Pengaruh Hidrokarbon sebagai Sumber Karbon terhadap Prtumbuhan, Produksi Rhamnolipida serta Aktivitas Degradasi Hidrokarbon Oleh Pseudomonas earuginosa

f/TI(0 ;WOO

ｏｏ｜ＧｃＷｾ＠

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADAP PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aerugillosa

Oleh

RA TRI PRASTIKASARI P.

F 31.0620

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ｾ･ＬｳｵＧＡＺＱＺ［ｵｇｮｹ｡＠

;fffJaG tia«k aka:n memlielia:ni ma:nu-sia,

mefainka:n ,se&uai dim:;an kemmr;puannya. J3<;!mya;raGa/a

a:ta,s keli'fJikan

ｹｾ＠

JJu,suGaka:nnya a_ a",scz a:ta.s

liejaGa:ta:n ya:n:; ai;perliuatnya

ＨＢｧＬＬｾＮ＠

;fff- J3afaraG (z)

:

:2.1315)

ｾ･ＸｕＺｬｩｬＺ［Ｚ［ｵｇｮｹ｡＠

JJ

,sam;rm:; ke,sukara:n aaa kemuaaGan

("g"

ｾＮ＠

;fff-:!n,syiraG

(j,1p-)

:

Ii)

5f:::'I--»h,,"-

ｾＢ＠ k . / inA' ｾ＠

ｾｾ＠ ｾ＠ ｾﾣ＠ ｾ＠ ＮｊｦｾＮ＠

Ratri Prastikasari P. F 31.0620. Pengaruh Hidrokarbon Sebagai Sumber Karbon Terhwap Pertumbuhan, Produksi Rhamnolipida Serta Aktivitas Degradasi Hidrokarbon oleh

Pseudomollas aerllginosa. Di bawah bimbingan Dr.Ir.Djumali Mangunwidjaja, DEA dan

Dr.lr. Khaswar Syamsu, MSc.

RINGKASAN

Minyak bumi merupakan sumber pencemar lingkungan hidup yang berbahaya baik secara langsung maupun tidak langsung. Pencemaran lingkungan perairan akibat buangan atau limbah minyak bumi dapat menyebabkan terjadinya gangguan ekosistem pada lingkungan serta merupakan bahaya besar bagi flora dan fauna. Kondisi ini terjadi karena minyak bumi mengandung 50 - 90 persen hidrokarbon yang bersifat toksik dan dalam beberapa kasus bersifat karsinogenik, baik terhadap hewan maupun manusia.

Salah satu metode penanganan pencemaran minyak bumi yang akhir-akhir 1111

dikembangkan adalah metode biologis dengan memanfaatkan mikroba untuk mendegradasi minyak bumi yang mencemari lingkllngan (bioremediasi). Penguraian hidrokarbon oleh mikroba ini merupakan metode altematif yang aman, sebab poilltan dapat dillraikan menjadi bahan-bahan yang tidak berbahaya seperti CO2 dan H20. Metode biologis yang digunakan selain dapat mendegradasi cemaran minyak bumi, juga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biosurfaktan.

Tujllan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan bakteri

Pseudomonas aeruginosa untuk memproduksi biosurfaktan jika ditumbllhkan dalam

substrat berupa minyak bumi. Sedangkan tujuan spesifik penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh komposisi konsentrasi minyak bumi sebagai sumber karbon dan konsentrasi amonium sui fat sebagai sumber nitrogen yang optimum bagi pertumbuhan

Pseudomonas aeruginosa, produksi biosurfaktan dan aktivitas degradasi minyak bumi.

dan 5 gil. Parameter yang diamati adalah kerapatan optik ("-=550 nm), penurunan tegangan

permukaan, dan kadar biosurfaktan dengan metode endapan asam.

