MAKALAH METABOLISME

METABOLISME BAKTERI ASAM LAKTAT

Oleh:

HERLINA

G2L1 14 006

PROGRAM STUDI KIMIA

PASCASARJANA UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Istilah Bakteri Asam Laktat (BAL) secara berangsur-angsur diterima pada permulaan abad 20 ( Nyanyian Et. Al., 2010). Terdapat 2 terminologi mengenai BAL yaitu sebagai “asam susu” dan “produsen asam laktat”  sehingga menimbulkan sedikit kebingungan. Dengan adanya penerbitan suatu monograf tentang Bakteri Asam Laktat yang ditulis oleh Orla-Jensen tahun 1919 mengakhiri hal tersebut, dimana penelitian tersebut mempunyai dampak yang besar dalam pengembangan BAL ( Axelsson, 1989).

Bakteri asam laktat (BAL) merupakan salah satu contoh mikroorganisme yang menguntungkan dan mempunyai peran penting dalam industri pangan, seperti dalam proses fermentasi makanan sehingga dapat memperpanjang umur simpan produk. BAL selain menguntungkan bagi industri pangan juga memiliki keuntungan bagi kesehatan, terutama bagi pencernaan manusia.

Penggolongan jenis BAL telah didasarkan pada morfologi , model fermentasi glukosa, pertumbuhan pada temperatur tertentu, dan cakupan pemanfaatan gula. Taksonomi BAL ditinjau kembali setelah penelitian tersebut, dimana karakter yang digunakan oleh Orla-Jensen dalam penggolongan BAL menjadi sangat penting. Bakteri Asam Laktat merupakan suatu kelompok bakteri yang memiliki morfologi, metabolisme, dan persamaan fisiologis dan mereka juga secara relatif berhubungan erat pilogenetik.

Secara umum BAL dikelompokan dalam kelompok gram-positive, dimana fermentasi dari karbohidrat merupakan hasil utama mereka. Berdasarkan hasil penelitian yang telah disetujui masuk dalam kelompok BAL terdiri dari empat jenis yaitu Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus dan Streptococcus.

Revisi taksonomi terbaru telah mengusulkan beberapa jenis bakteri baru sebagai berikut: Aerococcus, Alloiococcus, Carnobacterium, Dolosigranulum, Enterococcus, Globicatella, Lactococcus, Oenococcus, Tetragenococcus, Vagococcus, dan Weissella. Lactobacilli, Carnobacteria. Untuk mengidentifikasi BAL, metoda yang paling umum digunakan yaitu metode phenotypic. Hal baru dalam penentuan genetik BAL dengan menggunakan tehnik 16S rDNA merupakan pengembangan teknik sebelumnya dan teknik ini cukup akurat. Penentuan urutan 16S rDNA yang pendek digunakan sebagai suatu cara sederhana dalam penentuan jenis dari isolat Bakteri Asam Laktat. Taksonomi Bakteri Asam Laktat telah didasarkan pada reaksi gram dan produksi Asam Laktat dari berbagai fermentasi karbohidrat.

Terdapat 2 jalur fermentasi gula yang dapat dilakukan oleh BAL yaitu Glikolisis ( Jalur Embden-Meyerhof) menghasilkan asam laktat dan berada pada kondisi standar dan metabolisme ini dikenal sebagai fermentasi homolaktat. Jalur 6-Phosphogluconate/Phosphoketolase menghasilkan sejumlah hasil akhir yanag signifikan, seperti etanol, asam cuka, dan CO₂ dikenal sebagai fermentasi heterolaktat. Kondisi pertumbuhan yang bervariasi memungkinkan terjadinya perubahan pada formasi produk BAL. Perubahan ini dapat dihubungkan untuk  perubahan metabolisme piruvate atau menggunakan akseptor elektron terluar seperti oksigen atau senyawa organik.

