ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI AEROB PENDEGRADASI SELULOSA DARI SERASAH DAUN Avicennia Angga Premana 1505 100 041 Pembimbing: N.D. Kuswytasari, S.Si., M.Si Kristanti Indah Purwani, S.Si., M.Si
Latar Belakang Ekosistem mangrove
Bakteri selulotik
Degradasi selulosa
Unsur hara tinggi
Dekomposisi serasah
PERUMUSAN MASALAH bakteri aerob apa saja yang mampu mendegradasi selulosa pada serasah daun Avicennia di pertambakan Tanjungsari, Jabon, Sidoarjo BATASAN MASALAH mengisolasi bakteri aerob pendegradasi selulosa pada serasah daun Avicennia di pertambakan Tanjungsari, Jabon, Sidoarjo dan diidentifikasi sampai tingkat genus
TUJUAN TUGAS AKHIR mengisolasi dan mengkarakterisasi bakteri aerob pendegradasi selulosa pada serasah daun Avicennia di pertambakan Tanjungsari, Jabon, Sidoarjo MANFAAT TUGAS AKHIR memberikan informasi awal tentang bakteri aerob pendegradasi selulosa yang terdapat pada serasah daun Avicennia. Dan sebagai penunjang untuk penelitian selanjutnya tentang bakteri yang terdapat di serasah Avicennia serta berpotensi mendegradasi selulosa
sampling enrichment
Skema Kerja
isolasi bakteri
pembuatan medium
purifikasi pengamatan makroskopik pewarnaan uji biokimia
uji HC
uji kurva pertumbuhan
uji degradasi selulosa
Hasil dan Pembahasan Sampling dilakukan pada kilometer ke 10 menuju laut Jawa Data fisikokimia:
suhu 35° C salinitas 20‰ pH 7 substrat berlumpur
Didapatkan 12 buah isolat murni (P4A61, P5A61, P6A61, P5A82, P5A63, P5A64, P5A85, P5A66, P6A62, P6A63, P6A64, P6A65)
Morfologi Koloni Bakteri No
Kode Isolat
Bentuk
Permukaan
Pinggiran
Warna
1.
P4A61
rizoid
rata
rizoid
Oranye
2.
P5A61
rizoid
rata
rizoid
Merah
3.
P6A61
bulat
cembung
rata
Oranye
4.
P5A82
rizoid
rata
rizoid
Oranye
5.
P5A63
bulat
cembung
rata
Oranye
6.
P5A64
bulat
cembung
rata
Merah
7.
P5A85
bulat
cembung
rata
Merah
8.
P5A66
bulat
cembung
rata
Merah
9.
P6A62
bulat
cembung
rata
Oranye
10.
P6A63
bulat
cembung
bergelombang
Oranye
11.
P6A64
bulat
cembung
bergelombang
Hitam
12.
P6A65
bulat
cembung
rata
Merah
Kode Isolat
Bentuk
Gram
Endospora
Starch
Motilitas
Katalase
Indol
Glukosa
Laktosa
Sukrosa
Manitol
Thioglycollat
Nama Genus
Hasil Uji Biokimia
P5A63
bacil
+
-
+
+
+
-
-
-
+
+
A
Kurthia
P5A82
bacil
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
A
Bacillus
P4A61
bacil
+
+
+
+
+
-
+
-
+
+
AF
Bacillus
P5A64 coccus
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
AF
Planococcus
P6A61
bacil
-
-
+
-
+
-
-
+
+
+
AF
Moraxella
P5A66
bacil
+
+
+
-
+
-
-
+
+
-
A
Nocardia
P6A62
bacil
+
+
-
+
+
-
+
-
+
+
AF
Bacillus
P6A64
bacil
+
-
+
-
-
-
+
+
+
+
AF
Lactobacillus
P6A63
bacil
+
+
+
-
+
-
+
+
+
+
A
Streptomyces
P6A65
bacil
-
-
+
+
-
-
+
+
+
+
AF
Cytophaga
P5A85
bacil
-
-
-
-
+
-
+
-
+
+
AF
Halomonas
P5A61
bacil
-
-
-
-
+
-
+
-
+
-
AF
Halomonas
Genus Bacillus Mampu mendegradasi selulosa (Sudiana, 2002; Lynd et al., 2002) memiliki enzim selulolitik endo-1,4-ß-glucanase (Hidayat, 2005)
P5A82
P4A61
P6A62
Trend Analysis Plot for absorbansi P5 A8 2
a
Yt = -0,0192346 + 0,0266637*t - 0,00109375*t**2 0,18
Yt = -0,00822857 + 0,0197678*t - 0,000889328*t**2 0,12
0,16
Variable A ctual Fits
0,14
absorbansi
0,10
Variable A ctual Fits
0,10
A ccuracy Measures MA PE 14,9415 MA D 0,0115 MSD 0,0002
0,12
0,08 0,06
A ccuracy Measures MA PE 27,3123 MA D 0,0097 MSD 0,0002
0,08 0,06 0,04
0,04
0,02
0,02 0,00 2
4
6
8
10
12
14
16
18
0,00
20
2
waktu (jam ke- )
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurva sebesar 0,027 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-8
kemiringan kurvanya sebesar 0,020 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-8
Trend Analysis Plot for absorbansi P6 A6 2
c
Yt = -0,00740602 + 0,0187558*t - 0,000874380*t**2 0,12
Variable A ctual Fits
0,10 absorbansi
absorbansi
Trend Analysis Plot for absorbansi P4 A6 1
b
A ccuracy Measures MA PE 65,5313 MA D 0,0132 MSD 0,0002
0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurvanya sebesar 0,019 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-10
Genus Halomonas
mampu melakukan komposting (total alginat yang terdekomposisi) sebesar 36,08% (Pangastuti dkk., 2001)
P5A85
P5A61
a
b
Trend Analysis Plot for absorbansi P5 A8 5
Trend Analysis Plot for absorbansi P5A6 1
Yt = -0,0234647 + 0,0264707*t - 0,00102747*t**2
Yt = -0,00737444 + 0,0204076*t - 0,000871125*t**2
0,18
0,14
0,16
Variable A ctual Fits
0,12
A ccuracy Measures MA PE 16,2071 MA D 0,0110 MSD 0,0002
0,10 0,08 0,06
0,10 absorbansi
absorbansi
0,14
Variable A ctual Fits
0,12
A ccuracy Measures MA PE 13,8106 MA D 0,0105 MSD 0,0002
0,08 0,06 0,04
0,04 0,02
0,02
0,00 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurvanya sebesar 0,026 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-13
0,00 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurvanya sebesar 0,020 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-10
Genus Cytophaga (P6A65)
substrat yang mampu dimanfaatkan sebagai sumber karbon yaitu selobiosa dan glukosa memerlukan kontak dengan selulosa untuk mencerna secara efisien dan merubah sebagian besar enzim selulolitik untuk berasosiasi dengan sel mampu mereduksi selobiosa dan glukosa yang terakumulasi dalam medium ketika pendegradasian selulosa (McBride, 2007)
P6A65 Trend Analysis Plot for absorbansi P6 A6 5 Yt = -0,00992932 + 0,0207514*t - 0,00102418*t**2 0,125 Variable A ctual Fits
0,100
absorbansi
0,075
A ccuracy Measures MA PE 54,1274 MA D 0,0108 MSD 0,0003
0,050 0,025 0,000 -0,025 -0,050 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurva sebesar 0,021 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-8
Genus Planococcus (P5A64) Planococcus citri mampu menghasilkan zona bening pada medium CMC yang diberi congo red mampu meningkatkan aktifitas enzim selulase hingga 2,25% (Rehman et al., 2009)
P5A64 Trend Analysis Plot for absorbansi P5 A6 4 Yt = -0,0121203 + 0,0203640*t - 0,000824690*t**2 0,14
Variable A ctual Fits
0,12
A ccuracy Measures MA PE 16,4933 MA D 0,0102 MSD 0,0002
absorbansi
0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
waktu (jam ke- )
kemiringan kurva sebesar 0,020 dan mengalami puncak pertumbuhan pada jam ke-8
Genus Lactobacillus (P6A64)
menggunakan celobiose sebagai sumber karbonnya dan mampu memproduksi asam laktat dari selobiose mampu mendegradasi celobiose dan celotriose oleh pnitrophenyl- ß -D-glucopyranoside (pNPG), pnitrophenyl- ß -D-cellobioside (pNPC), dan pnitrophenyl- ß -D-galactopyranoside (pNPgal) (Adsul et al., 2007)
P6A64
Genus Streptomyces (P6A63) mampu mendegradasi selulosa khususnya α-cellulose tumbuh optimum pada pH 7,2 dan dapat hidup dengan kadar garam 10% banyak terdistribusi di tanah dan mendegradasi lignoselulosa pada dinding sel tanaman (Li, 1997)
P6A63
Genus Moraxella (P6A61) memiliki kemampuan dalam menghidrolisis selulosa dalam kondisi areobik menggunakan nitrat sebagai elektron aseptor (Gok, 2001)
P6A61
Genus Nocardia (P5A66)
terdapat melimpah di habitat tanah yang bersifat obligat aerob dan beberapa ada yang bersifat patogen pada manusia dan hewan aktif dalam mendegradasi selulosa dan melarutkan fosfat Sistem enzim selulitik yang terdapat pada mikroba ini terdiri dari tiga tipe aktivitas yaitu : selobiohidrolase, endo – β-glukonase dan β-glukosidase (Nurkanto, 2007)
P5A66
Genus Kurthia (P5A63)
mampu mendegradasi selulosa, menghidrolisis CMC, dan mendegradasi selobiose (Patel & Reese, 1971)
P5A63
Uji HC (Hidrolisis Cellulose) Kode Isolat
Besar Koloni (cm)
Zona Bening (cm)
Rasio
Nama Genus
P6A65 P6A61 P5A82 P4A61 P5A85 P5A66 P6A62 P5A64 P5A63 P6A64 P6A63 P5A61
0,1 0,3 0,4 0,4 0.9 0,7 0,3 0,7 0,6 0,3 0,8 2
0,7 0,2 3,2 3,9 1,7 2,9 6,2 3,3 0,9 0,7 2,2 5,9
1:7 1,5:1 1:8 1:9.75 1:1.9 1:4.1 1:20.7 1:4.7 1:1.5 1:2.3 1:2.75 1:2.95
Cytophaga Moraxella Bacillus Bacillus Halomonas Nocardia Bacillus Planococcus Kurthia Lactobacillus Streptomyces Halomonas
Kemampuan Mendegradasi CMC
Terendah
Tertinggi
Diagram Kemampuan Degradasi Selulosa
Kesimpulan
12 isolat murni: Kurthia, Bacillus, Planococcus, Moraxella, Nocardia, Lactobacillus, Streptomyces, Cytophaga, dan Halomonas Isolat P6A62 memiliki rasio HC terkecil (1:20,7) atau memiliki kemampuan menghidrolisis CMC terbesar dibanding dengan isolat lainnya Isolat yang memiliki rasio HC terbesar atau memiliki kemampuan menghidrolisis CMC terkecil ada pada isolat dengan kode P6A61 yaitu sebesar 1,5:1 Isolat yang memiliki kemampuan degradasi selulosa tertinggi adalah isolat P5A64 A sebesar 61,29% isolat dengan kemampuan degradasi terendah adalah isolat P4A61 B sebesar 34,48%
Saran Perlu adanya uji lanjutan tentang uji degradasi selulosa dan perlu adanya penelitian lanjutan mengenai kemampuan degradasi selulosa dari ke sembilan genus bakteri yang telah ditemukan
