REKAYASA BIODEGRADASI FENOL OLEH PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Makalah
Diajukan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bioproses
Oleh:
Rustamsjah, Mahasiswa pasca sarjana S3 ITB
Disusun ulang oleh :
Nama : Novembri Cucu S. A
NIM : L0C 005 257
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2007/2008
Abstrak
Biodegradasi fenol dengan kultur murni Pseudomonas aeruginosa ATCC27833 yang terlebih dahulu diadaptasikan bertingkat pada konsentrasi komposisi nutrisi yang berbeda dan dengan konsentrasi fenol sebesar 500 ppm. Analisa hasil degradasi ditentukan secara kolorimetri dengan menggunakan 4-aminoantipirin dan Kalium Ferrisianida sebagai oksidator pada pH 10,2 untuk penentuan sisa fenol. Diketahui bahwa kultur murni Pseudomonas aeruginosa ATCC27833 setelah diadaptasi tiga kali selama 10 hari mampu mendegradasi fenol sebesar 495,88 ppm. Penelitian biodegradasi ini ddilakuakn pada skala laboratorium, yang difokuskan pada pemecahan komponen tunggal dengan menggunakan kultur murni. Fenol merupakan racun protoplasmic yang toksik terhadap segala jenis sel. Kadar fenol yang tinggi akan mengendapkan protein, sedangkan kadar rendah akan mendenaturasi protein tanpa koagulasi. Biodegradasi fenol adalah terjadinya pengrusakan cincin aromatic oleh mikroba pada proses anaerob dan aerob. Senyawa aromatic baik secara total maupun sebagian dapat didegradasi oleh mikroorganisme tergantung pada jumlah cincin dan jenis substituennya.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul ‘ Rekayasa Biodegradasi Fenol oleh Pseudomonas Aeruginosa ATCC27833’. Penelitian ini bertujuan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bioproses yang sedang diampu oleh penulis. Makalah ini dikutip dari mahasiswa pasca sarjana S3 Institut Pertanian Bogor, Rustamsjah.
Selain itu penulis mengucapkan terimakasih atas kerjasama dan bantuan yang telah terjalin sehingga penelitian dapat berjalan lancar, kepada :
1. Ir. H. Syeh Qomar, M.T. selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
2. Ir. Margaretha Tuti Susanti, M.P. selaku Ketua Program Studi Diploma Teknik Kimia dan sebagai Dosen Pengampu Mata Kuliah Teknologi Bioproses.
Adapun penulis berharap laporan penelitian ini bermanfaat untuk memberi motivasi generasi muda untuk mulai berkarya dan berpikir kritis terhadap perkembangan dan kemajuan IPTEK di Indonesia.
Semarang, 31 Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul ………………………………………………………..………..i
Abstrak ……………………………………………………………….……….ii
Kata Pengantar ...……………………………………………………………..iii
Daftar Isi … …………………………………………………………………..iv
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………….…………… 1
1.1 Latar Belakang ……………………………………………………….. 1
1.2 Perumusan dan Pembahasan Masalah ………………………………. 1
1.3 Tujuan dan Manfaat …………………………………………………. 1
BAB II METODOLOGI PENELITIAN ……………………………………. 2
2.1 Material ……………… ……………………………………………… 2
2.2 Instrumentasi Penelitian ……………………………………………… 2
2.3 Metodologi ……….. ………………………………………………… 3
BAB III HASIL PENELITIAN ……………………………………….……. 5
3.1 Diskripsi dan Pembahasan Hasil Penelitian ……………………….... 5
BAB IV PENUTUP …………………… ..…………………………….……. 8
4.1 Kesimpulan ………… ………………………………………….……. 8
4.2 Saran ………………………………………………………………….. 8
Daftar Pustaka
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada industri yang berkembang cepat, limbah rumah tangga yang semakin berlimpah ruah berakibat pencemarn dan dapat dipastikan akan meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun sejumlah usaha telah dilakukan pemerintah untuk mengatasi masalah ini, namun kesadaran masyarakat yang masih rendah merupakan kendala utama, sehingga tidak berjalannya beberapa program pemerintah dalam menanggulangi limbah tersebut.
Fenol dan derivatnya meerupakan polutan yang sangat berbahaya di lingkungan karena bersifat racun dan sulit didegradasi oleh organisme pengurai. Fenol merupakan senyawa kimia yang bersifat korosif yang dapat menyebabkan iritasi jaringan, kulit, mata dan mengganggu pernapasan manusia. Nilai ambang batas senyawa fenol untuk baku mutu air minum sebesar 0,001 ppm, mutu buangan air industri sebesar 0,3 ppm serta di lingkungan para pekerja gas fenol adalah 0,3 ppm. Fenol di alam mengalami transformasi kimia, biokimia dan fisika. Namun, proses alami saja tidak cukup untuk menuntaskan permasalahan yang timbul.
1.2 Perumusan dan Pembahasan Masalah
Adapun permasalahan yang hendak diangkat penulis yaitu bagaimana senyawa fenol dan derivatnya mampu didegradasi melalui penelitian dengan skala laboratorium yang difokuskan pada pemecahan komponen tunggal dengan kultur murni.
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dan maksud penelitian biodegradasi fenol yaitu untuk mencoba mengurangi bahaya yang ditimbulkan oleh fenol dengan cara membentuk senyawa hasil degradasi yang tidak membahayakan atau menimbulkan racun di alam.
BAB II MATERIAL DAN METODOLOGI
2.1 Material
Material yang digunakan pada penelitian biodegradasi fenol ini adalah Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833. Adapun material untuk media biakan Agar miring bakteri yaitu antara lain:
1. ekstrak ragi 1,25 gram 5. glukosa anhidrat 0,6 gram
2. pepton 1,25 gram 6. NaCl 0,4 gram
3. ekstrak daging 2,5 gram 7. air destilasi 100 ml
4. tepung agar 2 gram
Material untuk perlakuan adaptasi bertingkat Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 yaitu
ADAP
KOMPOSISI NUTRISI
TASI
Ekstrak Ragi
Ekstrak Daging
Pepton
Glukosa
NaCl
Air Destilasi
Fenol
KE-
(gr)
(gr)
(gr)
(gr)
(gr)
(ml)
(ppm)
I
1,25
2,5
1,25
0,6
0,4
100
500
II
1
2
1
0,5
0,3
100
500
III
0,75
1,5
0,75
0,4
0,2
100
500
IV
0,5
1
0,5
0,3
0,1
100
500
Selain material media biakan bakteri, digunakan juga material untuk analisa, yang terdiri dari :
1. 4-aminoantipirin
2. dikalium hidrogen fosfat
3. kalium dihidrogen fosfat
4. kalium ferrisianida
5. ammonium hidroksida (NH4OH) 0,5 M
6. air destilasi
2.2 Instrumentasi Penelitian
Alat-alat penelitian yang digunakan antara lain :
1. Erlenmeyer 6. Bekker gelas 11.Pipet
2. Autoclave 7. Shaker 12. Kawat ose
3. Bunsen 8. kapas 13. Tabung reaksi
4. Pengaduk 9. Alumunium foil 14. sentrifuge
5. Gelas ukur 10. Alat suntik 15. neraca
2.3 Metodologi
A. Pembuatan Media Pembiakan Agar miring
1. Melarutkan hingga homogen di dalam bekker gelas 2,5 gram ekstrak daging; 1,25 gram ekstrak ragi (yeast); 1,25 gram pepton; 0,4 gram NaCl; 0,6 gram glukosa dalam 100 ml air destilasi.
2. Menambahkan 2 gram tepung agar, lalu memanaskan larutan di atas api hingga agar larut secara homogen.
3. Memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi sebanyak 3-5 ml, lalu menyumbat mulut tabung reaksi dengan kapas yang telah dibungkus oleh alumunium foil.
4. Memasukkan tabung reaksi ke dalam autoclave untuk disterilkan.
5. setelah proses sterilisasi, tabung reaksi dimiringkan dengan kemiringan ± 300 dari arah horizontal.
6. Mendinginkan medium agar miring hingga kental.
B. Inokulasi Biakan Murni Pseudomonas eeruginosa ATCC27833
1. Memanaskan ujung kawat ose dengan nyala api reduksi dari Bunsen sampai berwarna merah pijar.
2. Memanaskan ujung mulut tabung reaksi berisi medium agar miring di atas nyala api Bunsen.
3. Mengambil sedikit biakan murni Pseudomonas aeruginosa dengan kawat ose pijar, lalu menggesekkan pada medium agar miring dari bawah ke atas.
4. Memanaskan mulut tabung agar miring yang telah diinokulasi di atas nyala api lalu menutupnya dengan sumbat.
C. Penentuan Konsentrasi Fenol Maksimum sebagai Substrat Pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa ATCC27833
1. Melarutkan Biakan Pseudomonas aeruginosa kedalam larutan fenol dengan konsentrasi 100 ppm; 150 ppm; 200 ppm; 250 ppm; 300 ppm; 350 ppm; 400 ppm; 450 ppm; 500 ppm; 550 ppm; 600 ppm; 650 ppm; 700 ppm; 750 ppm; 800 ppm; 850 ppm;900 ppm dengan volume tiap tabung reaksi 15 ml.
2. Menginkubasi tiap larutan selama 36 jam.
3. Mengukur konsentrasi tiap tabung reaksi dengan kekeruhannya dengan menggunakan spektronik 20 D pada panjang gelombang 505 nm serta media pertumbuhan fenol tanpa Pseudomonas sebagai larutan blanko.
D. Pembuatan Kurva Pertumbuhan
1. Membuat larutan medium agar miring sebanyak 300 ml, lalu disterilkan di dalam autoclave.
2. Menambahkan ke dalamnya larutan fenol dengan konsentrasi maksimal.
3. Menginokulasi ke dalam medium biakan tersebut Pseudomonas aeruginosa, lalu dibagi menjadi masing-masing 15 ml untuk turbiditas.
4. menginkubasi medium tersebut di dalam shaker.
5. Melakukan pengukuran pertumbuhan pada 0 ; 2; 4; 6 dan 12 jam untuk mengetahui permulaan fas eksponensial. Kemudian dilakukan pengukuran tiap 6 jam.
E. Perlakuan Adaptasi Bertingkat Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833
1. Adaptasi Pseudomonas aeruginosa dilakukan sebanyak 4 tingkat yaitu medium biakannya makin berkurang pada tiap tingkatannya sedangkan konsentrasi fenol tetap.
2. Menginkubasi tiap tingkatan adaptasi Pseudomonas aeruginosa selama 24 jam, lalu pengukuran dilakukan tiap 24 jam.
3. mengambil 5ml larutan percobaan tersebut dengan alat suntik steril pada inkubasi 24 jam pertama, lalu diadaptasikan pada medium kedua. Kemudian diinkubasi lagi selama 24 jam.
4. Mengulangi kegiatan no. 3 pada medium ketiga dan keempat.
F. Analisa Fenol Hasil Degradasi Tiap 24 jam selama 10 hari
1. Mengencerkan 1ml cuplikan menjadi 100 ml, lalu menambahkan ke dalamnya 2,5 ml NH4OH 0,5 M. Mengaduknya hingga homogen.
2. Menambahkan larutan penyangga fosfat pH 6,8 sehingga larutan menjadi pH 10,2.
3. Menambahkan 1ml 4-aminoantipirin 2% dan kalium ferrisianida 8%, sehingga larutan berwarna merah. Lalu mengaduknya hingga 15 menit.
4. Pengukuran dengan metode kolorimetri setelah pemisahan biomassa dengan sentrifugae 3000 rpm. Pengukuran dengan alat dan dibaca serapannya pada panjang gelombang yang telah didapatkan.
5. Melakukan kegiatan 1 sampai dengan 4 pada larutan blanko.
BAB III HASIL PENELITIAN
3.1 Diskripsi dan Pembahasan Hasil Penelitian
Penentuan konsentrasi fenol maksimum sebagai substrat pertumbuhan pseudomonas aeruginosa ATCC27833 didapat data bahwa :
Dari data penelitian terlihat bahwa Pseudomonas aeruginosa ATCC2783 dapat tumbuh dan beradaptasi dengan baik pada konsentrasi fenol 500 ppm. Pada kurva petumbuhan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 terlihat bahwa pada jam ke 0-4 pertumbuhan sangat lambat. Keadaan ini karena adanya adaptasi terhadap lingkungan dan disebut fase lag. Pada fase ini reaksi antara enzim dan substrat akan terjadi setelah konfirmasi enzim sesuai dengan substratnya.(Stiabudi, 1995). Kurva pertumbuhan yang terjadi adalah :
Pada kurva terlihat bahwa Pseudomonas aeruginosa mulai dapat beradaptasi pada inkubasi antara 10-36 jam, yang terlihat dari semakin tinggi kecepatan pertumbuhan sel dan diikuti dengan konsumsi mikroba terhadap nutrient yang berakibat nutrisi pada medium semakin berkurang. Fase ini disebut fase logaritmit yang merupakan suatu garis lurus hasil antara ln X (massa sel) terhadap waktu t. selama fase ini pertumbuhan cairan yang berisi komponen kimia terus menerus dikonsumsi dan sintesa yang dihasilkan dalah produk metabolisme yang terjadi serta berakibat lingkungan menjadi tidak stabil. Pada inkubasi 36-45 jam terlihat pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa menjadi tetap. Hal ini berarti jumlah jumlah sel yang mati sama dengan jumlah sel yang berkembangbiak. Pada inkubasi di atas 45 jam jumlah sel Pseudomonas aeruginosa menjadi berkurang karena kekurangan konsumsi makanan sehingga terjadi penurunan aktifitas sel. Fase ini disebut fase kematian.
Adaptasi Pseudomonas aeruginosa pada medium yang mengandun konsentrasi fenol 500 rpm bertujuan untuk menginduksi enzim pendegradasi fenol tersebut. Enzim ini diharapkan menghasilkan produk yang tidak membahayakan lingkungan. Menurut Gibson, 1990. enzim pendegradasi contohnya monooksigenase; 2,3 dioksigenase dan dehidrogenase yang berperan dalam reaksi berikutnya. Hasil degradasi adalah asam asetat. Asam asetat merupakan senyawa yang tidak berbahaya karena menurut Gibson (1990) dan Wackett (1998) berperan dalam siklus krebs dan bereaksi dengan CoA membentuk aseti CoA dalam rantai pernapasan. Reaksi pernapasan adalah menghasilkan energi, sehingga jelas bahwa degradasi fenol dengan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 menghasilkan senyawa tidak berbahaya. Hasil analisa fenol hasil dengradasi ditujukan untuk menghitung fenol sisa. Dari hasil didapat panjang gelombang maksimum sebesar 505 nm. Dari hasil analisaa didapat kurva standar fenol dan ditemukan memiliki persamaan linier Y= 1,345x10-3 X + 3,83x10-2 yaitu terlihat pada grafik dibawah ini :
Dari hasil adaptasi bertingkat sebanyak 3 kali selama 10 hari didapat bahwa konsentrasi fenol 500 ppm dapat didegradasi dengan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 sebanyak 495,88 ppm. Sisa degradasi tersisa fenol dengan konsentrasi 4,12 ppm. Tetapi nilai ini masih diatas ambang batas fenol .
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Degradasi fenol dengan Pseudomonas aeruginosa dapat mengaktifkan enzim pendegradasi sehingga diperoleh produk asam asetat. Hal ini menunjukkan bahwa degradasi ini dapat mengurangi bahaya fenol karena hasil degradasi adalah senyawa yang tidak beracun. Selain itu dengan degradasi fenol ini dapat mendegradasi fenol sebanyak 495,88 ppm dengan 3 kali adaptasi selama 10 hari.
4.2 Saran
Hasil degradasi masih di atas ambang batas fenol sehingga sebaiknya dicobakan strain lain dari Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 atau dengan menggunakan perhitungan yang dinyatakan Uden (1986) tentang modifikasi persamaan Monod.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1990. Lampiran Peraturan Pemerintah RI no. 20. Jakarta.
Gibson. 1990. Microbial Transformation of Aromatic Pollutant. Pergamon Press.
Molin, Goran. 1985. Degradation of Phenol by Pseudomonas putida ATCC 11172. American Society for Microbiology.
Setiabudi. 1995. Degradasi Fenol oleh Pseudomonas aeruginosa. ITS Press.
Wacktett, L.P. 1988. Degradation of Trichloroethylene. Whole Cell Press.
Dikutip dari
Rustamsjah. 2006. Rekayasa Biodegradasi Fenol Oleh Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833. Bogor : Rustamsjah @yahoo.co.uk.
Makalah
Diajukan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bioproses
Oleh:
Rustamsjah, Mahasiswa pasca sarjana S3 ITB
Disusun ulang oleh :
Nama : Novembri Cucu S. A
NIM : L0C 005 257
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2007/2008
Abstrak
Biodegradasi fenol dengan kultur murni Pseudomonas aeruginosa ATCC27833 yang terlebih dahulu diadaptasikan bertingkat pada konsentrasi komposisi nutrisi yang berbeda dan dengan konsentrasi fenol sebesar 500 ppm. Analisa hasil degradasi ditentukan secara kolorimetri dengan menggunakan 4-aminoantipirin dan Kalium Ferrisianida sebagai oksidator pada pH 10,2 untuk penentuan sisa fenol. Diketahui bahwa kultur murni Pseudomonas aeruginosa ATCC27833 setelah diadaptasi tiga kali selama 10 hari mampu mendegradasi fenol sebesar 495,88 ppm. Penelitian biodegradasi ini ddilakuakn pada skala laboratorium, yang difokuskan pada pemecahan komponen tunggal dengan menggunakan kultur murni. Fenol merupakan racun protoplasmic yang toksik terhadap segala jenis sel. Kadar fenol yang tinggi akan mengendapkan protein, sedangkan kadar rendah akan mendenaturasi protein tanpa koagulasi. Biodegradasi fenol adalah terjadinya pengrusakan cincin aromatic oleh mikroba pada proses anaerob dan aerob. Senyawa aromatic baik secara total maupun sebagian dapat didegradasi oleh mikroorganisme tergantung pada jumlah cincin dan jenis substituennya.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul ‘ Rekayasa Biodegradasi Fenol oleh Pseudomonas Aeruginosa ATCC27833’. Penelitian ini bertujuan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bioproses yang sedang diampu oleh penulis. Makalah ini dikutip dari mahasiswa pasca sarjana S3 Institut Pertanian Bogor, Rustamsjah.
Selain itu penulis mengucapkan terimakasih atas kerjasama dan bantuan yang telah terjalin sehingga penelitian dapat berjalan lancar, kepada :
1. Ir. H. Syeh Qomar, M.T. selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
2. Ir. Margaretha Tuti Susanti, M.P. selaku Ketua Program Studi Diploma Teknik Kimia dan sebagai Dosen Pengampu Mata Kuliah Teknologi Bioproses.
Adapun penulis berharap laporan penelitian ini bermanfaat untuk memberi motivasi generasi muda untuk mulai berkarya dan berpikir kritis terhadap perkembangan dan kemajuan IPTEK di Indonesia.
Semarang, 31 Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul ………………………………………………………..………..i
Abstrak ……………………………………………………………….……….ii
Kata Pengantar ...……………………………………………………………..iii
Daftar Isi … …………………………………………………………………..iv
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………….…………… 1
1.1 Latar Belakang ……………………………………………………….. 1
1.2 Perumusan dan Pembahasan Masalah ………………………………. 1
1.3 Tujuan dan Manfaat …………………………………………………. 1
BAB II METODOLOGI PENELITIAN ……………………………………. 2
2.1 Material ……………… ……………………………………………… 2
2.2 Instrumentasi Penelitian ……………………………………………… 2
2.3 Metodologi ……….. ………………………………………………… 3
BAB III HASIL PENELITIAN ……………………………………….……. 5
3.1 Diskripsi dan Pembahasan Hasil Penelitian ……………………….... 5
BAB IV PENUTUP …………………… ..…………………………….……. 8
4.1 Kesimpulan ………… ………………………………………….……. 8
4.2 Saran ………………………………………………………………….. 8
Daftar Pustaka
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada industri yang berkembang cepat, limbah rumah tangga yang semakin berlimpah ruah berakibat pencemarn dan dapat dipastikan akan meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun sejumlah usaha telah dilakukan pemerintah untuk mengatasi masalah ini, namun kesadaran masyarakat yang masih rendah merupakan kendala utama, sehingga tidak berjalannya beberapa program pemerintah dalam menanggulangi limbah tersebut.
Fenol dan derivatnya meerupakan polutan yang sangat berbahaya di lingkungan karena bersifat racun dan sulit didegradasi oleh organisme pengurai. Fenol merupakan senyawa kimia yang bersifat korosif yang dapat menyebabkan iritasi jaringan, kulit, mata dan mengganggu pernapasan manusia. Nilai ambang batas senyawa fenol untuk baku mutu air minum sebesar 0,001 ppm, mutu buangan air industri sebesar 0,3 ppm serta di lingkungan para pekerja gas fenol adalah 0,3 ppm. Fenol di alam mengalami transformasi kimia, biokimia dan fisika. Namun, proses alami saja tidak cukup untuk menuntaskan permasalahan yang timbul.
1.2 Perumusan dan Pembahasan Masalah
Adapun permasalahan yang hendak diangkat penulis yaitu bagaimana senyawa fenol dan derivatnya mampu didegradasi melalui penelitian dengan skala laboratorium yang difokuskan pada pemecahan komponen tunggal dengan kultur murni.
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dan maksud penelitian biodegradasi fenol yaitu untuk mencoba mengurangi bahaya yang ditimbulkan oleh fenol dengan cara membentuk senyawa hasil degradasi yang tidak membahayakan atau menimbulkan racun di alam.
BAB II MATERIAL DAN METODOLOGI
2.1 Material
Material yang digunakan pada penelitian biodegradasi fenol ini adalah Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833. Adapun material untuk media biakan Agar miring bakteri yaitu antara lain:
1. ekstrak ragi 1,25 gram 5. glukosa anhidrat 0,6 gram
2. pepton 1,25 gram 6. NaCl 0,4 gram
3. ekstrak daging 2,5 gram 7. air destilasi 100 ml
4. tepung agar 2 gram
Material untuk perlakuan adaptasi bertingkat Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 yaitu
ADAP
KOMPOSISI NUTRISI
TASI
Ekstrak Ragi
Ekstrak Daging
Pepton
Glukosa
NaCl
Air Destilasi
Fenol
KE-
(gr)
(gr)
(gr)
(gr)
(gr)
(ml)
(ppm)
I
1,25
2,5
1,25
0,6
0,4
100
500
II
1
2
1
0,5
0,3
100
500
III
0,75
1,5
0,75
0,4
0,2
100
500
IV
0,5
1
0,5
0,3
0,1
100
500
Selain material media biakan bakteri, digunakan juga material untuk analisa, yang terdiri dari :
1. 4-aminoantipirin
2. dikalium hidrogen fosfat
3. kalium dihidrogen fosfat
4. kalium ferrisianida
5. ammonium hidroksida (NH4OH) 0,5 M
6. air destilasi
2.2 Instrumentasi Penelitian
Alat-alat penelitian yang digunakan antara lain :
1. Erlenmeyer 6. Bekker gelas 11.Pipet
2. Autoclave 7. Shaker 12. Kawat ose
3. Bunsen 8. kapas 13. Tabung reaksi
4. Pengaduk 9. Alumunium foil 14. sentrifuge
5. Gelas ukur 10. Alat suntik 15. neraca
2.3 Metodologi
A. Pembuatan Media Pembiakan Agar miring
1. Melarutkan hingga homogen di dalam bekker gelas 2,5 gram ekstrak daging; 1,25 gram ekstrak ragi (yeast); 1,25 gram pepton; 0,4 gram NaCl; 0,6 gram glukosa dalam 100 ml air destilasi.
2. Menambahkan 2 gram tepung agar, lalu memanaskan larutan di atas api hingga agar larut secara homogen.
3. Memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi sebanyak 3-5 ml, lalu menyumbat mulut tabung reaksi dengan kapas yang telah dibungkus oleh alumunium foil.
4. Memasukkan tabung reaksi ke dalam autoclave untuk disterilkan.
5. setelah proses sterilisasi, tabung reaksi dimiringkan dengan kemiringan ± 300 dari arah horizontal.
6. Mendinginkan medium agar miring hingga kental.
B. Inokulasi Biakan Murni Pseudomonas eeruginosa ATCC27833
1. Memanaskan ujung kawat ose dengan nyala api reduksi dari Bunsen sampai berwarna merah pijar.
2. Memanaskan ujung mulut tabung reaksi berisi medium agar miring di atas nyala api Bunsen.
3. Mengambil sedikit biakan murni Pseudomonas aeruginosa dengan kawat ose pijar, lalu menggesekkan pada medium agar miring dari bawah ke atas.
4. Memanaskan mulut tabung agar miring yang telah diinokulasi di atas nyala api lalu menutupnya dengan sumbat.
C. Penentuan Konsentrasi Fenol Maksimum sebagai Substrat Pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa ATCC27833
1. Melarutkan Biakan Pseudomonas aeruginosa kedalam larutan fenol dengan konsentrasi 100 ppm; 150 ppm; 200 ppm; 250 ppm; 300 ppm; 350 ppm; 400 ppm; 450 ppm; 500 ppm; 550 ppm; 600 ppm; 650 ppm; 700 ppm; 750 ppm; 800 ppm; 850 ppm;900 ppm dengan volume tiap tabung reaksi 15 ml.
2. Menginkubasi tiap larutan selama 36 jam.
3. Mengukur konsentrasi tiap tabung reaksi dengan kekeruhannya dengan menggunakan spektronik 20 D pada panjang gelombang 505 nm serta media pertumbuhan fenol tanpa Pseudomonas sebagai larutan blanko.
D. Pembuatan Kurva Pertumbuhan
1. Membuat larutan medium agar miring sebanyak 300 ml, lalu disterilkan di dalam autoclave.
2. Menambahkan ke dalamnya larutan fenol dengan konsentrasi maksimal.
3. Menginokulasi ke dalam medium biakan tersebut Pseudomonas aeruginosa, lalu dibagi menjadi masing-masing 15 ml untuk turbiditas.
4. menginkubasi medium tersebut di dalam shaker.
5. Melakukan pengukuran pertumbuhan pada 0 ; 2; 4; 6 dan 12 jam untuk mengetahui permulaan fas eksponensial. Kemudian dilakukan pengukuran tiap 6 jam.
E. Perlakuan Adaptasi Bertingkat Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833
1. Adaptasi Pseudomonas aeruginosa dilakukan sebanyak 4 tingkat yaitu medium biakannya makin berkurang pada tiap tingkatannya sedangkan konsentrasi fenol tetap.
2. Menginkubasi tiap tingkatan adaptasi Pseudomonas aeruginosa selama 24 jam, lalu pengukuran dilakukan tiap 24 jam.
3. mengambil 5ml larutan percobaan tersebut dengan alat suntik steril pada inkubasi 24 jam pertama, lalu diadaptasikan pada medium kedua. Kemudian diinkubasi lagi selama 24 jam.
4. Mengulangi kegiatan no. 3 pada medium ketiga dan keempat.
F. Analisa Fenol Hasil Degradasi Tiap 24 jam selama 10 hari
1. Mengencerkan 1ml cuplikan menjadi 100 ml, lalu menambahkan ke dalamnya 2,5 ml NH4OH 0,5 M. Mengaduknya hingga homogen.
2. Menambahkan larutan penyangga fosfat pH 6,8 sehingga larutan menjadi pH 10,2.
3. Menambahkan 1ml 4-aminoantipirin 2% dan kalium ferrisianida 8%, sehingga larutan berwarna merah. Lalu mengaduknya hingga 15 menit.
4. Pengukuran dengan metode kolorimetri setelah pemisahan biomassa dengan sentrifugae 3000 rpm. Pengukuran dengan alat dan dibaca serapannya pada panjang gelombang yang telah didapatkan.
5. Melakukan kegiatan 1 sampai dengan 4 pada larutan blanko.
BAB III HASIL PENELITIAN
3.1 Diskripsi dan Pembahasan Hasil Penelitian
Penentuan konsentrasi fenol maksimum sebagai substrat pertumbuhan pseudomonas aeruginosa ATCC27833 didapat data bahwa :
Dari data penelitian terlihat bahwa Pseudomonas aeruginosa ATCC2783 dapat tumbuh dan beradaptasi dengan baik pada konsentrasi fenol 500 ppm. Pada kurva petumbuhan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 terlihat bahwa pada jam ke 0-4 pertumbuhan sangat lambat. Keadaan ini karena adanya adaptasi terhadap lingkungan dan disebut fase lag. Pada fase ini reaksi antara enzim dan substrat akan terjadi setelah konfirmasi enzim sesuai dengan substratnya.(Stiabudi, 1995). Kurva pertumbuhan yang terjadi adalah :
Pada kurva terlihat bahwa Pseudomonas aeruginosa mulai dapat beradaptasi pada inkubasi antara 10-36 jam, yang terlihat dari semakin tinggi kecepatan pertumbuhan sel dan diikuti dengan konsumsi mikroba terhadap nutrient yang berakibat nutrisi pada medium semakin berkurang. Fase ini disebut fase logaritmit yang merupakan suatu garis lurus hasil antara ln X (massa sel) terhadap waktu t. selama fase ini pertumbuhan cairan yang berisi komponen kimia terus menerus dikonsumsi dan sintesa yang dihasilkan dalah produk metabolisme yang terjadi serta berakibat lingkungan menjadi tidak stabil. Pada inkubasi 36-45 jam terlihat pertumbuhan Pseudomonas aeruginosa menjadi tetap. Hal ini berarti jumlah jumlah sel yang mati sama dengan jumlah sel yang berkembangbiak. Pada inkubasi di atas 45 jam jumlah sel Pseudomonas aeruginosa menjadi berkurang karena kekurangan konsumsi makanan sehingga terjadi penurunan aktifitas sel. Fase ini disebut fase kematian.
Adaptasi Pseudomonas aeruginosa pada medium yang mengandun konsentrasi fenol 500 rpm bertujuan untuk menginduksi enzim pendegradasi fenol tersebut. Enzim ini diharapkan menghasilkan produk yang tidak membahayakan lingkungan. Menurut Gibson, 1990. enzim pendegradasi contohnya monooksigenase; 2,3 dioksigenase dan dehidrogenase yang berperan dalam reaksi berikutnya. Hasil degradasi adalah asam asetat. Asam asetat merupakan senyawa yang tidak berbahaya karena menurut Gibson (1990) dan Wackett (1998) berperan dalam siklus krebs dan bereaksi dengan CoA membentuk aseti CoA dalam rantai pernapasan. Reaksi pernapasan adalah menghasilkan energi, sehingga jelas bahwa degradasi fenol dengan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 menghasilkan senyawa tidak berbahaya. Hasil analisa fenol hasil dengradasi ditujukan untuk menghitung fenol sisa. Dari hasil didapat panjang gelombang maksimum sebesar 505 nm. Dari hasil analisaa didapat kurva standar fenol dan ditemukan memiliki persamaan linier Y= 1,345x10-3 X + 3,83x10-2 yaitu terlihat pada grafik dibawah ini :
Dari hasil adaptasi bertingkat sebanyak 3 kali selama 10 hari didapat bahwa konsentrasi fenol 500 ppm dapat didegradasi dengan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 sebanyak 495,88 ppm. Sisa degradasi tersisa fenol dengan konsentrasi 4,12 ppm. Tetapi nilai ini masih diatas ambang batas fenol .
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Degradasi fenol dengan Pseudomonas aeruginosa dapat mengaktifkan enzim pendegradasi sehingga diperoleh produk asam asetat. Hal ini menunjukkan bahwa degradasi ini dapat mengurangi bahaya fenol karena hasil degradasi adalah senyawa yang tidak beracun. Selain itu dengan degradasi fenol ini dapat mendegradasi fenol sebanyak 495,88 ppm dengan 3 kali adaptasi selama 10 hari.
4.2 Saran
Hasil degradasi masih di atas ambang batas fenol sehingga sebaiknya dicobakan strain lain dari Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833 atau dengan menggunakan perhitungan yang dinyatakan Uden (1986) tentang modifikasi persamaan Monod.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1990. Lampiran Peraturan Pemerintah RI no. 20. Jakarta.
Gibson. 1990. Microbial Transformation of Aromatic Pollutant. Pergamon Press.
Molin, Goran. 1985. Degradation of Phenol by Pseudomonas putida ATCC 11172. American Society for Microbiology.
Setiabudi. 1995. Degradasi Fenol oleh Pseudomonas aeruginosa. ITS Press.
Wacktett, L.P. 1988. Degradation of Trichloroethylene. Whole Cell Press.
Dikutip dari
Rustamsjah. 2006. Rekayasa Biodegradasi Fenol Oleh Pseudomonas aeruginosa ATCC 27833. Bogor : Rustamsjah @yahoo.co.uk.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar