ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK ...

1

ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI

MINYAK SOLAR DARI LAUT BELAWAN

T E S I S

Oleh

BUNGARIA NABABAN

067030003/BIO

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2008

S

EKO L

A

H

PAS

CASAR

JA

NA

Bungaria Nababan : Isolasi Dan Uji Potensi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar Dari Laut Belawan, 2008 USU Repository © 2008

2

ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI


T E S I S

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains

dalam Program Studi Biologi

pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

BUNGARIA NABABAN

067030003/BIO

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2008


3

Judul Tesis : ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI


Nama Mahasiswa : Bungaria Nababan

Nomor Pokok : 067030003

Program Studi : Biologi

Menyetujui

Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc) (Dr. Dwi Suryanto, M. Sc.)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Direktur,

(Dr. Dwi Suryanto, M. Sc.) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B. M.Sc.)

Tanggal lulus : 26 September 2008


4

Telah diuji pada

Tanggal : 26 September 2008

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc.

Anggota : 1. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc.

2. Prof. Dr. Ing. Ternala A. Barus

3. Dr. Delvian, SP, MP.


5

ABSTRAK

Isolasi dan uji potensi bakteri pendegrasi minyak solar dari laut Belawan telah

dilakukan di laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi FMIPA USU Medan

dari bulan Pebruari sampai Agustus 2008. Penelitian ini berguna untuk mendapatkan

isolat bakteri pendegrasi minyak solar. Lima isolat bakteri pendegradasi minyak solar

telah diisolasi dari tempat pelelangan ikan (TPI) Gabion Belawan Medan melalui dua

tahapan seleksi. Kemampuan isolat dalam mendegradasi minyak solar diuji pada

konsentrasi 1% (1,5 ml), 2% (3 ml) dan 3% (4,5 ml) dan ditentukan berdasarkan

kadar minyak sisa setelah pengkulturan melalui analisis Gravimetri. Dari semua isolat

tunggal yang diujikan tampak bahwa semua isolat mampu mendegradasi minyak

solar dan perlakuan isolat campuran menunjukkan kemampuan menguraikan minyak

solar yang paling tinggi dengan minyak sisa pada konsentrasi 1,5 ml sebesar 0,26 ml

(17,3%), pada konsentrasi 3 ml sebesar 0,69 ml (23%) dan konsentrasi minyak 4,5 ml

sebesar 2,11 ml (49,1%). Hal ini mengindikasikan bahwa degradasi lengkap minyak

solar dapat terjadi dengan adanya kerjasama isolat bakteri. Secara umum semua isolat

bakteri memiliki kemampuan menghasilkan biosurfaktan untuk mengemulsi minyak

solar. BN3 pada konsentrasi minyak 1,5 ml, menghasilkan biosurfaktan sebesar 0,30

ml dan isolat konsorsium merupakan isolat penghasil biosurfaktan yang terbesar yaitu

pada konsentrasi 3 ml menghasilkan biosurfaktan sebesar 0,70 ml dan pada

konsentrasi minyak 4,5 ml, isolat konsorsium mampu menghasilkan biosurfaktan

sebesar 0,30 ml. Kemampuan isolat-isolat bakteri ini dalam mendegradasi minyak

solar kemungkinan disebabkan karena kemampuannya dalam menghasilkan

biosurfaktan.

Kata kunci : bakteri laut, biodegradasi solar, biosurfaktan

i Bungaria Nababan : Isolasi Dan Uji Potensi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar Dari Laut Belawan, 2008 USU Repository © 2008

6

ABSTRACT

Study of degradation of diesel oil by sea bacteria has been done in laboratory

at Microbiology Department of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Science,

University of Sumatera Utara from February to August 2008. Bacteria were isolated

from Belawan Sea. Five isolates of diesel degrading bacteria were isolated by two

phase of selection. The ability of isolate to degrade the diesel was tested in 1% (1,5

ml), 2% (3 ml), and 3% (4,5 ml) concentration and analyzed on the basis of the

concentration of remain oil. All isolates were able to degrade the gasoline. The

consortium isolate showed the highest ability in degrading diesel with remain oil

concentration are 0,26 ml from 1,5 ml, 0,69 ml from 4,5 ml, and 4,5 ml from 2,11 ml.

This indicates that the complete diesel degradation occured through the cooperation

of bacterial isolates. Then, all isolates have the ability to produce biosurfactant to

emulsify the oil. BN 3 grown in 1,5 ml oil emulsified 0,3 ml, consortium grown in 3

ml oil emulsified 0,7 ml, and consortium grown in 4,5 ml emulsified 0,3 of diesel oil.

The high ability of these isolates to degrade is probably caused by the ability to

produce biosurfactant.

Key words : marine bacteria, biodegradation of diesel oil, biosurfactant

ii Bungaria Nababan : Isolasi Dan Uji Potensi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar Dari Laut Belawan, 2008 USU Repository © 2008

7

KATA PENGANTAR

Besar kasihMu, agung dan mulia namaMu,Yehowa kota bentengku dan kubu

pertahananku; terpujilah Engkau kekal sampai selamanya. Karena kasihMu saya

dapat mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera Utara pada Sekolah Pasca

Sarjana dan karena kuasaMu saya dapat menyelesaikan Penelitian dengan judul

“Isolasi Dan Uji Potensi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar Dari Laut Belawan”.

Penelitian ini diajukan dalam rangka memenuhi Kurikulum Sekolah Studi Biologi

pada Sekolah Pascasarjana, Universitas Sumatera Utara.

Untuk menyelesaikan penelitian ini, banyak pihak yang telah membantu saya

hingga penelitian ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini saya mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara lewat BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara

yang memberikan kesempatan dan bantuan finansial selama perkuliahan Penulis.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa, B.MSc, selaku Direktur Sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara

3. Bapak Dr. Dwi Suryanto, MSc, selaku ketua Program Studi Biologi yang telah

membimbing dan mengarahkan saya dalam menyelesaikan penelitian ini.

4. Bapak Prof.Dr. Erman Munir, MSc, selaku ketua komisi pembimbing dan Kepala

Laboratorium FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang memberi saya

kesempatan melakukan penelitian dan yang telah membimbing serta

mengarahkan saya dalam menyelesaikan penelitian ini.

5. Bapak Dr. Delvian,SP,MP; Bapak Prof.Dr.Ing.Ternala Barus MSc dan Ibu Dr,

Ir.Herla Rusmarilin MS selaku Dosen dan penguji yang telah banyak memberikan

masukan saran untuk penyelesaian tesis ini agar lebih baik, terima kasih buat

dukungannya.

6. Bapak dan Ibu dosen saya di Program Studi Biologi Magister SPs USU, terima

kasih untuk ilmu yang sudah diberikan selama ini.

iii


8

7. Untuk Ibu Ipid, Laboran Mikrobiologi; anak-anakku Asisten laboratorium

Mikrobiologi, Netty, Ginta, Ansen, Siska, Atika, Lidya, Novel, Fahrul, Dian dan

juga anakku Desy, Asisten Laboratorium Kimia, terima kasih atas bantuannya

selama di laboratorium.

8. Bundaku T.Agustina Marbun, tiada terbalas segala doa dan dukunganmu sehingga

ananda dapat menyelesaikan tugas, dan juga Ayahandaku Wilson Edwar

Nababan, kanda Edwin Nababan dan dinda Lyliace Nababan terima kasih untuk

doamu.

9. Suamiku, kekasihku Drs. Diapari Situmeang, tanpa dukungan yang kau berikan

niscaya saya tidak akan dapat menyelesaikan perkuliahan, penelitian dan

penulisan tesis ini, terima kasih buatmu; cinta kasih kita tetap abadi, saling

mengisi, saling mendukung, satu pengharapan dan cita. Anandaku, mahkotaku

Frederik, Hyacintha dan Aditya, kalian merupakan motivasi terbesar dalam

hidupku, Mama bangga pada kalian, terima kasih sayang untuk bantuan,

pengertian dan doa yang diberi untuk Mama, juga buat Lita, terimakasih untuk

doamu sayang.

10. Kepala sekolah Drs.Ir A. Pasaribu MPd, segenap rekan guru dan pegawai SMA

Perguruan Kristen Immanuel, istimewa Dra. O. Sihite, Msi, Dra M.B.

Simanjuntak dan Dra. N. Tindaon, Bapak Pendeta Robert Pandiangan MTh dan

Rudolf Pasaribu STh, terima kasih untuk semua dukungan dan doa serta semangat

yang diberikan pada saya.

11. Temanku tersayang di S2 Biologi 06, Sri, Dewi, Desy, Ros, Yusuf, Iche, Nur,

Parasian, Eriza, Kaniwa, Dermawan, kalian adalah temanku, adikku, saudaraku,

terima kasih untuk persahabatan kita yang selalu mesra, juga temanku di Biologi

07 dan 08, terima kasih atas dukungannya.

12. Pak Min, Pak Poci, Herois, Johan dan Maya terima kasih untuk semua dukungan

dan perhatian yang diberikan pada saya.

Melalui kesempatan ini, saya sampaikan semoga Tuhan Yang Maha Kuasa

selalu memberikan pahala, nikmat dan rahmat yang tiada taranya.

iv


9

Saya menyadari sepenuhnya bahwa Penelitian ini masih banyak kekurangan, oleh

karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat

diharapkan demi kesempurnaan penulisan Penelitian ini serta berharap Penelitian ini

dapat digunakan sebagai bahan referensi bagi penelitian berikutnya.

Medan Agustus 2008

Penulis

v


10

RIWAYAT HIDUP

Dalam Nama Tuhan Yang Maha Kuasa

Bungaria M Nababan, lahir dan dibesarkan di Medan Sumatera Utara pada

tanggal 28 April 1959. Anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak

Wilson Edwar Nababan dan Ibunda T. Augustina Marbun

Berkat didikan orangtua dan kakanda Edwin Nababan serta kerja keras

akhirnya dapat menyelesaikan pendidikan SD Swasta Parulian tahun 1965-

1970, SMP Swasta Parulian tahun 1971-1973, SMA Negeri 5 Medan tahun

1974-1977, Sarjana Muda Biologi di Fakultas Eksakta IKIP Medan tahun

1977-1980. Tahun 1982 masuk Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam IKIP Medan dan lulus tahun 1984 sebagai Sarjana

Pendidikan Biologi, pada tahun 2006-2008 masuk sekolah Pascasarjana pada

Program Studi Biologi Universitas Sumatera Utara.

Sebelum memasuki Fakultas Ilmu Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, pada tahun 1980 mengawali jenjang karir sebagai tenaga

pendidik di SMF Pharmaca Medan dan SMA Kristen I Medan. Pada tahun

1984 sampai saat ini mengajar di SMA Swasta Kristen Immanuel Medan.

