ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN SKRIPSI YUSNITA WAHYUNI SILITONGA 080805030 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains YUSNITA WAHYUNI SILITONGA 080805030 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
ii PERSETUJUAN Judul : ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN Kategori : SKRIPSI Nama : YUSNITA WAHYUNI SILITONGA Nomor Induk Mahasiswa : 080805030 Program Studi : SARJANA (S-1) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Januari 2013 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc Dr. It Jamilah, M.Sc NIP. 19640409 199403 1 003 NIP.19631012 199103 2 003 Diketahui/Disetujui Oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP. 19630123 199003 2 001
iii PERNYATAAN ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Januari 2013 YUSNITA WAHYUNI SILITONGA 080805030
iv PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang atas limpahan rahmat kekuatan dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian yang berjudul ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN yang merupakan syarat untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains di Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. It Jamilah M.Sc selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam pembuatan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Drs. Kiki Nurtjahja M.Sc dan Bapak Prof. Dr. Ing. Ternala A Barus, M.Sc selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberikan arahan dan saran dalam kesempurnaan skripsi ini. Ucapkan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Elimasni, M.Si selaku Dosen Pembimbing Akademik. Ibu Dr. Nursahara pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU dan Bapak Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Biologi FMIPA USU. Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku kepala Laboratorium Mikrobiologi. Seluruh staf Pengajar Departemen Biologi FMIPA USU. Ibu Mizarwati S.Si selaku Ketua Panitia Seminar Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Nurhasni Muluk, Bapak Erwin, dan Ibu Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU. Teristimewa penulis sampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayahanda tercinta Marahakim Silitonga dan Ibunda tercinta Mastinar Rambe yang dengan sabar dan tiada mengenal lelah untuk mendukung pendidikan penulis hingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada saudara-saudari penulis tersayang abang Zaitun, dan kakak Tia Sima, Mas Bulan dan Siti Sumarni atas semua motivasi dan dukungannya. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada para sahabat yaitu Sirma, Rildah, Riana, Maya, Santi, Nanin, Ahri, Ummi, Zulfi, Netty, Dame, Ira, Eka, Igun, Asmi, Arta, Indri, Sister, Agnes, Pesta, Mela, Sarah, Riana, Nanin, Ummi, Pinta, Oppy, Intan, Rini, Yanti, Dini, Novi, Ayu, Dewi, Diah, Nina, Frans, Albert, Jeckmal,Ina, Desy dan Sari yang saling mendukung dan saling pengertian dari mulai penelitian hingga akhir penyusunan skripsi ini. Terima kasih kepada kakak asuh kak yayan yang telah banyak member dukungan dan motivasi kepada penulis. Kepada kakak dan abang senior stambuk 2007 dan juga kepada adik junior 2009, 2010 dan 2011. Kepada teman-teman sekos Liska Rambe, Aminah Arfah, Ana, dan Yani yang turut mendukung dan memotivasi hingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini.
v Akhirnya, dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. Penulis berharap karya yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Januari 2013 Penulis
vi ISOLASI BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK DARI TAMBAK UDANG YANG MEMBENTUK BIOFILM DAN PENGENDALIANNYA DENGAN PANAS DAN KLORIN ABSTRAK Keberadaan bakteri patogen oportunistik di tambak udang disebabkan karena tercemarnya air tambak oleh limbah industri maupun domestik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keberadaan bakteri patogen oportunistik pada tambak udang di Kota Medan, Sumatera Utara (Percut, Pantai Labu, Pantai Cermin), kemampuan bakteri tersebut membentuk biofilm serta pengendaliannya dengan menggunakan panas dan klorin. Bakteri patogen oportunistik diisolasi dari usus udang, sedimen dan air tambak udang dengan menggunakan media selektif/diferensial. Dari hasil isolasi ditemukan adanya Escherichia coli, Salmonella sp., dan Staphylococcus sp. Untuk menguji kemampuannya dalam membentuk biofilm maka bakteri tersebut ditumbuhkan pada stainless steel dalam media SWC cair dengan rentang waktu 1, 3, 6 hari. Bakteri E. coli, Salmonella sp., dan Staphylococcus sp. dapat membentuk biofilm pada inkubasi hari ke-1, tetapi yang paling tinggi pertumbuhannya ialah pada inkubasi hari ke-6. Jumlah sel biofilm bertambah seiring dengan lama inkubasi. E. coli memiliki jumlah sel biofilm paling tinggi yaitu 6,35 x 10 4 CFU/SS sedangkan yang terendah ialah Salmonella sp. yaitu 0,28 x10 4 CFU/SS. Pengendalian sel biofilm dengan klorin pada konsentrasi 225 ppm selama 2 menit dan panas pada suhu 100 0 C selama 5 menit efektif mengendalikan sel biofilm umur 1 dan 3 hari, sedangkan umur 6 hari tidak semua dapat dikendalikan. Semakin tinggi konsentrasi klorin dan suhu yang diberikan semakin efektif kemampuannya dalam mengendalikan sel biofilm. Kata kunci: biofilm, klorin, oportunistik, panas, stainless steel, SWC
