ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN ANTIFUNGAL FUNGI ENDOFIT DARI TANAMAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) TERHADAP FUNGI PERUSAK MAKANAN SKRIPSI MAYSARAH 050805001 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009
ii LEMBAR PENGESAHAN JUDUL : ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN ANTIFUNGAL FUNGI ENDOFIT DARI TANAMAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) TERHADAP FUNGI PERUSAK MAKANAN NAMA : MAYSARAH NIM : 050805001 No Nama Keterangan Tanggal Tanda Tangan 1. Drs. Kiki Nurtjahja, M. Sc Dosen Pembimbing I 2. Yurnaliza, S. S i, M. Si Dosen Pembimbing II 3. Dra. Isnaini Nurwahyuni, M. Sc Dosen Penguji I 4. Dra. Elimasni, M. Si Dosen Penguji II
iii ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN ANTIFUNGAL FUNGI ENDOFIT DARI TANAMAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) TERHADAP FUNGI PERUSAK MAKANAN SKRIPSI Oleh MAYSARAH 050805001 Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui oleh: Pembimbing II Pembimbing I Yurnaliza, S. S i, M. Si Drs. Kiki Nurtjahja, M. Sc NIP. 197107181999032001 NIP. 196212111998031001 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009
iv PENGHARGAAN Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang atas rahmat, berkat dan hidayahnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Isolasi dan Uji Kemampuan Antifungal Fungi Endofit dari Tanaman Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) Terhadap Fungi Perusak Makanan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc dan Ibu Yurnaliza, M. Si selaku Dosen Pembimbing I dan Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan serta waktu dan perhatiannya kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dra. Isnaini Nurwahyuni, M. Sc dan Ibu Dra. Elimasni, M. Si sebagai Ketua dan Sekretaris Penguji yang telah banyak memberikan arahan dan saran dalam penyempurnaan penulisan hasil penelitian ini. Ucapan terimakasih juga saya ucapkan kepada Ibu Dra. Elimasni, M. Si selaku Pembimbing Akademik saya yang selalu memberikan nasehat luar biasanya selama saya menempuh pendidikan di jurusan Biologi ini dan juga kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc Ketua Departemen Biologi FMIPA USU dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M. Sc selaku Sekretaris Departemen Biologi FMIPA USU. Dr Eddy Marlianto, M. Sc selaku Dekan FMIPA USU. Prof. Erman Munir, M. Sc selaku Ketua Laboratorium Mikrobiologi. Staf Pengajar di Departemen Biologi FMIPA USU. Bapak Sukirmanto, Ibu Nurhasni Muluk, Ibu Roslina Ginting, dan Bang Erwin selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU. Serta tak lupa pula penulis mengucapkan terimakasih kepada Tropical Rain Forest Coffee Team yang memberikan beasiswa penelitian kepada penulis khususnya kepada Mr. Wu Tzu Yu, Afrianty Sitanggang, dan Syukural Fajar yang memberi semangat luar biasa kepada penulis. Ungkapan terimakasih yang tak ternilai penulis ucapkan kepada keluarga yang kusayangi, kepada kedua orangtuaku Ibundaku Siti Khadijah Semel yang sudah memberikan banyak doa, harapan, nasehat luar biasa, semangat, senyuman, jalan keajaiban dalam menempuh hidup ini dan Ayahanda Bakri Imran yang sudah banyak memberikan banyak doa, harapan dan dorongan sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini. Kepada kakakku Suciati Bakri yang aku banggakan dan sayangi dan abang iparku Razman bin Adnan dan kepada Adindaku tersayang Siti Habiyah Bakri dan Rizaldi Abdillah, bungsu yang hebat. Penulis mengucapkan terimakasih atas segala cinta, kasih sayang, pengorbanan moril maupun materil, motivasi, kesabaran serta doa yang tak akan pernah bisa penulis balas sampai kapanpun. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada keluarga besar Kost Shirathol Mustaqim (Kak Susi, Bang Adi, Nenek Na, Indah, Shella, Tyas, Audry, Adam, Kak Pitra, Kak Netty, Kak Maini, Kak Siti, Kak Irma, Kak Pita, Nikma dan Kak Ansen). Juga kepada sahabat-sahabatku di stambuk 2005 sejak masuk perkuliahan Imus, Nikma, mbak Susi, Widya, Umi, Utin, Fifi, Kak Ajai, Seneng, Eri, Yanti, Andini, Dwi, Fatimah, Wulan, Winda, Diana, Dini, Erna, Sarah Lili, Beca, Valentyna, Fitria, Santy, Santi, Julita, Kurnia, Riris, Simla, Siti, Ruth, Ocid, Erni, Toberni, Kak Kalis, Koko, Verta, Irfan, Andi, Kabul, Taripar, Sidahin, Fendi, Rahmad, Juned, Misran dan spesial untuk Kak Pida, Partner dalam penelitian. Teman-
v teman seperjuangan yang spesial di Laboratorium Mikrobiologi (Irfan, Fendi, Kabul, Rahmad, Winda, Nia, Santy, Imus, Utin, Dini, Kak Pida dan Ummi). Teman-temanku Selingkaran yang luar biasa semangatnya dan Morobbi yang selalu memberikan penyejuk hati bagi penulis untuk senantiasa semangat dalam mengarungi hidup ini dan menjadi titik awal perubahan bagi penulis. Juga kepada sahabat-sahabat di UKMI AL- FALAK, Ukhuwah yang luar biasa, MSC, FLP Sumut, Incubator Sains terimakasih atas semua doa, persahabatan, dukungan, semangat dan nasehat yang selalu kalian berikan kepada penulis. Adik-adikku Zulfa, Dwi, Nikma, Ika, Yayan, Nana, Ami, Widya, Siti, Jean, dan Adi, Dan seluruh keluarga besar Biologi, senior, junior di Departemen Biologi serta semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dukungan, perhatian, dan bantuannya kepada penulis. Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam melengkapi kekurangan serta penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua Medan, Desember 2009 Penulis
vi ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis fungi pada tanaman andaliman dan uji kemampuan antagonisnya dalam menghambat pertumbuhan fungi perusak makanan (Aspergillus sp1. dan Aspergillus sp2.). Akar, batang, daun, dan buah masing-masing disterilisasi permukaan dan ditumbuhkan pada media PDA. Fungi yang tumbuh dikarakterisasi morfologi untuk mengetahui jenisnya. Fungi endofit yang diperoleh selanjutnya diuji kemampuan antagonisnya terhadap fungi uji. Isolasi fungi endofit dari tanaman andaliman (akar, batang, daun dan buah) dapat diperoleh sebanyak tiga puluh dua isolat fungi endofit dengan jumlah terbanyak terdapat pada buah yang terdiri dari tujuh genus yaitu Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Colletotrichum, Cochliobolus, Schizophyllum, dan Trichoderma. Aspergillus dan Penicillium ditemukan pada semua bagian tanaman andaliman. Sebanyak tujuh belas isolat fungi endofit dapat menghambat pertumbuhan fungi uji. Kata kunci: fungi, endofit, andaliman, antagonis, Zanthoxylum
vii THE ISOLATION AND ABILITY OF ANTIFUNGAL OF ENDOPHYTIC FUNGI FROM ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) TO FOOD SPOILAGE FUNGI ABSTRACT This aims of this study is to determine the type of endophytic fungi isolated from andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) and to examined antagonistic activity to inhibit the growth of food spoilage fungi (Aspergillus sp1. and Aspergillus sp2.). Part of the plant sterilized and grown on PDA medium and then the endophytic fungi is examined by antagonistic test. Thirty two endophytic fungi were successfully cultured on Potato Dextrose Agar (PDA) medium. They consist of seven genera, such as Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Colletotrichum, Cochliobolus, Schizophyllum, and Trichoderma. From such genera Aspergillus and Penicillium were very often found. The result showed that seventy endophytic fungi were potential against the food spoilage fungi. Keywords: fungi, endophytic, andaliman, antagonistic, Zanthoxylum
