IDENTIFIKASI BAI(TERI DAIT PRODTIKFERMENTASI PADA RAYAP KAYU KERING (Ctyptoterm* qnocqhatas Light) Otch: Adowiaht) ABSTRACT This paper is dealing with identification of th bacteria and fermentation product in alimentary canal of Cryptoteinis cynocephalas Light subtcranean termites. Light. There are four genus bacteria e.g. St eptiocctts sp, Stapylococc'us sp., Bacillus sp., ond Flavobacterium sp. in afrob condition, Baci lt sp.' Flauobaaeriui sp., iid E""h"ri"io "pin facultatifanaerob. Acetic acid is major product of fermentation. In spite ofthat there are propionic and butiric acid in very small consentation. Key words: termite, bscterir, microbes, product fermentttion- PEI{DAEULUA}I Rayap adalah hewan arthropoda kelas insekta dari ordo isoptera. Rayap merupakan hewan dekomposer utama di bumi yang berperar untuk mendekomposisi bahan lignoselulosa. Kemarnpuan rayap untuk mendegradasi bahan lignoselulosa disebabkan oleh peranan mikroba dalam saluran penc maannya. Oleh karena itu rayap sering disebut sebagai biofermentor ter*ecil. Saluran pencemaan yang sama namun dalam skala jauh lebih besar sebagai biofermentor adalah rumen pada ternak ruminansia- Oleh karena itu, identifikasi bakteri yang terdapat dalam saluran pencernaan rayap adalah dasar pengembangan model bagi temak ruminansia dalam mencerna selulosa dan juga kemungkinan penggunaan mikroba rayap dalarn percobaan iz vr'fro. Berdasarkan evolusinya rayap dibedakan sebagai rayap tingkat relr.dalt (lower termite) dut myap tingkat inggi (higher termite). Pada rayap tingkat rendalq protozoa merupakan egen utama dalam dekomposisi selulosa, dan pada rayap tingkat tinggi allivitas fermentasi tergantung pada bakteri (Brezrak, 1982). Peranan protozoa (lebih sekitar 400 spesies protozoa terdapat dalam usus be;akang rayap tingkat renah atau sekitar ll7 - l/3 dari total inangny4 Yoshimura" 1995) Penelitian ini berhrjuan untuk melihat keragaman bakteri yang terdapat dalam saluran pencernaan rayap serta produk fermentasi yang dihasilkannya. Identifikasi bakteri dilakukan pada rayap kayu kering (Cryptotermes cyocephalus Light). Rayap ini termasuk rayap yang paling baryak rnerusak bangunan di Indonesia, hal ini juga merupakan suatu potensi dalam kemampuan untuk degradasi selulosa yang tinggi. Mf,,TODE Pf,NELITIAN Bahan dan Metode Penyediaan Biakrn Rayap kayap Cryptotermes cynocephalus Light diambil dari biakan di Laboratorium Hama dan Penyakit Hasil Hutan, Pusat Antar Universitas-Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor, yang berasal dari Cagar Alam Yanlapa Bogor. Identifikesi Bakteri Simbion Rayap Identifikasi bakteri dilakukan dengan mengeluarkan usus rayap dari masing-masing 50 ekor kasta pekerja rayap Macrotemes 'I) Sl4f Pengoja. Junrtai Budidaya Perranian Fahitas Pertaniaa
2 gr'lvas Hagen, Coptotermes cunignathus Holrngren, Cryptotermes cynocephalw Lig)tt. Usus rayap tersebut diberi I ml larutan NaCl fisiologis kemudian digerus hingga menjadi suspensi. Suspensi usus rayap digoreskan pada cawan petri yang berisi media tumbuh bakteri dengan menggunakan ose dan diinkubasi pada suhu 30"C selama 72 jam pada kondisi anaerob (Eutick er c/., l97j). Untuk identifikasi bakteri anaerob fakultatif, cawan tenebut dimasukkan dalam tabung anaerob Gas Pak. Untuk menjaga kondisi anaerob maka dimasukkan amplop yang disposible yang sebelumnya ditambahkan air untuk menghasilkan hidrogen dan COr, kemudian oleh kristal paladium mengubah Hu dan Oz menjadi air. Setelah tabung ditutup, kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama tiga hari (Lay, 1994). Pada setiap tipe koloni yang tumbuh dilakukan p wamaan dan uji mikoskopik, bagi bakteri gram negatif disimpan pada TSIA dan dilanjutkan uji fermentasi karbohidra! indol dan sitrat (Krijg dan Hoh, 1984). Uji Fermentasi Karbohidrat Untuk uji tersebut digunakan kaldu karbohidrat dengan menggunakan NaCl sebanyak 0.5%, pepton l% dalam 100 ml aquades kemudian ditambahkan 1 ml phenoret sampai berwarna merah. Kernudian ditambahkan 0.2% masing-masing gula yang akan diujikan (glukosq sukosa, maltosa, manitol, laktosa) dan disimpan pada tabung gelas yang berisi tabung Durham. Setelah itu bakteri yang akan diuji diinokulasi ke dalam media dan diinkubasi selama 48 jam. Terbentuknya warna kuning pada media menunjukkan terjadinya proses fermentasi pada gula tersebut. Sebaliknya wama media tetap merah menunjukkan tidak te{adi proses fermentasi. Panbentukan gas dari fermentasi tersebut dapat terlihat dengan terdapatnya gelembung udara pada tabung Durham. Uji Indol Untuk uji ini digunakan media semi padat yang kaya akan triptopan, media ini dapat digrmakan untuk melihat motilitas bakteri dan pembentukan indol. Bakteri yang akan diuji diinokulasi ke dalam media 'dan diinkubasi selama 24-48 jam dan jika terjadi perhrmbuhan pada permukaan media maka bakteri tersebut bersifat motil. Untuk melihat pemb ntukan indol, maka ditambahkan reagens Ehrlich-Bohme dan berubah menjadi merah. Uj i Oksidase Uji ini dilakukan dengan menambahkan reagens oksidase pada koloni bakteri. Koloni yang bersifat oksidatif akan berubah menjadi hiram dan jika terjadi reduksi tidak ikan terjadi perubahan wama. Uji Katalase Pengujian katalase dilakukal dengan manambahkan reagens pada koloni, Jika pada koloni te{adi pembentukan gelembung udara maka bakteri tersebut adalah Staphylococcus, jika tidak berarti bakteri tersebut adalah St/eptococcus. Uji Sitrat Pengujian ini dilakukan untuk melihat kernampuan bakteri menggunakan sitrat sebagai satu-satunya sumber karbon dan energi. Untuk uji ini digunakan medium s_itrat-koser. Bakteri yang akan diuji diinokulasi ke dalam medium dan disimpan pada suhu 30"C, jika medium berubah menjadi biru maka uji ini positif. Uji Fermentasi 1z l/irro. Pakan limbah berserat (Jerami padi, pod kakao, dan bagas tebu) sebanyak O.ZS gram yang telah digiling halus dimasukkan ke dalam tabung fermentor, lalu ditambahkan 5 ml larutan McDougal dengan sumber mikroba dari 100 ekor rayap. Untuk menjaga kondisi anaerob, maka media diberi gas CO2 dan selanjutnya tabung fermentor ditutup dengan karet berventilasi satu arah keluar. Setelah itu tabung dimasukkan ke dalam shakerwaterbath dan difermentasi selama 3 jam. Setelah itu ditambahkan 2 tetes HgCl, jenuh kemudian disentrifius pada 10 000 rpm dan supernatannya dipisahkan untuk analisis VFA. WARTA - VIPTEK, Volume 14 Nomor 02 Juli 2006. ISSN 0854-0667
3 Analisis Produk Fermenttsi 100 ekor rayap Yang telah diberi perlakuan digerus dan diberi 0.1% asam metafosfat (HPO3) sebanyak I ml, kemudian disentrifuse dengan kecepatan 20000 rpm dan supematannya sebanyak 0.4 pl diinjeksikan pada gas kromotografi. Demikian pula halnya untuk supernatan yang berasal dari proses fermentasi in virro. Tinggi area sampel Konsentrasi (mg/100 ml) = Tinggi area standar x Konsentrasi standar HASIL DAN PEMBAIIASAN Streptococcus sp., Basilltts Stapylococcus sp. dn Flavob(rcterium sp ditemukan dalam saluran p ncemazm Cryptotennes cynocephalus Light pada kondisi aerob. Bakten Flovobacteium sp memiliki sifat batang negatif, mernfermentasi glukosa" sukrosg maltosa, tetapi tidak pada laktosa dan monnitol, tidak motil, tidak memproduksi indol, mampu memanfaatkan sitrat sebagai sumber karbon dan uji oksidasi negatif. Bak$eri Stryylococc-us sp pada saluran pencernaan rayap Cryptotetmes cynocephalus Light disajikan pada Gambar I. Gambar 2. Bakteri Streptococctu sp pada Saluran Pencernaan Rzyap C. cynocephalus Light pada Kondisi aerob (Pembesaran l00x) =-::::;:=::::]-::i:::,:l :,'.' t \I Gambar l. Bakbri Stapylococcns sp. pada Saluran Pencernaan RaYaP C cynocephalus LiCht pada Kondisai Aerob (Pembesaran I 00x) Pada Gambar 2 disajikan bakteri Streptococcus sp. pada saluran pencernaan rayap Cryptotermes c.yrocephalus Light pada kondisi aerob. Gambar 3. Baldei Bacillus sp. pada Saluran Pencemaan Rayap C cynocephalus Light pada Kondisi aerob (Pembesaran l00x) Pada gambar di bawah ini disajikan bakteri Flovobaclerium sp pada saluran pencemaan rayap Cryptotermes cynocephalus Light pada kondisi aerob WnA - WnfZX Yolune 14 Nomor 02 Juli 2006' ISSI'I 0854-0667
