POTENSI ISOLAT BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT TANJUNG BALAI DAN SIBOLGA SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI GLIFOSAT SKRIPSI NILAWATI NASUTION 070805014 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
POTENSI ISOLAT BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT TANJUNG BALAI DAN SIBOLGA SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI GLIFOSAT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains NILAWATI NASUTION 070805014 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PERSETUJUAN Judul : POTENSI ISOLAT BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT TANJUNG BALAI DAN SIBOLGA SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI GLIFOSAT Kategori : SKRIPSI Nama : NILAWATI NASUTION Nomor Induk Mahasiswa : 070805014 Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Desember 2011 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc. Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. NIP. 19651101 199103 1 002 NIP. 19640428 199603 2 001 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc. NIP. 19630123 199003 2 001
PERNYATAAN POTENSI ISOLAT BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT TANJUNG BALAI DAN SIBOLGA SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI GLIFOSAT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2011 Nilawati Nasution 070805014
PENGHARGAAN Alhamdulillahirabbil alamin, penulis ucapkan kepada Allah SWT Atas segala rahmat dan kasih sayang-nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Potensi Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan Asal Laut Tanjung Balai dan Sibolga Sumatera Utara dalam Mendegradasi Glifosat Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah SAW. Ku persembahkan kepada : Ayahanda Syahrir Nasution Kau akan selalu hidup di dalam hatiku Ibunda tersayang Zaidar Wanita tegasdan bertanggung jawab Kaulah pahlawan dalam hidupku Saudaraku Bang Zairulsyah Nasution Terima kasih atas motivasi yang tiada henti Bapak Safri, Bapak Taufiq, Bapak Fukhri, Bapak Fakhri Terima kasih atas pemberian dan dukungannya.. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc., selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. H. Erman Munir, M.Sc., selaku dosen pembimbing II, Bapak Drs. Arlen Hanel John, M.Sc selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan serta waktu dan perhatiannya kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Tak lupa juga penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc. penguji I serta Ibu Dra. Isnaini Nurwahyuni. M.Sc. selaku dosen penguji II. Terima kasih kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc., selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU serta seluruh Dosen Departemen Biologi FMIPA USU yang telah memberikan ilmu yang sangat berarti dalam hidup penulis. Mohon do anya agar penulis dapat memanfaatkan ilmu ini sebaik-baiknya. Kepada Bang Endra Raswin, Kak Roslina Ginting, Ibu Nurhasni Muluk dan Bapak (Alm) Sukirmanto, terima kasih atas kesabarannya dalam membantu penulis selama masa pendidikan di Departemen Biologi. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dani, Lisa, kak Ayu, Fakultas Pertanian USU dan Ibu Sabarida dan Ibu Windah yani, PPKS, yang telah membantu penulis selama proses penelitian ini berlangsung. Kepada temanteman di Laboratorium Mikrobiologi, Sahabatku, Yanti, Mirza, Asril, Resti, Affan semoga perjuangan yang kita lakukan ini memberi arti dalam hidup kita. Adik-adik ku Nina, Frans, Ayu, Diah berjuanglah terus dan pantang menyerah. Kak Nikmah, kak Ami, kak Ika, kak Yayan karena kalian memberikan tambahan ilmu dalam penelitian penulis.
Kepada Sahabat-sahabatku angkatan 2007, Nia, Gustika, Maika, Putri, Risa, Risma, Umi, Eva, Anggun, Laura, Alex, Helmi, Elisabeth, Maria, Katrina, Desi, Chairunnas, Aini, Irma, Anti, Sari, Ayu, Farid, Ria Windi, Eka, Ria, Else, Hotda, Natalia, Siti, Juventus, Raymon, Fatma, Astri, Erlinda terima kasih telah mengisi harihari penulis dengan kebersamaan dan mengajarkan penulis untuk saling memahami. Terima kasih kepada adik-adik asuh Wulan, Boby, Imam. Terima kasih kepada Keni yang telah membantu penulis dalam proses mencari bahan tuk penelitian penulis. Terima kasih kepada Tisna memberikan motivasi dan mengajarkan penulis banyak hal tentang makna kehidupan. Kepada Bang Azwar, terima kasih atas perhatian, senyuman dan kasih sayang yang tulus, semoga apa yang kita cita-citakan akan terwujud. Kepada kak Lastri (teman satu kamar), kak Bayu, adik-adik ku Nuna, Ayu karena kalian penulis bisa makin semangat dalam melaksanakan penilitian dan terima kasih atas hiburan selama bersama. Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga Allah SWT. membalas semua kebaikan kita semua dengan balasan yang setimpal. Amin Ya Rabbal Alamin. Medan, Desember 2011 Penulis
POTENSI ISOLAT BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN ASAL LAUT TANJUNG BALAI DAN SIBOLGA SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI GLIFOSAT ABSTRAK Penelitian tentang potensi isolat bakteri penghasil biosurfaktan asal laut Tanjung Balai dan Sibolga Sumatera Utara dalam mendegradasi glifosat telah dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi, FMIPA USU, Medan dari bulan Februari sampai Juli 2011. Dua isolat yang digunakan yaitu TJB 01 dan SBG 05, dikultur pada media yang mengandung 2% Roundup selama 6 hari. Pertumbuhan yang lebih tinggi ditunjukkan oleh isolat TJB 01 pada hari ke-6 sebesar 6,3 x 10 12 CFU/ml. Produksi biosurfaktan yang lebih tinggi ditunjukkan oleh isolat TJB 01 pada hari ke-2 sebesar 109,421 ppm. Kemampuan isolat TJB 01 dalam mendegradasi glifosat juga lebih tinggi dari isolat SBG 05 dengan konsentrasi glifosat tersisa sebesar 2.826,171 ppm dengan penurunan hingga 16,8%. Kata kunci: Biosurfaktan, Pestisida, Biodegradasi glifosat
POTENCY OF BIOSURFACTANT PRODUCING BACTERIA ISOLATED FROM TANJUNG BALAI AND SIBOLGA SEA NORTH SUMATERA IN DEGRADING GLYPHOSATE ABSTRACT The study on potency of biosurfactant producing bacteria from Tanjung Balai and Sibolga sea, Nort Sumatera Utara in degrading gliphosate, was done in the Microbiology Laboratory, Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences University of Sumatera Utara from February until July 2011. Two isolates used were TJB 01 and SBG 05, that were cultured on media that contain 2% Roundup for six days. The higher growth was shown by TJB 01 on day 6 (6.3 x 10 12 CFU/ml). The higher production of biosurfactant concentration was shown by TJB 01 on day 2 (109.421 ppm). Ability of TJB 01 isolate in degrading glyphosate was also the better than to SBG 05 with remaining of glyphosate concentration 2,826.171 ppm with percent decrease up to 16.8%. Keywords: Biosurfactants, Pesticide, Gliphosate biodegradation
DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii v vi vii ix x xi BAB I 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 Pencemaran Pestisida 4 2.2 Komponen-komponen Herbisida Roundup 5 2.3 Mekanisme Degradasi Glifosat 6 2.4 Surfaktan dan Biosurfaktan 7 2.5 Mikroba Penghasil Biosurfaktan 8 BAB 3 BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat 10 3.2 Bahan dan Alat 10 3.3 Asal Isolat 10 3.4 Prosedur Penelitian 3.4.1 Pengukuran Pertumbuhan Sel 11 3.4.2 Uji Potensi Bakteri Dalam Memproduksi Biosurfaktan 11 3.4.2.1 Penentuan Kurva Standar Rhamnosa 12 3.4.2.2 Produksi Biosurfaktan dan Kuantitatif 12 3.4.3 Analisis Kuantitatif Residu dari Glifosat 13 3.4.3.1 Penentuan Kurva Standar Glifosat 13 3.4.3.2 Analisis Glifosat Sisa Dilakukan dengan Metode HPLC (High Performance Liquid Chromatography) 13 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pertumbuhan Isolat 15 4.2 Pengukuran Produksi Biosurfaktan 16 4.3 Potensi Bakteri dalam Mendegradasi Glifosat 19
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 22 5.2 Saran 22 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel 1 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Halaman Mikroba penghasil biosurfaktan dan jenis biosurfaktan yang dihasilkan 9 Laju pertumbuhan rata-rata sel isolat bakteri penghasil biosurfaktan asal laut Tanjung Balai dan Sibolga Sumatera Utara 15 Konsentrasi biosurfaktan isolat bakteri asal laut Tanjung Balai dan Sibolga Sumatera Utara 17 Konsentrasi glifosat sisa degradasi oleh isolat bakteri penghasil biosurfaktan asal laut Tanjung Balai dan Sibolga Sumatera Utara 19
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Degradasi glifosat oleh mikroba melalui sarcosin atau AMPA 7 Gambar 4.1 Pertumbuhan isolat TJB 01 dan SBG 05 selama 6 hari 16 Gambar 4.2 Konsentrasi biosurfaktan isolat TJB 01 dan SBG 05 selama 6 hari 18 Gambar 4.3 Konsentrasi glifosat sisa degradasi isolat TJB 01 dan SBG 05 selama 6 hari 20
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Komposisi Media Bushnell-Haas, Larutan Standar Mc. Farland, Komposisi Roundup dan Larutan Orsinol dan Eluent Glifosat 27 Lampiran B. Alur Kerja Estimasi Jumlah Isolat Bakteri dengan Metode SPC 28 Lampiran C. Alur Kerja Pembuatan Kurva Standar Rhamnosa 29 Lampiran D. Alur Kerja Produksi Biosurfaktan dan Kuantitatif Metode Orsinol yang Dimodifikasi 30 Lampiran E. Alur Kerja Penentuan Kurva Standar Glifosat 31 Lampiran F. Alur Kerja Analisis Glifosat dengan Metode HPLC 32 Lampiran G. Penentuan Kurva Standar Rhamnosa dan Kurva Standar Glifosat 33 Lampiran H. Dokumentasi Penelitian 40