POTENSI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN IKAN NILA
(
Oreochromis niloticus
) SEBAGAI KANDIDAT PROBIOTIK
BERBASIS ENZIM
TESIS
Oleh
UMMI MARDHIAH BATUBARA
117030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
POTENSI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN IKAN NILA
(
Oreochromis niloticus
) SEBAGAI KANDIDAT PROBIOTIK
BERBASIS ENZIM
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Biologi
pada Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
UMMI MARDHIAH BATUBARA
117030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis : POTENSI BAKTERI SALURAN
PENCERNAAN IKAN NILA (Oreochromis
niloticus) SEBAGAI KANDIDAT PROBIOTIK
BERBASIS ENZIM
Nama Mahasiswa : UMMI MARDHIAH BATUBARA
Nomor Induk Mahasiswa : 117030019 Program Studi : Magister Biologi
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui Komisi Pembimbing
Pembimbing I, Pembimbing II,
Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc Dr. It Jamilah, M.Sc
NIP.19631012 199103 2 003 NIP.19651101 199103 1 002
Ketua program Studi , Dekan,
Prof. Dr. SyafruddinIlyas, M.Biomed Dr. Sutarman, M.Sc
PERNYATAAN ORISINALITAS
POTENSI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN IKAN NILA
(
Oreochromis niloticus
) SEBAGAI KANDIDAT PROBIOTIK
BERBASIS ENZIM
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah di jelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 23 Agustus 2013
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Ummi Mardhiah Batubara
NIM : 117030019
Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
Potensi Bakteri Saluran Pencernaan Ikan Nila (Oreochromis niloticus) Sebagai Kandidat Probiotik Berbasis Enzim
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data, menformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 23 Agustus 2013
Telah diuji pada
Tanggal : 23 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
Anggota
:
1. Dr. It Jamilah, M.Sc
2. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap : Ummi Mardhiah Batubara, S.Si, M.Si
Tempat dan Tanggal Lahir : Kisaran, 14 April 1988
Alamat Rumah : Jl. Tanjung 2 No. 149 Prumnas Helvetia
Medan-20124
Telepon : +6282367924180 / +6285761455090
Email : ummi.mardhiah.bb@gmail.com
DATA PENDIDIKAN
SD : Negeri 013858 Kisaran Tamat : 1999
SMP : SMP Negeri 2 Kisaran Tamat : 2002
SMA : SMA Negeri 2 Kisaran Tamat : 2005
Strata-1 : Universitas Sumatera Utara Tamat : 2009
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad dan karunia-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Potensi bakteri saluran pencernaan ikan nila (Oreochromis niloticus) sebagai kandidat probiotik berbasis enzim”. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Dr. Sutarman, M.Sc. Ketua Program Pascasarjana Magister Biologi Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed. Sekretaris Program Studi Dr. Suci Rahayu, M.Si dan seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Biologi Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir M.Sc dan Ibu Dr. It Jamilah M.Sc selaku dosen pembimbing serta Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto M.Sc dan Ibu Dr. Hesti Wahyuningsih, M.Si selaku dosen penguji yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis selama proses penelitian dan penyusunan tesis ini.
Ucapan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) yang telah memberikan beasiswa kepada penulis melalui program Beasiswa Unggulan 2011. Terima kasih juga disampaikan kepada Kepala Unit Pelayanan Teknis Daerah (UPTD) Budidaya Dinas Perikanan dan Kelautan Medan, Kepala Laboratorium dan Staf Laboratorium Mikrobiologi Universitas Sumatera Utara (USU), Direktur Balai Teknis Kesehatan Lingkungan Penanggulangan Penyakit Menular (BTKL-PPM) Kelas I Medan serta teknisi Laboratorium Biologi, Kimia dan Parasitologi pada instansi tersebut.
Terima kasih yang tak terhingga juga penulis sampaikan kepada kedua orang tua yang sangat penulis cintai Ayahanda Drs. H. Hasyim Mahmud, MM dan Ibunda Rosdah, S.Pd, Abangda Awaluddin Batubara, SE dan M. Irfan Batubara, SH, Kakanda Zulfa Khairina Batubara, SE, M.Si, Adinda Hikmah Ramadhani Batubara, SE, Aulia Rahmi Batubara, M. Ihsan Batubara dan Rizki Fadhilah Batubara serta seluruh keluarga besar, sahabat-sahabat terbaik dan rekan-rekan penulis yang telah memberikan segala cinta dan kasih sayang, dukungan dan motivasi, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Dan untuk berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga Allah SWT memberikan balasan datas segala pengorbanan dan budi baik yang telah diberikan. Akhir kata, penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat khususnya dalam pengembangan ilmu pengetahuan.
POTENSI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN IKAN
NILA (
Oreochromis niloticus
) SEBAGAI KANDIDAT PROBIOTIK
BERBASIS ENZIM
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara yang memiliki kekayaan melimpah dengan potensi akuakultur terbesar di dunia. Potensi ini menjadikan sektor perikanan sebagai salah satu sumber devisa negara. Penurunan kualitas perikanan Indonesia mendorong penggunaan probiotik. Studi potensi bakteri saluran pencernaan ikan nila (Oreochromis niloticus) sebagai kandidat probiotik berbasis enzim bertujuan untuk memperoleh bakteri dari organ pencernaan ikan nila yang berpotensi sebagai kandidat bakteri probiotik. Penelitian ini dilakukan dengan mengisolasi bakteri dan mengkultur isolat pada media skim milk agar untuk enzim protease, media garam minimum kitin agar untuk enzim kitinase dan media starch agar untuk enzim amilase pada suhu 28 oC. Kandidat isolat potensial ditetapkan berdasarkan besarnya zona hidrolisis pada media. Dari 59 isolat yang diperoleh dari organ pencernaan 6 varietas ikan nila, diperoleh 12 isolat yang memiliki diameter zona hidrolisis proteolitik ≥ 2,5 cm dan diameter zona amilolitik dan kitinolitik ≥ 1 cm dengan karakteristik morfologi dan sifat fisiologi isolat yang bervariasi. Uji in vitro menunjukkan bahwa isolat USp-5 memiliki persentasi penghambatan tertinggi 76 % terhadap Aeromonas hydrophilla, sedangkan isolat UJL-2 dan LSp-2 memiliki persentasi penghambatan tertinggi 91,1 % dan 77 % terhadap Saprolegnia sp. Dua isolat potensial dipilih berdasarkan aktivitas hidrolitik dan kemampuan dalam menghambat pertumbuhan jamur Saprolegnia sp. dan A. hydrophila. Selanjutnya, kedua isolat potensial USp-5 dan LSp-2 diukur aktivitas enzim amilase dan kitinasenya. Hasil yang diperoleh menunjukkan aktivitas enzim amilase isolat USp-5 dan LSp-2 tertinggi adalah 0,075 U/ml dan 0,100 U/ml, sedangkan aktivitas enzim kitinase tertinggi kedua isolat sama yaitu 0,0018 U/ml pada masa inkubasi jam ke-96. Hasil ini menunjukkan bahwa kedua isolat potensial dapat dikembangkan sebagai kandidat probiotik dan agen hayati di perairan.
POTENTIAL OF DIGESTIVE TRACT BACTERIA OF TILAPIA
(
Oreochromis niloticus
) AS A PROBIOTIC CANDIDATE
BASED ON ENZYMES
ABSTRACT
Indonesia is a country that has abundant wealth largest potential of aquaculture in the world. This potency makes the fisheries sector as a source of foreign exchange. The decrease in quality Indonesian fisheries encourage the use of probiotic. Study of potential digestive tract bacterial of tilapia (Oreochromis niloticus) as a probiotic candidate based on enzymes were aimed to obtain the digestive organs of tilapia as a potential probiotic candidate bacteria. This research has been conducted by culturing the isolates on skim milk agar for protease, chitin minimum salt medium for chitinase and starch agar for amylase at temperature 28 °C. The potential candidate was determined based on hydrolysis zone of enzyme in each medium. Fifty nine isolates were obtained from 6 varieties of the tilapia digestive organ and twelve of them have diameter of proteolytic zone ≥ 2.5 cm and diameter of amylolytic and chitinolytic zone ≥ 1 cm with various morphology and physiology isolates characteristic. In vitro examination showed that USp-5 isolate has the highest inhibitory index 0,76 in inhibiting the growth of Aeromonas hydrophilla. Meanwhile, UJL-2 and LSp-2 isolates have the highest inhibition rate (91.1% and 77%, respectively) in inhibiting the growth of Saprolegnia sp. Two potential isolates were selected based on the ability to hydrolyze three types of substrate and inhibit the growth of fungus Saprolegnia sp. and A. hydrophila. Subsequently, amylase and chitinase activities of the two potential USp-5 and LSp-2 isolates were measured. The results showed that the highest amylase activity of the USp-5 and LSp-2 isolates were 0.075 U/ml and 0,100 U/ml, respectively while the highest chitinase activity of the two isolates were 0,0018 U/ml at the 96 hour of incubation. The results indicate that both of isolates could be potentially developed as a probiotic candidate and biological control agents in aquaculture.
DAFTAR ISI 2.1 Komoditas Akuakultur 2.2 Budi daya Ikan Nila
2.3 Penanggulangan Penyakit Ikan 2.4 Saluran Pencernaan Ikan Nila 2.5 Probiotik
3.3 Pelaksanaan Penelitian
3.3.1 Isolasi dan Seleksi Bakteri Kandidat Probiotik 3.3.2 Karakterisasi Ciri Morfologi dan Sifat Fisiologi 3.3.3 Isolasi Bakteri Asam Laktat (BAL)
3.4 Uji Aktivitas Enzim Secara Kualitatif
3.4.1 Uji Aktivitas Kitinolitik, Proteolitik dan Amilolitik 3.5 Uji In Vitro
3.5.1 Uji Kandidat Bakteri Probiotik Terhadap Aeromonas hydrophila patogen
3.5.2 Uji Kandidat Bakteri Probiotik Terhadap Saprolegnia sp. Patogen
3.6 Uji Aktivitas Enzim Secara Kuantitatif 3.6.1 Produksi Enzim Kitinase 3.6.2 Uji Aktivitas Kitinase 3.6.3 Produksi Enzim Amilase 3.6.4 Uji Aktivitas Amilase
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Isolat Bakteri Kandidat Probiotik Berdasarkan Aktivitas Enzim
4.1.1 Aktivitas Enzim Secara Kualitatif 4.1.2 Seleksi Isolat Potensial
4.2 Karakteristik Isolat Kandidat Probiotik
4.3 Uji In Vitro Daya Hambat Pertumbuhan Bakteri Isolat Kandidat Probiotik Terhadap Pertumbuhan Jamur Saprolegnia sp. dan Aeromonas hydrophila
4.4 Aktivitas Enzim Kitinase dan Amilase Secara Kuantitatif
22
22 27 28 32
36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
40 40
DAFTAR PUSTAKA 41
DAFTAR TABEL
Dimiliki Setiap Sampel yang Diisolasi dari Saluran Pencernaan Ikan
23
4.2 Ciri Morfologi dan Sifat Fisiologi Beberapa Isolat Kandidat Probiotik dari Saluran Pencernaan Ikan Nila.
31
4.3 Daya Hambat dan Indeks Penghambatan Isolat-Isolat Kandidat Probiotik Terhadap Saprolegnia sp. dan A. hydrophila Secara In Vitro
2.1 Skema Pengaruh Pemberian Probiotik Pada Budidaya dan Dihubungkan Dengan Faktor yang Mempengaruhi Terjadinya Infeksi Inang
13
4.1 Zona Hidrolisis Enzim 25
4.2 Diameter Zona Hidrolisis Beberapa Isolat Bakteri Kandidat Probiotik Pada Media Uji
27
4.3 Pewarnaan Gram Bakteri Kandidat Probiotik 29
4.4 Uji In Vitro Bakteri Kandidat Probiotik Dengan Substrat Koloidal Kitin 1 %
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul Halaman
A Alur Kerja Penelitian 49
B Komposisi Media Skim Milk Agar, Preparasi Koloidal
Kitin dan Komposisi Media Garam Minimum Kitin 50 C Pembuatan kurva standar N-asetilglukosamin, Maltosa
dan Pembuatan Larutan 51
D Data Penelitian 52
