isolasi karakterisasi bakteri pendegradasi asam

EduChemia
(Jurnal Kimia dan Pendidikan)
Vol.2, No.2, Juli 2017
e-ISSN 2502-4787
ISOLASI KARAKTERISASI BAKTERI
PENDEGRADASI ASAM MONOKLOROASETAT DARI
TANAH
Vina Juliana Anggraeni1 , Enny Ratnaningsih2, Zeily Nurachman2
1
Sekolah Tinggi Farmasi Bandung, Jalan Soekarno Hatta no.754 Bandung, Indonesia
2
Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha no.10 Bandung, Indonesia
*Email: [email protected]
**Email: [email protected]
Diterima: 13 Maret 2017. Disetujui: 14 Juli 2017. Dipublikasikan: 30 Juli 2017
Abstract: Organohalogen compounds are one of the largest pollutants in the environment.
Bioremediation is one step that can be done to reduce organohalogen pollution. Some soil
bacteria are known to have dehalogenase enzymes and are potentially used as organohalogen
compound bioremediators. In this study, isolation of soil bacteria was able to degrade the
monoclhoroacetic acid (MCA) and characterize the growing ability of these bacteria at
various concentrations of MCA. The isolation result obtained 5 colonies of bacteria that can
grow on medium with high MCA concentration that is 10mM. PG3, TJ4, PW2, CW1, and
PG2 bacteria were each capable of releasing chloride ions by 95.14%; 91.89%; 89.46%;
89.46; 88.81% on medium containing 1mM MCA 29.24%; 28.17%; 28.10%; 24.31%;
26.16% on 5mM MCA, and 13.03%; 12.09%; 9.95%; 8.35%; 8.72% at 10mM MCA. It
appears that organohalogen degradation occurs more effectively in medium with low MCA
concentrations, and PG3 bacteria have the highest ability. The growth of the five bacteria
reached the stationary phase at 18-24 hours with OD600 of 0.3-0.4.
Keywords: monoclhoroacetic acid, biodegradation of organhalogen compounds, isolation of
soil bacteria
Abstrak: Senyawa organohalogen merupakan salah satu polutan terbesar di lingkungan.
Bioremediasi merupakan salah langkah yang dapat dilakukanuntuk mengurangi polusi
organohalogen. Beberapa bakteri tanah diketahui memiliki enzimdehalogenase dan
berpotensi digunakan sebagai bioremediatorsenyawa organohalogen. Pada penelitian ini,
dilakukan isolasi terhadap bakteri tanah yang mampu mendegradasi Asam Monokloroasetat
(MCA) dan mengkarakaterisasi kemampuan tumbuh bakteri-bakteri tersebut pada berbagai
konsentrasi MCA. Hasil isolasi didapatkan5 koloni bakteri yang mampu tumbuh pada
medium dengankonsentrasi MCA yang tinggi yaitu 10mM.BakteriPG3, TJ4, PW2,CW1, dan
PG2 masing-masing mampu melepaskanion klorida sebesar 95,14%; 91,89%; 89,46%;
89,46; 88,81% pada medium yang mengandung1mM MCA 29,24%;28,17%; 28,10%;
24,31%; 26,16%pada 5mM MCA, dan 13,03%; 12,09%; 9.95%; 8,35%; 8,72%pada 10mM
MCA. Terlihat bahwa degradasi organohalogenterjadi lebih efektif pada medium dengan
konsentrasi MCA rendah, dan bakteri PG3 mempunyai kemampuan yang
174
175 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
tertinggi.Pertumbuhan kelima bakteri mencapai fasa stationer pada18-24 jam denganOD600
sebesar 0.3-0.4.
Kata Kunci: asam monokloroasetat, biodegradasi senyawa organhalogen, isolasi bakteri
tanah
yaitu cukup mudah dilakukan dan relatif
PENDAHULUAN
Organohalogen
digunakan
secara
murah.
Mikroorganisme
memiliki
luas di bidang industri sebagai pelarut,
kemampuan adaptasi yang baik karena
pestisida, senyawa intermediet dalam
mampu menghasilkan enzim tertentu
sintesis senyawa kimia, aditif bahan
yang
bakar, dan digunakan sebagai bahan pada
meminimalisasi
cat. Organohalogen bersifat persisten,
organohalogen
toksik dan tidak mudah didegradasi oleh
Mikroorganisme yang mampu hidup
mikroorganisme. Asam Monoklorasetat
dalam
(MCA)
satu
organohalogen biasanya memiliki enzim
organohalogen yang digunakan sebagai
dehalogenase untuk memutuskan halogen
herbisida. Pada tahun 2010 produksi
dari organohalogen (Hardman, 1991
MCA dunia mencapai 706.000 ton,
dalam
setengahnya diproduksi oleh negara Cina
dehaloganase adalah enzim yang mampu
(Malveda, 2011 dalam Fajriah, 2013).
memutuskan
Senyawa ini bila terlepas ke lingkungan
organohalogen (Fetzner,1999).
tanpa
merupakan
pengendalian
salah
akan
sangat
dapat
mengubah
dan
kandungan
di
medium
lingkungan.
yang
Soetarato,
mengandung
1997).
halogen
dari
Enzim
senyawa
Penelitian sebelumnya, menunjukkan
berbahaya bagi kesehatan karena dapat
bahwa
menghambat proses glukoneogenesis di
mendegradasi
organ hati (Sakai et al, 2005). Oleh
menghasilkan dehalogenase antara lain
karena itu, diperlukan upaya untuk
adalah
mendegrasi MCA agar efek toksik dan
Rhodococcus,
persistennya dapat dikurangi.
Hyphomicrobium (Slater, 1994). Bakteri
Penanganan secara biologi dengan
memanfaatkan
merupakan
mikroorganisme
langkah
aman
untuk
mengatasi pencemaran organohalogen.
beberapa
bakteri
organohalogen
genus
mampu
dan
Pseudomonas,
Alcaligenes,
dan
ini mudah diisolasi karena organohalogen
banyak terdapat di lingkungan. Senyawa
ini digunakan bakteri sebagai sumber
karbon dan energi.
Metode ini memiliki berbagai kelebihan
e-ISSN 2502-4787
Isolasi Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Asam Monokloroasetat 176
Tanah merupakan media dimana
padat. Untuk sumber karbon pada media
bakteri dapat tumbuh dengan baik.
minimal
Dalam tanah yang terpapar polutan
Monokloroasetat. Untuk uji biodegradasi,
organohalogen dimungkinkan akan hidup
digunakan
bakteri
mendegradasi
etanol p.a, ferri ammonium sulfat, NaCl,
senyawa tersebut. Bakteri yang tidak
dan asam nitrat. Untuk pewarnaan gram
mampu
digunakan kristal violet, larutan lugol,
yang
mampu
mendegradasi
organohalogen
yang bersifat toksik tidak akan mampu
digunakan
asam
Asam
merkuri
thiosianat,
alkohol, dan safranin.
bertahan hidup di lingkungan toksik.
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengisolasi bakteri pendegradasi MCA
dari
tanah
dan
Isolasi Bakteri dari Tanah
Sebanyak
0.5
gram
tanah
mengkarakterisasi
dimasukkan dalam erlenmeyer 50 ml
kemampuan tumbuh pada media yang
berisi 10ml minimal medium cair yang
mengandung
mengandung anti
variasi
konsentrasi
organohalogen.
jamur
dan
MCA
dengan konsentrasi 1mM. Ditumbuhkan
selama 24 jam di inkubator bergoyang
METODE
dengan kecepatan 150 rpm di suhu 37°C,
Penyiapan Sampel Tanah
setelah ditumbuhkan selama 24 jam
Sampel tanah diambil dari kedalaman
kemudian diencerkan 10-3 sampai 10-6 ,
±10 cm kemudian dimasukkan dalam
dispread ke minimal media agar padat
wadah bersih
yang
yang terlebih dahulu
mengandung
1mM
MCA,
disterilkan dengan alkohol. Kondisi tanah
diinkubasi selama 3-5 hari pada suhu
yang diambil tidak terlalu kering dan
37°C.Bakteri yang tumbuh kemudian
tidak terlalu basah.
dipilih dan dimurnikan dengan teknik
goresan.
