ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI AMILOLITIK DARI …

PROSIDING SEMINAR NASIONAL III TAHUN 2017 “Biologi, Pembelajaran, dan Lingkungan Hidup Perspektif Interdisipliner”

Diselenggarakan oleh Prodi Pendidikan Biologi-FKIP bekerjasama dengan Pusat Studi Lingkungan dan Kependudukan (PSLK)

Universitas Muhammadiyah Malang, tanggal 29 April 2017

Hanzen et al, Isolasi dan Identifikasi 259

available at http://research-report.umm.ac.id/index.php/

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI AMILOLITIK DARI TANAH YANG

TERCAMPUR LIMBAH KULIT UBI KAYU DI BONDOWOSO, JAWA TIMUR Isolation and Identification of Amilolitik Bacteria on Soil Contaminated with Cassava’s Peel Waste

at Bondowoso, East Java

W.F. Edi Hanzen1, Utami Sri Hastuti

2, Suparno Putera Makkadafi

1, Putri M. Al. Asna

2,

Febriani Sarwendah Asri Nugraheni2

1Pascasarjana Pendidikan Biologi Universitas Negeri Malang

2Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang

Jalan Semarang No. 5, Kota Malang

e-mail korespondensi: [email protected]

ABSTRAK Bondowoso merupakan salah satu daerah yang memiliki industri pengolahan tape yang berbahan dasar ubi kayu.

Industri tersebut menyisahkan kulit yang berpotensi menjadi limbah yang dapat mencemari lingkungan, oleh karena itu perlu adanya perhatian dan upaya untuk mengatasi limbah kulit ubi kayu tersebut. Limbah kulit ubi kayu banyak

mengandung pati atau amilum, sehingga menyebabkan terdapat banyak kandungan amilum pada tanah yang

tercampur limbah kulit ubi kayu. Ada kemungkinan terdapat bakteri amilolitik dalam tanah tempat pembuangan

limbah kulit ubi kayu tersebut. Bakteri amilolitik mampu menghidrolisis amilum dengan bantuan enzim amilase. Enzim amilase memiliki peran penting dalam pengolahan limbah yang banyak mengandung amilum. Penelitian ini

bertujuan untuk 1) mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri amilolitik dari sampel tanah limbah kulit ubi kayu di

Bondowoso 2) menghitung indeks hidrolisis amilum pada masing-masing isolat bakteri dari limbah kulit ubi kayu di

Bondowoso. 3) menentukan spesies bakteri amilolitik yang paling potensial menghidrolisis amilum. Sampel tanah diambil dari 5 titik berbeda secara acak pada tanah yang tercampur limbah kulit ubi kayu. Isolasi dan penentuan

indeks hidrolisis pada bakteri amilolitik ditentukan dengan mengunakan media amilum agar. Hasil penelitian ini

menunjukan bahwa; 1) terdapat 4 spesies bakteri amilolitik, yaitu Bacilus circulans, Bacilus subtilis, Bacilus

coagulans dan Pseudomonas aeruginosa. 2) indeks hidrolisis amilum berbeda antar spesies bakteri amilolitik yaitu dalam rentang nilai antara 1,18 sampai 3,20. 3) indeks hidrolisis amilum tertinggi dimiliki oleh bakteri Pseudomonas

aeruginosa dengan indeks hidrolisis amilum 3,20. Sehingga bakteri tersebut paling potensial menghidrolisis amilum.

Kata kunci: bakteri amilolitik, indeks hidrolisis amilum,enzim amilase, identifikasi,limbah kulit ubikayu.

ABSTRACT Bondowoso is one of many regionthat has a “tape” processing industry which made from cassava. The industry has

peel residue that potential to become waste and can be polluting the environment, it needs attention and efforts to

overcome the cassava’s peel waste. Cassava’s waste contains a lot of starch, causing the starch content there are

many on the soil mixed cassava peel waste. There will likely amylolytic bacteria in the soil where sewage cassava peels them. Amylolytic bacteria were able to hydrolyze starch by the enzyme amylase. Amylase enzyme has an

important role in the processing of wastes that contain lots of starch. This study aims to 1) isolate and identify

amylolytic bacteria from soil samples cassava peel waste at Bondowoso 2) calculate the index hydrolysis of starch in

each isolate bacteria from cassava peel waste in Bondowoso. 3) determinate the bacterial species most potential amylolytic hydrolyze starch. Soil samples were collected from 5 different points randomly in mixed waste ground

cassava bark. Isolation and determination of bacterial amylolytic hydrolysis index determined using media Starch

Agar. These results indicate that; 1) There are four species of bacteria amylolytic, namely Bacilus circulans, Bacilus

subtilis, Bacilus coagulans and Pseudomonas aeruginosa. 2) different starch hydrolysis index between amylolytic bacterial species that is in the range between 1.18 to 3.20. 3) The highest starch hydrolysis index is owned by

Pseudomonas aeruginosa with starch hydrolysis index of 3.20. So that the bacteria most potential to hydrolyze

starch.

Keywords: cassava’s peel waste, amylolytic bacteria, starch hydrolysis index, amylaseenzyme, identification.

Pengolahan tape telah dilakukan dibeberapa daerah

di Indonesia, salah satu diantaranya di Kabupaten

Bondowoso Provinsi Jawa Timur. Masyarakat

Bondowoso melakukan pengolahan tape dengan bahan

dasar ubi kayu. Pengolahan tersebut dilakukan untuk

memenuhi kebutuhan pangan dan juga meningkatkan

pendapatan bagi masyarakat. Industri pengolahan tape

tersebut hanya memanfaatkan bagian dagingnya saja

sedangkan bagian kulit dibuang begitu saja dan hanya

sedikit masyarakat yang memanfaatkan kulit ubi kayu

sebagai makanan ternak. Volume kulit ubi kayu yang

dihasilkan cukup besar yaitu dengan persentase jumlah

kulit luar sebesar 0,5-2% sedangkan limbah kulit bagian

dalam sebesar 8-15% dari berat total singkong segar

(Hikmiyati dan Yanie, 2009). Kulit ubi kayu yang tidak

dimanfaakan tersebut berpotensi menjadi sumber

pencemaran lingkungan, sehingga perlu mendapatkan

perhatian dan penanganan khusus. Berdasarkan hal

tersebut maka perlu ada upaya untuk mengatasi limbah






kulit ubi kayu dengan memanfaatkan bakteri yang

berperan sebagai dekomposer.

Tanah merupakan tempat hidup yang paling ideal

bagi bagi bakteri dekomposerkarena tanah mengandung

bahan organik, anorganik dan meneral yang berlimpah.

Didalam tanah yang tercampur limbah kulit ubi kayu

kemungkinan hidup berbagai spesies bakteri amilolitik,

karena pada limbah kulit ubi kayu masih terkandung

amilum. Adapun kandungan kimia yang terdapat pada

kulit ubi kayu antara lain; air 7,9-10,32%, amilum 44-

59%, protein 1,5-3,7%, pektin 0,22%, lemak 0,8-2,1%,

abu 0,2-2,3%, serat 17,5-27,4%, ca 0,42-0,77%, mg 0,12-

0,24% P 0,02-0,10%, HCN 18,0-304,4 ppm (Rukmana,

1986; Richana, 2013). Amilum yang terdapat pada limbah

kulit ubi kayu akan diuraikan oleh bakteri amilolitik

menjadi menjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu

glukosa. Bakteri amilolitik pada umumnya banyak

tumbuh dengan subur pada bahan yang mengandung

amilum. Hal ini sejalan dengan penelitian Hastuti, et. Al.,

(2014) mengenai bakteri amilolitik dalam limbah hasil

olahan sagu yang menyatakan bahwa limbah kulit sagu

masih mengandung amilum, sehingga menjadisubstrat

yang baik bagi pertumbuhan bekteri amilolitik. Adapun

spesies bakteri amilolitik yang berhasil diisolasi dan

diindentifikasi dari limbah hasil olahan sagu tersebut

antara lainadalah: Bacillus mycoides, Serratia

liquefaciens, Bacillus alvei, Bacillus licheniformis,

Bacillus cereus.

Bakteri amilolitik mempunyai kemampuan

menghidrolisis yang mungkin berbeda antara spesies yang

satu dan spesies yang lain, oleh sebab itu maka perlu

dilakukan penelitian yang bertujuan untuk 1) mengisolasi

dan mengidentifikasi bakteri amilolitik dari sampel tanah

limbah kulit ubi kayu di Bondowoso 2) menghitung

indeks hidrolisis amilum pada masing-masing isolat

bakteri dari limbah kulit ubi kayu di Bondowoso. 3)

menentukan spesies bakteri amilolitik yang paling

potensial menghidrolisis amilum. Hasil perhitungan

indeks hidrolisis bakteri tersebut dapat digunakan untuk

menentukan spesies bakteri amilolitik yang paling

potensial, sehingga dapat dimanfaatkan untuk

bioremidiasi limbah kulit singkong yang terdapat di

Kabupaten Bondowoso maupun di pabrik pengolahan

tape didaerah lain.

METODE

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Malang. Penelitian ini dimulai pada

bulan Februari sampai dengan bulan Maret 2017.Bahan

yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah kulit

ubi kayu, medium Nutrient Agar (NA), alkohol 70%,

larutan iodium, mediumAmilum Agar (AA), sampel tanah

yang tercampur limbah kulit ubi kayu.

Sampel tanah diambil dari 5 titik berbeda secara

acak pada tanah yang tercampur limbah kulit ubi kayu.

Sampel tanah diambil sebanyak 50 ml untuk dihaluskan,

lalu dilarutkan dalam 450 ml Medium Luria Berthani cair

sehingga diperoleh tingkat pengenceran 10-1. Selanjutnya

diaklimatisasi dengan mengunakan shaker selama 5x24

jam dengan kecepatan 100 rpm. Suspensi Sampel diambil

sebanyak 1 ml yang selanjutnya dicampur dengan 9 ml

Luria Berthani sehingga diperoleh tingkat pengenceran

10-2. Pengenceran dilakukan secara bertahap sehingga

diperoleh tinggkat pengenceran 10-2

, 10-3

, 10-4

, 10-5

, 10-6

,

10-7

,10-8

, 10-9

, 10-10

, 10-11

, 10-12.

Suspensi sampel dari masing-masing pengenceran

diinokulasikan sebanyak 0,1 ml pada medium Nutrient

Agar (NA), kemudian diinkubasikan pada suhu 370

C

selama 1X24 jam. Setiap bakteri yang tumbuh pada

medium Nutrient Agar (NA) diisolasi. Selanjutnya

dilakukan uji kemampuan hidrolisis amilum pada masing-

masing isolat bakteri dilakukan dengan cara

menginokulasi bakteri pada medium Amilum Agar

dengan metode gores dan diinkubasi pada suhu 370

C

selama 1x24 jam kemudian diteteskan larutan iodin. jika

terdapat zona bening disekitar koloni bakteri maka hal ini

menunjukan bahwa bakteri tersebut memiliki kemampuan

untuk menghidrolis amilum. Selanjutnya dilakukan

pengukuran indeks hirolisis bakteri amilolitik dengan

menggunakan rumus:

(diameterzona bening + diameter koloni bakteri)- diameter koloni bakteri

diameter koloni bakteri

Setiap bakteri amilolitik diisolasi dan

diidentifikasai dengan Kit Microbact GNB 12/B/E.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil isolasi bakteri dari limbah kulit

ubi kayu dan pengujian sifat amilolitik ditemukan 4 isolat

bakteri amilolitik dengan kode isolat H, I, N, dan Q yang

disajikan pada Tabel 1. Setiap isolat bakteri ditumbuhkan

pada medium Amilum Agar yang kemudian ditambahkan

larutan iodin menunjukan zona bening disekitar koloni

bakteri yang disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Koloni bakteri amilolitik pada medium Amilum

Agar. (Keterangan: Daerah jernih disekitar koloni

bakteri menunjukan bahwa bakteri mampu menghidrolisis amilum pada medium).






Hal ini menunjukkan bahwa masing-masing isolat

bakteri tersebut merupakan bakteri yang bersifat

amilolitik. Hal ini sejalan dengan Fardiaz (1987) yang

menyatakan bahwa mikroba yang memproduksi enzim

ekstraseluler jika ditumbuhkan pada media yang

mengandung substrat yang dapat dihidrolisis akan

mengeluarkan enzim tersebut di sekitar koloninya dan

akan menghidrolisa subtrat di sekeliling koloni. zona

bening yang terbentuk disekitar koloni bakteri merupakan

Aktivitas amilase bakteri amilolitik (Winarno, 2002).

selanjutnya dilakukan pengukuran indeks hidrolisis

amilum terhadap isolat bakteri tersebut yang disajikan

pada Tabel 2. Pengukuran indeks hidrolisis terhadap

amilum pada masing-masing spesies bakteri bertujuan

untuk mengetahui spesies bakteri yang paling potensial

dalam menghidrolisis amilum, sehingga dapat

dimanfaatkan untuk keperluan bioremidiasi limbah kulit

ubi kayu. Hasil identifikasi bakteri amilolitik disajikan

pada Tabel 3.

