perubahan struktur fenantrena selama proses biodegradasi oleh

advertisement
PERUBAHAN STRUKTUR FENANTRENA SELAMA PROSES
BIODEGRADASI OLEH BAKTERI BACILLUS ALTITUDINIS
LAELA ROCHDIANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
ABSTRAK
LAELA ROCHDIANA. Perubahan Struktur Fenantrena Selama Proses
Biodegradasi oleh Bakteri Bacillus altitudinis. Dibimbing oleh CHARLENA dan
MUHAMMAD KHOTIB.
Pencemaran lingkungan oleh hidrokarbon polisiklik aromatik (PAH) yang
diketahui bersifat toksik, mutagenik, dan karsinogenik telah meluas di lingkungan.
Beberapa jenis bakteri dapat menggunakan PAH sebagai sumber energi untuk
metabolisme. Fenantrena merupakan salah satu PAH dengan 3 cincin aromatik,
dan senyawa ini dapat didegradasi oleh bakteri Bacillus altitudinis. Hasil yang
diperoleh selama 28 hari kultivasi dengan fenantrena 50 ppm dengan tambahan
Tween 80 sebagai surfaktan menunjukkan laju degradasi sebesar 14%. Parameter
yang diamati adalah total plate count (TPC) dan pH. Nilai TPC meningkat dari
hari ke-0 hingga hari ke–28. Nilai pH juga mengalami peningkatan selama 28 hari
kultivasi. Perubahan struktur yang terjadi selama 28 hari kultivasi diduga terjadi
melalui jalur asam ftalat yang ditunjukkan dengan adanya spektrum massa asam
ftalat pada waktu retensi 7.607 dengan mutu kemiripan sebesar 72.
Kata kunci: biodegradasi, fenantrena, bacillus altitudinis
ABSTRACT
LAELA ROCHDIANA. Structural Changes of Phenanthrene On Biodegradation
by Bacillus altitudinis. Supervised by CHARLENA and MUHAMMAD
KHOTIB.
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are toxic, mutagenic, and
carcinogenic pollutants that are present in environment. Some bacterial species
have ability to metabolize these compounds and use them as energy sources for
their growth. Bacillus altitudinis was used to degrade phenanthrene, a three-ring
aromatic PAH. The maximum degradation rate (14%) was obtained when Bacillus
altitudinis was cultured for 28 days after the addition of 50 ppm phenanthrene to
the liquid medium. Furthermore, the degradation was affected by addition of
Tween 80 as surfactants. The observation parameters were total plate count (TPC)
and pH. The value TPC increased for 28 days cultivation and pH value increased
too from 6 to 8 during the 28 days cultivation. The mechanism of degradation was
determined through identification of metabolites, the possible pathway of
phenanthrene degradation is via phthalic acid. It has been proofed by a mass
spectrum of phthalic acid at retention time of 7.607 with match quality of 72.
Keyword : biodegradation, phenanthrene, bacillus altitudinis
PERUBAHAN STRUKTUR FENANTRENA SELAMA PROSES
BIODEGRADASI OLEH BAKTERI BACILLUS ALTITUDINIS
LAELA ROCHDIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Judul
Nama
Nrp
: Perubahan Struktur Fenantrena Selama Proses Biodegradasi oleh Bakteri
Bacillus altitudinis
: Laela Rochdiana
: G44062794
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Charlena, M.Si
NIP 196712221994032002
Muhammad Khotib, S.Si, M.Si
NIP 197810182007011002
Mengetahui
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 195012271976032002
Tanggal lulus :
PRAKATA
Segala puji bagi Allah SWT berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan
Januari sampai Juli 2011 yang bertempat di Laboratorium Terpadu, kampus
Institut Pertanian Bogor Baranangsiang dan Laboratorium Kromatografi Pusat
Laboratorium Forensik, Jakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Charlena, M. Si selaku
pembimbing pertama dan Bapak M.Khotib, S. Si, M. Si selaku pembimbing kedua
yang telah banyak memberikan petunjuk dan dukungan kepada penulis. Penulis
juga mengucapkan kepada Bapak M.Farid, S. Si dan M.Zaki, STP yang telah
memberikan arahan dan masukan dalam menyusun karya ilmiah ini dan kepada
Bapak Jaswanto dari Pusat Laboratorium Forensik yang telah membantu dalam
menggunakan instrumen di Laboratorium Forensik.
Ungkapan terima kasih kepada Ayah, Mama, Kakak (Wachyu Maslecha), dan
seluruh keluarga atas semangat, kasih sayang, dan dukungannya. Ucapan terima
kasih kepada Mba Lita yang telah bersama-sama melakukan penelitian ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada sahabat-sahabat Nadya, Shelin,
Echy, Witi yang telah memberikan bantuan, semangat, motivasi, dan dorongan
dalam menyusun karya ilmiah ini dan kepada seluruh pihak yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Semoga tulisan ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan ilmu
pengetahuan bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Bogor, November 2011
Laela Rochdiana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta, 14 Mei 1988 sebagai anak kedua dari dua
bersaudara, putri dari pasangan Tarmudji dan Kiki. Tahun 2006 penulis lulus dari
SMA Negeri 49 Jakarta dan melanjutkan studi di Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB melalui jalur USMI.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum
Kimia Anorganik S–1 Kimia pada tahun ajaran 2009/2010. Pada tahun 2008
penulis juga pernah mengikuti kegiatan Praktik Lapangan di Pusat Penelitian dan
Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi PPPTMGB “LEMIGAS”
dengan judul laporan Pembuatan Aditif Peningkat Indeks Viskositas Minyak
Lumas dari Kopolimerisasi LKA-Stirena dengan Inisiator Benzoil Peroksida.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... vii
PENDAHULUAN ..........................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA
Hidrokarbon Aromatik Polisiklik (PAH) .............................................
Fenantrena ...........................................................................................
Biodegradasi .......................................................................................
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biodegradasi ................................
Surfaktan dan Tween 80 ......................................................................
1
2
2
3
4
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ....................................................................................
Pembiakan Isolat .................................................................................
Uji Toksisitas ......................................................................................
Preparasi Inokulum pada Media Kaya dan Media Minimal ..................
Aplikasi pada Sampel Fenantrena ........................................................
Analisis TPC .......................................................................................
Analisis pH .........................................................................................
Analisis GC-MS ..................................................................................
4
4
5
5
5
5
6
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Peremajaan Bakteri .............................................................................
Uji Toksisitas ......................................................................................
Aplikasi pada Fenantrena ....................................................................
6
6
8
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................. 10
Saran ................................................................................................... 10
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 10
LAMPIRAN ................................................................................................... 12
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur fenantrena .....................................................................................
