KARAKTERISASI ZAT ANTIMIKROB PENGHAMBAT PERTUMBUHAN Vibrio harveyi DAN Escherichia coli DARI Bacillus sp. ASAL TAMBAK UDANG ISRAMILDA

Transkripsi

1 KARAKTERISASI ZAT ANTIMIKROB PENGHAMBAT PERTUMBUHAN Vibrio harveyi DAN Escherichia coli DARI Bacillus sp. ASAL TAMBAK UDANG ISRAMILDA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Karakterisasi Zat Antimikrob Penghambat Pertumbuhan Vibrio harveyi dan Escherichia coli dari Bacillus sp. Asal Tambak Udang adalah benar hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum pernah dipublikasikan kepada perguruan tinggi manapun. Sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, September 2007 Isramilda NRP

3 ABSTRAK ISRAMILDA. Karakterisasi Zat Antimikrob Penghambat Pertumbuhan Vibrio harveyi dan Escherichia coli dari Bacillus sp. Asal Tambak Udang. Dibimbing oleh IMAN RUSMANA dan NISA RACHMANIA MUBARIK. Penyakit udang merupakan masalah umum yang terjadi di tambak. Salah satu bakteri patogen penting ialah Vibrio harveyi. Aplikasi bakteri probiotik dapat dijadikan sebagai kontrol untuk menanggulangi pertumbuhan bakteri patogen ditambak. Bacillus sp. merupakan suatu kelompok bakteri yang secara luas digunakan sebagai probiotik di akuakultur. Bakteri ini dapat menghasilkan zat antimikrob polipeptida sebagai bakteriosin dalam menghambat pertumbuhan bakteri lain. Objek dari studi ini untuk menyeleksi isolat Bacillus sp. dari tambak udang dan mengkarakterisasi zat antimikrob polipeptida yang dihasilkan oleh Bacillus sp. Tiga isolat Bacillus sp. diuji aktivitas antimikrobnya terhadap V. harveyi dan E. coli. Dari hasil menunjukkan bahwa Bacillus sp. Lts 40 mempunyai aktivitas antimikrob paling besar. Uji kompetisi juga menunjukkan isolat Bacillus sp. Lts 40 dapat menghambat pertumbuhan V. harveyi 81,8% dan E. coli 85,5%. Zat antimikrob ini diproduksi selama fase pertumbuhan dan produksi optimum setelah 3 hari inkubasi. Zat antimikrob polipeptida yang dihasilkan Bacillus sp. Lts 40 stabil pada kisaran ph 3-11 dan zat antimikrob ini juga stabil setelah diperlakukan dengan panas sampai C selama 20 menit. Hasil purifikasi dengan kromatografi filtrasi gel bahwa fraksi no 21 efektif dalam menghambat pertumbuhan V. harveyi dengan berat molekul 47,3 kda dan fraksi no 29 efektif dalam menghambat pertumbuhan E. coli dengan berat molekul 34,83 kda. Kata kunci: zat antimikrob, V. harveyi, E. coli, Bacillus sp., bakteriosin

4 ABSTRACT ISRAMILDA. Characterization of Antimicrobial Substance Inhibiting Vibrio harveyi and Escherichia coli Growth Produced by Bacillus sp. Isolated from Shrimp Pond. Under the direction of IMAN RUSMANA and NISA RACHMANIA MUBARIK. Shrimp diseases are the mayor problem in shrimp culture. One of the important bacterial pathogen in shrimp culture is Vibrio harveyi. Application of bacterial probiotic is an alternative solution to control the growth of bacterial pathogen in shrimp culture. Bacillus sp. is one group of bacteria that has been used widely as a probiotic in aquaculture. This bacteria can produce antimicrobial polipeptides such as bacteriocins that can inhibit growth of other bacteria. The objectives of this study were to screen Bacillus sp. isolated from shrimp pond and to characterize their antimicrobial polipeptides produced by the isolates. Three isolates of Bacillus sp. were examined their antimicrobial activity againt V. harveyi and E. coli. The result showed that Bacillus sp Lts 40 had the biggest antimicrobial activity. Competition assay showed that Bacillus sp Lts 40 isolate could inhibit the growth of V. harveyi and E. coli up to 81,8% and 85,5% respectively. This substance was produced during the growth and optimum production was found after 3 days of incubation. Antimicrobial polipeptides produced by Bacillus sp. Lts 40 was stable in the range of ph 3 up to ph 11 and this antimicrobial substance was remain stable after heating at C for 20 minutes. Based on purification result using chromatografi filtration technique showed that fraction number 21 was effective to inhibit V. harveyi growth and its molecular weight was 47,3 kda and fraction number 29 was effective to inhibit E. coli growth and its molecular weight was 34,83 kda. Keywords: antimicrobial-substance, V. harveyi, E. coli, Bacillus sp., bacteriocin

5 RINGKASAN ISRAMILDA. Karakterisasi Zat Antimikrob Penghambat Pertumbuhan Vibrio harveyi dan Escherichia coli dari Bacillus sp. Asal Tambak Udang. Dibimbing oleh IMAN RUSMANA dan NISA RACHMANIA MUBARIK. Penyakit merupakan masalah yang umum terjadi di tambak udang, salah satunya disebabkan oleh bakteri. Bakteri yang menyebabkan penyakit pada udang ialah Vibrio harveyi. Bakteri ini dapat menyebabkan kematian massal pada udang sehingga akan menyebabkan produksi dari udang itu mengalami penurunan. Sedangkan tantangan yang harus dihadapi dalam pasar dunia bagi komoditas perikanan budidaya udang tidak hanya masalah kuantitas saja tetapi juga kualitas atau mutu udang. Mutu dan keamanan makanan seperti residu antibiotik, bakteri patogen juga harus mendapat perhatian yang serius, bakteri indikator uji mutu kualitas dan makanan salah satunya adalah Escherichia coli. Peraturan pemerintah juga melarang menggunakan antibiotik karena dapat menimbulkan masalah baru yaitu terakumulasinya antibiotik pada lingkungan dan timbulnya resistensi dari mikrob patogen. Maka dilakukan alternatif dalam pengendalian penyakit ini dengan memamfaatkan bakteri probiotik, salah satunya ialah Bacillus. Bacillus sp. memiliki kemampuan dalam menghasilkan zat antimikrob. Tujuan penelitian ini untuk menyeleksi dan mengkarakterisasi zat antimikrob isolat bakteri Bacillus sp. dari tambak udang yang potensial digunakan sebagai probiotik yang dapat menghambat pertumbuhan V. harveyi dan E. coli. Penelitian ini menggunakan tiga isolat bakteri Bacillus sp. dan bakteri indikator ialah V. harveyi dan E. coli. Tahap-tahap yang dilakukan: (1) seleksi isolat penghasil zat antimikrob dengan menggunakan double layer method dan cross streak method, (2) kompetisi dalam media cair, (3) penentuan waktu optimum produksi zat antimikrob, dan (4) karakterisasi zat antimikrob yang meliputi: pemurnian zat antimikrob, stabilitas terhadap ph dan suhu. Dari tiga isolat Bacillus sp. yang diseleksi, Bacillus sp. Lts 40 yang memiliki aktivitas penghambatan paling besar terhadap E. coli dan V. harveyi dengan indeks penghambatan masing-masing 3 dan 7. Berdasarkan zona hambat yang terbentuk bahwa V. harveyi memiliki sensitivitas lebih tinggi dari E. coli terhadap zat antimikrob yang dihasilakan Bacillus sp. Lts 40. Pada uji kompetisi, persentase penghambatan dengan rasio inokulum 1:1 sudah cukup bagi Bacillus sp. Lts 40 menghambat pertumbuhan V. harveyi (81,8%) dan terhadap E. coli (85,5%).

6 Bacillus sp. Lts 40 menghasilkan zat antimikrob selama fase pertumbuhan dan produksi optimum pada umur tiga hari dengan besar zona penghambatan pada E. coli 12 mm dan pada V. harveyi 11 mm. Tahap selanjutnya pemurnian zat antimikrob yang meliputi pengendapan dengan amonium sulfat, dialisis dan dilanjutkan dengan kromatografi filtrasi gel. Pada pengendapan dengan amonium sulfat, aktivitas penghambatan paling tinggi terdapat pada pengendapan 30-40% terhadap E. coli dan 60-70% terhadap V. harveyi. Setelah itu didialisis selama semalam dan kemudian dilanjutkan dengan kromatografi filtrasi gel. Hasil fraksinasi dengan menggunakan kromatografi filtrasi gel, zat antimikrob yang dihasilkan oleh Bacillus sp. Lts 40 merupakan polipeptida dengan berat molekul terhadap V. harveyi 47,38 kda dan pada E. coli 34,83 kda yang selanjutnya dinyatakan sebagai bakteriosin. Zat antimikrob Bacillus sp. Lts 40 juga bersifat stabil pada kisaran ph 3-11 dan juga tahan terhadap perlakuan panas sampai C selama 20 menit. Kata kunci: zat antimikrob, V. harveyi, E. coli, Bacillus sp., bakteriosin

7 Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

8 KARAKTERISASI ZAT ANTIMIKROB PENGHAMBAT PERTUMBUHAN Vibrio harveyi DAN Escherichia coli DARI Bacillus sp. ASAL TAMBAK UDANG ISRAMILDA Tesis Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Magister Sains pada Program studi Biologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

9 Judul Tesis Nama NIM : Karakterisasi Zat Antimikrob Penghambat Pertumbuhan Vibrio harveyi dan Escherichia coli dari Bacillus sp. Asal Tambak Udang : Isramilda : G Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Iman Rusmana, M.Si Ketua Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si Anggota Diketahui Ketua Program Studi Biologi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dedy duryadi DEA Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal Ujian: 3 September 2007 Tanggal Lulus:

10 Dosen penguji luar komisi: Dr. Munti Yuhana, SPi. M.Si