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan untuk
pembuatan
medium
minimal
adalah
KH2PO4, Na2HPO4, MgSO4.7H2O, dan
NH4SO4, sedangkan untuk media Luria
Bertani (LB) adalah tripton, dan ekstrak
ragi. Bakto Agar untuk pembuatan media
e-ISSN 2502-4787
Uji Kualitatif
Bakteri
Ketahanan
Tumbuh
Bakteri yang tumbuh hasil pada
media Isolasi dipilih beberapa koloni
kemudian dimurnikan dan ditumbuhkan
pada media uji ketahanan tumbuh. Media
uji ketahanan tumbuh adalah media
177 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
minimal padat yang ditambah MCA
5mM, 10mM, 15mM, dan 20 mM.
dengan konsentrasi akhir 5, 10, dan 20
Bakteri ditumbuhkan selama 24 jam
mM yang juga ditambahkan ekstrak ragi
kemudian diukur OD600 di jam ke-24.
sebanyak 0.1%. Media uji ditumbuhkan
di inkubator dengan suhu 37°C selama
24-48 jam. Pemindahan isolat bakteri
dilakukan
dengan
teknik
goresan
menggunakan kawat ose. Bakteri yang
mampu tumbuh dikonsentrasi tertinggi
dipilih untuk uji selanjutnya.
Uji
Kualitatif
Organohalogen
Bakteri
terpilih
dengan
Bakteri
terpilih ditumbuhkan
dalam
media minimal yang ditambah yeast
selama 16-18 jam di inkubator bergoyang
pada suhu 37°C sebagai starter. Sebanyak
Biodegradasi
10 % starter ditumbuhkan kembali di
media minimal yang yang mengandung
ditumbuhkan
di
media minimal padat yang ditambah
MCA
Uji
Kuantitatif
Kemampuan
Biodegradasi Bakteri terhadap Variasi
Konsentrasu MCA
konsentrasi
tertinggi
dimana bakteri mampu hidup, yang juga
ditambah ekstak yeast 1% dan Brom
timol Biru (BTB) sebagai indikator
MCA dengan konsentrasi akhir 1mM
MCA,
5mM,
dan
10mM.
Bakteri
ditumbuhkan selama 24 jam. Setelah 24
jam diukur kemampuan biodegradasi di
jam ke-24 dengan metode bregman dan
sanik.
biodegradasi. Media uji ditumbuhkan di
inkubator dengan suhu 37°C selama 2448 jam.
Uji Biodegradasi organohalogen oleh
Bakteri dengan metode Bregman dan
Sanik
Sebanyak
Uji Kuantitatif Ketahanan Tumbuh
Bakteri terhadap Variasi Konsentrasi
MCA
Bakteri terpilih ditumbuhkan dalam
media minimal yang ditambah yeast
selama 16-18 jam di inkubator bergoyang
pada suhu 37°C sebagai starter. Sebanyak
10 % starter ditumbuhkan kembali di
media minimal yang tidak mengandung
MCA dan yang mengandung MCA
dengan konsentrasi akhir 1mM MCA,
250
μl
kultur
segar
dipindahkan ke dalam effendorf steril
kemudian disentrifugasi pada 10000 xg
selama 10 menit hingga didapatkan pelet
dan
supernatan.
200
μl
supernatan
diambil dimasukkan ke dalam tabung
effendorg baru dan direaksiakan dengan
dengan 400 µl Hg(SCN)2 (0,1%dalam
etanol p.a)dan divorteks selama 5 detik.
Kemudian disentrifugasi pada 10000 xg
selama 2 menit hingga didapatkan pelet
e-ISSN 2502-4787
Isolasi Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Asam Monokloroasetat 178
dan supernatan. Supernatan dan pelet
mengandung MCA menunjukkan adanya
dipisahkan
supernatan
beberapa bakteri yang tumbuh pada
ditambahkan 400 μL Fe(NH4)(SO4)2
beberapa sampel tanah. Pemakaian MCA
(0,25M
sebagai
dan
kedalam
dalam
9M
HNO3)
larutan
satu-satunya
sumber
karbon
tersebut diukur dengan spektrofotometri
merupakan
uv vis pada λ=460 nm. Blanko yang
mendapatkan bakteri yang hanya mampu
digunakan
tumbuh dengan menggunakan MCA
dalam
pengukuran
selektifitas
biodegradasi adalah medium cair tanpa
sebagai
adanya
bakteri.Hasil
menggunakan MCA sebagai sumber karbon
gelombang
karena bakteri tersebut memiliki enzim
penumbuhan
pengukuran
panjang
sumber
karbon.
untuk
Kemampuan
kemudian dimasukkan dalam persamaan
dehalogenase
(Fetzner,
1994).
Enzim
dari kurva standar NaCl. Dan didapat
dehalogenase
adalah
enzim
yang
konsentrasi ion klorida terlepas hasil
biodegradasi organohalogen oleh bakteri.
Kurva Pertumbuhan Bakteri dalam
Minimal Media yang mengandung 10
mM MCA
Bakteri ditumbuhkan dalam media
mengkatalisis pelepasan ion klor yang toksik.
Putusnya ion klor MCA akan mempermudah
bakteri menggunakan sumber karbon untuk
dikatabolisme menjadi sebagai sumber energi
bagi sel.
Penggunaan bahan zat anti jamur
pada
saat
isolasi
bertujuan
untuk
minimal yang ditambah yeast selama 16-
menghentikan pertumbuhan jamur yang
18 jam di inkubator bergoyang pada suhu
ada di tanah. Selain bakteri, tanah juga
37°C sebagai starter. Sebanyak 10 %
merupakan
starter
mikroorganisme lain dan salah satunya
dalam
dipindahkan secara aseptik ke
labu
erlenmeyer
yang
media
Sampel tanah yang diisolasi berasal
penambahan MCA 10 mM. Ditumbuhkan
dari
pada pada suhu 37˚C
150 rpm dan
belakang
diukur
pada
organohalogen.
ke
0,1,2,4,6,9,12,15,18,21,24,dan 32 jam.
berbagai
Hasil Isolasi bakteri dari tanah
dilakukan di minimal media cair yang
tempat
dengan
penggunaan
Tanah
latar
senyawa
purwakarta
diambil dari tanah perkebunan karet yang
diketahui
HASIL DAN PEMBAHASAN
bagi
adalah jamur.
mengandung 50 ml MSM cair dengan
OD600
tumbuh
memakai
pentaklorofenol
sebegai pestisida yang digunakan pada
perkebunan tersebut, tanah padalarang
dan
ciwidey
diambil
dari
tanah
perkebunan teh, untuk kedua sampel ini
e-ISSN 2502-4787
179 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
belum diketahui jenis paparan senyawa
senyawa asam hidroksi. Pada tanah
organohalogennya, sampel tanjungsari
Padalarang tidak terdapat bakteri yang
dan pangalengan merupakan sampel
mampu untuk menjadikan MCA sebagai
tanah
yang
sumber karbon dan tidak memiliki enzim
terbiasa kena paparan pestisida DDT.
dehalogenase yang mampu memutuskan
Pengambilan
ikatan senyawa asam monokloroasetat
dari
perkebunan
sampel
sayur
dari
beberapa
tempat dimaksudkan untuk mendapatkan
dengan
keanekaragam
bakteri
dapat
menunjukkan bahwa bakteri yang tidak
mendegradasi
Asam
Monoklorasetat
memiliki kemampuan untuk menjadikan
berdasarkan
latar
yang
belakang
senyawa organohalogen
paparan
yang sering
mengenai sampel tanah.
Hasil
MCA
ion
halidanya.
sebagai
Hal
satu-satunya
ini
sumber
karbon tidak mampu hidup dalam media
MCA. Oleh sebab itu digunakan minimal
penumbuhan
bakteri
menunjukkan bahwa tanah Purwakarta,
media ini untuk menyeleksi bakteri yang
diinginkan.
