HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Pertumbuhan Sel
Kepadatan sel isolat bakteri selama masa inkubasi pada media Bushnell-Hass Broth
yang mengandung 2% naftalen dihitung dengan cara SPC dengan menggunakan
colony counter pada hari ke-5, hari ke-10 dan hari ke-15. Estimasi kepadatan sel dihitung secara SPC dengan menghitung jumlah koloni yang tumbuh pada permukaan lempeng media. Berikut ini adalah gambar pertumbuhan koloni bakteri penghasil biosurfaktan dari laut Belawan, Sumatera Utara pada media Plate Count Agar, setelah diinkubasi selama 24-48 jam, koloni bakteri yang tumbuh dihitung dengan menggunakan colony counter.
Sp 4 Sp 7 Sp 13 Gambar 4.2.1 Pertumbuhan Koloni Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari
Laut Belawan, Sumatera Utara pada Hari Ke-15 pada Media (PCA) Plate Count Agar
Dari hasil estimasi kepadatan sel isolat bakteri selama masa inkubasi menunjukkan bahwa seluruh isolat bakteri mampu menggunakan naftalen sebagai sumber karbon satu-satunya untuk proses metabolismenya. Dari hasil pengukuran pertumbuhan, diperoleh dua isolat bakteri dengan pertumbuhan tertinggi yaitu Sp 4 dan Sp 7 dan dua isolat bakteri dengan pertumbuhan terendah yaitu Sp 10 dan Sp 13. Hal ini menunjukkan bahwa seluruh isolat bakteri mampu menggunakan naftalen sebagai sumber karbon satu-satunya untuk proses metabolismenya. Juga dapat dilihat bahwa pertumbuhan isolat bakteri bervariasi. Perbedaan laju pertumbuhan ini disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya adalah jenis bakteri itu sendiri maupun kemampuan bakteri tersebut dalam menggunakan nutrisi yang tersedia dalam media untuk proses metabolismenya. Hasil pengamatan pertumbuhan sel isolat bakteri penghasil biosurfaktan dari laut Belawan dapat dilihat pada Tabel 4.2.1 berikut.
Tabel 4.2.1 Pertumbuhan Sel Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada Media Bushnell Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen dari Populasi Awal Sebesar 6,7 x 106 CFU/ml.
Isolat Jumlah Sel (CFU/ml)
Bakteri Hari ke-5 Hari ke-10 Hari Ke-15 Sp 01 2,9 x 107 3,3 x 109 4,7 x 1010 Sp 02 2,8 x 107 3,5 x 109 4,7 x 1010 Sp 03 3,2 x 107 9,3 x 109 10 x 1010 Sp 04 7,7 x 107 10 x 109 12 x 1010* Sp 05 5,3 x 107 6,6 x 109 7,6 x 1010 Sp 06 5,7 x 107 7,6 x 109 8,0 x 1010 Sp 07 9,4 x 107 15 x 109 19 x 1010* Sp 08 4,4 x 107 8,3 x 109 9,0 x 1010 Sp 09 2,9 x 107 4,6 x 109 5,3 x 1010 Sp 10 2,2 x 107 3,0 x 109 4,6 x 1010** Sp 11 4,2 x 107 8,2 x 109 9,1 x 1010 Sp 12 5,7 x 107 7,9 x 109 8,5 x 1010 Sp 13 2,8 x 107 3,2 x 109 4,4 x 1010** Keterangan : * = Pertumbuhan sel tertinggi
** = Pertumbuhan sel terendah
Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah histogram pertumbuhan sel isolat bakteri penghasil biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada hari ke-15.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 P e r tum buh a n Se l B a kt e r i Sp 1 Sp 2 Sp 3 Sp 4 Sp 5 Sp 6 Sp 7 Sp 8 Sp 9 Sp 10 Sp 11 Sp 12 Sp 13 Spesies Bakteri Hari ke-5 Hari ke-10 Hari ke-15
Gambar 4.2.2 Histogram Pertumbuhan Sel Isolat Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan, Sumatera Utara pada hari ke-15 di Media Bushnell Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen
Dari Tabel 4.2.1 dan Gambar 4.2.2 dapat dilihat bahwa selama pengamatan dari hari ke-5, hari ke-10, dan hari ke-15 jumlah sel bakteri terus bertambah. Udiharto (1992) menyatakan bahwa makin cepat pertumbuhan bakteri makin banyak sumber
karbon yang diperlukan, sehingga makin banyak pula degradasi hidokarbon untuk mendapatkan sumber karbon tersebut. Sel bakteri penghasil biosurfaktan mampu meningkatkan metabolismenya pada lingkungan yang cukup toksik dikarenakan adanya biosurfaktan pada permukaan selnya sehingga mempermudah sel bakteri memperoleh nutrisi dengan cara menguraikan senyawa organik dan anorganik seperti naftalen yang ada di lingkungannya melalui proses enzimatik (Juli & Virmuda, 2001).
4.3 Uji Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dalam Mendegradasi Naftalen
Sebanyak 13 isolat bakteri yang telah diisolasi dan diseleksi, diuji kemampuan masing-masing isolat bakteri tersebut dalam mendegradasi naftalen dengan ditumbuhkan pada media Bushnell-Hass Broth yang mengandung 2% naftalen dan diinkubasi selama 15 hari pada waterbath shaker dengan kecepatan 150 rpm pada suhu 30°C. Indikasi kemampuan bakteri dalam mendegradasi naftalen adalah dengan meningkatnya pertumbuhan sel selama masa inkubasi dan meningkatnya kekeruhan (optical density) media hasil inkubasi dibandingkan dengan media awal sebelum inkubasi. Hal ini disebabkan karena senyawa Polycyclic Aromatic Hidrokarbon
(PAH) yang berbentuk kristal mulai pecah dan membentuk partikel-partikel kecil yang menyebabkan cairan media menjadi keruh (Kiyohara et al, 1982).
a b
Gambar 4.3.1 Perubahan Warna Media Bushnell Hass Broth yang Mengandung 2% Naftalen, a. Sebelum inkubasi, b. Setelah inkubasi selama 15 hari
Keberhasilan biodegradasi naftalen tergantung kepada keaktifan mikroba dan kondisi lingkungannya. Mikroba yang sesuai adalah bakteri yang mempunyai kemampuan fisiologi dan metabolik untuk mendegradasi naftalen. Bakteri tersebut
akan memanfaatkan karbon yang tersedia dalam media sebagai sumber energi. Berdasarkan indikasi tersebut, dipilih 4 isolat bakteri yaitu Sp 4, Sp 7, Sp 10, Sp 13 untuk dianalisis dengan kromatografi gas Hwlet Packard 6890 untuk melihat kemampuannya dalam mendegradasi naftalen. Hasil dari analisis kromatografi gas Hwlet Packard 6890 dapat dilihat pada Tabel 4.5.1 berikut.
Tabel 4.3.1 Hasil Analisis Sisa Degradasi Naftalen oleh Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Laut Belawan Sumatera Utara dengan Menggunakan Kromatografi Gas
Sp 04 36,87 99,816 Sp 07 26,55 99,867
Sp 10 2.475,61 87,622
Sp 13 10.863,20 45, 684
Dari Tabel 4.3.1 di atas, dapat diketahui bahwa semua isolat bakteri mampu mendegradasi naftalen dari konsentrasi awal sebesar 20.000 ppm. Sp 4 dan Sp 7 menurunkan konsentrasi naftalen hampir 100% dengan konsentrasi naftalen tersisa masing-masing sebesar 36,87 ppm dan 26,55 ppm. Sp 13 menunjukkan kemampuan degradasi paling rendah yaitu 45,684% dengan naftalen tersisa sebesar 10.863,20 ppm.
Dari hasil analisis sisa degradasi naftalen di atas, terdapat perbedaan yang signifikan antara isolat bakteri Sp 4 dan Sp 7 yang mampu mendegradasi naftalen hingga 99% dengan isolat bakteri Sp 13 yang hanya mampu mendegradasi naftalen sebesar 45,684%. hal ini kemungkinan disebabkan Sp 4 memiliki toleransi yang tinggi terhadap senyawa toksik naftalen yang ditambahkan ke dalam media pertumbuhannya, sedangkan Sp 13 memiliki toleransi yang rendah terhadap senyawa naftalen, sehingga dapat menghambat laju pertumbuhannya. Menurut Semple & Cain (1996), kemampuan bakteri dalam menguraikan naftalen dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis mikroba, proses aklimatisasi, senyawa toksik, dan toleransi mikroba terhadap senyawa toksik tersebut.
Isolat Bakteri Naftalen Tersisa (ppm)
Pengurangan (%)
Naftalen merupakan senyawa PAH yang bersifat toksik dan berbahaya bagi lingkungan. Bakteri memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam menguraikan senyawa hidrokarbon aromatik seperti naftalen. Untuk menguraikannya bakteri harus melalui serangkaian reaksi yang melibatkan enzim-enzim yang dapat mengkatalisis reaksi pemecahan senyawa aromatik tersebut. Menurut Hess et al (1997) menyatakan bahwa kemampuan bakteri dalam memproduksi enzim-enzim yang mengkatalis reaksi pemecahan senyawa aromatik juga mempengaruhi laju reaksi degradasi senyawa aromatik.
Selain itu, senyawa metabolit yang dihasilkan dari metabolisme sel bakteri seperti biosurfaktan juga sering dikaitkan dengan kemampuan bakteri dalam mendegradasi senyawa hidrokarbon aromatik. Bakteri dengan produksi biosurfaktan tinggi pada umumnya mempunyai kemampuan yang tinggi juga dalam mendegradasi senyawa hidrokarbon aromatik seperti naftalen. Berdasarkan uji produksi biosurfaktan secara kuantifikasi diperoleh bahwa isolat bakteri Sp 4 dan Sp 7 menghasilkan konsentrasi biosurfaktan yang lebih tinggi dibandingkan dengan isolat bakteri yang lainnya. Konsentrasi biosurfaktan yang dihasilkan berturut-turut sebesar 75,180 ppm dan 61,547 ppm. Hal ini berkorelasi positif dengan kemampuan isolat bakteri Sp 4 dan Sp 7 yang mampu mendegradasi naftalen hingga 99%. Connel & Miller (1995) menyatakan bahwa biosurfaktan membantu meningkatkan daya kelarutan senyawa hidrokarbon aromatik seperti naftalen di lingkungan, sehingga mempermudah proses degradasi oleh mikroorganisme.
Pada umumnya senyawa naftalen lebih cepat didegradasi oleh bakteri dibandingkan dengan mikroorganisme lain. Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan, jenis bakteri yang dominan dalam mendegradasi senyawa naftalen adalah jenis Pseudomonas. Alexander (1997) menyatakan bahwa bakteri yang dominan dalam mendegradasi hidrokarbon aromatik seperti fenol, dan naftalen antara lain adalah Pseudomonas dan Bacillus.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sri (2001), diperoleh bahwa bakteri Pseudomonas spp mampu mendegradasi naftalen sebesar 100% dalam 72 jam. Marga-marga lain yang juga mampu memecah hidrokarbon adalah Arthrobacter,
Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Micrococcus, dan Corynebacterium
dengan derajat kemampuan yang berbeda-beda (Thayib, 1978).