POTENSI ISOLAT FUNGI TRICHODERMA LIGNOLITIK DALAM BIODEGRADASI PLASTIK LDPE (LOW DENSITY POLYETHYLENE)
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Disusun oleh: Mamluatul Hikmah
NIM. M0413030
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2017
ii
PENGESAHAN
POTENSI ISOLAT FUNGI TRICHODERMA LIGNOLITIK DALAM BIODEGRADASI PLASTIK LDPE (LOW DENSITY POLYETHYLENE)
Oleh:
Mamluatul Hikmah NIM. M0413030
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal 06 Oktober 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Penguji I
Dr. Sunarto, M.S. NIP. 19540605 199103 1 002
Surakarta, 12 Oktober 2017 Penguji II
Dr. Prabang Setyono, M.Si. NIP. 19720524 199903 1 002 Penguji III/Pembimbing I
Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. NIP. 19660714 199903 2 001
Penguji IV/ Pembimbing II
Dr. Artini Pangastuti, M.Si. NIP. 19750531 200003 2 001 Mengesahkan
Kepala Program Studi Biologi
Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. NIP. 19660714 199903 2 001
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.
Surakarta,...
Mamluatul Hikmah NIM. M0413030
iv
POTENSI ISOLAT FUNGI TRICHODERMA LIGNOLITIK DALAM BIODEGRADASI PLASTIK LDPE (LOW DENSITY POLYETHYLENE)
MAMLUATUL HIKMAH
Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRAK
Plastik merupakan polimer sintetis yang secara fisik kuat, ringan dan tahan lama, namun polimer ini sulit terdegradasi karena plastik mempunyai kerapatan massa molekul yang tinggi. Salah satu jenis plastik yang paling banyak digunakan adalah polietilena densitas rendah atau LDPE (low density polyethylene). Proses biodegradasi dapat dijadikan alternatif degradasi karena prosesnya yang ramah lingkungan. Beberapa fungi dari genus Trichoderma diketahui memiliki peranan dalam biodegradasi plastik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana potensi isolat Trichoderma spp. lignolitik dalam biodegradasi plastik LDPE. Lima Isolat Trichoderma diskrining dengan cara ditumbuhkan pada MSMB (mineral salt medium broth) beremulsi serbuk LDPE, dengan inkubasi 35 hari pada suhu 30°C dan shaking 80 rpm. Hasil skrining menunjukkan bahwa TL1, TL4, dan TL5 merupakan tiga isolat yang paling potensial, ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan yang ditandai dengan bertambahnya ukuran koloni pada media skrining dengan LDPE sebagai satu-satunya sumber karbon. Tiga isolat terpilih diuji daya biodegradasinya dengan menumbuhkan isolat-isolat di medium MSMA (mineral salt medium agar),
kemudian 4 lembar LDPE steril 1x3 cm2 diletakkan di atas permukaan koloni dalam
petri dengan inkubasi selama 5, 15, 25, dan 35 hari. Pada setiap periode inkubasi, lembar LDPE dipanen, disterilkan, dan dikeringkan untuk kemudian ditimbang berat kering konstannya. Penilaian degredabilitas dilakukan dengan mengukur kehilangan bobot (weight loss) lembar LDPE setelah perlakuan biodegradasi. Dalam penelitian ini dihasilkan nilai persentase degradabilitas berturut-urut TL1, TL4, TL5 dan kontrol adalah 4,87%, 7,12%, 7,51% dan 0,28%. Penilaian potensi biodegradasi juga dilakukan dengan mengamati kenampakan morfologi permukaan film LDPE tiap perlakuan isolat dan kontrol sebelum dan sesudah biodegradasi dengan teknik SEM (scanning electron microscopy). Hasil visual mikrograf menunjukkan adanya penampakan kerusakan dan ketidakrataan pada permukaan film pasca degradasi. Kata kunci: Biodegradasi, Plastik, Polietilena, LDPE, Fungi, Trichoderma
v
BIODEGRADATION OF LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) PLASTIC BY LIGNOLYTIC TRICHODERMA FUNGI ISOLATES
MAMLUATUL HIKMAH
Biology Departement, Mathematic and Natural Science Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
Plastic is a synthetic polymer that is difficult to degrade because the plastic has a high molecular mass density. One of the most widely used type of plastic is low density polyethylene or LDPE (low density polyethylene). Biodegradation process can be used as an alternative to degradation because the process is environmentally friendly. Some fungi of the genus Trichoderma are known to have a role in plastic biodegradation. This study aimed to find out how the potential of Trichoderma spp. lignolytic isolates in LDPE plastic biodegradation. Five Trichoderma isolates were screened by growing on MSMB (mineral salt medium broth) emulsified LDPE powder, with 35 days incubation at 30°C and shaking at 80 rpm. The screening results showed that TL1, TL4, and TL5 were the three most potential isolates, indicated by the growth marked by increasing colony size on screening media with LDPE as the only carbon source. Three selected isolates were tested for their biodegradability by growing the isolates in MSMA medium (medium agar salt agar), then 4 sheets of sterile 1x3 cm2 LDPE placed on the surface of the colony in petri with incubation for 5, 15, 25 and 35 days. At each incubation period, the LDPE sheet was harvested, sterilized, and dried to be weighed in constant dry weight. The degredability assessment was done by measuring the weight loss of LDPE sheets after biodegradation treatment. In this research, the degradability percentage values of TL1, TL4, TL5 and control are 4.87%, 7,12%, 7,51% and 0,28% respectively. Assessment of biodegradation potential was also done by observing the surface morphology of LDPE film of each treatment of isolate and control before and after biodegradation by SEM technique (scanning electron microscopy). Visual micrograph results showed the appearance of damage and unevenness on the surface of the post-degradation film.
vi MOTTO
Ketika melakukan sesuatu tanyakan pada hatimu apakah itu suatu kebaikan atau dosa. “Mintalah fatwa kepada hatimu sendiri. Kebaikan adalah apa yang karenanya jiwa
menjadi tentram, dan dosa adalah apa yang mengusik jiwa dan meragukan hati, meskipun orang memberikan fatwa kepadamu dan mereka membenarkannya”
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang Segala puji bagi Allah, Tuhan Pemilik Alam
Pencipta langit yang membentang tanpa tiang
Alasan dibalik setiap yang kulakukan dan yang kutinggalkan Dengan berkah dan izinNya skripsi ini dapat terselesaikan
Dengan ini saya persembahkan karya sederhana ini kepada orang-orang terkasih...
Ibunda dan ayahanda tercinta
Terimakasih untuk cinta, kasih, pengorbanan, dan do’a terbaik kalian
Aku tidak bisa memilih dari orang tua mana aku terlahir, tetapi aku bisa memutuskan akan menjadi anak seperti apa, serta bagaimana aku akan menjadi orang tua kelak, semoga Allah menghadiahi jannah indah bagi kalian.. amiin
Kakak, adik, keponakan super lucu dan kerabat yang aku sayangi
Terimakasih atas dukungan dan semangat yang tiada henti diberikan pada diri yang payah ini. Thanks for being there in my ups and downs
AMOE13A squad
You mean the world to me. I.L.Y to the moon and back Pendonor Isolat
Mbak Firda Amelia, terimakasih atas sharingnya, juga untuk isolat-isolat
Trichoderma yang extremely amazing, mereka sudah melakukan tugasnya dengan baik.
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Uji Potensi Isolat Fungi Trichoderma spp. Lignolitik dalam Biodegradasi plastik LDPE” sebagai salah satu persyaratan memperoleh derajat strata S1, Program Studi Biologi pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Dalam penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada :
1. Ibu Dra. Noor Soesanti Handajani, M.Si. selaku Pembimbing Akademik yang senantiasa memberi masukan, membimbing, serta memotivasi penulis selama menjalani masa studi.
2. Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku Pembimbing I serta Kepala Program Studi Biologi FMIPA UNS yang telah memberikan izin untuk menimba ilmu di Program Studi Biologi, serta membimbing dan memberikan banyak masukan dalam pengerjaan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku Pembimbing II yang telah membimbing, mengarahkan, serta memberikan kesempatan bagi penulis untuk berpartisipasi dan publikasi penelitian ini dalam seminar internasional ICAMBF.
4. Bapak Dr. Sunarto, M.S selaku penelaah I yang telah bersedia menelaah dengan sangat baik tulisan serta penelitian penulis.
5. Bapak Dr. Prabang Setyono, M.Si. selaku penelaah II yang telah bersedia menelaah dengan sangat baik tulisan serta penelitian penulis.
6. Ketua Laboratorium Biologi, Ketua Laboratorium Pusat, Ketua Laboratorium MIPA Terpadu, beserta seluruh staf dan jajarannya yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melaksanakan penelitian serta telah memberikan banyak bantuan.
ix
8. Sahabat serta rekan-rekan seperjuangan tercinta yang tak henti memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis.
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRAK INGGRIS ... v
MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 3
D. Manfaat Penelitian ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
A. Tinjauan Pustaka ... 4
1. Plastik Polietilena Densitas Rendah (LDPE) ... 4
2. Biodegradasi LDPE oleh Fungi ... 6
3. Fungi Trichoderma serta Kaitannya dengan Biodegradasi LDPE ... 8
B. Kerangka Berpikir ... 13
BAB III METODE PENELITIAN... 16
A. Waktu dan Tempat ... 16
B. Alat dan Bahan ... 16
C. Rancangan Penelitian ... 17
xi
E. Analisis Data ... 20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 20
A. Isolat Trichoderma spp. Lignolitik ... 20
B. Pertumbuhan Jamur Pendegradasi Low Density Polyethylene (LDPE) .... 20
C. Biodegradasi Lembaran Plastik LDPE oleh Isolat Potensial ... 23
D. Penurunan Berat Kering Film dan Efisiensi Degredabilitas Isolat ... 25
E. Morfologi Film Setelah Uji Biodegradasi ... 28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 31
A. Kesimpulan ... 31
B. Saran ... 31
DAFTAR PUSTAKA ... 32
LAMPIRAN ... 39
xii DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur Rantai Polietilena ... 5
Gambar 2. Morfologi Trichoderma Secara Mikroskopis ... 9
Gambar 3. Struktur Molekuler Lignin dan LDPE ... 12
Gambar 4. Bagan Kerangka Berpikir ... 15
Gambar 5. Trichoderma spp. lignolitik usia 5 hari pada PDA ... 21
Gambar 6. Pertumbuhan Isolat Jamur Pendegradasi LDPE dalam Skrining ... 23
Gambar 7. Pertumbuhan Inokulum Trichoderma spp. lignolitik pada MSMA... 25
Gambar 8. Lembar LDPE di Permukaan koloni ... 25
Gambar 9. Penurunan Berat Kering Film oleh Adanya Biodegradasi. ... 27
Gambar 10. Perbandingan Nilai Degradabilitas Isolat ... 28
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Luasan Koloni Sebelum dan Sesudah Inkubasi ... 23 Tabel 2. Rerata Berat Kering ... 27