Pada tanggal lima belas bulan Juli tahun 1983 penulis menikah dengan

Drs. Diapari MT Situmeang dan saat ini telah dikaruniai tiga orang anak yaitu

Frederik B.I Situmeang, M.Sc, Hyacintha A.T Situmeang, S.H. dan Aditya

Y.M.P Situmeang.

vi


11

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ........................................................................................................ i

ABSTRACT ....................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR........................................................................................ iii

RIWAYAT HIDUP............................................................................................ vi

DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................ 1

1.2. Permasalahan........................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian..................................................................... 3

1.4. Hipotesis ................................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................... 4

2.1. Solar......................................................................................... 4

2.2. Pencemaran Minyak Bumi di Lautan ...................................... 5

2.3. Faktor Pembatas Biodegradasi ............................................... 5

2.4. Mikroorganisme .................................................................... 7

2.5. Degradasi Aerob .................................................................... 8

2.6. Degradasi Anaerob .................................................................. 11

2.7. Biosurfaktan ............................................................................ 12

2.8. Dampak Pencemaran Minyak Bumi/Petroleum ...................... 13

BAB III BAHAN DAN METODA ............................................................... 15

3.1 Waktu dan Tempat .................................................................. 15

3.2 Bahan dan Alat ........................................................................ 15

vii


12

3.3 Sampel Percobaan ................................................................... 16

3.4 Isolasi dan Pemurnian Bakteri................................................. 16

3.5 Pembuatan Suspensi Isolat Bakteri 10-8

sel/ml Untuk

Pengujian ................................................................................. 17

3.6 Uji Kemampuan Isolat Bakteri Dalam Mendegradasi Minyak

Solar......................................................................................... 18

3.7 Analisis Kadar Minyak Bumi Secara Gravimetri.................... 18

3.8 Estimasi Kepadatan Sel Isolat Bakteri Dengan Cara Standard

Plate Count ............................................................................. 19

3.9 Uji Kemampuan Biosurfaktan Dalam Mengemulsi Minyak

Solar......................................................................................... 20

3.10 Metoda Penelitian.................................................................... 21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 22

4.1. Isolasi dan Seleksi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar ......... 22

4.2. Uji Kemampuan Isolat Bakteri Dalam Mendegradasi

Minyak Solar ........................................................................... 25

4.3. Pertumbuhan Sel Selama Pengkulturan................................... 30

4.4. Kemampuan Biosurfaktan Dalam Mengemulsi Minyak

Solar......................................................................................... 35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 38

5.1. Kesimpulan............................................................................... 38

5.2. Saran ......................................................................................... 38

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 39

viii


13

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1. Spesifikasi minyak solar dengan minyak tanah................................ 5

2. Karakterisasi isolat bakteri pendegradasi minyak solar yang

diperoleh dari TPI Gabion Belawan, Medan.................................... 23

3. Kadar minyak sisa setelah inkubasi selama 7 hari (ml) ................... 26

4. Kadar minyak sisa setelah inkubasi selama 14 hari (ml) ................. 26

5. Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri pada hari ke-7 dalam (1010

sel/ml) ............................................................................................... 32

6. Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri pada hari ke-14 dalam (1010

sel/ml) ............................................................................................... 32

7. Rataan volume minyak solar hasil emulsi (ml) ................................ 37

ix


14

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Degradasi alkana oleh Acinetobacter sp........................................... 9

2. Degradasi benzena secara aerob....................................................... 10

3. Degradasi senyawa hidrokarbon dalam kondisi anaerob ................. 11

4. Isolat bakteri BN 1 dan BN 5 setelah 5 hari ..................................... 23

5. Uji biokimia sederhana pada BN1,a = uji TSIA, b = uji gelatin, c =

uji SIM, d = uji sitrat ....................................................................... 25

6. Kadar Minyak sisa pada perlakuan A, 1%;B, 2%;C, 3% setelah

diinkubasi dengan isolat selama 7 hari ............................................. 27

7. Kadar Minyak sisa pada perlakuan A, 1%;B, 2%;C, 3% setelah

diinkubasi dengan isolat selama 14 hari ........................................... 28

8. Pertumbuhan sel isolat bakteri secara SPC dengan konsentrasi

minyak A, 1%;B, 2%;C, 3% pada hari ke-7 .................................... 33

9. Pertumbuhan sel isolat bakteri secara SPC dengan konsentrasi

minyak A, 1%;B, 2%;C, 3% pada hari ke-14 .................................. 34

10. Kemampuan biosurfaktan dalam mengemulsi minyak (a) Analisis

kadar minyak secara gravimetri (b) Uji kemampuan isolat

konsorsium ....................................................................................... 36

x


15

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1 Pembuatan suspensi isolat bakteri 10-8

suspensi isolat

bakteri 10-8

sel/ml untuk pengujian ............................................. 44

2 Alur kerja isolasi bakteri pendegradasi minyak solar

tahap 1 ........................................................................................ 45

3 Alur kerja mendapatkan minyak sisa degradasi isolasi

tahap 2 ......................................................................................... 46

4 Alur kerja karakterisasi sifat morfologi dan biokimia

isolat ........................................................................................... 47

5 Alur kerja estimasi kepadatan sel isolat dengan cara

SPC.............................................................................................. 48

6 Uji kemampuan isolat bakteri dalam mendegradasi minyak

solar ............................................................................................. 49

7 Alur kerja analisis kadar minyak solar secara gravimetri ........... 50

8 Uji kemampuan biosurfaktan dalam mengemulsi minyak

solar(ml) ...................................................................................... 51

9 Data nilai kadar minyak solar sisa 1%, 2% dan 3% oleh bakteri

terhadap waktu pengamatan ........................................................ 52

10 Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri dengan kadar

minyak 1%, 2% dan 3% (10-10

sel/ml) ....................................... 54

11 Data nilai kemampuan biosurfaktan yang dihasilkan

isolat bakteri dalam mengemulsi minyak solar 1%, 2% dan

3%(ml)......................................................................................... 56

12 Kepadatan sel isolat bakteri dengan cara spc pada

konsentrasi minyak solar 1%, 2%, 3% ........................................ 59

13 Hasil degradasi minyak solar setelah dianalisis secara

gravimetri .................................................................................... 60

14 Isolat BN1, BN2, BN5................................................................ 61

15 Uji biokimia................................................................................. 62

xi


16

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak solar merupakan salah satu fraksi dari minyak bumi yang diperoleh

dengan cara destilasi yang dipisahkan berdasarkan titik didih dengan atom karbon per

molekulnya C15-C18 dan titik didih 300o-400

oC (Pertamina, 2005). Umumnya minyak

solar digunakan sebagai bahan bakar bagi mesin diesel kendaraan bermotor, pada

industri dapur kecil, dan juga pada bahan bakar mesin diesel kapal. Salah satu

penyebab kerusakan ekosistem adalah akibat tumpahan minyak bumi dan produk

petrokimia (campuran kompleks dari hidrokarbon). Adanya minyak pada ekosistem

laut dapat berasal dari kebocoran instalasi penyulingan minyak, tumpahan minyak

dari tanker, dari kapal tangki, tongkang dan kapal-kapal nelayan.

Kecelakaan kapal memberikan dampak yang serius di lingkungan sekitarnya;

konsekuensinya luas dan berdampak jangka panjang pada ekosistem laut, darat, dan

kesehatan manusia (Cookson, 1995 dalam Plohl et al., 2001). Kira-kira 5 juta ton

dari minyak mentah dan dari hasil penyulingan masuk ke lingkungan ekosistem

dalam bentuk tumpahan minyak (Hinchee et al., 1995). Bila hal ini tidak segera

ditanggulangi, maka dalam waktu singkat laju pencemaran laut semakin tidak

terkendali (Fahruddin, 2004). Tumpahan minyak di perairan dan di darat perlu karena

hal ini dapat membantu ahli lingkungan untuk memprediksi sifat minyak dan

memprediksi dampaknya pada lingkungan.

1 Bungaria Nababan : Isolasi Dan Uji Potensi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar Dari Laut Belawan, 2008 USU Repository © 2008

2

Pembersihan tumpahan minyak bumi di laut dapat dilakukan dengan cara fisik

yaitu dengan menggunakan bahan kimia seperti pelarut organik dengan atau tanpa

surfaktan. Campuran-campuran bahan pelarut minyak dikumpulkan dengan metoda

penyaringan, secara mekanik dengan menggunakan penyerap minyak yang membantu

merubah minyak menjadi bentuk yang dapat diangkut untuk penyimpanan jangka

pendek dan secara fisikokimia dengan menggunakan agen-agen kimia. Hal ini dapat

mengakibatkan keracunan pada organisme air dan juga dapat meningkatkan biaya

pemulihan. Selain cara di atas, metoda lain yang dapat dipakai dalam proses

pembersihan tempat-tempat yang tercemar minyak adalah secara biologi yaitu

biodegradasi. Metoda ini lebih murah, lebih aman, dan tidak menghasilkan senyawa

toksik ke lingkungan (Kittel et al., 1994)

1.2 Permasalahan

Di antara beragamnya polutan organik, hidrokarbon yang berasal dari

petroleum dan hidrokarbon halogen dianggap paling berbahaya bagi lingkungan laut.

Tumpahan minyak solar di perairan sering terjadi karena kebocoran, tumpahan

minyak dari tanker, pencucian maupun kecelakaan kapal yang berakibat buruk pada

ekosistem laut dan pantai. Meskipun demikian apabila hidrokarbon tersebut masuk ke

dalam lingkungan laut dapat dikurangi melalui berbagai proses fisika, kimiawi dan

upaya penanggulangan pencemaran minyak oleh aktivitas mikroba secara biologis

yaitu dengan cara biodegradasi merupakan yang terbaik. Dalam penelitian ini dikaji

sejauhmana kemampuan bakteri laut dalam mendegradasi minyak solar. Bakteri


3

pendegradasi minyak berjumlah sedikit dan berkembang lebih lambat, itu sebaBN ya

perlu dilakukan isolasi bertahap untuk mendapatkan isolat bakteri yang mampu

mendegradasi solar lebih lengkap.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

a. memperoleh isolat bakteri yang mampu mendegradasi minyak solar secara

lebih lengkap

b. mengetahui kemampuan isolat bakteri biakan tunggal dan campuran dalam

mendegradasi minyak solar

c. mengetahui karakter isolat bakteri yang mampu mendegradasikan minyak

solar

1.4 Hipotesis

a. Terdapat beberapa isolat bakteri pendegradasi minyak solar

b. Terdapat kemampuan yang berbeda antara isolat tunggal dengan isolat

konsorsium dalam mendegradasi minyak solar

1.5 Manfaat Penelitian

a. Sebagai sumber informasi mengenai bakteri pendegradasi minyak solar

b. Sebagai informasi untuk pengembangan penelitian lebih lanjut


4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Solar

Hidrokarbon merupakan penyusun minyak yang digunakan sebagai bahan

bakar, bahan pelarut, bahan baku tekstil, farmasi dan industri.Golongan bahan kimia

ini dihasilkan dari proses penyulingan petrolium (Azman, 2005). Minyak solar

merupakan salah satu produk penyulingan bahan bakar jenis distilat yang berwarna

kuning kecoklatan yang jernih berupa cairan dalam suhu rendah, yang biasa disebut

juga Gas Oil, atau High Speed Diesel (Pertamina, 2005)

Solar seperti halnya juga minyak tanah tergolong dalam satu kumpulan besar

bahan kimia yang dikenal sebagai hidrokarbon yang merupakan bahan organik yang

mengandung atom karbon dan hidrogen. Solar adalah bahan bakar minyak untuk

mesin diesel, lebih kental daripada minyak tanah. Minyak solar atau High Speed

Diesel (HSD) merupakan BBM yang memiliki angka performa cetane number 45.

Jenis BBM ini umumnya digunakan untuk mesin transportasi mesin diesel yang

umum dipakai dengan sistem injeksi pompa mekanik dan injeksi elektronik, dalam

kendaraan bermotor transportasi dan mesin industri (Pertamina, 2005).

Spesifikasi adalah batasan minimum atau maksimum daripada sifat-sifat

tertentu bahan bakar minyak yang ditetapkan (Pertamina, 1998). Perbedaan

spesifikasi solar dengan minyak tanah dapat dilihat pada tabel 1 berikut ini.


5

Tabel 1. Spesifikasi minyak solar dengan minyak tanah

Sifat Solar Minyak Tanah

Gravitasi pada 60/60oF

min : 0,820

max : 0,870

min : −

max : 0,835

Destilasi recovery at 300oc recovery at 200

oc

min : 40% min : 18%

Kadar Air max : 0,05% −

Sedimen max : 0,01% −

Kadar Sulfur max : 0,5% max : 0, 20%

Titik Didih min : 150of min : 100

of

2.2 Pencemaran Minyak Bumi di Lautan

Pencemaran minyak di laut bukan hanya akibat kecelakaan kapal, tetapi juga

bersumber dari transportasi minyak di laut oleh kapal-kapal, pencucian, dan juga

kegiatan-kegiatan pemuatan dan pembongkaran di pelabuhan (Fahruddin, 2004).

Di laut terdapat mikroorganisme yang mampu mendegradasi tumpahan

minyak, tetapi bila zat pencemar terdapat pada konsetrasi yang tinggi menyebabkan

kemampuan mikroorganisme untuk mendegradasikan zat tersebut berkurang.

2.3 Faktor Pembatas Biodegradasi

Pertumbuhan bakteri dipengaruhi beberapa faktor sehingga proses

biodergradasi juga dipengaruhi oleh faktor yang sama. Faktor-faktor yang dapat

mempengaruhi proses biodegradasi antara lain suhu, pH, keadaan nutrisi, keter-

sediaan O2 ( Plohl et al., 2001).


6

Kondisi lingkungan yang terutama adalah :

a) Suhu

Pada suhu rendah viskositas minyak meningkat dan volatilitas senyawa toksik

menurun sehingga menghambat proses biodegradasi (Atlas, 1981). Hidrokarbon

rantai pendek alkana lebih mudah larut pada suhu rendah, tetapi pada suhu tinggi

senyawa aromatik lebih mudah larut (Foght & Westlake, 1987). Secara umum dengan

menaikkan suhu sampai batas tertentu maka laju biodegradasi juga akan meningkat.

Laju biodegradasi laut dapat dicapai pada suhu 15 - 20oC (Walker & Colwell, 1974).

b) pH

Berbagai studi menghasilkan fakta bahwa biodegradasi minyak lebih cepat

dengan peningkatan pH. Kecepatan optimum terjadi pada pH alkalin (Foght &

Westlake, 1987)

c) Nutrisi

Bila terjadi tumpahan minyak ke laut, maka suplai karbon ke dalam air laut

akan meningkat. Pada saat ini komposisi nutrient dalam air laut menjadi tidak

seimbang (C meningkat sehingga C/N/P menjadi meningkat melebihi komposisi

normal bagi kebutuhan mikroba). Untuk meningkatkan jumlah mikroba maka

diperlukan penambahan nutrient N dan P pada tingkat proporsi C/N/P sebelum

tertumpah minyak. Petrolium dapat didegradasi oleh sejumlah mikroba dengan

penambahan jumlah nutrisi organik seperti nitrogen, karbon dan fosfor (Odu, 1978)


7

d) Oksigen

Ketersediaan oksigen sangat penting dalam proses biodegradasi hidrokarbon

jenuh dan aromatik (Cerniglia, 1992). Benzena, toluena, etilbenzena dan xylena

dapat didegradasi tanpa O2 di air tanah yang terkontaminasi (Johnson et al., 2003;

Coates et al., 2002)

2.4 Mikroorganisme

Dalam ekosistem terdapat mikroba yang mampu melakukan biodegradasi

sehingga kondisi lingkungan dapat bersifat lebih baik (Capelli et al., 2001; Richard &

Vogel, 1999; Kim et al., 2005). Hidrokarbon petroleum dapat didegradasikan oleh

mikroba seperti bakteri, jamur, yeast, dan alga mikro (Riser-Roberts, 1992; Bundy et

al., 2004). Mikroorganisme tersebut diisolasi berdasarkan kemampuan mereka untuk

memetabolisme berbagai sumber karbon, seperti komponen alifatik dan aromatik.

Bakteri mempunyai peran yang terbaik dalam degradasi hidrokarbon, alasan utama

karena bakteri tersebut menggunakan hidrokarbon dari minyak sebagai sumber nutrisi

untuk pertumbuhan dan energi. Dari sejumlah besar penelitian dilaporkan bahwa:

alkana dengan bobot molekul rendah lebih cepat didegradasi dan kultur campuran

lebih cepat melakukan degradasi daripada biakan murni (Ghazali et al., 2004; Oteyza

et al., 2005; Sun et al., 2004; Gerdes et al., 2004).

Beberapa jenis bakteri yang merupakan pendegradasi hidrokarbon yang

efektif di lingkungan alami telah diisolasi antara lain Pseudomonas aeruginosa, P.

putida, Bacillus subtilis, B. cereus, B. laterospor (Cybulski et al., 2003; Carvalho &


8

Fonseca, 2005). Ada beberapa keuntungan yang didapat dari mikroorganisme

pendegradasi minyak, antara lain populasi alami sudah beradaptasi dan berkembang

dengan baik di lingkungannya dan kemampuan untuk menggunakan hidrokarbon

telah disebarkan dalam populasi mikroba, populasi ini terbentuk secara alamiah dan

di daerah tercemar yang jumlah mikroorganismenya cukup tidak perlu lagi

ditambahkan mikroorganisme untuk membantu degradasi (Ghazali et al., 2004).

2.5. Degradasi Aerob

Mikroorganisme yang menggunakan petrolium sebagai sumber karbon dan

energi ada yang bersifat aerob dan ada yang bersifat anaerob. Mikroorganisme aerob

cepat dan paling efisien dalam mendegradasi karena reaksi aerob memerlukan lebih

sedikit energi bebas untuk inisiasi dan menghasilkan lebih banyak energi.

Hidrokarbon akan didegradasi secara beruntun oleh sejumlah enzim, oksigen

bertindak sebagai akseptor eksternal. Adapun tahap degradasi alkana melibatkan

pambentukan alkohol, aldehid dan asam lemak. Asam lemak dipecah, CO2 dilepaskan

dan membentuk asam lemak baru yang merupakan 2 unit karbon yang lebih pendek

dari molekul induk, proses ini dikenal sebagai beta oksidasi (Hamme et al., 2003).


9

Degradasi aerob alkana oleh Acinetobacter menggunakan alkana monook-

sigenase untuk merubah hidrokarbon menjadi alkohol (Gambar.1).

Gambar 1. Degradasi alkana oleh Acinobacter sp (Hamme et al., 2003)

Strain Pseudomonas yang mampu mendegradasikan hidrokarbon secara aerob

antara lain: P. putida ATCC 17484, P. boreopolis, P. denitrificans, P. mira, P.

resinovorans CA 10, Pseudomonas sp. Strain PP2 (Pieper et al., 2004). Dari hasil

penelitian dapat diketahui bahwa degradasi petrolium lebih cepat dalam kondisi

aerob, penggunaan mikroorganisme ini membutuhkan biaya yang besar.


10


11

2.6 Degradasi Anaerob

Pada tahun 1980 yang lalu telah ditemukan mikroorganisme yang mampu

mendegradasikan hidrokarbon pada kondisi anaerob (Gambar 2), yang mekanisme

biokimianya berbeda dari metabolisme hidrokarbon aerob (Riser-Roberts, 1992).

Gambar 3. Degradasi senyawa hidrokarbon dalam kondisi anaerob

(Townsend et al., 2004)


12

Biodegradasi anaerob relatif lebih murah, karena mikroorganime ini bersifat

insitu yang dapat digunakan untuk dekontaminasi tanah, sedimen dan air bawah tanah

yang terkontaminasi hidrokarbon petroleum. Proses pemecahan senyawa hidrokarbon

secara anaerob belum sepenuhnya diteliti. Diketahui bahwa benzena, toluene, etil

benzena dan xylen (BTEX) dapat didegradasi tanpa O2 di air tanah yang

terkontaminasi (Johnson et al., 2003; Coates et al., 2002). Senyawa ini bersifat

karsinogenik dan mutagenik pada manusia sehingga sangat berbahaya bagi kesehatan.

Senyawa hidokarbon ini juga dapat mengganggu fungsi organ-organ tubuh manusia

seperti otak, system saraf, hati, dan jantung. Senyawa ini juga bersifat rekalisitran,

artinya sulit mengalami perombakan di alam, baik di darat ataupun di air, sehingga

dapat membahayakan biota laut (Fahruddin, 2004).

2.7 Biosurfaktan

Biosurfaktan merupakan senyawa amfifilik yang dihasilkan oleh

mikroorganisme yang merupakan senyawa komplek dengan struktur bermacam-

macam. Biosurfaktan dapat dihasilkan oleh mikroorganisme prokariot maupun

eukariot. Bakteri penghasil biosurfaktan antara lain Pseudomonas aeruginosa, P.

fluorescens, Bacillus cereus, B. thuringiensis, B. sphaericus. Biosurfaktan ini diha-

silkan pada permukaan sel mikroba atau diekskresikan ke lingkungan yang dapat

membantu melepaskan senyawa hidrokarbon dalam senyawa organik dan

meningkatkan konsentrasi senyawa hidrokarbon dalam air melalui pelarutan ataupun

emulsifikasi. Biosurfaktan mengandung gugus hidrofobik dan hidrofilik yang


13

berfungsi menurunkan tegangan permukaan molekul (Banat,1995). Produksi

biosurfaktan oleh bakteri sering dikaitkan dengan kemampuan bakteri dalam

menggunakan senyawa hidrokarbon sebagai substratnya. Mikroorganisme dengan

produksi biosurfaktan yang besar pada umumnya mempunyai kemampuan yang besar

juga dalam menguraikan senyawa hidrokarbon; mikroorganisme yang demikian

sangat berpotensi untuk digunakan dalam mengurangi cemaran minyak yang terdapat

di laut (Fiechter, 1992). Bakteri hidrokarbonoklastik merupakan bakteri yang mampu

menghasilkan biosurfaktan dan menggunakan hidrokarbon petroleum sebagai satu-

satunya sumber karbon dan energi (Cerniglia, 1992).

2.8 Dampak Pencemaran Minyak Bumi/Petroleum

Solar mempunyai berat jenis lebih kecil dari air, akibatnya bila solar

tertumpah di perairan, lapisan solar mengapung dan menutupi permukaan air.

Peristiwa ini dapat menghalangi penetrasi cahaya matahari dan menghambat difusi

oksigen. Oksigen sangat dibutuhkan oleh biota air untuk respirasi dan cahaya

matahari untuk proses fotosintesis.

Tumpahan minyak tanah di darat juga sangat mencemaskan dan menjadi

masalah yang serius karena difusi oksigen dalam tanah terganggu. Beberapa mikro-

organisme tanah akan mati, merusak perakaran tumbuhan, dan mencemari air tanah

(Merasbi et al., 2003; Atlas & Bartha, 1981), bila pencemaran ini tidak segera diatasi,

dampaknya akan sangat besar dan sangat merugikan bagi biota air dan juga biota

darat seperti tumbuhan, burung pemakan ikan dan juga manusia (Jatam, 2000). Jadi


14

jelas dampak dari pencemaran yang diakibatkan solar, meskipun dalam jumlah kecil,

dapat mempengaruhi kehidupan secara luas, dari tumbuhan, hewan dan manusia.


15

BAB III

BAHAN DAN METODA

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan dari bulan Februari sampai Agustus 2008 bertempat

di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu

Alam, Universitas Sumatera Utara.

3.2 Bahan dan Alat

Media pertumbuhan yang digunakan untuk percobaan ini adalah Stone

Mineral Salt Solution extract yeast (SMSSe) yang terdiri dari CaCO3, NH4NO3,

Na2HPO4.7H2O, KH2PO4, MgSO4.7H2O, MnCl2.7 H2O, bacto agar, ekstrak ragi.

Bahan yang diperlukan untuk percobaan ini adalah minyak solar, air laut, n-hexan

hasil pemurnian, akuades, alkohol 70%, desinfektan, media uji biokimia Sulphite

Indole Moltility (SIM) untuk uji moltility, Simon Citrate Agar (SCA) untuk uji sitrat,

Triple Sugar Iron Agar (TSIA) untuk uji TSIA, Gelatin untuk uji hidrolisis gelatin,

H2O2 3% untuk uji katalase, kristal violet, safranin, acetone alkohol, iodone untuk uji

pewarnaan Gram, anti jamur (Nipagin 0,05%).

Alat-alat yang dipergunakan adalah tabung reaksi, cawan petri, tabung

winkler, jarum ose, Bunsen, gelas beaker, corong, corong pisah, erlenmeyer, gelas

ukur, Spatula, pipet volum, propipet, kertas saring, hot plate, vortex, magnetic stirrer,


16

autoclave, hockey stick, alat destilasi, oven, shaker, inkubator, kulkas, timbangan

elektrik, timbangan analitik, desikator dan inkubator.

3.3 Sampel Percobaan

Isolat bakteri laut yang digunakan diambil dari laut di daerah TPI Gabion

Belawan; minyak Solar untuk pengujian diperoleh dari Stasiun Pengisian Bahan

Bakar Umum (SPBU) Pertamina wilayah Sumatera Utara.

3.4 Isolasi dan Pemurnian Bakteri

Sumber isolat diambil dari Tempat Pelelangan Ikan (TPI) Gabion Belawan

Medan, di daerah yang terkena tumpahan minyak dari 3 stasiun yang berbeda. Isolasi

dilakukan dalam 2 tahap. Medium basal yang digunakan adalah Stone Mineral Salt

Solutiont (SMSS) yang terdiri dari 0,5 g CaCO3; 0, 25 g NH4NO3; 0, 1 g Na2HPO-

4.7H2O; 0,05 g KH2PO4; 0,05 g MgSO4.7H2O; dan 0,02 g MnCl2.7 H2O yang

dilarutkan dalam 200 ml air laut. Ekstrak ragi sebanyak 0,01% (b/v) ditambahkan ke

dalam medium SMSS sebagai sumber Nitrogen dalam bentuk asam amino dan

growth factor tambahan, maka untuk mempermudah penyebutannya SMSS yang

mengandung ekstrak ragi ini selanjutnya disebut SMSSe. Ke dalam medium tersebut

ditambahkan minyak solar sebanyak 2% (b/v) sebagai sumber karbon, dan pH

medium ini adalah 6,8-7 (Sharpley, 1966 dalam Pikoli et al., 2000)

Isolasi tahap I dilakukan dengan memasukkan sampel air laut yang terkena

tumpahan minyak sebanyak 2% (b/v) ke dalam media SMSSe yang mengandung


17

minyak solar 2% (b/v) diinkubasi selama 7 hari pada suhu ruang dengan digoyang di

atas shaker pada kecepatan 120 rpm. Untuk keperluan isolasi, sampel diambil pada

hari ke-1,3,5 dan hari ke-7. Isolasi dilakukan dengan metode pengenceran dengan

menggunakan pengenceran 10-5

dengan air laut steril, isolat diambil sebanyak 1 ml

untuk dibiakkan di atas lempeng agar SMSSe yang mengandung solar 2% (b/v) dan

2% bacto agar sebagai pemadat dengan metode cawan sebar dengan menggunakan

hockey stick lalu diinkubasi pada suhu 35oC selama 2 hari. Setiap koloni yang

berbeda dimurnikan kembali pada medium padat yang serupa. Untuk melakukan

isolasi tahap II, kita tetap menggunakan sampel air laut yang terkena tumpahan

minyak dan dilakukan dengan prosedur dan kondisi yang sama, tetapi medium

pengisolasinya (SMSSe) diperkaya dengan minyak sisa degradasi (MSD) tahap

sebelumnya yang diperoleh dengan cara mendinginkan media tahap I di dalam kulkas

pada suhu 5oC selama ± 15 menit lalu lapisan minyak pada bagian atas media

diambil dengan Spatula. Isolasi tahap II menggunakan MSD I, Isolat bakteri yang

diperoleh kemudian dikarakterisasi melalui pengamatan morfologi koloni, sel, dan

sejumlah uji biokimia (Cappucino, 1987 dalam Pikoli et al., 2000).

3.5 Pembuatan Suspensi Isolat Bakteri 10-8 sel/ml Untuk Pengujian

Bakteri yang digunakan dalam pengujian dibuat dalam bentuk suspensi.

Dengan menggunakan jarum ose diambil 1-2 ose biakan lalu dimasukkan ke dalam

tabung reaksi steril yang telah berisi larutan NaCl fisiologis 0,85%. Campuran


18

kemudian dihomogenkan dengan vortex, kekeruhan campuran dibandingkan dengan

kekeruhan Mac Farland 0,5 Standard yang setara dengan 10-8

CFU/ml (Lampiran 1).

3.6 Uji Kemampuan Isolat Bakteri Dalam Mendegradasi Minyak Solar

Masing-masing isolat bakteri yang telah dimurnikan sejumlah 10-5

sel/ml,

diambil 1 ml lalu ditambahkan ke dalam medium SMSSe cair (150 ml) yang

mengandung minyak solar 1% (1,5 ml), 2% (3 ml) dan 3% (4,5 ml) secara terpisah.

Kultur diinkubasi pada suhu ruang dan digoyang di atas shaker dengan kecepatan 120

rpm selama 24 jam, lalu dilakukan analisis kadar minyak solar tersisa dan estimasi

kepadatan bakteri pada hari ke-0, 7 dan 14. Hal yang sama dilakukan untuk perlakuan

dengan menggunakan isolat konsorsium (campuran dari seluruh isolat) serta untuk

perlakuan tanpa penambahan isolat sebagai kontrol (Lampiran 6 ).

3.7 Analisis Kadar Minyak Bumi Secara Gravimetri

Analisis kadar minyak bumi secara Gravimetri dapat dilakukan dengan cara

media SMSSe yang mengandung minyak solar 2% (b/v) hasil perlakuan dimasukkan

ke dalam corong pisah, ditambahkan 5 ml HCl 3 N dan 60 ml n-heksan hasil

pemurnian dengan destilasi bertingkat pada suhu 60oC, kemudian dikocok selama ±

15 menit lalu didiamkan sampai n-heksan terpisah. Terdapat 3 lapisan yaitu minyak

solar, n-heksan dan air. Air dibuang, lapisan minyak solar dan n-heksan disaring

dengan kertas saring yang telah diolesi ± 0,5 g Na2SO4 ke dalam gelas kimia 100 ml

yang telah ditimbang. Gelas kimia dipanaskan pada suhu 60oC (sesuai dengan titik


19

didih n-heksan) sampai n-heksan habis, airnya habis menguap dan yang tersisa hanya

minyak(APHA, 1981). Gelas kimia tersebut diangkat dan didiamkan sampai dingin

lalu ditimbang dan dicatat beratnya (Lampiran 7 ).

Dihitung kadar minyak solar dengan cara :

Kadar minyak (g) = (W2 – W1)

Keterangan: W1 = berat gelas kimia kering (g)

W2 = berat gelas kimia dengan kadar minyak yang diperoleh (g)

3.8. Estimasi Kepadatan Sel Isolat Bakteri Dengan Cara Standard Plate Count

Kepadatan sel isolat bakteri masing-masing perlakuan dihitung dengan cara

Standard Plate Count (SPC) dengan menggunakan colony counter pada hari ke- 0, 7

dan 14, dengan metode cawan tuang. Sampel hasil perlakuan pada pengenceran 10-10

dengan air laut steril diambil 1 ml dan dimasukkan ke dalam cawan petri steril lalu

dimasukkan media SMSSe yang mengandung minyak solar 1%, 2% dan 3% (b/v)

yang masih cair dan dihomogenkan dengan cara digoyang (Lampiran 5 ). Kultur

diinkubasi selama 2 hari pada suhu 32oC dan dihitung kepadatan sel bakterinya

dengan cara:

(sel/ml)Pengeceran

1 xkoloniJumlah


20

3.9 Uji Kemampuan Biosurfaktan Dalam Mengemulsi Minyak Solar

Kemampuan biosurfaktan dalam melarutkan minyak solar, diamati dengan

cara menambahkan minyak solar (1 ml) ke dalam cairan fermentasi (4 ml) yang

diperoleh dari media SMSSe cair hasil pengujian hari ke-14 setelah terlebih dahulu

disentrifugasi pada kecepatan 3500 rpm selama ± 15 menit dan diambil larutan

supernatannya, dengan perbandingan antara cairan fermentasi dan minyak solar

sebesar 4:1 (v/v) (De Cassia et al., 2007). Campuran tersebut dikocok, kemudian

didiamkan. Tingkat kelarutan minyak diamati secara fisual dengan mengamati

perubahan perbandingan volume minyak dan cairan fermentasi. Setelah didiamkan

beberapa menit sebagai pembanding, dipergunakan cairan kondensat hasil fermentasi

dan air akuades steril (Lampiran 8), kadar minyak teremulsi dihitung dengan cara:

Kadar minyak solar (ml) = (V1 – V2)

Keterangan: V1 = Volume awal minyak solar sebelum perlakuan

V2 = Volume akhir minyak solar setelah perlakuan


21

3.10 Metoda Penelitian

Percobaan dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap

dengan faktor tunggal yaitu jenis bakteri yang terdiri dari:

Kontrol : Tanpa isolat

BN 1 : Spesies 1

BN 2 : Spesies 2

BN 3 : Spesies 3

BN 4 : Spesies 4

BN 5 : Spesies 5

Isolat Konsorsium : Campuran seluruh isolat bakteri

Parameter yang diamati adalah kadar minyak yang tersisa, kepadatan jumlah

sel yang diamati pada hari ke 0, 7,14 dan pengelmusian minyak solar pada hari ke-14.

Data hasil penelitian yang diperoleh dianalisis varian dan bila didapatkan perbedaan

yang nyata atau sangat nyata akan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range

Test (DMRT).


22

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi dan Seleksi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar

Dari hasil isolasi yang telah dilakukan, diperoleh 5 isolat bakteri pendegradasi

minyak solar yang berbeda berdasarkan pengamatan warna, bentuk, tepi, elevasi

koloni dan penataan sel, serta sejumlah uji bio kimia sederhana yaitu uji katalase

dengan menggunakan H2O2, uji sitrat dengan menggunakan media SCA, uji

karbohidrat dengan menggunakan media TSIA, uji motilitas dengan menggunakan

media SIM, uji hidrolisis gelatin dengan menggunakan media gelatin dan pewarnaan

Gram. Hasil dari pengujian ini digunakan untuk pencirian dan identifikasi

mikroorganisma (Cappuccino &Sherman 1983).

Pengamatan dilakukan terhadap warna, pinggiran/tepi, sifat permukaan dan

bentuknya, pengamatan aktivitas metabolisme diketahui dari kemampuan

mikroorganisma untuk menggunakan dan menguraikan molekul yang kompleks

seperti zat pati, lemak, protein, asam nukleat dan juga dilakukan pada molekul yang

sederhana seperti asam amino dan sakarida. Isolat BN 1 didapatkan dari peng-

isolasian tahap 1 dari stasiun 2 hari ke-1; isolat BN 2 didapatkan dari pengisolasian

tahap 1 dari stasiun 1 hari ke-1; isolat BN 3 dan isolat BN 4 didapatkan dari

pengisolasian tahap 2 dari stasiun 1 hari ke-1 dan isolat BN 5 didapatkan dari

pengisolaian tahap 2 stasiun 3 hari ke-3. Hasil selengkapnya ciri morfologi, uji


23

biokimia sederhana dan pewarnaan Gram dari masing-masing koloni isolat bakteri

pendegradasi minyak solar dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:

Tabel 2. Karakterisasi Isolat Bakteri Pendegradasi minyak Solar yang Diperoleh dari

TPI Gabion Belawan, Medan

Uji Bio Kimia

TSIA

Isolat Bentuk

Koloni

Tepi

Koloni

Elevasi

Koloni

Warna

Koloni

Bentuk dan

Penataan Sel

Pewarnaan

Gram

K S

S B

M G

BN 1 Bulat Rata Cembung Krem koccus mono/diplo + + + - - + +

BN 2 Bulat Rata Cembung Kuning koccus mono/diplo - + + + + + +

BN 3 Bulat Rata Cembung Krem Basil mono/strepto - + - - + + +

BN 4 Bulat Rata Cembung Kuning koccus

strepto/sarcina

+ + + - - + +

BN 5 Bulat Rata Cembung Putih koccus mono/diplo + + - - - + +

Keterangan : K = Katalase, S = Sitrat, TSIA = Triple Sugar Iron Agar (S = Slant, B =

Batt), M = Motilitas, G = Gelatin.

Dari 5 isolat yang diperoleh, 2 isolat berwarna krem yaitu BN 1 dan BN 3, BN

2 dan BN 4 berwarna kuning, dan BN 5 berwarna putih seperti susu (Lampiran 14),

Lima isolat tersebut memiliki bentuk koloni bulat, tepi rata dan elevasi koloni

cembung (Lampiran 4). Warna dari isolat BN 1 dan BN 5 dapat dlihat dari gambar

berikut.

Gambar 4. Isolat Bakteri BN 1 dan BN 5 setelah 5 hari

BN 1 BN 5


24

Dengan uji katalase yang dilakukan menunjukkan bahwa 5 isolat memiliki

enzim katalase. Hal ini ditandai dengan terbentuk gelembung udara di sekitar koloni

dengan penambahan 3% H2O2 (Cappuccino & Sherman., 1983). Hasil pengujian

dengan SCA menunjukkan bahwa 2 isolat yaitu BN 3 dan BN 5 tidak mampu

menggunakan sitrat, sedangkan 3 isolat yaitu BN 1, BN 2 dan BN 4 mampu

menggunakan sitrat sebagai sumber karbon. Hal ini ditandai dengan berubahnya

medium dari hijau menjadi biru karena adanya peningkatan pH dalam media. Dari uji

TSIA dapat dilihat bahwa BN 2 mampu memfermentasikan laktosa dan sukrosa; BN

3 mampu memfermentasikan glukosa, dan 3 isolat lainnya tidak mampu memfer-

mentasikan karbohidrat. Menurut Cappuccino & Sherman (1983), uji TSIA ditandai

dengan bagian atas berwarna kuning dan bagian bawah berwarna kuning yang

menunjukkan laktosa dan sukrosa mampu difermentasikan. Apabila bagian atas

berwarna merah dan bagian bawah berwarna kuning, hanya glukosa saja yang mampu

difermentasikan tetapi bila bagian atas berwarna merah dan bagian bawah juga

berwarna merah menunjukkan ketidak mampuan isolat memfermentasikan

karbohidrat. Uji motilitas terhadap isolat menunjukkan bahwa 5 isolat bersifat motil,

ditandai dengan adanya jejak pergerakan bakteri dalam media. Hasil pengujian

gelatin menunjukkan bahwa 5 isolat mampu menghidrolisis gelatin ditandai dengan

medium gelatin yang tetap cair setelah dimasukkan ke dalam lemari pendingin selama

± 30 menit (Cappuccino & Sherman., 1983). Gambar 4 menunjukkan uji biokimia

sederhana isolat BN 1.


25

Gambar 5. Uji Biokimia sederhana pada BN 1, a = uji TSIA, b = uji geleatin, c = uji

SIM, d = uji sitrat

4.2 Uji Kemampuan Isolat Bakteri Dalam Mendegradasi Minyak Solar

Sebanyak 5 isolat bakteri pendegradasi minyak solar yang telah diisolasi dan

diseleksi selanjutnya dilakukan pengujian kemampuan isolat tersebut dalam mende-

gradasikan minyak. Hal yang sama juga dilakukan pada perlakuan isolat kontrol dan

konsorsium. Setelah didegradasi warna minyak solar mengalami perubahan warna

dari berwarna kuning dan cair menjadi berwarna kuning kecoklatan dan sedikit kental

(Lampiran 13 ).

Dari pengujian kemampuan isolat bakteri dalam mendegradasi minyak solar

dengan 3 jenis konsentrasi minyak yang diuji yaitu 1% (1,5 ml), 2% (3 ml) dan 3%

(4,5 ml) diperoleh nilai kemampuan isolat yang bervariasi (Lampiran 9). Hasil

selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 6 berikut ini:

a b

c d


26

Tabel 3. Kadar minyak sisa setelah inkubasi selama 7 hari (ml) .

Kadar Minyak (ml) Isolat

1% 2% 3%

Kontrol 1.50a 3.00a 4.50a

BN 1 1.01b 2.01bc 3.70a

BN 2 1.08b 1.98bc 3.88a

BN 3 1.18b 2.38b 3.99a

BN 4 1.19b 1.89bc 3.87a

BN 5 0.96b 2.12bc 3.56a

Konsorsium 0.55c 1.11c 3.05b

Keterangan: Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang

sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Tabel 4. Kadar minyak sisa setelah inkubasi selama 14 hari (ml)


1% 2% 3%


BN 1 0.63b 0.94b 2.72a

BN 2 0.73b 1.07b 3.15a

BN 3 0.79a 1.87b 3.48a

BN 4 0.84a 1.19b 3.04a

BN 5 0.60b 1.40b 2.75a

Konsorsium 0.26c 0.69b 2.21b

Keterangan: Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang

sama tidak bebeda nyata pada taraf 5%


27

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6Kadar minyak solar (m

l)

Isolat

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Kadar minyak sisa (ml)

Isolat

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Kadar minyak solar (m

l)

Isolat

Kontrol BN 1 BN 2 BN 3 BN 4 BN 5 Konsorsium

Gambar 6. Kadar Minyak sisa pada perlakuan A, 1%;B, 2%;C, 3% setelah

diinkubasi dengan isolat selama 7 hari

A

B

C


28

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6Kadar m

inyak sisa (ml)

Isolat

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Kadar m

inyak sisa (ml)

Isolat

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Kadar m

inyak sisa (ml)

Isolat


Gambar 7. Kadar Minyak sisa pada perlakuan A, 1%;B, 2%;C, 3% setelah

diinkubasi dengan isolat selama 14 hari

A

B

C


29

Dari tabel dan gambar dapat dilihat bahwa seluruh isolat menunjukkan

kemampuan dalam mendegradasi minyak solar. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa

pada hari ke-7 isolat tunggal tidak berbeda nyata dalam kemampuan mendegradasi

minyak, tetapi isolat konsorsium merupakan isolat yang terbaik dalam mendegradasi

minyak pada kadar 1,5ml dengan sisa 0,55ml yaitu sebesar 36,7%, pada kadar

minyak 3ml dengan sisa 1,11ml yaitu sebesar 37% dan pada kadar minyak 4,5ml

menghasilkan sisa minyak 3,05ml sebesar 67,8%. Sisa minyak hasil degradasi di hari

ke-14 pada konsentrasi 1% oleh isolat konsorsium juga sangat berbeda nyata

dibanding isolat tunggal lainnya. Pada konsentrasi 2% kemampuan mendegradasi

minyak pada isolat tunggal dan konsorsium tidak berbeda nyata, tetapi pada kadar

minyak 3% kembali isolat konsorsium yang terbaik dalam mendegradasi minyak

dengan sisa minyak 2,21ml yaitu sebesar 49,1%. Hal ini disebabkan karena pada

isolat konsorsium tersebut di hasilkan jumlah biosurfaktan yang lebih besar.

Produksi biosurfaktan yang tinggi pada umumnya mempunyai hubungan

dengan kemampuan yang tinggi dalam menguraikan senyawa hidrokarbon.

