ISOLASI DAN OPTIMASI ENZIM AMILASE DARI ISOLAT BAKTERI AMILOLITIK TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH TERJUN MEDAN SKRIPSI FITRI YATUL MUTHOMAINNAH 120802044 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
ISOLASI DAN OPTIMASI ENZIM AMILASE DARI ISOLAT BAKTERI AMILOLITIK TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH TERJUN MEDAN SKRIPSI DiajukanuntukmelengkapitugasdanmemenuhisyaratmencapaigelarSarjanaSains FITRI YATUL MUTHOMAINNAH 120802044 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
PERSETUJUAN Judul : Isolasi dan Optimasi Enzim Amilase dari Isolat Bakteri Amilolitik Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Terjun, Medan Kategori : Skripsi Nama : Fitri Yatul Muthomainnah Nomor Induk Mahasiswa : 120802044 Program : Sarjana (S1)Kimia Departemen : Kimia Fakultas : MatematikaDan IlmuPengetahuanAlamUniversitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Februari 2017 Komisi Pembimbing : Pembimbing II Pembimbing I Drs. FirmanSebayang, MS Dr. RumondangBulanNst, MS NIP. 195607261985031001 NIP: 195408301985032001 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr.Rumondang Bulan Nst,MS
NIP: 195408301985032001 PERNYATAAN ISOLASI DAN OPTIMASI ENZIM AMILASE DARI ISOLAT BAKTERI AMILOLITIK TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH TERJUN MEDAN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Februari 2017 Fitri Yatul Muthomainnah 120802044
PENGHARGAAN Bismillahirrohmannirrohim. Alhamdulillahirabbil alamin, Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Berkah-Nya sertakemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Sains di Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. UcapanterimakasihsetulusnyaPenulisberikankepadakedua orang tuaayahanda Muchsin HarahapdanIbundaRemsina Nasutionyang senantiasamemberikandoasertadukunganbaikmorildanmaterilhinggaakhirnyapenul ismenyelesaikanstudisarjanaini. Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S sebagai Dosen Pembimbing I serta Ketua Departemen Kimia FMIPA USU dan Bapak Dr. Firman Sebayang M.S sebagai Dosen Pembimbing II dan sebagai Dosen Wali yang selalu menjadi tempat diskusi dan memberi masukan kepada Penulis dalam menyelesaikan Penelitian dan Skripsi ini. Terima kasih juga Penulis ucapkan kepada Ibu Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si dan Bapak M. Zulham Efendi Sinaga, S.Si, M.Si sebagai Dosen Biokimia, Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, serta seluruh staff Dosen dan pegawai Departemen Kimia FMIPA USU yang telah memberikan ilmu dan membantu segala keperluan Penulis. Terima kasih juga Penulis ucapkan kepada seluruh teman-teman seperjuangan Kimia 2012, keluarga besar Laboratorium Biokimia/KBM (kak Fika, kak Via, Puput, Henri, Nikmah, Dian, Nurul, Hamdan, Rifqi, Wike, Ika, Aini, Ain dan Erfi) yang telah menemani Penulis dalam proses perkuliahan hingga penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu segala saran yang bersifat membangun demi perbaikan skripsi ini sangat Penulis harapkan. Akhir kata Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca sekalian. Penulis
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman i ii iii iv v vi viii ix x BAB I Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 4 1.3 Pembatasan Masalah 4 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 5 1.6 Lokasi Penelitian 5 1.7 Metodologi Penelitian 5 BAB II Tinjauan Pustaka 6 2.1 Amilum 6 2.2 Enzim 9 2.2.1 Suhu 12 2.2.2 ph 12 2.2.3 Konsentrasi Enzim dan Substrat 13 2.2.4 Aktivator dan Inhibitor 13 2.3 Enzim Amilase 15 2.4 Amilase dari Mikroorganisme 17 2.5 Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Terjun Medan 18 BAB III Metodologi Penelitian 19 3.1 Alat dan Bahan 19 3.1.1 Alat 19 3.1.2 Bahan 20 3.2 Metodologi Penelitian 20 3.2.1 Pengambilan Sampel Tanah 20 3.2.2 Isolasi Bakteri dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA)21 3.2.3 Uji Diameter Zona Bening Hasil Hidrolisis Pati 21 3.2.4 Pembuatan Larutan Standar Maltosa 21 3.2.5 Optimasi Produksi Enzim Amilase 22 3.2.6 Produksi Enzim Amilase 22 3.2.7 Ekstraksi Enzim Amilase dari Kultur Cair Bakteri 22 3.2.8 Pengukuran Aktifitas Enzim Amilase Kasar 23 3.3 Bagan Penelitian 24
3.3.1 Isolasi Bakteri Amilolitik Tanah TPA Terjun 24 3.3.2 Uji Diameter Zona Bening Hasil Hidrolisis Pati 25 3.3.3 Pembuatan Larutan Standar Maltosa 26 3.3.4 Optimasi Produksi Enzim Amilase 27 3.3.5 Produksi dan Ekstraksi Enzim Amilase 28 BAB IV Hasil dan Pembahasan 29 4.1 Hasil Penelitian 29 4.1.1 Isolasi dan Bakteri Terseleksi 29 4.1.2 Hasil Pengamatan Morfologi 30 4.1.3 Kurva Standar Maltosa 31 4.1.4 Optimasi Produksi Enzim Amilase 32 4.1.4.1 Kondisi Optimum Isolat FM 133 32 4.1.4.2 Kondisi Optimum Isolat FM 134 33 4.1.4.3 Kondisi Optimum Isolat FM 3022 35 4.1.5 Produksi Enzim Amilase 36 4.2 Pembahasan 36 4.2.1 Isolasi dan Bakteri Terseleksi 36 4.2.2 Optimasi Produksi Enzim Amilase 37 BAB V Kesimpulan dan Saran 43 5.1 Kesimpulan 43 5.2 Saran 43 Daftar Pustaka 44 Lampiran 47
ISOLASI DAN OPTIMASI ENZIM AMILASE DARI ISOLAT BAKTERI AMILOLITIK TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH TERJUN MEDAN ABSTRAK Isolasi dan optimasi enzim amylase telah dilakukan dari isolate bakteri amilolitik yang berasal dari tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Terjun Medan. Isolasi bakteri dilakukan menggunakan sampel tanah yang diambil dari tiga titik pada kedalaman ± 15 cm. Isolat-isolat yang ditemukan lalu ditumbuhkan pada media selektif amylase dan dilakukan uji kualitatif dengan meneteskan larutan iodine kedalam media. Isolat positif amilolitik ditandai dengan terbentuknya zona bening disekitar koloni bakteri pada media seleksi. Zona bening yang terbentuk diukur dengan penggaris lalu dipilih tiga isolat untuk dilakukan optimasi produksi enzim amilase. Kondisi optimum yang ditentukan antara lain ph inkubasi, suhu inkubasi, dan waktu inkubasi. Variasi ph inkubasi yang digunakan adalah 6,0 ; 6,5 ; 7,0 ; 7,5 ; dan 8,0. Suhu inkubasi divariasikan dari 25, 30, 35, 40, dan 45. Inkubasi selama 60 jam dengan pengamatan dilakukan setiap 12 jam. Aktivitas amilase ditentukan dengan metode Bernfeld pada panjang gelombang 540 nm. Hasil isolasi diperoleh 12 isolat berpotensi menghasilkan amilase dan setelah uji kualitatif dipilih tiga isolate yaitu FM 133, FM 134, dan FM 3022. Hasil optimasi produksi enzim untuk isolate FM 133 adalah ph inkubasi 6 pada pada suhu 40 selama 12 jam. Isolat FM 134 memiliki nilai optimum pada suhu 40 dengan ph 8 selama 60 jam. Sedangkan untuk isolat 3022 memiliki kondisi optimum setelah inkubasi selama 36 jam pada ph 6 dan suhu 40. Kata kunci : amilase, amilase mikrobial, metode DNS, tanah TPA
AMYLASE ENZYME ISOLATION AND OPTIMIZATION FROM AMYLOLITIC BACTERIA ISOLATED FROM THE SOIL OF TERJUN DUMPSTER IN MEDAN ABSCTRACT Isolation and optimization of amylase enzyme is done from amylolitic bacteria isolated from the soil of Terjun dumpster in Medan. Soil sample to isolate the bacteria is taken from three points of the area around 15 cm deep. Isolates found then grew in amylase selective media and qualitatively tested by adding iodine solution into the media. Amylolitic potential isolates is determined by the formation of clear zone around the colony. Clear zone formed on the media is measured by ruler and three isolates are selected to prepare for optimization. Optimum condition observed are incubation ph, temperature, and incubation period. Incubation ph is varied from 6,0 ; 6,5 ; 7,0 ; 7,5 ; to 8,0. The variation of incubation temperature starts from 25, 30, 35, 40, until 45. Incubation done for 60 hours and activity is checked after every 12 hours. Amylase activity determined by Bernfeld method using spectrophotometer in 540 nm wavelength. From this research, it obtains 12 amylase potential isolates and FM 133, FM 134, and FM 3022 the isolates selected according to the qualitative test. The result shows various optimum condition for each isolates. FM 133 has optimum condition under 6,0 incubation ph and 40 incubation temperature for 12 hours. Whereas the optimum activity for isolate FM 134 occurs under 8,0 incubation ph during 60 hours incubation period in 40. The last, isolate FM 3022 has the highest activity after 36 hours of 40 incubation and under 6,0 incubation ph. Keywords : amylase, microbial amylase, DNS method, dumpster soil
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Penggunaan amilum di bidang industri 9 2.2 Sumber mikroba dan penggunaan beberapa enzim komersial yang penting 11 4.1 Indeks amilolitik isolat TPA Sampah Terjun, Medan 29 4.2 Morfologi isolat terpilih 30 4.3 Nilai absorbansi larutan standar maltosa 31 4.4 Pengaruh ph inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 133 32 4.5 Pengaruh suhu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 133 32 4.6 Pengaruh waktu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 133 33 4.7 Pengaruh ph inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 134 33 4.8 Pengaruh suhu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 134 34 4.9 Pengaruh waktu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 134 34 4.10 Pengaruh ph inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 3022 35 4.11 Pengaruh suhu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 3022 35 4.12 Pengaruh waktu inkubasi terhadap produksi enzim amilase dari isolat FM 3022 35 4.13 Produksi enzim amilase menggunakan kondisi optimum 36
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Struktur kimia amilosa 8 2.2 Struktur kimia amilopektin 8 2.3 Struktur kimia α-amilase, β-amilase, dan glukoamilase 16 4.1 Zona bening yang terbentuk disekitar isolat 29 4.2 Isolat FM 133 30 4.3 Kurva standar maltosa 31 4.4 Zona bening dari ketiga isolat terpilih 37 4.5 Grafik pengaruh suhu inkubasi terhadap produksi enzim isolat terpilih 38 4.6 Grafik pengaruh ph inkubasi terhadap produksi enzim isolat terpilih 39 4.7 Grafik pengaruh waktu inkubasi terhadap produksi enzim isolat terpilih 40 4.8 Kurva pertumbuhan bakteri 41
DAFTAR LAMPIRAN No Judul Halaman Lampiran L.1 Kurva standar maltosa 47 L.2 Zona Bening 12 Isolat Amilolitik 48