IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kultivasi, Seleksi dan Identifikasi
Bakteri yang terdapat pada suspensi lumpur dikultivasi selama 3 hari pada kondisi anaerob dan aerob. Kultivasi pada kondisi anaerob menggunakan tabung ulir berisi media cair, 400 mg/L zat warna tekstil dan 2 g/L glukosa. Kultivasi pada kondisi aerob menggunakan erlenmeyer berisi media cair 150 mg/L zat warna tekstil dan 2 g/L glukosa. Perubahan yang terjadi pada kultivasi secara anaerob adalah warna menjadi pudar dan agak keruh sedangkan pada kondisi aerob warna hampir tidak berubah dan keruh. Hasil pengamatan ini menunjukkan bahwa bakteri yang terdapat pada lumpur limbah tekstil memiliki tingkat ketahanan yang tinggi terhadap zat warna azo. Ketahanan yang tinggi dari bakteri terhadap zat warna tekstil disebabkan karena bakteri tersebut sudah lama beradaptasi dengan lingkungan limbah tekstil. Perombakan zat warna azo menggunakan bakteri berlangsung lebih efisien pada kondisi anaerob dibandingkan dengan kondisi aerob.
Pada kondisi anaerob, bakteri dari lumpur limbah tekstil Mama & Leon lebih mampu merombak zat warna reaktif azo dibandingkan dengan bakteri dari lumpur Sungai Badung. Sedangkan pada kondisi aerob, kemampuan adaptasi dan pertumbuhan bakteri dari lumpur Sungai Badung lebih baik dibandingkan dengan bakteri dari lumpur limbah tekstil Mama & Leon. Perombakan zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue dan remazol campuran oleh bakteri yang hidup pada lumpur limbah tekstil Mama & Leon pada kondisi anaerob (tabung ulir) dan bakteri dari lumpur Sungai Badung pada kondisi aerob (erlenmeyer) selama 3 hari inkubasi disajikan pada Gambar 22.
Gambar 22 Perombakan zat warna remazol pada kultivasi suspensi lumpur pada kondisi anaerob (tabung ulir) dan aerob (erlenmeyer) selama 3 hari A B C D E A B C D E A=Remazol yellow B=Remazol red C=Remazol black D=Remazol blue E=Remazol campuran
Gambar 22 memperlihatkan bahwa zat warna reaktif azo mudah mengalami perombakan pada kondisi anaerob dan sebaliknya cukup stabil pada kondisi aerob. Sulitnya zat warna azo mengalami oksidasi disebabkan oleh kromofor (N=N) pada zat warna azo lebih mudah menerima elektron dibandingkan dengan melepaskan elektron. Stabilnya zat warna azo, menyebabkan bakteri pada umumnya kurang mampu menggunakan zat warna azo secara langsung sebagai sumber karbon dan energi melainkan diperlukan kosubstrat berupa karbon organik yang berfungsi sebagai pendonor elektron untuk proses perombakan. Glukosa yang digunakan sebagai sumber karbon mengalami proses glikolisis menghasilkan koenzim NADH yang berfungsi sebagai pendonor elektron yang berperan penting dalam pemutusan ikatan azo pada kondisi anaerob. Namun, pada kondisi aerob (ada oksigen), proses reaksi redoks antara zat warna azo dengan NADH mengalami hambatan karena zat warna azo dan oksigen berkompetisi sebagai penerima elektron dari NADH. Ion hidrogen pada NADH lebih mudah ditransfer ke oksigen dibandingkan dengan ke zat warna azo. Akibatnya, transfer elektron cendrung terjadi dari molekul NADH ke oksigen melalui rantai pernapasan. Dengan demikian, proses perombakan zat warna azo menggunakan bakteri lebih mudah berlangsung pada kondisi anaerob dibandingkan dengan kondisi aerob. Hasil pengamatan ini sejalan dengan beberapa kajian yang telah dilakukan oleh Ganes et al. (1994) dan Van der Zee (2002), yang menyatakan bahwa perombakan zat warna azo berlangsung lebih efektif dan efisien pada kondisi anaerob dibandingkan dengan kondisi aerob. Efisiensi perombakan dapat ditingkatkan dengan menambahkan glukosa sebagai kosubstrat.
Hasil isolasi bakteri dari lumpur limbah tekstil diperoleh sebanyak 27 bakteri, sedangkan dari lumpur Sungai Badung diperoleh 5 bakteri. Bakteri yang terseleksi dari lumpur limbah tekstil Mama & Leon, terdiri dari 6 isolat (1-6) hasil kultivasi pada media cair yang mengandung zat warna remazol yellow, 5 isolat (7-11) yang mengandung zat warna remazol red, 6 isolat (12-17) yang mengandung zat warna remazol black, 4 isolat (18-21) yang mengandung zat warna remazol blue, dan sebanyak 6 isolat (22-27) yang dikultivasi pada media cair yang mengandung campuran dari keempat zat warna remazol tersebut. Sebanyak 5 bakteri yang terseleksi dari lumpur Sungai Badung masing-masing hasil kultivasi pada media cair yang mengandung zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue dan campuran keempat zat warna
58
remazol tersebut. Semua bakteri yang terseleksi diidentifikasi morfologi dan aktivitas biokimianya untuk mengetahui genus bakteri yang paling dominan hidup dalam limbah tekstil.
Tahapan identifikasi dimulai dari uji morfologi menggunakan pewarnaan Gram. Hasil pewarnaan Gram terhadap 32 isolat hasil isolasi dari lumpur limbah tekstil dan Sungai Badung, setelah diamati dengan mikroskop pada pembesaran 1000x menunjukkan sel berwarna merah dan berbentuk batang. Hasil uji morfologi dengan pewarnaan Gram bakteri tersebut disajikan pada Gambar 23. Hasil pengamatan ini memberikan gambaran bahwa semua bakteri yang terseleksi dari lumpur limbah tekstil Mama & Leon dan lumpur Sungai Badung dikatagorikan sebagai bakteri Gram negatif.
Gambar 23 Pewarnaan Gram bakteri di bawah pengamatan mikroskop pembesaran 1000X
Kajian-kajian terhadap isolasi dan identifikasi bakteri dari lumpur limbah industri memberikan gambaran bahwa kebanyakan bakteri yang hidup di lumpur pengolahan limbah merupakan bakteri Gram negatif. Kajian yang dilakukan Yazdi et al. (2001), melaporkan bahwa sebanyak 20 isolat yang berhasil diisolasi dari lumpur aktif yang digunakan untuk pengolahan limbah cair, diperoleh 18 isolat merupakan bakteri Gram negatif termasuk ke dalam Achromobacter sp., Alcaligenes sp., Flavobacterium sp. dan Pseudomonas sp. dan hanya 2 isolat teridentifikasi bakteri Gram positif yaitu Bacillus sp. dan Micrococcus sp. Dominansi bakteri Gram negatif yang terseleksi pada kultivasi lumpur limbah tekstil disebabkan penambahan zat warna ke dalam media seleksi. Pada
umumnya, bakteri Gram positif lebih peka terhadap pengaruh zat warna dibandingkan dengan bakteri Gram negatif. Hal ini disebabkan dinding sel bakteri Gram positif lebih mudah rusak akibat pengaruh zat warna. Menurut Dwidjoseputro (2005), penambahan zat warna seperti zat warna hijau malaksit ke dalam media tumbuh merupakan cara untuk mencegah pertumbuhan bakteri Gram positif.
Identifikasi terhadap bakteri perombak zat warna tekstil dilakukan dengan cara mencocokkan hasil uji morfologi dan uji aktivitas biokimia dari setiap bakteri tersebut dengan uji morfologi dan uji aktivitas biokimia yang terdapat pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Aktivitas biokimia setiap jenis bakteri adalah berbeda-beda karena setiap bakteri mempunyai aktivitas enzimatik yang berbeda. Hasil identifikasi terhadap 27 bakteri yang berhasil diisolasi dari lumpur limbah tekstil CV. Mama & Leon diduga sebanyak 10 bakteri termasuk Aeromonas sp., 6 bakteri Pseudomonas sp., 5 bakteri termasuk Flavobacterium sp., 3 bakteri termasuk Plesiomonas sp. dan 3 bakteri Vibrio sp. Sedangkan 5 bakteri yang terseleksi dari lumpur Sungai Badung diduga 3 bakteri termasuk Vibrio sp dan 2 bakteri Plesiomonas sp. Hasil uji morfologi dan karakteristik fisiologi bakteri-bakteri tersebut disajikan pada Tabel 6.
Uji motilitas menunjukkan sebanyak 26 bakteri tersebut adalah motil dan 6 bakteri bersifat nonmotil. Motilitas atau pergerakan bakteri disebabkan karena sel bakteri memiliki flagella. Bakteri berbentuk spiral dan batang kebanyakan mempunyai flagella dan motil sedangkan hanya sedikit bakteri yang berbentuk kokus (bola) bersifat motil (Dwidjoseputro, 2005). Uji oksidase dihubungkan dengan adanya sitokrom dalam kadar yang tinggi yang dipakai untuk mengenal bakteri yang termasuk ke dalam genus Pseudomonas dan Neisseria. Uji oksidasi positif ditandai adanya warna merah tua sampai hitam akibat aktivitas sitokrom terhadap paraaminodimetilanilin. Uji oksidase terhadap bakteri menunjukkan semua bakteri yang diisolasi memberikan uji positif (Tabel 6). Uji katalase untuk menentukan adanya enzim katalase yang dipakai untuk mengkatalisis penguraian hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Hidrogen peroksida bersifat toksik terhadap sel karena molekul ini menginaktivasikan enzim dalam sel. Hasil uji katalase menunjukkan semua bakteri yang diisolasi memberikan uji positif (Tabel 6).
Tes pembentukan indol bertujuan untuk memeriksa kemampuan bakteri untuk mendegradasi asam amino esensial triptopan. Enzim yang berperan dalam
60
proses ini adalah triptopanase. Produk metabolit triptopan adalah indol, asam piruvat dan amonia. Terbentuknya Indol dapat dideteksi dengan pereaksi Kovac’s menghasilkan warna merah yang merupakan kompleks antara indol dengan paradimetilaminobenzaldehid. Dua puluh satu bakteri hasil isolasi menunjukkan tes positif terhadap pembentukan indol. Uji sitrat bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri untuk memecah sitrat yang dibantu adanya enzim sitrat permease. Beberapa bakteri dapat menggunakan sitrat sebagai sumber energi. Enzim sitrat permease berperan dalam membawa sitrat dari luar sel ke dalam sel. Sitrat yang telah berada dalam sel akan masuk ke dalam siklus Krebs. Pada siklus Krebs, sitrat diubah menjadi asam oksaloasetat dan asam asetat dengan bantuan enzim sitrase. Selanjutnya asam oksaloasetat dan asam asetat dirubah menjadi asam piruvat dan karbon dioksida. Uji penggunaan sitrat positif ditandai dengan terjadinya perubahan warna dari hijau menjadi biru dari indikator bromothymol blue. Sifat basa pada media terjadi karena terbentuknya natrium bikarbonat hasil yang merupakan hasil reaksi antara karbon dioksida dengan simmons citrate. Hasil tes penggunaan sitrat menunjukkan bahwa 22 isolat bakteri memiliki ensim sitrat permease atau tes positif (Tabel 6). Uji dekarboksilasi bakteri terhadap suatu asam amino merupakan reaksi pemecahan gugus karboksil oleh enzim dekarboksilase, sehingga dihasilkan amina dan karbon dioksida. Uji dekarboksilasi asam amino menggunakan 2 substrat yaitu asam amino arginin dan ornithin. Uji positif ditandai terbentuknya warna ungu. Hasil uji dekrboksilasi menggunakan asam amino arginin diperoleh sebanyak 14 bakteri memberikan uji yang positif dan 11 memberikan hasil negatif. Sedangkan menggunakan ornithin, sebanyak 4 bakteri memberikan hasil positif dan 21 memberikan hasil uji negatif (Tabel 6).
Tabel 6 Morfologi dan karakter fisiologi bakteri hasil isolasi dari lumpur limbah tekstil CV. Mama & Leon Tabanan dan lumpur Sungai Badung Denpasar, Bali. No. isolat Pewarnaan Gram Bentuk sel Motilitas Uji kata lase Uji oksi dase Uji VP
Terbentuknya gas pada
fermentasi karbohidrat Indol Uji
Sitrat Urease
Hidrolisis Dekarboksilasi
Identifikasi Glukosa Laktosa Maltosa Gelatin Casein Arginin Ornithin
Bakteri dari lumpur instalasi pengolahan limbah tekstil CV. Mama & Leon Tabanan, Bali
1 Gram negatif Batang Motil + + - - + - + - td - - + + Plesiomonas sp.
2 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
3 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - - - + + - - Flavobacterium sp.
4 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
5 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
6 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
7 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - - - + + - - Flavobacterium sp.
8 Gram negatif Batang Motil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
9 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - - - + + - - Flavobacterium sp.
10 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
11 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
12 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
13 Gram negatif Batang Motil + + - - + - + - td - - + + Plesiomonas sp.
14 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
15 Gram negatif Batang Motil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
16 Gram negatif Batang Motil + + - - + - + - td - - + + Plesiomonas sp.
17 Gram negatif Batang Motil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
18 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - - - + + - - Flavobacterium sp.
19 Gram negatif Batang Motil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
20 Gram negatif Batang Nonmotil + + - + - - - - - + + - - Flavobacterium sp.
21 Gram negatif Batang Motil + + - + - - - + + + - - - Pseudomonas sp.
22 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
23 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
24 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
25 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
26 Gram negatif Batang Motil + + + + + + + + td + + + - Aeromonas sp.
27 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
Bakteri dari lumpur Sungai Badung Denpasar, Bali
1 Gram negatif Batang Motil + + - - + - + - td - - + + Plesiomonas sp.
2 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
3 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
4 Gram negatif Batang Motil + + - - + - + - td - - + + Plesiomonas sp.
5 Gram negatif Batang Motil + + td + - + + + td td td td td Vibrio sp.
td = tidak dilakukan
62