Hasil pengamatan pembiakan bakteri pada berbagai kombinasi konsentrasi min yak

bumi dan amonium sulfat menunjukkan bahwa pada media biakan dengan konsentrasi

minyak bumi 21 gil dan amonium sulfat 3 gil diperoleh produksi biomassa tertinggi,

produksi biosurfaktan tertinggi serta penurunan tegangan permukaan terendah. Nilai

masing-masing parameter tersebut adalah produksi biomassa sebesar 3.1242 ± 0.0360 gil,

biosurfaktan kasar 0.28 ± 0.014 gil dan tegangan permukaan terendah 40.95 ± 0.07 mN/m.

Komposisi konsentrasi minyak bumi dan am onium suI fat yang optimum tersebut

kemudian dipergunakan kembali sebagai komposisi media biakan pada penelitian tahap

dua. Pada tahap ini, pembiakan dilakukan pada labu Erlenmeyer 1000 mililiter dengan

volume kelja 850 mililiter, pH 7.0, suhu ruang dan diinkubasikan pada inkubator goyang

berkecepatan putar 200 rpm. Parameter yang cJiamati acJalah kerapatan optik ("-=550 nm),

penurunan tegangan permukaan, kadar biosurfaktan kasar dengan mctode encJapan asam,

analisis nitrogen total, serta aktivitas degradasi minyak bumi menggunakan metode

gravimetri.

Penelitian tahap dua ini menunjukkan hasil yang relatif sama dengan peneiitian

tahap pertama yaitu procJuksi biomassa sebesar 3.1624 ± 0.0129 gil, kacJar biosurfaktan

kasar 0.2867 ± 0.006 gil, tegangan pem1Ukaan terendah 40.60 ± 0.14 mN/m serta

persentase degradasi minyak bumi sebesar 68.2 ± 0.44 persen. Nilai Yx/s sebesar 0.1996

gram biomasa per gram substrat, Yp/x sebesar 0.1149 gram biosurfaktan per gram

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADAP PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aeruginosa

Oleh

RATRI PRASTIKASARI P.

F 31.0620

SKRlPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADA,P PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aerugiflosa

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEK1'WLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian

FakuItas TeknoJogi Pertanian

lnstitut Pertanian Bogor

Oleh

RATRII)RASTIKASARl P.

F

31.0620

Dilahirkan pada 28 September J 976

Di Y ogyakarta

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, hidayah serta karunia-Nya penulis dapat melakukan penelitian dan menyelesaikan tugas akhir berupa skripsi.

Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan oleh penulis di Laboratorium Rekayasa Bioproses, Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor. Laporan penelitian berupa skripsi adalah salah satu tugas wajib yang harus dipenuhi oleh mahasiswa sebagai syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini penulis telah mendapat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA, sebagai dosen pembimbing akademik atas bantuan, bimbingan dan saran-saran yang telah diberikan kepada penulis.

2. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc., sebagai dosen pembimbing akademik atas bimbingan, bantuan dan juga saran-sarannya.

3. Ir. Ono Supamo, MT., sebagai dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini.

4. Papa, Mama, Rina dan Dian yang telah memberikan bantuan, dorongan, kasih sayang dan doa kepada penulis.

6. Rekan-rekan penulis lainnya : Teguh, Bintoro, Andin, Arnin, Erika, Winny, Taryono, Hariman dan Nur, yang telah memberikan masukan dan dorongan yang sangat berarti bagi penulis.

7. Mbak Pepi, Mbak Emi, Pak Jaksen, Pak Alfi, dan Ibu Sri atas bantuan, dorongan dan kerj asamanya.

8. Semua warga Fauziah : Ida, Piko, Mei, Echi, Della, Citra, Nisa, Ika, His dan Nika atas dllkllngan dan perhatiannya kepada penlllis hingga terselesaikannya skripsi ini.

9. Rekan-rekan TIN 15 serta semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempuma. Oleh karena itu penlliis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca. Selain itu penulis juga berharap agar tulisan ini dapat bermanfaat bagi semuanya.

II

DAFTAR lSI

Halaman KATA PENGANTAR ... ..

