EKSPLORASI, ISOLASI DAN KUANTIFIKASI β-karoten PADA BAKTERI SIMBION KARANG Acropora sp. Tesis Diajukan kepada Program Pascasarjana Magister Biologi Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains (M.Si.) Oleh: Naely Kurnia Wusqy NPM : 422008009 Progam Pascasarjana Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2013 i
LEMBAR PENGESAHAN Judul Tesis Nama Mahasiswa : Eksplorasi, Isolasi dan Kuantifikasi β-karoten pada Bakteri Simbion Karang Acropora sp. : Naely Kurnia Wusqy NPM : 422008009 Program Studi : Magister Biologi Menyetujui, Dr. Leenawaty Limantara, M.Sc. Pembimbing I Ir. Ferry F Karwur, M.Sc. Ph.D. Pembimbing II Mengesahkan, Ketua Program Studi Magister Biologi Ir. Ferry F Karwur, M.Sc. Ph.D. Dinyatakan lulus tanggal:... ii
SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Naely Kurnia Wusqy NPM : 422008009 Progdi Alamat : Magister Biologi : Perum Batujajar Regency N-7 Padalarang Kab.Bandung Barat Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh kesadaran bahwa dalam menulis tesis dengan judul: Eksplorasi, Isolasi dan Kuantifikasi β karoten pada Bakteri Simbion Karang Acropora sp., saya tidak melakukan tindakan plagiasi atau mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan tindakan plagiasi, bersedia dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan akibat hukum lainnya. Bandung, Yang memberi pernyataan, Naely Kurnia Wusqy iii
ABSTRAK Dalam penelitian ini telah dilakukan proses eksplorasi, isolasi dan identifikasi terhadap bakteri beserta kuantifikasi kandungan β-karotennya. Bakteri diisolasi dari karang lunak Acropora nasuta yang berasal dari Taka Cemara, Karimunjawa, Jawa Tengah. Proses isolasi bakteri dilakukan pada media ZoBell, sedangkan ekstraksi β-karoten dari bakteri simbion dilakukan menggunakan pelarut aseton. Selanjutnya dilakukan identifikasi β-karoten dengan kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) menggunakan fase diam ODS RP-C 18 dan fase gerak metanol:asetonitril:ammonium asetat, dengan kecepatan alir1 ml.menit -1. β-karoten murni diperoleh dengan menampung hasil KCKT dan selanjutnya dianalisa dengan UV-Tampak pada panjang gelombang 300-500 nm dengan beberapa pelarut yang berbeda (aseton, metanol dan n- heksana). Hasil analisa menunjukkan keberadaan β-karoten yang muncul pada menit ke 60,24 dengan puncak serapan 427,449,477nm. Kandungan β-karoten dihitung dengan persamaan linear sehingga didapat berat kering sebesar 56,78 µg/ml. Sedangkan identifikasi spesies bakteri dilakukan menggunakan reaksi berantai polimerase (polymerase chain reaction: PCR), metode 16S rdna yang diikuti dengan proses sekuensing. Hasil identifikasi menggunakan BLAST menunjukkan bahwa isolat bakteri KJ5 memiliki homologi sebesar 96% dengan Erythrobacter flavus. iv
Prakata Alhamdulillahirabbil alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T karena atas kebesaran-nya lah tesis ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya tesis ini: 1. Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri atas kesempatan beasiswa yang diberikan kepada penulis 2. Dr. Leenawaty Limantara, M.Sc., selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penelitian sampai penulisan tesis ini terselesaikan 3. Ir. Ferry F. Karwur M.Sc. Ph.D., selaku Kaprogdi serta pembimbing atas bimbingan, motivasi, saran dan masukannya selama proses belajar di Magister Biologi UKSW. 4. Prof. Ocky Karna Radjasa, dosen Fakultas Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro atas bimbingan dan komunikasi pribadinya. 5. Suami, Anak, Bapak, Ibu dan seluruh keluarga tercinta, atas do a restu dan pengorbanan yang tak terbatas. 6. Kepala Laboratorium dan Laboran UKSW, Kepala Laboratorium MRCPP, Sdr. Indriatmoko, dan Sdri. Lia Kusmita atas ijin, kesediaan dan bantuan yang diberikan untuk menggunakan laboratorium serta fasilitasnya demi kelancaran penelitian. Selain itu, terima kasih pula kepada teman-teman Magister Biologi 2008, teman-teman di Matsuda Laboratory KGU Japan serta rekan-rekan kerja di PT.Ultrajaya Milk Industry dan teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu-persatu atas do a dan motivasi tulus. Semoga tesis ini dapat memberikan informasi yang berguna untuk perkembangan khasanah ilmu yang bermafaat bagi semuanya. Penulis v
Daftar Isi Abstrak... Prakata.... Daftar isi.. Daftar Tabel... Daftar Gambar... I. Pengantar II. III. IV. A. Latar Belakang.... 1 B. Tujuan Penelitian.. 3 Tinjauan Pustaka A. Acropora... 4 B. Bakteri yang berasosiasi dengan organisme laut 5 C. Pigmen β-karoten... 6 D. Polymerase Chain Reaction (PCR).... 8 E. Identifikasi Bakteri secara Molekuler..... 8 Bahan dan Metode A. Bahan..... 10 B. Metode Sampling Acropora nasuta... 10 Pembuatan Media dan Isolasi Bakteri... 10 Reaksi Berantai Polimerase (PCR)... 11 Sekuensing... 14 BLAST.... 15 Analisis filogenetik... 15 Hasil dan Pembahasan A. Sampling dan Isolasi Bakteri... 19 B. Polymerase Chain Reaction (PCR).... 20 C Analisis BLAST Homologi 22 D. Seleksi bakteri dengan ekstraksi.. E. Analisis β-karoten dengan Kromatografi Cair 22 Kinerja Tinggi (KCKT) dan Photo Diode Array (PDA)..... 27 i ii iii v vi V Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan..... 30 B. Saran.. 30 Daftar Pustaka... 31 vi
Tabel 1 Tabel 2 Tabel 3. Daftar Tabel Hasil penelusuran BLAST isolat bakteri isolat KJ5... Perbandingan panjang gelombang maksimum β- karoten pada beberapa pelarut... Luas puncak, yield dan berat kering β- karoten. 18 24 25 vii
Daftar Gambar Gambar 1 Struktur kimia β-karoten.. 7 Gambar 2 Acropora nasuta hasil sampling di Taka Cemara, Karimunjawa, Jepara Gambar 3 Koloni bakteri hasil kultur pada Media Zobell 2216E Agar dan Zobell 2216E cair.. Gambar 4 Hasil pengamatan koloni bakteri menggunakan mikroskop binokuler 16 16 17 Gambar 5 Elektroforesis PCR 16s rdna... 18 Gambar 6 Pohon filogenetik antara isolat dengan bakteri laut lainnya... 19 Gambar 7 Pigmen bakteri berwarna kuning hasil ekstraksi dengan aseton... Gambar 8 Kromatogram KCKT ekstrak pigmen Erb. flavus pada panjang gelombang 450 nm, gambar dimensi ekstrak pigmen Erb. flavus dan spektrum serapan dari puncak pada waktu tambat 60,24 min.. 21 22 Gambar 9 Pola spektra β karoten pada 300-500 nm dengan pelarut aseton (..) ; etanol (--) dan heksana (-).... 23 viii