PENDAHULUAN

STUDI AWAL PEMANFAATAN JAMUR TIRAM PUTIH
(Pfeurotus ostreatus) SEBAGAI BIOKATALIS
PEMBENTUKAN SENYAWA ANTIOKSIDAN
A. Herry Cahyana 1
ABSTRACT
Edible mushroom (Pleurotus ostreatus), is a common vegetables found in locai
area, and it contain valuable essential amino acids, minerals and vitamins. This mushroom
also is one of the most common wood-degrading basidiomycetes. It produces diverse
extracellular enzymes, among which laccase is the most important in the purpose for
biotransformation of phenolic compounds. Natural products consist of plant phenolic
compounds and have recently attracted special interest become they provide as source
of biological active compounds in acting antioxidant. In the cource of screening for the
new natural compounds having of antioxidant activity, we have modified a new type of
antioxidant starting from phenolic structure, guaiacol catalyzed by enzyme extracted
from edible mushroom Pleurotus ostreatus. The product reaction showed antioxidative
effect compared with synthetic antioxidant BHT and natural antioxidant a-tocopherol.
Keywords: Mushroom (Pleurotus ostreatus), Laccase enzyme, Antioxidant
Bleaching p-carotene method
PENDAHULUAN
Jamur tiram putih (Pleurotus ostreatus) (Gambar 1) adalah jenis jamur
yang umumnya tergolong dalam kelas basidiomycetes yang mudah dikenali
dengan mudah yaitu dapat tumbuh pada kayu yang telah mati dan lapuk.
(Suhardiman, 1983).
Fenomena ini menarik perhatian bahwa jamur tersebut dapat memanfaatkan
sumber energi dari suatu substrat lignin kayu menjadi media tumbuhnya yang
berarti jamur tersebut mempunyai sistem ensim tertentu yang dapat memecah
lignin. Dari beberapa penelitian diketahui bahwa sistem enzim yang dimilikinya
adalah golongan enzim oksidoredukatse dan pada jamur tiram putih diketahui
mengandung enzim lakase(Podzdnyakova, 2004). Enzim lakase adalah enzim
yang dapat mereduksi oksigen menjadi air melalui reaksi kopling oksidasi dan
reduksi sekaligus yang membutuhkan mediator untuk mengembalikan fungsi
enzim tersebut ke bentuk semula. yang dapat diilustrasikan seperti Gambar 2.
1 Dosen tidak tetap Jurusan Teknologi Pangan UPH dan Dosen FMIPA-Ul
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Qktober 2005
1
Gambar 1. Jamur tiram putih (Pleurotus ostreatus)
<>,
H,0
Enzim
Enzim(ox)
*" Substrat(ox)
Substrat
Gambar 2. Fungsi enzim lakase
Jamur ini mengandung asam-asam amino esensial yaitu lisin, metionin,
triptofan dan Iain-Iain dan mengandung sejumlah vitamin penting yaitu kelompok
vitamin B, vitamin C, dan provitamin D, Kalium (K), Fosfor (P), dan Kalsium (Ca)
(Henky, 2004). Tinjauan aktivitas sebagai zat antioksidan menarik perhatian
untuk diteliti mengingat reaksi oksidasi adalah reaksi yang menimbulkan efek
merugikan seperti dalam aspek makanan memungkinkan timbulnya bau tengik
dan sekaligus bersifat toksik (Belitzt, 1987, Hudson, 1990). sedangkan secara
luas dikenal sebagai stres oksidatif melalui tahapan pembentukan radikal
bebas yang dapat menimbulkan berbagai penyakit. Penelitian terhadap pemanfaatan enzim lakase dalam bidang pangan antara lain menaikkan nilai
fungsi tepung wheat, oat dari segi gelatinisasinya, serta fungsi serat makan
(Anonim, 2004, 2005) serta pemakaian enzim sebagai biokatalis mendorong
terciptanya proses kimiawi yang ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan
untuk mempelajari kemampuan jamurtiram putih (Pleurotus ostreatus), sebagai
sumber enzim lakase yang dapat difungsikan sebagai biokatalis pembentukan
senyawa antioksidan fenolik.
2
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
METODOLOGI
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah jamurtiram putih yang diperoleh dari pasar
lokal di Jakarta dan bahan kimia lainnya kualitas pro-analisis.
Metode Penelitian
a. Isolasi Enzim kasar lakase
Isolasi enzim kasar lakase dilakukan sesuai dengan prosedur (Hernandez
et al, 2001) dengan sedikit modifikasi. Sebanyak 500 gram jamur tiram putih
(Pleurotus ostreatus) ditambahkan sedikit air, dihancurkan dengan cara diblender.
Kemudian dicampurkan dengan buffer fosfat pH 6 dalam keadaan dingin,
dan homogenat disaring, filtrat yang diperoleh kemudian disentrifugasi.Filtrat
yang diperoleh ditambahkan dengan (NH4)2S04, endapan yang terjadi diambil
dan diencerkan kembali ke dalam bufernya. Aktivitas enzim dilakukan secara
spektrofotometri dengan menggunakan metode katekol dan kadar protein
enzim dilakukan dengan metode Lowry dan Folin Ciocalteau (l_owry,1951)
b. Mengukur aktivitas enzim kasar
Aktifitas lakase ditetapkan dengan mereaksikan enzim kasar dengan
katekol. Ke dalam tabung reaksi ditambahkan 2 mL larutan buffer fosfat 0,2
M pH 6; 2,5 mL larutan katekol 0,2 M; 0,5 mL aquademin, dan 0,5 mL enzim
kasar. Larutan diinkubasikan selama 30 menit pada suhu 30 °C. Reaksi dihentikan dengan merendam tabung dalam air mendidih selama 3 menit.
(Laela, 2005). Hasil reaksi diukur serapannya dengan spektrofotometer pada
panjang gelombang 470 nm. Aktivitas spesifik enzim dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan Worthington Manual Enzyme yang dimodifikasi:
Unit / mg =
A 470 nm / menit
6,85 x mg protein / mL larutan
Reaksi pembentukan senyawa antioksidan
Reaksi pembentukan senyawa antioksidan dilakukan dengan pencampuran
langsung antara enzim lakase dengan guaiakol, produk yang diperoleh diekstrak
dengan etil asetat dan dipekatkan kembali.
Uji aktivitas antioksidan
Uji aktivitas antioksidan metode bleaching ^-carotene dilakukan menurut
prosedur Kulisic (2004) dengan sedikit modifikasi. Metode ini didasarkan pada
Jumai llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
3
penurunan nilai absorbansi dari p-karoten yang dicampur dengan asam linoleat dan diinisiasi dengan pemanasan suhu 600 C. Ditimbang 25 mg p-karoten
dan dilarutkan dalam 5 ml_ kloroform. Ke dalam 100 mL campuran kloroform:
etanol (3:7) ditambahkan 3 mL larutan p-karoten dan 50 mg asam linoleat.
Campuran tersebut diambil sebanyak 5 mL dan dimasukkan kedalam botol
vial, ditambahkan senyawaan hasil reaksi sebanyak 2 mL dengan variasi
konsentrasi 0,05 mg/mL; 0,10 mg/mL; 0,15 mg/mL dan 0,20 mg/mL. Dilakukan
juga untuk kontrol dan guaiakol menggunakan botol wa/yang lainnya. Sebagai
standardigunakan BHTdantokoferol. Botol v/a/yang berisi campuran tersebut
diinkubasi di oven pada suhu 60 0 C selama 6 hari. Setiap hari sampel diukur
absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang
456 nm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivitas enzim lakase
Jamur tiram putih (Pleurotus ostreatus) diketahui mempunyai kandungan
enzim lakase dari hasil uji menunjukan nilai positif dengan metode Lowry dan
Folin Ciocalteau Kadar protein dari enzim kasarditentukan dengan menggunakan
metode Lowry. Pengukuran kadar protein ini berdasarkan pada campuran
pereaksi CuS04 dengan pereaksi Follin Ciocalteu yang bereaksi dengan
gugus aromatik dari residu asam amino enzim pada protein sepertitirosin,
triptofan, fenilalanin yang memberikan warna biru intensif pada larutanyang
diuji. Sebagai standar digunakan larutan BSA (Bovine Serum Albumin).
Tabel 1. Penguk uran kadar protein
dengan standar BSA Bovine Serum Albumin)
Absorban pada 745,9 nm
Kadar Protein BSA (Mg/mL)
0,00
0,00
0,339
62,5
125
0,515
250
0,638
1,122
500
1,726
1000
Selanjutnya aktif itas enzim lakase diukur dengan menggunakan katekol sebagai
substratnya. Reaksi yang terjadi ditunjukkan dengan adanya pembentukan
warna yang diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang
470 nm. Hasil pengukuran aktivitas enzim dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
4
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
Tabel 2. Aktivitas Enzim Kasar Lakase
V(mL)
A
"
300
A
"
74S.9nm
0,501
470 nm
0,156
Protein
(mg/mL)
Aktivitas spesifik
(Unit/mg)
0,0016
15,02
Total protein
(mg)
0,4737
Enzim yang diperoleh dalam tahapan pemurnian parsial menggunakan
(NH4)2S04 mempunyai aktivitas spesifik sebesar 15,02 unit/mg. Kriteria ini
dicoba untuk dimanfaatkan sebagai biokatalis dalam pembentukan senyawa
baru yang berawal dari model struktur fenolik.
Pembentukan senyawa antioksidan
Dari hasil pencampuran ekstrak kasar enzim lakase dengan substrat
guaiakol, dapat diperoleh massa yang berwarna kemerahan yang mempunyai
tingkat kelarutan yang rendah terhadap media akueus semula sehingga
campuran tersebut menjadi keruh. Kekeruhan tersebut terjadi karena enzim
dapat memanfaatkan guaiakol sebagai substrat untuk teroksidasi karena
memperoleh limpahan elektron dari kopling reaksi oksidasi yang berfungsi mengembalikan bentuk semula enzim lakase tersebut setelah mereduksi oksigen
menjadi air. Akibat dari limpahan elektron tersebut substrat yang mempunyai
struktur fenolik akan teroksidasi dan mengalami resonansi karena struktur
aromatik yang dimilikinya, yang selanjutnya akan saling menstabilkan diri yaitu
pembentukan ikatan karbon-karbon membentuk senyawa baru yang mempunyai
sifat fisik yang sangat berbeda dari substrat awalnya. Reaksi tersebut dapat
diilustrasikan seperti Gambar 3.
O.
Ukase
j.
v ^
• H.O
Lakasclokiidasii
Keterangan: A: guaiakol, B: guaiakol • enzim (merah)
Gambar 3. Prediksi reaksi pembentukan senyawa baru.
Dan Gambar diatas terlihat tabung reaksi A berisi guaiakol yang diencerkan
dengan air-etanol. sedangkan pada tabung reaksi yang berisi cairan guaiakol dan
enzim lakase (tabung B) dihasilkan larutan yang berwarna merah yang dengan
bertambahnya waktu semakin pekat wamanya. Perubahan warna larutan ini
Jumal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
5
menunjukkan bahwa telah terjadi reaksi dan guaiakol yang dikatahsis enzim
lakase. Dari uji diatas, selanjutnya dilakukan pengerjaan dalam skala besar.
Produk yang diperoleh dieksktrak dengan etil asetat dan didapatkan produk
hasil reaksi berupa larutan yang berwama merah dan dipekatkan menjadi masa
semi padat.
Aktivitas antioksidan
Asam linoleat akan mengalami oksidasi selama masa inkubasi pemanasan
600C. Proses otoksidasi ini dapat diamati dengan perubahan serapan (3-karoten.
Semakin lama pemanasan semakin menurunkan nilai serapannya yang dapat
dilihat sebagai larutan kontrolnya. Penambahan zat antioksidan diharapkan
dapat memperlambat proses oksidasi yang ditunjukkan relatif masih bertahannya
serapan (3-karoten terukur. Uji antioksidan dengan metode bleaching ^-carotene
terhadap senyawa hasil reaksi yang diproduksi dengan bantuan biokatalis
enzim lakase dari jamur tiram putih terlihat seperti Gambar 4.
Aktivitas antiofcaidsn aanyawa h**H
raakai barbagai komantraai
(A)
Aktivitas antioksidan
(B)
0
1
2
- Komrai
Hart
*
»
Tokaferol 0.20mg.'tnL
BHT0.20iTi(j/mt.
• — Guaiakol 0.20 m g ' m l
- Hasil reaksi 0.20 mumiL
Gambar 4. Aktivitas antioksidan senyawa baru
yang dikatalisis enzim lakase
Aktivitas antioksidan senyawa baru hasil reaksi pada pengujian awal menunjukkan bahwa dengan kenaikan konsentrasi yang ditambahkan dapat meningkatkan kemampuan menghambat proses oksidasi sistem asam linoleat
(Gambar 4.A).
6
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
Hasil uji aktivitas antioksidan dengan pembanding antioksidan alami
a-tokoferol dan antioksidan sintetik BHT dengan penambahan 0,20 mg/mL
menunjukkan produk hasil reaksi mempunyai kemampuan yang lebih baik
dibandingkan dengan substrat awalnya, guaiakol, serta mirip dengan BHT
tetapi kurang kuat dibandingkan dengan a-tokoferol (Gambar 4.B). Kenaikar
kemampuan ini memberikan informasi bahwa dengan terbentuknya komponen
kompone baru akan memberikan pengaruh terhadap aktivitas yang dihasilkan
Kemampuan aktivitas antioksidan secara kimiawi dapat dipenuhi oleh suatu
struktur kimiawi yang salah satunya adalah golongan fenolik. Substrat awai
guaiakol merupakan bentuk fenolik, dan hasil produk dengan kemampuan yang
lebih tinggi tersebut diharapkan mempunyai bentuk fenolik yang khas pula atau
bentuk lainnya. Penelitian untuk konfirmasi senyawa-senyawa tersebut masih
dalam penelitian lanjutan.
KESIMPULAN
Jamur tiram putih (Pleurotus ostreatus) yang mudah didapat dan dapat
dikonsumsi diketahui mengandung enzim lakase yang mampu menggunakan
senyawa fenolik guaiakol sebagai substratnya, dan dapat membentuk senyawa
baru dengan sifat fisik yang berbeda. Senyawa baru tersebut dengan metode
bleaching p-carotene menunjukkan kemampuan sebagai antioksidan yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2004. VTT Biotechnology Review
Anonim. 2005. Control and Exploitation of Enzyme for Added-Value Food
Products. COST.
Belitz, W., Grozch, H.D. Food Chemistry, 1997. Springer Verlag Heidelberg,
Germany.
Hanky, I., 2004. Teknologi Bioproses Pembibitan dan Produksi Jamur Tiram
Untuk Peningkatan Nilai Tambah, Jurnal Sains dan Teknologi, 30
Oktober.
Hernandez, M.R.T., Munguia, A.L., Ramirez, R.O. 2001 Residual Compost of
Agaricus bisporus a Source of Crude Laccase for Enzymatic Oxidation
of Phenolic compounds, Process Biochemistry, 36, 635-639.
Hudson, B.J.F., 1990, Food Antioxidant, Elseiver Applied Science.
Kulisic T., Radonic, R., Katalinic V., Milos M. 2004 Use of Different Methods
for Testing Antioxidative Acvtivity of Oregano Essential Oils. Food
Chem. 85.633-640.
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005
1
Laela N. 2005. Produksi Senyawa Bioaktif Fenolik Menggunakan Enzim
Lakase Hasil Isolasi Media Jamur Tiram Purih (Pleurotus ostreatus).
Karya Utama Sarjana Kimia FMIPA-UI
Lowry, O.H. et al. 1951. J. Biol. Chem. 193: 265-275
Podzdnyakova, N.N., Nowak, J. R., Turkovskaya, O.V. 2004. Catalytic
Properties of Yellow Laccase from Pleuratus ostreatus D1, Journal
Molecule Catalysis, 30,19-24.
Suhardiman P, 1983. Jamur kayu, Penerbit Swadaya, Jakarta.
Wang, H.X, Ng, T.B. 2004 . A Novel Laccase with Fair Thermostability from
The Edible Wild Mushroom (Albatrella dispansus), Biochem. Biophys
Res., 319, 381-385.
8
Jurnal llmu dan Teknologi Pangan, Vol. 3, No. 2, Oktober 2005