe dari aktivitas enzim ini pada bakteri. Komponen dari sistem selulase pertama diklasifikasikan berdasarkan pada model aksi katalitiknya dan saat sekarang diklasifikasikan berdasarkan sifat strukturalnya. Tiga tipe utama dari aktivitas enzimatik yang ditemukan; (1) Endoglucanase atau 1,4-B-D-glucanase, termasuk 1,4-B-D-glucan-4-glucano-hydrolase (EC 3.2.1.4), (2) exoglucanase, termasuk 1,4-B-D-glucan glucanohydrolase (juga dikenal sebagai cellodextrinase) (EC 3.2.1.74) dan 1,4-B-D-glucan cellobiohydrolase) (cellobiohydrolase) (EC 3.2.1.91), dan (3) B-glucosidase atau B-glucosida glucohydrolase (EC. 3.2.1.21). Endoklukanse memotong secra acak pada tempat internal tidak beraturan dari rantai polisakarida selulosa sehingga menghasilkan oligosakarida dengan berbagai macam panjang dan selanjutnya ujung rantai baru. Exoglukanase bertindak untuk proses reduksi atau ujung reduksi dari rantai polisakarida selulosa sehingga membebaskan baik glukosa (glukanohydrolase) atau selebiosa (selebiohidrolase) sebagi produk utama. Exoglukanase dapat berperan pada mikrokristal selulosa dengan melepaskan rantai selulosa dari struktur mikro kristal B-Glukosidase menjadi cellodextrin dan selebiosa untuk dirubah menjadi glukosa (persson et al., 1991; Lynd et al., 2001).

Gambar: A scanning electron micrograph of rod-shaped cellulolytic symbiotic bacteria from pinfish intestines. (Photo by Tim Charles, ECU SEM laboratory)

Sumber: core.ecu.edu

Enzim hasil produksi mikrobia memiliki banyak keuntungan dengan produksi dalam kuantitas besar mengunakan teknik metode fermentasi yang telah ditetapkan. Produksi enzim erat kaitanya dengan cara pengontrolan mikroorganisme sehingga produktivitas dapat ditingkatkan dan dimodifikasi dengan kontrol ini. Hasil selulase yang diproduksi tergantung pada hubungan komplek yang melibatkan beragam faktor seperti pH, suhu, waktu inkubasi, kation, sumber karbon dan nitrogen (Immanuel et al., 2006).

Untuk menghasilkan proses fermentasi yang baik, maka diperlukan suatu mikroorganisme yang mampu mengahasilkan secara melimpah metabolit yang diinginkan. Diperlukan sebuah penyelidikan yang rumit guna membangun sebuah kondisi optimum untuk meningkatakan skala produksi enzim dalam proses fermentasi sendiri. Beberapa peneliti telah menunujukan bahwa biaya produksi selulase erat terkait dengan produktivitas strain mikroba pengahasil enzim (Omojasola dan Jilani, 2008). Proses seperti itu akan mengatasi kekuranagn akan bahan makanan dan pakan ternak, memecahkan permasalahan pembuanagan sampah modern, dan mengurangi ketergantungan manusia pada bahan bakar fosil dengan penyedian sumber energi ramah dan terbarukan dalam bentuk glukosa dimana dapat digunakan untuk produksi etanol, asam organik, dan senyawa kimia lainnya (Sherief, A. A., A. B. El-Tanash, dan N. Atia, 2010).

wahju hidayat/Departement of Biology-UNS

2 Comments to “Bakteri Selulolitik dan Enzim Selulase”

  1. aku anak biologi tapi ga begitu suka ma biologi…
    thx ni aku download artikelnya..

    • kalo gak suka kenapa jadi anak biologi……hidupku biologi tapi suka memepelajari sejarah & filsafat karena menurutku ilmu bisa diperoleh dimana saja dan kita tidak perlu terikat pada biologi….

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: