OPTIMASI WAKTU INKUBASI, SUHU DAN ph UNTUK PRODUKSI MANANASE OLEH BAKTERI DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Attacus atlas (L.) Skripsi

Transkripsi

1 OPTIMASI WAKTU INKUBASI, SUHU DAN ph UNTUK PRODUKSI MANANASE OLEH BAKTERI DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Attacus atlas (L.) Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan Guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh: Esti Handayani M JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

2 PENGESAHAN SKRIPSI OPTIMASI WAKTU INKUBASI, SUHU DAN ph UNTUK PRODUKSI MANANASE OLEH BAKTERI DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Attacus atlas (L.) Oleh: Esti Handayani M Telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal... dan dinyatakan telah memenuhi syarat Surakarta, 22 Oktober 2013 Penguji I Penguji II Tjahjadi Purwoko, M.Si NIP Penguji III Dr. Artini Pangastuti NIP Penguji IV Dr. Ratna Setyaningsih, M. Si NIP Dr. Ari Susilowati, M. Si NIP Dekan FMIPA Mengesahkan Ketua Jurusan Biologi Prof, Ir. Ari Handono Ramlan, M.Sc, (Hons),Ph.D NIP Dr. Agung Budiharjo, M.Si. NIP ii

3 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut. Surakarta, 20 Agustus 2013 Esti Handayani NIM. M iii

4 OPTIMASI WAKTU INKUBASI, SUHU DAN ph UNTUK PRODUKSI MANANASE OLEH BAKTERI DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Attacus atlas (L.) Esti Handayani M ABSTRAK Manan merupakan senyawa hemiselulosa yang terdapat di alam dan merupakan polisakarida kedua yang sangat melimpah setelah selulosa. Hidrolisis manan akan menghasilkan manosa dan manooligosakarida. Mananase adalah enzim penghidrolisis manan, galaktomanan, dan glukomanan menjadi manosa. Mananase banyak digunakan dalam industri pulp dan kertas untuk proses pemutihan dan pengganti bahan kimia yang memiliki efek samping negativ terhadap lingkungan. Produksi mananase oleh mikroorganisme lebih menguntungkan, karena lebih ekonomis, produktivitas lebih tinggi dan kondisi produksi lebih terkontrol. Penelitian ini bertujuan menentukan waktu inkubasi, suhu dan ph optimum untuk produksi mananase ekstraseluler oleh isolat bakteri um1-f/ yang diisolasi dari saluran pencernaan larva Attacus atlas L. dengan substrat locust bean gum dan menentukan aktivitas pada kondisi optimum. Produksi mananase dilakukan dengan menunmbuhkan bakteri pada media produksi dengan komposisi (g/l) KH 2 PO 4 7,54; K 2 HPO 4 2,32; MgSO 4.7H 2 O 0,2; (NH 4 ).2SO 4 0,3; CaCl 2.2H 2 O 0,05; FeSO 4.7H 2 O 0,01, locust bean gum 0,5% sebagai sumber karbon dan 1 g ekstrak khamir. Penentuan waktu inkubasi optimum dilakukan selama 48 jam dengan pengukuran aktivitas mananase setiap 4 jam sekali. Kadar gula reduksi diukur dengan metode DNS dan aktivitas mananase diukur dengan metode Bailey. Penentuan suhu optimum dilakukan pada variasi suhu 30, 40, 50, 60, dan 65 C, sedangkan optimasi ph dilakukan pada variasi ph 5, 6, 7, 8, dan 9. Data penelitian yaitu suhu dan ph dianalisis menggunakan Analysis of Variance (ANOVA). Produksi mananase dari isolat bakteri um1-f/ dangan substrat locust bean gum 0,5% optimum pada waktu inkubasi 44 jam, suhu 50 C, dan ph 7 dengan aktivitas enzim 0,1397 U/ml. Kata kunci: optimasi, produksi mananase, bakteri dari Attacus atlas L. iv

5 OPTIMIZATION OF INCUBATION TIME, TEMPERATURE AND ph FOR MANNANASE PRODUCTION FROM BACTERIA IN THE DIGESTIVE TRACT OF Attacus atlas (L.) LARVAE Esti Handayani M ABSTRACT Mannan is a hemicelluloses compounds that exist in nature and very abundant polysaccharide after cellulose. Mannan hydrolysis will produce mannose and manooligosaccharides. Mannanase is enzyme that hydrolyzed mannan, galactomannan and glucomannan into mannose. Mannanase enzyme widely used in the pulp and paper industry for the bleaching process and substitute chemicals that have negative adverse effects on the environment. Mannanase production is more advantageous by microorganisms, because it is more economic, higher productivity and production conditions more controlled. The research aimed to determine incubation time, temperature, and ph optimum to productions extracellular mannanase by um1-f/ bacterium isolates isolated from the digestive tract of Attacus atlas L. larvae with locust bean gum as a substrate and determine mannanase activity in the optimum condition. Mannanase production was done by growing bacterial in the production medium with composition (g/l) KH 2 PO 4 7,54; K 2 HPO 4 2,32; MgSO 4.7H 2 O 0,2, (NH 4 ). 2SO 4 0,3; CaCl 2.2H 2 O 0,05; FeSO 4.7 H 2 O 0,01, locust bean gum 0.5% as a carbon source and 1 g of yeast extract. Determination of the optimum incubation time in mannanase was done for 48 hours with mannanase activity measurement every 4 hours. The level of reducting sugars was analyzed using DNS method and then mannanase activity was calculated with Bailey method. Determination of optimum temperature was donewith various temperature 30, 40, 50, 60, and 65 o C, while determination of the optimum ph was done with various ph 5, 6, 7, 8, and 9. The research data include temperature and ph optimum were analyzed using Analysis of Variance (ANOVA). Mananase production of bacterial isolates um1-f/ with locust bean gum 0,5% as a substrate was optimum at the incubation time of 44 hours with, temperature of 50 C, and ph 7 with enzyme activity of U/ml. Keywords: optimation, production of mannanase, bacteria from Attacus atlas L. v