Tanjungsari, Pangalengan dan Ciwidey
memiliki bakteri yang mampu tumbuh
pada
minimal
media
yang
hanya
Uji Kualitatif
Bakteri
Ketahanan
Tumbuh
sebagai
Dari hasil isolasi di dapat banyak
sumber karbon. Hasil isolasi dari tanah
koloni tunggal. Pemilihan bakteri yang
Padalarang tidak menunjukkan adanya
mampu bertahan hidup pada medium
bakteri yang tumbuh.
yang mengandung MCA tertinggi perlu
mengandung
1
mM
MCA
Bakteri yang mampu tumbuh pada
dilakukan sebagai seleksi bakteri yang
minimal media yang mengandung 1 mM
akan dikarakterisasi lebih lanjut. Dalam
dimungkinkan karena bakteri mengenali
hal ini media uji merupakan minimal
MCA dan mampu bertahan hidup dengan
medium
menggunakan MCA sebagai sumber
dengan konsentrasi akhir 5, 10 dan 20
karbon. Bakteri yang hidup dalam media
mM. Pada media uji ini ditambah sumber
MCA
untuk
nutrisi lain yaitu berupa ekstrak ragi
dehalogenase
0.1%. Penambahan ekstrak ragi ini
sehingga mampu memutuskan ikatan
disebabkan jumlah koloni ang sudah
antara senyawa asam monokloroasetat
menjadi koloni tunggal ternyata tidak
dengan
sehingga
dapat berkembang biak dalam minimal
menghasilkan ion halida bebas dan
medium yang hanya mengandung MCA
memiliki
menghasilkan
ion
kemampuan
enzim
halidanya
dengan
penambahan
MCA
e-ISSN 2502-4787
Isolasi Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Asam Monokloroasetat 180
sebagai
sumber
karbon
sehingga
menyebabkan
bakteri
tidak
mampu
diperlukan nutrisi lain agar mampu
tumbuh. Dari hasil uji ini, isolat yang
menunjang pertumbuhannya. Keberadaan
diuji diberi kode untuk memudahkan
sumber
pengujian berikutnya.
karbon
lain
pada
medium
berfungsi sebagai: 1)Tenaga pereduksi
bagi degradasasi senyawa senobiotik; 2)
Menyokong pertumbuhan sel; 3)Donor
elektron bagi degradasi substrat nonpertumbuhan; 4)Meningkatkan viabiltas
sel; 5)Mengurangi toksisitas senyawa
senobiotik dan hambatan pertumbuhan
senyawa senobiotik terhadap sel(Saez &
Rittman, 1991; Topp (et a)l, 1988; Fava
(et al), 1995; dalam Fajriah,2013).
LB + 10
mM
MCA
Minimal
Media +
10 mM
Gambar 1. Pertumbuhan isolat bakteri
MCA dalam
medium LB yang mengandung 10 mM MCA dan
Minimal Medium yang mengandung 10 mM
MCA
Dari hasil uji kualitatif didapat
bahwa konsentrasi MCA tertinggi yang
Pada Gambar 1 terlihat bahwa 5
masih mampu ditoleransi oleh bakteri
bakteri yang mampu bertahan hidup pada
yaitu pada konsentrasi 10 mM. Pada
medium
konsentrasi 20 mM bakteri sudah tidak
MCA 10 mM dan medium LB yang
mampu
kenaikan
mengandung 10 mM. Bakteri tersebut
konsentrasi MCA terlihat adanya seleksi
adalah PG2, TJ4, PG3, PW2, dan CW1.
bakteri yang mampu tumbuh. Pada media
Pada medium LB pertumbuhan bakteri
yang mengandung 5mM MCA, bakteri
lebih
yang mampu hidup mulai berkurang. dan
pertumbuhan pada medium minimal. Hal
semakin berkurang pada konsentrasi 10
ini disebabkan karena pada minimal
mM, sedangkan pada konsentrasi 20 mM
medium sumber karbon yang digunakan
tidak terlihat adanya bakteri yang mampu
adalah MCA sedangkan pada LB didapat
tumbuh.
sumber karbon lain. Bakteri yang mampu
tumbuh.
Naiknya
Dengan
konsentrasi
MCA
minimal
terlihat
tegas
dibandingkan
hidup
MCA tersebut merupakan sumber karbon
mengandung MCA konsentrasi 10 mM
namun
bertambahnya
menunjukkan bahwa bakteri memiliki
konsentrasi, MCA tidak lagi menjadi
aktivitas untuk biodegradasi terhadap
sumber karbon melainkan toksik yang
MCA. Konsentrasi MCA yang tinggi
e-ISSN 2502-4787
medium
mengandung
menjadi toksik bagi bakteri yang awalnya
dengan
pada
yang
LB
yang
181 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
dapat juga menjadi toksik untuk bakteri
Perubahan warna media terjadi karena
yang
dehalogenase,
pada media terdapat ion klorida bebas
namun dengan tetap hidup maka bakteri
yang dilepaskan oleh bakteri, sehingga
tersebut dapat memproses MCA agar
dengan
tidak toksik baginya.
mengubah pH media menjadi asam dan
memiliki
enzim
keberadaan
ion
klorida
ini
juga mengubah warna indikator BTB
Uji Kualitatif Biodegradasi MCA oleh
Bakteri
5
(Lima)
mampu
isolat
mendegradasi
terpilih
MCA
menjadi
kuning
(Strotmann
&
Roschenthaler, 1987; Soetarato, 1997;). Dari
diduga
hasil penelitian terlihat bahwa kelima
dan
bakteri
mampu
menghasilkan ion klorida bebas. Ion
karena
kelima
klorida bebas ini dapat dideteksi dengan
warna kuning pada media (Gambar 2).
mendegradasi
bakteri
MCA
menghasilkan
indikator Brom Timol Biru (BTB).
Pw2
PG3
TJ4
CW1
PG2
A
Gambar 2. Uji Kualitatif Biodegradasi MCA dengan Indikator Brom Timol Biru
Pewarnaan Gram
Hasil pewarnaan gram menunjukkan
gram negatif dan satu bakteri merupakan
Gram positif.
4 bakteri hasil isolasi merupakan bakteri
e-ISSN 2502-4787
Isolasi Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Asam Monokloroasetat 182
PG2
TJ4
PW2
PG3
CW1
Gambar 3. Hasil Pewarnaan Gram terhadap Lima Bakteri Hasil Isolasi
Uji Kuantitatif Ketahanan Tumbuh
Bakteri pada Berbagai Konsentrasi
MCA
dari bakteri. Kemampuan hidup isolat
bakteri hanya mampu mencapai OD600
maksimal di 0.5 tidak mencapai 1.
Hasil uji kualitatif dapat dilihat pada
gambar 4.
Dengan penambahan MCA, OD600 dari
bakteri semakin berkurang sesuai dengan
banyaknya penambahan MCA. Semakin
banyak MCA yang ditambahkan maka
kemampuan
hidupnya
semakin
kecil.Pada konsentrasi MCA 15 mM dan
20 mM sebagian bakteri ada yang masih
dapat bertahan hidup dengan kenaikan
OD600 yang kecil dan sebagian ada yang
mengalami
penurunan
OD600
yang
menandakan bahwa bakteri tidak mampu
tumbuh pada media minimal dengan
penambahan
Gambar 4. diagram Ketahanan Tumbuh Isolat
Bakteri terhadap variasi MCA
Pada 0 mM MCA yaitu tanpa
penambahan
MCA,
dapat
dijadikan
standar uji kuantitatif kemampuan hidup
e-ISSN 2502-4787
Semakin
konsentrasi
berkurangnya
tersebut.
kemampuan
hidup dengan bertambahnya konsentrasi
MCA yang ditambahkan dikarenakan
bakteri
sudah
tidak
mampu
lagi
menjadikan MCA sebagai sumber karbon
183 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
dan MCA sudah bersifat toksik bagi
ini dapat disimpulkan bahwa kemampuan
bakteri
degradasi efektif hanya sekitar 0.8 mM
sehingga
bakteri
mengalami
penurunan kemampuan tumbuh.
per bakteri.
Pada konsentrasi 0; 1; 5 mM
penambahan MCA terlihat pola urutan
Urutan kemampuan hidup isolat bakteri
dari yang tertinggi ke yang terendah yaitu
TJ4, PW2. CW1, PG3, dan PG2. Untuk
kemapuan hidup di 10 mM, urutannya
tidak terlihat jelas. Semua bakteri relatif
memiliki kemampuan hidup yang sama
pada
konsentrasi
konsentrasi
menyiapkan
ketoksikan
berkembang
10
tersebut.
mM
bakteri
bagaimana
MCA
biak,
80
PG2
70
TJ4
60
PG3
50
PW2
40
CW1
30
20
10
0
1
lebih
ini
5
10
konsentrasi MCA (mM)
mengatasi
daripada
hal
Pada
90
% konsentrasi ion klorida terlepas
kemampuan tumbuh yang relatif sama.
100
untuk
yang
menyebabkan kemampuan bakteri relatif
sama dengan bakteri lainnya.
Uji Kuantitatif Biodegradasi MCA oleh
Bakteri
Gambar 5. Kemampuan Biodegradasi
Isolat Bakteri terhadap Variasi konsentrasi
MCA
Kurva Pertumbuhan Bakteri pada
Minimal Media yang mengandung 10
mM MCA
Kurva pertumbuhan bakteri pada
Hasil uji kualitatif dapat dilihat pada
minimal media yang mengandung 10
Gambar 5. Pada gambar 5 terlihat lebih
mM MCA dapat dilihat pada Gambar 6.
dari 80% MCA mampu didegrasi pada
Dari kelima bakteri, 3 bakteri yaitu PG2,
konsentrasi MCA 1 mM. sedangkan pada
TJ4 dan PG3 memiliki kemampuan yang
konsentrasi MCA 5 mM, 20% lebih
relatif
MCA mampu degradasi dan pada 10 mM
dibanding
MCA, sekitar 8% lebih MCA yang
cepatnya bakteri-bakteri ini dibanding
mampu
bakteri
didegradasi
bakteri.
Urutan
sama,
fase
bakteri
lainnya
lag
lebih
lainnya.
dapat
cepat
Lebih
dimungkinkan
kemampuan biodegradasi ini dari yang
karena bakteri ini berasal dari daerah
tinggi ke rendah yaitu: PG3, Tj4, PW2,
yang terpapar senyawa organohalogen
PG2, dan CW1. Dari data biodegradasi
yang toksik dan persisten sehingga waktu
e-ISSN 2502-4787
Isolasi Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Asam Monokloroasetat 184
adaptasi bakteri-bakteri ini lebih cepat
dibanding bakteri yang lainnya.
Hubungan emampuan hidup dan
Kemampuan
Biodegradasi
Isolat
Bakteri
Isolat TJ4 memiliki kemampuan
Kurva Pertumbuhan Isolat
Bakteri
0,5
tumbuh dan biodegradasi yang tinggi.
Isolat
0,4
OD600
0,3
PG2
TJ4
0,1
PG3
0
dan
PG2
memiliki
kemampuan
tumbuh
rendah
namun
kemampuan
biodegradasinya
tinggi.
Isolat
0,2
PG3
PW2
dan
CW1
memiliki
kemampuan
tumbuh
tinggi
namun
kemampuan
biodegradasinya
rendah.
Isolat yang memiliki kemampuan tumbuh
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36
konsentrasi MCA (mM)
tinggi
dan kemampuan biodegradasi
tinggi
dimungkinkan
karena
bakteri
tersebut sudah dapat beradaptasi dengan
Gambar 6. Pertumbuhan Isolat Bakteri pada
minimal Media + 10 mM
senyawa toksik sehingga daya hidupnya
tinggi dan memiliki enzim yang lebih
Sementara itu, untuk bakteri PW2
banyak sehingga mampu mendegradasi
dan PW3 mengalami fase lag yang lebih
lebih banyak. Sedangkan untuk bakteri
lama
yang kemampuan hidup rendah namun
dari
ketiga
bakteri
lainnya.
