IDENTIFIKASI BAKTERI PENGHASIL AMILASE YANG BERASAL DARI TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH DI KOTA PADANG ARTIKEL GUSNAYETTY NIM. 10010055 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN (STKIP) PGRI SUMATERA BARAT PADANG 2014
IDENTIFIKASI BAKTERI PENGHASIL AMILASE YANG BERASAL DARI TANAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) SAMPAH DI KOTA PADANG Gusnayetty 1), Mades Fifendy 2), RRP. Megahati S. 1) 1) Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat 2) Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Padang ggusnayetty@yahoo.com ABSTRACT Amylase is an enzyme that plays a role in hidrolysis starch into simple sugars. Various industries in Indonesia using amylase as a catalyst, as in the food industry amylase role in making foods, drinks, or liquid sugar and non-food industries amylase used in the textile, paper and detergent. Some types of bacteria such as Bacillus sp. and Aspergillus sp. a group that has a great ability to produce amylase. Amylase producing bacteria have been isolated from soil landfills (TPA) in the city of Padang, but identification has not been done. This research aims to determine the amylase producing bacteria from the ground landfills (TPA) in the city of Padang. The research was conducted from July to August 2014 in the laboratory Kopertis Region X and in the Balai Penyidikan and Pengujian Veteriner Regional II Bukit Tinggi. This research uses descriptive method. The results of bacterial identification of isolates T2.4, T3.7, and T4.5 includes identification macroscopic and microscopic morphology and biochemical identification of the isolates showed that the T2.4 is a bacteria of the genus Enterobacter, whereas isolates T3.7 and T4.5 is bacteria of the genus Bacillus. Keywords: Amylase, Morphological Identification, Biochemical Identification PENDAHULUAN Amilase merupakan salah satu enzim yang berperan dalam menghidrolisis amilum menjadi gula sederhana seperti fruktosa, dekstrin, maltosa, dan glukosa (Poedjiadi, 1994). Amilase disebut juga dengan enzim amilolitik, merupakan enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecah amilum menjadi gula. Amilase merupakan enzim yang banyak dimanfaatkan dalam teknologi bioproses. Berbagai industri di Indonesia telah menggunakan amilase sebagai katalis, seperti pada industri pangan amilase berperan dalam pembuatan makanan, minuman, ataupun gula cair. Pada industri non pangan amilase digunakan pada industri tekstil, kertas dan deterjen (Tresnawati dkk., 2004; Naiola dkk., 2008). Amilase dapat dihasilkan dari tanaman, hewan, dan mikroorganisme (bakteri dan fungi). Salah satu sumber amilase yang banyak dieksplorasi adalah yang berasal dari mikroba. Penggunaan mikroba ini banyak diusahakan karena memiliki keunggulan yaitu mudah ditumbuhkan, cepat tumbuh dan dapat dikendalikan produksinya sesuai keperluan (Hayati, 2008). Genus bakteri penghasil amilase yang cukup dikenal luas adalah Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Bacteriodes, dan Micrococcus (Pelczar dan Chan, 1988). Beberapa spesies dari genus Bacillus, seperti Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis dan Bacillus stearothermophilus seringkali digunakan dalam memproduksi enzim amilase secara komersial untuk berbagai keperluan. Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Air Dingin merupakan lokasi tempat penimbunan sampah yang diperoleh dari seluruh masyarakat di kota Padang. Timbunan sampah umumnya terdiri dari sampah organik dan sampah anorganik, namun sebahagian besar sampah yang diangkut berupa sampah organik. Kondisi tersebut sangat memungkinkan terdapatnya keanekaragaman bakteri
yang tinggi antara lain bakteri amilolitik karena substrat untuk pertumbuhan bakteri pendegradasi pati melimpah di tanah tempat pembuangan sampah. Isolasi bakteri dari tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah di kota Padang telah pernah dilakukan dan diperoleh 3 isolat penghasil amilase dengan indeks amilolitik terbesar (Perwitasari, 2014), tetapi identifikasi yang bertujuan untuk mengetahui bakteri penghasil amilase dari tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah di kota Padang belum pernah dilakukan. Oleh karena itu telah dilakukan penelitian tentang Identifikasi Bakteri Penghasil Amilase Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Di Kota Padang. METODE PENELITIAN Penelitian ini telah dilaksanakan dari bulan Juli sampai bulan Agustus tahun 2014 di Laboratorium Kopertis Wilayah X Padang dan di Balai Penyidikan dan Pengujian Veteriner Regional II Bukit Tinggi. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kamera digital, mikroskop, kaca objek, tabung reaksi, rak tabung reaksi, cawan petri, jarum ose, autoklav, inkubator, pipet tetes, gelas ukur, beaker glass, timbangan digital, lemari pendingin, hot plate, laminar air flow, labu erlemeyer, aluminium foil, lampu spritus, dan alat tulis. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aquades, alkohol 70%, alkohol 95%, medium NA, kristal violet, iodin, safranin, medium gula (glukosa, laktosa, sukrosa dan maltosa), medium TSIA, medium SIM, medium urea, medium citrat, medium MR-VP, medium O/F, medium kaldu nitrat, dan 3 isolat bakteri penghasil amilase yang berasal dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang. Peremajaan Bakteri Isolat bakteri penghasil amilase yang telah diperoleh oleh peneliti sebelumnya dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang disimpan pada media gliserol sebagai stock isolat. Peremajaan bakteri dilakukan sekali dalam 2 minggu dengan menumbuhkannya pada medium NA miring dan inkubasi pada suhu 37 0 C selama 24 jam. Identifikasi Bakteri Identifikasi bakteri penghasil amilase yang berasal dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang dilakukan terhadap isolat bakteri yang memiliki indeks amilolitik terbesar ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. Sumber Isolat Bakteri Penghasil Amilase Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Di Kota Padang Indeks No Sumber Isolat Kode Isolat Amilolitik 1 Tanah Timbunan T2.4 2,75 2 Tanah Sampah T3.7 5,81 3 Tanah Kompos T4.5 2,71 Morfologi Koloni Bakteri Bakteri yang tumbuh pada medium NA cawan petri kemudian diamati morfologi koloni meliputi bentuk, tepian, dan elevasi koloni bakteri. Pewarnaan Gram Pewarnaan gram untuk menentukan apakah bakteri tersebut termasuk kelompok bakteri Gram positif atau Gram negatif, jika bakteri berwarna ungu termasuk Gram positif dan jika bakteri bewarna merah muda termasuk Gram negatif. Uji Biokimia Identifikasi secara biokimia dengan beberapa tahapan uji meliputi Uji TSIA (Triple Sugar
Iron Agar), Uji SIM (Sulfid Indol Motility), Uji Urea, Uji Citrat, Uji Gula (glukosa, laktosa, sukrosa dan maltosa), Uji MR (Methyl Red), Uji VP (Voges- Proskauer), Uji Oksidasi Fermentasi dan Uji Nitrat. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL Hasil identifikasi bakteri penghasil amilase yang berasal dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang meliputi identifikasi morfologi secara makroskopis dan mikroskopis dan identifikasi secara biokimia. Identifikasi bakteri mengacu pada buku Cowan (1974) Manual for the identification of medical bacteria. 1. Morfologi Koloni Bakteri Pengamatan koloni dilakukan terhadap isolat bakteri yang tumbuh pada medium NA (Nutrient Agar) meliputi bentuk, tepian, dan elevasi koloni bakteri. Hasil pengamatan koloni bakteri dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil Identifikasi Morfologi Secara Makroskopis Bakteri Penghasil Amilase Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Di Kota Padang No Isolat Morfologi Koloni Bakteri Bentuk Tepian Elevasi 1 T2.4 Bulat Rata Cembung 2 Tidak T3.7 beraturan Berlekuk Timbul 3 Tidak T4.5 beraturan Berlekuk Timbul Tabel 2 menunjukkan bahwa secara makroskopis, isolat T2.4 memiliki bentuk koloni bulat, tepian rata, dan elevasi cembung. Sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 memiliki ciri morfologi yang sama yaitu bentuk koloni tidak beraturan, tepian berlekuk, dan elevasi timbul. Menurut Ochman, Lerat, dan Daubin (2005) dalam Jumawita (2014) menyatakan bahwa karakteristik fenotip bakteri bersifat tidak statis, sehingga mungkin saja bakteri yang sama morfologis yang berbeda. 