Jurnal.eks.Bio Fix

Perbandingan Pertumbuhan Bakteri Acetobacter xylinum selama Fermentasi pada Ekstrak Nanas dan Pisang dengan

Metode Spektrofotometri

TEGAR YUDHA RESTUTI, YOHANA NATALIA PADMASARI, YULI DASMIYATI

Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

Abstrak

Kandungan yang ada dalam nanas dan pisang ternyata mampu menjadikan nanas dan pisang sebagai media untuk biakan bakteri, terutama bakteri Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum sudah lama digunakan dalam fermentasi sebagai proses pembuatan nata de coco dari air kelapa, namun sekarang ini banyak dibuat nata de coco dari pisang dan nanas juga. Pada penelitian ini akan dibandingkan apakah ada perbedaan pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum pada ekstrak nanas dan pisang selama fermentasi secara tidak langsung, dimana kita lihat struktur dari nanas dan pisang itu berbeda. Dengan cara ekstrak nanas dan pisang sebanyak 300 ml masing-masing dimasukkan kedalam elenmeyer, ditutup rapat dan disimpan dalam ruang steril. Dengan metode spektrofotometri, setiap 2 hari sekali selama 10 hari masing-masing ekstrak nanas dan pisang sebanyak 5ml dimasukkan kedalam kuvet kaca dan diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm dan 660 nm. Angka yang diperoleh dari setiap pengukuran dimasukkan dalam rumus absorbansi. Setelah data penelitian diolah dengan statistik didapatkan hasil bahwa ternyata tidak ada perbedaan yang significant terhadap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum selama fermentasi pada ekstrak nanas dan pisang.

Kata kunci : Acetobacter xylinum, Nanas (Ananas comosus), Pisang (Musa paradisiaca), Spektrofotometri

I. PENDAHULUAN

Nanas dan Pisang merupakan

dua jenis buah-buahan yang sudah

tidak asing lagi dan sanat mudah

dijumpai diberbagai daerah. Selain

karena harganya yang terjangkau

dan mudah ditemukan, rasanya

enak, kandungan didalamnya

kedua buah tersebut banyak

berguna bagi tubuh dan tentu bisa

di ekstrak untuk dijadikan media

dalam menumbuhkan mikroba.

Yang dalam hal ini adalah bakteri,

bakteri yang akan diamati

pertumbuhannya adalah bakteri

Acetobacter xylinum.

Acetobacter xylinum bersifat

Gram negatif, tidak membentuk

endospora, hidup bersifat aerob

obligat, tidak melakukan

fermentasi alkohol, berbentuk

bulat lonjong sampai batang

pendek (Hot et al, 1974; Moat,

1986 dan Forng et al, 1989),

tumbuuh pada pH 3 sampai 4,5

dan suhu 25-30°C, dapat

mengoksidasi etanol dan

menghasilkan asam asetat. Secara

fisik bekteri Acetobacter xylinum

mampu mengoksidasi glukosa

menjadi polimer yang panjang

yang disebut selulosa. Selulosa ini

berupa serat-serat putih yang

terbentuk secara bertahap dari

lapisan tipis pada awal fermentasi

hingga mencapai ketebalan 12 mm

pada akhir fermentasi. Kemudian

disebut sebagai nata yang termasuk

metabolit sekunder selain itu dapat

menghasilkan asam asetat, air dan

energi sebagai metabolit primer.

Salah satu cara untuk

mengidentifikasi adanya bakteri

Acetobacter xylinum adalah

dengan mengamati adanya lapisan

nata pada suatu substrat yang

terdiri dari selulosa mengapung

pada permukaan larutan. Bakteri

Acetobacter xylinum memiliki

kemampuan untuk memproduksi

biofilm selulosa (nata).

Terbentuknya biofilm ini

merupakan hasil metabolisme

Acetobacter xylinum yang

prosesnya dikendalikan oleh

plasmidnya (Rezaee et al, 2005).

Nata merupakan selulosa

berbentuk padat berwarna

transparan, bertekstur kenyal

dengan kandungan air 98%,

umumnya dikonsumsi sebagai

makanan ringan. Biomassa nata

berasal dari pertumbuhan

Acetobacter xylinum pada proses

fermentasi pada media yang

mengandung gula dan asam.

Selulosa bakteri adalah

selulosa yang diproduksi oleh

mikroba terutama bakteri dari

galur Acetobacter. Selulosa

bakteri memiliki karakteristik

yang lebih menguntungkan

dibanding selulosa dari tanaman.

Karakteristik tersebut antara lain

kemurniannya tinggi, dapat

terurai, seratnya halus

(berdiameter 0.1 µm atau 300

kaIi lebih kecil dibanding serat

kayu), kekuatan tarik mekaniknya

bagus, kapasitas pengikatan

airnya yang tinggi dan derajat

kristalinitasnya yang tinggi (Ross

et al., 1991).

Oleh karena kelebihannya,

selulosa bakteri digunakan

sebagai bahan baku industri

(Johnson et al., 1990; Yamanaka

et al., 1989; Tahara et at., 2000).

Dalam percobaan ini kami

menggunakan media nanas dan

pisang, karena nanas dan pisang

mengandung gula dan asam,

sehingga dapat digunakan sebagai

media biakan murni bajteri

Acetobacter xylinum. Dalam ini

kami akan membandingkan

pertumbuhan dari bakteri

Acetobacter xylinum pada ekstrak

nanas dan ekstrak pisang selama

proses fermentasi. Karena struktur

dan kandungan nutrisi dari nanas

dan pisang berbeda, dimana

struktur nanas agak kasar dan

berserat sedangkan struktur pisang

halus lembut maka dimungkinkan

adanya perbedaan pertumbuhan

bakteri pada media nanas dan

pisang.

Pengukuran pertumbuhan

bakteri ini akan dilakukan secara

tidak langsung, dengan mengukur

turbiditas cairan medium.

Turbiditas dapat diukur

menggunakan alat photometer

(penerusan cahaya), semakin pekat

atau semakin banyak populasi

mikroba maka cahaya yang

diteruskan semakin sedikit.

Dengan metode spektrofotometri

yang menggunaknakan alat

spektrofotometer (optical

density/OD). Unit photometer atau

OD ini prposional dengan massa

sel dan juga jumlah sel, sehingga

cara ini dapat digunakan untuk

memperkirakan jumlah atau massa

suatu sel secara tidak langsung.

Penelitian ini bertujuan

untuk mengetahui apakah ada

perbedaan pertumbuhan bakteri

Acetobacter xylinum selama proses

fermentasi pada ekstrak nanas dan

pisang. Dimana Pertumbuhan

didefinisikan sebagai pertambahan

kuantitas konstituen seluler dan

struktur organisme yang dapat

dinyatakan dengan ukuran, diikuti

pertambahan jumlah, pertambahan

ukuran sel, pertambahan berat atau

massa dan parameter lain. Sebagai

hasil pertambahan ukuran dan

pembelahan sel atau pertambahan

jumlah sel maka terjadi

pertumbuhan populasi mikroba

(Sofa, 2008).

II. BAHAN DAN METODE

II.1. Bahan dan AlatEkstrak Nanas, Ekstrak

Pisang, Aquades, dan Alkohol 96%.

Alat yang digunakan terdiri dari labu elenmeyer 500 ml dan 1000 ml, gelas bekker 500 ml, gelas ukur 500 ml, tabung reaksi + rak, corong kaca, pengaduk panjang, pH-meter, pipet tetes, Blender, saringan, pisau, autoklaf, Laminar air flow beserta perlengkapannya (bunsen, jarum ose,dll), dan spektrofotometer.

II.2. Tempat PenelitianPenelitian dilakukan di

Laboratorium Pendidikan Biologi, Kampus III Paingan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

II.3. Metode PenelitianPenelitian dilakukan

dalam 3 tahap, yaitu tahap sterilisasi alat, tahap pembuatan ekstrak, dan tahap spektrofotometri.

Karena objek penelitian berupa bakteri, maka setiap alat dan pekerjaan harus dilakukan dalam keadaan steril agar tidak terkontaminasi.

Sterilisasi alat. Gelas ukur, Gelas beker dan Labu Elenmeyer di sterilkan dengan udara panas kering (dry heat) menggunakan alat autoklaf. Sedangkan untuk alat-alat seperti saringan, pengaduk, pipet, pisau, blender, corong kaca, tabung reaksi, kuvet kaca pada spektrofotometer, dll. Disterilkan menggunakan alkohol 96%.

Pembuatan ekstrak. Untuk ekstrak nanas dan pisang cara pembuatannya sama. Bahan (nanas dan pisang) dikupas bersih, dicuci bersih, kemudian dihaluskan. Dicampur dengan Aquades dan disaring, ekstrak/air yang didapat dimasukkan kedalam elenmeyer dan ditutup rapat untuk di fermentasikan. Simpan di Laminar air flow agar tidak terkontaminasi.

Pertumbuhan sel bakteri Acetobacter xylinum termasuk pertumbuhan secara teratur, semua komponen di dalam sel hidup.

Acetobacter xylinum mengalami 7 fase pembelahan sel. Untuk mengamati pertumbuhan sel bakteri tersebut digunakan metode Spektrofotometri atau Analisis Optical density/OD.

Analisis OD (densitasi optik). Densitasi optik media kultivasi diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 dan 660 nm (Masaoka et aI., 1993).

Pengambilan sampel dilakukan selama 10 hari. Hari pertama sampel diambil untuk mengamati fase adaptasi bakteri. Hari ke-2 sampel diambil untuk mengamati fase pertumbuhan awal. Untuk hari ke-3 sampai hari ke-10 sampel diambil setiap 2 hari sekali untuk mengamati fase-fase pertumbuhan bakteri yang lain.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan parameter pertumbuhan bakteri menggunakan ekstrak nanas dan pisang sebagai media biakan bakteri Acetobacter xylinum. Media tersebut digunakan untuk pertumbuhan sel dan produksi selulosa bakteri. Panjang gelombang yang digunakan untuk pengukuran kecepatan pertumbuhan bakteri optimum adalah 600 nm dan 660 nm (Masaoka et aI., 1993).

Pertumbuhan sel dicirikan dengan waktu yang dibutuhkan untuk menggandakan massa atau jumlah sel. Pengamatan terhadap pertumbuhan sel pada tahap ini terdiri dari pengamatan kerapatan optik (optical density) pada cairan media kultivasi. Hasil pengamatan kerapatan optik cairan pada media kultivasi (optical density) dapat dilihat pada Tabel 1, Gambar 1 dan Gambar 2.

Tabel 1. Hasil Pengukuran Spektrofotometri pada Ekstrak Nanas dan Pisang

No Hari / tanggal λ Sampel Hasil / pH

1. Senin, 26 Maret 2012600 nm

Eks. Nanas 1,55 / 4

Eks. Pisang 1,93 / 5

660 nm Eks. Nanas 1,55 / 4


2. Selasa, 27 Maret 2012

600 nmEks. Nanas 3,05 / 4




3. Selasa, 27 Maret 2012





4. Rabu, 28 Maret 2012





5. Jum’at, 30 Maret 2012





6. Senin, 2 April 2012





Gb 1. Kurva Kerapatan Optik (OD) cairan Media Kultivasi pada λ 600 nm

0 1 2 3 4 5 6 7 80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

nanaspisang

Gb 2. Grafik pengamatan pertumbuhan sel bakteri Acetobacter xylinum pada

ekstrak nanas dengan λ 660 nm

0 1 2 3 4 5 6 7 80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

nanaspisang

Kurva kerapatan

optik (OD) pada Gambar 1

dan Gambar 2

menunjukkan fase adaptasi

terjadi dari hari ke-0

sampai hari ke-1. Hal ini

terlihat dari kekeruhan

cairan kultivasi yang

stabil. Pada hari ke-2

masuk fase pertumbuhan

awal dimana pada fase ini

terjadi sintesis enzim oleh

sel yang diperlukan untuk

metabolisme (Suryani dan

Mangunwidjaja, 2000).

Setelah fase

adaptasi dan pertumbuhan

awal, pertumbuhan sel

bakteri Acetobacter

xylinum memasuki fase

eksponensial pada

pengamatan hari ke-3. Hal

ini terlihat dari peningkatan

kekeruhan cairan kultivasi

yang tinggi. Pada fase

eksponensial ini bakteri

mengeluarkan enzim

ekstraseluler polimerase

sebanyak-banyaknya, untuk

menyusun polimer glukosa

menjadi selulosa.

Pada hari ke-4

kekeruhan cairan

berkurang, ini menandakan

bahwa pertumbuhan sel

telah memasuki fase

stasioner. Dimana dalam

fase ini jumlah sel yang

tumbuh relatif sama dengan

jumlah sel yang mati. Pada

fase ini sel akan tidak tahan

terhadap kondisi

lingkungan yang ekstrim,

karena kandungan nutrisi

yang semakin berkurang.

Matrik nata lebih banyak

banyak diproduksi pada

fase ini.

Kekeruhan cairan

kultivasi akan berkurang

semakin cepat pada hari ke-

5, bakteri memasuki fase

menuju kematian. Pada

fase ini bakteri mulai

mengalami kematian

karena nutrisi telah habis

dan sel kehilangan banyak

energi cadangan.

Dan pada hari ke-6

sampai seterusnya

pertumbuhan sel bakteri

memasuki fase kematian.

Fase kematian disebabkan

karena ketahanan hidup sel

menurun akibat akumulasi

berbagai produk metabolit

dan inhibitor, sehingga

terjadi lisis dan bakteri

melepaskan komponen

yang terdapat didalamnya

(Nurwantoro, 1977).

Kemudian data

pada Tabel 1, diolah

menggunakan statistik

untuk mengetahui apakah

ada perbedaan

pertumbuhan bakteri

Acetobacter xylinum pada

nanas dan pisang. Setelah

diolah menggunakan

statistik didapatkan hasil

seperti pada Tabel 2 dan

Tabel 3.

Tabel 2. Hasil Perhitungan Statistik pada λ 600 nm

No Nanas ( X1) Pisang (Y1) (X1 – X ) (X1 – X )2 (Y1 - Y ) (Y1 - Y )2 (X1 – X ) (Y1 - Y )

1. 0,24 0,29 -1,75 3,062 -1,70 2,890 2,975

2. 3,05 3,30 0,71 0,504 0,96 0,921 0,681

3. 3,69 3,69 1,35 1,822 1,35 1,822 1,822

4. 2,70 1,56 0,36 0,129 -0,78 0,608 -0,280

5. 1,21 1,94 -1,13 1,276 -0,40 0,160 0,452

6. 1,05 1,21 -1,29 1,664 -1,13 1,276 1,457

∑ = 11,94 ∑ = 11,99 ∑ = 8,457 ∑ = 7,677 ∑ = 7,107

X = 11,94 : 6 = 1,99

Y = 11,99 : 6 = 1,99

Tabel 2. Hasil perhitungan Statistik pada λ 660 nm

No Nanas ( X1) Pisang (Y1) (X1 – X ) (X1 – X )2 (Y1 - Y ) (Y1 - Y )2 (X1 – X ) (Y1 - Y )

1. 0,24 0,36 -1,56 2,433 -1.41 1,988 2.199

2. 2,58 3,05 0,47 0,220 0,99 0,980 0,465

3. 3,69 3,42 1,58 2,490 1,36 1,840 2,148

4. 2,36 1,30 0,25 0,062 -0,76 0,577 -0,190

5. 1,05 1,56 -1,06 1,123 -0,50 0,250 0,530

6. 0,90 0,97 -1,21 1,464 -1,09 1,188 1,318

∑ = 10,82 ∑ = 10,66 ∑ = 7,792 ∑ = 6,823 ∑ = 6,470

X = 10,82 : 6 = 1,803

Y = 10,66 : 6 = 1,776

Analisis perhitungan Data

- Analisa data Tabel 2.

Ho : ρ xy = 0

Hi : ρ xy ≠ 0

α : 0,01

Df : N – 2 = 6 – 2 = 4

rcrit : 0,811

rxy = ∑ ( x i−X )( y i−Ῡ ¿)

√∑ ( xi−X )2( y i−Ῡ )2¿

rxy = 7,1078,057

rxy = 0,882

rxy < rcrit

0,882 < 0,917 tidak significant

- Analisa data Tabel 3.

Ho : ρ xy = 0

Hi : ρ xy ≠ 0

α : 0,01

Df : N – 2 = 6 – 2 = 4

rcrit : 0,917

rxy =

∑ ( x i−X )( y i−Ῡ ¿)

√∑ ( xi−X )2( y i−Ῡ )2¿

rxy = 6,4707,290

rxy = 0,887

rxy < rcrit

0,887 < 0,917 tidak significant

Dari perhitungan data dengan

statistik didapatkan bahwa pada

panjang gelombang 600 dan 660

nm untuk esktrak pisang dan

ekstrak nanas dihasilkan bahwa

“tidak significant”. Hal ini berarti,

tidak ada perbedaan yang

significant atau perbedaan yang

berarti untuk pertumbuhan bakteri

Acetobacter xylinum pada ekstrak

nanas dan ekstrak pisang. Struktur

dari nanas dan pisang yang kasar

berserat dan halus tidak

mempengaruhi pertumbuhan

bakteri Acetobacter xylinum

selama proses fermentasi.

IV. KESIMPULAN

Dari hasil diatas, dapat

disimpulkan bahwa :

1. Bakteri Acetobacter

xylinum mengalami

beberapa fase selama

pertumbuhan, yaitu fase

adaptasi, fase pertumbuhan

awal, fase eksponensial,

fase pertumbuhan

diperlambat, fase stasioner,

fase menuju kematian dan

fase kematian

2. Tidak ada perbedaan yang

significant antara ekstrak

nanas dan ekstrak pisang

sebagai media tumbuh

bakteri

3. Struktur buah nanas yang

berserat dan pisang yang

halus tidak mempengaruhi

pertumbuhan dari bakteri

Acetobacter xylinum

V. DAFTAR PUSTAKA

Ajizah, Aulia. 2004.

SENSITIVITAS SALMONELLA

TYPHIMURIUM TERHADAP

EKSTRAK DAUN PSIDIUM

GUAJAVA L. . Pendidikan

biologi : FKIP Universitas

Lambung Mangkurat

Estu muh. Dwi A. 2009.

Bakteri Acetobacter xylinum.

Terkait

http://estuelektro.wordpress.com

/2009/12/19/bakteri-acetobacter-

xylinum/ (diunduh pada tanggal

20 April 2012)

Laily, Noer dkk. 2004.

Kinetika fermentasi produksi

selulosa bakteri acetobacter sp.

Pada kultur kocok. Fakultas

http://estuelektro.wordpress.com/2009/12/19/bakteri-acetobacter-xylinum/



Teknik Pertanian : Institut

Pertanian Bogor

Nainggolan, Jusman. 2009.

Kajian pertumbuhan bakteri

acetobacter sp. Dalam kombucha-

rosela merah pada kadar gula

dan lama fermentasi yang

berbeda. Biologi: Universitas

Sumatera Utara Medan

Terkait

http://repository.usu.ac.id/bitstre

am/123456789/5801/1/09E01977.

pdf (diunduh pada tanggal 20

April 2012)

Prasetyo, Redy Joko. 2009.

Pertumbuhan Mikroba.

Terkait

http://www.inforedia.com/2009/1

2/pertumbuhan-mikroba.html

(diunduh pada tanggal 20 April

2012)

Plantamor.com (terkait)

http://planet-

sains.blogspot.com/2011/05/klasif

ikasi-pisang.html

http://www.plantamor.com/

index.php?plant=95 (diunduh

pada tanggal 20 April 2012)

VI. LAMPIRAN

Gb 3. Sterilisasi Alat – alat

http://www.plantamor.com/index.php?plant=95

http://www.plantamor.com/index.php?plant=95

http://planet-sains.blogspot.com/2011/05/klasifikasi-pisang.html



http://www.inforedia.com/2009/12/pertumbuhan-mikroba.html

http://www.inforedia.com/2009/12/pertumbuhan-mikroba.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/5801/1/09E01977.pdf



Gb 4. Penghalusan Nanas

Gb 5. Penghalusan Pisang

Gb 6. Pembuatan Ekstrak nanas

Gb 7. Pembuatan ekstrak pisang

Gb 8. Hasil ekstrak nanas (kanan) dan ekstrak pisang (kiri)

Gb. 9. Pengambilan sampel untuk pengukuran pada spektrofotometer

Gb 10. Pencucian kuvet dengan alkohol 96%

Gb 11. Pengukuran pada spektrofotometer

Gb 12. Fermentasi ekstrak nanas dan ekstrak pisang

Terbentuk lapisan Nata

Jurnal.eks.Bio Fix

Documents

Transcript of Jurnal.eks.Bio Fix