Penambahan jumlah inokulum bakteri penghasil biosurfaktan diketahui dapat

menaikkan tingkat degradasi dan menyebabkan terdegradasinya senyawa alifatik,

senyawa aromatik dan sikloalkana yang diketahui sulit terdegradasi (Jennings &

Tanner, 2000). Hal lain mungkin disebabkan karena enzim yang dihasilkan lebih

bervariasi dalam jenis dan tingkat penguraian serta jumlah enzim yang lebih banyak

dibanding dengan biakan tunggal sehingga penguraian lebih cepat (Plohl et al., 2002).


30

Kemampuan bakteri mendegradasikan minyak solar juga disebabkan karena

bakteri menghasilkan enzim yang mampu memecah senyawa organik kompleks

menjadi senyawa yang lebih sederhana. Enzim monooksigenase dan enzim

dioksigenase yang dihasilkan oleh bakteri mampu membuka ikatan karbon pada

cincin aromatik dan menghasilkan alkohol primer. Dengan menggunakan dua

molekul oksigen, enzim dioksigenase yang dihasilkan oleh bakteri mendegradasi

PAH dan membentuk cis-dihidrodiol. Senyawa ini kemudian didehidrogenasi untuk

membentuk dihidroksi-PAH yang merupakan substrat untuk enzim membuka cincin.

Melalui pemberian satu molekul oksigen maka enzim monooksigenase juga dapat

mendegradasi PAH dan membentuk arene oksida, dengan penambahan ion H+ dan

OH- maka enzim hidrolase mengkatalisis arene oksida membentuk trans-dihidrodiol,

selanjutnya molekul-molekul ini akan digunakan oleh mikroba sebagai sumber nutrisi

untuk pertumbuhan dan energi (Munir, 2006).

4.3. Pertumbuhan Sel Selama Pengkulturan

Pertumbuhan sel isolat bakteri masing-masing perlakuan dihitung dengan cara

SPC dengan menggunakan colony counter dengan pengenceran 10-10

pada hari ke-0,

ke-7 dan ke-14. Dari Tabel 5 dan Gambar 8 di bawah ini kita dapat melihat

pertumbuhan isolat hari ke-7 dan hari ke-14.


31

Pertumbuhan isolat BN 2 pada konsentrasi 1% dan 3% di hari ke-7 berbeda

nyata dengan isolat lainnya. Pertumbuhannya cepat, yaitu di kadar 1% sebesar

24,44x1010

sel/ml dan pada kadar 2% sebesar 20,80x1010

sel/ml. Pada kadar minyak

2% pertumbuhan semua isolat sama besar, tidak berbeda nyata antara isolat yang satu

dengan isolat yang lain. Pada hari ke-14 pertumbuhan masing-masing isolat tidak

berbeda nyata kecuali isolat konsorsium, pertumbuhannya sangat cepat kemungkinan

hal ini disebabkan karena pada isolat konsorsium terdapat dua kelompok bakeri, yaitu

bakteri pendegradasi senyawa alifatik dan bakteri pendegradasi senyawa aromatik

(Lampiran 10).

Diantara hidrokarbon, alkana adalah jenis yang paling mudah didegradasi oleh

mikroorganisme melalui jalur metabolisme aerob. Oleh karena kelarutan hidrokarbon

dalam fase cair sangat rendah menyebabkan ketersediaan senyawa tersebut menjadi

faktor pembatas apabila digunakan sebagai sumber nutrisi bagi mikroorganisme.

Subtrat yang memiliki sifat yang demikian apabila digunakan sebagai media

pertumbuhan akan dapat berpengaruh pada aktivitas metabolisme mikroorganisme,

pengaruh tersebut antara lain dapat berupa waktu generasi yang lebih panjang.

Kemungkinan lain, hal ini dapat disebabkan karena bakteri menggunakan minyak

bumi, fosfor dan nitrogen yang terkandung dalam media sebagai nutrisi untuk

pertumbuhan selnya; dan juga menggunakan minyak bumi sebagai sumber energinya

dengan cara memotong rantai hidrokarbon minyak bumi menjadi komponen organik

untuk kelangsungan hidup mikroba dibawah kondisi stabil (Ferguson, 2003).


32

Tabel 5. Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri pada hari ke-7 dalam (10-10

sel/ml)


1% 2% 3%

Kontrol 0.00 0.00 0.00

BN 1 14.18ab 10.50a 10.60b

BN 2 24.44a 17.18a 20.80a

BN 3 2.78d 3.19b 3.40cd

BN 4 8,94bc 9.54ab 6.08bcd

BN 5 6.32c 5.12b 4.88bcd

Konsorsium 2.21d 2.65bc 7.18bc

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama

tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Tabel 6.Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri pada hari ke-14 dalam (10

-10 sel/ml)

Kadar Minyak Isolat

1% 2% 3%

Kontrol 0.00 0.00 0.00

BN 1 9.33a 6.51abc 3.84c

BN 2 12.51a 7.48abc 1.44d

BN 3 15.08a 15.36a 10.10b

BN 4 14.82a 8.20abc 6.76bc

BN 5 4.92b 5.18abc 5.72bc

Konsorsium 12.40a 12.44ab 13.45a

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama

tidak berbeda nyata pada taraf 5%


33

0

5

10

15

20

25

Jumlah sel isolat

bakteri111111

Isolat

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Jumlah sel isolat

bakteri111111

Isolat

0

5

10

15

20

25

Jumlah sel isolat

bakteri111111

Isolat


Gambar 8. Pertumbuhan sel isolat bakteri secara SPC dengan konsentrasi

minyak A, 1%;B, 2%;C, 3% pada hari ke -7

A

B

C

(10-10)

(10-10)

(10-10)


34

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Jumlah sel isolat

bakteri 111111

Isolat

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Jumlah sel isolat

bakteri 111111

Isolat

0

2

4

6

8

10

12

14

Jumlah sel isolat

bakteri 111111

Isolat


Gambar 9. Pertumbuhan sel isolat bakteri secara SPC dengan

konsentrasi minyak A, 1%;B, 2%;C, 3% pada hari ke-

14

A

B

C

(10-10)

(10-10)

(10-10)


35

4.4 Kemampuan Biosurfaktan Dalam Mengemulsi Minyak Solar

Biosurfaktan dalam mengemulsi minyak solar akan dianalisis melalui media

uji SMSSe cair hasil perlakuan bakteri yang dihasilkan pada hari ke-14. Biosurfaktan

dapat membantu melepaskan senyawa hidrokarbon dalam senyawa organik dan

meningkatkan konsentrasi senyawa hidrokarbon dalam air melalui pelarutan atau

emulsifikasi. Hal ini selanjutnya akan meningkatkan laju transfer senyawa

hidrokarbon ke dalam mikroorganisme (Kim et. al, 2005). Kemampuan bakteri untuk

mengasimilasi senyawa hidrokarbon yang bersifat hidrofob dan tidak larut dalam air

sangat didukung oleh peranan senyawa pengemulsi yang di hasilkan oleh bakteri

tersebut, senyawa pengemulsi tersebut dapat diekskresikan oleh bakteri kedalam

medium pertumbuhannya atau tetap berada pada permukaan sel bakteri. Kondisi

tersebut pada gilirannya akan dapat membantu sel bakteri untuk mendegradasi

minyak solar. Isolat konsorsium merupakan isolat penghasil biosurfaktan yang

terbesar, itu sebabnya tingkat degradasi minyak solar dengan menggunakan isolat

konsorsium jauh lebih cepat karena dengan dihasilkan senyawa yang bersifat

pengemulsi tersebut memungkinkan senyawa hidrokarbon dapat lebih tersedia secara

biologis terhadap mikroorganisme (Wackcet & Hereshberger, 2001)

Melalui Gambar10 dan Tabel 7 di bawah ini kita dapat melihat biosurfaktan

yang dihasilkan oleh isolat dalam mengemulsi minyak solar.


36

Gambar 10. Kemampuan biosurfaktan dalam mengemulsi minyak

(a) Analisis kadar minyak secara gravimetri (b) Uji

kemampuan isolat konsorsium

Isolat Kons.

1 % Isolat Kons.

3%

Isolat Kons.

2 %

a

b


37

Tabel 7. Rataan volume minyak solar hasil emulsi (ml)

Kadar Minyak Kultur isolat

1 % 2 % 3 %

Kontrol H-14

BN 1 H-14

BN 2 H-14

BN 3 H-14

BN 4 H-14

BN 5 H-14

Konsorsium H-14

0,000

0,100a

0,100a

0,300a

0,150a

0,075a

0,125a

0,000

0,150a

0,250a

0,100a

0,250a

0,350a

0,700a

0,000

0,100b

0,100b

0,075c

0,100b

0,075c

0,300a

Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa secara umum seluruh isolat

menghasilkan biosurfaktan dalam proses penguraian minyak solar yang

dilakukannya, karena senyawa ini dibutuhkan untuk mengurangi tegangan permukaan

minyak solar (Lampiran 11). Biosurfaktan dapat membantu melepaskan senyawa

hidrokarbon dalam senyawa organik dan meningkatkan konsentrasi senyawa

hidrokarbon dalam air melalui pelarutan ataupun emulsifikasi dengan demikian

laju transfer senyawa hidrokarbon kedalam mikro organisma semakin meningkat

(Gautam & Tyagi, 2006).


38

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai isolat bertahap dan uji

potensi bakteri laut pendegradasi minyak solar, maka dapat disimpulkan sebagai

berikut :

1. Sebanyak 5 isolat bakteri laut pendegradasi minyak solar telah diisolasi dan

diseleksi 5 isolat yang memiliki bentuk koloni, tepi koloni dan elevasi koloni

yang sama tetapi warna dan sifat biokimia berbeda.

2. Secara keseluruhan sel isolat bakteri mampu tumbuh dalam media dengan

konsentrasi minyak 1%, 2%, dan 3%.

3. Semua isolat mampu mendegradasi minyak solar, dan yang terbaik dalam

mendegradasi minyak adalah isolat konsorsium.

5.2. Saran

Isolat bakteri pendegradasi minyak solar yang didapat di daerah TPI, Belawan

dapat digunakan untuk mengurangi terjadinya polusi air akibat tumpahan minyak

solar di laut.


39

DAFTAR PUSTAKA

APHA. 1981. Standart and Methoda.7th Edition. California:Cumming Publishing

Company Inc.

Atlas, RM, & Bartha R.. 1981. Microbiology Ecology, Fundamentals and

Applications. Addison Wesley Publishing Company, Inc.

Azman, WZ, 2005. Bahaya Minyak Solar. Pusat Racun Negara. USM,

Malaysia.http://www,pm2.usm.my/mainsite/bulletin/racun/1997/um6.html (20

Agustus 2005).

Banat, IM, 1995. ”Biosurfactants Production and Possible Uses in Microbial-

Enchanced Oil Recovery and Oil Pollution Remediation: A Review”

Bioresource Technology, 51:1-12.

Bundy JG, Paton G I & Cambell CD. 2004. Combined Microbial Community Level

and Single Species Biosensor ReSponses to Monitor Recovery of Oil Polluted

Soil. Soil Biology & Biochemistry. 36:1149-1159.

Capelli, SM, PJ Busalmen, & De Sánchez RS. 2001. Hydrocarbon Bioremediation Of

A Mineral-Base Contaminated Waste From Crude Oil Extraction By

Indegnious Bacteria. International Biodeterioration and Biodegradation.

47:233-238.

Cappucino, JG. & Sherman N.1983. Microbiology a Laboratory Manual. 4th

ed.

Menlo Park:Addison-Wesley Publishing Company, Inc.

Carvalho C, & Da Fonseca MR. 2005. Degradation of Hydrocarbons and Alkohols at

Different Suhues and Salinities by Rhodococcus erythropolis DCL14. FEMS

Microbiology Ecology. 51 : 389-399.

Cerniglia, CE, 1992. Biodegradation Of Polyclyclic Aromatik Hydrocarbons. Biode-

gradation. 3 : 351-360.

Cerniglia, CE & Sutherland, JB, 2001. Bioremediation of polycyclic aromatik

hydrocarbons by ligninolytic and non-ligninolytic fungi. In: Fungi in

Bioremediation, ed. G.M. Gadd, Cambridge University Press, Cambridge,

pp. 136-187.


40

Coates DJ, Chakraborty R, & McInerney JM. 2002. Anaerobic Benzene

Biodegradation-A New Era. Research in Microbiology. 153 : 621-628.

Cylbulski Z, Dziurla E, Kaczorek E, & Olszanowski A. 2003. The Influence Of

Emulcifiers On Hydrocarbon Biodegradation By Pseudomonadacia And

Bacillacea Strains. Spill Science and Technology Bulletin. 8:503-507

De Cassia, Rita. 2007. Biodegradation of Diesel Oil by Yeast Isolatd from the Vicinity

of Suape Port in the State of Pernambuco, Brazil. Brazil:Departemento de

Antibióticos, Universidade Federal de Pernambuco.

Dong R, & Wu S. 1995. Substrate Effetcts on enchanced biotransformation of

polychlorinated hydrocarbons under anaerobic condition. DhemoSphere. 30 :

1499-1511.

Fahruddin. 2004 Dampak Tumpahan Minyak pada Biota Laut.

http://cdc.eng.ui.ac.id/articleview/1078/1/2. (25 Mei 2005).

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan. Jakarta: Gramedia Pestaka Utama.

Ferguson HS, Franzmann DP, Revill SI, & Rayner LJ. 2003. The effects of nitrogen

and water on mineralisation of hydrocarbons in diesel-contamineted terrestial

Antarctic soils. Cold Regions Science and Technology. 37:197-212.

Fiechter, A. 1992. Biosurfactant;Moving Towards Industrial Application. Tibtech;

10:pp.208.

Foght, JM & Westlake, D.W.S. 1987. Bioremediation of hydrocarbons in freshwater.

In : Vandermeulen & Hrudey (Ed). Oil in Freshwater : Chemistry, Biology,

Countermeasure Technology. Pergamon Press, New York, 213-217.

Gautam KK & VK Tyagi. 2006. Microbial Surfactans : A Review, Journal of Oleo

Science.

Gerdes B, Brinkmeyer R, Deckman G, & Helmke E. 2005. Influence of Cude Oil on

Changes of Bacterial Communities in Artic Sea-ice. FEMS Microbiology

Ecology. 53 : 129-139.

Ghazali MF, Zaliha NR, Abdul RN, Salleh AB, & Basri M. 2004. Biodegradation of

Hdrocarbons in Soil by Microbial Consortium. International Biodeterioration

and Biodegradation. 54 : 61-67.


41

Hamme DJ,Singh A,& Ward PO. 2003. Recent advances in Petroleum Microbiology.

Microbiology and Molecular Biology Reviews. 67 : 503-548.

Heitkamp, Michael A, & Cerniglia Carl E., 1988. Mineralization of Ploycycli

Aromatik Hydrocarbons by a Bacterium Isolatd from Sediment below an Oil

Field.

Hinchee ER, Kitte AJ, & HJ. 1995. Applied Bioremediation of Petroleum

Hydrocarbons. Columbus (OH): Battelle Press.

Jatam. 2000. Tumpahan Minyak Solar PT. NTT Mencemari Teluk Benete.

http://www.jatam.org./indonesia/berita/uploaded.docbrt20.html.(20 Mei 2005)

Jennings, EM & Tanner RS, 2000. Biosurfactant-Producing Bacteria Found In

Contaminated And Uncontaminated Soils. University of Oklamoma Dept. of

Botany and Microbiology.

Johnson JS,Woolhouse JK, Prommer H, Barry AD & Christofi N. 2003. Contribution

of anaerobic microbial activity to natural attenuation of benzene in

groundwater. Engineering Geology. 70 : 343-349.

Kim SJ, Choi DH, Sim DS & Oh YS, 2005, Evaluation of bioremediation

effectiveness on crude oil-contaminated sand. ChemoSphere. 59 : 845-852.

Kittel, JA, Hoepel RE. 1994. “Bioslurping Vacuum Enchanced Free Product

Recovery Coupled With Bioventing”. A Case Study. Proceeding of the Join

NWWA/API. Petroleum Hydrocarbon Conference. Houston,Texas : 1-15

Leppchen, Kathrin. 2006. Microbial De-emulsification: A Highly Efficient Procedure

for the Extractive Workup of Whole-Cell Biotransformations. Institute of

Technical Chemistry, Freiberg University of Technology Fierberg Germany.

Merasbi M.R. 2003. Biodegradation of Petroleum Hydrocarbons in Soil. Iranian

Health Public Journal : 28-32

Munir E. 2006. Pemanfaatan mikroba dalam bioremediasi: Suatu Teknologi

Alternatif Untuk Pelestarian Lingkungan. Universitas Sumatera Utara Medan

Odu, CTI 1978. The effects of nutrient application and aeration on oil degradation in

soil, Environ, Pollut. 15: 235-240.


42

Oteyza de TG, Grimald JO, Lliros M. & Esteve I. Microsom Experiment of Oil

Degradation by Microbial Mats. Science of the Total Environtment Article in

Press.

Pertamina, Direktorat PPDN. 1998. Spesifikasi Bahan Bakar Minyak dan Gas.

Pertamina, 2005. Industrial Diesel Oil (Minyak Diesel).

http://www.pertamina.com/indonesia/head-office/hilir-ppdn/product/prd-

solar.html. (12 Mei 2005)

Pieper HD, Dos Santos MV, & Golyshin NP. Genomic and Mechanistic Insight into

the Biodegradation of Organic Pollutants. Current Opinion in Biotechnology.

15:215-224

Pikoli, MR, P. Aditiawati & DI Astuti. 2000. Isolasi Bertahap dan Indentifikasi Isolat

Bakteri Termofilik Pendegradasi Minyak Bumi dari Sumur Banko. Laporan

Penelitian Jurusan Biologi, ITB, Bandung.

http://www.ip.itb.ac.id/product/vol32no2/mega.html (24 Maret 2000)

Plohl, K., H. Lescovsek & Bricelj M. 2001. Biological Degradation of Motor Oil in

Water. Acta chim. 49:279-280.

Richard JY, & Vogel MT. 1999. Characterization of a Soil Bacterial Cosortium

Capable of Degrating Diesel Fuel. International Biodeterioration &

Biodegradation. 44:93-100

Riser-Roberts E. 1992. Biormediation of Petroleum Conaminated Sites. Bocaraton

(FL):CRC Press, Inc.

Townsend GT, Prince CR, & Suflita MJ. 2004. Anaerobic biodegradation of alicyclic

constituents of gasoline and natural gas condensate by bacteria from an

anoxic aquifer. FEMS Microbiology Ecology. 49:129-135.

Sun Y, Chen Z, Xu S, & Cai P. 2005. Stable Carbon and Hydrocarbon Isotopic

Fractionation of Individual n-alcanes accompanying Biodegradation:

evidence from a group of progressively biodegraded oils. Organic

Geochemistry. 36:225-238

Suryanto, D & Suwanto A 2000. Seleksi dan Isolasi Bakteri Pengurai Senyawa

Hidrocarbon Aromatik. Jurnal Mikrobiologi Indonesia : 39-42


43

Wackett. PL, & Hershberger LD. 2001. Physiological Procesces, In: Biocatlysis And

Biodegradation Microbial Transformation of Organic Compounds. American

Society For Microbiology, Washington., pp. 95-109.

Walker, JD, & RR Colwell, 1974. Microbial degradation of model petroleum at low

suhues. Microb. Ecol.. 1: 63-95.


44

Lampiran 1 : Pembuatan Suspensi Isolat Bakteri 10-8

sel/ml Untuk

Pengujian

Isolat bakteri

Dimasukkan ke dalam larutan NaCl 0,85%

Diambil 1-2 ose

Dihomogenkan dalam vortex

Dibandingkan dengan kekeruhan Mac Farland 0,5 standard yang setara dengan 10-8 CFU/ml

Suspensi isolat bakteri

44


45

Lampiran 2 : Alur Kerja Isolasi Bakteri Pendegradasi Minyak Solar

Tahap I

Sampel air laut

Dimasukkan dalam media cair SMSSe steril yang

mengandung 2% b/v solar

Diinkubasi dan digoyang di atas shaker pada kec. 120

rpm selama 7 hari

Diisolasi bakteri pada hari ke-1, 3, 5, 7 menggnakan air

laut steril pada pengenceran 10-5

dengan metoda cawan

tuang

Dibiakkan dalam cawan petri steril yang berisi media

SMSSe padat yang mengandung 2% b/v solar

Diinkubasi selama 2 hari pada suhu ruang 32oC

Pengisolasian tahap 1 dan 2 dilakukan pada masa inkubasi pada hari ke-1, 3,

5, 7 untuk masing-masing tahap. Pengisolasian tahap 2 dilakukan dengan

cara yang sama seperti tahap 1. Namun media pengisolasiannya

diperkaya dengan minyak sisa degradasi tahap 1 untuk pengisolasian

tahap 2

Isolat tumbuh

Biakan murni

Karakterisasi


46

Isolat bakteri

Dimasukkan dalam kulkas pada suhu 5 oC selama ± 15 menit

Diambil lapisan minyak pada bagian paling atas media SMSSe cair dengan Spatula

Dimasukkan dalam gelas ukur 10 ml

Lampiran 3 : Alur Kerja Mendapatkan Minyak Sisa Degradasi Isolasi

Tahap 2

Minyak sisa degradasi


47

Lampiran 4 : Alur Kerja Karakterisasai Sifat Morfologi Dan Biokimia

Isolat

Isolat terpilih

Karakterisasi

Pewarnaan Gram Uji biokimia sederhana Morfologi

Hasil Pengamatan

Bentuk koloni Warna koloni Tepi koloni Elevasi koloni Bentuk dan penataan sel

Uji mortalitas Uji sitrat Uji gelatin Uji katalase Uji TSIA


48

Sampel hasil perlakuan

Diambil 1 ml pada pengenceran 10-10 dengan menggunakan air laut steril Dimasukkan ke dalam cawan petri steril Dimasukkan media SMSSe yang masih cair yang mengandung minyak solar 1%, 2% dan 3% (b/v)

Kepadatan Sel Isolat

Lampiran 5 : Alur Kerja Estimasi Kepadatan Sel Isolat dengan Cara

SPC

Dihomogenkan dengan cara digoyang membentuk angka delapan

Diinkubasi selama 2 hari pada suhu 32oC

Dihitung kepadatan sel iasolat

Dilakukan estimasi kepadatan sel isolat dengan cara SPC pada hari ke-0, 7 dan 14 untuk masing-masing perlakuan


49

Isolat

Dimasukkan dalam media SMSSe cair (150 ml)

Kadar Minyak Solar Sisa

Lampiran 6 : Uji Kemampuan Isolat Bakteri Dalam Mendegradasi

Minyak Solar

Digoncang dengan kecepatan 120 rpm selama 7 dan 14 hari

Ditambahkan minyak solar 1% (1,5 ml), 2% (3ml), dan 3% (4,5ml)


50

100 ml media SMSSe yang mengandung minyak solar 1%, 2% dan 3%

Dimasukan ke dalam corong pisah

Ditambahkan 5 ml HCl 3 N

Kepadatan Sel Isolat

Lampiran 7 : Alur Kerja Analisis Kadar Minyak Solar Secara

Gravimetri

Ditambahkan 60 ml n-heksan hasil pemurnian dengan destilasi bertingkat pada suhu 60oC Dikocok selama 15 menit Didiamkan sampai n-heksan terpisah

Dibuang lapisan air yang diperoleh Disaring lapisan solar dan n-heksan murni dengan kertas saring yang telah diolesi ±0,5 g Na2SO4 Dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 ml yang telah ditimbang

Dipanaskan pada suhu 60oC sampai n-heksan habis

Diangkat dan didiamkan sampai dingin

Ditimbang dan dicatat beratnya

Analisis kadar minyak solar secara gravimetri dilakukan pada hari ke-0, 7 dan 14

untuk masing-masing perlakuan

Kadar minyak solar sisa (g)


51

Larutan Media Hasil Pengujian

Disentrifugasi pada 3500 rpm selama 15 menit

Hasil

Lampiran 8 : Uji Kemampuan Biosurfaktan dalam Mengemulsi Minyak

Solar (ml)

Cairan fermentasi diambil 4 ml

Dimasukkan ke dalam gelas ukur dengan perbandingan 4:1 (v/v) antara larutan dengan minyak

Ditambah minyak 1 ml

Dikocok

Diamati dan dicatat penurunan volume minyak solar


52

Lampiran 9. Data Nilai Kadar Minyak Solar Sisa 1%, 2% dan 3% oleh Bakteri

terhadap Waktu Pengamatan

Data degradasi minyak solar hari ke-7

Rataan

Isolat 1% 2% 3%


BN 1 1.01b 2.01bc 3.70a

BN 2 1.08b 1.98bc 3.88a

BN 3 1.18b 2.38b 3.99a

BN 4 1.19b 1.89bc 3.87a

BN 5 0.96b 2.12bc 3.56a

Konsorsium 0.55c 1.11c 3.05b

Analisis Ragam 1% hari ke-7

SK Db JK KT Fhitung F5%

Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

0.98

0.98

0

0

0.07

0.16

0.16

0

0

0.01

16**

16**

0

0

3.87

3.87

0

0



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

3.93

3.93

0

0

0.02

0.65

0.65

0

0

2.85

0.22**

0.22**

0

0

3.87

3.87

0

0



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

2.33

2.33

0

0

0.24

0.38

0.38

0

0

0.034

11.17**

11.17**

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan ** = berbeda sangat nyata (F.hit> F.05)


53

Data degradasi minyak solar hari ke-14

Rataan

Isolat 1% 2% 3%


BN 1 0.63b 0.94b 2.72a

BN 2 0.73b 1.07b 3.15a

BN 3 0.79a 1.87b 3.48a

BN 4 0.84a 1.19b 3.04a

BN 5 0.60b 1.40b 2.75a

Konsorsium 0.26c 0.69b 2.21b



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

1.68

1.68

0

0

0.08

0.28

0.28

0

0

0.011

25.45**

25.45**

0

0

3.87

3.87

0

0



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

7.25

7.25

0

0

0.361

1.27

1.27

0

0

0.05

25.4**

25.4**

0

0

3.87

3.87

0

0



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

2.33

2.33

0

0

0.24

0.38

0.38

0

0

0.034

11.17**

11.17**

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan ** = berbeda sangat nyata (F.hit>F.05)


54

Lampiran 10. Rataan pertumbuhan sel isolat bakteri dengan kadar minyak

1%, 2% dan 3% terhadap waktu pengamatan (10-10 sel/ml)

Hari ke-7

Rataan

Isolat 1% 2% 3%

Kontrol 0.00 0.00 0.00

BN 1 14.18b 10.50a 10.60b

BN 2 24.44a 17.18a 20.80a

BN 3 2.78b 3.19a 3.40 b

BN 4 8,94b 9.54a 6.08b

BN 5 6.32b 5.12a 4.88b

Konsorsium 2.21b 2.65a 7.18b



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

897.65

897.65

0

0

196.45

149.6

149.6

0

0

28.06

5.33**

5.33**

0

0

3.87

3.87

0

0



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

416.86

416.86

0

0

299.84

69.4

69.4

0

0

42.83

1.62**

1.62**

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan**=berbeda sangat nyata


SK Db JK KT

Fhitung

F5%

Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

517.08

517.08

0

0

182.61

86.18

86.18

0

0

26.08

3.30*

3.30*

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan*=tidak berbeda nyata


55

Hari ke-14

Rataan

Isolat 1% 2% 3%

Kontrol 0.00 0.00 0.00

BN 1 9.33bc 6.51bc 3.84c

BN 2 12.51ab 7.48bc 1.44d

BN 3 15.08a 15.36a 10.10ab

BN 4 14.82a 8.20abc 6.76abc

BN 5 4.92bc 5.18bc 5.72bc

Konsorsium 12.40ab 12.44ab 13.45a



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

374.47

374.47

0

0

58.77

62.4

62.4

0

0

8.39

7.43**

7.43**

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan **=berbeda sangat nyata



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

296.45

296.45

0

0

149.55

49.4

49.4

0

0

21.36

2.31*

2.31*

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan *=tidak berbeda nyata



Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6

6

0

0

7

268.71

268.71

0

0

50.74

44.78

44.78

0

0

7.24

6.18**

6.18**

0

0

3.87

3.87

0

0

Keterangan**=berbeda sangat nyata


56

Lampiran 11. Data nilai kemampuan biosurfaktan yang dihasilkan isolat

bakteri dalam mengemulsi minyak solar 1%, 2% dan 3%(ml)

Data nilai kemampuan biosurfaktan yang dihasilkan isolat bakteri dalam mengemulsi

minyak solar 1(ml)

Ulangan Perlakuan

I II

Total Rataan

Kontrol H-14

BN 1 H-14

BN 2 H-14

BN 3 H-14

BN 4 H-14

BN 5 H-14

Konsorsium H-14

0,000

0,100

0,100

0,500

0,200

0,050

0,050

0,000

0,100

0,100

0,100

0,100

0,100

0,200

0,000

0,200

0,200

0,600

0,300

0,150

0,250

0,000

0,100a

0,100a

0,300a

0,150a

0,075a

0,125a

FK 0,206

JK Total 0,199

JK Perlakuan 0,101

Analisis Ragam


Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6.00

6.00

0.00

0.00

7.00

0,10

0,10

0,00

0,00

0,10

0,02

0,02

0,00

0,00

0,01

1,21*

1,21*

0,00tn

0,00tn

3,87

3,87

3,47

2,25

Total 13.00

Keterangan *=tidak berbeda nyata, tn=tidak nyata


57


minyak solar 2% (ml)

Ulangan Perlakuan

I II

Total Rataan

Kontrol H-14

BN 1 H-14

BN 2 H-14

BN 3 H-14

BN 4 H-14

BN 5 H-14

Konsorsium H-14

0,000

0,200

0,300

0,100

0,400

0,100

0,500

0,000

0,100

0,200

0,100

0,100

0,600

0,900

0,000

0,300

0,500

0,200

0,500

0,700

1,400

0,000

0,150a

0,250a

0,100a

0,250a

0,350a

0,700a

FK 0,926

JK Total 0,874

JK Perlakuan 0,614

Analisis Ragam


Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6.00

6.00

0.00

0.00

7.00

0,61

0,61

0,00

0,00

0,26

0,10

0,10

0,00

0,00

0,04

2,76*

2,76*

0,00tn

0,00tn

3,87

3,87

3,47

2,25

Total 13.00

Keterangan *=tidak berbeda nyata, tn=tidak nyata


58


minyak solar 3%(ml)

Ulangan Perlakuan

I II

Total Rataan

Kontrol H-14

BN 1 H-14

BN 2 H-14

BN 3 H-14

BN 4 H-14

BN 5 H-14

Konsorsium H-14

0,000

0,100

0,100

0,050

0,100

0,050

0,300

0,000

0,100

0,100

0,100

0,100

0,100

0,300

0,000

0,200

0,200

0,150

0,200

0,150

0,600

0,000

0,100b

0,100b

0,075c

0,100b

0,075c

0,300a

FK 0,161

JK Total 0,104

JK Perlakuan 0,102

Analisis Ragam


Perlakuan

Isolat

Waktu

IW

Galat

6.00

6.00

0.00

0.00

7.00

0,10

0,10

0,00

0,00

0,00

0,02

0,02

0,00

0,00

0,00

47,50**

47,50**

0,00tn

0,00tn

3,87

3,87

3,47

2,25

Total 13.00

Keterangan **= berbeda sangat nyata (F.hit>F.05), tn= tidak nyata


59

Lampiran 12. Kepadatan Sel Isolat Bakteri dengan Cara SPC pada Konsentrasi

Minyak Solar 1%, 2%, dan 3%

1%, BN 1

2%, BN 1

3%, BN 1

59


60

Lampiran 13. Hasil Degradasi minyak Solar Setelah Dianalisis Secara

Gravimetri

Minyak solar setelah pengujian Sp. Konsorsium pada H-14 tampak pada samping

botol pengujian

Minyak solar setelah pengujian Sp. Konsorsium pada H-14 tampak pada bawah botol

pengujian

Isolat

Konsorsium


61

Lampiran 14. Isolat BN 1, BN 2 dan BN 5

BN 1

BN 5

BN 2


62

Lampiran 15. Uji Biokimia

BN 2

BN 3

BN 4

BN 5


ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK ...

Documents

Transcript of ISOLASI DAN UJI POTENSI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK ...