digilib.uns.ac.id i OPTIMASI WAKTU, ph DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L. Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh: Sri Winarseh NIM. M0408117 JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 i
digilib.uns.ac.id ii
digilib.uns.ac.id iii 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, 29 Juli 2013 Sri Winarseh NIM. M0408117
digilib.uns.ac.id iv OPTIMASI WAKTU, ph DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L. Sri Winarseh Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. ABSTRAK Selulosa merupakan polisakarida yang merupakan substrat potensial dalam industri fermentasi. Hidrolisis selulosa menghasilkan glukosa dapat dilakukan secara enzimatik menggunakan selulase. Selulase merupakan enzim yang dapat menghidrolisis ikatan ß-1,4 pada selulosa. Pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa bakteri dari saluran pencernaan Attacus atlas L. memiliki kemampuan selulolitik sehingga berpotensi sebagai penghasil selulase. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum meliputi ph, suhu, dan waktu inkubasi untuk produksi enzim selulase oleh bakteri dari saluran pencernaan A. atlas. Penelitian ini menggunakan 37 isolat bakteri dari saluran pencernaan A. atlas. Skrining bakteri selulolitik dilakukan berdasarkan pembentukan zona jernih pada media yang mengandung CMC 1% dan produksi gula reduksi. Optimasi waktu inkubasi, ph, dan suhu untuk produksi selulase menggunakan media minimal CMC. Berdasarkan hasil skrining diperoleh isolat bakteri um3-m/12-2009 yang memiliki potensi selulolitik tertinggi. Produksi selulase pada kondisi optimum yaitu suhu 50 o C, ph 6 dan waktu inkubasi 12 jam. Dalam kondisi optimum ini aktivitas selulase yang diperoleh sebesar 0,02395 U/ml. Kata kunci : selulosa, selulase, Attacus atlas, produksi selulase.
digilib.uns.ac.id v OPTIMIZATION OF TIME, ph AND TEMPERATURE FOR CELLULASE PRODUCTION FROM DIGESTIVE TRACT OF Attacus atlas L. Sri Winarseh Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of March, Surakarta. ABSTRACT Cellulose is a polysaccharide which is potential as a substrate in the fermentation industry. Hydrolysis of cellulose produced glucose which can be done enzymatic by cellulase. Cellulase is an enzyme that can hydrolyze the ß-1, 4 bonds on cellulose. In a previous study had known that bacteria from the digestive tract of Attacus atlas L. have cellulolytic ability as a producer of cellulase. This research was aimed to determine the optimum conditions ph, temperature, and incubation time for cellulase production by bacteria from the digestive tract of A. atlas. This research used 37 isolates of bacteria from the gastrointestinal tract of A. atlas. Screening of cellulolytic bacteria carried by a clear zones on media containing 1% of CMC and production of sugar. Optimization of incubation time, ph, and temperature for cellulase production were using minimal media CMC. Based on the screening, bacteria isolat um3-m/12-2009 which have highest cellulolytic potency. Cellulase production at the optimum temperature conditions of 50 C, ph 6 and 12 hours of incubation time. In this optimum condition was obtained 0,02395 U/ml of cellulase activity. Keywords: cellulose, cellulase, Attacus atlas, cellulase production.
digilib.uns.ac.id vi MOTTO Seseorang akan mengerti seberapa kuat dirinya ketika menjadi kuat adalah satu-satunya pilihan (Hitam Putih) Sebenarnya kita tidak dirancang untuk menyelesaikan persoalan sendiri, tetapi untuk meminta dan dekat dengannya sehingga dibimbing untuk mendapatkan solusi terbaik (aa Gym) Jangan pernah menyerah karena ketika engkau menyerah, engkau tidak akan pernah tahu jika pintu kesuksesan tinggal selangkah lagi (Anonim)
digilib.uns.ac.id vii PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan untuk: Allah yang telah memberikan Hidayah yang luar biasa Ibuku, wanita super yang tak pernah letih mendukung dan menyemangatiku Almarhum bapak, terima kasih atas semua pengorbanannya Mas dan mbakku serta keponakanku terima kasih atas dukungan dan doanya Ibu Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech dan ibu Dr. Artini Pangastuti, M.Si atas dukungan dan nasihat yang berharga Seluruh sahabat seperjuanganku Biologi 08 dan Almamaterku tercinta
digilib.uns.ac.id viii KATA PENGANTAR Segala puji syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-nya yang tak terhingga. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul: Optimasi Waktu, ph Dan Suhu Untuk Produksi Selulase Dari Bakteri Saluran Pencernaan Attacus atlas L.. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini, penulis menyadari banyak menemui hambatan dan masalah. Namun atas masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat sehingga skripsi ini dapat selesai. Oleh karena itu pada kesempatan 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 ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 2. Dr. Agung Budihardjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta serta sebagai penelaah II yang telah memberikan ijin, bimbingan dan masukan kepada penulis. 3. Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, masukan serta dukungan dan motivasi selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 4. Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 5. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah memberikan bimbingan dan commit masukan to user kepada penulis.
digilib.uns.ac.id ix 6. Ari Pitoyo, S.Si, M.Sc selaku dosen penelaah II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis. 7. Kepala dan staf Laboratorium Biologi, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium. 8. Keluargaku tersayang (Ibu dan kakak-kakakku) atas doa, dukungan, dan kasih sayangnya. 9. Keluarga Biologi 2008 untuk kebersamaan, semangat, inspirasi dan kerja samanya, semoga silaturahmi kita selalu terjaga 10. Untuk Asti, mbak Esti, Citra, Dwi Rahmawati, Wulan, Endah, Putri, dan Lida terima kasih atas doa, bantuan dan semangat, yang telah diberikan 11. Mbak Atik, Mas Adnan, Mbak Nina terima kasih bantuan dan dukungannya selama di Laboratorium serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya. Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihakpihak yang terkait. Surakarta, Juli 2013 Penulis
digilib.uns.ac.id x DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v HALAMAN MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Perumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 BAB II. LANDASAN TEORI... 4 A. Tinjauan Pustaka... 4 1. Selulosa... 4 2. Selulase... 6 3. Sumber Selulase... 7 4. Produksi selulase... 9 a. Substrat... 9 b. Tingkat Keasaman (ph)... 10 c. Suhu... 11 d. Waktu Inkubasi... 12 B. Kerangka Pemikiran... 14 C. Hipotesis... 15
digilib.uns.ac.id xi BAB III. METODE PENELITIAN... 16 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 16 B. Alat dan Bahan... 16 1. Alat... 16 2. Bahan... 17 C. Cara Kerja... 18 1. Permajaan Isolat... 18 2. Pemilihan Isolat... 18 3. Optimasi Produksi Selulase... 20 4. Pengkuran Kadar Gula Reduksi... 21 3. Pengukuran Aktivitas Selulase... 22 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 25 A. Pemilihan Isolat... 25 B. Optimasi Produksi Selulase... 29 1. Optimasi Suhu... 29 2. Optimasi ph... 32 3. Optimasi Waktu Inkubasi... 33 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 37 A. Kesimpulan... 37 B. Saran... 37 DAFTAR PUSTAKA... 38 LAMPIRAN... 43 RIWAYAT HIDUP PENULIS... 46
digilib.uns.ac.id xii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Hasil isolat bakteri berdasarkan penelitian Fiatun dan Rianita 17 (2010 Tabel 2. Pemilihan isolat berdasarkan uji kemampuan hidrolisis 26 selulosa Tabel 3. Hasil pemilihan isolat berdasarkan produksi gula reduksi, inkubasi pada suhu 37 o C dengan ph awal media 7 selama 24 28 jam. Tabel 4. Pengaruh ph pada produksi selulase oleh isolat bakteri um3- m/12-2000 pada suhu 50 o C, dengan substrat CMC selama 24 33 jam.
digilib.uns.ac.id xiii DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur Selulosa. 4 Gambar 2. Mekanisme hidrolisis selulosa 6 Gambar 3. Kerangka Pemikiran 15 Gambar 4. Zona bening isolat TSA-6.A/TTS-B pada media CMC selama 24 jam.. 25 Gambar 5. Reaksi reduksi pada asam 3,5 dinitrosalisilat... 28 Gambar 6. OD bakteri pada produksi selulase yang dilakukan pada ph awal media 7 selama 24 jam... 30 Gambar 7. Produksi selulase oleh isolat bakteri um3-m/12-2009 dengan substrat CMC pada ph awal 7 selama 24 jam dengan suhu 30, 37, 40, 50, dan 60 o C. 31 Gambar 8. Penentuan waktu inkubasi pada produksi selulase oleh isolat bakteri um3-m/12-2009 pada suhu 50 o C, ph 6 dengan substrat CMC.... 34
digilib.uns.ac.id xiv DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Kurva Standar Gula Reduksi. 42 Lampiran 2. Hasil Optimasi Suhu dan Waktu Inkubasi... 43 Lampiran 3. Zona Bening di sekitar koloni isolat bakteri dari saluran pencernaan A. atlas... 44