Hasil proses fermentasi oleh bakteri asam laktat berupa asam laktat dan sebagian kecil asam-asam lain seperti asam asetat, etanol, dan CO2 yang berperan menghambat aktivitas bakteri pembusuk dan patogen. Contohnya pada penelitian aktivitas antimikroba bakteri asam laktat yang diisolasi dari daging sapi, susu fermentasi, dan minuman fermentasi tradisional Etiopia. Kegunaan BAL dalam industri pangan mendorong dilakukannya eksplorasi strain BAL dari berbagai sumber seperti pada produk fermentasi buah dan sayuran.

BAL digunakan sebagai probiotik karena sebagian strain BAL bukan merupakan bakteri patogen dan kemampuannya untuk hidup di saluran pencernaan serta dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen (sifat antimikrobial) sehingga dapat dimanfaatkan untuk kesehatan tubuh.  Berdasarkan uraian diatas maka penulis akan memaparkan peranan bakteri asam laktat dalam metabolisme.

B.     Rumusan Masalah

1.    Bagaimana peran bakteri asam laktat dalam metabolisme?

2.    Bagaimana alur metabolisme yang dilakukan oleh bakteri asam laktat?

3.    Bagaimana proses identifikasi senyawa produk metabolisme oleh bakteri asam laktat?

C.     Tujuan

1.    Mengetahui peran bakteri asam laktat dalam metabolisme?

2.    Mengetahui alur/pathway metabolisme yang dilakukan oleh bakteri asam laktat?

3.    Mengetahui proses identifikasi senyawa produk metabolisme oleh bakteri asam laktat?

BAB II

PEMBAHASAN

1.  Bakteri Asam Laktat    

Bakteri asam laktat merupakan kelompok bakteri yang termasuk dalam filum Firmicute. Bakteri yang termasuk dalam kelompok ini adalah Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Lactosphaera, Leuconostoc, Melissococcus, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus dan Weissella. Kelompok bakteri ini termasuk bakteri Gram positif, tidak berspora, tidak berpigmen mesofil, serta  berbentuk kokus dan batang. Bakteri ini dapat hidup pada temperatur antara 5 – 50 ºC dan bersifat katalase negatif.

Nama bakteri asam laktat diperoleh dari kemampuannya dalam memfermentasi gula menjadi asam laktat. Bakteri asam laktat juga terdapat dalam tubuh manusia sebagai flora normal tubuh. Selain pada manusia, bakteri ini juga dapat ditemukan pada produk sayuran dan susu. Habitat bakteri tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1  Habitat Bakteri Asam Laktat

Habitat	Kelompok Bakteri	Aktivitas atau produk
Produk sayuran	Streptococcus spp., Lactobacillus plantarum	Pikel, sauerkraut
Produk susu	Streptococcus lactis, Lactobacillus casei, L. acidophilus, L. delbrueckii, Leuconostoc mesentroides,	Keju, susu, yoghurt
Sistem pencernaan (oral dan usus)	Streptococcus salivarus, S. mutans, dan Lactobacillus salivarus Streptococcus faecalis	Flora normal, dental caries Patogen pada saluran urin

Bakteri asam laktat (BAL) merupakan salah satu contoh mikroorganisme yang menguntungkan dan mempunyai peran penting dalam industri pangan, seperti dalam proses fermentasi makanan sehingga dapat memperpanjang umur simpan produk. BAL selain menguntungkan bagi industri pangan juga memiliki keuntungan bagi kesehatan, terutama bagi pencernaan manusia.

2.   Metabolisme Bakteri Asam Laktat

Berdasarkan jalur metabolisme saccharolytic, bakteri asam laktat dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu (Prescott et al., 2002) :

1.      Homofermentatif : Bakteri dalam kelompok ini akan mengubah heksosa menjadi asam laktat dalam jalur Embden-Meyerhof (EM), dan tidak dapat memfermentasikan pentosa atau glukonat. Jalur metabolisme homofermentatif ini dapat dilihat pada Gambar 1.

2.      Heterofermentatif : Heksosa difermentasikan menjadi asam laktat, karbon dioksida, dan etanol (atau asam asetat sebagai akseptor elektron alternatif). Pentosa lalu diubah menjadi laktat dan asam asetat. Jalur metabolisme heterofermentatif ini dapat dilihat pada Gambar 2.

Bakteri homofermentatif memecah gula menjadi asam laktat, sedangkan bakteri heterofermentatif mengubah gula menjadi asam laktat, asam asetat, dan etanol (Battcock & Azam-Ali, 1998). Proses biokimia pembentukan asam laktat pada bakteri homofermentatif (Gambar 1) dan heterofermentatif (Gambar 2).

 

Gambar 1  Metabolisme Homofermentatif dari Bakteri Asam Laktat

Gambar 2  Metabolisme Heterofermentatif dari Bakteri Asam Laktat

3.  Identifikasi Produk Metabolisme Bakteri Asam Laktat

Dalam identifikasi produk metabolisme bakteri asam laktat (BAL), penulis akan mengambil salah satu jurnal penelitian berjudul “Fermentasi Hidrolisat Enzimatik Bagasse Tebu Menjadi Hidrogen”. Pada penelitian tersebut bertujuan mempelajari pengaruh konsentrasi NaOH pada pretreatment bagasse tebu dalam rangka fermentasi hidrogen dari hidrolisat enzimatik bagasse tebu. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah bagasse tebu. Bagasse tebu diolah terlebih dahulu melalui proses pretreatment secara kimiawi selama 16 jam pada suhu 80⁰C dengan variabel konsentrasi NaOH 4 % (w/v), 8 % (w/v) dan 12 % (w/v) sehingga diperoleh selulosa dan hemiselulosa.

Setelah itu, selulosa dan hemiselulosa pada bagasse tebu dihidrolisa secara enzimatik dengan enzim selulase murni dari A.niger selama 42 jam pada suhu 80⁰C, tekanan 1 atm dan pH=3. Dari hasil penelitian diperoleh yield gula reduksi pada masing-masing hidrolisat bagasse tebu, yaitu 0,11 gram gula reduksi/ gram bagasse tebu hasil pretreatment dengan NaOH 4%, 0,035 gram gula reduksi / gram bagasse tebu hasil pretreatment dengan NaOH 8%, 0,023 gram gula reduksi / gram hasil pretreatment dengan NaOH 12%.

Kemudian hidrolisat dari bagasse tebu hasil pretreatment dengan NaOH 4% difermentasi dengan menggunakan bakteri Enterobacter aerogenes selama 48 jam pada suhu 30⁰C, tekanan 1 atm, dan pH=7 sehingga diperoleh gas hidrogen. Yield gas hidrogen yang didapat sebesar 0,969 mmol hidrogen/mmol gula reduksi awal .

BAB III

KESIMPULAN

1.      Bakteri asam laktat (BAL) merupakan salah satu contoh mikroorganisme yang menguntungkan dan mempunyai peran penting dalam industri pangan, seperti dalam proses fermentasi makanan sehingga dapat memperpanjang umur simpan produk. BAL selain menguntungkan bagi industri pangan juga memiliki keuntungan bagi kesehatan, terutama bagi pencernaan manusia.

2.        Berdasarkan jalur metabolisme saccharolytic, bakteri asam laktat dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu bakteri homofermentatif memecah gula menjadi asam laktat dan bakteri heterofermentatif mengubah gula menjadi asam laktat, asam asetat, dan etanol

3.        Identifikasi produk metabolisme bakteri dapat menggunakan instrument kromatografi gas, sebagai salah satu contoh bakteri Enterobacter aerogenes yang merupakan golongan bakteri BAL mampu mendegradasi baggase tebu menjadi gas hidrogen dengan beberapa perlakuan dalam proses metabolismenya sehingga dapat dimanfaatkan oleh manusia.

DAFTAR PUSTAKA

Khalid, Khalisanni. 2011. An Overview of Lactic Acid Bacteria.  International Journal of Biosciences (IJB) ISSN: 2220-6655. Vol. 1, No. 3, p. 1-13.

Yuwono, et al., 2012. Fermentasi Hidrolisat Enzimatik Bagasse Tebu Menjadi Hidrogen. Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Jurnal Teknik Pomits Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5.