ISOLASI DAN SKRINING BAKTERI SELULOLITIK DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Oryctes rhinoceros (COLEOPTERA: SCARABAEIDAE) Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh : Wahyu Hidayat NIM. M0408118 JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2013 to user 1
2
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, 15 Juli 2013 Wahyu Hidayat NIM. M0408118 3
ISOLASI DAN SKRINING BAKTERI SELULOLITIK DARI SALURAN PENCERNAAN LARVA Oryctes rhinoceros (COLEOPTERA: SCARABAEIDAE) Wahyu Hidayat Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Abstrak Tujuan dari penelitian ini adalah mengisolasi, mengidentifikasi dan skrining bakteri yang potensial menghasilkan selulase dari saluran pencernaan Oryctes rhinoceros (coleoptera: scarabaeidae). Teknik isolasi diawali menggunakan metode cawan sebar dan dilanjutkan metode empat kuadran. Skrining bakteri selulolitik potensial berdasarkan pembentukan zona bening pada media LA yang mengandung CMC 1%). Pada penelitian ini, 28 strain bakteri telah diisolasi dengan nama isolat OR01, OR02, OR03 sampai OR28. Aktivitas selulolitik tertinggi dihasilkan oleh strain OR08, OR14 dan OR17. Berdasarkan karakteristik morfologi dan biokimia menunjukan bakteri ini adalah Bacillus pumilus OR08, B. Cereus OR14, dan B.subtilis OR17. Kata Kunci: Oryctes rhinoceros, Bakteri selulolitik, Bacillus pumilus OR08, B. Cereus OR14, B.subtilis OR17 4
ISOLATION AND SCREENING OF CELLULOLYTIC BACTERIAFROM THE ALIMENTARY TRACT OF Oryctes rhinoceros (COLEOPTERA: SCARABAEIDAE) Wahyu Hidayat Biology Departement, Sciences and Mathematics Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta Abstract The aim of this study was to isolated, identificated and screened of bacteria with potential cellulolytic from alimentary tract of Oryctes rhinoceros (coleoptera: scarabaeidae). The isolation technique was initiated using spread plate and continued by four kuadran method. Screening of potential cellulolytic bacteria potential is based on formation of a clear zone on the LA media containing 1% CMC. In this study, 28 strains of bacteria were isolated, namely as OR01, OR02, OR03 to OR28. The highest cellulolytic enzymes were with Carboxymethylcellulase was produced by Strain OR08, OR14 and OR17. Thes strains ware selected for identification using biochemical tests. Based on morphology and biochemistry characteristics showed thes bacterias were Bacillus pumilus OR08, B. Cereus OR14, and B.subtilis OR17. Key word: Oryctes rhinoceros, cellulolytic bacteria, Bacillus pumilus OR08, B. Cereus OR14, B.subtilis OR17 5
MOTTO Iqra Bismi Rabbika Ladhi Khalaq - Read! In the name of your Lord who created (everything) (Q. Al Alaq (96): 1) kita singkirkan batas-batas kenormalan, kita harus menjadi aneh-patrick Star (Spongebob Squarepant) Tahhajud, Dhuha, Sedekah (Ippho) Hi wa mata noboru-the sun will rise again (Toriko) "Berpikirlah sederhana dan efisien, maka kesuksesan akan mengikutimu - Rhancodas Chancad Samladas (3 Idiot) 6
PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan pada: 1. Alloh SWT, Tuhan Pencipta Segalanya, AllhamdulilLah, Terima kasih atas kemudahan yang telah diberikan pada saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini tepat waktu. AllhamdulilLah telah memberikan kelancaran dan banyak pelajaran daglam perjalan hidup ini. AllhamdulilLah memberikan beribu-ribu kesempatan pada saya untuk berubah menjadi lebih baik lagi dan lagi. AllhamdulilLah untuk bisa AllhamdulilLah, AllohuAkbarrr... 2. Kedua orang tua saya dan keluarga. Terutama ayah yang sangat luar biasa pengorbanannya untuk saya. Dia tak pernah lelah untuk membuat saya tersenyum. 7
KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis memanjatkan puji syukur ke hadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan kasih, rahmat serta hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul : Isolasi dan skrining bakteri selulolitik dari saluran pencernaan larva kumbang badak (Oryctes rhinoceros). Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi, penulis telah mendapatkan banyak masukan dan dukungan dari berbagai pihak yang sangat membantu dan bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini. Oleh karena itu pada kesempatan yang berbahagia 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 dukungan dan dorongan baik secara langsung maupun tidak langsung. 2. Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi dan Dosen Penelaah II, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah memberikan izin dan dukungannya selama penelitian. 3. Dr. Artini Pangastuti, M.Si., selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan proyek penelitian, saran dan bimbingannya dari awal penelitian hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. 4. Siti Lusi Arumsari, M.Biotech., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan saran dan bimbingan dari awal hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. 5. Tjahjadi Purwoko, M.Si., selaku Dosen Penelaah I yang telah memberikan bimbingan serta dukungan commit baik secara to user moril maupun materiil. 8
6. Dra. Noor Soesanti H., selaku Pembimbing Akademik beserta dosendosen di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah mendidik dan memberikan dorongan baik moril maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 7. Mas Munir dan mas Agus selaku pengurus Jurusan serta Mas Adnan, Mbak Atik, dan Mbak Nina selaku laboran yang telah membantu kelancaran penelitian ini. 8. Kepala dan staf Laboratorium Pusat, Sub Laboratorium Biologi Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah memberikan izin penelitian beserta sarana, prasarana dan bantuan selama penelitian. 9. Mbak Sri yang telah banyak membantu dan senantiasa memberikan banyak petunjuk. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam melakukan penelitian hingga penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang berkepentingan. Surakarta, 15 Juli 2013 Penyusun 9
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii PERNYATAAN... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi MOTTO... vii PERSEMBAHAN... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv DAFTAR SINGKATAN... xvi BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Perumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 4 D. Manfaat Penelitian... 4 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 A. Tinjauan Pustaka... 5 1. Selulosa... 5 2. Hidrolisis Selulosa oleh Enzim Selulase... 7 3. Aplikasi Selulase... 10 4. Mikroba Endosimbion pada Saluran Pencernaan Arthropoda (Famili: Scarabaeidae)... 11 5. Kumbang Badak (Oryctes rhinoceros L.)... 14 B. Kerangka pemikiran... 16 10
BAB III. METODE PENELITIAN... 18 A. Waktu dan Tempat Penelitian... 18 B. Alat dan Bahan Penelitian... 18 C. Cara Kerja... 19 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 23 BAB V. PENUTUP... 33 A. Kesimpulan... 33 B. Saran... 33 DAFTAR PUSTAKA... 34 LAMPIRAN... 47 RIWAYAT HIDUP PENULIS... 62 11
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi komponen biomassa... 5 Tabel 2. Tujuan masing-masing Uji Biokimia dan Pewarnaan Bakteri... 22 Tabel 3. Hasil uji kuantitatif dan skrining bakteri selulolitik dari saluran pencernaan larva Oryctes rhinoceros pada media CMC... 24 12
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur kimia selulosa... 6 Gambar 2. Enzim yang terlibat dalam pemecahan selulosa... 8 Gambar 3. Siklus hidup O.rhinoceros... 15 Gambar 4. Kerangka Pemikiran... 17 Gambar 5. Hasil penumbuhan isi saluran pencernaan larva O.rhinoceros pengenceran 10-3 pada media LA selama 48 jam, 37 o C... 23 Gambar 6. Hasil isolat tunggal strain OR14 dengan metode 4 kuadran pada media LA selama 48 jam, 37 o C.... 24 Gambar 7. Zona bening yang terbentuk setelah pewarnaan dengan congo red pada isolat OR14 yang ditumbuhkan pada media CMC selama 24 jam, 37 o C.... 29 13
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Karakteristik morfologi koloni isolat bakteri yang terdapat pada saluran pencernaan larva O.rhinoceros ditumbuhkan pada media CMC... 47 Lampiran 2. Karakteristik morfologi 15 isolat bakteri O.rhinoceros yang memiliki aktivitas enzim tertinggi... 48 Lampiran 3. Sampel Larva O. rhinoceros... 48 Lampiran 4. Hasil perhitungan kuantitatif aktivitas enzim sulalase isolat bakteri pada saluran pencernaan O. rhinoceros... 49 Lampiran 5. Hasil skrining isolat-isolat pada media CMC dan sebagian uji Gram... 50 Lampiran 6. Hasil identifikasi bakteri secara uji Biokimia oleh BLK-Yogyakarta... 57 Lampiran 7. Hasil identifikasi genus isolat-isolat paling potensial menghasilkan selulase dengan Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th Edition... 58 Lampiran 8. Hasil identifikasi Spesies isolat-isolat paling potensial menghasilkan selulase Bergey s Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 3: The Firmicutes... 58 Lampiran 9. Hasil identifikasi isolat-isolat potensial menghasilkan selulase menggunakan ABIS (Advanced Bacterial Identification Software)... 59 14
DAFTAR SINGKATAN Singkatan Kepanjangan CMC carboxymethylcelollose LA Luria-Bertani agar LB Luria-Bertani Broth srna single-stranded ribonucleic acid CMCase carboxymethylcelullase G/ C Guanin/ Cytocin ABIS Advanced Bacterial Identification Software NaOH Natrium Hidroksida NaCl Natrium Klorida CBH Cellobiohydrolase EC Enzim Code BG OR Β-glucosidase Oryctes rhinoceros 15