KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

14
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086 Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa 197 KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM DALAM LIMBAH URANIUM FASE ORGANIK TBP-KEROSIN Mirna Windiya Jayanti 1 , Bernadetta Octavia 1 , Moch Yazid 2 1 : Program Studi Biologi, FMIPA UNY 2 : PTAPB BATAN ABSTRAK KARAKTERISASI BAKTERITOLERAN URANIUM DALAM LIMBAH URANIUM FASE ORGANIK TBP-KEROSIN. Karakterisasi bakteri tolerant uranium pada limbah uranium fase organik TBP- Kerosin telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri toleran uranium pada limbah uranium fase organik TBP-kerosin. Bakteri toleran uranium diisolasi secara selektif dari media pengkayaan yang terdiri dari 10 % v/v limbah uranium dalam media glukosa cair sehingga diperoleh 10 koloni. Masing-masing koloni disubkultur pada media isolasi dan skrinning agar plate sehingga diperoleh isolat kultur murni bakteri toleran uranium. Masing-masing kultur murni tersebut ditumbuhkan pada media pertumbuhan Nutrient Broth yang mengandung uranium dengan variasi konsentrasi 0 ppm, 120 ppm,150 ppm, dan 180 ppm. Isolat bakteri yang memiliki konstanta pertumbuhan instan tertinggi pada media yang mengandung 180 ppm uranium merupakan bakteri toleran uranium terpilih yang selanjutnya dikarakterisasi. Karakterisasi isolat bakteri terdiri dari; morfologi koloni, morfologi sel, pewarnaan gram, dan uji biokimiawi. Hasil karakterisasi diidentifikasi dengan metode profile matching dengan acuan genus yang ditelusuri pada Bergey’s Manual of Determinative. Hasil identifikasi menujukkan bahwa isolat-isolat bakteri toleran uranium terpilih termasuk dalam genus Pseudomonas, Escherichia dan Citrobacter. Kata kunci : karakterisasi, identifikasi, bakteri, limbah uranium ABSTRACT CHARACTERIZATION OF URANIUM TOLERANT BACTERIA IN TBP-KEROSEN ORGANIC PHASE OF URANIUM WASTE. Characterization of uranium tolerant bacteria in TBP- Kerosene organic phase of uranium waste has been investigated. The purpose of this research was to characterize and identify uranium tolerant bacteria from uranium waste. The uranium tolerant bacteria was selectively isolated from enrichment medium which is consist of 10 % v/v uranium waste in liquid glucose media then ten colonies were isolated. Each colony was sub cultured in isolation and screening agar plate then the pure culture isolates of uranium tolerant bacteria was resulted. Each pure culture was grown on Nutrient Broth growth medium which contain of uranium in varies concentration i.l; 0 ppm,120 ppm, 150 ppm, and 180 ppm. The isolate with the highest instantaneous growth constant in concentration 180 ppm of uranium was the chosen of uranium tolerant bacteria and then was characterized. Characterization of bacteria isolates consist of colony morphology, cell morphology, gram staining and biochemical tests. The result of characterization was identified by profile matching method with references genera which are traced in Bergey’s Manual of Determinative. The identification resulted that the isolates of uranium tolerant bacteria include in genera of Pseudomonas, Escherichia and Citrobacter. Keywords: characterization, identification, bacteria, uranium waste. PENDAHULUAN Pemanfaatan teknologi nuklir dan zat radioaktif di berbagai negara pada bidang kedokteran, farmasi, biologi, dan industri telah menciptakan bermacam-macam produk yang berguna bagi kesejahteraan manusia. Pemanfaatan teknologi nuklir di Indonesia telah dikembangkan sejak tahun 1986 dan pemanfaatannya telah diterapkan pada berbagai bidang ilmu pengetahuan[1]. Salah satu dampak negatif pemanfaatan teknologi nuklir di berbagai bidang yaitu timbulnya limbah radioaktif yang dapat mencemari lingkungan dan membahayakan keselamatan manusia. Kegiatan industri nuklir menimbulkan limbah cair organik radioaktif seperti limbah detergen persil dari pencucian pakaian kerja radiasi, limbah solven 30% TBP (tri- nbutylphosphate) dalam kerosin dari pemurnian atau pengambilan uranium dari kegagalan fabrikasi bahan bakar nuklir, limbah solven yang mengandung D2EHPA (di-2-ethyl hexylphosphoric acid), dan TOPO (trioctylphospineoxide) [2]. Limbah-limbah tersebut merupakan limbah cair organik radioaktif yang yang mengandung unsur radioaktif uranium serta anak luruhnya. Oleh karena itu, limbah- limbah tersebut harus dilakukan pengelolaan yang optimal untuk menjamin keselamatan manusia dan lingkungan. Salah satu metode alternatif yang dikembangkan untuk menangani masalah lingkungan yang tercemar logam berat dan dapat diterapkan pada proses pengolahan

Transcript of KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Page 1: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

197

KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM DALAM LIMBAH

URANIUM FASE ORGANIK TBP-KEROSIN

Mirna Windiya Jayanti1, Bernadetta Octavia

1, Moch Yazid

2

1 :

Program Studi Biologi, FMIPA UNY

2 : PTAPB BATAN

ABSTRAK

KARAKTERISASI BAKTERITOLERAN URANIUM DALAM LIMBAH URANIUM FASE ORGANIK TBP-KEROSIN. Karakterisasi bakteri tolerant uranium pada limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri toleran

uranium pada limbah uranium fase organik TBP-kerosin. Bakteri toleran uranium diisolasi secara selektif dari

media pengkayaan yang terdiri dari 10 % v/v limbah uranium dalam media glukosa cair sehingga diperoleh

10 koloni. Masing-masing koloni disubkultur pada media isolasi dan skrinning agar plate sehingga diperoleh

isolat kultur murni bakteri toleran uranium. Masing-masing kultur murni tersebut ditumbuhkan pada media

pertumbuhan Nutrient Broth yang mengandung uranium dengan variasi konsentrasi 0 ppm, 120 ppm,150

ppm, dan 180 ppm. Isolat bakteri yang memiliki konstanta pertumbuhan instan tertinggi pada media yang

mengandung 180 ppm uranium merupakan bakteri toleran uranium terpilih yang selanjutnya dikarakterisasi.

Karakterisasi isolat bakteri terdiri dari; morfologi koloni, morfologi sel, pewarnaan gram, dan uji biokimiawi.

Hasil karakterisasi diidentifikasi dengan metode profile matching dengan acuan genus yang ditelusuri pada

Bergey’s Manual of Determinative. Hasil identifikasi menujukkan bahwa isolat-isolat bakteri toleran uranium

terpilih termasuk dalam genus Pseudomonas, Escherichia dan Citrobacter.

Kata kunci : karakterisasi, identifikasi, bakteri, limbah uranium

ABSTRACT

CHARACTERIZATION OF URANIUM TOLERANT BACTERIA IN TBP-KEROSEN

ORGANIC PHASE OF URANIUM WASTE. Characterization of uranium tolerant bacteria in TBP-

Kerosene organic phase of uranium waste has been investigated. The purpose of this research was to

characterize and identify uranium tolerant bacteria from uranium waste. The uranium tolerant bacteria was

selectively isolated from enrichment medium which is consist of 10 % v/v uranium waste in liquid glucose

media then ten colonies were isolated. Each colony was sub cultured in isolation and screening agar plate

then the pure culture isolates of uranium tolerant bacteria was resulted. Each pure culture was grown on

Nutrient Broth growth medium which contain of uranium in varies concentration i.l; 0 ppm,120 ppm, 150

ppm, and 180 ppm. The isolate with the highest instantaneous growth constant in concentration 180 ppm of

uranium was the chosen of uranium tolerant bacteria and then was characterized. Characterization of

bacteria isolates consist of colony morphology, cell morphology, gram staining and biochemical tests. The

result of characterization was identified by profile matching method with references genera which are traced

in Bergey’s Manual of Determinative. The identification resulted that the isolates of uranium tolerant

bacteria include in genera of Pseudomonas, Escherichia and Citrobacter.

Keywords: characterization, identification, bacteria, uranium waste.

PENDAHULUAN

Pemanfaatan teknologi nuklir dan zat

radioaktif di berbagai negara pada bidang

kedokteran, farmasi, biologi, dan industri

telah menciptakan bermacam-macam produk

yang berguna bagi kesejahteraan manusia.

Pemanfaatan teknologi nuklir di Indonesia

telah dikembangkan sejak tahun 1986 dan

pemanfaatannya telah diterapkan pada

berbagai bidang ilmu pengetahuan[1].

Salah satu dampak negatif

pemanfaatan teknologi nuklir di berbagai

bidang yaitu timbulnya limbah radioaktif

yang dapat mencemari lingkungan dan

membahayakan keselamatan manusia.

Kegiatan industri nuklir menimbulkan

limbah cair organik radioaktif seperti limbah

detergen persil dari pencucian pakaian kerja

radiasi, limbah solven 30% TBP (tri-

nbutylphosphate) dalam kerosin dari

pemurnian atau pengambilan uranium dari

kegagalan fabrikasi bahan bakar nuklir,

limbah solven yang mengandung D2EHPA

(di-2-ethyl hexylphosphoric acid), dan

TOPO (trioctylphospineoxide) [2].

Limbah-limbah tersebut merupakan

limbah cair organik radioaktif yang yang

mengandung unsur radioaktif uranium serta

anak luruhnya. Oleh karena itu, limbah-

limbah tersebut harus dilakukan pengelolaan

yang optimal untuk menjamin keselamatan

manusia dan lingkungan.

Salah satu metode alternatif yang

dikembangkan untuk menangani masalah

lingkungan yang tercemar logam berat dan

dapat diterapkan pada proses pengolahan

Page 2: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

198

limbah yakni bioremidiasi. Bioremidiasi

adalah proses pembersihan lingkungan dari

bahan pencemar dengan menggunakan

material biologis antara lain tumbuhan dan

mikroorganisme[3]

.

Keuntungan menggunakan

mikroorganisme sebagai agen bioremidiasi

yaitu tersedia di alam, biaya produksi yang

murah, mampu melakukan recovery logam

yang spesifik, dan mudah diperlakukan

dalam limbah skala besar karena memiliki

kinetika yang cepat dan tingkat selektivitas

yang tinggi dalam mengurangi kandungan

logam[4]. Selain itu, bioremediasi dapat

dijadikan sebagai metode alternatif

penanggulangan pencemaran karena sudah

diakui mempunyai kelebihan yaitu ramah

lingkungan karena senyawa organik

mengalami mineralisasi dan menghasilkan

produk akhir yang stabil dan tidak beracun

[5].

Pemahaman mekanisme strategi

bioremidiasi pada daerah tercemar dan

mikroorganisme yang berperan sebagai agen

bioremidiasi akan diperoleh jika

pengetahuan akan distribusi dan

keanekaragaman mikroorganisme telah

dipelajari terlebih dulu. Keanekaragaman

mikroorganisme menyebabkan mereka

melimpah di bumi. Sebagian besar dari

mikroorganisme tersebut belum diketahui

karena 96 % mikroorganisme tersebut belum

diisolasi di dalam laboratorium. Domain

mikroorganisme yang belum dieksplorasi

memiliki potensial yang besar pada bidang

agrokultur, kehutanan, industri makanan,

obat-obatan, remidiasi logam, dan lainnya.

Untuk lebih memahami mekanisme

bioremidiasi oleh mikroorganisme, dan

proses yang terjadi pada mikroorganisme di

lingkungan, maka mikroorganisme tersebut

perlu diisolasi dan dikarakterisasi[6 ].

Salah satu mikroorganisme yang

berpotensi dalam bioremidiasi lingkungan

adalah bakteri. Bakteri hidup pada berbagai

habitat (dari kondisi yang ideal hingga pada

lingkungan yang ekstrim) untuk mendukung

setiap bentuk kehidupan di bumi..

Mengetahui pola keanekaragaman bakteri

merupakan salah satu hal yang penting

karena bakteri meliputi sebagian besar

keanekaragaman spesies di bumi, mereka

berperan dalam berbagai siklus yang

mendukung kehidupan bumi, dan

keanekaragamannya berperan penting dalam

bioremidiasi dan memiliki prospek biologis

(dalam pengobatan dan industri) [7].

Berdasarkan uraian di atas,

dimungkinkan terdapat bakteri toleran

uranium yang mampu hidup di dalam limbah

uranium fase organik TBP-Kerosin.

Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan

isolasi, karakterisasi, dan identifikasi bakteri

toleran uranium yang bersumber pada

limbah uranium fase organik TBP-Kerosin.

Dengan demikian isolat–isolat bakteri

toleran uranium yang telah diidentifikasi

diharapkan merupakan bakteri toleran

uranium indigenous Indonesia yang dapat

dipelajari keanekaragamannya dan dapat

berpotensi dalam bioremidiasi lingkungan.

Penelitian ini bertujuan untuk

memperoleh isolat bakteri toleran uranium,

mengetahui karakteristik bakteri bakteri

toleran uranium dan menduga genus bakteri

toleran uranium yang berasal dari limbah

uranium fase organik TBP–Kerosin

berdasarkan karakter fenotipiknya.

METODE PENELITIAN

Alat

Erlenmeyer 1000 mL merk Pyrex,

Lampu Bunsen, Labu ukur 500 mL merk

Pyrex, Tabung reaksi merk Pyrex, Rak

tabung reaksi, Autoklaf, Multi gojog MMS

merk EYEL4, Batang pengaduk, Spectronic

20D+

merk Milton Roy, Tabung kuvet merk

pyrex, hot plate, laminar air flow, magnetic

stirrer, mikropipet, tip pipet 1mL, 5 mL, dan

10mL, vortek, mikroskop cahaya, object

glass, cover glass, ose bulat, ose jarum,

timbangan analitik, kapas, kertas payung ,

alumunium foil, plastic, kamera digital.

Bahan

Limbah uranium cair fasa organik TBP-

Kerosin Aquadest steril, Alkohol, Stok

uranil nitrat 1000 ppm, Nutrient Broth merk

Oxoid,Tripthone Glucosa Yeast Ekstrac

(PCA) agar merk Oxoid , gram A (Kristal

violet), gram B (larutan iodine), gram C (etil

alkohol 95%), gram D (safranin), Media

glukosa, media laktosa, media galaktosa,

media maltosa, media sukrosa, media SIM,

media starch agar, media Simons Citrate

agar, media Triptone Broth, media MRVP,

H2O2, Kovaks, KOH 40 %, phenol red,

metyl red, kristal kreatinin, dan alpha naptol.

Page 3: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

199

Tata Kerja

Preparasi sampel

Limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin berasal dari Laboratorium

Bioremidial PTAPB BATAN Yogyakarta

yang telah disiapkan. Sampel dimasukkan ke

dalam botol sampel yang telah disediakan

oleh pihak BATAN. Pada sampel limbah

uranium fase organik TBP-Kerosin

dilakukan pengamatan parameter fisikawi

yaitu warna dan temperatur serta

pengukuran parameter kimiawi yaitu pH.

kadar uranium, dan aktivitas radionuklida

uranium U238

.

Tahap Isolasi Bakteri Toleran Uranium

Metode isolasi untuk mendapatkan

isolat bakteri toleran uranium terdiri dari

beberapa tahap, yaitu :

1. Preparasi media enrichment

Media enrichment merupakan

media diperkaya untuk menumbuhkan

bakteri toleran uranium yang berada pada

limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin. Media ini terdiri dari 10 %(v/v)

limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin di dalam media glukosa cair

dengan volume total 250 mL. Media

dikocok dengan pengocok (shaker)

dengan kecepatan 150 rpm hingga media

berubah menjadi keruh (terdapat

pertumbuhan bakteri) pada suhu ruang (±

28 0C).

2. Preparasi media isolasi dan skrinning

Media yang digunakan untuk

isolasi pertumbuhan bakteri toleran

uranium terdiri dari bahan bacto agar 9

gram, tryptone 5 gram, yeast extract 2.5

gram dan glukosa 1 gram ditambahkan

akuadest sampai volumenya menjadi 1

liter. Media didihkan di atas hot plate

dan didinginkan sejenak setelah media

masak. Pada pembuatan media isolasi

dan skrining yang mengandung 20 ppm

uranium, sebanyak 5 mL uranil nitrat

1000 ppm dimasukkan ke dalam labu

ukur 250 mL kemudian ditambahkan

media isolasi sampai tanda tera labu ukur

250 mL. Media dalam labu ukur tersebut

dikocok kemudian dimasukkan ke dalam

erlemeyer 500 mL. Media isolasi dan

skrinning yang mengandung 20 ppm

uranium disterilkan dengan autoclave

pada suhu 121 oC dengan tekanan 1 atm

selama 15 menit.

Media isolasi dan skrinning yang

mengandung 20 ppm uranium dituang

pada petridish di dalam LAF (laminar

air flow) setelah media hangat. Media

yang padat disimpan di lemari es dengan

kondisi terbalik. Media ini merupakan

media isolasi dan skrinning yang

mengandung 20 ppm uranium untuk

isolasi bakteri toleran uranium secara

selektif.

3. Isolasi Bakteri Toleran Uranium

Media enrichment yang sudah

keruh dikocok kemudian diambil secara

aseptik satu ose penuh dan

diinokulasikan dengan metode quadrant

streak plate pada media isolasi dan

skrinning agar plate yang mengandung

20 ppm uranium. Media yang telah

diinokulasi selanjutnya diinkubasi pada

suhu ruang (±28OC) sampai tumbuh

koloni-koloni bakteri pada permukaan

media isolasi dan skrinning agar plate

yang mengandung 20 ppm uranium.

4. Tahap Subkultur (Kultur Murni) Isolat

Bakteri Toleran Uranium

Koloni-koloni bakteri yang

tumbuh terpisah pada media isolasi dan

skrinning agar plate yang mengandung

20 ppm uranium, kemudian ditumbuhkan

pada media isolasi dan skrinning agar

miring yang mengandung 20 ppm

uranium. Pada tahap subkultur ini akan

diperoleh sejumlah kultur murni isolat

bakteri toleran uranium yang selanjutnya

masuk dalam tahap skrining.

Skrining Isolat Bakteri Toleran

Uranium

Metode skrining untuk

mendapatkan isolat bakteri toleran

uranium terpilih terdiri dari beberapa

tahap yaitu :

1. Pengukuran Pertumbuhan Isolat

Bakteri Toleran Uranium

Masing-masing kultur murni

isolat bakteri toleran uranium diambil

secara aseptik satu ose penuh dan

diinokulasikan pada media Nutrient

Broth yang mengandung 20 ppm

uranium. Media tersebut kemudian

dikocok dengan pengocok (shaker)

dengan kecepatan 120 rpm pada suhu

Page 4: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Peng

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

200

ruang (±28OC) dan diinkubasi sampai

jumlah sel minimal 106 sel/mL.

bakteri toleran uranium yang telah

mencapai jumlah sel minimal

diinokulasikan sebanyak 10%(v/v) mL

ke dalam masing-masing media

Broth yang mengandung var

konsentrasi uranium yaitu 0 ppm, 120

ppm, 150 ppm, dan 180 ppm kemudian

dikocok dengan pengocok (

dengan kecepatan 120 rpm pada suhu

ruang (±28OC).

Pertumbuhan isolat bakteri toleran

uranium pada interval waktu 0 sampai

120 jam ditentukan dengan mengukur

kekeruhan atau nilai OD (optical density

dengan spektofotometrik pada panjang

gelombang 620 nm. Pengukuran

Density dikonversi dengan

yaitu:

1 Klett unit = nilai OD yang

terukur x 500

2. Pengukuran Parameter Pertumbuhan

Isolat Bakteri Toleran Uranium

Kurva OD (optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran

uranium digunakan untuk mengukur

parameter pertumbuhan yaitu

menghitung konstanta kecepatan

pertumbuhan instan (µ), jumlah generasi

(n), waktu generasi (g), dan konstant

kecepatan rerata pertumbuhan (k)

masing-masing isolat bakteri. Isolat

bakteri toleran uranium terpilih adalah

isolat bakteri yang memiliki konstanta

kecepatan pertumbuhan instan (µ) paling

besar pada media Nutrient Broth

mengandung180 ppm uranium.

Dalam penelitian ini persamaan

yang digunakan untuk mengukur

parameter pertumbuhan yang menurut

Madigan et al.,(2000) [3] yaitu:

a. Jumlah generasi (n):

b. Konstanta kecepatan pertumbuhan

rerata (k):

Teknologi Pengelolaan Limbah IX

-BATAN ISSN 1410

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

dan diinkubasi sampai

sel/mL. Isolat

bakteri toleran uranium yang telah

jumlah sel minimal 106 sel/mL

diinokulasikan sebanyak 10%(v/v) mL

masing media Nutrient

yang mengandung variasi

konsentrasi uranium yaitu 0 ppm, 120

ppm, 150 ppm, dan 180 ppm kemudian

dikocok dengan pengocok (shaker)

dengan kecepatan 120 rpm pada suhu

Pertumbuhan isolat bakteri toleran

uranium pada interval waktu 0 sampai

an mengukur

optical density)

dengan spektofotometrik pada panjang

gelombang 620 nm. Pengukuran Optical

dikonversi dengan Klett unit

= nilai OD yang

Pengukuran Parameter Pertumbuhan

Bakteri Toleran Uranium

optical density)

pertumbuhan isolat bakteri toleran

uranium digunakan untuk mengukur

parameter pertumbuhan yaitu

menghitung konstanta kecepatan

pertumbuhan instan (µ), jumlah generasi

(n), waktu generasi (g), dan konstanta

kecepatan rerata pertumbuhan (k)

masing isolat bakteri. Isolat

bakteri toleran uranium terpilih adalah

isolat bakteri yang memiliki konstanta

kecepatan pertumbuhan instan (µ) paling

Nutrient Broth yang

mengandung180 ppm uranium.

Dalam penelitian ini persamaan

yang digunakan untuk mengukur

parameter pertumbuhan yang menurut

yaitu:

Konstanta kecepatan pertumbuhan

c. Konstanta kecepatan pertumbuhan

instan (µ) :

d. Waktu generasi (g):

g = 1/k

Keterangan :

Nt : populasi bakteri pada waktu

tertentu

No : populasi awal bakteri

(t-to) : waktu inkubasi

Log 2 : 0,301

Log e : 0,43429

Karakterisasi Fenotipik Isolat

Toleran Uranium

Karakterisasi fenotipik dilakukan

pada semua kultur murni isolat bakteri

toleran uranium. Karakterisasi ini

meliputi pengamatan morfologi koloni,

morfologi sel, dan pengecatan gram

sedangkan pada isolat bakteri toleran

uranium terpilih juga dilakukan uji

biokimiawi dengan tahapan sebagai

berikut :

1. Pengamatan Morfologi Koloni

Karakterisasi morfologi koloni

dilakukan dengan menginokulasikan

masing-masing kultur murni isolat

bakteri toleran uranium pada media

isolasi dan skrining agar plate

isolasi dan skrining agar miring, dan

media nutrient broth.

2. Pengamatan Morfologi Sel dan

Penentuan Sifat Gram

Karakterisasi morfologi sel dan

penentuan sifat gram dilakukan dengan

cara pengecatan gram. Pengecatan

dilakukan dengan membuat olesan

bakteri toleran uranium pada gelas benda

yang bersih dan bebas lemak. Olesan

bakteri tersebut difiksasi dengan

melewatkannya beberapa kali di atas

nyala api bunsen. Setelah kering,

dibubuhi secara merata dengan

(kristal violet), dibiarkan selama 30 detik

kemudian dicuci bersih dengan air

ISSN 1410-6086

pertumbuhan

: populasi bakteri pada waktu

populasi awal bakteri

Karakterisasi Fenotipik Isolat Bakteri

Karakterisasi fenotipik dilakukan

pada semua kultur murni isolat bakteri

toleran uranium. Karakterisasi ini

meliputi pengamatan morfologi koloni,

morfologi sel, dan pengecatan gram

sedangkan pada isolat bakteri toleran

lih juga dilakukan uji

dengan tahapan sebagai

Pengamatan Morfologi Koloni

Karakterisasi morfologi koloni

dilakukan dengan menginokulasikan

masing kultur murni isolat

bakteri toleran uranium pada media

agar plate, media

isolasi dan skrining agar miring, dan

Pengamatan Morfologi Sel dan

Karakterisasi morfologi sel dan

dilakukan dengan

. Pengecatan gram

membuat olesan

bakteri toleran uranium pada gelas benda

yang bersih dan bebas lemak. Olesan

bakteri tersebut difiksasi dengan

melewatkannya beberapa kali di atas

nyala api bunsen. Setelah kering,

dibubuhi secara merata dengan gram A

rkan selama 30 detik

kemudian dicuci bersih dengan air

Page 5: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

201

mengalir. Olesan bakteri dibubuhi

merata dengan gram B (larutan

iodine),dibiarkan selama 30 detik dan

dicuci dengan air mengalir. Lakukan

dekolorisasi (penghilangan warna)

dengan membubuhkan olesan tersebut

dengan gram C (etil alkohol 95%)

selama 10-30 detik. Dekolorisasi telah

terjadi dan berakhir ketika aliran solvent

(etil alkohol) menjadi tidak berwarna

lagi. Olesan bakteri dibubuhi dengan

gram D (safranin) selama 20-30 detik

dan dicuci dengan air mengalir. Olesan

bakteri dikeringkan dengan kertas

penghisap. Preparat bakteri diamati

dengan mikroskop. Bakteri gram positif

(+) ditunjukkan oleh warna ungu,

sedangkan gram negatif (-) ditunjukkan

oleh warna merah.

3 Uji Biokimiawi

Uji Biokimiawi dilakukan dengan

tahapan sebagai berikut :

a. Pengujian Fermentasi Karbohidrat

Pengujian fermentasi

karbohidrat dilakukan dengan

mengambil masing-masing satu

ose koloni bakteri dan

diinokulasikan dalam masing-

masing media glukosa, laktosa,

maltosa, dan sukrosa. Ke dalam

media pengujian fermentasi

karbohidrat ditambahkan indikator

phenol red untuk memperjelas

perubahan warna yang terjadi

sebagai reaksi fermentasi.

Disamping itu terdapat tabung

durham dalam posisi terbalik di

dalam media untuk melihat gas

yang terbentuk sebagai reaksi

fermentasi.

Masing-masing media

diinkubasi pada suhu 37 OC

selanjutnya diamati perubahan

warna media yang terjadi. Warna

kuning menunjukkan media bersifat

asam (hasil positif untuk uji

fermentasi karbohidrat) sedangkan

warna merah muda menunjukan

media yang bersifat basa.

b. Pengujian Hidrolisa Zat pati

Pengujian hidrolisa zat pati

dilakukan dengan cara

menginokulasikan dengan cara

menggoreskan satu ose koloni

bakteri pada media starch agar.

Media yang telah diinokulasi

diinkubasi pada suhu 37 OC selama

2x24 jam. Uji positif ditunjukkan

dengan terbentuknya zona jernih di

sekitar koloni, sebaliknya uji

negatif ditunjukkan dengan tidak

terbentuknya zona jernih.

c. Produksi Sulfur dan Uji Motilitas

Pengujian produksi sulfur

dan uji motilitas dilakukan dengan

menginokulasikan satu ose koloni

bakteri dengan metode tusukan

pada media SIM (Sulfur Indol

Motility). Media diinkubasi pada

suhu suhu 37 OC selama 24 jam,

selanjutnya diamati ada tidaknya

pembentukan sulfur dan motilitas

koloni bakteri.

Hasil sulfur positif ditandai

dengan terbentuknya warna hitam

pada media SIM. Kekeruhan yang

menyebar sepanjang bekas tusukan

menunjukkan reaksi positif

terhadap motilitas bakteri.

d. Pengujian Sitrat Sebagai Sumber

Karbon

Pengujian penggunaan sitrat

sebagai sumber karbon dilakukan

dengan cara menginokulasikan

koloni bakteri pada media Simmon

Citrate. Media diinkubasi pada

suhu 37 OC selama 24 jam,

selanjutnya diamati perubahan

warna media yang terjadi. Warna

biru menunjukkan reaksi positif dan

warna hijau menunjukkan reaksi

negatif pada media Simmon Citrate

e. Pengujian Produksi Indol

Pengujian produksi indol

dilakukan dengan cara

menginokulasikan koloni bakteri

pada media Triptone Broth selama

24 jam. Uji pembentukan indol

dilakukan dengan menambahkan

reagen Kovaks pada media tersebut.

Adanya cincin merah yang

terbentuk pada media tersebut

menunjukkan reaksi positif

terhadap pembentukkan indol.

Page 6: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

202

f. Uji Katalase

Pengujian aktivitas enzim

katalase dilakukan dengan cara

menginokulasikan satu ose koloni

bakteri pada gelas benda steril

kemudian ditetesi H2O2. Timbulnya

gelembung gas menunjukkan reaksi

positif terhadap uji katalase.

g. Uji Voges-Proskauer

Pengujian Voges-Proskauer

(VP) dilakukan dengan cara

menginokulasikan satu ose koloni

bakteri pada media MRVP (Methyl

Red-Voges Proskauer)broth. Media

MRVP broth yang keruh (terdapat

pertumbuhan bakteri) diambil

masing-masing 1 mL dan dimasukan

dalam tabung reaksi steril. Pada

tabung reaksi tersebut ditambahkan

0,6 mL larutan alpha naphtol dan 0,2

mL KOH 40% kemudian dikocok.

Pada tabung reaksi tersebut

ditambahkan sedikit kristal kreatinin

untuk mempercepat reaksi kemudian

dikocok kembali dan didiamkan ± 2

jam. Reaksi positif ditandai dengan

terbentuknya warna merah muda

sampai merah delima. Sisa MRVP

broth diinkubasi kembali selama 48

jam pada suhu 350C untuk digunakan

dalam uji methyl red.

h. Uji MR (Methyl Red)

MRVP broth yang telah

diinkubasi kembali selama 48 jam

pada suhu 350C, ditambahkan 5 tetes

indikator methyl red. Reaksi positif

ditandai dengan terbentuknya warna

merah dan negatif jika terbentuk

warna kuning.

Identifikasi Isolat Bakteri Toleran

Uranium

Identifikasi isolat bakteri toleran

uranium terpilih dilakukan dengan metode

profile matching. Pada metode profile

matching data karakter morfologi koloni,

morfologi sel, dan uji biokimiawi

dicocokkan dengan karakter genus acuan

Pseudomonas, Escherichia dan Citrobacter

yang ditelusuri melalui Bergey’s Manual of

Determinative.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan Sifat Fisikawi dan Kimiawi

Limbah Uranium Fase TBP-Kerosin

Limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin berasal dari proses ekstrasi uranium

di laboratorium BATAN dan disimpan

dalam drum yang diletakkan dalam ruangan

yang khusus. Pada waktu pengambilan

limbah dilakukan pengukuran dan

pengamatan faktor fisika dan kimia yaitu

warna, suhu, pH, kadar uranium dan

aktivitas radionuklida dan uranium. Hasil

penentuan sifat fisikawi dan kimiawi limbah

uranium fase organik TBP-Kerosin disajikan

dalam tabel di bawah ini.

Tabel 1. Parameter fisikawi dan kimiawi

limbah uranium uranim fase

organik TBP-Kerosin

NO. Parameter

Fisikawi dan

Kimiawi

Hasil

Pengukuran

1 Warna Coklat pekat

2 Suhu 29 oC

3 pH 7.5

4 Kadar uranium 90-100 ppm

5 Aktivitas

radionuklida

uranium U 238

1.23 x 10 3

Bq/L

Data pengamatan limbah uranium

fase organik TBP-Kerosin secara

fisikawi dan kimiawi dapat dijadikan

data pengamatan habitat awal bakteri

toleran uranium. Tabel 1 menunjukkan

bahwa limbah uranium fase organik

TBP-Kerosin memiliki suhu 29 0C, pH

7.5, memiliki kadar uranium 90-100

ppm, dan memiliki aktivitas radionuklida

U238

yaitu 1.23 x 10 3 Bq/L. Jadi bakteri-

bakteri yang tumbuh dalam limbah

uranium fase organik TBP-Kerosin

kemungkinan telah beradaptasi dengan

melakukan mekanisme detoksifikasi

tertentu untuk tetap hidup di lingkungan

yang mengandung uranium.

Limbah uranium ini masih

disimpan dan belum diperbolehkan untuk

dibuang ke lingkungan karena limbah ini

masih mengandung uranium dengan

Page 7: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

203

aktivitas radionuklida U238

masih di atas

batas tertinggi. Menurut Surat Keputusan

KA. BAPETEN No. 02/Ka-

BAPETEN/V-99 Tentang Baku Tingkat

Radioaktivitas di Lingkungan, batas

tertinggi tingkat radioaktivitas di

lingkungan adalah 1 x 10 3Bq/L. Metode

pengolahan limbah secara fisikawi dan

kimiawi untuk mengolah limbah dengan

kadar uranium kurang dari 100 ppm

membutuhkan biaya yang tinggi

sehingga diperlukan metode alternatif

yang dapat mengolah limbah dan

mengunduh kembali uranium di dalam

limbah tersebut.

Salah satu upaya alternatif yang

telah dikembangkan dalam berbagai

penelitian yaitu memanfaatkan potensi

bakteri sebagai agen bioremidiasi. Untuk

memahami mekanisme strategi

bioremidiasi uranium dan bakteri-bakteri

yang berperan sebagai agen bioremidiasi,

maka bakteri toleran uranium tersebut

perlu diisolasi dikarakterisasi dan

diidentifikasi.

Isolasi Selektif Bakteri Toleran

Uranium

Isolasi bakteri toleran uranium

pada limbah uranium fase organik TBP-

Kerosin diawali dengan pengkayaan

bakteri di dalam media enrichment.

Media enrichment mengandung limbah

uranium fase organik TBP-Kerosin, air,

triptofan, dan glukosa sebagai nutrisi

untuk mendukung pertumbuhan bakteri.

Bakteri toleran uranium yang tumbuh

pada media isolasi dan skrining agar

plate secara selektif berjumlah 10 koloni

bakteri dan diberi kode yaitu Mn 1, Mn

2, Mn 3, Mn 4, Mn 5, Mn 6, Mn 7, Mn 8,

Mn 9, dan Mn 10. Kesepuluh bakteri

yang tumbuh pada media isolasi dan

skrining (seperti ditunjukkan pada

Gamabar 1), merupakan bakteri toleran

uranium karena hanya bakteri toleran

uranium yang mampu tumbuh pada

lingkungan yang mengandung uranium.

organik TBP-Kerosin pada media

isolasi dan skrining agar miring yang

mengandung 20 ppm uranium.

Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran

Uranium

Pengukuran pertumbuhan bakteri

toleran uranium dimulai pada waktu

inkubasi 0 sampai 120 jam dengan interval

waktu 24 jam. Pada waktu inkubasi 0 sampai

24 jam terlihat bahwa tidak terdapat fase lag.

Data pengukuran nilai optical density pada

waktu inkubasi 0 sampai 24 jam terlihat

masih rendah karena pembelahan sel

mungkin baru terjadi pada waktu inkubasi

tersebut.

Gambar 1. Kultur murni bakteri toleran uranium dari limbah uranium fase

Page 8: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Peng

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

204

Gambar 2. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 0 ppm

Pengukuran nilai optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

pada media Nutrien Broth yang mengandung

konsentrasi 0 ppm uranium pada

menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi 0

jam isolat bakteri toleran uranium Mn 5

memiliki nilai optical density tertinggi yaitu

1,25 dan isolat Mn 9 memiliki nilai

density terendah yaitu 0,69. Pada waktu

Gambar 3. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium

Teknologi Pengelolaan Limbah IX

-BATAN ISSN 1410

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 0 ppm

optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

yang mengandung

konsentrasi 0 ppm uranium pada Gambar 2

menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi 0

jam isolat bakteri toleran uranium Mn 5

tertinggi yaitu

1,25 dan isolat Mn 9 memiliki nilai optical

. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 8 memiliki nilai optical density

tertinggi yaitu 5,16 dan isolat Mn 9 memiliki

nilai optical density terendah yaitu 2,67.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 memiliki nilai

density tertinggi yaitu 4,51 dan isolat Mn 3

memiliki nilai optical density terendah yaitu

2,18.

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium

ppm.

ISSN 1410-6086

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 0 ppm

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

optical density

tertinggi yaitu 5,16 dan isolat Mn 9 memiliki

terendah yaitu 2,67.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

ki nilai optical

tertinggi yaitu 4,51 dan isolat Mn 3

terendah yaitu

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 120

Page 9: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Gambar 4. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 150 ppm

Pengukuran nilai

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

pada media Nutrien Broth

konsentrasi 120 ppm uranium pada

3 menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi

0 jam isolat bakteri toleran uranium Mn 7

memiliki nilai optical density

0,53 dan isolat Mn 1 memiliki nilai

density terendah yaitu 0,12. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 8 memiliki nilai

tertinggi yaitu 3,78 dan isolat Mn 7 memiliki

nilai optical density terendah yaitu 2,12.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 4 memiliki nilai

density tertinggi yaitu 3,25 dan isolat Mn 7

memiliki nilai optical density

1,46.

Gambar 5. Pertumbuhan Isolat Bakteri

Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 150 ppm

Pengukuran nilai optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

Nutrien Broth yang mengandung

konsentrasi 120 ppm uranium pada Gambar

3 menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi

0 jam isolat bakteri toleran uranium Mn 7

optical density tertinggi yaitu

,53 dan isolat Mn 1 memiliki nilai optical

terendah yaitu 0,12. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 8 memiliki nilai optical density

tertinggi yaitu 3,78 dan isolat Mn 7 memiliki

terendah yaitu 2,12.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 4 memiliki nilai optical

tertinggi yaitu 3,25 dan isolat Mn 7

optical density terendah yaitu

Pengukuran nilai

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

pada media Nutrien Broth

konsentrasi 150 ppm uranium pada Gambar

4 menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi

0 jam isolat bakteri toleran uranium Mn 7

memiliki nilai optical density

0,57 dan isolat Mn 3 memiliki nilai

density terendah yaitu 0,21. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 memiliki nilai

tertinggi yaitu 3,65 dan isolat Mn 7 memiliki

nilai optical density terendah yaitu 1,93.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 memiliki nilai

density tertinggi yaitu 3,37 dan isolat Mn 2

memiliki nilai optical density

1,79.

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 180

ppm.

ISSN 1410-6086

205

. Pertumbuhan Isolat Bakteri Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 150 ppm

Pengukuran nilai optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

Nutrien Broth yang mengandung

konsentrasi 150 ppm uranium pada Gambar

4 menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi

0 jam isolat bakteri toleran uranium Mn 7

optical density tertinggi yaitu

,57 dan isolat Mn 3 memiliki nilai optical

terendah yaitu 0,21. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 memiliki nilai optical density

tertinggi yaitu 3,65 dan isolat Mn 7 memiliki

terendah yaitu 1,93.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 memiliki nilai optical

tertinggi yaitu 3,37 dan isolat Mn 2

optical density terendah yaitu

Toleran Uranium Pada Konsentrasi Uranium 180

Page 10: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

206

Pengukuran nilai optical density

pertumbuhan isolat bakteri toleran uranium

pada media Nutrien Broth yang mengandung

konsentrasi 180 ppm uranium pada Gambar

5 menunjukkan bahwa, pada waktu inkubasi

0 jam isolat bakteri toleran uranium Mn 8

memiliki nilai optical density tertinggi yaitu

0,43 dan isolat Mn 6 memiliki nilai optical

density terendah yaitu 0,18. Pada waktu

inkubasi 72 jam, isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 memiliki nilai optical density

tertinggi yaitu 3,53 dan isolat Mn 9 memiliki

nilai optical density terendah yaitu 1,78.

Pada waktu inkubasi 120 jam isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 memiliki nilai optical

density tertinggi yaitu 3,12 dan isolat Mn 9

memiliki nilai optical density terendah yaitu

1,45. Pada grafik pertumbuhkan kesepuluh

isolat bakteri toleran uranium menunjukkan

bahwa fase eksponesial dimulai pada waktu

inkubasi 24 jam dan semua isolat mengalami

puncak fase eksponensial pada waktu

inkubasi 72 jam. Namun terdapat

kemungkinan bahwa puncak eksponensial

dapat terjadi pada waktu inkubasi antara 24

sampai 96 jam. Nilai optical density yang

meningkat pada fase eksponensial

disebabkan oleh sel bakteri yang melakukan

pembelahan dengan maksimal.

Pada waktu inkubasi 96 sampai 120

jam tampak penurunan nilai optical density.

ion uranil akan menghambat metabolisme

sitrat, reaksi enzimatis, dan menyebabkan

kematian sel mikroorganisme sehingga

terdapat kemungkinan bahwa pertumbuhan

bakteri yang menurun disebabkan karena

terhambatnya metabolisme isolat bakteri

toleran uranium dan stock nutrisi dalam

media sudah mulai berkurang.

Tabel 2. Konstanta kecepatan pertumbuhan

instan isolat bakteri toleran uranium

pada konsentrasi 180 ppm uranium

Kode

isolat

Konstanta kecepatan

pertumbuhan instan

Mn 1 0.040777

Mn 2 0.026356

Mn 3 0.031207

Mn 4 0.033403

Mn 5 0.037945

Mn 6 0.036973

Mn 7 0.008875

Mn 8 0.035928

Mn 9 0.025296

Mn 10 0.02244

Hasil pengukuran parameter

pertumbuhan pada Tabel 2 digunakan

sebagai metode skrining untuk mendapatkan

isolat bakteri toleran uranium terpilih yang

memiliki konstanta kecepatan pertumbuhan

instan (µ) tertinggi. Kelima isolat bakteri

toleran uranium yaitu Mn 1, Mn 4, Mn 5,

Mn 6 dan Mn 8 merupakan isolat bakteri

toleran uranium terpilih yang memiliki

konstanta pertumbuhan lebih tinggi

dibandingkan kelima isolat bakteri toleran

uranium yang lainnya.

Karakterisasi Fenotipik Isolat

Bakteri Toleran Uranium Terpilih

Hasil skrining menunjukkan bahwa

kelima Karakterisasi isolat bakteri toleran

uranium terpilih dari limbah uranium fase

organik TBP-Kerosin dilakukan dengan

pengamatan morfologi koloni, pengecatan

gram, morfologi sel, dan uji biokimiawi.

Pengamatan pada morfologi koloni

tampak bahwa isolat bakteri toleran uranium

Mn 1, Mn 4 dan Mn 6 memiliki bentuk

koloni yang serupa yaitu round with

scalloped margin sedangkan isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 dan Mn 6 memiliki

bentuk koloni yang sama yaitu round.

Kelima isolat bakteri tolaran uranium

memiliki warna koloni yang serupa yaitu

putih. Isolat bakteri toleran uranium Mn 1,

Mn 5, dan Mn 8 memiliki tepi jenis smooth

sedangkan isolat bakteri toleran uranium Mn

4 dan Mn 6 memiliki tepi jenis irregular.

Hasil pengamatan elevasi isolat bakteri

toleran uranium terpilih tampak bahwa

semua isolat bakteri toleran uranium terpilih

memiliki elevasi jenis flat kecuali isolat Mn

5 yaitu jenis conveks.

Hasil pewarnaan gram

menunjukkan bahwa semua isolat bakteri

toleran uranium terpilih termasuk dalam

kelompok gram negatif. Kelompok bakteri

gram negatif ditandai dengan sel bakteri

yang berwarna merah saat pengamatan

secara mikroskopik. Warna merah tersebut

disebabkan karena hilangannya pewarna

kristal violet pada waktu dekolorisasi

dengan alkohol kemudian sel bakteri

menyerap pewarna merah yaitu safranin.

Bakteri gram negatif mengandung

konsentrasi lipid lebih rendah sehingga

dinding sel bakteri akan lebih mudah

terdehidrasi akibat perlakuan dengan

Page 11: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

207

alkohol. Dinding sel yang terdehidrasi

menyebabkan daya permeabilitasnya

berkurang sehingga zat warna ungu kristal

keluar dari sel kemudian sel akan menyerap

safranin.

Hasil pengujian pertumbuhan pada

media cair menunjukkan bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium kecuali Mn 1

tumbuh merata dalam media. Isolat bakteri

toleran uranium Mn 1 tumbuh pada

permukaan media di dalam tabung reaksi

sehingga isolat bakteri toleran uranium Mn 1

merupakan bakteri aerob sedangkan isolat

bakteri toleran uranium Mn 4, Mn 5, Mn 6,

dan Mn 8 tumbuh merata di dalam media

cair. Hal ini menunjukkan bahwa isolat

bakteri toleran uranium Mn 4, Mn 5, Mn 6,

dan Mn 8 merupakan bakteri anaerob

fakultatif yang mampu hidup di lingkungan

yang mengandung sedikit oksigen.

Hasil dari pengujian motilitas

bakteri menunjukkan bahwa isolat bakteri

toleran uranium terpilih bersifat motil. Sifat

motil dapat dilihat dari pertumbuhannya

yang menyebar sepanjang tusukan pada

media SIM. Semua isolat bakteri toleran

uranium terpilih bersifat motil karena bakteri

tersebut mempunyai flagella sebagai organ

penggerak sel.

Media SIM mengandung asam

amino sistin yang dapat diuraikan oleh

bakteri menjadi asam disulfida (H2S) oleh

aktivitas enzim desulfurase sehingga terjadi

perubahan media menjadi berwarna

hitam[10]

.Hasil uji terhadap kelima isolat

menunjukkan bahwa semua isolat bakteri

tersebut tidak mempunyai enzim desulfurase

yang berfungsi untuk memecah sistin yang

menghasilkan H2S sehingga media SIM

tidak berubah warna menjadi hitam. Jadi

dapat disimpulkan bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium tidak menggunakan

asam amino sistin sebagai sumber energinya

Uji katalase digunakan untuk

mengetahui adanya enzim katalase pada

isolat bakteri toleran uranium. Hasil uji

katalase menunjukan bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium terpilih memiliki

enzim katalse. Hal ini tampak pada

gelembung-gelembung gas yang dihasilkan

di atas gelas benda yang sebelumnya telah

diinokulasikan isolat bakteri toleran uranium

kemudian ditetesi dengan reagen katalase.

Gelembung-gelembung gas tersebut berasal

dari hidrogen peroksida (H2O2) yang terurai

menjadi air dan O2 oleh aktivitas enzim

katalase yang dimiliki oleh semua

isolatbakteri toleran uranium.

Uji indol digunakan untuk

mengetahui adanya enzim triptofanase pada

bakteri yang dapat menghidrolisis asam

amino triptofan menjadi indol dan asam

piruvat. Asam amino triptofan merupakan

asam amino yang lazim terdapat pada

protein sehingga asam amino ini dengan

mudah dapat digunakan oleh

mikroorganisme sebagai sumber energinya.

