Paper Title (use style: paper title)

Pemanfaatan Bakteri Indigenus dalam Mendekolorisasi.…
PEMANFAATAN BAKTERI INDIGENUS DALAM MENDEKOLORISASI AIR LIMBAH
GULA RAFINASI PADA VARIASI PH
Dianita Puspitasari, Kinanti A. P. Lestari, Lailatus Sa’diyah, Ganden Supriyanto, Ni’matuzahroh
Universitas Airlangga, Surabaya
[email protected]
ABSTRAK
Air limbah gula rafinasi serupa dengan molase karena menghasilkan pigmen warna coklat gelap yang
disebut dengan melanoidin. Melanoidin merupakan senyawa polimer yang bewarna coklat dengan
Biological Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD) yang melebihi ambang batas
sehingga diperlukan adanya perlakuan khusus sebelum dibuang ke lingkungan. Proses pengolahan limbah
yang mengandung melanoidin dapat dilakukan dengan dekolorisasi menggunakan agen biologi, seperti
bakteri. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi pH terhadap dekolorisasi air limbah gula rafinasi
dengan menggunakan 4 bakteri indigenus, yaitu DC1, DC2, DC7a, dan DC7b selama waktu inkubasi 48
jam. Air limbah gula rafinasi digunakan dalam kondisi tidak steril. Penelitian ini merupakan penelitian
eksperimental dengan 3 kali pengulangan. Data yang diperoleh dari penelitian ini adalah pH dan bakteri
terbaik dalam mendekolorisasi melanoidin dan kadar penurunan pigmen melanoidin yang dianalisis
menggunakan spektrofotometer UV-Vis (λ 450-480). Hasil dekolorisasi melanoidin air limbah gula rafinasi
tertinggi pada pH 9,11, dan 13 adalah oleh bakteri DC7a dengan nilai persentase secara berturut-turut
adalah sebesar 7,704%, 9,325% dan 8,683%. Bakteri DC7a adalah Micrococcus sp.
Kata kunci: Bakteri indegenus, Dekolorisasi Limbah, Gula Rafinasi, Micrococcus sp.
.
PENDAHULUAN
Limbah gula rafinasi serupa dengan molase,
menghasilkan pigmen warna coklat gelap yang disebut
dengan melanoidin. Polimer berwarna ini merupakan
polutan air dengan Biological Oxygen Demand (BOD)
dan Chemical Oxygen Demand (COD) yang melebihi
ambang batas serta mengandung zat beracun seperti fenol
(Tiwari et al, 2014). Jika melanoidin dibuang langsung
ke dalam tanah dapat menyebabkan penghambatan
perkecambahan biji dan penipisan vegetasi akibat derajat
keasaman pada tanah yang meningkat (Tiwari et al,
2014). Melanoidin memerlukan perlakuan khusus
terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.
Telah banyak penelitian yang telah dilakukan
dalam mendekolorisasi limbah melanoidin menggunakan
berbagai mikroba. Namun, pengolahan limbah
melanoidin gula rafinasi belum pernah dilakukan dengan
menggunakan bakteri indigenus yang berasal dari salah
satu pabrik gula rafinasi yang berada di Cilegon. Bakteri
indigenus dari masing-masing daerah dapat memiliki
potensi yang tidak sama. Sehingga, penelitian dilakukan
dengan menggunakan isolat bakteri indigenus terpilih
untuk menggali potensi dan memperoleh interaksi positif
dari berbagai isolat bakteri yang berasal dari pabrik gula
rafinasi yang berada di Cilegon.
Pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya
dalam mengisolasi bakteri indigenus pada air limbah gula
rafinasi, ditemukan 4 bakteri terpilih yang memiliki
kemampuan dalam mendekolorisasi air limbah gula
rafinasi. Nugroho (2006) menyatakan bahwa pH dapat
mempengaruhi kemampuan bakteri dalam mendegradasi
komponen yang ada pada lingkungannya karena medium
akan mempengaruhi toleransi adaptasi pada bakteri
tersebut. Sehingga keempat isolat bakteri yaitu DC1,
DC2, DC7a, dan DC7b, digunakan untuk uji lebih lanjut
Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN: 978‐602‐0951‐11‐9
dalam mengetahui
kemampuan bakteri
dalam
mendekolorisasi melanodin air limbah gula rafinasi pada
variasi pH.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium
Mikrobiologi, Fakultas Sains dan Tekhnologi Universitas
Airlangga Surabaya. Penelitian ini menggunakan
rancangan faktorial 4 x 3 dengan menggunakan empat
macam bakteri pada pH 9, 11, dan 13 dengan
menggunakan air limbah gula rafinasi dalam kondisi
tidak steril.
Perlakuan Variasi pH Terhadap Dekolorisasi
Melanoidin Air Limbah Pabrik Gula Rafinasi
Sebanyak 4 biakan murni bakteri indigenus
terpilih, dikulturkan pada media Nutrient Agar miring
selama 24 jam, kemudian diinokulasikan ke dalam botol
kultur yang telah berisi 10 mL Nutrient Broth dengan
pengocokan (200 rpm) pada suhu ruang. Kultur diambil
1,5 mL untuk diukur rapatan optisnya menggunakan
spektrofotometer dan ditentukan pada λ 600 dengan OD
0,5. Masing-masing bakteri biakan murni pada λ 600 nm
dengan OD 0,5, diinokulasikan ke dalam botol kultur
steril dengan konsentrasi 10%( ⁄ ) terdiri dari DC1,
DC2, DC7a dan DC7b. K adalah tanpa penambahan
bakteri, digunakan sebagai kontrol. Sebanyak 0,6 mL
inokulan dimasukkan ke dalam botol kaca 250 mL yang
ditambahkan pada pH 9, 11, dan 13 hingga volume
menjadi 6 mL. Seluruh perlakuan diinkubasi selama 48
jam dengan pengocokan (200 rpm) pada suhu ruang.
Analisis Dekolorisasi
Dekolorisasi dianalisis dengan Optical density
diukur dengan cara mengambil kultur setelah diinkubasi
155
Pemanfaatan Bakteri Indigenus dalam Mendekolorisasi.…
selama 2 x 48 jam sebanyak 1,5 mL kemudian
dimasukkan ke dalam tabung kuvet dan diletakkan pada
spektrofotometer dengan pengaturan panjang gelombang
(λ) 450-480 nm. Nilai efisiensi dekolorisasi dihitung
dengan menggunakan persamaan:
Dekolorisasi (%) =
I adalah nilai kekeruhan awal (kontrol) dan F adalah nilai
kekeruhan pada media yang terdekolorisasi oleh bakteri.
Data dekolorisasi melanoidin air limbah gula
rafinasi dianalisis secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kandidat 4 bakteri yang akan digunakan sebagai
formula bakteri, diinkubasi selama 2 hari pada pH 9, 11
dan 13 (Gambar 1). Pada pH 9 bakteri DC1
mendekolorisasi air limbah gula rafinasi sebesar 2,281%,
bakteri DC7a mendekolorisasi air limbah gula rafinasi
sebesar 7,784%, bakteri DC2 dan DC7b tidak dapat
mendekolorisasi air limbah gula rafinasi karena nilai
dekolorisasi lebih kecil dari kontrol. Peningkatan warna
bisa terjadi karena polimerisasi melanoidin (Bahl dan
Bahl, 1988).
Pada pH 11 bakteri DC1 mendekolorisasi sebesar
1,19%, bakteri bakteri DC2 mendekolorisasi sebesar
3,542%, bakteri DC7a mendekolorisasi sebesar 9,325%,
bakteri DC7b mendekolorisasi sebesar 4,681%. Pada pH
13 bakteri DC1 mendekolorisasi sebesar 6,154%, bakteri
DC2 mendekolorisasi sebesar 6,387%, bakteri DC7a
sebesar 8,683%, bakteri DC7b mendekolorisasi sebesar
5,689%. Dekolorisasi tertinggi dilakukan oleh bakteri
DC7a pada pH 11.
Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa bakteri DC7a
adalah bakteri yang mendominasi dalam mendekolorisasi
melanoidin pada berbagai pH (9, 11 dan 13). Pada
penampakan makroskopis, bakteri DC7a bewarna kuning
muda. Bakteri DC7a adalah Micrococcus sp. (Gambar 2)
yang merupakan kokus aerob, gram positif yang tumbuh
pada suhu pertumbuhan optimum 25-37°C (Public Health
England, 2014). Micrococcus sp. tumbuh baik pada pH 69 dengan medium yang mengandung L-arabinosa, Dxylose, rafinosa, glukosa, D-fruktosa, D-manosa, Dgalaktosa, sukrosa, D-maltosa, mannose, laktosa, asam
laktat, manitol, gliserol, myo-inositol, sorbitol, sitrat,
asetat, piruvat, asam piruvat, glutamat, format, asam
malat, dekstrin, pati atau glukosamin yang disediakan
sebagai sumber karbon tunggal (Shivaji et al, 1988).
Dengan profil DC7a (Micrococcus sp.) seperti yang
dijelaskan, mampu menunjang hasil penelitian bahwa
bakteri DC7a merupakan bakteri yang dapat tumbuh baik
pada pH basa.
Gambar 2. Bakteri DC7a pada penampakan makroskopis
dan mikroskopis
SIMPULAN
Hasil dekolorisasi melanoidin air limbah gula
rafinasi tertinggi pada pH 9,11, dan 13 adalah oleh
bakteri DC7a dengan nilai persentase secara berturutturut adalah sebesar 7,704%, 9,325% dan 8,683%.
Bakteri DC7a adalah Micrococcus sp.
Dekolorisasi (%)
12
8
DC1
DC2
4
DC7a
DC7b
0
9
11
DAFTAR PUSTAKA
Alkane, H.V, M. N. Dange., Selvakumari.K. 2006.
Optimization of Anaerobically Digested Distillery
Molasses Spent Wash Decolorization Using Soil
as Inoculum in The Abscense of Additional
Carbon and Nitrogen Source. Bioremidiation
Technology.
13
pH
Bahl, B.S and Bahl,A. 1988. Advanced Organic
Chemistry. S. Chand and Company. India.
Gambar 1. Perlakuan pH terhadap dekolorisasi air limbah Ballard.R.W, Dudorof.M, Stainer.R.Y, 1968. Taxonomy
oleh bakteri terpilih.
of The Aerobic Pseudomonas : Pseudomonas
diminuta and P. vesiculare. Britain. Journal
Pada pH media awal 13, seluruh bakteri mampu
Genetic Microbiology.
mendekolorisasi melanoidin dengan baik, karena bakteri
yang didapatkan merupakan bakteri indigenus yang
Nugroho, A. 2007. Dinamika Populasi Konsorsium
diisolasi dari air limbah gula rafinasi pada pH 13. Alkane
Bakteri
Hidrokarbonoklastik
Studi
Kasus
et al. (2006) melaporkan bahwa pH memiliki peran
Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi Skala
penting dalam dekolorisasi melanoidin.
Laboratorium. Jurnal ilmu Dasar. 8(1):13-23
Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN: 978‐602‐0951‐11‐9
156
Pemanfaatan Bakteri Indigenus dalam Mendekolorisasi.…
Public Health England (PHE). 2014. Identification of
Staphylococcus species, Micrococcus species and
Rothia species. Standards Unit, Microbiology
Services.
Shivaji, S., Rao, S., Saisree, L., Sheth, V., Reddy and
Bhargava, P.M. 1988. Isolation and Identification
of Micrococcus roseus and Planococcus sp. from
Schirmacher oasis, Antarctica. India. Journal
Bioscience for Cellular and Molecular Biology.
Tiwari.S, Gaur.R, Singh.A. 2014. Distillery Spentwash
Decolorization by a Novel Consortium of
Pediooccus acidilactici and Candida tropicalis
under Static Condition. Pakistan Journal of
Biological Science.
Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN: 978‐602‐0951‐11‐9
157