ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN SKRIPSI

Transkripsi

1 1 ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN SKRIPSI IRMA LISYAH WARI PANJAITAN DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 2 ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains IRMA LISYAH WARI PANJAITAN DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 3i PERSETUJUAN Judul Skripsi : ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN Kategori : SKRIPSI Nama : IRMA LISYAH WARI PANJAITAN Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen Fakultas Komisi Pembimbing : : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Maret 2010 Pembimbing II Pembimbing I Dra. Nunuk Priyani, M.Sc NIP Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc NIP Diketahui/Disetujui oleh Departemen BIOLOGI FMIPA USU Ketua Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc NIP

4 4ii PERNYATAAN ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Maret 2010 IRMA LISYAH WARI PANJAITAN

5 iii 5 PENGHARGAAN Alhamdulillahirabbil alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. Yang mana berkat rahmat, petunjuk dan hidayahnya akhirnya penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Isolasi dan Uji Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan Asal Laut Belawan Sumatera Utara dalam Mendegradasi Naftalen. Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah SAW. Ucapan terima kasih terbesar pertama kali penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis, ayahanda dan ibunda tercinta Aliamsyah Panjaitan dan Dra. Hawa Hasibuan, yang selalu memberikan do a, dukungan, semangat, perhatian, pengorbanan dan kasih sayangnya yang besar kepada penulis. Terima kasih atas segala kesabaran dan pengorbanan yang tak terkira. Kepada adik-adikku, Azanul Akbar Panjaitan, Ade Rizka Maulida Panjaitan, Fadhila Zahra Panjaitan, dan Ali Azmi Panjaitan, yang selalu dapat menghibur dan memompa semangat penulis. Kepada seluruh keluarga besarku atas segala bantuan yang diberikan kepada penulis baik moril maupun materil. Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih dan penghormatan kepada Bapak Prof. Dr. H. Erman Munir, M.Sc dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc., selaku dosen pembimbing I dan II yang telah memberikan bimbingan, arahan, waktu dan perhatiannya kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian ini dari awal hingga akhir serta bersedia membiayai seluruh dana penelitian ini. Kepada Bapak Prof. Dr. Ing. Ternala Barus, M.Sc dan Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc, selaku dosen penguji, terima kasih atas masukan dan sarannya demi kesempurnaan penulisan hasil penelitian ini. Tak lupa juga penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc, selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU dan seluruh Dosen serta Pegawai Departemen Biologi FMIPA USU. Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada sahabat-sahabat terbaik penulis DR.Budil Tapatiwi, Rani Irmaliani, Afnita Dahlia, Nana, Diana, Lala, kalian telah mengajarkan penulis tentang indahnya arti sebuah persahabatan. Kepada teman-teman kos Shirotol Mustaqim, Pitra, Siti, Kak Netty, Kak Maini, Kak Ansen, Pita, Sarah, Nikma, kak Susi beserta keluarga, terima kasih atas persaudaraan yang terjalin selama ini. Kakak dan abang senior di Departemen Biologi Kak Yuni, Kak Darwisah, Bang Yopie, terima kasih atas motivasi dan bimbingannya kepada penulis. Kepada teman-teman seperjuangan di Laboratorium Mikrobiologi, Kabul, Irina, Lidya Gustika, Maristella, Ummi, Utin, Mustika, Effendi, Irfan. Tak terlupakan teman-teman stambuk 2004 Roma, Runi, Desma, Zakia, Lidya, Tika, Icha, Andi, Daniel, Rio, dan kepada adik-adik di Departemen Biologi, Ami, Munah, Widya, Nana, Jane, Nikma semuanya yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu, terima kasih atas kerjasamanya selama di bangku perkuliahan. Ucapan terima kasih penulis kepada anak-anak UKMI AL-FALAK FMIPA USU. Kak Nilsya, Kak Yani, Kak Yossy, Kak Shinta, Mutiara, Sri, Lia, Aisyah, Lili, Henny, Ika silvia, Ika Ramayani, dan semuanya yang tidak dapat penulis tuliskan satu

6 6iv persatu agar tetap semangat dan terus berkreasi mencari dan memahami ciptaan Allah SWT. Terima kasih atas ukhuwah yang begitu indah. Tetaplah begitu, karena kalian selalu menjadi inspirasi bagiku. Semoga kita dimasukan ke dalam golongan orangorang yang bertakwa. Allahu Akbar. Kepada saudara-saudaraku Relawan Rumah Zakat Indonesia yang selalu siap membahagiakan ummat. Kak Mala, kak Maya, Eva, Kina, Eno, Sri, Faqi, Maya, Novi, Yuli, Sekar, Habib, Afri, pak Koto, pak Dika, pak Yusron, dan semua relawan di manapun berada. Terima kasih karena telah membuka mataku tuk melihat dunia dengan lebih indah. You Are The Best. Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan hasil penelitian ini. Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan kita dengan balasan yang setimpal. Amin Ya Rabbal Alamin. Medan, Maret 2010 Penulis

7 7v ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI NAFTALEN ABSTRAK Penelitian tentang bakteri penghasil biosurfaktan asal Laut Belawan, Sumatera Utara telah dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, dari bulan Januari sampai Agustus Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi isolat bakteri dalam mendegradasi naftalen. Parameter yang diamati adalah pertumbuhan isolat, kemampuan isolat dalam mendegradasi naftalen, aktivitas biosurfaktan dan konsentrasi biosurfaktan. Sebanyak 13 isolat bakteri penghasil biosurfaktan telah diisolasi dengan menggunakan media selektif Bushnell Hass Agar (BHA) yang mengandung 2% naftalen sebagai sumber karbon. Isolat Sp 4 dan Sp 7 memiliki kemampuan mendegradasi naftalen tertinggi sampai 99%. Hasil analisa konsentrasi biosurfaktan tertinggi ditunjukkan oleh Sp 4 dengan konsentrasi biosurfaktan sebesar 75,180 ppm. Sp 4 juga menunjukkan nilai aktivitas biosurfaktan tertinggi sebesar 2,89 ml. Kata Kunci : Naftalen, Biodegradasi Naftalen, Biosurfaktan.

8 8vi ISOLATION AND POTENTIAL OF BIOSURFACTANT PRODUCING BACTERIA ISOLATED FROM BELAWAN SEA NORTH SUMATERA IN DEGRADING NAPHTALENE ABSTRACT The research on biosurfactant producing bacteria isolated from Belawan North Sumatera has been done in Microbiology Laboratory, Faculty of Mathematics and Natural Sciences University of North Sumatera from January to Agustust The objective of research was to know the potency of bacteria in naphtalene degradation. The parameters observed were the growth of isolates on naphtalene containing medium, ability of isolates in degrading naphtalene, biosurfactant activity and concentration biosurfactant produced. Thirteen isolates were able to grow on Bushnell Hass Agar containing 2% naphtalene. Isolate Sp 4 and Sp 7 were the most potential in degrading naphtalene (99% degradation). Isolate Sp 4 also produced highest concentration of biosurfactant ( ppm) and has highest biosurfactant activity (2.89 ml). Keywords : Naphtalene, Naphtalene Biodegradation, Biosurfactant.

9 vii 9 DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii v vi vii ix x xi Bab 1. Pendahuluan Latar Belakang Permasalahan Tujuan Penelitian Hipotesa Manfaat Penelitian 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka Pencemaran Minyak di Laut dan Komponenkomponennya Dampak Tumpahan minyak di laut Senyawa Hidrokarbon Aromatik Biodegradasi Senyawa Hidrokarbon Aromatik Surfaktan dan Biosurfaktan Keuntungan Biosurfaktan Peranan Biosurfaktan Peranan Biosurfaktan dalam Biodegradasi Senyawa Hidrokarbon Aromatik 15 Bab 3. Bahan dan Metoda Waktu dan Tempat Lokasi Pengambilan Sampel Bahan dan Alat Prosedur Penelitian Isolasi Bakteri Penghasil Biosurfaktan Uji Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dalam Mendegradasi Naftalen Pembuatan Kurva Standar Naftalen untuk Kromatografi Gas Screening Aktivitas Biosurfaktan Uji Potensi Bakteri dalam Memproduksi Biosurfaktan Produksi Biosurfaktan dan Kuantifikasi 21