Pembentukan indol dari triptofan oleh

mikroorganisme dapat diketahui dengan

menumbuhkannya dalam media yang kaya

dengan triptofan. Penumpukan indol dalam

media tersebut dapat diketahui dengan

penambahan reagen Kovacs. Reagen

tersebut bereaksi dengan indol dan

menghasilkan senyawa yang tidak larut air

dan berwarna merah pada permukaan media [10]

. Hasil uji indol pada isolat bakteri toleran

uranium Mn4, Mn 5, Mn 6, dan Mn 8

menunjukkan bahwa pada media tersebut

terbentuk indol yang ditandai dengan warna

merah di bagian permukaan media. Hal ini

menunjukkan bahwa keempat isolat bakteri

tersebut mempunyai enzim triptofanase

yang dapat menghidrolisis asam amino

triptofan menjadi indol sedangkan isolat

bakteri toleran uranium Mn 1 tidak mampu

menghidrolisis asam amino triptofan karena

tidak terbentuk indol yang ditandai dengan

tidak munculnya warna merah di bagian

permukaan media triptofan.

Uji sitrat digunakan untuk melihat

kemampuan bakteri toleran uranium dalam

menggunakan sitrat sebagai sumber energi

bagi metabolisme sel. Media yang

digunakan untuk uji ini adalah Simmons

citrate yang merupakan media sintetik

dengan Na-sitrat sebagai satu-satunya

sumber karbon dan NH4+

sebagai sumber N.

Bila mikroorganisme mampu menggunakan

sitrat, maka asam akan dihilangkan dari

media, sehingga menyebabkan peningkatan

pH, dan mengubah warna media dari hijau

menjadi biru[10]

. Dari hasil uji diperoleh data

bahwa isolat bakteri toleran uranium Mn 5

dan Mn 8 menunjukan hasil yang positif

terhadap uji sitrat yang ditandai dengan

warna hijau pada media. Jadi isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 dan Mn 8 mampu

menggunakan sitrat sebagai sumber energi

sedangkan isolat bakteri toleran uranium Mn

1, Mn 4, dan Mn 6 tidak mampu

menggunakan sitrat sebagai sumber energi.

Page 12: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

208

Dari hasil pengujian terhadap

fermentasi glukosa menunjukan bahwa

semua isolat bakteri toleran uranium dapat

memfermentasikan glukosa dengan

menghasilkan asam (media berwarna

kuning) dan membentuk gas.

Isolat bakteri toleran uranium Mn 4

dan Mn 6 juga dapat memfermentasi laktosa

namun isolat bakteri toleran uranium Mn 1,

Mn 5 dan Mn 8 tidak dapat

menfermentasikan laktosa yang ditandai

dengan warna media yang merah. Isolat

bakteri toleran uranium Mn 4 dan Mn 6

dapat memfermentasi laktosa karena isolat

bakteri toleran uranium tersebut memiliki

enzim laktase yang mampu memecah

laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

Dari hasil pengujian fermentasi

maltosa, menunjukkan bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium terpilih yaitu Mn 1,

Mn 4, Mn 5, Mn 6, dan Mn 8 dapat

memfermentasikan maltosa. Hal ini ditandai

dengan media yang berwarna kuning

sehingga menandakan bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium terpilih memiliki

enzim maltase yang mampu memecah

maltosa menjadi dua molekul glukosa.

Hasil pengujian fermentasi sukrosa

menunjukkan bahwa isolat bakteri toleran

uranium terpilih yaitu Mn 1, Mn 4, Mn 6,

dan Mn 8 dapat memfermentasikan sukrosa

sehingga media berubah warna menjadi

kuning Hal ini menandakan bahwa isolat

bakteri toleran uranium terpilih Mn 1, Mn 4,

Mn 6, dan Mn 8 memiliki enzim sukrase

yang mampu memecah sukrosa menjadi

fruktosa dan glukosa. Sedangkan isolat Mn 5

tidak mampu menfermentasikan sukrosa

sehingga media berubah warna menjadi

merah muda.

Uji hidrolisis pati dilakukan untuk

mengetahui adanya enzim amilase yang

berfungsi untuk memecah pati menjadi

komponen yang lebih sederhana. Bila zat

pati dihidrolisis oleh eksoenzim amilase,

maka senyawa tersebut akan diuraikan

menjadi maltosa dan glukosa. Zat pati yang

bereaksi secara kimia dengan yodium

ditandai dengan terbentuknya warna biru

kehitaman. Warna biru kehitaman ini terjadi

bila molekul yodium masuk ke dalam bagian

yang kosong pada molekul zat pati (amilosa)

yang berbentuk spiral. Proses yodinisasi zat

pati menghasilkan molekul yang dapat

mengabsorpsi semua cahaya, terkecuali

warna biru. Tidak terbentuknya warna biru

sewaktu penambahan larutan yodium ke

dalam media merupakan petunjuk adanya

hidrolisis zat pati [8].

Hasil uji hidrolisis zat

pati menunjukkan bahwa isolat bakteri

toleran uranium Mn 4, Mn5, dan Mn 6 dapat

menguraikan zat pati. Hal tersebut ditandai

dengan terbentuknya zona jernih di

sekeliling koloni bakteri sewaktu

penambahan larutan yodium ke dalam media

sedangkan isolat bakteri toleran uranium Mn

1 dan Mn 8 tidak dapat menguraikan zat pati

sehingga terbentuk warna biru di sekeliling

koloni bakteri sewaktu penambahan larutan

yodium.

Hasil positif uji methyl red ditandai

dengan terbentuknya warna merah pada

media pengujian yang menandakan bahwa

isolat bakteri mampu memfermentasikan

glukosa dalam media menjadi asam

campuan yaitu asam laktat, asam asetat,

asam suksinat, dan asam format [11]

.Pada uji

methyl red semua isolat bakteri toleran

uranium terpilih menunjukkan hasil yang

positif pada uji ini kecuali isolat bakteri

toleran uranium Mn 1. Hal ini menunjukkan

bahwa isolat bakteri toleran uranium Mn 4,

Mn 5, Mn 6, Mn 8 mampu

memfermentasikan glukosa dalam media

menjadi asam campuran yaitu asam laktat,

asam asetat, asam suksinat, dan asam format

sehingga media berwarna merah. Tetapi

isolat bakteri toleran uranium Mn 1 tidak

mampu memfermentasikan glukosa dalam

media menjadi asam campuran yaitu asam

laktat, asam asetat, asam suksinat dan asam

format sehingga media uji berwarna kuning.

Hasil positif uji Voges Proskauer

ditandai dengan terbentuknya warna merah

jambu yang menandakan bahwa bakteri

tersebut mampu memfermentasikan glukosa

melalui jalur glikolisis menghasilkan asam

piruvat. Asam piruvat tersebut kemudian

masuk dalam jalur butanediol menghasilkan

acetoin yang dapat tereduksi menjadi 2.3

butanadiol [9]

. Pada pengujian Voges

Proskauer tampak bahwa semua isolat

bakteri toleran uranium terpilih (Mn 1, Mn

4, Mn5, Mn 6, dan Mn 8) menunjukkan hasil

negatif pada uji ini karena pada media

pengujian tidak terbentuk warna merah

jambu dan media berwarna kuning. Hal ini

menunjukkan bahwa semua isolat bakteri

toleran uranium terpilih tidak

memfermentasikan glukosa menghasilkan

acetoin yang dapat tereduksi menjadi 2.3

butanadiol.

Page 13: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

209

Identifikasi Isolat Bakteri Toleran

Uranium Terpilih

Identifikasi isolat bakteri toleran

uranium terpilih dilakukan dengan metode

profile matching berdasarkan genus acuan

Pseudomonas, Citrobacter, dan Escherichia

yang ditelusuri melalui Bergey’s Manual of

Determinative Bacteriology Edisi 9.

Hasil identifikasi isolat bakteri

toleran uranium terpilih berdasarkan

karakter fenotipik morfologi sel, pengecatan

gram, kebutuhan O2, dan uji biokimiawi

menunjukkan bahwa bakteri toleran uranium

Mn 1 diduga termasuk dalam golongan

genus Pseudomonas, isolat bakteri toleran

uranium Mn 4 dan Mn 6 diduga termasuk

dalam golongan genus Escherichia, dan

isolat bakteri toleran uranium Mn 5 dan Mn

8 diduga termasuk dalam golongan genus

Citrobacter.

Isolat bakteri toleran uranium Mn 1

diduga merupakan anggota genus

Pseudomonas, karena memiliki karakter

yang mirip dengan genus tersebut. Karakter

fenotipik genus Pseudomonas yang dimiliki

isolat bakteri toleran uranium Mn 1 yaitu

berbentuk batang pendek, gram negatif,

bersifat aerob, motil, tidak memproduksi

H2S, mampu memfermentasikan glukosa,

mampu menghidrolisa zat pati , katalase

positif, pengujian indol negatif, reduksi

metyl red negatif, tes Voges Proskauer

negatif, serta tidak menggunakan sitrat

sebagai sumber energi.

Isolat bakteri toleran uranium Mn 4

dan Mn 6 diduga merupakan anggota genus

Escherichia, karena memiliki karakter yang

mirip dengan genus tersebut. Karakter

fenotipik genus Escherichia yang dimiliki

isolat bakteri toleran uranium Mn 4 dan Mn

6 yaitu berbentuk batang pendek, gram

negatif, bersifat anaerob fakultatif, motil,

tidak memproduksi H2S, mampu

menfermentasikan glukosa, mampu

menfermentasikan laktosa, katalase positif,

pengujian indol positif, reduksi metyl red

positif, tes Voges Proskauer negatif serta

tidak menggunakan sitrat sebagai sumber

energi.

Isolat bakteri toleran uranium Mn 5

dan Mn 8 diduga merupakan anggota genus

Citrobacter, karena memiliki karakter yang

mirip dengan genus tersebut. Karakter

fenotipik genus Citrobacter yang dimiliki

isolat bakteri toleran uranium Mn 5 dan Mn

8 yaitu berbentuk batang pendek, mampu

menfermentasikan glukosa, mampu

menfermentasikan maltosa, gram negatif,

bersifat anaerob fakultatif, motil, tidak

memproduksi H2S, katalase positif,

pengujian indol positif, reduksi metyl red

positif, tes Voges Proskauer negatif serta

menggunakan sitrat sebagai sumber energi.

Namun untuk benar–benar

memastikan bahwa isolat bakteri toleran

uranium Mn 1 termasuk dalam genus

Pseudomonas, isolat bakteri toleran uranium

Mn 4 dan Mn 6 termasuk dalam genus

Escherichia, dan isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 dan Mn 8 termasuk dalam

genus Citrobacter, diperlukan karakteristik

genotipik pada tingkat molekuler.

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan

maka dapat diambil kesimpulan bahwa :

1. Bakteri toleran uranium dapat diisolasi

dari Limbah uranium fase organik

TBP-Kerosin.

2. Isolat bakteri toleran uranium yang

diisolasi dari limbah cair uranium fase

TBP kerosin memiliki karakter

fenotipik yaitu isolat bakteri toleran

uranium Mn 1, Mn 4 dan Mn 6

memiliki bentuk koloni yang serupa

yaitu round with scalloped margin

sedangkan isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 dan Mn 6 memiliki

bentuk koloni yang sama yaitu round.

3. Kelima isolat bakteri toleran uranium

memiliki warna koloni yang serupa

yaitu putih. Isolat bakteri toleran

uranium Mn 1, Mn 5, dan Mn 8

memiliki tepi jenis smooth sedangkan

isolat bakteri toleran uranium Mn 4 dan

Mn 6 memiliki tepi jenis irregular.

4. Semua isolat bakteri toleran uranium

terpilih memiliki elevasi jenis flat

kecuali isolat Mn 5 yaitu jenis conveks.

Isolat bakteri toleran uranium Mn 1

yaitu berbentuk batang pendek, gram

negatif, bersifat aerob, motil, tidak

memproduksi H2S, mampu

memfermentasikan glukosa, mampu

menghidrolisa zat pati , katalase

positif, pengujian indol negatif, reduksi

metyl red negatif, tes Voges Proskauer

negatif, serta tidak menggunakan sitrat

sebagai sumber energi.

Page 14: KARAKTERISASI BAKTERI TOLERAN URANIUM …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/Pros... · Keanekaragaman mikroorganisme menyebabkan mereka melimpah di bumi. Sebagian

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086

Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

210

5. Karakter fenotipik isolat bakteri toleran

uranium Mn 4 dan Mn 6 yaitu

berbentuk batang pendek, gram negatif,

bersifat anaerob fakultatif, motil, tidak

memproduksi H2S, mampu

menfermentasikan glukosa, mampu

menfermentasikan laktosa, katalase

positif, pengujian indol positif, reduksi

metyl red positif, tes Voges Proskauer

negatif serta tidak menggunakan sitrat

sebagai sumber energi.

6. Karakter fenotipik isolat bakteri toleran

uranium Mn 5 dan Mn 8 yaitu

berbentuk batang pendek, mampu

menfermentasikan glukosa, mampu

menfermentasikan maltosa, gram

negatif, bersifat anaerob fakultatif,

motil, tidak memproduksi H2S,

katalase positif, pengujian indol positif,

reduksi metyl red positif, tes Voges

Proskauer negatif serta menggunakan

sitrat sebagai sumber energi.

7. Hasil identifikasi isolat bakteri toleran

uranium terpilih berdasarkan karakter

fenotipik menunjukkan bahwa bakteri

toleran uranium Mn 1 diduga termasuk

dalam golongan genus Pseudomonas,

isolat bakteri toleran uranium Mn 4 dan

Mn 6 diduga termasuk dalam golongan

genus Escherichia, dan isolat bakteri

toleran uranium Mn 5 dan Mn 8 diduga

termasuk dalam golongan genus

Citrobacter.

DAFTAR PUSTAKA

1. SURATMAN. 1996. Introduksi

Proteksi Radiasi. Yogyakarta: BATAN.

2. SALIMIN, ZAINUS., ENDANG

NURAINI, MIRAWATY dan

CERDAS TARIGAN.2009.

“Perancangan Unit Keteknikan Proses

Oksidasi Biokimia Untuk Pengolahan

Limbah Cair Organik Radioaktif”.

Makalah disajikan dalam Seminar

Nasional V, pada 5 November 2009 di

BATAN Yogyakarta.

3. MADIGAN, T.M., MARTINKO, J.M.,

dan PARKER , J. 2000. Brock Biology

of Microorganism. 9th

edition. Prentice

Hall International UK Limited, pp. 73.

4. GENTER, R.B. 1996. Ecology of

Inorganic Chemical Stress to Algae. In

Algae Ecology. Stevenson R.J.,

Bothwell M.I., and Lowe R.L., Eds. San

Diego. USA: Academic Press, pp. 403-

465.

5. THOMAS, J.M, C.H. WARD, R.L.

RAYMOND, J.T. WILSON, dan R.C.

LOEHR. 1992. Bioremediation.

Encyclopedia Of Microbiology.

Volume 1. Academic

6. SARKAR, et al,. 2008. Microbial

Biodiversity Screening for Metal

Accumulators from mineral Ore Rich

Site in Andhra Pradesh, India. Jurnal of

Biological Sciences 8 (2):32-40

7. DEVINE, M.CLAIRE HORNER,

KAREN M. CARNEY and BRENDN

J.M. BOHANNAN. 2003. “An

Ecological Perspective on Bacterial

Biodiversity”. The royal Society. Pp

113-122

8. LAY, B.W. 1994. Analisis Mikroba di

Laboratorium. Jakarta:Raja Grafindo

Persada

9. LITAAY, DKK. 2007. “Kualitas Media

Pemeliharaan Larva Lola Merah dan

Kima Sisik Hasil Filtrasi Bertingkat di

Hatchery’. Ilmu Kelautan Edisi Maret

2007.pp 24-30

10. Keputusan Ka BAPETEN No. 02/Ka-

BAPETEN/V-99. Tentang Baku

Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan.