Judul : OPTIMASI PRODUKSI SELULASE BAKTERI DARI … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA ... Untuk Asti, mbak Esti, Citra, Dwi Rahmawati,

i

i

OPTIMASI WAKTU, pH DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE

DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh:

Sri Winarseh

NIM. M0408117

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri

dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar

kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, 29 Juli 2013

Sri Winarseh

NIM. M0408117


commit to user

iv

OPTIMASI WAKTU, pH DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE

DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Sri Winarseh

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

ABSTRAK

Selulosa merupakan polisakarida yang merupakan substrat potensial dalam

industri fermentasi. Hidrolisis selulosa menghasilkan glukosa dapat dilakukan

secara enzimatik menggunakan selulase. Selulase merupakan enzim yang dapat

menghidrolisis ikatan ß-1,4 pada selulosa. Pada penelitian sebelumnya diketahui

bahwa bakteri dari saluran pencernaan Attacus atlas L. memiliki kemampuan

selulolitik sehingga berpotensi sebagai penghasil selulase. Tujuan dari penelitian

ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum meliputi pH, suhu, dan waktu

inkubasi untuk produksi enzim selulase oleh bakteri dari saluran pencernaan A.

atlas.

Penelitian ini menggunakan 37 isolat bakteri dari saluran pencernaan A.

atlas. Skrining bakteri selulolitik dilakukan berdasarkan pembentukan zona jernih

pada media yang mengandung CMC 1% dan produksi gula reduksi. Optimasi

waktu inkubasi, pH, dan suhu untuk produksi selulase menggunakan media

minimal CMC.

Berdasarkan hasil skrining diperoleh isolat bakteri um3-m/12-2009 yang

memiliki potensi selulolitik tertinggi. Produksi selulase pada kondisi optimum

yaitu suhu 50oC, pH 6 dan waktu inkubasi 12 jam. Dalam kondisi optimum ini

aktivitas selulase yang diperoleh sebesar 0,02395 U/ml.

Kata kunci : selulosa, selulase, Attacus atlas, produksi selulase.


commit to user

v

OPTIMIZATION OF TIME, pH AND TEMPERATURE FOR

CELLULASE PRODUCTION FROM DIGESTIVE TRACT OF Attacus

atlas L.

Sri Winarseh

Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,

University of March, Surakarta.

ABSTRACT

Cellulose is a polysaccharide which is potential as a substrate in the

fermentation industry. Hydrolysis of cellulose produced glucose which can be

done enzymatic by cellulase. Cellulase is an enzyme that can hydrolyze the ß-1, 4

bonds on cellulose. In a previous study had known that bacteria from the digestive

tract of Attacus atlas L. have cellulolytic ability as a producer of cellulase. This

research was aimed to determine the optimum conditions pH, temperature, and

incubation time for cellulase production by bacteria from the digestive tract of A.

atlas.

This research used 37 isolates of bacteria from the gastrointestinal tract of

A. atlas. Screening of cellulolytic bacteria carried by a clear zones on media

containing 1% of CMC and production of sugar. Optimization of incubation time,

pH, and temperature for cellulase production were using minimal media CMC.

Based on the screening, bacteria isolat um3-m/12-2009 which have

highest cellulolytic potency. Cellulase production at the optimum temperature

conditions of 50°C, pH 6 and 12 hours of incubation time. In this optimum

condition was obtained 0,02395 U/ml of cellulase activity.

Keywords: cellulose, cellulase, Attacus atlas, cellulase production.


commit to user

vi

MOTTO

”Seseorang akan mengerti seberapa kuat dirinya ketika menjadi kuat adalah

satu-satunya pilihan”

(Hitam Putih)

”Sebenarnya kita tidak dirancang untuk menyelesaikan persoalan sendiri, tetapi

untuk meminta dan dekat denganNya sehingga dibimbing untuk mendapatkan

solusi terbaik”

(aa’ Gym)

”Jangan pernah menyerah karena ketika engkau menyerah, engkau tidak akan

pernah tahu jika pintu kesuksesan tinggal selangkah lagi”

(Anonim)


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

Allah yang telah memberikan Hidayah yang luar biasa

Ibuku, wanita super yang tak pernah letih mendukung

dan menyemangatiku

Almarhum bapak, terima kasih atas semua

pengorbanannya

Mas dan mbakku serta keponakanku terima kasih atas

dukungan dan doanya

Ibu Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech dan ibu Dr. Artini

Pangastuti, M.Si atas dukungan dan nasihat yang

berharga

Seluruh sahabat seperjuanganku Biologi 08 dan

Almamaterku tercinta


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang

telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya yang tak terhingga. Shalawat

serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW,

sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang

berjudul: “Optimasi Waktu, pH Dan Suhu Untuk Produksi Selulase Dari Bakteri

Saluran Pencernaan Attacus atlas L.”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu

syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini, penulis

menyadari banyak menemui hambatan dan masalah. Namun atas masukan,

bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat

sehingga skripsi ini dapat selesai. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph. D. selaku Dekan

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas

Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan

skripsi.

2. Dr. Agung Budihardjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret

Surakarta serta sebagai penelaah II yang telah memberikan ijin, bimbingan

dan masukan kepada penulis.

3. Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech. selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, masukan serta dukungan dan motivasi selama

penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi.

4. Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya

penyusunan skripsi.

5. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah

memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis.


commit to user

ix

6. Ari Pitoyo, S.Si, M.Sc selaku dosen penelaah II yang telah memberikan

bimbingan dan masukan kepada penulis.

7. Kepala dan staf Laboratorium Biologi, Universitas Sebelas Maret

Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan

penelitian di laboratorium.

8. Keluargaku tersayang (Ibu dan kakak-kakakku) atas doa, dukungan, dan

kasih sayangnya.

9. Keluarga Biologi 2008 untuk kebersamaan, semangat, inspirasi dan kerja

samanya, semoga silaturahmi kita selalu terjaga

10. Untuk Asti, mbak Esti, Citra, Dwi Rahmawati, Wulan, Endah, Putri, dan

Lida terima kasih atas doa, bantuan dan semangat, yang telah diberikan

11. Mbak Atik, Mas Adnan, Mbak Nina terima kasih bantuan dan

dukungannya selama di Laboratorium serta semua pihak yang tidak dapat

disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya.

Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan

penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan

sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-

pihak yang terkait.

Surakarta, Juli 2013

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................... iv

ABSTRACT .................................................................................................. v

HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii

KATA PENGANTAR ................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah ............................................................... 1

B. Perumusan Masalah ...................................................................... 3

C. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3

D. Manfaat Penelitian ....................................................................... 3

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................... 4

A. Tinjauan Pustaka .......................................................................... 4

1. Selulosa .................................................................................. 4

2. Selulase .................................................................................. 6

3. Sumber Selulase .................................................................... 7

4. Produksi selulase .................................................................... 9

a. Substrat ............................................................................ 9

b. Tingkat Keasaman (pH) ................................................... 10

c. Suhu .................................................................................. 11

d. Waktu Inkubasi ................................................................ 12

B. Kerangka Pemikiran .................................................................. 14

C. Hipotesis ...................................................................................... 15


commit to user

xi

BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 16

A. Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................... 16

B. Alat dan Bahan ............................................................................ 16

1. Alat ........................................................................................ 16

2. Bahan .................................................................................... 17

C. Cara Kerja ..................................................................................... 18

1. Permajaan Isolat ..................................................................... 18

2. Pemilihan Isolat ..................................................................... 18

3. Optimasi Produksi Selulase.................................................... 20

4. Pengkuran Kadar Gula Reduksi ............................................. 21

3. Pengukuran Aktivitas Selulase ............................................... 22

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 25

A. Pemilihan Isolat ............................................................................ 25

B. Optimasi Produksi Selulase .......................................................... 29

1. Optimasi Suhu ................................................................... 29

2. Optimasi pH ........................................................................ 32

3. Optimasi Waktu Inkubasi ................................................... 33

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 37

A. Kesimpulan .................................................................................. 37

B. Saran ............................................................................................. 37

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 38

LAMPIRAN ................................................................................................. 43

RIWAYAT HIDUP PENULIS ..................................................................... 46


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Hasil isolat bakteri berdasarkan penelitian Fiatun dan Rianita

(2010 ……………………………………………………………

17

Tabel 2. Pemilihan isolat berdasarkan uji kemampuan hidrolisis

selulosa…………………………………………………………

26

Tabel 3. Hasil pemilihan isolat berdasarkan produksi gula reduksi,

inkubasi pada suhu 37oC dengan pH awal media 7 selama 24

jam……………………………………………………………….

28

Tabel 4. Pengaruh pH pada produksi selulase oleh isolat bakteri um3-

m/12-2000 pada suhu 50oC, dengan substrat CMC selama 24

jam……………………………………………………………….

33


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur Selulosa ………………………………………………. 4

Gambar 2. Mekanisme hidrolisis selulosa ………………………………… 6

Gambar 3. Kerangka Pemikiran …………………………………………… 15

Gambar 4. Zona bening isolat TSA-6.A/TTS-B pada media CMC selama 24

jam ………………………………………………………………..

25

Gambar 5. Reaksi reduksi pada asam 3,5 dinitrosalisilat….......................... 28

Gambar 6. OD bakteri pada produksi selulase yang dilakukan pada pH awal

media 7 selama 24 jam …………………………...........................

30

Gambar 7. Produksi selulase oleh isolat bakteri um3-m/12-2009 dengan

substrat CMC pada pH awal 7 selama 24 jam dengan suhu 30, 37,

40, 50, dan 60oC.…………………………………………………

31

Gambar 8. Penentuan waktu inkubasi pada produksi selulase oleh isolat

bakteri um3-m/12-2009 pada suhu 50oC, pH 6 dengan substrat

CMC .……………………………………………………………...

34


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Kurva Standar Gula Reduksi………………………………. 42

Lampiran 2. Hasil Optimasi Suhu dan Waktu Inkubasi…………............. 43

Lampiran 3. Zona Bening di sekitar koloni isolat bakteri dari saluran

pencernaan A. atlas …………………………………................

44


commit to user

Documents

Judul : OPTIMASI PRODUKSI SELULASE BAKTERI DARI … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA ... Untuk Asti, mbak Esti, Citra, Dwi Rahmawati,