2
2 Reaksi degradasi fenantrena .......................................................................
3
3 Struktur Tween 80 ......................................................................................
4
4 Media kaya dan blanko ...............................................................................
6
5 Media minimal dengan solar 1%, 3%, dan 5% ............................................
6
6 Uji toksisitas konsentrasi 1000 dan 500 ppm ..............................................
7
7 Uji toksisitas konsentrasi 0 dan 50 ppm .....................................................
7
8 Nilai absorbansi uji toksisitas media cair ....................................................
7
9 Hasil pengukuran pH ..................................................................................
8
10 Hasil uji TPC hari ke-0 dan 28 ...................................................................
8
11 Kromatogram fenantrena hari ke-0 dan 28 ..................................................
9
12 Kromatogram asam ftalat pada sampe hari ke-28 .......................................
9
13 Jalur perubahan struktur fenantrena ............................................................ 10
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Tabel komposisi media kaya dan minimal ..................................................
5
2 Tabel area kromatogram fenantrena ............................................................
8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ............................................................................... 12
2 Komposisi media marine agar. ................................................................... 13
3 Spektrum massa asam ftalat ........................................................................ 14
1
PENDAHULUAN
Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH)
merupakan salah satu senyawa pencemar
lingkungan yang bersifat toksik, mutagenik,
dan karsinogenik (Hadibrata dan Tachibana
2009). Senyawa ini banyak ditemukan sebagai
hasil pembakaran bahan bakar selama proses
dekomposisi termal. Tumpahan hasil eksplorasi dan eksploitasi minyak bumi juga
merupakan salah satu sumber cemaran PAH
di lingkungan (Yirui 2010).
Penyebaran PAH yang luas di lingkungan
menyebabkan banyak cara dikembangkan
untuk mengurangi jumlahnya di lingkungan.
Biodegradasi merupakan salah satu cara yang
banyak digunakan karena merupakan metode
ramah lingkungan, cukup efektif dan efisien,
serta ekonomis (Morgan dan Watkinson
1994). Degradasi hidrokarbon dapat dilakukan dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri. Hal ini disebabkan oleh
bakteri dilengkapi dengan sistem metabolisme yang dapat menggunakan hidrokarbon
sebagai sumber energi dan karbon.
Kemampuan mikroorganisme dalam mendegradasi hidrokarbon telah dieksploitasi sejak
tahun 70-an dan 80-an pada lahan pertanian
tempat pembuangan minyak (Bossert dan
Kosson, 1997).
United State Environmental Protection
Agency (USEPA) telah menetapkan daftar 16
PAH yang menjadi senyawa pencemar utama
di lingkungan, salah satunya adalah fenantrena. Fenantrena diketahui dapat menyebabkan alergi pada manusia. Selain itu fenantrena juga termasuk ke dalam daftar klasifikasi 16 PAH penyebab kanker pada The
International Agency for Research on Cancer
(IARC 2002).
Biodegradasi fenantrena dibatasi oleh
kemampuannya untuk larut dalam media cair.
Penambahan surfaktan dapat digunakan untuk
meningkatkan kelarutan fenantrena dalam air.
Tween 80 telah diketahui sebagai surfaktan
non ionik yang dapat meningkatkan kelarutan
dan biodegradasi fenantrena dalam media cair.
Penelitian Hadibrata dan Tachibana
(2009) menunjukkan pengaruh penambahan
surfaktan Tween 80 pada biodegradasi fenantrena oleh fungi Polyporus sp.S133.
Penggunaan Tween 80 dengan konsentrasi
0.05%
(b/v)
menunjukkan
degradasi
fenantrena sebesar
92%. Peningkatan
konsentrasi Tween 80 akan meningkatkan
kecepatan biodegradasi fenantrena. Secara
umum, bakteri akan mengoksidasi fenantrena
dengan enzim dioksigenase dan menghasilkan
cis-dihidrodiol fenantrena. Metabolisme lebih
lanjut akan menghasilkan asam 1-hidroksi-2naftanoat dan asam protokatekuat atau katekol
(Cerniglia 1993).
Penelitian Murniasih (2009) menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsentrasi
fenantrena menjadi 59.5% selama 29 hari
kultivasi oleh bakteri Pseudomonas sp
KalP3b22. Penentuan senyawa hasil degradasi
menunjukkan adanya senyawa 1-naftalenol.
Penelitian kali ini akan dilakukan pada
sampel fenantrena yang diolah dengan biodegradasi dengan bakteri Bacillus altitudinis
dan dianalisis perubahan senyawanya menjadi
senyawa yang lebih sederhana menggunakan
instrumen kromatografi gas spektroskopi
(GC-MS ).
TINJAUAN PUSTAKA
Hidrokarbon Aromatik Polisiklik (PAH)
Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH)
merupakan golongan senyawa organik yang
tersusun dari gabungan dua atau lebih cincin
aromatik. Terdapat lebih dari 100 jenis PAH,
baik dalam bentuk gas maupun padatan tidak
berwarna, putih, atau kuning kehijauan.
Secara umum PAH terdapat sebagai campuran
yang kompleks bukan sebagai senyawa
tunggal (ATSDR 1990).
PAH seringkali ditemukan secara alami,
namun dapat dibuat sebagai senyawa tunggal
untuk keperluan penelitian. Sumber alami
PAH berasal dari emisi gunung berapi dan kebakaran hutan. PAH yang dihasilkan dari
sumber buatan jumlahnya lebih besar dibandingkan sumber alami. PAH yang terdapat di
atmosfer dapat berasal dari pembakaran tidak
sempurna batu bara, minyak, gas, kayu, sampah, atau bahan organik lainnya. Emisi kendaraan bermotor juga merupakan salah satu
sumber utama cemaran PAH di atmosfer.
PAH juga dapat ditemukan di tanah dan permukaan air. PAH yang mencemari permukaan
air dan tanah dapat berasal dari buangan
industri atau tumpahan hasil eksplorasi dan
eksploitasi minyak bumi (ATSDR 1990).
PAH dapat berpindah dari media yang
berbeda di lingkungan, seperti atmosfer, air,
tanah, dan sedimen (Yirui 2010). Pergerakan
PAH di lingkungan bergantung pada kemampuannya untuk larut dalam air dan kemudahannya menguap di udara. Secara umum,
PAH memiliki kelarutan yang rendah di air
dan afinitas tinggi terhadap karbon organik.
PAH yang terdapat di udara dapat berada
dalam bentuk uap atau menempel pada per-
2
mukaan partikel padatan. PAH akan tetap
berada di udara hingga turun hujan dan jatuh
ke permukaan atau terjadinya pengendapan
partikel. Beberapa PAH menguap ke atmosfer
dari permukaan air, namun karena sifatnya
yang hidrofobik, sebagian besar ditemukan
terjerap pada partikel yang mengendap di
bawah permukaan air atau tersuspensi pada
air. Pada tanah, PAH sebagian besar terikat
kuat pada partikel tanah. Beberapa jenis
senyawa PAH yang banyak ditemukan pada
lingkungan antara lain asenaftena, antrasena,
krisena, fluorantena, fluorena, fenantrena, dan
pirena (ATSDR 1990).
Banyak PAH yang diketahui sebagai
senyawa polutan yang bersifat toksik,
karsinogenik, dan mutagenik sehingga berpotensi merusak kesehatan manusia. (Dipple
1990). Hal ini dikarenakan sifatnya yang
lipofilik. PAH dapat masuk ke dalam semua
jaringan tubuh manusia yang mengandung
lemak. Senyawa ini cenderung akan terakumulasi di ginjal, liver, dan lemak. Pada jumlahnya yang lebih sedikit, PAH akan
tersimpan pada limfa, kelenjar adrenalin, dan
ovarium. PAH diubah menjadi zat yang berbeda dalam jaringan manusia. Beberapa zat
akan bersifat lebih berbahaya dan beberapa
lainnya kurang berbahaya dibandingkan senyawa PAH semula. Beberapa penelitian
pada hewan menunjukkan bahwa PAH tidak
akan tersimpan dalam tubuh untuk waktu
lama. Beberapa PAH yang masuk ke tubuh
akan keluar dari tubuh melalu feses dan urin
setelah beberapa hari (ATSDR 1990).
Fenantrena
Berdasarkan jumLah cincin aromatiknya,
PAH dapat dibagi menjaid dua jenis, yaitu
Low Molecular Weight (LMW) dengan 2-3
cincin aromatik dan High Molecular Weight
(HMW) dengan cincin aromatik lebih dari 4.
Secara umum, kecepatan degradasi akan berbanding lurus dengan jumalah cincin aromatiknya. Sehingga LMW PAH seperti naftalena, antrasena, dan fenantrena akan lebih
mudah didegradasi dan biasanya digunakan
sebagai contoh PAH untuk pemahaman
mekanisme degradasi pada HMW-PAH
(Cerniglia dan Sutherland 2010).
Fenantrena merupakan salah satu jenis
PAH yang terdiri dari 3 cincin aromatik.
Senyawa ini memiliki rumus molekul C14H10
dengan massa molar 178.2 g mol-1. Fenantrena
merupakan padatan tidak berwa-rna dengan
titik lebur 100oC dan titik didih 340oC. Seperti
PAH yang lain, fenantrena memiliki sifat
hidrofobik, dengan kelarutan
sebesar 1.2 mg L-1 (Gambar 1).
dalam
air
Gambar 1 Struktur fenantrena
Fenantrena biasanya digunakan untuk
membuat plastik, pestisida, bahan peledak,
dan obat-obatan. Ketika PAH seperti
fenantrena terlepas di lingkungan, tidak selalu
terjadi pemaparan ke manusia. Seseorang
dapat terpapar PAH dengan bernafas, makan,
atau minum bahan yang mengandung PAH.
Banyak faktor yang mempengaruhi efek
bahaya yang timbul akibat terpapar PAH,
diantaranya adalah dosis, waktu, jalur masuk
PAH (pernafasan, pencernaan,atau kontak
langsung dengan kulit), paparan bahan kimia
lainnya, dan beberapa sifat individu seperti
umur, jenis kelamin, dan keturunan (ATSDR
1990). The International Agency for
Research on Cancer telah mengklasifikasikan
16 PAH (termasuk fenantrena) yang menjadi
polutan utama untuk dijadikan tinjauan ulang
oleh USEPA (IARC 2002). Selain itu,
beberapa penelitian menunjukkan bahwa
fenantrena dapat menyebabkan kanker (Gold
man 2001).
Fenantrena secara umum mempunyai
bay-region dan k-region. Secara umum,
degradasi fenantrena oleh bakteri terjadi pada
bay-region (posisi C3 dan C4 atau C5 dan C6).
Namun, pada beberapa bakteri seperti
Streptomyces flavovirens dan sianobakteri laut
seperti
Agmenellum
quadru-plicatum
memetabolisme fenantrena pada k-region.
Biodegradasi
Biodegradasi secara garis besar didefinisikan sebagai pemecahan senyawa organik
oleh mikroorganisme sehingga membentuk
biomassa dan senyawa yang lebih sederhana
yang akhirnya menjadi air, karbondioksida
atau metana (Walter dan Crawford 1997).
Biodegradasi merupakan suatu proses yang
penting artinya bagi rehabilitasi lingkungan
yang tercemar oleh minyak bumi maupun
produk-produknya.
Berdasarkan hasil penelitian-penelitian
sebelumnya
yang
dirangkum
oleh
Citroreksoko (1996), diketahui bahwa kemampuan biodegradasi terhadap beberapa
3
senyawa berbeda-beda. Kecenderungan hidrokarbon alifatik untuk terdegradasi pada
umumnya lebih mudah dibandingkan dengan
senyawa aromatik. Hidrokarbon alifatik rantai
lurus pada umumnya lebih mudah terdegradasi daripada hidrokarbon rantai bercabang. Hidrokarbon jenuh lebih mudah
terdegradasi daripada hidrokarbon tidak jenuh. Hidrokarbon rantai panjang lebih mudah
didegradasi daripada hidrokarbon rantai
pendek.
Proses terpenting dalam degradasi PAH
pada air antara lain fotooksidasi, oksidasi
kimiawi, dan bidegradasi oleh mikroorganisme air. Hidrolisisis bukan merupakan
proses yang penting dalam degradasi PAH.
Penelitian Nagata dan Kondo (1977) menunjukkan bahwa antrasena, fenantrena, dan
benz[a]antrasena rentan terhadap fotobiodegradasi.
Menurut Murniasih
(2009) bakteri
Pseudomonas sp Kalp3b22 mampu mendegradasi fenantrena menjadi senyawa
naftalenol. Gambar 2 berikut adalah struktur
fenantrena dan 1- naftalenol. Jalur metabolik
biodegradasi fenantrena dengan naftalen
dengan bakteri tertentu sangat berhubungan
satu sama lain, sehingga pembentukan
senyawa turunan naftalena, dalam hal ini
naftalenol pada metabolisme fenantrena dapat
terjadi. Hasil akhir yang diharapkan pada
proses biodegradasi adalah senyawa yang
lebih sederhana yang akhirnya menjadi
karbondioksida dan air. Jalur yang mungkin
terjadi pada metabolisme fenantrena dapat
dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Reaksi degradasi fenantrena
Faktor-faktor yang mempengaruhi
Biodegradasi
Keberhasilan proses degradasi banyak
ditentukan oleh aktivitas enzim. Untuk itu
perlu mikroorganisme yang berpotensi
menghasilkan enzim pendegradasi hidrokarbon, kemudian aktivitasnya dioptimisasikan dengan pengaturan kondisi dan
penambahan suplemen yang sesuai antara lain
oksigen, kandungan air, pH, suhu, nutrient
yang tersedia dan ada tidaknya material toksik
(Udiharto 1996).
Beberapa faktor tersebut antara lain
oksigen, kelembaban, pH, suhu, dan nutrisi.
Keberadaan oksigen merupakan faktor
pembatas laju degradasi hidrokarbon dan juga
dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri aerob.
Kebutuhan akan oksigen digunakan untuk
mengkatabolisme
senyawa
hidrokarbon
dengan cara mengoksidasi substrat dengan
katalis enzim oksidase.
Kelembaban merupakan salah satu faktor
penting dalam bioremediasi. Kelembaban
sangat penting untuk hidup, tumbuh dan
aktivitas metabolik mikroorganisme. Tanpa
air mikroorganisme tidak dapat hidup dalam
limbah minyak bumi. Mikroorganisme akan
hidup aktif di daerah antara minyak dan air.
Tingkat keasaman (pH) merupakan salah
satu faktor yang mempengaruhi laju
pertumbuhan
mikroorganisme
(Fletcher
1991). Kemampuan mikroorganisme dalam
membangun
sel,
transportasi
melalui
membran sel dan keseimbangan reaksi katalis
(Cookson 1995). Kebanyakan bakteri dapat
tumbuh dengan baik pada kisaran pH netral
(pH 6,5-7,5). Tingkat keasaman (pH) dapat
berubah
selama
pertumbuhan
mikroorganisme. Peningkatan pH dapat terjadi jika
adanya proses reduksi nitrat membentuk
ammonia atau gas nitrogen. Sedangkan
penurunan pH terjadi apabila terbentuknya
asam-asam organik sebagai hasil proses
fermentasi (Tanner 1997).
Suhu akan berpengaruh dalam proses
biodegradasi, terutama terhadap sifat fisik dan
kimia komponen-komponen minyak bumi,
kecepatan degradasi oleh mikroorganisme,
dan komposisi komunitas mikroorganisme.
Suhu yang optimal untuk degradasi
hidrokarbon adalah 30-40 oC. Pada suhu
rendah viskositas minyak akan meningkat
mengakibatkan volatilitas alkana rantai
pendek yang bersifat toksik menurun dan
kelarutannya dalam air akan meningkat
sehingga proses biodegradasi akan terhambat.
Efek penghambatan tersebut juga disebabkan
4
oleh penurunan aktivitas enzim mikrobial
(Leahy and Colwell 1990).
Mikroorganisme membutuhkan nutrisi
sebagai sumber karbon, energi dan
keseimbangan metabolisme sel. Dalam
penanganan limbah minyak bumi biasanya
penambahan nutrisi antara lain sumber
nitrogen dan fosfor, sehingga proses degradasi
oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat
dan pertumbuhannya meningkat (Leahy and
Colwell 1990; Rosenberg dan Ron 1998).
Surfaktan dan Tween 80
Surfaktan merupakan molekul amfoterik
yang mengandung gugus hidrofobik yang
nonpolar, biasanya hidrokarbon rantai lurus
atau bercabang, atau fluorokarbon yang
memiliki 8-18 atom karbon, yang diikat
dengan gugus polar atau hidrofilik. Gugus
hidrofilik dapat berupa nonionik, ionik, atau
zwitter ionik. Rantai hidrokarbon berinteraksi
lemah dengan molekul air dalam lingkungan
berair, sedangkan kepala polar atau ionik
berinteraksi kuat dengan molekul air melalui
interaksi dipol atau ion-dipol. Ini merupakan
interaksi yang kuat dengan molekul air yang
menyebabkan surfaktan larut di dalam air.
Tindakan kooperatif dispersi dan ikatan
hidrogen antar molekul air cenderung
menekan rantai hidrokarbon keluar dari air
dan oleh sebab itu rantai ini disebut hidrofobik
(Tadros 2005).
Salah satu aplikasi dari surfaktan adalah
sebagai pengemulsi. Emulsi merupakan
dispersi suatu cairan dengan cairan lain yang
tidak bercampur. Ada dua macam emulsi,
yaitu emulsi minyak dalam air dan emulsi air
dalam minyak. Pada emulsi minyak dalam air,
surfaktan memecah minyak menjadi dropletdroplet kecil (tetesan) di bagian antarmuka
dan mencegahnya untuk kembali bersatu
(koalesensi). Stabilitas emulsi merupakan
parameter untuk melihat sejauh mana
kemampuan surfaktan dalam mencegah
koalesensi (Bajpai & Tyagi 2007).
Gambar 3 Struktur Tween 80
Tween 80 atau Polisorbat 80 merupakan
salah satu surfaktan nonionik yang berasal
dari polietoksilat sorbitan dan asam oleat.
Gugus hidrofilik Tween 80 merupakan suatu
polieter yang biasa dikenal sebagai golongan
polioksietilena yang merupakan suatu polimer
eilena oksida (Gambar 3).
Tween 80 merupakan cairan dengan
viskositas tinggi berwarna kuning yang lebih
mudah larut dalam air. Selain itu Tween 80
juga larut dalam metanol, toluena, minyak
jagung, dan etil asetat namun tidak larut
dalam minyak.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan yaitu isolat
bakteri Bacillus altitudinis, air laut, marine
agar (Lampiran 2), solar, fenantrena, Tween
80, n-heptana, diklorometana, alkohol, H2SO4
pekat, dan Na2SO4 anhidrat.
Alat-alat yang digunakan yaitu tabung
reaksi, labu erlenmeyer, gelas ukur, cawan
petri, ose, pipet volumetrik, pipet mohr, pipet
mikro, tip, neraca analitik, autoklaf, inkubator, inkubator goyang, Spektrofotometri
20D+, instrumen Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (GC-MS), dan laminar
Metode
Pembiakan Isolat
Pembiakan isolat bakteri dilakukan pada
media miring marine agar (MA) (Lampiran
2). Sebanyak 100 mL MA disiapkan dalam
labu erlenmeyer dan dipipet sebanyak 5 mL
ke dalam tabung reaksi. Tabung disumbat
dengan sumbat kapas dan disterilisasi dengan
autoklaf pada suhu 121 oC selama 15 menit.
Tabung diletakkan pada papan miring dan
dibiarkan hingga agar dingin dan memadat.
Bakteri diinokulasikan secara aseptis pada
agar miring dan diinkubasi pada suhu 30 oC
selama 24 jam. Bakteri yang ditumbuhkan
pada agar miring digunakan sebagai stock.
Uji Toksisitas Media Cair
Larutan fenantrena dengan konsentarsi 0,
50, 500, dan 1000 ppm dibuat dengan
melarutkan padatan fenantrena ke dalam
larutan surfaktan Tween 80 dengan
konsentrasi 0.05% dalam air laut. Larutan
disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121 oC
selama 15 menit beserta media cair yang
berisi marine broth (MB). Secara aseptis
bakteri diinokulasikan ke dalam media cair
5
dan ditambahkan larutan sampel fenantrena.
Bakteri diinkubasi selama 3 hari dan
dilakukan pengukuran absorbansi.
Uji Toksisitas Media Padat
Media MA disterilisasi dengan autoklaf
pada suhu 121 oC selama 15 menit, media
dituang ke dalam cawan petri steril dan
dibiarkan hingga agar dingin dan memadat.
Bakteri diinokulasikan secara aseptis ke dalam
cawan petri dengan metode sebar. Bulatan
kertas saring yang telah dibasahi dengan
larutan fenantrena dengan konsentrasi 0, 50,
500, dan 1000 ppm diletakkan di atas media
berisi bakteri. Cawan diinkubasi selama 2×24
jam pada suhu 37 oC. Metode dilakukan juga
terhadap blanko. Pembentukan zona bening
disekitar kertas saring menunjukkan bakteri
tidak tumbuh.
Preparasi Inokulum pada Media Kaya dan
Media Minimal
Media kaya (Tabel 1) dibuat dalam labu
erlenmeyer 250 mL, diberi sumbat kapas dan
disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121 oC
selama 15 menit. Bakteri dari stock
diinokulasikan dengan ose secara aseptis.
Bakteri pada media kaya diinkubasi pada
inkubator goyang dengan kecepatan 200 rpm
pada suhu kamar selama 3 hari.
Tabel 1 Komposisi media kaya dan media
minimal
Komposisi
(gram per 100 mL air laut)
Bahan
Media
Media Kaya
Minimal
Yeast
0.3
0.1
Ekstrak
Pepton
1.5
0.5
Solar *)
5
Keterangan : *) disterilisasi secara terpisah
Sebanyak 1 mL bakteri dari media kaya
dipindahkan ke dalam media minimal yang
telah disterilisasi. Solar yang telah disterilisasi
secara terpisah dengan UV selama 15 menit
ditambahkan ke dalam media minimal.
Bakteri pada media minimal diinkubasi pada
inkubator goyang dengan kecepatan 200 rpm
pada suhu kamar selama 7 hari. Pembiakan
pada media minimal dilakukan sebanyak 3
kali. Bakteri yang dibiakkan pada media
minimal digunakan untuk apikasi pada
sampel.
Penerapan pada Sampel Fenantrena
Larutan fenantrena dengan konsentrasi 50
ppm dibuat dengan melarutkan padatan
fenantrena pada larutan surfaktan Tween 80
dengan konsetrasi 0.05% dalam air laut.
Sebanyak 100 mL media minimal baru
disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121 oC
selama 15 menit. Secara aseptis sebanyak 5
mL bakteri hasil aklimatisasi diinokulasikan
ke dalam media minimal baru. Sebanyak 10
mL sampel diambil ke dalam media berisi
bakteri. Bakteri diinkubasi pada inkubator
goyang dengan kecepatan 200 rpm pada suhu
kamar selama 28 hari.
Penentuan pH,
konsentasi PAH, dan perubahan struktur PAH
dilakukan pada hari ke-0; 3; 5; 7; 14; 21; dan
28.
Analisis TPC (Hadioetomo 1998)
Larutan garam fisiologis dibuat dengan
konsentrasi NaCl 0.85% (b/v) dalam akuades.
Larutan garam fisiologis ini dimasukkan
masing-masing 9 mL ke dalam tabung ulir
menggunakan pipet mikro dengan label 10-1
sampai 10-8. Tabung ulir disterilisasi dengan
isinya pada 121 oC selama 15 menit. Selain
itu, disterilisasi juga pada suhu dan selang
waktu yang sama yaitu marine agar, cawan
petri, dan tip untuk mikropipet yang akan
digunakan. Setelah sterilisasi selesai, tabung
ulir dinginkan.
Sebanyak 1 mL sampel dimasukkan
dalam tabung ulir yang berlabel 10-1. Tabung
ulir dikocok sehingga benar-benar merata
pencampurannya. Sebanyak 1 mL dari tabung
ulir yang berlabel 10-1 dipipet lalu dimasukkan
dalam tabung ulir yang berlabel 10-2. Tabung
ulir dengan label 10-2 dikocok lalu sebanyak 1
mL dimasukkan dalam tabung ulir yang
berlabel 10-3. Pemindahan dan pengocokan ini
dilakukan pada setiap tabung ulir sampai
dengan pengenceran/tabung ulir berlabel 10-8.
Dari semua tabung ulir (10-1–10-8),
dipindahkan masing-masing 1 mL ke dalam
cawan petri terpisah (berlabel 10-1 sampai
10-8) yang sudah disterilisasi. Larutan marine
agar (MA) yang sudah agak dingin dan belum
padat dituang ke cawan petri. MA ditunggu
hingga padat lalu dimasukkan ke dalam
inkubator, lalu diinkubasi selama 1–2 hari.
Koloni yang tampak terbentuk pada cawan
petri dihitung setelah 1 atau 2 hari tersebut.
Analisis pH
Nilai pH diukur dengan menggunakan
indikator pH universal. Kertas indikator
dicelupkan ke dalam sampel, lalu dibaca nilai
pH-nya.
6
Analisis Biodegradasi Fenantrena dengan
GC-MS
Ekstraksi sampel. Sebanyak 50 mL
sampel di masukkan ke dalam corong pisah
dan ditambahkan 10 mL diklorometana.
Pengocokan dilakukan beberapa menit dalam
corong pisah. Cairan dalam corong pisah
dibiarkan hingga benar-benar terpisah menjadi
dua lapisan. Lapisan organik dikeluarkan dari
corong pisah. Hasil ekstraksi ditambahkan
Na2SO4
anhidrat
untuk
sejumLah
menghilangkan sisa air. Sebanyak 1 µL
ekstrak diinjeksikan ke instrumen GC-MS.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Peremajaan Bakteri
Isolat bakteri Bacillus altitudinis
dibiakkan pada media kaya selama 3 hari
untuk mempercepat pertumbuhan bakteri.
Pertumbuhan tersebut dapat ditandai dengan
kekeruhan yang terjadi pada media selama 3
hari (Gambar 4). Proses aklimatisasi terjadi
selama pembiakan pada media minimal, yaitu
proses penyesuaian isolat tehadap lingkungan
baru, dalam hal ini lingkungan yang kaya
hidrokarbon sehingga isolat dapat diterapkan
terhadap sampel fenantrena. Solar yang
ditambahkan pada media berfungsi sebagai
salah satu sumber hidrokarbon untuk energi
selain nutrisi dari media bagi isolat bakteri
yang ada.
Pengamatan visual selama 21 hari
menunjukkan adanya perubahan kekeruhan
pada media yang diberi isolat bakteri Bacillus
altitudinis (Gambar 5). Kekeruhan yang
terjadi disebabkan oleh tumbuhnya mikroorganisme pada media. Terdapat gelembung
pada batas antara media dengan solar.
Gelembung ini terbentuk karena adanya
biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Biosurfaktan sebagai bagian dari
surfaktan akan menurunkan tegangan antarmuka suatu fasa yang berbeda derajat
polaritasnya yaitu antara media yang bersifat
polar dengan solar yang bersifat nonpolar.
Pada awal pemberian solar ke dalam
media, bakteri akan mulai meningkatkan
kontaknya dengan
solar. Pada saat
meningkatkan kontak, bakteri melakukan
adhesi/adsorpsi
yaitu
kontak
antara
permukaan membran sel yang bersifat
hidrofobik kemudian bakteri melakukan
pembelahan sel. Ketika permukaan solar
menjadi jenuh oleh bakteri maka pertumbuhan
bakteri dibatasi oleh ketersediaan permukaan
solar (Rosenberg dan Ron 1998). Dengan
keterbatasan ini, bakteri akan menggunakan
solar sebagai media tumbuh dengan
sebelumnya mengemulsi campuran larutan
tersebut dengan mengeluarkan biosurfaktan.
Pemeliharaan isolat selama 21 hari bertujuan
untuk menjaga kemampuan isolat agar tetap
menghasilkan enzim oksigenase yang
diperlukan untuk mendegradasi hidrokarbon
(Yani & Akbar 2004; Hadi 2004).
Uji Toksisitas
Gambar 4 Media kaya (kiri) dan blanko
(kanan) selama 3 hari
Gambar 5 Media minimal dengan solar 1, 5,
dan 10% (kiri ke kanan)
Uji Toksisitas dilakukan untuk menentukan konsentrasi fenantrena yang dapat
digunakan untuk aplikasi bakteri pada sampel.
Toksisitas fenantrena dapat ditandai dengan
tidak tumbuhnya bakteri di sekitar kertas
saring yang telah dibasahi oleh larutan
fenantrena, sehingga akan terbentuk zona
bening di sekitar kertas saring. Pada Gambar 6
terlihat terbentuk zona bening di sekitar kertas
saring yang telah dibasahi oleh fenantrena
1000 ppm dan 500 ppm.
Zona bening tidak tebentuk disekitar
kertas saring dengan konsentrasi fenantrena 0
ppm (Gambar 7) yang menunjukkan bakteri
dapat tumbuh dengan baik, sedangkan pada
konsentrasi fenantrena 50-1000 ppm terbentuk
zona bening, tetapi pada konsentrasi 50 ppm
masih terlihat pertumbuhan bakteri di kertas
saring.
7
1
0,8
0,6
0,4
Gambar 6 Uji toksisitas pada fenentrena
dengan konsentrasi (a) 1000 dan
(b) 500 ppm.
i
ran
so
b
A
(a)
0,2
0
3 6 9 24 29 34 48 53 58 72
waktu (jam)
1
0,8
Gambar 7 Uji toksisitas pada fenentrena
dengan konsentrasi (a) 0 dan (b)
50 ppm
0,6
i
an
rb
so
A
Uji toksistas juga dilakukan pada media
cair. Pertumbuhan bakteri dapat diamati
dengan nilai absorbansi media cair.
Absorbansi media cair dengan konsentrasi
fenantrena 0-500 ppm pada 24 jam
pengamatan tidak berbeda (Gambar 8).
Pola pengamatan absorbansi media cair
dengan konsentrasi fenantrena 50-1000 ppm
selama 24 jam lebih rendah dibandingkan
dengan konsentrasi fenantrena 0 ppm
(kontrol). Hal ini menunjukkan adanya
hambatan pertumbuhan bakteri akibat adanya
penambahan fenantrena. Pertumbuhan bakteri
pada media dengan konsentrasi fenantrena 50
ppm menunjukkan pola absorbansi yang
mengalami
peningkatan
paling
tinggi
dibanding dengan konsentrasi fenantrena 500
dan 1000 ppm hingga 72 jam.
Berdasarkan hasil uji toksisitas media
padat dan cair, konsentrasi fenantrena yang
dapat digunakan adalah 50 ppm. Konsentrasi
tersebut yang kemudian akan digunakan pada
penerapan dengan bakteri.
(b)
0,2
0
3 6 9 24 29 34 48 53 58 72
waktu (jam)
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
i
ran
so
b
A
(c)
3 6 9 24 29 34 48 53 58 72
waktu (jam)
Penerapan pada Fenantrena
i
ran
so
b
A
Penerapan pada sampel fenantrena
dilakukan selama 28 hari. Konsentrasi
fenantrena yang digunakan didasarkan pada
hasil uji toksisitas yaitu 50 ppm. Penambahan
Tween 80 bertujuan meningkatkan kelarutan
fenantrena yang bersifat hidrofobik sehingga
dapat menyediakan permukaan senyawa
hidrokarbon yang lebih luas melalui
pembentukan mikroemulsi dan ketersediaan
biologis untuk keperluan metabolisme mikroorganisme.
0,4
b
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
(d)
3 6 9 24 29 34 48 53 58 72
waktu (jam)
Gambar 8 Nilai absorbansi uji toksisitas
media cair (a) konsentrasi 0 ppm;
(b) konsentrasi 50 ppm; (c)
konsentrasi
500
ppm;
(d)
konsentrasi 1000ppm
8
2 -
Jumlah sel
(1x106 CFU/ml)
Adanya peningkatan kontak antara
hidrokarbon dan air akan mempermudah
masuknya asupan oksigen dan nutrisi yang
dibutuhkan mikroorganisme pada permukaan
senyawa hidrokarbon tersebut. Kondisi ini
sangat membantu mikroorganisme untuk lebih
cepat dapat mendegradasi hidrokarbon.
Penelitian Hadibrata dan Tachibana
(2009) pada biodegradasi fenantrena oleh
fungi Polyporus sp.S133 menggunakan
80
menunjukkan
peningkatan
Tween
kelarutan fenantrena dalam air dan
biodegradasinya. Konsentrasi Tween 80
sebesar 0.05% (b/v) dapat mendegradasi
fenantrena sebesar 92%. Hal ini menunjukkan
bahwa surfaktan juga dapat menghambat
degradasi hidrokarbon. Kekeruhan media
meningkat berdasarkan pengamatan visual
selama 28 hari, yang menjadi indikasi bakteri
mengalami pertumbuhan.
Parameter petumbuhan lainnya seperti pH
juga diamati pada hari ke 0; 3; 5; 7; 21; dan 28
dan diperoleh ph media cair antara 6-8
(Gambar 9). Nilai pH dalam penelitian
memungkinkan bakteri dapat tumbuh dengan
baik sehingga dapat melakukan berbagai
aktivitas selulernya.
1 0
0
28
Waktu (hari)
Gambar 10 Hasil uji TPC hari ke -0 dan 28
Hasil analisis TPC pada media uji
menunjukkan bakteri dapat tumbuh dengan
baik yang ditandai dengan meningkatnya nilai
TPC hari ke-0 (0.32 x 106 CFU/mL) hingga
hari ke-28 (1.82 x 106 CFU/mL). Pertumbuhan
bakteri yang baik didukung oleh kondisi
lingkungan yang baik, nutrisi yang cukup, dan
pH yang sesuai. Kondisi ini juga dicapai pada
penelitian yaitu dengan pH berkisar 6-8.
Bakteri yang tumbuh baik pada penelitian
ini
menunjukkan
aktivitas
degradasi
fenantrena oleh bakteri dapat berlangsung.
Hal ini dapat ditunjukkan dengan penurunan
area fenantrena hasil analisis GC-MS pada
hari ke-0 dan hari ke-28 (Tabel 2). Persentase
penurunan sekitar 14%.
Tabel 2 Area kromatogram fenantrena
Hari keArea
Gambar 9 Hasil pengukuran pH
Indikator kuantitatif untuk melihat pertumbuhan bakteri adalah dengan melakukan
analisis Total Plate Count (TPC) yang
menghitung jumlah bakteri yang tumbuh pada
media agar pada suhu dan waktu yang
ditetapkan (SNI 2008). Perhitungan dapat
dilakukan dengan hitung cawan tanpa
menggunakan mikroskop. Jumlah koloni
berkaitan dengan persentase degradasi. Secara
umum semakin besar jumlah koloni mikroba
maka semakin tinggi persentase degradasinya.
0
97674858
28
83642440
Hasil penelitian ini menunjukkan
degradasi fenantrena yang belum maksimal
yang ditunjukkan dengan masih adanya
fenantrena pada hari ke-28. Kromatogram
sampel pada hari ke-0 dan 28 menunjukkan
adanya senyawa fenantrena pada waktu
retensi 11.20 (Gambar 11). Hal tersebut
didukung oleh data yang terdapat pada MSD
CHEMSTATION dengan mutu kemiripan
sebesar 98. Terdapatnya fenantrena pada hasil
akhir pengamatan dapat dikarenakan waktu
kultivasi bakteri yang kurang untuk
pemecahan senyawa fenentrena. Penelitian
Hadibrata dan Tachibana 2009 menunjukkan
laju biodegradasi fenantrena sebesar 92%
mengunakan fungi Polyporus sp.S133 selama
28 hari kultivasi.
9
Gambar 11 Kromatogram fenantrena hari ke-0 (garis hitam) dan ke-28 (garis hijau)
Gambar 12 Kromatogram asam ftalat pada sampel hari ke-28
Bakteri yang digunakan pada biodegradasi ini merupakan isolat tunggal. Nilai
TPC yang meningkat menunjukkan bakteri
dapat tumbuh pada media yang mengandung
fenantrena, namun kemampuannya mendegradasi senyawa tunggal fenantrena belum
menghasilkan hasil akhir yang optimum, hal
tersebut terlihat dari masih terdapatnya
senyawa fenantrena di akhir kultivasi selama
28 hari.
Penggunaan konsorsium sebagai mikroorganisme pendegradasi juga telah banyak
dilaporkan. Janbadhu dan Fulekar 2001
melakukan biodegradasi fenantrena dengan
bakerti kosorsium menghasilkan 100% ,
59.9%, dan 25.8% bidegradasi fenantrena
untuk konsentrasi 100mg/L, 250 mg/L, dan
500mg/L selama 14 hari. Secara umum,
biodegradasi dengan isolat tunggal tidak dapat
menunjukkan jalur biodegradasi secara tepat,
karena di alam, bioremediasi bergantung
kepada aktifitas metabolisme dari campuran
populasi mikroorganisme.
Salah satu keuntungan menggunakan
konsorsium dalam biodegradasi fenantrena
adalah kemampuan proses metabolisme yang
beragam akan menigkatkan efisiensi proses
bioremediasi.
Kromatogram GC-MS menunjukkan
adanya senyawa asam ftalat pada waktu
retensi 7.607 (Gambar 12) dan spektrum
massa sampel menunujukkan mutu kemiripan
sebesar 72 dengan spektrum massa asam ftalat
pada MSD CHEMSTATION (Lampiran 3).
Adanya senyawa asam ftalat dapat
memungkinkan jalur metabolisme fenantrena
pada biodegradasi kali ini adalah melalui jalur
asam ftalat.
Penelitian Murniasih (2009) menunjukkan perubahan struktur fenantrena menjadi
senyawa 1-naftalenol selama 29 hari proses
biodegradasi. Secara umum, metabolisme
degradasi
fenantrena
diawali
dengan
hidroksilasi pada bay-region oleh enzim
dioksigenase menjadi cis-3,4-fenantrenadihidrodiol.
10
Enzim dihidrodiol dehidrogenase akan
merubah
cis-3,4-fenantrenadihidrodiol
menjadi 3,4-dihidroksi fenantrena yang
kemudian dimetabolisme kembali menjadi
asam 1-hidroksi-2-naftoat. Metabolisme asam
1-hidroksi-2-naftoat dapat melalui dua jalur.
Pertama melalui dekarboksilasi oksidatif
menjadi 1,2-dihidroksi naftalena dan akan
mengalami metabolisme lanjutan sesuai jalur
naftalena melalui senyawa asam salisilat dan
katekol.
Jalur lain adalah melalui
metabolisme lanjutan melalui jalur asam ftalat
(Mallick et al. 2007). Jalur degradasi
fenantrena dapat dilihat pada Gambar 13.
sampel. Perubahan struktur yang terjadi
diduga melalui jalur asam ftalat. Hal tersebut
dikarenakan terdapat spektrum massa asam
ftalat pada kromatogram fenantrena hari ke 28
pada waktu retensi 7.607 dengan mutu
kemiripan sebesar 72.
Saran
Penelitian lebih lanjut dengan konsorsium
perlu dilakukan untuk meningkatkan kemampuan bakteri dalam mendegradasi fenantrena
dan dengan waktu kultivasi yang lebih lama
fragmentasi
sehingga dapat diperoleh
perubahan struktur yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Fenantrena
dioksigenase
OH
H
HO
H
cis-3,4-fenantrenadihidrodiol
dihidrodiol
dehidrogenase
.
OH
HO
3,4-dihidroksi fenantrena
OH
Bajpai D, Tyagi VK. 2007. Laundry
detergents: an Overview. J. Oleo Scie.
7:327-340.
Bartha R, Bossert I. 1984. Treatment and
Disposal of Petroleum Refinery Wastes.
New York: Macmillan Publishers.
O
OH
asam 1-hidroksi-2-naftoat
Boopathy R. 2000. Factors limiting
bioremediation
technologies
(review
paper). Journal of
Bioresource
Technology. 74:63-67.
dekarboksilasi
oksidatif
O
OH
OH
OH
OH
O
1,2-dihidroksi naftalena
Agency for Toxic Substances and Disease
Registry (ATSDR). 1990. Public Health
Statement,
Polycyclic
Aromatic
Hydrocarbons.
Atlanta,
GA:
U.S.
Department of Health and Human
Services.
asam ftalat
Gambar 13 Jalur degradasi fenantrena
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Biodegradasi fenantrena dilakukan oleh
bakteri Bacillus altitudinis selama 28 hari.
Konsentrasi fenantrena yang digunakan
adalah 50 ppm setelah melalui uji toksisitas
media cair dan padat. Tween 80 dengan
konsentrasi 0.05 % (b/v) ditambahkan untuk
meningkatkan kelarutan fenantrena. Selama
28 hari kultivasi terjadi peningkatan nilai TPC
dan pH yang menunjukkan bakteri dapat
berkembang dengan cukup baik pada media
Bossert ID, Kosson DS. 1997. Methods for
measuring hidrocarbon biodegradation in
soil. In Mannual of Environmental
Microbiology. ASM Pr. Washington.
738-742.
Cerniglia CE. 1993. Biodegradation of
polycyclic aromatic hydrocarbons. Curr.
Opin. Biotechnol. 4:331–338.
Cerniglia CE, Sutherland JB. 2010. Handbook
of hydrocarbons and lipid microbiology.
Germany:Berlin Heidelberg.
Citroreksoko
P.
1996.
Pengantar
Bioremediasi. Di dalam Prosiding
Pelatihan
dan
Lokakarya
Peranan
Bioremediasi
dalam
Pengelolaan
Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni.
Cibinong: LIPI-BPPT-HSF.
11
Cookson
JT.
1995.
Bioremediation
Engineering : Design and Application.
Toronto: McGraw-Hill.
Crawford
R,
Crawford
DL.
1996.
Bioremediation
Principles
and
Applications. USA: Cambridge University
Pr.
Goldman R. 2001. Smoking increases
polycyclic
aromatic
carcinogenic
hydrocarbons in human lung tissue.
Cancer Research 61: 6367-6371.
Hadibrata
T,
Tachibana
S.
2010.
of
phenanthrene
Characterization
degradation by strain Polyporus sp. S133.
Journal of
Environmental Science
22:142-149.
Hadioetomo RS. 1998. Mikrobiologi Dasar
dalam Praktek. Jakarta: PT Gramedia
Pustaka Utama.
Janbandhu
A,
Fulekar
MH.
2011.
Biodegradation of phenanthrene using
microbial consortium from petrochemical
contaminated environment. Journal of
Hazardous Material. 187:333-340.
Leahy JH, Colwell R. 1990. Microbial
degradation of hydrocarbons in the
environment. Microbiological Reviews. 54
(3):305-315.
Mallick S, Subhankar Chatterjee, Tapan K
Dutta. 2007. A novel degradation pathway
in the assimilation of phenanthrene by
Staphylococcus sp. Microbiology 153.
Morgan
P,
Watkinson
RJ.
1994.
Biodegradation of Component Petroluem.
C Railedge, editor. Biochemistry of
Microbial
Degradation.
Netherlands:
Kluwer Academic Pb.
T,
Yopi,
Budiawan.2009.
Murniasih
Biodegradasi fenantren oleh bakteri laut
Pseudomonas sp KalP3b22 asal Kumai
Kalimantan Tegah. Makara Sains. 13: 7780.
Rosenberg E, Ron EZ. 1998. Bioremediation
of Petroleum Contamination. Di dalam RL
Crawford,
DL
Crawford,
editor.
Bioremediation
Principles
and
Applications. Cambridge: Cambridge
University Pr.
[SNI 2897] Standar Nansional Indonesia.
2008. Metode Pengujian Cemaran Mikrob
dalam Daging, Telur, dan Susu serta Hasil
Olahannya. Jakarta: Badan Standardisasi
Nasional.
Tadros TF. 2005. Applied Surfactant.
Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH &
Co.
Tanner RS. Cultivation of Bacteria and Fungi.
Ch 6. dalam C. J. Hurst (ed.). 1997.
Manual of environmental Microbiology.
ASM Press, Washington DC.
Udiharto M. 1996. Bioremediasi Minyak
Bumi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya
Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan
Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni.
Cibinong: LIPI-BPPT-HSF.
Walter
MV,
Crawford
RL.
1997.
Biotransformation and Biodegradation. Di
dalam CJ Hurst, editor. Manual of
Environmental Microbiology. Washington
DC: ASM Pr.
Yani M, Akbar Y. 2004. Proses biodegradasi
minyak diesel oleh campuran bakteri
pendegradasi hidrokarbon. J. Tek. Ind.
Pert. 19:40-44.
Yirui W. 2010. Degradation of PAHs by
Mangrove Sediment Fungi. [disertasi].
Hong Kong : Citi University of Hong
Kong.
12
LAMPIRAN
12
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Pembiakan isolat
Pembiakan pada media
kaya
Uji toksisitas
Media cair dan padat
Pembiakan pada media
minimal
Penentuan konsentrasi
fenantrena
Aplikasi isolat pada
fenantrena
Kultivasi 28 hari
Uji pH
hari ke 0; 3; 5; 7; 14; 21
dan 28
Uji TPC
hari ke 0 dan 28
Penentuan
peubahan struktur
dengan GC-MS
13
Lampiran 2 Komposisi marine agar
Bahan
Yeast extract
Pepton
Ferric citrate
NaCl
MgCl2
Na2SO4
CaCl2
KCl
Na2CO3
SrCl2
Asam Borat
Natrium silikat
Natrium flourida
Amonium nitrat
Na2PO4
Komposisi
(g/1000 mL)
1
5
0.1
19.45
8.8
3.24
1.88
0.55
0.16
0.034
0.022
0.004
0.0024
1.6
0.008
14
Lampiran 3 Spektrum massa asam ftalat (a) sampel hari ke 28 (b) data MSD
CHEMSTATION
(a)
(b)
Download