10 10 viii Penentuan Kurva Standar Rhamnosa 22 Bab 4. Hasil dan Pembahasan Isolasi dan Seleksi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan Pertumbuhan Sel Uji Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dalam Mendegradasi Naftalen Produksi Biosurfaktan dan Kuantifikasi Screening Aktivitas Biosurfaktan 34 Bab 5. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran 37 Daftar Pustaka 38

11 11 ix DAFTAR TABEL Halaman Tabel Jenis-Jenis Biosurfaktan dan Mikroorganisme Penghasilnya. 12 Tabel Karakter Morfologi dan Pewarnaan Gram Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan yang Diperoleh dari Laut Belawan, Sumatera Utara. 25 Tabel Hasil Uji Biokimia Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan yang diperoleh dari Laut Belawan, Sumatera Utara. 26 Tabel Tabel Tabel Tabel Pertumbuhan Sel Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada Media Bushnell Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen dari Populasi Awal Sebesar 6,7 x 10 6 CFU/ml. 28 Hasil Analisis Degradasi Naftalen oleh Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara dengan Menggunakan Kromatografi Gas. 30 Konsentrasi Biosurfaktan Isolat Bakteri dari Laut Belawan, Sumatera Utara yang Ditumbuhkan pada Media Bushnell Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen. 32 Nilai Aktivitas Emulsifikasi Supernatan Kultur Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara yang Ditumbuhkan pada Media Bushnell Hass Broth. 34

12 12x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar Jalur Perubahan Naftalen Menjadi Katekol oleh Bakteri. 9 Gambar Mekanisme Perubahan Katekol Menjadi Senyawa yang dapat Digunakan Oleh Mikroba 10 Gambar Pertumbuhan Koloni Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada Media Plate Count Agar. 27 Gambar Histogram Pertumbuhan Sel Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada Hari ke-15 di Media Bushnell-Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen. 28 Gambar Perubahan Warna Media Bushnell-Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen Setelah Diinkubasi selama 15 Hari. 29 Gambar Histogram Ketebalan Emulsi Screening Aktivitas Biosurfaktan Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara. 35

13 13xi DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Alur Kerja Isolasi Bakteri Penghasil Biosurfaktan. 43 Lampiran B. Pembuatan Suspensi Isolat Bakteri 10 8 sel/ml Untuk Pengujian. 44 Lampiran C. Alur Kerja Pengujian Kemampuan Bakteri dalam Mendegradasi Naftalen. 45 Lampiran D. Pembuatan Kurva Standar Naftalen untuk Kromatografi Gas. 46 Lampiran E. Alur Kerja Estimasi Kepadatan Sel Isolat Bakteri dengan Metode SPC. 47 Lampiran F. Screening Aktivitas Biosurfaktan. 48 Lampiran G. Alur Kerja Pembuatan Kurva Standar Rhamnosa. 49 Lampiran H. Alur Kerja Produksi Biosurfaktan dan Kuantifikasi dengan Metode Orsinol yang Dimodofikasi. 50 Lampiran I. Lampiran J. Komposisi Media Bushnell Hass, Larutan Standar Mac Farland, dan Larutan Orsinol. 51 Penentuan Kurva Standar Naftalen Dan Kurva Standar Rhamnosa. 52 Lampiran K. Data dan Analisis RAL Screening Aktivitas Biosurfaktan Isolat Bakteri Laut Belawan, Sumatera Utara. 60 Lampiran L. Dokumentasi Penelitian. 61