Produk Fermentesi,.1,* Gambar 4. Bakten Flavobacterium sp pada Saluran Pencemaan Rayap C. cynocephalus Light pada Kondisi Aerob (Pembesaran I 00x) Pada kondisi anaerob Fakultatif bakteri yang ditemukan adalah Bacillus sp..flavobacterium sp. dan Escherichia sp. Baktei Flavobacterizm sp memiliki karaktlr memfermentasi glukos4 sukrosa dan laktosa" tidak memfermentasi maltosa dan monnitol uji indol negatif, sitrat negstif, oksidasi negatif. Bakeri Eseheriehia sp memfermentasi semua gula dan terjadi pembentukan gas oleh glukosa, sukrosa dan maltosa, motil, indol positif, sitrat dan oksidasi positif. pada Gambar 9 disaj ik an baklfji Echerichia sp pada saluran pencernaan rayap Cryptotermes cynocephalus Lihgt pada kondisi anaerob fakultatif. Produk fermentasi yang dihasilkan mikroba dalam saluran pencernaan rayap berupa asam lemak terutama asetat, propional butirat, isobutimt dan isovalerat. produksi as tat pada in vivo raytp Cryptotermes cynocepdus Light adalah 10.20 mmol. Asam lernak lain yang dapat dideteksi adalah butirat dan isovalerat walaupuh konsentrasi yang sangat kecil. Produksi asetat in vitro pada rayap Cryptotermes cynocephalus Lig)tt pada kondisi aerob adalah 0.27-0.54 mmol dan kondisi anaerob adalah 0.35-0.36 mmol. Menurut Odelson dan Breznak (19g3) bahwa asetat merupakan produk utama VFA lalam cairan hindgut dari rayap Reticuletermes flavirys yang m"n"ip"i konsentrasi 57.9-80.6 mmol atau sekitar ia_ 98mol% dari selunrh VFA. Asetat dalam hemolimp rayap tersebut adalah 9.0-l'1.6 mmol dan asetat diproduksi oleh mikrobiota yang diturunkan dari karbon selulosa. KESIMPTJLAI\I Pada saluran pencemaan rayap Cryplotermes ^ cynocephalus Light ditemuian gmpa! genus bakteri yaitu Streptoc(rccus sp, Stapylococcus sp., Bacillus sp., d". Flovobacteriun sp. pada kondisi aerob serta baktei Brcillus sp., Flavobacterium sp., dan Eschericia sp. pada kondisi anaerob fakuttatif. Produk fermentasi dari mikroba dalam saluran pencernaan rayap adalah asetat walaupun terdapat produk asam lemak lain tetapi konsentrasinya sangat kecil. Rasio produk fermentasi rayap Cryptotermes cynocephalus Light asetat (80%), propionat (18%) dan butirat (2.5%). Gambar 5- Bakl;eri Escherichia sp pada Saluran Pencemaan Rayap C. qtnocephalus Light pada Kondisi Anaerob Fakultatif. (pembesaran l00x) DAF-TARPUSTAKA Eutick" M.L., R.W. O,Brien and M. Slaytor. 1977. Bac/! ria from the gut of australian termite. D partrnent of Biochemistry, The University of Sydney. Journal of Applied VARTA - wtptek Votume 14 No^o, 02 Juli jnddjffidfr
5 and Environm ntal Microbilogy. 35 ( 5): 823-828. Krieg, N.R. and J.G. Holt. 1984. Bergey's Manual of Syst matic Bacteriology Vol. I dan II. Williams and Wilkins, Baltimore. Lay, B.W. 1994. Analisis Mikoba di Laboratorium. P.T. Grafindo Persada, Jakarta. Misra, J. N., 1964. Physiolory of digestion in termite. Indian Forester. 90 (3) : l3l - 136. Odelson, P.A. and J.A. Breznak. 1983. Vollatile fatty acid Production by hindgut microbiota of zylophagous termite. Applied and Environmental Microbiolos/ 45(5): 1602-1613. Tarumingkeng R C. 1971. Biologi dan Pencegahan Rayap P rusak KaYu di lndonesia. Laporan No. 138 LPHH' Bogor. Tambunan, B. dan D. Nandika. 1989. Deteriorasi Kayu oleh Faktor Biologis. Pusat Antar Universitas Biotekrologi IPB Bogor. Wnre - WnftX Volume 14 Nomor 02 Juli 2006, ISSN 0854'0667