Tabel 1 Spesies Bakteri Amilolitik yang Terdapat pada Limbah

Kulit Ubi Kayu.

No Kode isolat Sifat amilolitik

1 H + 2 I +

3 N +

4 Q +

+ = memiliki sifat amilolitik

- = tidak memiliki sifat amilolitik

Tabel 2 Indeks Hidrolisis Setiap Bakteri Amilolotik.

No Kode isolat Indeks hidrolisis

X1 X2 X3 X

1 H 1,31 2,81 3,00 2,37

2 I 3,25 3,04 3,07 3,12

3 N 1,13 1,16 1,27 1,18

4 Q 3,27 1,71 4,27 3,20

Tabel 2 hasil identifikasi setiap isolatbakteri amilolitik.

No Kode isolat Nama Spesies

1 H Bacilus circulans

2 I Bacilus subtilis

3 N Bacilus coagulans 4 Q Pseudomonas aeruginosa

Berdasarkan hasil isolasi dan identifikasi bakteri

ditemukan 4 spesies bakteri amilolitik pada limbah kulit

ubi kayu yaitu: Bacilus circulans, Bacilus subtilis, Bacilus

coagulans dan Pseudomonas aeruginosa. Secara alami

bakteri amilolitik hidup didalam tanah. Hal ini sesuai

dengan penelitian Djasmasari dan Fuad (2011) yang

mengemukakan bahwa telah berhasil mengidentifikasi

bakteri Bacilus circulans dan Bacilus coagulans dari

tanah. Bakteri amilolitik juga hidup pada limbah yang

mengandung amilum, hal ini ditunjang oleh Hastuti, et.

Al., (2013) yang mengemukakan bahwa bakteri

Pseudomonas aeruginosa ditemukan pada batang

mangrove yang telah lapuk.

Kemampuan indeks hidrolisis amilum setiap

spesies bekteri berbeda-beda yaitu dalam rentang nilai

antara 1,18 sampai 3,20. Hasilpenelitian menunjukkan

bahwa bakteri Pseudomonas aeruginosa memiliki

aktivitas hidrolisis amilum yang paling tinggi.

Bakteri amilolitik mampu memproduksi enzim

amilase yang berfungsi sebagai biokatalisator yang

mampu mengkatalis proses hidrolisis amilum untuk

menghasilkan molekul yang lebih sederhana seperti

glukosa, maltosa dan dekstrin (Forgati, 1983; Nangin,

2015). Hal ini ditunjang oleh Enny (2008)yang

menyatakan bahwa bakteri amilolitik menghasilkan

sedikitnya 3 enzim, yaitu α-amilase, β-amilase dan

βglukosidase untuk memecah amilum menjadi glukosa. α-

amilase akan memecah ikatan α-1,4 menghasilkan

glukosa, maltosa dan dekstrin. β-amilase akan memecah

pati dari ujung nonreduksi menjadi β-maltosa dan

dekstrin. Sedangkan β-glukosidaseakan memecah ikatan

β-1,6 pada rantai cabang dan dekstrin menjadi

glukosa.Bakteri amilolitik memiliki tingkat pertumbuhan

yang cepat sehingga hanya dibutuhkan waktu yang relatif

singkat untuk memproduksi enzim amilase (Fadlilah dan

Shovitri,2014). Hal tersebut dapat dimanfaatkan untuk

proses bioremediasi limbah kulit ubi kayu yang

komponen penyusunnya sebagian besar terdiri amilum.

Penelitian ini telah berhasil mengisolasi dan

mengidentifikasi bakteri amilolitik yang hidup didalam

tanah yang tercampur limbah kulit ubi kayu di

Bondowoso, yaitu: Bacilus circulans, Bacilus subtilis,

Bacilus coagulans dan Pseudomonas aeruginosa.

Didalam tanah hidup spesies-spesies bakteri amilolitik

yang dapat menghidrolisis amilum, sehingga dapat

mengatasi masalah limbah tersebut. Spesies-spesies

bakteri tersebut juga mempunyai potensi menghidrolisis

amilum dilokasi lain yang mengalami permasalahan

limbah yang sama. Sehubungan dengan hal tersebut maka

keseimbangan ekosistem perlu mendapatkan perhatian,

agar spesies-spesies bakteri amilolitik dapat terjaga

kelestariannya. Tanah tempat hidup bakteri amilolitik

harus tetap terpelihara agar terhindar dari bahan-bahan

kimia pencemar lingkungan antara lain: diterjen, oli, dsb.

Apabila spesies-spesies bakteri amilolitik dapat terjaga

kelestariannya, maka masalah limbah yang mengandung

amilum dapat teratasi dengan bantuan bakteri amilolitik

yang mempunyai potensi mendegradasi amilum menjadi

senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan relatif mudah

larut dalam air.

PENUTUP

Kesimpulan dalam penelitian ini adalah:

1. Terdapat 4 spesies bakteri amilolitik dari limbah kulit

ubi kayu yaitu: Bacilus circulans, Bacilus subtilis,

Bacilus coagulans dan Pseudomonas aeruginosa.

2. Indeks hidrolisis amilum bakteri amilolitikberada

dalam rentang nilai antara 1,18 sampai 3,20.

3. Indeks hidrolisis amilum tertinggi dimiliki oleh

bakteri Pseudomonas aeruginosa dengan indeks






hidrolisis amilum 3,2, sehingga bakteri tersebut

palingpotensial menghidrolisis amilum.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-

rekan asisten laboratorium mikrobiologi yang telah

mendampingi penulis dalam melakukan penelitian.

DAFTAR RUJUKAN

Djasmasari, W dan Fuad, A. 2011. Isolasi Penghasil

Ekoenzim dari Tanah. Akademi Kimia Analisis

Bogor: Bogor.

Enny, W. 2008. Peranan Mikroba Tanah Pada Kegiatan

Rehabilitasi Lahan Bekas Tambang. Jurnal Info

Hutan (Agustus, V). No.2 Bogor: Pusat Litbang

Hutan dan Konservasi Alam, Departemen

Kehutanan. Hal: 151.

Fadlilah, F. R dan Shovitri, M. 2014. Potensi Isolat

Bakteri Bacillus dalam Mendegradasi Plastik

dengan Metode Kolom Winogradsky. Jurnal

Teknik Pomits. Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: 2337-

3539.

Fardiaz, S. 1987. Mikrobiologi Pangan I. Bogor: Fakultas

Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Fogarti, W. M., 1983. Microbial Enzymes and

Biotechnology. New York: Applied Science

Publisher.

Hastuti, U.S., Sangur, K and Khasanah, H.N. 2013.

Biodiversity and Enzyme Activity of Indigenous

Cellulolytic and Amylolytic Bacterias in Decayed

Mangrove Stem Waste Product at Waai Seashore,

Ambon Island. Journal KnE Life Sciences, (online)

Volume 2, pp. 433-438, 2015. pdf, diakses 1 april

2017.

Hastuti, U.S., Yakub, P. and Khasanah, H.N. 2014.

Biodiversity of Indigenous Amylolytic and

Cellulolytic Bacteria in Sago Waste Product at

Susupu, North Moluccas. Journal of Life Sciences,

(online) Volume 8, Nomer 11, pp. 920-924,

2014,http;/Journal_of_Life_Sciences_2014.11.pdf,

diakses 1 april 2017.

Hikmiyati dan Yanie, N.S. 2009. Pembuatan Bioetanol

dari Limbah Kulit Singkong Melalui Proses

Hidrolisa Asam dan Enzimatis. Skripsi Semarang:

Fakultas Teknik Kimia, Universitas Diponegoro.

Nangin, D. 2015. Enzim Amilase Pemecah Pati Mentah

dari Mikroba. Jurnal Pangan dan Agroindustri,

volume 3, nomer 3, 2015.http;/jpa.ub.id.pdf,

diakses 1 april 2017.

Richana, N. 2013. Mengenal Potensi Ubi Kayu Dan Ubi

Jalar. Nuansa cendikia: Bandung.

Rukmana, R. Ubi Kayu Budi Daya dan Paska Penen.

Kenesius: Yogyakarta.

Winarno, F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi. PT.

Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI AMILOLITIK DARI …

Documents

Transcript of ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI AMILOLITIK DARI …