2. Pewarnaan Gram dapat memperlihatkan karakteristik Hasil pengamatan mikroskopis meliputi pewarnaan Gram, bentuk sel bakteri (coccus, basil, dan spiral), dan endospora yang dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Hasil Identifikasi Morfologi Secara Makroskopis Bakteri Penghasil Amilase Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Di Kota No. Isolat Padang Pewarnaan Gram Gram Bentuk Sel Endospora 1. T2.4 Negatif Basil Tidak ada 2. T3.7 Positif Basil Ada 3. T4.5 Positif Basil Ada Tabel 3 di atas dapat dilihat bahwa isolat T2.4 merupakan bakteri Gram negatif, bentuk sel batang, dan tidak memiliki endospora. Sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 merupakan bakteri Gram positif, bentuk sel batang, dan memiliki endospora. 3. Uji Biokimia Berdasarkan pengujian secara biokimia dengan beberapa tahapan uji maka didapatkan hasil yang berbeda yang ditunjukkan pada Tabel 4. Tabel 4. Hasil Identifikasi Secara Biokimia Bakteri Penghasil Amilase Yang Berasal Dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Di Kota Padang No Jenis Uji Isolat T2.4 T3.7 T4.5 1 TSIA m/k k/k k/k 2 SIM + + + 3 Urea + - - 4 Citrat + - - 5 laktosa - - - 6 Glukosa + - + 7 Sukrosa + + + 8 Maltosa - - + 9 MR - + - 10 VP + + + 11 Oksidasi + - -
12 fermentasi + - - 13 Nitrat - + + Ket: tanda + = bereaksi - = tidak bereaksi m/k = slant merah/butt kuning k/k = slant kuning/butt kuning B. PEMBAHASAN Berdasarkan hasil pengujian diperoleh isolat T2.4 mampu memfermentasi glukosa dengan terlihat warna pada bagian butt media TSIA berwarna kuning, sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 mampu memfermentasi glukosa, laktosa dan sukrosa sehingga terlihat warna pada bagian slant dan butt media TSIA bewarna kuning. Isolat T2.4 diketahui mampu menghasilkan gas selama proses fermentasi yang ditunjukkan dengan terbentuknya gelembung atau naiknya medium TSIA. Pembentukan H 2 S menunjukkan reaksi negatif pada ketiga isolat yang ditandai dengan tidak terbentuknya warna hitam pada bagian dasar medium. Hasil uji motilitas menunjukkan bahwa ketiga isolat bakteri bersifat motil. Hal ini terlihat dengan adanya jejak pergerakan bakteri yang diinokulasikan di dalam media SIM. Hasil pengujian menunjukkan bahwa isolat T2.4 positif menghasilkan urease yang ditandai dengan perubahan warna medium menjadi merah, sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 menunjukkan reaksi negatif. Menurut Hadioetomo (1993), bila mikroba yang diuji menghasilkan urease, maka amoniak yang dilepaskan ke dalam medium akan menaikkan ph sehingga indikator merah fenol berubah warna dari kuning menjadi merah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa isolat T2.4 positif mampu menggunakan sitrat sebagai sumber karbon yang ditandai dengan perubahan warna medium menjadi biru. Hadioetomo (1993) menjelaskan bahwa ciri ini lazim dimiliki oleh bakteri golongan Enterobacter yang mempunyai kemampuan menggunakan sitrat sebagai sumber karbon. Hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa isolat T2.4 positif memfermentasi glukosa dan sukrosa, isolat T3.7 positif memfermentasi sukrosa, dan isolat T4.5 positif memfermentasi glukosa, sukrosa, dan maltosa. Reaksi positif ditandai dengan perubahan warna medium menjadi kuning. Pengujian yang dilakukan menunjukkan reaksi positif pada isolat T3.7 karena terbentuk larutan berwarna merah, sedangkan isolat T2.4 dan T4.5 menunjukkan reaksi negatif. Pada uji merah metil, akumulasi asam dapat menurunkan ph sampai 5 atau kurang. Bila indikator merah metil ditambahkan dalam kondisi ph serendah itu maka indikator tersebut akan berwarna merah. Menurut Hadioetomo (1993), bila pengujian merah metil menunjukkan reaksi negatif, maka mungkin sekali organisme itu tidak menghasilkan asam melainkan 2,3-butanadiol. Pengujian yang dilakukan menunjukkan reaksi positif pada ketiga isolat, hal ini ditandai dengan perubahan warna medium menjadi merah setelah penambahan reagen Barritt. Pada uji VP ini, penambahan reagen Barritt yang terdiri dari KOH dan α-naftol dapat menentukan adanya asetoin, senyawa pemula dalam sintesis 2,3-butanadiol. Menurut Hadioetomo (1993), bakteri yang dapat menghasilkan asetoin meliputi semua spesies Enterobacter dan beberapa dari spesies Bacillus. Hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan reaksi positif pada isolat T2.4, hal ini ditandai dengan terbentuknya warna kuning pada medium O/F. Menurut Evita (2005), apabila terbentuk warna kuning pada medium yang tertutup parafin, berarti metabolisme bakteri dalam
menggunakan karbohidrat secara fermentasi Apabila terbentuk warna kuning pada medium yang tidak tertutup parafin, berarti metabolisme bakteri dalam menggunakan karbohidrat secara oksidasi. Uji ini dilakukan untuk menguji kemampuan bakteri mereduksi nitrat menjadi nitrit. Berdasarkan pengujian yang dilakukan menunjukkan reaksi positif pada isolat T3.7 dan T4.5 yang ditandai dengan perubahan warna medium menjadi merah. Berdasarkan karakteristik morfologi secara makroskopis dan mikroskopis serta reaksi biokimia, dan setelah dicocokkan dengan panduan menurut Cowan (1974) Manual for the identification of medical bacteria, maka isolat T2.4 menunjukkan karakteristik dari bakteri genus Enterobacter, sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 menunjukkan karakteristik dari bakteri genus Bacillus. Menurut Cowan (1974), Enterobacter merupakan kelompok bakteri Gram negatif berbentuk batang, bersifat aerob dan anaerob fakultatif, mampu menghasilkan gas, pada uji motilitas positif, mampu memfermentasi jenis karbohidrat tertentu, mampu menggunakan citrat sebagai satu-satunya sumber karbon, dan mampu menghasilkan 2,3-butanadiol. Bakteri Enterobacter disebut bakteri koliform yang hidup pada saluran pencernaan dan tersebar luas di tanah dan perairan (Schlegel, 1994). Menurut Cowan (1974), Bacillus merupakan kelompok bakteri Gram positif berbentuk batang, dapat tumbuh dalam keadaan aerob dan anaerob fakultatif, menghasilkan endospora yang tahan terhadap panas, pada uji motilitas positif, umumnya tidak mampu menghasilkan urease, jenisnya dibedakan berdasarkan kemampuan memecah gula, mampu menghasilkan 2,3-butanadiol, dan mampu mereduksi nitrat menjadi nitrit. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan tentang identifikasi bakteri penghasil amilase yang berasal dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang, maka dapat disimpulkan bahwa berdasarkan hasil identifikasi morfologi secara makroskopis dan mikroskopis serta identifikasi secara biokimia, maka dapat dipastikan isolat T2.4 tergolong ke dalam bakteri dari genus Enterobacter, sedangkan isolat T3.7 dan T4.5 tergolong ke dalam bakteri dari genus Bacillus. Berdasarkan hasil dari penelitian ini, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang identifikasi secara molekuler untuk mengetahui spesies bakteri penghasil amilase yang berasal dari tanah tempat pembuangan akhir (TPA) sampah di kota Padang. DAFTAR PUSTAKA Cowan, S. T. 1974. Manual for the identification of medical bacteria. London. New York. Melbourne: Cambridge University Press. Evita, Candrayunda. 2005. Bakteri Pendegradasi Sampah Organik di Lokasi Pembuangan Akhir Air Dingin Kota Padang. Skripsi Sarjana Biologi FMIPA. Universitas Andalas. Padang. Hadioetomo, S. R. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Hayati, Meili. 2008. Produksi dan Karakterisasi Enzim Amilase dari Bacillus amyloliquefaciens Fukumoto pada Substrat Tapioka. Tesis. Pasca Sarjana Unand. Padang. Jumawita. 2014. Karakterisasi Bakteri Amilotermofilik Obligat dari Sumber Air Panas Semurup, Sungai Penuh Menggunakan Gen 16S rrna. Skripsi Sarjana Biologi FMIPA. Universitas Andalas. Padang. Naiola, Elidar. 2008. Isolasi dan Seleksi Mikroba Amilolitik dari Makanan Fermentasi/Ragi Tapai Gambut di Kalimantan Selatan. Jurnal Mikrobiologi, Puslit Biologi, LIPI.
Pelczar. M.J., dan Chan, E. S. 1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Terjemahan Ratna Siri, dkk. Jakarta: UI Press. Perwitasari, Y. A. 2014. Isolasi dan Uji Amilolitik Bakteri Penghasil Amilase dari Tanah Tempat Pembuangan Akhir Sampah di Kota Padang. Skripsi. Program Studi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumatera Barat. Padang. Poedjiadi, A. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia. Schlegel H. G dan K. Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Tresnawati, Fadhillah, dan Widayani. 2004. Isolasi Bakteri Amilolitik Toleran ph 9 Dari Tanah di Taman Wisata Alam Situ Gunung- Sukabumi. Jurnal PKMI. Institut Pertanian Bogor.