DAFT AR lSI ... 1lI

DAFTAR T ABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... :... VI DAFTAR LAMPlRAN ... VII 1. PENDAHULUAN ... . A. LAT AR BELAKANG ... .. B. TUJUAN PENELITIAN ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. MINY AK BUMI ... 4

B. DEGRADASI SENYA WA HIDROKARBON ... 6

C. BIOSURF AKTAN ... 13

I. Rhamnolipida ... 15

2. Produksi Rhamnolipida ... 17

D. PERTUMBUHAN MIKROBA... 18

III. BAHAN DAN METODE ... 22

A. ALAT DAN BAHAN ... 22

1. Alat ... 22

2. Bahan ... 22

B. METODOLOGI PENELITIAN ... 23

1. Penyegaran dan Propagasi Mikroba ... 24

2. Penyiapan Media Biakan dan Inokulasi ... 26

3. Pengambilan Contoh ... 27

4. Tatacara Analisis ... 27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32

A. PERBANDINGAN KURVA PERTUMBUHAN Pseudomonas aeruginosa ... ... 32

B. PERBANDINGAN PRODUKSI BroSURF AKTAN KASAR... 35

C. TEGANGAN PERMUKAAN ... ... 39

D. PEMBIAKAN BAKTERl Pseudomonas aeruginosa PADA MEDIA BrAKAN DENGAN KONSENTRASI AM ONIUM SULFAT 3 gil DAN HlDROKARBON 21 giL... 41

1. Pertumbuhan dan Produksi Biomassa Pseudomonas aeruginosa 41 2. Degradasi Minyak Bumi ... 42

3. Produksi Biosurfaktan dan Penurunan Tegangan Pennukaan... 45

4. Konsllmsi Nitrogen ... 47

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 49

A. KESIMPULAN ... 49

B. SARAN ... 50

DAFT AR PUST AKA .. ... ... ... ... ... 51

LAMPIRAN ... 55

f/TI(0 ;WOO

ｏｏ｜ＧｃＷｾ＠

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADAP PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aerugillosa

Oleh

RA TRI PRASTIKASARI P.

F 31.0620

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ｾ･ＬｳｵＧＡＺＱＺ［ｵｇｮｹ｡＠

;fffJaG tia«k aka:n memlielia:ni ma:nu-sia,

mefainka:n ,se&uai dim:;an kemmr;puannya. J3<;!mya;raGa/a

a:ta,s keli'fJikan

ｹｾ＠

JJu,suGaka:nnya a_ a",scz a:ta.s

liejaGa:ta:n ya:n:; ai;perliuatnya

ＨＢｧＬＬｾＮ＠

;fff- J3afaraG (z)

:

:2.1315)

ｾ･ＸｕＺｬｩｬＺ［Ｚ［ｵｇｮｹ｡＠

JJ

,sam;rm:; ke,sukara:n aaa kemuaaGan

("g"

ｾＮ＠

;fff-:!n,syiraG

(j,1p-)

:

Ii)

5f:::'I--»h,,"-

ｾＢ＠ k . / inA' ｾ＠

ｾｾ＠ ｾ＠ ｾﾣ＠ ｾ＠ ＮｊｦｾＮ＠

Ratri Prastikasari P. F 31.0620. Pengaruh Hidrokarbon Sebagai Sumber Karbon Terhwap Pertumbuhan, Produksi Rhamnolipida Serta Aktivitas Degradasi Hidrokarbon oleh

Pseudomollas aerllginosa. Di bawah bimbingan Dr.Ir.Djumali Mangunwidjaja, DEA dan

Dr.lr. Khaswar Syamsu, MSc.