6 HALAMAN MOTTO Mengeluhlah, maka berbagai kesulitan bahkan yang tak terduga pun muncul Bersyukurlah, maka berbagai kemudahan yang tak terduga pun timbul. (Itelegency Brainstorming Empowermen) If you want something you ve never had, you must be willing to do something you ve never done. (Thomas Jefferson) Success is a journey, not a destination. (Ben Sweetland) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan untuk: Ibu dan Bapak tercinta yang selalu mencurahkan doa, dukungan dan kasih sayang Kakak-kakakku tersayang yang selalu mendampingiku dalam suka dan duka Sahabat-sahabat terkasihku Almamater vii

8 KATA PENGANTAR Alkhamdulillahirobbil alamin, segala puji bagi Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan hidayah-nya yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan yang berjudul "Optimasi Waktu Inkubasi, Suhu dan ph untuk Produksi Mananase oleh Bakteri dari Saluran Pencernaan Larva Attacus Atlas (L.)" sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph. D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 2. Dr. Agung Budihardjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 3. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, masukan serta motivasi selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 4. Dr. Ari Susilowati, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, masukan serta motivasi selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 5. Tjahjadi Purwoko, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis. 6. Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku dosen penelaah II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis. viii

9 7. Estu Retnaningtyas, N. S. PT., M. Si. selaku pembimbing akademik yang telah memberikan masukan, motivasi dan dukungan kepada penulis. 8. Kepala dan staf Laboratorium Biologi yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium. 9. Sahabat tercintaku (Majedha Hayun Faturahman, Annisa Inayati, Risa Umami, Athiyah, Thiara mardi, Asti Windarni, S.Si., Citra Arum Pawestri, S.Si., Sri Winarseh, S.Si., Tri Wulan Sukma, S.Si., dan Dini pamujiningatik) yang selalu memberikan dukungan, perhatian, kasih sayang yang begitu luar biasa, semoga tidak akan pernah terlupakan. 10. Tim Attacus terutama Alfin Titian Permata, S.Si., Nurana Fiatun, S.Si., dan Rianita, S.Si. terimakasih atas referensi skripsinya. 11. Keluarga Biologi 2008 untuk kebersamaan, semangat dan inspirasi semoga silaturahmi selalu terjaga dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya. Penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini dapat berguna dan memberikan kontribusi dalam perkembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang mikrobiologi. Surakarta, Agustus 2013 Penulis ix

10 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v HALAMAN MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 4 BAB II DASAR TEORI... 5 A. Tinjauan Pustaka Manan Enzim Mananase Mikroorganisme Penghasil Mananase Pertumbuhan Bakteri Bakteri Saluran Pencernaan Attacus atlas (L.) B. Kerangka Pemikiran BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat B. Alat dan Bahan Penelitian Alat Bahan C. Cara Kerja Peremajaan Isolat Pembuatan Inokulum x

11 3. Uji Produksi Mananase Pembuatan Kurva Standar Bakteri Pembuatan Kurva Pertumbuhan Bakteri Penentuan Optimasi Waktu Inkubasi, Suhu dan ph Pengukuran Aktivitas Mananase Pembuatan Kurva Standar Glukosa D. Analisis Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Waktu Inkubasi Optimum Penentuan Suhu Optimum Penentuan ph Optimum BAB V KESIMPULAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP PENULIS xi

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Aktivitas mananase isolat bakteri dari saluran pencernaan Attacus atlas L. pada waktu inkubasi 24 jam Tabel 2. Aktivitas mananase dengan variasi waktu inkubasi Tabel 3. Aktivitas mananase dengan variasi suhu Tabel 4. Aktivitas mananase dengan variasi Ph xii

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur Manan... 6 Gambar 2. Pemotongan heteromanan oleh komplek enzim mananase (Kurakake et al. 2001)... 7 Gambar 3. Fase pertumbuhan bakteri pada kultur curah Gambar 4. Kerangka pemikiran Gambar 5. Waktu inkubasi optimal bakteri isolat Um1-f/ dengan substrat locust bean gum 0,5% Gambar 6. Produksi mananase oleh isolate Um1-f/ dengan substrat locust bean gum 0,5% pada waktu inkubasi 44 jam dan suhu 30, 40, 50, 60, dan 65 C Gambar 7. Produksi mananase oleh isolate Um1-f/ pada substrat locust bean gum 0,5%, suhu 50 C, waktu inkubasi 44 jam dan ph 5,6,7,8 dan xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Kurva Standar Bakteri Lampiran 2. Hasil perhitungan aktivitas dan OD pada produksi mananase Lampiran 3. Analisis data variasi waktu inkubasi Lampiran 4. Analisis Data Variasi Suhu Lampiran 5. Analisis Data Variasi ph xiv