OPTIMASI ph DAN PENAMBAHAN NaCl TERHADAP AKTIVITAS SENYAWA ANTIMIKROBA Bacillus cereus DA 5.2.3 DALAM MENGHAMBAT BIOFILM BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK TAMBAK UDANG SKRIPSI INA TUTURINA SITEPU 080805067 Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan Gelar Sarjana Sains Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Medan DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 1
PERSETUJUAN Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas : OPTIMASI ph DAN PENAMBAHAN NaCl TERHADAP AKTIVITAS SENYAWA ANTIMIKROBA Bacillus cereus DA 5.2.3 DALAM MENGHAMBAT BIOFILM BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK TAMBAK UDANG : SKRIPSI : INA TUTURINA SITEPU : 080805067 : SARJANA (S-1) BIOLOGI : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Januari 2015 Komisi Pembimbing: Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dra. Nunuk Priyani, M.Sc Dr.It Jamilah, M.Sc NIP. 19640428 199603 2 001 NIP. 19631210 199103 2 003 Diketahui/Disetujui Oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP. 19630123 199003 2 001 i
PERNYATAAN OPTIMASI ph DAN PENAMBAHAN NaCl TERHADAP AKTIVITAS SENYAWA ANTIMIKROBA Bacillus cereus DA 5.2.3 DALAM MENGHAMBAT BIOFILM BAKTERI PATOGEN OPORTUNISTIK TAMBAK UDANG SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Januari 2015 INA TUTURINA SITEPU NIM 080805067 ii
ABSTRAK Produktivitas tambak udang dalam beberapa tahun terakhir mengalami penurunan yang antara lain disebabkan oleh adanya bakteri patogen oportunis pada tambak udang sepertie. coli,salmonellasp. dan Staphylococcusaureus. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui daya hambat senyawa antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 yang diproduksi pada ph optimum dan penambahan konsentrasi NaCl terhadap pertumbuhan biofilm bakteri patogen oportunistik tambak udang.penelitian ini menggunakan bakteri Bacillus cereus DA 5.2.3 sebagai penghasil senyawa antimikroba dan bakteri patogen yang digunakan adalah bakteri patogen oportunistik pada tambak udang yaitu E. coli, Salmonella sp., dan Staphylococcus aureus.bacillus cereus DA 5.2.3 dikultur dalam media SWC cair pada ph 5, 6, 7, 8, dan 9 dengan penambahan NaCl 0, 1, 2, dan 3 % untuk menghasilkan senyawa antimikroba. Kultur disentrifugasi dengan kecepatan 10000 rpm selama 15 menit. Senyawa antimikroba diujikan terhadap bakteri patogen dengan metode kertas cakram. Senyawa antimikroba tersebut juga diujikan terhadap sel biofilm bakteri patogen. Senyawa antimikroba yang diproduksi pada ph 5 dan penambahan NaCl 2 % dapat menghambat pertumbuhan ketiga bakteri patogen. Penghambatan senyawa antimikroba terhadap petumbuhan sel biofilm umur 1 hari sebesar hampir 100 % terhadap ketiga bakteri patogen oportunistik yang diujikan.pada sel biofilm yang berumur 3 hari terjadi penghambatan sebesar 96% terhadap Salmonella sp., 95% terhadap E.coli, dan sebesar hampir100 % terhadap Staphylococcus aureus. Kata Kunci: biofilm, Bacillus cereus DA 5.2.3, senyawa antimikroba iii
ABSTRACT Shrimp farm productivity in recent years has decreased partly due to the presence of opportunistic pathogenic bacteria in shrimp ponds such as E. coli, Salmonella sp. and Staphylococcus aureus. This study wants to know the ability of Bacillus cereus DA 5.2.3 antimicrobial compounds which is produced in optimum ph and adding of NaCl concentration to inhibit growth of the cell biofilm of opportunistic pathogen bacteria in shrimp ponds. This study uses the bacteria Bacillus cereus DA 5.2.3 as a producer of antimicrobial compounds and pathogenic bacteria used are opportunistic pathogens bacteria in shrimp ponds are E. coli, Salmonella sp., and Staphylococcus aureus. Bacillus cereus DA 5.2.3 was cultured in liquid medium SWC at ph 5, 6, 7, 8, and 9 with the addition of NaCl 0, 1, 2, and 3% to produce antimicrobial compounds. Culture was centrifuged at 10,000 rpm for 15 minutes. Antimicrobial compounds were tested against pathogens by disc diffusion method. The antimicrobial compound was also tested against biofilm cells of pathogenic bacteria. Antimicrobial compounds were produced at ph 5 and the addition of 2% NaCl can inhibit the growth of third opportunistic pathogenic bacteria.inhibition of antimicrobial compounds on the growth of one day old biofilm cell was almost 100% of the third opportunistic pathogen bacteria which are tested. The three days old biofilm cell was reduced as much as 96 % of Salmonella sp., 95 % of E.coli, and almost 100 % of Staphylococcus aureus. Keywords :biofilms, Bacillus cereus DA 5.2.3, antimicrobial compounds iv
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kasih dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi yang berjudul Optimasi phdan Penambahan NaCl Terhadap Aktivitas Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 Dalam Menghambat Biofilm Bakteri Patogen Oportunistik Tambak Udang, dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana Biologi FMIPA USU, Medan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc selaku pembimbing I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku pembimbing II yang telah banyak memberi bimbingan dan saran kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku dosen penguji I dan Bapak Dr. Miswar Budi Mulya, M.Si selaku dosen penguji II yang telah banyak memberikan saran serta masukan demi kesempurnaan penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik serta Kepala Laboratorium Mikrobiologi, Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU dan Ibu Dr. Saleha Hanum, M.Sc selaku sekretaris Departemen Biologi FMIPA USU, seluruh staff pengajar Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Nurhasni Muluk, Bang Erwin dan Kak Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis, B. Sitepu dan R. Hasibuan untuk segala dukungan yang telah diberikan kepada penulis baik itu doa, materi, semangat serta kasih sayang yang tak ada habis-habisnya. Kalian adalah sumber inspirasi terbesar saya dalam menempuh pendidikan ini. Terima kasih juga penulis ucapkan untuk kedua adik laki-laki saya, Raymond Sitepu dan Brian Gamaliel Sitepu. Kalian berdualah pemicu api semangat saya untuk segera menyelesaikan pendidikan ini. Kasih sayang kalian lah yang membuat saya kuat hingga sampai saat ini. Terima kasih penulis sampaikan kepada keluarga besar Hasibuan dan Sitepu. Setiap dukungan, semangat dan doa yang kalian berikan sangat berarti banyak bagi saya. Takkan pernah bisa saya membalas setiap kebaikan kalian. Tuhan lah yang sekiranya akan membalaskannya. Terima kasih untuk seluruh rekan-rekan yang telah banyak membantu penulis semasa kuliah, mengerjakan penelitian, serta dalam mengerjakan skripsi ini. Terima kasih untuk Asmitra Sembiring, Miduk Sianipar, Agnes Yolanda Silalahi, Syarifah Riska Mella, Sister Sianturi, Adi Gunawan, serta seluruh mahasiswa stambuk 2008. Terima kasih untuk persahabatan yang penuh warna selama 6 tahun lebih ini dan semoga persahabatan ini tetap ada hingga akhir hayat kita. Terima kasih juga kepada Adrian Tan serta stambuk 2009 untuk bantuan serta dukungan nya dalam pengerjaan penelitian ini. Terima kasih kepada Santa Lucia, Riris, Hendika, Dilla, Juwita, Tien, Nialusi serta seluruh stambuk 2010. juga kepada Frico Situmeang dan seluruh stambuk 2011. Terima kasih juga kepada Bobby Pranoto dan seluruh stambuk 2012. Kalian memainkan peran yang sangat besar dalam penyelesaian penelitian dan skripsi ini. v
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dhana H.S Hutagaol, lelaki yang telah hadir membawa warna baru di setiap sisi kehidupan saya. Lelaki yang membuat penulis mampu berdiri setegar karang dalam segala keadaan dan memandang segalanya dari sisi yang berbeda. Lelaki yang kuat dan penuh kesabaran untuk mengerti akan segala kekuranganku. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Medan, Januari 2015 Penulis vi
DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN ABSTRAK ABSTRACT PENGHARGAAN DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii iv v vi ix x xi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.4 Manfaat Penelitian 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perkembangan Ekspor Udang 4 2.2 Bakteri Patogen Oportunis pada Udang 5 2.2.1 Escherichia coli 5 2.2.2 Salmonella 6 2.2.3Staphylococcus aureus 7 2.3 Biofilm 8 2.4 Bacillus Sebagai Penghasil Bakteriosin 8 BAB 3. BAHAN DAN METODE 3.1Waktu dan Tempat 10 3.2Alat dan Bahan 10 3.3Peremajaan Isolat Bakteri Patogen dan Bacillus 10 3.4 Optimasi ph dan Penambahan NaCl dalam Pengendalian Sel Bakteri Patogen dengan Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 11 3.4.1 Optimasi ph dan PenambahNaCl 11 3.5 Pembentukan Sel Biofilm 11 3.6 Pengendalian Sel Biofilm Patogen Dengan Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 12 3.6.1 Produksi Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 12 3.6.2 Uji Aktivitas Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 Terhadap Biofilm Bakteri 12 Patogen vii
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Optimasi ph dan Penambahan NaCl Pada Media Produksi Terhadap Aktivitas Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 4.1.1 Daya Hambat Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 Tehadap Bakteri Patogen Salmonella sp. 4.1.2 Daya Hambat Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 Tehadap Bakteri Patogen E. coli 4.1.3 Daya Hambat Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 Tehadap Bakteri Patogen Staphylococcus aureus 4.2 Pengendalian Sel Biofilm Bakteri Patogen Dengan Senyawa Antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 13 13 14 14 17 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 19 5.2 Saran 19 DAFTAR PUSTAKA 20 viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Rata-rata besar zona hambat senyawa antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 terhadapsalmonellasp. pada media MHA pada suhu 28 0 C danwaktu inkubasi 24 dan 48 jam 13 Tabel 2. Rata-rata besar zona hambat senyawa antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 terhadape. coli pada media MHA pada suhu 28 0 C danwaktu inkubasi 24 dan 48 jam 14 Tabel 3. Rata-rata besar zona hambat senyawa antimikroba Bacillus cereus DA 5.2.3 terhadapstaphylococcus aureus. pada media MHA pada suhu 28 0 Cdan waktu inkubasi 24 dan 48 jam 15 Tabel 4. Jumlah Sel Biofilm Bakteri Uji sebelum dan setelah kontak dengan senyawa antimikroba bakteri Bacillus cereus DA 5.2.3 17 ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Zona hambat senyawa antimikrobabacillus cereus DA 5.2.3pada ph 5 dan NaCl 2% terhadap (a)staphylococcusaureus; (b) Salmonella sp.; (c) E.coli 16 x
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Bagan Kerja 24 xi