Lamanya fasa lag ini kemungkinan
kemampuan
berhubungan dengan proliferasi populasi
dimungkinkan karena fase adaptasi dan
yang kecil, dan adanya senyawa toksin
fase log dari bakteri tersebut cepat
(Alexander, 1999 dalam Fajriah 2013).
sehingga kemampuan hidup menjadi
Telah pula dilaporkan bahwa populasi
lebih rendah namun memiliki enzim yang
mikrobia
untuk
lebih tinggi sehingga biodegradasinya
menggunakan senyawa yang persisten
tinggi. Sementara itu, untuk bakteri yang
sebagai sumber karbon dan energi.
memiliki
Adaptasi tersebut dapat disebabkan oleh
namun
seleksi
telah
dimungkinkan karena bakteri tersebut
aktivitas
jarang terkena paparan senyawa toksik
metabolik yang baru atau perubahan
sehingga kemampuan untuk biodegradasi
spesifitas enzim.
belum terlalu adaptatif untuk degradasi.
mampu
strain
memperoleh
beradaptasi
mutan
yang
kemampuan
e-ISSN 2502-4787
biodegradasi
kemampuan
biodegradasi
hidup
tinggi
tinggi
rendah
185 EduChemia,Vol.2, No.2, Juli 2017
Anggraeni, Ratnaningsih, dan Nurachman
merupakan
KESIMPULAN
Dalam penelitian ini telah berhasil
Bakteri
Bakteri
TJ4
Gram
memiliki
negatif.
kemampuan
diisolasi 5 bakteri tanah yang mampu
tumbuh dan biodegradasi yang tinggi,
mendegradasi MCA baik dalam minimal
Bakteri
medium maupun dalam medium LB yang
kemampuan
mengandung MCA. Konsentrasi MCA
kemampuan biodegradasinya tinggi, dan
tertinggi yang masih dapat ditoleransi
bakteri
dan didegradasi adalah 10 mM. Bakteri
kemampuan
TJ4 merupakan bakteri Gram positif
kemampuan biodegradasinya rendah.
PG3
dan
PG2
tumbuh
PW2
dan
memiliki
rendah
CW1
tumbuh
namun
memiliki
tinggi
namun
sedangkan PG2, PG3, PW2, dan CW1
DAFTAR PUSTAKA
Bergmann, J. G., dan Sanik, J., (1957),
Sakai, A., Shimizu, H., Kono, K., dan
Determination of Trace Amounts of
Furuya,
Chlorine in Naptha, Anal. Chem.,
Monochloroacetic
29(2), 241–243.
Liver
Fajriah,
S.,
(2013),
Isolasi
dan
E.,
(2005),
Acid
Inhibits
Gluconeogenesis
Inactivating
by
Glyceraldehyde-3-
Karakterisasi Haloacid Dehalogenase
phosphate
dari Bacillus cereus Strain Lokal,
medical college, japan. Chem. Res.
Institut Teknologi Bandung.
Toxicol., 18, 277-282
Fetzner, S., dan Lingens, F., (1994),
Bacterial
Dehalogenases:
Biochemistry,
Genetics,
Biotechnological
and
Applications,
Microbiol. Rev., 58 (4), 641–685.
Fetzner,
S.,
Dehalogenation,
(1999),
Bacterial
Application
Microbiol Technol, 50, 633-657.
Slater,
J.
Dehydrogenase.
H.,
Dehalogenation
Compounds,
(1994),
of
Osaka
Microbiol
Haloaliphatic
Biochemistry
of
Microbial Degradation, 379–421.
Soetarato, E.S. 1997. Uji kemampuan
isolat bakteri tanah vulkanik untuk
mendegradasi
hidrokarbon
terhalogenasi. Biologi. 2. 247-263.
e-ISSN 2502-4787