vii ISOLATION OF OPPORTUNISTIC PATHOGEN BACTERIA FROM SHRIMP AQUACULTURE THAT FORM BIOFILMS AND IT CONTROL BY HEAT AND CHLORINE ABSTRACT The existence of opportunistic pathogen bacteria in shrimp culture is resulted by contamination shrimp water from industrial and domestic waste. The aims of this study is to know the existence of opportunistic pathogen bacteria in shrimp aquaculture around the city of Medan, Sumatera Utara (Percut, Pantai Labu, Pantai Cermin), the ability of these bacteria to form biofilms as well as its control by using of chlorine and heat. Opportunistic pathogen bacteria were isolated from the gut of shrimp, sediment and water of shrimp aquaculture by using selective/differential media. From the results of isolation found the presence of Escherichia coli, Salmonella sp., and Staphylococcus sp. To test the ability of these bacteria to form biofilms was performed on stainless steel in the SWC media with a span of 1, 3, 6 days. E. coli, Salmonella sp., and Staphylococcus sp. may form biofilms on incubation 1 st day but the highest growth was on the 6 th days of incubation. The number of biofilm cells grow in line with addition of incubation time. E. coli had the highest biofilm cells which was 6,35 x 10 4 CFU/SS, whereas the lowest biofilm number was found in Salmonella sp. which was 0,28 x 10 4 CFU/SS. Application of chlorine concentration of 225 ppm for 2 minutes and heat at 100 0 C for 5 minutes affective in killing 1 st and 3 th days age biofilm cells, but not the 6 th days biofilms cells. The higher the chlorine concentration and the temperature given the more effective it is to control the bacteria. Keyword: biofilm, chlorine, heat, opportunistic, stainless steel, SWC.
viii DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN ii iii iv vi vii viii x xi xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 2 1.3 Tujuan 3 1.4 Hipotesis 3 1.5 Manfaat 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perkembangan Budi Daya Udang di Indonesia 4 2.2 Faktor Penyebab Penahanan dan Penolakan Produk Udang 5 2.3 Bakteri Patogen Oportunistik pada Tambak Udang 6 2.4 Sel Biofilm Bakteri 8 2.4.1 Pengendalian Sel Biofilm dengan Klorin 9 2.4.2 Pengendalian Sel Biofilm dengan Panas 10 BAB 3 BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat 11 3.2 Alat dan Bahan 11 3.3 Isolasi dan Penghitungan Sel Bakteri 11 3.4 Pembentukan dan Penghitungan Sel Biofilm 12 3.5 Pengendalian Sel Bakteri dengan Klorin 13 3.6 Perlakuan Panas dan Klorin untuk Pengendalian Biofilm 13 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Isolasi Bakteri Patogen Oportunistik 14 4.2 Pembentukan Sel Biofilm pada Stainless Steel 17 4.3 Pengendalian Sel Bakteri dengan Klorin 19 4.4 Pengendalian Sel Biofilm dengan Klorin 21 4.5 Pengendalian Sel Biofilm dengan Panas 23
ix BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 25 5.2 Saran 25 DAFTAR PUSTAKA 26
x DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Jumlah sel bakteri yang diisolasi dari tambak udang 14 Tabel 2. Pengendalian sel biofilm bakteri patogen oportunistik 21 dengan klorin Tabel 3. Pengendalian sel biofilm bakteri patogen oportunistik dengan beberapa temperatur 23
xi DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Bakteri patogen oportunistik pada media selektif 16 Gambar 2. Pertumbuhan sel biofilm pada stainless steel 17 Gambar 3. Pengendalian sel bakteri dengan klorin 19 Gambar 4. Luas penghambatan klorin terhadap pertumbuhan bakteri 20
xii DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Isolasi dan penghitungan sel bakteri 29 Lampiran 2. Komposisi media sea water complete (SWC) 29 Lampiran 3. pembentukan sel biofilm pada stainless steel 30 Lampiran 4. Penghitungan sel biofilm 30 Lampiran 5. Pengendalian sel bakteri dengan klorin 31 Lampiran 6. Pengendalian sel bakteri dengan panas dan klorin 31 Lampiran 7. Jumlah sel biofilm 32 Lampiran 8. Pertumbuhan bakteri pada PCA 32 Lampiran 9. Luas penghambatan klorin terhadap pertumbuhan 33 bakteri Lampiran 10 Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian 33