RINGKASAN

Minyak bumi merupakan sumber pencemar lingkungan hidup yang berbahaya baik secara langsung maupun tidak langsung. Pencemaran lingkungan perairan akibat buangan atau limbah minyak bumi dapat menyebabkan terjadinya gangguan ekosistem pada lingkungan serta merupakan bahaya besar bagi flora dan fauna. Kondisi ini terjadi karena minyak bumi mengandung 50 - 90 persen hidrokarbon yang bersifat toksik dan dalam beberapa kasus bersifat karsinogenik, baik terhadap hewan maupun manusia.

Salah satu metode penanganan pencemaran minyak bumi yang akhir-akhir 1111

dikembangkan adalah metode biologis dengan memanfaatkan mikroba untuk mendegradasi minyak bumi yang mencemari lingkllngan (bioremediasi). Penguraian hidrokarbon oleh mikroba ini merupakan metode altematif yang aman, sebab poilltan dapat dillraikan menjadi bahan-bahan yang tidak berbahaya seperti CO2 dan H20. Metode biologis yang digunakan selain dapat mendegradasi cemaran minyak bumi, juga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biosurfaktan.

Tujllan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan bakteri

Pseudomonas aeruginosa untuk memproduksi biosurfaktan jika ditumbllhkan dalam

substrat berupa minyak bumi. Sedangkan tujuan spesifik penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh komposisi konsentrasi minyak bumi sebagai sumber karbon dan konsentrasi amonium sui fat sebagai sumber nitrogen yang optimum bagi pertumbuhan

Pseudomonas aeruginosa, produksi biosurfaktan dan aktivitas degradasi minyak bumi.

dan 5 gil. Parameter yang diamati adalah kerapatan optik ("-=550 nm), penurunan tegangan

permukaan, dan kadar biosurfaktan dengan metode endapan asam.

Hasil pengamatan pembiakan bakteri pada berbagai kombinasi konsentrasi min yak

bumi dan amonium sulfat menunjukkan bahwa pada media biakan dengan konsentrasi

minyak bumi 21 gil dan amonium sulfat 3 gil diperoleh produksi biomassa tertinggi,

produksi biosurfaktan tertinggi serta penurunan tegangan permukaan terendah. Nilai

masing-masing parameter tersebut adalah produksi biomassa sebesar 3.1242 ± 0.0360 gil,

biosurfaktan kasar 0.28 ± 0.014 gil dan tegangan permukaan terendah 40.95 ± 0.07 mN/m.

Komposisi konsentrasi minyak bumi dan am onium suI fat yang optimum tersebut

kemudian dipergunakan kembali sebagai komposisi media biakan pada penelitian tahap

dua. Pada tahap ini, pembiakan dilakukan pada labu Erlenmeyer 1000 mililiter dengan

volume kelja 850 mililiter, pH 7.0, suhu ruang dan diinkubasikan pada inkubator goyang

berkecepatan putar 200 rpm. Parameter yang cJiamati acJalah kerapatan optik ("-=550 nm),

penurunan tegangan permukaan, kadar biosurfaktan kasar dengan mctode encJapan asam,

analisis nitrogen total, serta aktivitas degradasi minyak bumi menggunakan metode

gravimetri.

Penelitian tahap dua ini menunjukkan hasil yang relatif sama dengan peneiitian

tahap pertama yaitu procJuksi biomassa sebesar 3.1624 ± 0.0129 gil, kacJar biosurfaktan

kasar 0.2867 ± 0.006 gil, tegangan pem1Ukaan terendah 40.60 ± 0.14 mN/m serta

persentase degradasi minyak bumi sebesar 68.2 ± 0.44 persen. Nilai Yx/s sebesar 0.1996

gram biomasa per gram substrat, Yp/x sebesar 0.1149 gram biosurfaktan per gram

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADAP PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aeruginosa

Oleh

RATRI PRASTIKASARI P.

F 31.0620

SKRlPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

2000

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH HIDROKARBON SEBAGAI SUMBER KARBON

TERHADA,P PERTUMBUHAN, PRODUKSI RHAMNOLIPIDA

SERTA AKTIVITAS DEGRADASI HIDROKARBON OLEH

Pseudomonas aerugiflosa

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEK1'WLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian

FakuItas TeknoJogi Pertanian

lnstitut Pertanian Bogor

Oleh

RATRII)RASTIKASARl P.

