HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Pengaruh Perubahan Temperatur 1 Kepadatan Sel Bacillus sp BK
Kepadatan sel Bacillus sp. BK17 dengan panjang gelombang (λ) = 600 nm pada variasi temperatur dapat dilihat pada Tabel 4.2.1 berikut (kultur yang digunakan berumur 72 jam).
Perlakuan Waktu Pemanasan
(menit) Absorbansi Kontrol (28° C) 15 1,301 30 1,285 60 1,253 50° C 15 1,039 30 0,922 60 0,909 60° C 15 1,316 30 1,624 60 1,081 70° C 15 1,912 30 1,835 60 2,169 80° C 15 1,358 30 1,827 60 1,549
Tabel 4.2.1 menunjukkan bahwa kepadatan sel Bacillus sp. BK17 pada λ = 600 nm bervariasi setelah perlakuan temperatur. Temperatur 70° C selama 60 menit kepadatan sel Bacillus sp. BK17 paling tinggi dibandingkan dengan temperatur lainnya yaitu sebesar 2,169, diikuti oleh temperatur 70° C selama 15 menit dengan absorbansi sel sebesar 1,912 dan yang paling rendah absorbansi selnya adalah pada temperatur 50° C selama 60 menit yaitu 0,909. Pada Gambar 4.2.1 dapat dilihat kepadatan sel Bacillus sp. BK17 setelah perlakuan temperatur (kultur berumur 72 jam).
Tabel 4.2.1 Kepadatan Sel Bacillus sp. BK17 (λ = 600 nm) setelah
Dari hasil yang diperoleh (Tabel 4.2.1 dan Gambar 4.2.1) dapat dilihat bahwa pertumbuhan Bacillus sp. BK17 dipengaruhi oleh temperatur lingkungan. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kepadatan sel paling tinggi berlangsung pada
temperatur 70° C selama 60 menit. Hal ini mungkin disebabkan karena pada kondisi tersebut sel bakteri bekerja maksimal melakukan proses-proses metabolisme dan pembelahan sel. Pada temperatur 50° C selama 60 menit kepadatan sel menunjukkan pertumbuhan yang paling rendah dibandingkan temperatur lainnya. Hal ini mungkin disebabkan karena pada kondisi tersebut sel bakteri kurang sesuai dalam melakukan pertumbuhan dan kegiatan-kegiatan seluler lainnya. Selain itu sel mengalami fase adaptasi yang lama sehingga jumlah sel yang tumbuh lebih sedikit. Perbedaan lamanya fase pertumbuhan pada masing- masing temperatur dapat disebabkan oleh perbedaan kemampuan bakteri untuk tumbuh pada jenis kondisi yang tersedia.
Menurut Suprihatin (2010), jika sel bakteri dipindahkan ke dalam suatu medium, sel bakteri akan mengalami fase adaptasi untuk menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan disekitarnya. Lamanya fase adaptasi ini dipengaruhi oleh medium dan lingkungan pertumbuhan. Jika medium dan lingkungan pertumbuhan sama seperti medium dan lingkungan sebelumnya, mungkin tidak diperlukan waktu adaptasi, tetapi jika nutrisi yang tersedia dan kondisi lingkungan
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 Kontrol 50° C 60° C 70° C 80° C Ab sor b an si S el ( λ = 60 0 n m ) 15 menit 30 menit 60 menit
Gambar 4.2.1 Kepadatan Sel Bacillus sp. BK17 setelah Perlakuan
berbeda dengan sebelumnya, diperlukan waktu penyesuaian untuk mensintesis enzim-enzim. Setelah mengalami fase adaptasi, sel bakteri mulai membelah dengan kecepatan yang rendah karena baru mulai menyesuaikan diri.
Kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti pH dan kandungan nutrien, juga kondisi lingkungan termasuk temperatur dan kelembaban udara (Suprihatin, 2010). Menurut Lay (1994), kisaran temperatur untuk aktivitas enzim menentukan sifat pertumbuhan mikroorganisme. Setiap bakteri mempunyai temperatur optimum. Pada temperatur
optimum ini pertumbuhan bakteri berlangsung dengan cepat. Di luar kisaran
temperatur optimum, pertumbuhan bakteri menjadi menjadi sangat lambat atau tidak ada pertumbuhan. Menurut Haetami et al. (2008) mikroba dapat tumbuh pada temperatur pertumbuhan minimum, tetapi pertumbuhannya tidak maksimal.
Kepadatan sel Bacillus sp. BK17 semakin menurun pada temperatur 50° C yang dimulai pada waktu pemanasan 15 menit, menurun kembali pertumbuhannya pada waktu 30 menit sampai waktu 60 menit. Pada temperatur 60° C, kepadatan sel meningkat dimulai pada waktu 15 menit dan terus meningkat pada waktu 30 menit, tetapi menurun kepadatan selnya pada waktu 60 menit. Pada temperatur 80° C, kepadatan sel perlahan meningkat dimulai pada waktu 15 menit, meningkat lagi pada waktu 30 menit dan mengalami penurunan pada waktu 60 menit. Temperatur 70° C merupakan kondisi optimum pertumbuhan Bacillus sp. BK17 karena dibandingkan dengan temperatur lain, kondisi ini memiliki kepadatan sel yang paling tinggi pada setiap waktu pemanasan.
Keragaman temperatur dapat mengubah proses-proses metabolisme serta morfologi sel (Pelczar & Chan, 2008). Menurut Irianto (2006), reaksi-reaksi kimia pada umumnya dipercepat dengan meningkatnya temperatur, dalam batas temperatur tumbuh mikroorganisme, peningkatan temperatur 10° C saja dapat meningkatkan derajat reaksi 2 sampai 8 kali. Menurut Lay (1994) temperatur tidak saja mempengaruhi aktivitas enzim, namun mempengaruhi sifat fisik membran sel. Permeabilitas membran sel tergantung pada kandungan dan jenis lipida. Peningkatan 5° C sampai 10° C di atas temperatur optimum dapat menyebabkan proses lisis dan kematian sel mikroorganisme.
Pada fase pertumbuhan logaritmik, sel-sel lebih tahan terhadap keadaan ekstrim seperti panas, dingin, radiasi dan bahan-bahan kimia (Suprihatin, 2010). Bacillus licheniformis bersifat thermofil dan mempunyai temperature optimum pertumbuhannya pada 50-55o C (Haetami et al., 2008). Temperatur optimum bagi hampir semua mikroorganisme tanah umumnya 10-40° C, walaupun ada beberapa yang dapat hidup pada temperatur hingga 60° C (bakteri termofilik). Umumnya Bacillus sp. mampu bertahan hingga temperatur 45° C. Kisaran temperatur ini sesuai dengan pertumbuhan bakteri jenis mesofilik, yang dapat hidup pada temperatur 15-45° C, dengan tingkat optimum pertumbuhan pada temperatur 25-35° C (Kurniawan, 2012). Bacillus stearothermophilus F1 yang diisolasi dari cabang kelapa sawit tumbuh optimum pada temperatur 70° C (Zaliha, 1994).
Beberapa bakteri pembentuk spora mampu tumbuh pada temperatur yang tinggi. Desulfotomaculum dapat tumbuh pada temperatur 20-70° C dan tumbuh optimum pada temperatur 30-50° C. Desulfotomaculum geothermicum, Desulfotomaculum nigrificans dan Desulfotomaculum kuznetsovii dapat tumbuh di atas temperatur 40° C, sedangkan Desulfotomaculum acetocidans, Desulfotomaculum antarcticum, Desulfotomaculum guttoideum, Desulfotomaculum orientis, Desulfotomaculum riminis dan Desulfotomaculum sapomandens tidak dapat tumbuh pada temperatur tinggi. Clostridium tahan pada kondisi lingkungan yang kurang baik termasuk temperatur, mampu bermetabolisme dan melakukan pertumbuhan pada temperatur 10-65° C (Holt et al., 1994).
4.2.2 Kepadatan Spora Bacillus sp. BK17
Selain pH media, faktor lainnya yang mempengaruhi pembentukan spora bakteri yaitu temperatur. Dari empat variasi temperatur yang dilakukan, yaitu temperatur 50° C, 60° C, 70° C dan 80° C menunjukkan perbedaan kepadatan spora yang dihasilkan Bacillus sp. BK17 dapat dilihat pada Tabel 4.2.2 (kultur yang digunakan berumur 72 jam).
Dari data yang diperoleh diketahui bahwa kepadatan spora Bacillus sp. BK17 paling tinggi pada temperatur 70° C selama 60 menit dibandingkan dengan
temperatur yang lainnya dengan absorbansi spora sebesar 1,968, diikuti oleh temperatur 70° C selama 30 menit dengan absorbansi spora sebesar 1,727. Temperatur yang paling rendah kepadatan sporanya adalah pada temperatur 50° C selama 60 menit dengan absorbansi spora sebesar 0,820. Gambar 4.2.2 menunjukkan kepadatan spora yang dihasilkan Bacillus sp. BK17 pada beberapa temperatur (kultur berumur 72 jam).
Perlakuan Waktu Pemanasan
(menit) Absorbansi Kontrol (28° C) 15 1,364 30 1,433 60 1,377 50° C 15 0,886 30 0,855 60 0,820 60° C 15 1,033 30 1,361 60 0,964 70° C 15 1,573 30 1,727 60 1,968 80° C 15 0,981 30 1,680 60 1,337
Dari hasil yang diperoleh (Tabel 4.2.2 dan Gambar 4.2.2) dapat dilihat bahwa pembentukan spora Bacillus sp. BK17 dipengaruhi oleh temperatur lingkungan. Pada temperatur 70° C selama 60 menit dihasilkan lebih banyak spora, hal ini mungkin disebabkan karena pada kondisi tersebut setelah sel melakukan pertumbuhan, sel tersebut membentuk spora karena sudah memasuki fase pertumbuhan yang maksimal, sehingga sel yang tumbuh selanjutnya digunakan untuk proses sporulasi agar sel dapat melangsungkan kehidupannya. Temperatur 50° C selama 60 menit merupakan kondisi paling sedikit spora dihasilkan, hal ini dapat disebabkan karena pada kondisi tersebut sel mengalami fase adaptasi
Tabel 4.2.2 Kepadatan Spora Bacillus sp. BK17 (λ = 660 nm) setelah
pertumbuhan yang lama sehingga kepadatan sel menjadi sedikit oleh karena itu sel tidak banyak membentuk spora.
Pembentukan spora bakteri dimulai pada fase stasioner. Menurut Salaki dan Sembiring (2009), pembentukan spora Bacillus thuringiensis berlangsung pada saat sel memasuki fase stasioner, hal ini disebabkan karena kandungan nutrisi pada media telah habis digunakan untuk pertumbuhan bakteri, sehingga dalam kondisi seperti ini bakteri membentuk spora.
Kepadatan sel yang tinggi dapat menyebabkan sporulasi yang cepat sehingga sebagian energi tidak digunakan untuk memperbanyak sel, tetapi sebagian dipersiapkan untuk proses sporulasi (Tanuwidjadja, 1975). Tingkat pertumbuhan yang tinggi berhubungan dengan pemanfaatan energi pada Bacillus spp. (Dephamphilis & Hanson, 1969). Pemakaian karbon dan nitrogen yang tinggi diikuti dengan pertumbuhan sel dan pertambahan spora serta biomassa yang tinggi. Bacillus menggunakan banyak nitrogen selama proses sporulasi. Kandungan kalsium di dalam media juga diperlukan untuk menstimulasi sporulasi, kalsium merupakan komponen beberapa macam enzim, termasuk enzim penghidrolisa pati dan penyusun endospora bakteri (Sembiring & Fachmiasari, 2004). 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 Kontrol 50° C 60° C 70° C 80° C A bs or ban si Sp or a ( λ = 660 nm ) 15 menit 30 menit 60 menit
Gambar 4.2.2 Kepadatan Spora Bacillus sp. BK17 setelah Perlakuan
Temperatur merupakan salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi pembentukan spora bakteri (Irianto, 2006). Spora Clostridium botulinum tahan pada temperatur mendidih selama pemanasan beberapa jam (Waluyo, 2007).
Pembentukan produk kristal protein oleh Bacillus thuringiensis subsp. israelensis pada saat bersporulasi tergantung pada temperatur yang sama dengan pertumbuhan, tetapi temperatur yang optimum untuk pertumbuhan dan pembentukan produk tidak harus sama (Ahdianto, 2006). Naufalin (1999) dalam penelitiannya melaporkan bahwa Bacillus subtilis mampu tumbuh optimum pada temperatur 45° C dan membentuk spora paling tinggi pada temperatur 90° C selama pemanasan 20 menit dan 121° C selama pemanasan 2 menit.
Pembentukan spora Bacillus sp. BK17 pada beberapa temperatur menunjukkan hasil yang bervariasi. Temperatur 70° C selama 30 menit merupakan kondisi pembentukan spora paling tinggi setelah temperatur 70° C selama 60 menit. Pada kondisi ini sel yang tumbuh mulai membentuk banyak spora. Pada temperatur 80° C pembentukan spora perlahan menurun pada waktu 60 menit. Hal ini mungkin disebabkan karena sel vegetatif untuk membentuk spora sudah mulai berada pada fase kematian. Temperatur 50° C selama 15 menit kepadatan spora meningkat dan perlahan menurun pada waktu 30 menit sampai 60 menit. Pada temperatur 60° C selama 15 menit kepadatan spora perlahan meningkat sampai waktu 30 menit dan kembali turun pada waktu 60 menit.
Purwanti et al. (2009) menyatakan bahwa temperatur 35° C merupakan temperatur optimum Bacillus cereus untuk tumbuh. Pada temperatur tersebut spora juga tumbuh lebih cepat karena tidak perlu terlalu lama beradaptasi pada lingkungan kultur. Spora Bacillus cereus meningkat jumlahnya pada temperatur 35°C dari jumlah spora awal 2.7 x 103 menjadi 5.4 x 104 CFU/ml dan menurun jumlahnya pada temperatur 70°C menjadi 1.3 x 104 CFU/ml. Spora Clostridium perfringens meningkat jumlahnya pada temperatur 70° C dari jumlah spora awal 3.0 x 102 CFU/ml menjadi 4.5 x 103 CFU/ml.
4.3 Pengamatan Spora
Pengamatan spora Bacillus sp. BK17 dilakukan untuk mengetahui spora yang terbentuk pada saat perlakuan pH dan temperatur. Spora yang terbentuk dari hasil perlakuan dapat dilihat pada Gambar 4.3 berikut.
Gambar 4.3 Pengamatan Mikroskopis Hasil Pewarnaan Spora Bacillus sp.
BK17. Spora (berwarna hijau) dan Sel Vegetatif (berwarna merah) (Perbesaran 10x100)
BAB 5