PRODUKSI DAN KARAKTERISASI ANTIMIKROBA DARI BAKTERI LAUT, Vibrio carchariae

(1)

PRODUKSI DAN KARAKTERISASI ANTIMIKROBA

DARI BAKTERI LAUT,

Vibrio carchariae

Oleh:

JOHANIS LETELA Y

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

BOGOR

(2)

RINGKASAN

JOHANIS LETELA Y, Produksi dan Karakterisasi Antimikroba Dari Bakteri Laut, Vibrio carclzariae, dengan Komisi Pembimbing Rudy. R. Nitibaskara (Ketua); Linawati Hardjito dan Daniel. R. Monintja (Anggota)

Mikroorganisme laut, telah dilaporkan sebagai sumber bahan alam yang potensial seperti antibiotik, antifungal, antitumor, antimikroba, biopolisakarida dan lain-lain. Untuk menghasilkan bahan alam tersebut diperJukan berbagai teknik yang tepat sehingga dapat dihasilkan produk secara efisien dan memuaskan, serta perlu diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri laut, maupun persyaratan teknis lainnya.

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari pengaruh faktor Iingkungan khususnya nutrisi, pH dan temperatur kultivasi terhadap pertumbuhan dan pembentukan antimikroba dari bakteri laut, Vibrio carchariae.

Penelitian dilakukan melalui beberapa tahapan. Tahap pertama, menentukan temperatur dan pH yang optimum untuk pertumbuhan sel dan pembentukan antimikroba. Temperatur yang dicobakan adalah 25°C; 30°C dan 37°C, sedangkan pH yang dicobakan adalah pH 5,0; 7,0; 9,0. Tahap kedua, mencari sumber karbon dan nitrogen yang berpengaruh terhadap pertumbuhan sel dan pembentukan antimikroba dengan menggunakan rancangan Plackett-Burman. Tahap ketiga adalah karakterisasi antimikroba yang dihasilkan meliputi: uji stabilitas pada temperatur dan pH yang berbeda; aktivitas antimikroba terhadap berbagai mikroba patogen dan toksisitas antimikroba terhadap pertumbuhan Artemia salina.

(3)

menggunakan spektrofotometer pada "-

=

550 nm, aktivitas antimikroba dengan metode difusi agar. Toksisitas antimikroba ditentukan menggunakan Artemia salina sebagai organisme uji.

Analisis data yang digunakan adalah analisa deskriptif dengan menggunakan grafik atau tabel dan analisa statistik uji-t dari rancangan Plackett-Burman.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur dan pH optimum untuk pertumbuhan sel dan pembentukan antimikroba dari bakteri laut, Vibrio carchariae adalah 25°e dan 300e dengan pH 7,0 dan 9,0. Pembentukan antimikroba khususnya produk ekstraselular mempunyai aktivitas lebih tinggi dibandingkan produk intraselular. Pada temperatur 37°e dengan pH 7,0 dan 9,0, bakteri dapat tumbuh tetapi tidak menghasilkan antimikroba. Pertumbuhan bakteri terhambat pada pH 5,0

dengan temperatur 25°e, 300

e dan 37°e. Selanjutnya pada pH 5,0 bakteri juga tidak dapat menghasilkan antimikroba

Hasil analisis tingkat respon berdasarkan rancangan Plackett-Burman terhadap pertumbuhan sel dan pembentukan antimikroba menunjukkan bahwa asam sitrat dan glukosa serta pepton pada konsentrasi 5 gr/liter menunjang pertumbuhan sel. Hasil uji-t menunjukkan bahwa variabel terse but (asam sitrat, glukosa dan pepton) berpengaruh pada pertumbuhan sel bakteri dengan tingkat kepercayaan masing-masing 60%; 70 dan 75%. Hasil uji-t pada selang kepercayaan 90%

menunjukkan bahwa penambahan yeast extract (5 gr/l) berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan sel. Sodium asetat dan sodium nitrat tidak mendukung pertumbuhan sel. Hasil analisis tingkat respon terhadap aktivitas antimikroba menunjukkan

(4)

bahwa penambahan yeast extract menghasilkan aktivitas antimikroba lebih baik dibandingkan yang Jainnya (tidak ditambahkan yeast extract).