F

31.0620

Dilahirkan pada 28 September J 976

Di Y ogyakarta

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, hidayah serta karunia-Nya penulis dapat melakukan penelitian dan menyelesaikan tugas akhir berupa skripsi.

Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan oleh penulis di Laboratorium Rekayasa Bioproses, Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor. Laporan penelitian berupa skripsi adalah salah satu tugas wajib yang harus dipenuhi oleh mahasiswa sebagai syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini penulis telah mendapat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA, sebagai dosen pembimbing akademik atas bantuan, bimbingan dan saran-saran yang telah diberikan kepada penulis.

2. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc., sebagai dosen pembimbing akademik atas bimbingan, bantuan dan juga saran-sarannya.

3. Ir. Ono Supamo, MT., sebagai dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini.

4. Papa, Mama, Rina dan Dian yang telah memberikan bantuan, dorongan, kasih sayang dan doa kepada penulis.

6. Rekan-rekan penulis lainnya : Teguh, Bintoro, Andin, Arnin, Erika, Winny, Taryono, Hariman dan Nur, yang telah memberikan masukan dan dorongan yang sangat berarti bagi penulis.

7. Mbak Pepi, Mbak Emi, Pak Jaksen, Pak Alfi, dan Ibu Sri atas bantuan, dorongan dan kerj asamanya.

8. Semua warga Fauziah : Ida, Piko, Mei, Echi, Della, Citra, Nisa, Ika, His dan Nika atas dllkllngan dan perhatiannya kepada penlllis hingga terselesaikannya skripsi ini.

9. Rekan-rekan TIN 15 serta semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempuma. Oleh karena itu penlliis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca. Selain itu penulis juga berharap agar tulisan ini dapat bermanfaat bagi semuanya.

II

DAFTAR lSI

Halaman KATA PENGANTAR ... ..

DAFT AR lSI ... 1lI

DAFTAR T ABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... :... VI DAFTAR LAMPlRAN ... VII 1. PENDAHULUAN ... . A. LAT AR BELAKANG ... .. B. TUJUAN PENELITIAN ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. MINY AK BUMI ... 4

B. DEGRADASI SENYA WA HIDROKARBON ... 6

C. BIOSURF AKTAN ... 13

I. Rhamnolipida ... 15

2. Produksi Rhamnolipida ... 17

D. PERTUMBUHAN MIKROBA... 18

III. BAHAN DAN METODE ... 22

A. ALAT DAN BAHAN ... 22

1. Alat ... 22

2. Bahan ... 22

B. METODOLOGI PENELITIAN ... 23

1. Penyegaran dan Propagasi Mikroba ... 24

2. Penyiapan Media Biakan dan Inokulasi ... 26

3. Pengambilan Contoh ... 27

4. Tatacara Analisis ... 27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32

A. PERBANDINGAN KURVA PERTUMBUHAN Pseudomonas aeruginosa ... ... 32

B. PERBANDINGAN PRODUKSI BroSURF AKTAN KASAR... 35

C. TEGANGAN PERMUKAAN ... ... 39

D. PEMBIAKAN BAKTERl Pseudomonas aeruginosa PADA MEDIA BrAKAN DENGAN KONSENTRASI AM ONIUM SULFAT 3 gil DAN HlDROKARBON 21 giL... 41

1. Pertumbuhan dan Produksi Biomassa Pseudomonas aeruginosa 41 2. Degradasi Minyak Bumi ... 42

3. Produksi Biosurfaktan dan Penurunan Tegangan Pennukaan... 45

4. Konsllmsi Nitrogen ... 47

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 49

A. KESIMPULAN ... 49

B. SARAN ... 50

DAFT AR PUST AKA .. ... ... ... ... ... 51

LAMPIRAN ... 55