J. Sains Tek. Vol. 9 No. 3, Hal.: 49 - 54
ISSN: 0853-733X Desember 2003
Kandungan Protein dari Hasil Metabolisme Fermentasi Jamur Teh Edwin Azwar Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Lampung Jl. Prof.Dr. Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung Abstract To determine protein content in tea fermented syrup could be done by the method that is developed by Bradford. It is revealed that the protein content in tea fermented syrup as half as compared to the protein content in skim milk, the present of protein in tea fermented syrup as the metabolism process from extra-cellular enzyme which is produced by mould to the surrounding area to break down macromolecule of the nutrient in order to penetrate to phospholipids membrane in membrane cell. Keywords: Fermented syrup, metabolism, proteine Pendahuluan Jamur, seperti sel eukaryotik lainya adalah facultative anaerob yang dapat melangsungkan metabolisme.1 Jamur teh merupakan medium kultur yeast dan beberapa jenis bakteri berbeda yang tumbuh pada teh hijau. Berbentuk lapisan kue kenyal yang seperti karet, Jamur teh ini melakulan proses fermentasi metabolisma sel untuk membentuk sel dan energi yang diperlukan bagi keberlangsungan hidupnya. Proses fermentasi dilakukan sekitar 7-10 hari. Hasil proses fermentasi menghasilkan ethanol dan apabila proses ini terus menerus berlangsung akan terbentuk asam asetat yang rasanya asam seperti cuka. Sirup hasil fermentasi jamur teh ini dapat dikonsumsi sebagai minuman penyegar atau digunakan sebagai obat, kalau diminum 8-10 oz/hari dapat menghilangkan racun dalam tubuh. Hasil akhir dari proses fermentasi yang berupa sirup mengandung asam glucuronic, asam lactic, asam acetic, vitamin dan komponen lainnya. Jamur memerlukan nutrisi untuk menyusun dan mensintesa struktur sel-sel yang ada didalam tubuhnya, seperti : 2003 FMIPA Universitas Lampung
O- oksigen ........ 65% C - karbon .........18.5% H - hidrogen ..... 9.5% N - nitrogen ...... 3.5% Oksigen, karbon dan hidrogen ditemukan pada senyawa organik contoh, glukosa, yang biasanya terdapat polisakarida. Glukosa digunakan sebagai sumber energi bagi jamur teh dalam proses metabolismanya. Ada beberapa nutrisi lain yan diperlukan oleh mahluk hidup sebagai penunjang preses pembentukan jaringan sel, seperti :S (Sulfur), P (Phosphorus), K (Potassium), Mg (Magnesium), Ca (Kalsium ) dan Fe (Besi). Beberapa nutrisi penunjang diperlukan sebagai kofaktor dalam aktifitas enzim esensial, sementara nutrisi lainnya lainnya digunakan sebagai bahan sintesa pembentukan senyawa, contoh phosphor diperlukan bagi dinding sel, DNA dan membawa energi ATP.2 Selain nutrisi yang digunakan sebagai unsur pembangun struktur sel juga dibutuhkan faktor tumbuh untuk menunjang keberlangsungan partum-buhan. Beberapa faktor tumbuh diantaranya: Vitamin, Asam amino, Purin dan pyrimidine. 49
Kandungan Protein……..E. Azwar
Beberapa jenis bakteri dan yeast tidak dapat mensintesais nutrisi tersebut dari diri mereka dan harus tergantung pada yang sumber lainnya. Jamur teh hijau dan bakteri menggunakan gula atau turunannya (alkohol) untuk mendapatkan energi. Jamur teh yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai komponen penyusun struktur kulturnya yang terdiri dari: Gula (sucrose), air, oksigen, dan teh hijau. Gula digunakan didalam proses metabolisma digunakan sebagai sumber energi, untuk proses pernapasan atau respirasi. Air diperlukan bagi metabolisma makanan, untuk tumbuh dan berkembang. Dalam proses metabolisma jamur teh cairan gula yang terdiri dari molekul sukrosa, tidak dapat masuk kedalam dinding sel, karena rantai ikatannya terlalu besar, sehingga harus dipecah menjadi gula glukosa dan fruktosa. Keduanya monosakarida Jamur dalam teh hijau adalah facultative anaerob yang akan menghasilkan ethanol jika tidak ada okigen. Jika terdapat okigen akan mengoksidasi gula menjadi CO2 dan air. Bakteri asam asetik dalam jamur teh hijau, adalah strict aerob dan memerlukan oksigen. Mereka biasanya memakan ethanol yang dihasilkan oleh yeast. Namun mereka dapat memanfaatkan ethanol lain termasuk glukosa dan berkompetisi dengan yeast bagi gula. Zoogloea mengapung pada permukaan pada jamur teh, sehingga cukup oksigen bagi bakteri asam asetik dalam strukturnya. Yeast dalam cairanbawah tidak mendapatkan oksigen dari zoogloea dan menggunakan fermentasi anaerobik menghasilkan ethanol yang dapat menjadi makanan bagi bakteria. Pada suatu percobaan yang menggunakan chromatography ditemukan jumlah
50
protein yang signifikan dalam sirup hasil fermentasi jamur teh, karena adanya protein enzimatik ini, dimungkinkan untuk memutus bahan makanan menjadi molekul kecil sehingga dapat masuk kedalam sel mikroorganisma.2 Untuk mengoptimalkan deteksi digunakan chromatography columns dengan grup ikatan amine (NH3) dan grup ikatan octadecyl (C18), dengan variasi campuran aqueous buffers, modifiers, dan organic solvents acetonitrile dan methanol. Untuk informasi hasil kolum ikatan amine diseleksi, untuk memisahkan beragam asam dari komponen gula dan konstituen teh lainnya. Pada proses metabolisma jamur teh, medium teh dan gula digunakan sebagai larutan untuk proses fermentasi yang kemudian diolah oleh jamur untuk merubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Jika tersedia cukup oksigen, gula dikonversi menjadi energi dan CO2. Hasil metabolisma dari bakteri akan terbentuk alkohol yang selanjutnya .akan membentuk asam yang terakumulasi dalam medium cairan, yang terdiri asam asetik, keton dan asam glukonik. Produksi polisakarida ekstraselluler mempunyai fungsi bagi keberlangsungan hidup bagi jamur dan bakteri. Kemampuan untuk mengikat air pada beberapa polisakarida sangat tinggi, sehingga memungkinkan bagi jamur dan bakteri untuk menghasilan polisakarida untuk menjaga kelembaban dalam lingkungannya. Bradford telah mengembangkan suatu metoda untuk menentukan sejumlah kecil protein pada suatu cairan. Metoda ini berdasarkan absorbsi cahaya maksimum dari Coomassie Brilliant biru dari berbagai panjang gelombang 465 sampai 595 nm ketika dicelupkan dengan protein.
2003 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek. Vol. 9 No. 3, Hal.: 49 - 54 Peningkatan jumlah konsentrasi di dalam protein akibat dari meningkatnya densitas optik atau penyerapan cahaya. Menurut Bradford hubungan tersebut bersifar linear dengan hanya sebuah garis lurus. Metode Penelitian 1.
Bahan
Bradford reagent yang terdiri dari Coomassie Brilliant Blue G-250 dan asam phospat yang di larutkan dalam ethanol dan air murni sesuai dengan metoda Bradford (1976). Bahan dan contoh larutan: Bovine serum albumin, Syrup hasil fermentasi jamur teh Susu non-fat 2. Metode Prosedur dalam menyiapkan grapik standard: - Test tube diisi dengan 0.1 ml bovine serum albumin dengankonsentrasi: 0.2, 0.3, 0.5, 0.7 and 1.0 g/l dan satu dengan 0.1 ml air murni. 5 ml Bradford reagent ditambahkan pada masing-masing cairan yang dibiarkan untuk inkubasi selama 10 menit pada suhu kamar, untuk membiarkan proses penyerapan sehingga terikat dengan protein. Sejumlah cairan dipindahkan ke cuvet untuk membaca hasil. Spektrophotometer ditetapkan pada 595 nm dan densitas optik dibuat menjadi nol menggunakan sebuah cuvet dengan cairan yang berisi Bradford reagent dan air murni. Pembacaan dilakukan pada masingmasing cairan yang bersisa. Keseluruhan prosedur diulangi lebih dari satu kali dan rata-rata diantara kedua tes dicatat pada tabel 1 kemudian dibuat plot pada grafik. Grapik ini digunakan sebagai standard referensi untuk menentukan konsentrasi protein yang belum diketahui.
2003 FMIPA Universitas Lampung
ISSN: 0853-733X Desember 2003
Prosedur untuk menentukan konsentrasi protein pada larutan sampel Tes tube diisi dengan 0,1 dari masingmasing cairan; susu non-fat dan sirup hasil fermentasi dengan jamur teh, juga satu tes tube diisi dengan air murni sebagai persiapan awal. 5 ml Badford reagent ditambahkan pada masingmasing tube. Larutan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar, untuk proses penyerapan sehingga terikat dengan protein. Cuvet kembali diisi dengan larutan. Alat spektrophotometer ditetapkan pada 595 nm dan density optik indicator dihapus hingga nol menggunakan cairan dengan air murni. Setelah itu, densitas optik ditentukan pada masing-masing cairan yang konsentrasinya belum diketahui. Dengan menggunakan grapik standar diatas, maka konsentrasi protein dapat diketahui. Hasil dan Pembahasan Hasil Grapik Standard: Sesuai dengan laporan yang ditulis Bradford, grafik menunjukkan hubungan antara larutan protein standard (LPS) dan densitas optik (grafik) adalah linear. Kurva untuk konsentrasi LPS lebih besar dari 0,7g/l Konsentrasi Protein pada Ketiga Cairan: Pertama-tama, Densitas optik didapat untuk perbandingan larutan 1:1. Apabila hasil menunjukan diluar dari range grafik standard, maka dibuat tes baru dengan perbandingan larutan 1:50. Untuk mendapatkan larutan ini, satu bagian dari ketiga sampel dilarutkan dengan 50 bagian air murni. 0,1 ml dicampur dengan reagent Bradford dan membaca densitas optik dilakukan dengan spektofotometer dan hasilnya
51
Kandungan Protein……..E. Azwar
dimasukan dalam tabel. Konsentrasi protein didapat dari grafik standard dan
dikalikan dengan 50. Hasilnya sebagai berikut :
Tabel 1: Konsentrasi Protein dari sampel larutan Sampel Densitas optik Protein g/l
Syrup jamur teh 0,138 15,0
Susu non fat 0,483 37,5
Grafik 1: Hubungan antara larutan protein standard (LPS) dan densitas optik Pembahasan Yeast, seperti kebanyakan eukaryotik sel, adalah fakultative anaerob yang dapat memetabolisma glukosa dengan atau tanpa oksigen. Yeast mengeluarkan enzim ke dalam teh untuk memecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Jika oksigen tersedia, seluruh gula dikonversikan menjadi energi + CO2 + air dan tidak ada alkohol dihasilkan. Hal ini cara yang lebih effisien untuk memenuhi kebutuhan energi bagi pertumbuhan dan perawatan fungsi internal. Jika tidak ada oksigen, yeast melakukan fermentasi yang memanfaatkan 5% energi yang terkandung dalam glukosa. Terus berlangsung pada langkah selanjutnya dengan ethanol sebagai produk akhir yang masih mengandung sejumlah besar energi (686 kkal per 180g = 1 mol glukosa). Mesin internal dari sel yeast (glycolysis) harus bekerja lebih keras dan menghabiskan lebih banyak gula untuk
52
mendapatkan sejumlah energi yang sama jika tersedia oksigen. Jamur teh menghasikan protein. Terlihat pada gambar 1, adanya suatu senyawa menunjukkan adanya senyawa lain. Contoh adanya asam sakharida (asam glucaric) menunjukkan Sakharolakton (Glucaro-lactone); Glucurono-lactone dan asam UDP-Glucuronic. Beberapa langkah asam Glucuronic siklus metabolik reversibel pada kondisi tetentu. Asam UDP-Glucuronic dapat dilihat pada diagram dibawah, sebuah metabolisma intermediasi dan pada kondisi normal tidak ada diluar dinding sel. Biasanya produk akhir pada suatu oksidasi tidak sempurna ditemukan pada larutan, contoh alkohol, cuka, dan sejumlah asam asam organik. Transportasi dari metabolisma intermediasi seperti asam UDPGlucuronic melintasi dinding sel tidak berfungsi bagi sel dan memerlukan energi yang besar.
2003 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek. Vol. 9 No. 3, Hal.: 49 - 54 Selama tahap awal fermentasi, molekul gula sukrosa diputus menjadi fruktosa dan glukosa dalam proses pematangan jamur teh. Organisma yang memproduksi asam glukonik dari glukosa menyebabkan penurunan pH akibat konversi Fructose, yang dihasilkan pemutusan sucrose oleh jamur, muncul dalam bentuk aldosa bertolak belakang dengan bentuk furanosa dan menghasilkan respon pada 200 nanometers pada detektor UV. Adanya fruktosa terdata lebih jauh pada produksi extra cellular monosakharida oleh mikroorganisma pada cairan. Beberapa berhubungan langsung pada proses enzymatik dan produksi kolony polysaccharida, dan produksi asam gluconic,asam acetic, ethanol atau CO2. Koloni polysakharide beragam pada tahap ini digambarkan kurus, tipis, putih, agak oval. Test dimana menunjukkan campuran yang baik dari kemanisan dan
Kesimpulan Dapat disimpulkan bahwa protein yang terdapat pada teh terdiri dari berbagai jenis enzim yang dicerna oleh ragi dan 2003 FMIPA Universitas Lampung
ISSN: 0853-733X Desember 2003 kekenyalan ukuran, konsentrasi componen menunjukkan tingkat asam glukonik lebih tinggi dibandingkan asam acetik. Namun hal ini tidak menunjukkan pengaruh terhadap koloni polysakharida Grafik standard Dari hasil menunjukkan hubungan yang hampir linear antara densitas optik dengan konsentrasi protein dari LPS sampai dengan 0,7g/l. Konsentrasi Protein dari Ketiga Larutan: Sesuai dengan yang diharapakan, susu non-fat mempunyai kandungan protein yang signifikan (37,5g/l). Larutan sirup hasil fermentasi dengan jamur teh, mengandung setengah kandungan protein yang terdapat pada susu non fat (15,0 g/l). Hal ini menjadi luar biasa karena penyerapan tidak bereaksi dengan protein kedalam sel mikroorganisma.
bakteri untuk memutus rantai molekul yang besar pada nutrisi yang berbeda didalam teh yang biasanya tidak dapat masuk ke dalam sel secara langsung, sebagai contoh sukrosa (gula putih) dan 53
Kandungan Protein……..E. Azwar
kaffein. Menurut Frank3 teh hitam, gula, beberapa jenis bakteri, ragi jika difermentasikan akan berlangsung proses metabolik yang menghasilkan asam acetik, asam gulkoronik, vitamin dan alkohol. Sepanjang koloni baru terus membentuk selaput batu dari jaringan mikroba pada permukaan cairan, akan terdapat sejumlah selulosa didalam cairan tersebut. Menurut Boyd4 banyak mokroorganisma mengeluarkan enzym extrasellular kedalam cairan sekitarnya untuk memutus molekul yang lebih besar menjadi molekul yang lebih kecil yang kemudian dapat disilangkan ke batas membran phospholipid untuk proses kedalam sel. Larutan sirup hasil fermentasi dengan jamur teh, mengandung setengah kandungan protein yang terdapat pada susu non fat.
54
Daftar Pustaka 1. Brock, T. 1970.Biology of Microorganisms. Englewood-Cliffs: Prentice-Hall. USA 2. Gottschalk, G. 1979. Bacterial metabolism. Springer Verlag. New York 3. Frank, G. 1994. Kombucha, Healthy Beverage and Natural Remedy from the Far East. Pub. House Ennsthaler. Germany 4. Boyd. R. 1984. General microbiology. St. Lois: Times Mirror/Mosby College Publishing.
2003 FMIPA Universitas Lampung
