isolasi dan skrining mikroba pendegradasi sodium …digilib.unila.ac.id/31500/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
ii
ISOLASI DAN SKRINING MIKROBA PENDEGRADASI Sodium dodecyl
sulfate (SDS) UNTUK BIOREMEDIASI LIMBAH CAIR RUMAH
TANGGA
(Skripsi)
Oleh
MONICA DHAMAYANTI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
i
ABSTRACT
ISOLATION AND SCREENING OF SODIUM DODECYL SULFATE
(SDS) DEGRADING- MICROORGANISM FOR BIOREMEDIATION OF
HOUSEHOLD WASTEWATER
By
Monica Dhamayanti
Daily disposal of municipal wastewater containing of Sodium Dodecyl Sulfate
(SDS) in detergent is becoming a pollutant as environment problem that should be
overcome. Biodegradation is intended as a solution to overcome the problem. This
research was aimed to isolate SDS degrading-microorganism. The isolation had
been conducted by enrichment culture methode using ¼ LB medium containing
20 ppm of SDS. The SDS residu in the culture was analyzed by methylen blue
active substance (MBAS) methode. Among 4 samples, isolates from Starbio
sample showed ability as the potential degrader. Four isolates i.e.: isolate SB-2-1
(white colour, tube shape), SB-3-1 (pink colour, round shape), SB-3-2
(yellowwish white colour, round shape), and SB-3-3 (milky white colour, tube
shape), were degrading SDS around 88,3% in average. The degradation ability of
those isolate were: 89,0%, 87,2%, 88,1%, and 89,2% respectively for 72 hours
incubation. Isolate SB-2-1 and SB 3-3 were the best among four isolate which
degrading 89% of SDS.
Key words: Sodium dodecyl sulfate, detergent, isolate SDS degrading
microorganism, methylen blue active subtance.
ii
ABSTRAK
ISOLASI DAN SKRINING MIKROBA PENDEGRADASI Sodium dodecyl
sulfate (SDS) UNTUK BIOREMEDIASI LIMBAH CAIR RUMAH
TANGGA
Oleh
Monica Dhamayanti
Kandungan Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) pada detergen yang dibuang sebagai
limbah cair rumah tangga menjadi polutan lingkungan yang perlu diatasi.
Biodegradasi detergen diharapkan sebagai salah satu solusi mengatasi pencemaran
tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan mikroba pendegradasi SDS.
Isolasi dilakukan dengan metode enrichment culture menggunakan medium ¼ LB
yang mengandung 20 ppm SDS. Analisis residu SDS diukur menggunakan
medote Methylen Blue Active Subtance (MBAS). Hasil isolasi dari 4 jenis sampel,
isolat dari sampel Starbio mampu mendegradasi paling baik. Empat isolat terbaik
yaitu: isolat SB-2-1 (bewarna putih, bentuk batang), SB-3-1 (bewarna merah
jambu, bentuk bulat), SB-3-2 (bewarna putih kekuningan, bentuk bulat), dan SB-
3-3 (bewarna putih susu, bentuk batang), mendegradasi SDS rerata sebesar 88,3%.
Kemampuan mendegradasi SDS keempat isolat tersebut secara berturut-turut
yaitu 89,0%, 87,2%, 88,1%, dan 89,2%, dalam waktu inkubasi 72 jam. Isolat SB-
2-1 dan SB-3-3 mendegradasi SDS paling baik 89%, dibandingkan kemampuan
rata-rata keempat isolat tersebut.
Kata Kunci : Sodium dodecyl sulfate, detergent, isolasi mikroba pendegradasi
SDS, methylen blue active subtance.
ii
ISOLASI DAN SKRINING MIKROBA PENDEGRADASI Sodium Dodecyl
Sulfate (SDS) UNTUK BIOREMEDIASI LIMBAH CAIR RUMAH
TANGGA
Oleh
MONICA DHAMAYANTI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
SARJANA SAINS
Pada
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam
Uiversitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada 06 September
1995, sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara, putri dari
Imam Yanto, S.Pd., M.M. dan Sudarmi, S.Pd.
Jenjang pendidikan diawali dari Taman Kanak-kanak di TK
Karya Utama Bandar lampung diselesaikan pada tahun 2001,
Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 4 Sukajawa Bandar Lampung diselesaikan pada
tahun 2007. Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 29 Bandar
Lampung diselesaikan pada tahun 2010, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di
SMA Negeri 12 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2013. Tahun 2013,
penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung
(Unila) melalui jalur SBMPTN tertulis (Seleksi Bersama Masuk perguruan Tinggi
Negeri).
Pada tahun 2017 Penulis melakukan Praktik Kerja Lapangan di Laboratorium
Biokimia Jurusan Kimia FMIPA Unila di Bandar Lampung. Selama menjadi
mahasiswa penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar Jurusan
Kehutanan tahun 2015, Kimia Dasar jurusan Teknologi Hasil Pertanian tahun
2016, Kimia Dasar jurusan Teknik Pertanian tahun 2016, dan asisten praktikum
Biokimia Jurusan Biologi 2017. Penulis juga terdaftar sebagai Kader Muda
ii
Himaki (KAMI) periode kepengurusan 2013/2014. Aktif sebagai anggota bidang
Kesekretariatan (Kestari) Himaki kepengurusan 2014/2015 hingga kepengurusan
2015/2016. Penulis juga aktif dilembaga kemahasiswaan lain yaitu Badan
Eksekutif Mahasiswa (BEM) FMIPA Unila sebagai Anggota Deputi Hubungan
Luar tahun kepengurusan 2014/2015. Pada tahun 2016 penulis melaksanakan
Kuliah Kerja Nyata (KKN) Tematik di Desa Sidomulyo Lama, Kecamatan
Sidomulyo, Kabupaten Lampung Selatan, pada bulan Juli sampai Agustus 2016.
ii
MOTTO
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan”
(QS. Al-Insyirah: 6)
“Mintalah pertolongan kepada Allah dalam sabar dan sholat,
sesungguhnya Allah bersama orang-orang yang sabar”
(QS. Al-baqarah: 153)
“Barang siapa yang menempuh satu jalan karena mencari ilmu, maka
Allah akan memudahkan baginya jalan ke syurga”
(HR. Muslim)
“Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan ?” (QS. Ar-Rahman: 13)
Segala sesuatu yang baik, selalu datang di saat
terbaiknya. Persis waktunya. Tidak datang lebih
cepat, pun tidak lebih lambat. Itulah kenapa rasa
sabar itu harus disertai keyakinan.
-Tere Liye-
ii
Kupersembahkan karya sederhana ini kepada :
Allah SWT pemilik jiwa ragaku, yang telah menganugerahkan begitu banyak
kebahagiaan dan pelajaran dalam hidupku serta Nabi Muhammad SAW sebagai
suri tauladanku,
Kedua orang tuaku, Papaku Imam Yanto, S.Pd., M.M. dan Mamaku Sudarmi,
S.Pd. Tak akan pernah ada sesuatu yang bisa menggantikan kasih sayang,
kesabaran, kebaikan, dan keikhlasan kalian, semoga Allah membalas dengan
sebaik-baiknya pembalasan. Membahagiakan kalian adalah tujuan utamaku,
kakak-kakakku tersayang, ferdian Imam Saputra, S.Sos., Ade Riandy Sapurna,
dan Anggraini Ayu Putri Rezeky dan Segenap Keluarga besarku yang selalu
mendoakan keberhasilanku,
Guru-guru dan Dosen-dosen yang selalu membagi ilmunya untukku,
Tony Reza Apriyanto, S.Kom. yang selalu memberikan motivasi untukku,
Sahabat-sahabat terbaik yang berjuang bersamaku,
dan Almamater tercinta Universitas Lampung.
ii
SANWACANA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat
dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan. Shalawat serta salam semoga
Allah SWT sampaikan kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW beserta
keluarga, sahabat dan umatnya yang istiqomah mengamalkan ajaran dan
sunnahnya.
Skripsi dengan judul "Isolasi dan Skrining Mikroba Pendegradasi Sodium
Dodecyl Sulfate (SDS) Untuk Bioremediasi Limbah Cair Rumah Tangga"
adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains di Jurusan Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.
Dalam pelaksanaannya, penulisan skripsi ini tidak lepas dari kesulitan dan
rintangan. Namun, dapat penulis lalui berkat rahmat dan ridha Allah SWT serta
bantuan dan semangat dari orang-orang yang hadir dikehidupan penulis. Dalam
kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih setulus-tulusnya kepada :
1. Kedua orang tua yang sangat aku cintai, mamaku Sudarmi, S.Pd. dan papaku
Imam Yanto, S.Pd., M.M. yang selalu memberikan motivasi, kasih sayang,
semangat, dan selalu mendoakan keberhasilanku.
ii
2. Bapak Mulyono, Ph.D., selaku pembimbing utama yang telah banyak
memberikan ilmu pengetahuan, bimbingan, gagasan, bantuan, dukungan,
semangat, kritik, dan saran kepada penulis dalam proses perencanaan dan
pelaksanaan penelitian serta dalam penulisan skripsi ini.
3. Ibu Rinawati Ph.D., selaku pembahas pertama yang telah memberikan kritik,
saran, dan arahan kepada penulis sehingga skripsi ini terselesaikan dengan
baik.
4. Ibu Dr. Mita Rilyanti, M.Si., selaku pembahas kedua yang telah memberikan
kritik, saran, dan arahan kepada penulis sehingga skripsi ini terselesaikan
dengan baik.
5. Bapak Prof. Warsito, D.E.A., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
6. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia
FMIPA Unila.
7. Bapak Prof. Dr. Ir. Yandri A.S., M.S. selaku Pembimbing Akademik atas
kesediaannya untuk memberikan bimbingan, bantuan, nasehat, dan informasi
yang bermanfaat kepada penulis.
8. Seluruh dosen dan staff administrasi di Jurusan Kimia FMIPA Unila yang
telah membantu, mendidik, dan memberikan ilmu pengetahuan yang sangat
berguna kepada penulis selama kuliah.
9. Kakak-kakak kebangganku, Ferdian Imam Saputra, S.Sos., Ade Riandy
Sampurna, dan Anggraini Ayu Putri Rezeky atas kebahagiaan, motivasi, dan
canda tawa yang tercipta selama ini.
ii
10. Keluarga besarku, Mbah Sadi dan Mbah Marsandi yang selalu memberikan
motivasi, dukungan, dan doa untuk keberhasilanku. Khususnya tanteku Lilik,
mba Jerrin, mba Dias, mba Nana, mba Shelly, mba Eka, adikku Chaca, Nana,
Putri, dan Kiki yang telah memberi semangat selama ini.
11. Keluarga Way Huwi, ayah Triyanto, ibu Dwi F, adikku Vindo dan Tony Reza
Apriyanto, S.Kom., yang selalu menemani dan memberikan dukungan
semangat, motivasi, dan doa untuk keberhasilanku.
12. Sahabat- sahabatku “MwM_buketflanel” Melia Tri Anggraini, S.Si., dan
Widya Aryani, S.Si., atas kerjasama dan kebersamaan kita selama ini.
13. Sahabat- sahabatku “My B” Melia Tri Anggraini, S.Si., Widya Aryani, S.Si.,
Siti Nabilla Shofa, S.Si., Vyna Ayu Ramadian Saputri, S.Si., dan Prasetyaning
Tyas Chakti, S.Si., atas dukungan, kebahagiaan, kesedihan, kasih sayang,
kebersamaan, keceriaan, dan canda tawa yang selalu hadir disetiap hari-
hariku, semoga Allah selalu memberikan rahmat-Nya untuk keberhasilan kita.
Sukses Selalu.
14. Teman- temanku “Sambalado” Kiki, Fika, Mia, Esti, Melia, Widya, Nabilla,
Vyna, dan Tyas atas segala keceriaan, waktu, pengalaman, dan „cerita- cerita‟
yang telah dibagikan.
15. Mulyono‟s Research Group, mba Ajeng, mba Ayu Imani, mba Meta, kak
Aziez, Shelta, Ryan, Melia, Vyna, Tyas, Bidari, Asrul, Jefry, dan Fernando
atas kerjasama dan motivasi yang selalu diberikan.
16. Adikku sekaligus asistenku, Asrul Fanani dan Agung Setyo Wibowo atas
bantuan, kerjasama, dan motivasi yang selalu diberikan.
ii
17. Teman-teman Kimia angkatan 2013, Dona, Aulia, Badiatul, Dewi
Rumondang, Fatimah, Fera, Fika, Hermayana, Khalimatus, Indah, Yudha,
Esti, Kiki, Nova, Linda, Lulu, Anita, Megafit, Mawar, Nabilla, Renita, Siti,
Tyagita, Yulia, Uut, Vero, Widya, Yunitri, Della, Eky, Yuvica, Inggit, Awan,
Vicka, Arief, Oci, Maya, Nora, Atun, Diki, Shela, Vyna, Bara, Ridho,
Nurpadilla, Wahyuni, Kurnia, Yolanda, Murnita, Nurma, Erva, Ismi, Eka Oso,
Febri, Paul, Fentri, Riska, Eka, Shelta, Nia, Nurul, Ana, Nita, Anggi, Gesa,
Tika, Yuni, Celli, Riyan, Anggun, Radho, Arni, Sinta, Anton, Melita, Melia,
Tyas, Citra, Kartika, Ezra, Yunita, Verdi, Korina, Doddy, dan Ryan Amha
atas untuk motivasi dan pengalaman luar biasa serta kebersamaan yang telah
terjalin.
18. Teman- teman KKN Sidomulyo Lampung Selatan, Kiki, Siti, Shafina, Dewi,
Gesa, Elissa, mba Ulfa, mba Intan, mba Dini, mba Rinda, Tere, kak Raindi,
Nina, Samuel, mba Yolan, Ratih, Udin, Indah, Rizki, Ajenk, Yuda, Onal,
Bowo, Gusti, Mita, Harry, Chyntia, Ijal, dan Arta atas untuk motivasi dan
pengalaman luar biasa serta kebersamaan yang telah terjalin.
19. Teman-teman Kopi Kayu Squad, Kiki, Dewi, Rizki, Harry, Bowo, Samuel,
Yuda, dan kak Ardhy atas pengalamannya selama ini.
20. Teman- teman Rohis Smandalasku, Thyra, Rizkana, Tria, Nissa, Ica, Irfan,
Agung, Prakoso, Andre, dan Vallen atas kerja sama dan pengalaman selama
ini.
21. Teman- teman Aluni SDN 4 Sukajawa, Uci, Cici, Rizka, Rafi, Fauza, Panji,
Rahmat, Septian, Erista, Amel, Angga, Anggita, Fitri, Galih, Desi, Dedi, Yudi,
ii
Lena, Merry, Anggi, Robby, Fani, Tami, Sofy, Topan, dan Yolla atas
kebersamannya selama ini.
22. Teman berbagi ilmu pengetahuan di Laboratorium Biokimia, Sinta, Maya,
Nia, Ezra, Atun, mba Putri, teh Didi, mba Fifi, mba Syatira, adik-adikku
Bidari, Rica, Bunga, Erika, Rahma, Riza, Ayuning, Hesty, Leony, Bayu, Dira,
dan Luthfi atas motivasi dan kebersamannya selama ini.
23. Kakak-kakak dan Adik-adik Angkatan 2010, 2011, 2012, 2014, 2015, 2016,
dan 2017 yang telah membantu serta mendoakan.
24. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam
penyusunan skripsi ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih sangat jauh dari kata
sempurna, namun penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan
memiliki nilai guna khususnya rekan-rekan mahasiswa dan pembaca pada
umumnya. Amin.
Bandar Lampung, Mei 2018
Penulis
Monica Dhamayanti
ii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ........................................................................................................... i
DAFTAR TABEL ................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv
I. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................................ 1
B. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3
C. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 4
A. Limbah Cair ................................................................................................. 4
B. Detergen ...................................................................................................... 6
C. Surfaktan ..................................................................................................... 8
D. Biodegradasi .............................................................................................. 11
E. Bakteri ....................................................................................................... 13
F. Metode Methylen Blue Active Subtance (MBAS) ..................................... 15
G. Spektrofotometer UV-Vis .......................................................................... 15
H. Isolasi dan Identifikasi Bakteri .................................................................. 16
III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................. 19
A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 19
B. Alat dan Bahan .......................................................................................... 19
C. Prosedur Penelitian .................................................................................... 20
1.Tahap Persiapan ..................................................................................... 20
2. Isolasi dan Skrining Mikroba Pendegradasi SDS ................................. 22
3. Uji Biodegradabilitas Mikroba Pendegradasi SDS ............................. 24
ii
4. Karakterisasi Bakteri Pendegradasi SDS .............................................. 25
D. Diagram Alir Prosedur Penelitian ............................................................. 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 28
A. Isolasi dan Skrining Mikroorganisme Pendegradasi SDS ......................... 28
B. Kurva Pertumbuhan dan Uji Biodegradabilitas Mikroba Pendegradasi
SDS ................................................................................................................ 34
1. Kurva Pertumbuhan dan Uji Biodegradabilitas SDS ........................... 34
a. Pertumbuhan dan Degradasi SDS oleh Isolat SB-2-1 ...................... 36
b. Pertumbuhan dan Degradasi SDS oleh Isolat SB-3-1 ...................... 37
c. Pertumbuhan dan Degradasi SDS oleh Isolat SB-3-2 ...................... 38
d. Pertumbuhan dan Degradasi SDS oleh Isolat SB-3-3 ...................... 39
2. Perbandingan Hasil Analisis Keempat Mikroba Pendegradasi SDS .... 40
C. Karakterisasi Mikroba Pendegradasi SDS ................................................ 44
V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. ..48
A. Kesimpulan ................................................................................................ 48
B. Saran .......................................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 50
Lampiran ............................................................................................................. 54
ii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Parameter kunci untuk air limbah domestik. .......................................... 5
Tabel 2. Sifat Fisik Sodium dodecyl sulfate ....................................................... 10
Tabel 3. Data tahapan hasil isolasi bakteri pendegradasi SDS dari
sampel SB ............................................................................................. 32
Tabel 4. Nilai absorbansi larutan standar SDS. .................................................. 36
Tabel 5. Hasil analisis kurva pertumbuhan (OD Sel) dan % degradasi SDS
isolat SB-2-1. ........................................................................................ 37
Tabel 6. Hasil analisis kurva pertumbuhan (OD Sel) dan % degradasi SDS
isolat SB-3-1. ........................................................................................ 38
Tabel 7. Hasil analisis kurva pertumbuhan (OD Sel) dan % degradasi SDS
isolat SB-3-2. ........................................................................................ 39
Tabel 8. Hasil analisis kurva pertumbuhan (OD Sel) dan % degradasi SDS
isolat SB-3-3. ........................................................................................ 40
Tabel 9. Perbandingan % degradasi SDS ........................................................... 43
Tabel 10. Pertumbuhan keempat isolat. ............................................................... 55
xviii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Komposisi komponen penyusun limbah domestik. ............................ 5
Gambar 2. Struktur Sodium dodecyl sulfate. ...................................................... 10
Gambar 3. Fase pertumbuhan mikroorganisme. ................................................. 14
Gambar 4. Diagram alir prosedur penelitian. ..................................................... 27
Gambar 5. Metode enrichment ........................................................................... 30
Gambar 6. Isolasi pertama dari medium kultur .................................................. 30
Gambar 7. Isolasi kedua dari medium transfer kultur 1 ..................................... 31
Gambar 8. Isolasi ketiga dari medium transfer kultur 2..................................... 32
Gambar 9. Skrining metode Streak Plate. .......................................................... 33
Gambar 10. Isolat pendegradasi SDS pada medium agar miring. ...................... 33
Gambar 11. Kurva Standar SDS. ......................................................................... 36
Gambar 12. Hasil analisis kurva pertumbuhan dan degradasi SDS keempat ...... 42
Gambar 13. Hasil pewarnaan gram isolat pendegradasi SDS. ............................ 45
Gambar 14. Uji motilitas isolat pendegradasi SDS.. ........................................... 46
Gambar 15. Kurva pertumbuhan keempat isolat. ................................................ 55
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Penggunaan detergen sebagai pembersih terus berkembang dalam beberapa tahun
terakhir ini. Hal ini disebabkan karena detergen mempunyai efisiensi pembersih
yang baik, terutama jika digunakan dalam air sadah atau pada kondisi lainnya
yang tidak menguntungkan bagi penggunaan sabun biasa (Fardiaz, 1992).
Detergen banyak digunakan pada kegiatan rumah tangga dan kegiatan industri.
Sehingga limbah yang dikeluarkan cukup banyak dan biasanya dibuang secara
langsung kesaluran pembuangan air tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu.
Dengan meningkatnya penggunaan detergen sebagai bahan pembersih akan
berdampak negatif terhadap akumulasi surfaktan pada badan-badan perairan. Hal
ini menimbulkan masalah-masalah pendangkalan perairan, terhambatnya suplai
oksigen dari udara akibat busanya yang menutupi permukaan air (Connel and
Miller, 1995). Busa dari detergen yang menutupi permukaan air tersebut
dipastikan dapat mengganggu kehidupan organisme yang hidup didasar air dan
dipermukaan air.
Detergen terdiri dari bahan aktif yaitu surface active agent (surfaktan), builders
(pembentuk),filler (pengisi), dan additives (zat tambahan). Surfaktan dapat dibagi
2
menjadi beberapa golongan berdasarkan gugus hidrofiliknya yaitu surfaktan
kationik, anionik, amfoter, dan noninonik. Gugus hidrofilik surfaktan anionik
terdiri dari rantai lurus (terbiodegradasi) dan ada yang bercabang (tak
terbiodegradasi). Salah satu surfaktan dalam detergen yang digunakan pada
produk industri seperti produk pembersih lantai, sabun pencuci mobil, kosmetik,
dan beberapa kebutuhan rumah tangga seperti sabun sabun dan lain-lain adalah
Sodium dodesil sulfat (SDS). SDS jika digunakan dalam jumlah yang melebihi
batas memiliki efek buruk terhadap komponen biotik dan abiotik lingkungan
sehingga dapat menyebabkan pencemaran air.
Beberapa mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk mendegradasi polutan
detergen sehingga pencemaran lingkungan dapat diperbaiki atau dihilangkan.
Sampai saat ini cukup banyak bakteri pendegradasi SDS yang telah diisolasi dan
dikarakterisasi (Roig et al., 1998; Schulz et al., 2000; Chaturvedi et al., 2010).
Menurut Halmil et al. (2013), bakteri pendegradasi SDS adalah jenis
Pseudomonas sp, yang tumbuh optimal pada pH 7,25. Menurut Razieh et al.
(2013), bakteri yang terisolasi dari limbah yang tercemar SDS yaitu Pseudomonas
aeruginosa.
Analisis kadar surfaktan anionik dapat dilakukan dengan metode Methylen Blue
Active Subtance (MBAS). Prinsip dasar dari metode ini adalah pemindahan
metilen biru dari larutan ke dalam pelarut organik yang tidak saling bercampur,
kemudian membentuk kompleks antara metilen biru dengan surfaktan anionik
(Koga et al., 1992). Kompleks tersebut dapat dibaca absorbansinya pada panjang
3
gelombang 652 nm. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat
spektrofotometri UV-VIS (Shukor et al., 2008).
Pada penelitian telah dilakukan isolasi mikroba pendegradasi Sodium dodecyl
sulfate (SDS) dari tanah terkontaminasi detergen dan dua produk komersil
bioaktivator. Kemudian dilakukan uji biodegradabilitas terhadap SDS
menggunakan metode Methylen Blue Active Subtance (MBAS), serta uji
karakteristik mikroba pendegradasi SDS.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. mendapatkan mikroba yang mampu mendegradasi SDS
2. mengetahui kemampuan biodegradabilitas mikroba terhadap SDS
3. mengetahui karakteristik mikroba yang mampu mendegradasi SDS
C. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi karakteristik mikroba yang
mampu mendegradasi SDS dan kemampuan biodegradabilitasnya sehingga dapat
diaplikasikan untuk bioremediasi limbah cair pada lingkungan.
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Limbah Cair
Air limbah adalah cairan buangan dari rumah tangga, industri maupun tempat
umum lain yang mengandung bahan-bahan yang dapat membahayakan kehidupan
manusia maupun makhluk hidup lain serta mengganggu kelestarian lingkungan
(Metcalf and Eddy, 1993). Menurut Undang-undang Nomor 32 Tahun 2009
tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah didefinisikan
sebagai sisa suatu usaha atau kegiatan (Kementerian Negara Lingkungan Hidup,
2009). Secara prinsip air limbah domestik terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu air
limbah yang terdiri dari air buangan tubuh manusia yaitu tinja dan urine (black
water) dan air limbah yang berasal dari buangan dapur dan kamar mandi (gray
water), yang sebagian besar merupakan bahan organik (Veenstra, 1995).
Limbah adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri
dari air yang telah dipergunakan dengan hampir 0,1% dari padanya berupa
benda-benda padat yang terdiri dari zat organik dan anorganik (Mahida, 1986).
Komposisi bahan organik yang terdapat dalam air limbah domestik dapat dilihat
secara rinci pada Gambar 1.
5
Gambar 1. Komposisi komponen penyusun limbah domestik (Effendi, 2003).
Kualitas suatu air limbah akan dapat terindikasi dari kualitas parameter kunci,
dimana konsentrasi parameter kunci tidak melebihi dari standard baku mutu yang
ada sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Mengingat air
limbah domestik kandungan terbesar adalah bahan organik, maka parameter kunci
untuk air limbah domestik adalah Biological Oxygen Demand (BOD), Total
Susppended Solid (TSS), pH, Lemak, dan Minyak. Adapun persyaratan yang telah
ditetapkan Pemerintah Indonesia sesuai dengan Keputusan Menteri Lingkungan
Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik,
ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Parameter kunci untuk air limbah domestik (Kementerian Negara
Lingkungan Hidup, 2003).
Parameter Nilai
pH 6 – 9
BOD 100 mg/L
TSS 100 mg/L
Lemak dan Minyak 10 mg/L
6
Secara umum kandungan bahan yang terdapat dalam air buangan dapat
dikelompokan menjadi tiga, yaitu bahan terapung, bahan terlarut, dan bahan
tersuspensi. Menurut sifatnya, ketiga bahan polutan tersebut dibedakan menjadi
yang mudah terurai secara biologi (biodegradable) dan yang tidak mudah terurai
secara biologi (non biodegradable). Salah satu kandungan bahan pencemar yang
terlarut dalam air dan tidak mudah terurai secara biologi adalah detergen. Dimana
detergen ini mengandung surfaktan yang struktur kimianya sulit terurai di
lingkungan (Cramer, 2010).
B. Detergen
Detergen adalah surfaktan anionik-garam dari sulfonat atau sulfat berantai
panjang dari natrium (RSO3-Na
+ dan ROSO3
-Na
+). Salah satu detergen yang
pertama kali digunakan adalah suatu p-alkil benzene sulfonat dengan gugus alkil
yang sangat bercabang. Bagian alkil senyawa ini disintesis dengan polimerisasi
propilena dan dilekatkan pada cincin benzena dengan reaksi alkilasi Friedel-
Crafts. Sulfonasi, yang disusul dengan pengolahan dengan basa, menghasilkan
detergen itu. Bentuk detergen merupakan salah satu jenis bahan pembersih yang
digunakan untuk mengurangi kotoran dari pakaian, piring, dan barang lainnya
(Sawyer, 1967). Unsur kunci dari detergen adalah bahan surfaktan atau bahan
aktif permukaan, yang beraksi dalam menjadikan air menjadi lebih basah (wetter)
dan sebagai bahan pencuci yang lebih baik (Achmad, 2004). Pada umumnya,
detergen mengandung bahan-bahan berikut :
7
1. Surface active agent (surfaktan)
Zat aktif permukaan mempunyai ujung berbeda yaitu hydrophile (suka air)
dan hydrophobe (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan
tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang
menempel pada permukaan bahan. Jenis surfaktan antara lain, berupa
anion (Alkyl Benzene Sulfonate/ABS, Linier Alkyl Benzene Sulfonate/LAS,
Alpha Olein Sulfonate/AOS, Sodium Dodecyl Sulfate/SDS), kationik
(Garam Ammonium), nonionik (Nonyl Phenol Polyethoxyle), dan
amfoterik (Acyl Ethylenediamines).
2. Builder (pembentuk)
Zat yang berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan
cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air, berupa phosphates
(Sodium Tri Poly Phosphate/STTP), asetat (Nitril Tri Acetate/NTA,
Ethylene Diamine Tertra Acetate/EDTA), dan sitrat (asam sitrat).
3. Filler (pengisi)
Bahan tambahan detergen yang tidak mempunyai kemampuan
meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas atau dapat
memadatkan dan memantapkan sehingga dapat menurunkan harga.
Contoh: sodium sulfat.
4. Additivies (zat tambahan)
Bahan suplemen atau tambahan untuk membuat produk lebih menarik,
misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna, dan sebagainya yang tidak
berhubungan langsung dengan daya cuci detergen. Additivies ditambahkan
8
untuk maksud komersialisasi produk. Contoh : enzim, boraks, sodium
klorida, karboksi metil selulosa dipakai agar kotoran yang telah dibawa
oleh detergen ke dalam larutan tidak kembali ke bahan cucian pada waktu
mencuci. Wangi-wangian atau parfum dipakai agar cucian berbau harum,
sedangkan air sebagai bahan pelarut (Platika, 2011).
C. Surfaktan
Surfaktan atau surface active agent atau wetting agent merupakan bahan organik
yang berperan sebagai bahan aktif pada detergen, sabun, dan shampo. Surfaktan
dapat menurunkan tegangan permukaan yang memungkinkan partikel-partikel
yang menempel pada bahan-bahan yang dicuci terlepas dan mengapung atau
terlarut dalam air (Effendi, 2003).
Menurut Myers (2013), klasifikasi surfaktan yang paling sering digunakan adalah
berdasarkan gugus hidrofiliknya, digolongkan sebagai berikut :
1. Surfaktan kationik
Surfaktan dengan bagian permukaannya bermuatan positif. Surfaktan yang
termasuk golongan ini adalah garam-garam amina atau diamin, garam
ammonium kuarterner dan garam-garam amina siklik. Contohnya:
Dodesiltrimetil Amonium Bromida CH3(CH2)15N(CH3)3+Br
-.
2. Surfaktan anionik
Surfaktan dengan bagian aktif permukaannya bermuatan negatif. Surfaktan
yang termasuk golongan ini adalah garam-garam alkali dari asam
9
karboksil organik dengan panjang rantai biasanya antara C12 hingga C18,
alkil sulfat dan alkil atau alkil aril sulfonat. Contohnya: Sodium Dodesil
Sulfat CH3(CH2)11OSO3Na+.
3. Surfaktan amfoter
Surfaktan yang mengandung muatan positif maupun negatif pada
permukaannya, tergantung pada pH larutan. Pada pH dibawah 7, surfaktan
ini bersifat kationik, sedangkan pada pH diatas 7, surfaktan ini bersifat
anionik. Contohnya: Dodesil Betain CH3(CH2)11NHCH2CH2COOH.
4. Surfaktan nonionik
Surfaktan dengan bagian aktif permukaannya tidak bermuatan (tidak
terionisasi didalam larutan). Molekul surfaktan ini dapat larut karena
mempunyai rantai hidrokarbon yang berikatan dengan gugus polar non
ionik. Surfaktan yang termasuk dalam golongan ini adalah ester dari
polialkohol, kondensat etilen oksida dari alkohol rantai panjang seperti
oleil atau asetil alkohol maupun kondensat etilen oksida dari lemak.
Contohnya: Poliostilen Lauril Eter, C12H25O(C2H4O)8H.
Surfaktan yang digunakan pada penelitian ini adalah surfaktan anionik yaitu
Sodium dodecyl sulfate (SDS). Sodium dodecyl sulfate atau Sodium lauryl sulfate
(C12H25SO4Na) adalah surfaktan anionik yang digunakan dalam produk industri
seperti produk pembersih lantai, sabun pencuci mobil, dan beberapa kebutuhan
rumah tangga seperti sabun dan lain-lain. Molekul ini mempunyai bagian
hidrofobik yang mengandung 12 atom karbon dan yang mengikat gugus sulfat
10
yang menjadikannya sebagai senyawa ampifilik. Struktur senyawa ini ditunjukkan
pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur Sodium Dodecyl Sulfate (Salager, 2002).
Sodium lauryl sulfate adalah nama pasaran dari Sodium dodecyl sulfate yang
merupakan surfaktan anionik. Seperti semua jenis surfaktan untuk detergen
(termasuk sabun), Sodium lauryl sulfate dapat menghilangkan lemak dari kulit,
tetapi dapat menyebabkan iritasi pada mata. Sifat fisik dan kimia dari SDS
ditunjukkan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Fisik Sodium dodecyl sulfate (Salager, 2002).
Sifat Fisik Keterangan
Rumus Molekul C12H25SO4Na
Wujud Serbuk putih
Berat Molekul 288,38 g mol−1
Massa Jenis 1,01 g cm-³
Titik Leleh 204-207 °C
Kelarutan dalam air 150 g L-1
Kemampuan detergen untuk menghilangkan berbagai kotoran yang menempel
pada kain atau objek lain, mengurangi keberadaan kuman dan bakteri yang
menyebabkan infeksi. Tanpa mengurangi makna manfaat detergen dalam
memenuhi kebutuhan sehari-hari, harus diakui bahwa bahan kimia yang
digunakan pada detergen dapat menimbulkan dampak negatif baik terhadap
11
kesehatan maupun lingkungan. Surfaktan dan residu senyawa kimia dari detergen
mempunyai efek merugikan bagi kehidupan akuatik dan bisa menjadi sangat
toksik bagi lingkungan. Beberapa diantaranya dapat mengalami biodegradasi
dilingkungan dalam kondisi aerobik. Namun, banyak pula yang tidak dapat
dibiodegradasi pada kondisi anaerobik seperti pada sedimen situ atau sungai dan
lumpur (Ying, 2006).
D. Biodegradasi
Biodegradasi merupakan pemecahan senyawa kimia melalui aktifitas metabolik
mikroorganisme (Scott and Jones, 2000). Biodegradasi dibagi menjadi tiga
kategori, yaitu :
1. Primary biodegradation
Penguraian biologis primer merupakan penguraian senyawa kimia yang
melibatkan aktifitas mikroba dimana senyawa tersebut berubah menjadi
senyawa lain yang tidak lagi memiliki karakteristik atau sifat yang sama
dengan senyawa aslinya. Untuk penguraian biologis primer dari senyawa
detergen biasanya sampai tahap dimana sifat-sifat detergennya hilang.
2. Environmentally acceptable biodegradation
Penguraian biologis sampai tahap dapat diterima lingkungan didefinisikan
sebagai penguraian oleh aktivitas mikroba dimana senyawa kimia telah
dipecah secara biologi sampai tahap dapat diterima oleh lingkungan atau
sampai tahap dimana senyawa tidak menunjukkan sifat-sifat yang tidak
diinginkan, misalnya sifat menimbulkan busa dan bersifat racun.
12
3. Ultimate biodegradation
Penguraian biologi sempurna merupakan penguraian senyawa oleh
aktivitas mikroba dimana hasil penguraiannya adalah berupa karbon
dioksida, air dan garam anorganik serta biomassa (Said, 1999).
Proses biodegradasi dimana limbah organik didegradasi menggunakan organisme
hidup pada kondisi yang dikontrol dikenal juga dengan istilah bioremediasi
(Vidali, 2001). Bioremediasi adalah sebuah proses yang memanfaatkan
kemampuan katalitik organisme hidup, khususnya mikroorganisme, untuk
memperbesar laju atau tingkat penghancuran polutan, sehingga pencemaran
lingkungan dapat diperbaiki atau dihilangkan (Ilyina et al., 2003).
Pada proses bioremediasi ada beberapa persyaratan supaya bioremediasi dapat
berjalan dengan sukses, adapun kriteria menurut Steven and Marc (1996) adalah :
1. Adanya populasi mikroba, yaitu mikroba yang dapat mendegradasi
polutan.
2. Terdapatnya sumber energi dan sumber karbon yang bisa digunakan
sebagai sumber energi dengan melepaskan elektron selama transformasi
dan juga digunakan oleh sel mikroba tersebut.
3. Adanya elektron akseptor, elektron lepas dikarenakan adanya transformasi
karbon.
4. Adanya nutrisi, pertumbuhan bakteri memerlukan nutrisi antara lain :
nitrogen, fosfor, kalsium, potasium, magnesium, besi, dan lain-lain.
5. Kondisi lingkungan yang mendukung seperti temperatur, pH, salinitas,
tekanan, konsentrasi polutan, dan kehadiran inhibitor.
13
E. Bakteri
Bakteri merupakan mikroba uniseluler yang pada umumnya tidak mempunyai
klorofil. Bakteri tersebar luas dialam, tanah, air, pada sumber air panas, dalam
tubuh hewan, manusia, dan tumbuhan. Bakteri umumnya berukuran kecil dengan
karakteristik dimensi 1µm. Beberapa kelompok memiliki flagella dan dapat
bergerak aktif. Bakteri memiliki berat jenis 1,05-1,1 g cm-3
dan berat sekitar
1 x 10-12
g. Ukuran aktual tergantung dari laju pertumbuhan, media tumbuh, dan
sebagainya. Ada tiga bentuk dasar bakteri, yaitu bentuk bulat atau kokus, bentuk
batang atau silindris, bentuk lengkung atau vibril. Bentuk bakteri dipengaruhi oleh
umur dan syarat pertumbuhan tertentu (Hidayat dkk., 2006).
Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu :
1. Fase lag (fase adaptasi)
Fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru. Lama fase
lag tergantung pada kondisi dan jumlah awal mikroorganisme dan media
pertumbuhan. Bila sel-sel mikroorganisme diambil dari kultur yang
berlainan, maka yang terjadi adalah mikroorganisme tersebut tidak mampu
tumbuh dalam kultur.
2. Fase log (fase eksponensial)
Fase dimana mikroorganisme tumbuh dan membelah pada kecepatan
maksimum, tergantung pada genetik mikroorganisme, sifat media, dan
kondisi pertumbuhan. Hal yang dapat menghambat laju pertumbuhan
adalah bila satu atau lebih nutrisi dalam kultur habis, sehingga hasil
14
metabolisme yang bersifat racun akan tertimbun dan menghambat
pertumbuhan.
3. Fase stasioner
Fase dimana pertumbuhan mikroorganisme berhenti dan terjadi
keseimbangan antara jumlah sel yang membelah dengan jumlah sel yang
mati.Pada fase ini terjadi akumulasi produk buangan yang toksik.Pada
sebagian besar kasus, pergantian sel terjadi dalam fase ini.Pada fasa ini
terjadi kehilangan sel yang lambat karena kematian diimbangi oleh
pembentukan sel-sel baru melalui pertumbuhan dan pembelahan dengan
nutrisi yang dilepaskan oleh sel-sel yang mati karena mengalami lisis.
4. Fase kematian
Fase dimana jumlah sel yang mati meningkat. Faktor penyebabnya adalah
ketidaktersediaan nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik
(Pratiwi, 2008). Fase pertumbuhan mikroorganisme ditunjukkan pada
Gambar 4.
Gambar 3. Fase Pertumbuhan Mikroorganisme.
15
F. Metode Methylen Blue Active Subtance (MBAS)
Methylen Blue Active Subtance (MBAS) adalah suatu proses pemindahan metilen
biru, suatu zat pewarna kationik, dari larutan kedalam cairan organik yang tidak
saling bercampur. Pemindahan ini dapat terjadi bila terbentuk pasangan ion antara
kation metilen biru dan anion MBAS. Intensitas pembentukan warna biru dalam
fasa organik merupakan ukuran MBAS. Surfaktan anionik baik yang alamiah
maupun sintetik menunjukkan aktivitas metilen biru yang paling baik (Koga et al.,
1999).
Metode MBAS berguna sebagai penentuan kandungan surfaktan anion dari air
dan limbah, tetapi kemungkinan adanya bentuk lain dari MBAS (selain interaksi
antara metilen biru dan surfaktan anion) harus selalu diperhatikan. Metode ini
relatif sangat sederhana dan pasti. Inti dari metode MBAS ini ada 3 secara
berurutan yaitu: ekstraksi metilen biru dengan surfaktan anion dari media larutan
air ke dalam kloroform (CHCl3), kemudian diikuti terpisahnya antara fase air dan
organik, dan pengukuran warna biru dalam CHCl3 dengan menggunakan alat
spektrofotometri pada panjang gelombang 652 nm (Franson, 1992).
G. Spektrofotometer UV-Vis
Dalam penelitian ini, spektrofotometer UV-VIS digunakan untuk mengetahui
konsentrasi SDS dari kurva kalibrasi yang diperoleh. Spektrofotometer adalah alat
yang terdiri atas spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar
dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat
pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi
16
spektrofometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi
tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang
gelombang (Khopkar, 1990).
Spektrometri merupakan metode pengukuran yang didasarkan pada interaksi
radiasi elektromagnetik dengan partikel dan akibat dari interaksi tersebut
menyebabkan energi diserap atau dipancarkan oleh partikel dan dihubungkan pada
konsenterasi analit dalam larutan. Prinsip dasar dari spektrofotometri UV-Vis
adalah ketika molekul mengabsorbsi radiasi UV atau Visible dengan panjang
gelombang tertentu, elektron dalam molekul akan mengalami transisi atau
pengeksitasian dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih
tinggi dan sifatnya karakteristik pada setiap senyawa. Penyerapan dari sumber
radiasi oleh molekul dapat terjadi apabila energi radiasi yang dipancarkan pada
atom analit besarnya tepat sama dengan perbedaan tingkat energi transisi
elektronnya (Rudi dkk., 2004).
H. Isolasi dan Identifikasi Bakteri
Kegiatan isolasi dan identifikasi bakteri merupakan salah satu cara untuk
mendapatkan jenis bakteri yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi.
Isolasi merupakan kegiatan pemisahan mikroorganisme yang akan diuji dari
mikroorganisme lain dengan menggunakan media selektif, sehingga diharapkan
akan diperoleh biakan atau kultur murni. Media selektif adalah media khusus
untuk menumbuhkan mikroorganisme tertentu yang mengandung nutrien-nutrien
yang khusus dimanfaatkan oleh mikroorganisme tertentu yang tumbuh pada
17
media selektif. Isolasi dapat dilakukan dengan cara sebar (spread-plate), tuang
(pour-plate), atau gores (streak-plate) (Cappuccino and Sherman, 2002).
Identifikasi merupakan kegiatan yang dilakukan untuk mengetahui jenis
organisme tertentu dengan tahap pengamatan, pengujian, pencatatan, dan
identifikasi berdasarkan hasil pengujian (Susatyo, 2006).
Identifikasi bakteri :
1. Pengecatan gram
Pengecatan gram merupakan pengecatan diferensial yang digunakan
secara luas dalam bakteriologi. Pengecatan gram memisahkan bakteri ke
dalam dua kelompok, yaitu gram negatif dan gram positif. Larutan yag
digunakan dalam pengecatan gram ialah larutan Hucker’s crystal violet,
larutan Lugol’s iodine, larutan alkohol aseton, dan larutan Safranin.
Keempat larutan tersebut memiliki fungsi masing-masing (Harley and
Prescott, 2002). Hasil akhir dari pengecatan gram ialah bakteri gram
positif bewarna ungu, sedangkan bakteri gram negatif berwarna merah
(Pepper and Gerba, 2004).
2. Morfologi sel
Gerak bakteri pada bakteri yang bersifat motil diakibatkan adanya struktur
atau organ sel bakteri yang berbentuk benang yang disebut flagel.Karena
flagel pada bakteri berfungsi untuk bergerak. Flagel berbentuk panjang dan
ramping, pada umumnya memiliki panjang sekitar 12 nm sampai 30 nm.
Flagel dapat dilihat pada mikroskop cahaya jika ditambahkan substansi
khusus yaitu modran yang merupakan substansi yang dapat mempertajam
18
pengamatan yang berfungsi untuk membesarkan garis lengan flagel,
setelah itu pada sediaan digunakan suatu zat warna sehingga flagel dapat
terlihat (Volk, 1988). Flagel tersusun atas tiga bagian, yaitu pangkal
(basal) adalah bagian yang berhubungan dengan membrane plasma.
“Hook” yang pendek dan filamen yang berbentuk seperti benang,
panjangnya sampai beberapa kali melebihi panjang tubuhnya (Taringan,
1988).
Kemampuan suatu mikroorganisme untuk bergerak sendiri disebut motilitas (daya
gerak). Hampir semua sel bakteri spiral dan sebagian dari sel bakteri ini bersifat
motil, sedangkan bakteri yang berbentuk kokus bersifat tidak bergerak (immotil)
(Volk, 1988). Mikroorganisme adalah sumber yang potensial sebagai bahan baku
untuk produksi enzim, karena sifatnya yang dapat dihasilkan dalam waktu yang
cukup pendek dengan media yang cukup murah, kondisi reaksi seperti pH dan
temperatur mudah diatur, dan peningkatan produksi enzim yang dapat
dikondisikan dengan penambahan induser tertentu (Wang et al., 1979).
19
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Agustus 2017-Januari 2018 di
Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Analisis metode Methylen Blue Active
Subtance (MBAS) telah dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis
Cary Win UV 32 di Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas, spektrofotometri
UV-Vis Cary Win UV 32, kompor gas, neraca digital, shaker incubator, autoclave
(model S-90N), laminar air flow (CURMA model 9005-FL), inkubator, corong
pisah, pipet mikro, pembakar spritus, mikroskop cahaya, kaca preparat, kasa,
kapas, rak tabung, batang L, dan jarum ose.
Sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah pepton, yeast extract, agar, NaCl,
Sodium dodecyl Sulfate (SDS), CHCl3, metilen biru, akuades, kristal violet, larutan
20
iodin, safranin, alkohol, sampel tanah terkontaminasi detergen dan dua produk
komersil bioaktivator yaitu EM4 (khusus pengolahan limbah) dan Starbio plus.
C. Prosedur Penelitian
1. Tahap Persiapan
a. Persiapan Alat
Seluruh alat gelas dan rak tabung yang digunakan dicuci, dikeringkan, dan
dibungkus menggunakan kertas lalu disterilisasi menggunakan autoclave
selama 15 menit dengan suhu 121º C dan tekanan 1 atm. Sterilisasi ini
bertujuan untuk menghilangkan mikroba yang tidak diinginkan dari alat-
alat yang digunakan.
b. Pembuatan Medium Isolasi Cair
Isolasi dilakukan menggunakan medium cair SDS-¼ Luria Bertani (LB)
dengan metode enrichment. Medium ini disiapkan dengan cara
menimbang 0,25 g pepton, 0,125 g yeast extract, dan 0,25 g NaCl,
kemudian dimasukan ke dalam erlenmeyer ditambahkan akuades sebanyak
98 mLdan 2 mL SDS 20 ppm, lalu dihomogenkan. Kemudian disterilisasi
menggunakan autoclave selama 15 menit pada suhu 121º C dan tekanan 1
atm. Erlenmeyer yang berisi medium tersebut diletakan ke Laminar Air
Flow pada suhu kamar. Penambahan SDS pada prosedur ini berfungsi
sebagai kebutuhan sebagian sumber karbon pada bakteri yang akan
diisolasi (Dhouib et al., 2003).
21
c. Pembuatan Medium Isolasi Padat
Isolasi mikroba dilakukan dengan menggunakan medium padat SDS-¼
Luria Bertani (LB). Medium ini disiapkan dengan cara menimbang 0,25 g
pepton, 0,125 g yeast extract, 0,25 g NaCl, dan 1,5 g agar, kemudian
dimasukan ke dalam erlenmeyer ditambahkan akuades sebanyak 98 mL
dan 2 mL SDS 20 ppm, lalu dihomogenkan. Medium yang telah homogen
dituangkan kedalam beberapa tabung reaksi dengan volume masing-
masing tabung 5-7 mL,kemudian disterilisasi menggunakan autoclave
selama 15 menit pada suhu 121º C dan tekanan 1 atm. Lalu tabung reaksi
yang berisi medium tersebut dimiringkan dan dibiarkan memadat pada
suhu kamar.
Untuk pembuatan medium SDS-¼ LB pada cawan petri, komposisi
medium sama hanya saja penuangan medium ke dalam cawan petri
dilakukan setelah medium dan cawan petri disterilasi masing-masing.
Penuangan dilakukan di dalam laminar air flow untuk menghindari
kontaminasi.
d. Pembuatan Kurva Standar SDS Dengan Metode MBAS
Larutan standar SDS dibuat dengan rentang konsentrasi 0,5-2,5 ppm.
Sebanyak 100µL larutan standar SDS dengan masing-masing konsentrasi
(0,5; 1,0; 1,5; 2,0; dan 2,5 ppm) dimasukkan ke dalam corong pisah 100
mL yang mengandung 9,9 mL akuades, 2,5 mL larutan metilen biru dan 1
mL kloroform. Corong pisah dikocok selama 15 detik dan dibiarkan
hingga terbentuk dua fasa, fasa bagian atas adalah air dan fasa bagian
22
bawah adalah kloroform. Fasa kloroform dipisahkan ke corong pisah
kedua. Fasa air diekstraksi kembali sebanyak tiga kali menggunakan 1 mL
kloroform pada masing-masing proses. Semua ekstraksi kloroform
digabungkan ke corong pisah kedua. Kemudian ditambahkan 5 mL
larutan pencuci. Corong pisah kedua kemudian dikocok selama 15 detik,
lalu dibiarkan hingga terbentuk dua fasa. Fasa kloroform dipindahkan ke
dalam labu ukur 10 mL. Fasa air hasil pengerjaan diekstraksi kembali
sebanyak dua kali dengan menggunakan 1 mL kloroform. Semua ekstrak
kloroform digabungkan ke dalam labu ukur sebelumnya dan tambahkan
kloroform hingga tanda batas. Kemudian diukur absorbansinya
menggunakan Spektrofotometer UV-Vis dengan panjang gelombang 652
nm (Shukor et al., 2008). Selanjutnya, absorbansi masing-masing larutan
diplotkan terhadap konsentrasi sehingga diperoleh nilai slope, intercept,
dan R2.
2. Isolasi dan Skrining Mikroba Pendegradasi SDS
Sampel yang digunakan berupa tanah diambil dari saluran pembuangan
limbah cair rumah tangga yang terkontaminasi detergen dari Kota Bandar
Lampung. Sampel diambil menggunakan sendok dan dimasukan ke dalam
plastik kedap udara. Pengambilan sampel dilakukan pada 2 titik yang
berbeda. Sampel lain yang digunakan yaitu bioaktivator lingkungan EM4
(effective microorganisme 4) dan Starbio.
23
Untuk menghindari kontaminasi, isolasi dilakukan di dalam Laminar Air
Flow. Isolasi dengan metode enrichment dilakukan dengan cara menimbang 1
g sampel disuspensikan ke dalam 10 mL larutan salin (0,85% NaCl)
kemudian dihomogenkan dan didiamkan sampai sampel mengendap.Setelah
sampel mengendap, suspensi sampel diambil sebanyak 1 mL kemudian
dimasukan ke dalam 20 mL medium cair dan di-shaker selama 48 jam dengan
kecepatan putaran 150 rpm. Sampel bioaktivator di aktivasi terlebih dahulu
sebelum digunakan. Sampel diaktivasi dengan molase selama 24 jam.
Pemindahan suspensi ke dalam medium baru dilakukan di dalam laminar air
flow untuk menghindari kontaminasi. Setiap interval waktu 48 jam dilakukan
transfer kultur ke medium baru dengan cara memasukkan 500 µL medium
kultur mikroba ke dalam 20 mL medium baru dan diinkubasi kembali selama
48 jam pada shaker inkubator dengan kecepatan putaran 150 rpm pada suhu
ruang dengan pH 7,25. Transfer kultur dilakukan secara berkala hingga
diperoleh medium kultur yang menunjukkan perubahan turbiditas paling
signifikan. Kemudian medium kultur cair dilakukan penanaman ke medium
padat cawan petri.
Tahap awal penanaman ke medium padat cawan petri dilakukan dengan cara
mengambil sebanyak 100 µL dituangkan pada medium padat cawan petri
dengan metode Spread Plate dan diratakan dengan menggunakan batang L
kemudian diinkubasi selama 24 jam. Koloni mikroba yang tumbuh
selanjutnya dipindahkan ke medium padat baru dalam cawan petri
menggunakan metode Streak Plate dan diinkubasi selama 24 jam.Koloni
24
tunggal yang tumbuh selanjutnya dipindahkan ke medium agar miring dalam
tabung reaksi dengan metode zig-zag sebagai medium penyimpanan.
3. Uji Biodegradabilitas Mikroba Pendegradasi SDS
Mikroba terpilih yang disimpan di dalam medium agar miring dilakukan uji
biodegradabilitas dengan tahap awal yaitu, sebanyak dua ose dari medium
tersebut dimasukkan dalam medium starter dengan komposisi medium sama
seperti medium isolasi cair, diinkubasi selama 24 jam. Lalu dipindahkan ke
medium kultur baru dan diinkubasi kembali selama 72 jam. Disampling
dengan kurval waktu 12 jam. Hasil sampling dilakukan untuk penentuan
kurva pertumbuhan bakteri dan uji biodegradabilitas mikroba pendegradasi
SDS.
a. Penentuan Kurva Pertumbuhan Sel
Penentuan pertumbuhan sel bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan sel
bakteri. Sebanyak 0,3 mL kultur dan 2,7 mL akuades di masukkan ke
dalam tabung reaksi, lalu diukur serapannya menggunakan
Spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 600 nm.
b. Uji Biodegradabilitas SDS Dengan Metode MBAS
Uji biodegradabilitas SDS bertujuan untuk memantau besarnya penurunan
atau degradasi SDS dalam kultur atau biakan. Konsentrasi residu SDS
ditentukan dengan mengukur intensitas metilen biru dalam proses ekstraksi
kloroform (Hayashi, 1975). Analisis ini dilakukan dengan secara periodik
dari kultur mikroba yang disiapkan seperti tersebut di atas. Sebanyak 100
25
µL medium kultur mikroba dimasukkan kedalam corong pisah 100 mL
yang mengandung 9,9 mL akuades, 2,5 mL larutan metilen biru dan 1 mL
kloroform. Corong pisah dikocok selama 15 detik dan dibiarkan hingga
terbentuk dua fasa, fasa bagian atas adalah air dan fasa bagian bawah
adalah kloroform. Fasa kloroform dipisahkan ke corong pisah kedua. Fasa
air diekstraksi kembali sebanyak tiga kali menggunakan 1 mL kloroform
pada masing-masing proses. Semua ekstraksi kloroform digabungkan ke
corong pisah kedua. Kemudian ditambahkan 5 mL larutan pencuci.
Corong pisah kedua kemudian dikocok selama 15 detik, lalu dibiarkan
hingga terbentuk dua fasa. Fasa kloroform dipindahkan kedalam labu ukur
10 mL. Fasa air hasil pengerjaan diekstraksi kembali sebanyak dua kali
dengan menggunakan 1 mL kloroform. Semua ekstrak kloroform
digabungkan kedalam labu ukur sebelumnya dan tambahkan kloroform
hingga tanda batas. Kemudian diukur absorbansinya menggunakan
Spektrofotometer UV-Vis dengan panjang gelombang 652 nm (Shukor et
al., 2008).
4. Karakterisasi Bakteri Pendegrasi SDS
Identifikasi mikroba pendegradasi detergen dilakukan menurut Metode
Bergey’s Manual Systematic Bacteriology (1923). Pada penelitian ini
dilakukan pengujian morfologi bakteri, yaitu pewarnaan gram dan uji
motilitas.
a. Pewarnaan Gram
Pewarnaan gram dilakukan untuk mengetahui bentuk dan struktur dinding
sel dari bakteri. Secara aseptis, 1 ose bakteri di letakkan pada kaca preparat
26
yang telah dibersihkan dengan alkohol, diratakan hingga membentuk
lapisan tipis. Setelah kering, difiksasi dengan melewatkan kaca preparat di
atas nyala api spritus, kemudian ditetesi dengan larutan kristal violet,
setelah itu dicuci dengan air mengalir, kemudian diteteskan larutan iodin,
setelah beberapa saat dibilas kembali menggunakan air mengalir, dicuci
lagi menggunakan alkohol. Setelah kering, ditambahkan beberapa tetes
larutan safranin, dan didiamkan selama 1 menit, dibilas dengan air
mengalir dan dikeringkan. Kemudian dilakukan pengamatan menggunakan
mikroskop. Identifikasi dilakukan dalam keadaan aseptis. Dari hasil
pewarnaan gram dapat diketahui bentuk serta struktur dinding sel bakteri
metabolit sekunder yang diperoleh.Bakteri gram positif menunjukkan
warna violet, sedangkan bakteri gram negatif berwarna merah.
b. Uji Motilitas
Uji motilitas dilakukan dengan cara menusukkan 1 ose bakteri kedalam
agar tegak, kemudian diinkubasi selama 24 jam. Dari hasil uji dapat
diketahui apakah bakteri bergerak atau tidak.Uji positif bila disekitar
daerah tusukan terbentuk serat-serat halus, yang menunjukkan bahwa
bakteri tersebut motil.
27
D. Diagram Alir Prosedur Penelitian
Proses diagram alir prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 9 berikut ini:
Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Penelitian.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini maka dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Empat isolat bakteri yaitu SB-2-1 (bewarna putih, bentuk batang), SB-3-1
(bewarna merah jambu, bentuk bulat), SB-3-2 (bewarna putih kekuningan
bentuk bulat), dan SB-3-3 (bewarna putih susu, bentuk batang) mampu
mendegradasi SDS.
2. Pertumbuhan optimum keempat isolat tersebut dicapai pada inkubasi jam ke-
24 oleh isolat SB-3-1, SB-3-2, dan SB-3-3, sedangkan pada jam ke-36 oleh
isolat SB-2-1.
3. Kemampuan mendegradasi SDS oleh keempat isolat tersebut berturut-turut
adalah sebagai berikut : 89,0%, 87,2% , 88,1%, dan 89,2% dalam waktu 72
jam. Isolat SB-2-1 dan SB-3-3 mendegradasi SDS paling baik (89%),
dibandingkan kemampuan rata-rata keempat isolat tersebut (88,3%).
49
B. Saran
Berdasarkan hasilpenelitian yang diperoleh, maka untuk penelitian selanjutnya
disarankan sebagai berikut :
1. Proses biodegradasi berlangsung lebih optimal jika dilakukan oleh
konsorsium mikroorganisme, maka dari itu isolasi mikroorganisme dari strain
yang berbeda perlu dilakukan untuk mengoptimalkan biodegradasi SDS,
2. Perlu dilakukan karakterisasi bakteri lebih lengkap untuk mengetahui jenis
bakteri yang diperoleh pada penelitian yang dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Abboud, M.M., Khleifat K.M., Batarseh, M., Tarawneh, K.MA., Al-Mustafa. A.,
and Al-Madadhah, M. 2007. Different optimization conditions required for
enhancing the biodegration of linear alkyl benzosulfonate and sodium
dodecyl sulfate surfactants by novel consortium of Acinetobacter
calcoaceticus and Pantoea agglomerans. Enzym Microb Tech. 41: 432-439.
Achmad, R. 2004. Kimia Lingkungan, Edisi kesatu. Andi. Yogyakarta.
Bergey, D. H, Harrison, F.C., Breed, R.S., Hammer, B.,W and Huntoon, F.M.
1923. Bargey’s Manual Of Determinative Bacteriology, 1st ed. The William
and Wilkins Co. Springer Verlag. New York.
Cappucino, J. G. and N. Sherman. 2002. Microbiogy A Laboratory Manual 6th
Ed.
The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., Menlo. 491 halaman.
Cramer, M. L. 2010. Laundry Detergents and Pollution. Appl. Environ Microbiol.
http://www.ehow.com/about_6163345_laundry-detergents-pollution.html.
Diakses pada tanggal 19 Agustus 2017 pada pukul 11.00 WIB.
Chaturvedi, V. and A. Kumar. 2010. Isolation Of Sodium Dodecyl Sulfate
Degrading Strains From Detergent Polluted Pond Situated In Varanasi
City, India. J.Cell Mol. Biol., 8: 103-111
Connel, D. W. and G. J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. UI-
Press. Jakarta.
Dhouib A., N. Hamad, I. Hassairi, and S. Sayadi. 2003. Degradation Of Anionic
Surfactants By Citrobacter Braakii. Process Biochem 38: 1245-1250.
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan
Lingkungan Perairan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.
Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Penerbit Kanisius. Jakarta.
Franson, M. H. 1992. Standard Methods for the examination of Water and
Wastewater. Academic Press. London. 5: 33-41.
51
Halmi, M.I.E., W.S.W. Husin, A. Aqlima, M.A Syed, L. Ruberto, W.P
MacCormack, and M.Y Shukor. 2013. Characterization Of A Sodium
Dodecyl Sulphate-Degrading Pseudomonas Sp. Strain DRY15 From
Antarctic Soil. Department of biochemistry, faculty of biotechnology an
biomolecular sciences. University Putra Malaysia. Malaysia.
Hidayat, N., M. C. Padaga, dan S. Suhartini. 2006. Mikrobiologi Industri. Andi.
Yogyakarta.
Hayashi, K. 1975. A Rapid Determination 16. Of Sodium Dodecyl Sulphate With
Methylene Blue. Anal Biochem. 67:503-506.
Ilyina, A., S. M. I. Castillo, S. J. A. Villarreal, E. G. Ramirez, and R. J.Candelas.
2003. Isolation Of Soil Bacteria For Bioremediaton Of Hydrocarbon
Contamination. Vestnik Moskovskovo Universiteta Bulletin of Moskow
University Seria (series) 2. Moskow. 44(1): 88-91.
Kementerian Negara Lingkungan Hidup. 2003. Penetapan Status Mutu Air.
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 115 Tahun 2003. Jakarta.
Kementerian Negara Lingkungan Hidup. 2009. Perlindungan dan Pengelolaan
Lingkungan Hidup. Undang-undang Nomor 32 Tahun 2009. Jakarta.
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerjemah A. Saptoraharjo.
Cetakan Pertama. Penerbit Universitas Indonesia.Jakarta.
HalamanKesehatan Republik Indonesia. Jakarta. Hal. 26-217.
Krismiyati, I. 2009. Adsorpsi Alkil Benzena Sulfonat (ABS) pada Air Limbah
Rumah Tangga menggunakan Tanah Diatomea teraktivasi.Tugas Akhir II.
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang. Semarang. Halaman
22.
Koga, M., Y. Yamamichi, Y. Nomoto, M. Irie, T. Tanimura, and T. Yoshinaga.
1999. Rapid Determination Of Anionic Surfactants By Improved
Spectrophotometric Method Using Methylene Blue. Anal Sci;15:563–568.
doi: 10.2116/analsci.15.563.
Metcalf, R. and I.Eddy. 1993. Wastewater Engineering Treatment Disposal
Reuse. McGraw-Hill Comp. New York.
52
Miranti, A., A. 2016. Biodegradabilitas Bakteri Isolat Lokal Pendegradasi Linear
Alkilbenzen Sulfonat (LAS). Tugas Akhir. Jurusan Kimia FMIPA.
Universitas Lampung. Lampung. Halaman 35.
Myers, D. 1999. Surfaces, Ilnterfaces And Colloids: Principles And Applications,
Second Edition. John Wiley and Sons, Inc. New York. 495 halaman.
Pepper, I, L., and C, P, Gerba. 2004. Environmental Microbiology : A Laboratory
Manual 2nd
Edition. Elsevier Academy Press. USA.
Platika, W. 2011. Pencemaran Limbah Detergen. http://platika-
vet.blogspot.co.id/2011/06/pencemaran-limbah-detergent.html. Diakses
pada tanggal 19 Agustus 2017 pada pukul 10.00 WIB.
Pratiwi, S. T. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Erlangga. Jakarta.
Razieh S., R.K. Kermanshahi, S. Gharavi, Z.M. Nejad, and F. Borzooee. 2013.
Screening Of SDS-Degrading Bacteria From Carwash And Study Of The
Alkylsulfatase Enzyme Activity. Department of biology, faculty of basic
sciences, alzahra university, Tehran, Iran. 5: 153-158
Roig M.G., M.A. Pedraz, J.M. Sanchez, J. Huska, and D. Tóth. 1998. Sorption
Isotherms and Kinetics In The Primary Biodegradation Of Anionic
Surfactants By Immobilized Bacteria: II. Comamonas Terrigena N3H.J.
Mol. Catal -B Enzymatic 4: 271-281.
Rudi, L., W. Suratno, dan J. Paundanan. 2004. Perbandingan Penentuan
Surfaktan Anionik Dengan Spektrofotometer UV-ST Menggunakan
Pengompleks Malasit hijau Dan Metilen biru. Jurnal Kimia
Lingkungan. Vol. 6 No. 1. Universitas Airlangga. Surabaya.
Said, N. I. 1999.Study On Biological Degradation Of Anionic Detergent For
Drinking Water Treatment Process (Master Degree). Department of
Enviromental And Sanitary Engineering Of Kyoto University. Japan.
Salager, J. L. 2002. Surfactants Types and Uses. Penerbit De Los Andes
University. Venezuela.
Sawyer, C. N., P. L. McCarthy, and G. F. Parkin. 1967. Chemistry for the
Environmental Engineering and Science. McGraw-Hill Company.
Singapore.
53
Schulz S., W. Dong, U. Groth, and A.M. Cook. 2000. Enantiomeric Degradation
Of2-(4-Sulfophenyl) Butyrate Via 4-Sulfocatechol In Delftia Acidovorans
SPB1.Appl Environ Microbiol 66: 1905-1910.
Scott, M. J., And M. N. Jones. 2000. Review Biodegradation Of Surfactant In The
Environment.Biochemica Et Biophysica Acta. 235-251.
Shukor M.Y., W.S. Husin, M.F. Rahman,N.A. Shamaan, and M.A. Syed. 2008.
Isolation and characterization of an SDSdegrading Klebsiella oxytoca.
J Environ Biol. 30:129-134.
Sudiana, I., M. 2003. Karakterisrik Biodegradasi Alkil Sulfonat Linier Oleh
Pseudoonas Aeruginosa. Research Center Of Biology. The Indonesian
Institute Of Sciences.
Susatyo, I. D. 2006. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Gelatinolitik Asal Tambak
Daerah Gresik dan Lamongan. Skripsi. Program Studi S1 Budidaya
Perairan. Universitas Airlangga. Surabaya. Hal. 6-7.
Tarigan, J.1988. Pengantar Mikrobiologi. Depdikbud. Jakarta.
Veenstra. 1995. Wastewater Treatment. IHE Delf.
Vidali. 2001. Bioremediation : An Overview Pure Aplication Chemistry. Hal.
1163-1172.
Volk, S. A., dan F. W. Margargareth.1988. Mikrobiologi Dasar. Erlangga.
Jakarta.
Wang, D. I. C., C. L. Cooney, A. L. Demain, P. Dunnil, A. E. Hunphrey, and M.
D. Lilly. 1979. Fermentation and Enzyme Technology. A Wiley-
Interscience Publication. New York.
Winarno, F.G. 1986. Enzim Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama.
Jakarta. 155 halaman.
Wirahadikusumah, M. 1997. Biokimia: Protein, Enzim dan Asam Nukleat. ITB-
Press. Bandung. 91 hlm
Ying, G.G. 2006. Fate, Behavior And Effect Of Surfactants And Their
Degradation Product In Environment. Enviroment international. 32: 417-
431.