4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Isolasi dan Identifikasi Bakteri 2.1

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Isolasi dan Identifikasi Bakteri
2.1.1. Isolasi Bakteri
Mikroorganisme pada suatu lingkungan alami merupakan populasi
campuran dari berbagai jenis baik mikroorganisme pada tanah, air, udara,
makanan, maupun yang terdapat pada tubuh hewan dan tumbuhan. Pemisahan
mikroorganisme diperlukan untuk mengetahui jenis, mempelajari kultural,
morfologi, fisiologi, karakteristik mikroorganisme tersebut. Teknik pemisahan
tersebut disebut isolasi yang disertai dengan pemurnian (Irianto, 2006). Isolasi
merupakan rankaian proses pemisahan mikroorganisme agar didapatkan kultur
murni (isolat). Isolat-isolat tersebut kemudian ditumbuhkan pada medium terpisah
agar dapat tumbuh dengan baik. Medium pertumbuhan bakteri pertumbuhan
bakteri harus diperbaharui setiap 6 bulan agar sumber nutrisi bagi bakteri tetap
terpenuhi sehingga bakteri tidak mengalami kematian.
Menurut Cappucino & Sherman (1987) teknik isolasi bakteri yang
digunakan yaitu dengan dilution method. Dilution methode adalah pengenceran
bertingkat yang terbagi menjadi 3 macam teknik isolasi, yaitu:
1. streak plate technique, merupakan metode isolasi kualitatif dengan
menggoreskan mikroorganisme yang diambil atau kultur bakteri diatas
permukaan medium padat dengan menggunakan jarum inokulasi.
4
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
5
2. Spread plate technique, merupakan teknik isolasi yang dilakukan dengan
cara meratakan enceran campuran mikroorganisme diatas permukaan
mediun padat secara seteril.
3. Pour plate technique, merupakan teknik isolasi yang dilakukan dengan
membuat pengenceran secara berturut-turut dengan menggunakan jarum
inokulasi dan pipet. Selanutnya senceran tersebut dicampurkan dengan
medium agar dan dibiarkan sampai padat.
2.1.2. Identifikasi Bakteri
Mengetahui suatu jenis mikroorganisme diperlukan adanya identifikasi.
Identifikasi merupakan upaya untuk mengetahui nama suatu makhluk hidup dalam
suatu kelompok tertentu berdasarkan karakteristik persamaan dan perbedaan yang
dimiliki oleh masing-masing makhluk hidup. Identifikasi mikroorganisme
dilakukan dengan membandingkan ciri-ciri yang ada pada satuan yang belum
diketahui dengan satuan-satuan yang sudah dikenal. Identifikasi mikroorganisme
yang baru diisolasi memerlukan perincian, deskripsi, dan perbandingan yang
cukup dengan deskripsi yang telah dipublikasikan untuk jasad-jasad renik lain
yang serupa (Pelezar & Chan, 1989).
Proses identifikasi dilakukan dengan cara pengamatan terhadap organisme
tersebut baik secara morfologi maupun fisiologi. Pengamatan secara morfologi
dapat meliputi bentuk koloni, struktur koloni, bentuk sel, ukuran sel, bentuk flagel
dan pewarnaan endospore dari bakteri. Pengamatan secara fisiologi yaitu meliputi
uji biokimia. Identifikasi bakteri juga dapat dilakukan dengan cara indentifikasi
secara genetik, yaitu dengan metode PCR (polymerase chain reaction) yaitu
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
6
dengan mengekstrak DNA bakteri kemudian di perbanyak dan dielekroforesis.
Hasil elektroforesis akan menunjukan karakteristik dari DNA yang dimiliki
(Suryanto, 2004).
Pengamatan morfologi
dapat
dilakukan secara
makroskopis dan
mikroskopis. Pengamatan secara makroskopis dapat dilakukan dengan mengamati
bentuk koloni yaitu berbentuk bulat, tak berbentuk, sperti akar, dan filamen. Tepi
koloni bakteri yang terdiri dari bentuk tepi koloni utuh, halus, berombak dangkal,
dan berombak dalam. Elevasi koloni bakteri terdiri dari elevasi rata, cembung
rendah dan cembung tinggi dengan permukaan koloni halus atau kasar.
Pengamatan morfologi bakteri secara mikroskopis dapat dilakukan dengan
mengamati bentuk sel bakteri, ukuran bakteri, pewarnaan endospora, dan
pewarnaan Gram (Cappucino & Sherman, 1987).
Pengamatan fisiologi bakteri dilakukan dengan cara uji biokimia. Uji biokimia
yang biasa dilakukan yaitu pengujian fermentasi karbohidrat (untuk mengamati
kemampuan bakteri dalam memfermentasikan karbohidrat), pengujian Metyl red
(untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menghasilkan asam), pengujian
Vogest Paskauer (untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menghasilkan
acetumetyl carbinol dan fermentasi glukosa), pengujian indol (untuk mengathui
kemampuan bakteri dalam menghasilkan indol), pengujian oksidase (untuk
mengetahui kemampuan bakteri dalam memproduksi enzim oksidase), pengujian
H2S (untuk mengatahui kemampuan bakteri dalam memproduksi H2S), pengujian
6mylase (untuk mengetahui kemampuan bakteri menghidrolisis amilum),
pengujian katalase (untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menghasilkan
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
7
enzim katalase), pengujian protease (untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam
menghidrolisis protein) ( Cappucino & Sherman, 1987).
2.2.
Kotoran sapi
Kotoran sapi merupakan hasil dari sisa proses pencernaan yang merupakan
limbah ternak. Limbah ternak banyak dimanfaatkan sebagai pupuk dalam bidang
pertanian. Pemanfaatan tersebut belum sepenuhnya maksimal karena masih dapat
menimbulkan beberapa masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, air, dan
dapat menyebabkan efek rumah kaca. Penumpukan limbah perternakan sampai
dengan kapasitas tertentu akan menimbulkan dampak negatif antara lain
peningkatan polusi mikroba patogen sehingga dapat mengakibatkan pencemaran
lingkungan (Yazid & Aris, 2011 dalam Wati, 2014). Limbah kotoran sapi yang
dihasilkan oleh rumah ternak pada umumnya berjumlah sangat banyak. Satu ekor
sapi dewasa dapat menghasilkan 23,59 kg kotoran tiap harinya (Rahayu, dkk.
2009).
Kotoran sapi dikeluarkan dalam bentuk fases maupun urin. Fases sapi
merupakan hasil dari sisa makanan yang tidak dapat dicerna oleh tubuh yang
terdiri dari atas serat-serat tumbuhan yang tidak dapat tetrurai. Sisa-sisa makanan
inilah yang dimanfaatkan sebagi pupuk organik yang dapat membantu
menyuburkan tanaman (Haryati, 2006).
2.3.
Biogas
Teknologi biogas bukanlah merupakan teknologi
sekitar tahun
baru
di Indonesia,
1980-an sudah mulai diperkenalkan namun sampai saat ini
belum mengalami perkembangan yang bagus (Putri, 2014).
Biogas dapat
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
8
dihasilkan dari pengolahan limbah rumah tangga dan buangan dari sisa
kotoran ternak, dengan demikian biogas memiliki potensi yang besar untuk
dikembangkan karena bahannya dapat diperoleh dari sekitar tempat tinggal
masyarakat
(Wahyono
dan
Sudarno, 2012 dalam Sanjaya, 2015). Pada
umumnya semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas,
namun demikian hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti kotoran
dan urin (air kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas sederhana
(Rahayu, dkk. 2009).
Biogas merupakan sumber energi alternatif yang berupa gas yang
dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan organik. Gas yang
dominan dihasilkan adalah gas metana (CH4) dan karbondioksida (CO2)
(Simmamora, 1989). Secara umum proses anaerobik akan menghasilkan gas
methana (Biogas). Biogas (gasbio) adalah gas yang dihasilkan dari pembusukan
bahan-bahan organik oleh bakteri pada kondisi anaerob (tanpa ada oksigen
bebas). Biogas tersebut merupakan campuran dari berbagai macam gas antara
lain metana (CH4) 40-70%, karbondioksida CO2) 30-60%, hidrogen (H2) 0-1 %,
hidrogen sulfida (H2S) 0-3% (LIPI dalam Rahayu, 2009). Sifat penting dari gas
metan adalah tidak berbau, tidak berwarna, beracun dan mudah terbakar. Karena
sifat gas
tersebut,
maka
gas metan
ini
termasuk membahayakan
bagi
keselamatan manusia (Sugiharto, 2005 dalam Taufikurrahman, 2011).
Proses anaerob merupakan dasar dari reaktor biogas yaitu pemecahan
bahan organik oleh aktivasi bakteri metanogenik dan bakteri asidogenik pada
kondisi tanpa udara.
Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
9
mengandung bahan organik seperti kotoran ternak, manusia dan sampah organic
(Haryati, 2006).
2.4.
Bakteri dalam kotoran sapi
Kotoran
sapi
secara
alamiah
didalamnya
terdapat
berbagai
mikroorganisme diantaranyaa bakteri. Bakteri yang ada pada kotoran sapi
merupakan bakteri yang berasal dari usus yang keluar bersamaan dengan fases
sebagai sisa pencernaan. Bakteri di dalam kotoran sapi merupakan pengurai yang
dapat menguraikan senyawa-senyawa organic menjadi lebih sederhana untuk
dapat lebih mudah dimanfaatkan oleh lingkungan (tumbuhan) maupun untuk
kepentingan lain. Penguraian tersebut dapat menghasilkan berbagai senyawa
seperti monosakarida, asam-asam organik, serta gas metana yang dihasilkan dari
proses anaerobik (Haryati, 2006).
Adapun bakteri yang terlibat dalam proses anaerobik ini yaitu bakteri
hidrolitik yang memecah bahan organik menjadi gula dan asam amino, bakteri
fermentatif yang mengubah gula dan asam amino tadi menjadi asam organik,
bakteri asidogenik mengubah asam organik menjadi hidrogen, karbondioksida dan
asam asetat dan bakteri metanogenik yang menghasilkan metan dari asam asetat,
hidrogen dan karbondioksida (Haryati, 2006). Bakteri-bakteri ini memanfaatkan
bahan organik dan memproduksi metan serta gas lainnya dalam siklus hidupnya
pada kondisi anaerob . Mereka memerlukan kondisi tertentu dan sensitif terhadap
lingkungan mikro dalam digester seperti temperatur, keasaman dan jumlah
material organik yang akan dicerna (Haryati, 2006).
2.4.1. Bakteri Hidrolitik
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
10
Bakteri hidrolitik merupakan kelompok bakteri yang dapat menguraikan
senyawa organik komplek menjadi sederhana. Pada tahap awal bahan organik
komplek didekomposisi dengan proses hidrolisa menjadi bahan organik
sederhana oleh bakteri hidrolitik, bakteri yang berperan pada tahap ini adalah
Clostridium acteinum, Bacteriodes ruminicola, Bifidobacterium sp, Eschericia
sp, Enterobacter sp, dan Desulfobio sp (Benito, dkk. 2010).
2.4.2. Bakteri Asidogenik
Bakteri asidogenik merupakan bakteri yang berperan dalam proses
pengasaman. Bakteri tersebut akan mengubah komponen monomer (gula
sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis menjadi asamasetat, propionat,
format, laktat, alcohol, dan sedikit butirat, gas karondioksida, hydrogen, dan
ammonia (Haryati, 2006). Peranan baktri asidogenik pada pembutan biogas
sangatlah penting karena bakteri ini dapat mengubah gula sederhana menjadi
asam organik yang selanjutnya digunakan dalam proses metanogenesis oleh
bakteri metanogenik. Perbandingan antara bakteri asidogenik dengan metanogenik
haruslah seimbang (Haryati,2006). Bakteri asidogeik yang dapat mengubah bahan
organik sederhana menjadi asam organik dinataranya bakteri Lactobacillus sp,
Streptococus sp (Benito, dkk. 2010).
2.4.3. Bakteri metanogenik
Bakteri metanogenik merupakan kelompok bakteri yang dapat mengubah
asam organic menjadi gas methan dan CO2. Kelompok bakteri metanogenik
diantaranya
Methanobacterium
melianskii,
Methanococcus
sp,
dan
Methanosarcina sp (Benito, dkk. 2010).
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
11
2.5.
Proses Pembentukan Biogas
Prinsip pembentukan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik
secara anaerobik (tertutup dari udara bebeas) untuk menghasilkan suatu gas yang
sebagian besar berupa metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan
karbondioksida. Proses dekomposisi dibnatu oleh sejumlah mikroorganisme,
terutama bakteri (Ginting, 2007).
Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang terdiri
dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan asam asetat
menjadi metana dan karbondioksida. Karbondioksida dan hidrogen yang terbentuk
dari reaksi penguraian kemudian disintesa oleh bakteri pembentuk metana
menjadi metana dan air (Manurung, 2004).
Pembentukan biogas secara umum meliputi 3 tahapan, yaitu:
a.
Hidrolisis, pada tahap hidrolisis terjadi penguraian bahan-bahan organik
mudah larut dan pencernaan bahan organik yang komples menjadi
sederhana, perubahan struktur bentuk polimer menjadi bentuk monomer;
b.
Pengasaman (asidogenik), pada tahap pengaaman komponen monomer (gula
sederhana) yang terbentu pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan
bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari perombakan gula-gula
sederhana ini yaitu asam asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan
sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen, dan amonia; serta
c.
Metanogenesis
(metanogenik),
pada
tahap
metanogenik
terjadi
pembentukan gas metan. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017
12
ini, yaitu mereduksi sulfat dan komponen sulfur lainnya menjadi hidrogen
sulfida (Haryati, 2006).
Gambar 2.1. Skema pembentukan biogas (Haryati, 2006).
Isolasi Dan Identifikasi..., Vika Lawnia, FKIP UMP, 2017