Titik-titik pengujian ditentukan berdasarkan nilai hasil pengujian OD dan TPC pengaruh logam Zn dan logam Pb terhadap pertumbuhan PPEA. Titik tengah merupakan titik dimana pertumbuhan sel hanya mampu mencapai 50% atau isolat telah mengalami penghambatan dalam pertumbuhannya. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan pertumbuhan PPEA pada media dengan penambahan logam Zn - Pb.
1. Pertumbuhan Kombinasi Isolat PPEA
Gambar 8. Grafik Tiga Dimensi (a) dan Kontur (b) Interaksi Zn-Pb Terhadap Nilai Log CFU
Metode Total Plate Count (TPC) merupakan salah satu cara pengukuran pertumbuhan mikroorganisme menggunakan cawan-cawan petri berisi agar yang mengandung medium tumbuh yang tepat. Metode ini hanya mengukur
(a)
(b)
Log sel (cfu/ml)
sel yang mampu hidup. Pertumbuhan sel dengan metode TPC ini diukur saat sel mencapai puncak pertumbuhannya.
Pertumbuhan isolat PPEA dapat digambarkan dengan jelas melalui grafik tiga dimensi dan grafik konturnya. Berdasarkan gambar diatas, pertumbuhan PPEA menuju nilai maksimum ke arah sudut kiri bawah dengan pertumbuhan maksimumnya mencapai 1010 cfu/ml. Gambar kontur bewarna hijau kekuningan menunjukkan bahwa pertumbuhan PPEA turun hingga mencapai 106 cfu/ml. dan warna merah menunjukkan tidak ada lagi pertumbuhan yang terjadi akibat interaksi antara Zn-Pb.
2. Kinetika Pertumbuhan Sel
Kinetika pertumbuhan sel merupakan parameter penting untuk menentukan laju pertumbuhan mikroorganisme. Pertumbuhan mikroorganisme dicirikan dengan waktu yang digunakan untuk menggandakan sel dan konversi substrat menjadi biomassa.
Tabel 12. Hasil Perhitungan Kinetika Pertumbuhan Sel
Interaksi Zn-Pb Dalam Media
Parameter A B C D E F G H I J X maks. (mg/ml) 4.9 4.7 5.3 4.3 4.5 4.5 4.4 3.9 4.1 3.8 Log TPC maks. 8.903 7.845 9.255 7.204 7.230 7.176 7.301 4.301 7.176 6.255 µx-maks (hari-1) 0.423 0.357 0.376 0.313 0.314 0.301 0.347 0.286 0.268 0.229
Hasil perhitungan parame ter kinetika pertumbuhan sel menunjukkan bahwa nilai logaritma jumlah sel tertinggi dicapai pada konsentrasi 1000 ppm Zn + 1500 ppm Pb, sebesar 9.255, sedangkan laju pertumbuhan spesifik maksimum berdasarkan biomassa (µx-maks.) tertinggi dicapai pada inkubasi yang menggunakan formula media 586 ppm Zn + 3000 ppm Pb, yaitu sebesar 0.423 hari-1. Nilai µx-maks. ini tidak berkorelasi positif dengan bobot biomassa sel maks (X maks.) karena massa sel dapat meningkat tanpa peningkatan jumlah sel (Gumbira-Said, 1987). Pengukuran terhadap bobot kering biomassa tidak hanya mengukur sel hidup saja, tapi juga sel mati, spora
dan bahan-bahan lain yang tidak larut. Contoh penghitungan kinetika pertumbuhan sel terdapat pada Lampiran 7.
3. Perubahan pH Media Selama Inkubasi
Hasil pengamatan pH media pada gambar 8 menunjukkan bahwa rata -rata pH mengalami penurunan hingga hari ketiga. Penurunan pH tersebut tidak terlalu tajam dan masih dalam kisaran pH untuk pertumbuhan optimal Pseudomonas sp. dan Enterobacter sp. Menurut Obire dan Aguda (2002), Pseudomonas sp. mampu tumbuh dengan baik pada pH 5.5 sampai 7.5. Sedangkan Enterobacter sp. mampu tumbuh optimal pada pH 6 sampai 8 (http://icarus.cc.uic.edu/~kliu4/bios351/bacteria/EnteroAmycoba.htm).
Gambar 9. Perubahan Nilai pH Pada Pengaruh Interaksi Logam Zn-Pb Terhadap Pertumbuhan PPEA
Gambar 8 menunjukkan bahwa secara umum, dari awal sampai dengan akhir inkubasi, kombinasi PPEA tumbuh dalam rentang pH 5.5 sampai 7 (data lengkap disajikan pada Lampiran 10). Pada tahap awal pertumbuhan, terjadi penurunan pH yang disebabkan terbentuknya asam-asam lemak akibat proses katabolitik terhadap sumber karbon minyak diesel. Menurut Cookson (1995), dalam degradasi n-alkana mula-mula akan terjadi penambahan oksigen pada terminal karbon dari hidrokarbon membentuk alkohol primer. Oksidasi dilanjutkan pada alkohol primer membentuk aldehid yang menghasilkan asam
5 5.5 6 6.5 7 7.5 0 1 2 3 4
Waktu (hari ke)
Nilai pH A B C D E F G H I J
lemak dan asetil-CoA. Dari kegiatan ini rantai karbon alkana akan berkurang dari Cn menjadi Cn -2.
Rata-rata setelah hari ketiga nilai pH media kembali naik. Peningkatan pH media terjadi karena Pseudomonas merupakan salah satu bakteri yang mampu memfiksasi molekul nitrogen dengan memproduksi enzim nitrogenase yang akan menghasilkan ammonia, kemudian dibentuk menjadi asam amino dan akhirnya terbentuk protein (Atlas dan Bartha, 1998). Intermediet siklus TCA (Tricarboxylic Acid Cycle) yang banyak digunakan untuk biosintesis asam amino, seperti asam glutamat dan alanin yang mampu berperan penting pada metabolisme nitrogen.
4. Akumulasi Logam Berat Pada Interaksi Zn-Pb
Akumulasi logam dilakukan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menurunkan konsentrasi logam dalam suatu media. Penurunan konsentrasi logam dalam media (supernatan) diukur dengan menggunakan metode Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS).
Tabel 13. Penurunan Konsentrasi Logam-Supernatan
Perlakuan Konsentrasi akhir Zn (ppm) Persen (%) Penurunan Zn Konsentrasi akhir Pb (ppm) Persen (%) Penurunan Pb 100 ppm Zn+100 ppm Pb Ulangan 1 Ulangan 2 Rata-rata Kontrol 5.0 9.0 7.0 82.3 93.9 89.1 91.5 23.9 23.6 23.75 82.8 71.1 71.5 71.3
Berdasarkan Tabel diatas, jika rasio tersebut dihitung dalam persentase, isolat PPEA mampu mengakumulasi logam Zn sebesar 91.5 % dan logam Pb mampu diakumulasi sebesar 71.3 %, pada konsentrasi awal 100 ppm. Berdasarkan penelitian dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA), kemampuan biomassa Rhizopus arrhizus menyerap Zn dan Pb hingga 100 % dan Aspergillus niger mampu menyerap
timbal (Pb) sebesar 28.28 %, dan seng (Zn) sebesar 35 %, pada konsentrasi awal 100 ppm.
Setiap jenis mikroorganisme mempunyai mekanisme yang berbeda dalam merespon logam. Pseudomonas marginalis mampu merespon kehadiran logam dengan memproduksi sejumlah besar polimer ekstraseluler, sedangkan Bacilllus megaterium mempunyai kemampuan mengakumulasi logam secara intraseluler di sitoplasma (Roane dan Pepper, 2000). Sel bakteri sangat berlimpah sisi-sisi yang mengandung muatan negatif yang terletak pada dinding selnya, seperti fosforil (PO43-), karboksil (COO-), sulfidril (HS) dan hidroksil (OH-), sehingga akan terjadi interaksi ion logam dengan muatan negatif tersebut.
Metabolisme internal logam berat pada mikroorganisme dapat juga melalui mekanisme penjebakan atau terikat dengan intraseluler polimer seperti metalothionein. Menurut Lasut (2002), meta lothionein merupakan protein pengikat logam yang berfungsi dan berperan dalam proses pengikatan atau penyekapan logam di dalam jaringan setiap mahluk hidup. Protein ini mengandung kelompok thiol (sulfidril, -SH) dalam jumlah yang besar. Kelompok ini mengikat logam-logam berat sangat kuat, khususnya merkuri (Hg), kadmium (Cd), perak (Ag) dan seng (Zn).
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Pseudomonas pseudomallei dan Enterobacter agglomerans mempunyai toleransi terhadap kehadiran logam berat, dalam hal ini logam seng (Zn), timbal (Pb), besi (Fe) dan merkuri (Hg). Pada media tanpa penambahan logam berat, isolat mampu tumbuh 1011 hingga 101 2 cfu/ml, sedangkan pada media dengan penambahan logam Zn hingga konsentrasi 2000 ppm, Pb 3000 ppm, Fe 4000 ppm dan Hg 50 ppm isolat masih mampu tumbuh sebesar 106 hingga 107 cfu/ml. Isolat masih mampu tumbuh pada media dengan penambahan logam hingga konsentrasi 8000 ppm Zn, Pb, Fe, dan 150 ppm Hg, dengan jumlah sel 102 cfu/ml. Penambahan 10000 ppm Zn, Pb, Fe dan 200 ppm Hg pada media, mengakibatkan isolat tidak mampu tumbuh lagi.
Pengaruh konsentrasi dua logam, yaitu Zn dan Pb terhadap pertumbuhan isolat menunjukkan bahwa PPEA pada konsentrasi Zn 2000 ppm + Pb 3000 ppm, mampu tumbuh hingga 108 sel/ml. Hasil perhitungan parameter kinetika pertumbuhan menunjukkan bahwa laju pertumbuhan spesifik maksimum berdasarkan biomassa (µx-max) tertinggi dicapai pada media dengan konsentrasi 586 ppm Zn + 3000 ppm Pb, sebesar 0.423 hari-1. Jumlah sel tertinggi dicapai pada konsentrasi 1000 ppm Zn + 1500 ppm Pb, sebesar 109 sel/ml. Selama masa inkubasi, pH media berkisar pada pH optimal pertumbuhan PP dan EA, yaitu antara pH 5.5 hingga 7.0.
Kombinasi isolat PPEA mampu menurunkan konsentrasi logam Zn dalam media sebesar 92.1% dan menurunkan konsentrasi logam Pb sebesar 71.32%, pada konsentrasi awal 100 ppm.