Percobaan no. 6 terdiri dari asam sitrat (5 gr/l), sodium asetat (5 gr/l), glukosa (5 gr/l), (NH4)2S04 (5 gr/l). yeast extract (5 gr/l) menghasilkan aktivitas antimikroba lebih baik daripada kelima percobaan lainnya. Untuk itu percobaan nomor 6 digunakan untuk produksi antimikroba.

Hasil !carakterisasi antimikroba terhadap temperatur dan pH menunjukkan bahwa antimikroba dari bakteri

Vibrio carchariae

memiliki aktivitas yang stabil pada temperatur 40°C selama 120 men it, 60°C selama 90 menit, temperatur ruang selama 24 jam, temperatur ding in (4°C) selama 28 hari. Aktivitas antimikroba hilang dengan pemanasan pada 100°C selama 20 menit. Antimikroba masih aktif pada pH 4,0-8,0 terhadap fungi dan bakteri pada pH 6,0-9,0 .

Dari hasil analisis difusi agar menunjukkan bahwa antimikroba mempunyai aktivitas terhadap bakteri gram negatif

(Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa,

Vibrio

sp) dan bakteri gram positif

(Staphylococcus aureus)

ataupun fungi

(Fusarium

sp,

Pyricularia

sp).

Uji toksisitas menunjukkan bahwa antimikroba dari bakteri

Vibrio carchariae

dengan konsentrasi 10/lg/ml; 20/lg/ml dan 40 /lg/ml, tidak toksik terhadap perturnbuhan

Artemia salina

dan pada konsentrasi 60/lg/ml dinyatakan toksik karena dapat menyebabkan kematian

Artemia salina

50%, sedangkan standar yang ditetapkan dari National Cancer Research Institute. USA adalah 20 /lg/ml.

(5)

PRODUKSI DAN KARAKTERISASI ANTIMIKROBA

DARI BAKTERI LAUT,

Vibrio carchariae

Oleh:

JOHANIS LETELA Y

NRP. 963891 TKL

Tesis scbagai salah satu syarat untuk mcmpcroleh gelar Magister Sains Pada

Program Pascasarjana, Institut Pcrtanian Bogor

PROGRAM P ASCASARJANA

INSTITUT PERT ANI AN BOGOR

BOG OR

(6)

Judul

Nama Mahasiswa

NRP

Program Studi

Produksi dan Karakterisasi Antimikroba dari Bakteri Laut,

Vibrio carc/zariae.

Johanis Letelay 96389

Teknologi Kelautan

Mcnyctuj ui : I. Komisi Pcmbimbing

Ir. Rudy. R. Njtjbaskara. M. Sc Ketua

~=-~~~

Dr. Ir. Linawatj, M. Sc Anggota

Prof. Dr. Danjel. R. Monjntja Anggota

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Yawuru, Wonreli (Maluku Tenggara) pada tanggal 7 Juli 1957, merupakan anak ke 8 dari 9 bersaudara (4 orang telah meninggal) keluarga Dapak Paulus Letelay (almarhum) dan Ibu Naomi Samloy.

Penulis menamatkan Sekolah Dasar dari SDGPM Yawuru tahun 1971, Sekolah Menengah Pertama Negeri Wonrcli tahun 1974 dan Sekolah Mcnengah Atas Negeri 2 Ambon tahun 1977. Pada tahun 1978 diterima di Fakultas Perikanan Unive~itas Pattimura Ambon, memilih Jurusan Pengolahan Hasil Perikanan dan berhasil menyclcsaikan studi pada bulan Oktober 1985.

Pada tahun 1981 penulis bekerja sebagai Honorer pada Sub Dalai Penelitian Tcknologi Pcrikanan Ambon. Pada tahun 1986 bekerja scbagai Calon Pegawai Negcri Sipil pada Sub Dalai Pcnelitian Perikanan Laut Ambon.

Pada tahun 1987 - 1995 bekerja scbagai Pegawai Negeri Sipil pada Dalai l)engkajian Tcknologi Pcrtanian dan scjak bulan April 1995 mcngalami mutasi pegawai, pin dab scbagai Star pada Balai Pcngkajian Tcknologi Pcrtanian Naibonat, Kupang sampai sckarang. Pada tabun 1996 pcnulis mcndapat kcscmpatan unluk mengikuti progran Pascasarjana di Institut Pertanian Bogor sampai sckarang. Program Studi Tcknologi Kclautan, Minat Pemanfaatan Sumberdaya Hayati Lau!.

Pennlis menikab dengan Oktovina Selina Daboklory pad a tahun 1981. Saat ini te/ah dikaruniai 5 orang putri bernama Bcrthalina Alexandra (17 tahun). Jublina Jacklin Silvia (15 tahun), Merchy Angelia (12 tahun), Cbristin (9 tahuJl) dan Alvionita Naomi Agustina (6 tahun).

(8)

KATAPENGANTAR

Penelitian beIjudul Produksi dan Karakterisasi Antimikroba dari Bakteri Laut, Vibrio carchariae, merupakan kegiatan penulis dalam rangka penulisan Tesis yang merupakan syarat untuk memperoleh geJar Magister Sains pada Program PascasaIjana, Institut Pertanian Bogor.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

I.

Ir.

Rudy. R. Nitibaskara, M. Sc., Dr. Ir. Linawati, M. Sc., dan

Prof. Dr. Daniel. R. Monintja, sebagai komisi pembimbing, yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan

2. Ir. Desniar dan Ir. Dieny. R

di

Labomtorium Mikrobiologi Faperikan IPB, Bogor 3. StafPengajar dan Pimpinan Progmm Studi serta teman sejawat Jurusan PSHL

maupunESHL

4. Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Naibonat Kupang dan seluruh staf 5. Isteri

dan

5 anakku serta Ibunda, saudam serta semua pihak yang tidak dapat

disebutkan satu persatu, atas bantuan, dorongan dan perhatiannya hingga terselesaikarmya tesis ini.

Semoga tuIisan ini dapat berguna bagi yang memerlukarmya. Kritik dan saran yang bersifat membangun, sangat penulis bampkan.

Bogor, September 1999 Penulis

(9)

ii DAFTAR lSI Halaman KATAPENGANTAR DAFTARISI DAFTAR TABEL DAFT AR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang

Tujuan dan Manfaat Penelitian Hipotesis Penelitian Perumusan Masalah TlNJAUANPUSTAKA 11 IV V VI I

2

Bakteri 5 Bakteri laut 5 Bakteri vibrio 6 Pertumbuhan Bakteri 8

Faktor fisika yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme 9 Faktor kimia yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme II

Antimikroba 13

Mekanisme kerja antimikroba 15

Mekanisme kelja antibiotik 15

Zat-zat Antimikroba Dari Laut 16

Isolasi dan Ekstraksi Zat Antimikroba 18

Mikroba Uji 19

METODOLOGI PENELITIAN

(10)

Bahan

Alat

Metode Penelitian

Tahapan Penelitian

Persiapan media pertumbuhan

Proses kultivasi

Ekstraksi antimikroba

Pengujian aktivitas antimikroba

Karakterisasi antimikroba

Variabel yang diamati

Analisis Data

HASIL DAN PEMBAHASAN

25

26

27

28

29

30

31 32

35 Pengaruh Temperatur dan pH Terhadap Pertumbuhan Sel

38 Pengaruh Temperatur dan pH Terhadap Pembentukan Antimikroba

40

Pengaruh Sumber Karbon

dan

Nitrogen Terhadap Pertumbuhan Sel

41

Pengaruh Sumber Karbon

dan

Nitrogen Terhadap Pembentukan

Antimikroba

44

Karakterisasi Antimikroba Dari Bakteri Vibrio carchariae

46 Pengaruh pH terhadap stahilitas antimikroba

46 Pengaruh temperatur terhadap aktivitas antimikroba

48

Spektrum aktivitas antimikroba terbadap mikroba patogen

52

Toksisitas antimkroba terhadap pertumbuhan Arlemla salina

54 KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Saran

DAFT AR PUST AKA

LAMPIRAN

55 56 57

62

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)