viii DAFTAR ISI Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman iv vi vii viii ix x xi BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 3 1.3 Tujuan 3 1.4 Hipotesis 3 1.5 Manfaat 3 BAB 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Mikroorganisme Endofit 4 2.2 Endofit dan Biodiversitas 5 2.3 Manfaat Endofit 6 2.4 Botani Tanaman Andaliman 6 2.5 Kerusakan Makanan dan Bahaya Fungi Kontaminan pada Makanan 8 2.6 Fungi Perusak Makanan 11 BAB 3 Bahan dan Metoda 3.1 Waktu dan Tempat 12 3.2 Bahan 12 3.3 Isolasi Fungi Endofit dari Tanaman Andaliman 13 3.4 Karakterisasi dan Identifikasi Fungi Endofit 13 3.5 Isolasi, Karakterisasi dan Identifikasi Fungi Perusak 14 Makanan (Fungi Uji) 3.6 Uji Antagonis Fungi Endofit terhadap Fungi Perusa Makanan 14 3.7 Pengamatan Visual dan Mikroskopis 15 BAB 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Isolat fungi endofit 16 4.2 Kemampuan antagonis fungi endofit terhadap Fungi perusak 21 Makanan (Aspergillus sp1. dan Aspergillus sp2.) BAB 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 27 5.2 Saran 27 Daftar Pustaka 28 Lampiran 33
ix DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1.1 Karakterisasi morfologi koloni isolat fungi endofit tanaman 17 andaliman Tabel 4.1.2 Jumlah isolat fungi endofit yang diisolasi dari bagian 21 tanaman andaliman Tabel 4.2.1 Deskripsi gejala antagonis yang terjadi antara fungi endofit 23 dan fungi perusak makanan
x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.4.1 Andaliman dan buah andaliman 7 Gambar 3.2.1 Morfologi tanaman andaliman dan 12 akar, batang, daun, dan buah andaliman Gambar 4.1.1 Frekuensi kehadiran genus endofit pada setiap bagian 16 tanaman andaliman Gambar 4.1.2 Frekuensi kehadiran genus fungi endofit pada setiap 18 bagian tanaman andaliman baik akar, batang, daun, dan buah Gambar 4.1.3 Variasi Koloni dari Aspergillus (Umur Isolat 5 hari) pada 19 andaliman ditumbuhkan pada media PDA dimana a. Aspergillus sp1, b. Aspergillus sp2., c. Aspergillus sp3., d. Aspergillus sp4. e. Aspergillus sp5., f. Aspergillus sp6. Gambar 4.2.1 Uji antagonis fungi endofit terhadap fungi uji, umur 5 hari. 22 Fungi Endofit (FE), (ZH) Zona Hambat (ZH), Fungi Uji (FU) Gambar 4.2.2 Beberapa Isolat fungi endofit dari andaliman yang 24 berpotensi antagonis terhadap fungi perusak makanan (Aspergillus sp1. dan Aspergillus sp2.) yang ditumbuhkan pada media PDA+YE 1% umur 5 hari. Gambar 4.2.3 Pertumbuhan hifa abnormal pada media PDYA, umur 5 hari 25 a. Hifa normal Aspergillus sp2. b. Hifa bengkok dari mekanisme antagonis fungi andofit), c. Hifa cebol/kerdil dari mekanisme antagonis fungi endofit,
xi DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Deskripsi Lokasi Penelitian dan Data Pengukuran 33 Faktor Fisik Lingkungan dari Lokasi Pengambilan andaliman Lampiran B. Morfologi makroskopis dan mikroskopis 7 genus 34 fungi endofit yang ditemukan pada tanaman andaliman umur 15 hari yang ditanam pada media PDA Lampiran C. Miselium Fungi Perusak Makanan Yang Telah diidentifikasi 35 Uji Antagonis Beberapa Isolat Fungi Endofit Yang Tidak Berpotensi Lampiran D. Gambar-Gambar Penelitian 36