Upload
dinhnhu
View
232
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Korelasi Waktu Pemaparan dan Bioakumulasi HgCl2 pada Bacillus S1 dan Uji Potensi Biodegradasi Limbah Organik
Oleh : Wahyu Dewi Iftita (1509100707) Dosen Pembimbing : Dr. rer. nat. Ir. Maya Shovitri, M. Si Dr. Enny Zulaika, Mp
Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
Latar Belakang
Bakteri yang mampu mereduksi Hg menjadi
lebih tidak toksik
Bacillus megaterium
•Pereduksi HgCl2 sampai 98%
• Menghasilkan enzim hidrolisis (amilase, protease, selulase, lipase)
Biodegradasi Limbah Organik
Bacillus S1 = BRM
Optimal untuk dikembangkan
BRM
Permasalahan • Apakah Bacillus S1 mampu mengakumulasi merkuri (HgCl2)? • Apakah terdapat korelasi antara waktu pemaparan HgCl2 dengan
bioakumulai Hg2+ menjadi Hg0? • Apakah Bacillus S1 mampu menghasilkan enzim amilase, protease,
selulase, dan lipase?
Batasan Masalah • Isolat yang digunakan adalah Bacillus S1 koleksi laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi, Jurusan Biologi FMIPA-ITS • Konsentrasi HgCl2 yang digunakan adalah 2,5 mg/L
Tujuan • Menghitung kemampuan Bacillus S1 mengakumulasi HgCl2 dengan waktu
pemaparan 6-36 jam • Membuktikan adanya korelasi antara waktu pemaparan HgCl2 dengan
bioakumulasi Hg2+ • Membuktikan kemampuan Basillus S1 menghasilkan enzim amilase, lipase,
protease, dam selulase
Manfaat Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah mendapatkan potensi yang unggul dari Bacillus S1 yang diaplikasikan dalam berbagai bidang, meliputi bioremediasi dan bidegradasi limbah organik.
Metodologi
Juni - Desember 2013 di Lab. Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi FMIPA-ITS. Analisis bioakumulasi logam merkuri dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Konsultasi Industri, Balai Penelitian dan Konsultasi Industri Surabaya.
Waktu dan Tempat
1. Isolat Uji Isolat yang digunakan adalah Bacillus S1 koleksi Laboratorium Mikrobiologi dan
Bioteknologi Jurusan Biologi FMIPA-ITS yang resisten merkuri
Alat, Bahan dan Cara Kerja
1. Uji Enzimatis Bacillus S1 Uji enzimatis meliputi enzim amilase, protease, selulase
dan lipase
Isolate Bacillus dikultur pada
medium spesifik
Diinkubasi 24-48 jam suhu 37oC
Diamati zona bening yang terbentuk di
sekitar koloni
•Amilase : Medium NA dg Amilum 0,5 % inkubasi diteteskan grams iodin pengukuran
•Protease : Medium NA dg susu skim 2% inkubasi pengukuran •Selulase : Medium CMC inkubasi dicuci larutan merah kongo
dibilas NaCl pengukuran •Lipase : medium Tween 80 inkubasi perubahan warna medium
pengukuran
2. Pembuatan Kurva Pertumbuhan untuk Starter
Isolat Bacillus umur 24 jam pada medium
NA-HgCl2 10 mg/L
NB 20 ml, inkubasi di atas rotary shaker 100 rpm suhu
ruang 24 jam
5 ml
Diinokulasi ke medium NB 45 ml, inkubasi di atas rotary
shaker 100 rpm suhu ruang 24 jam
1 ml Diencerkan di aquades 9 ml
Diukur nilai OD pd λ 600 nm. Dilakukan 0-24 jam dg
selang waktu 1 jam kurva
1 ose
µ
10 ml
Diinokulasi ke medium NB 90 ml, inkubasi di atas rotary
shaker 100 rpm suhu ruang 24 jam
25 ml
Diinokulasi ke medium NB 225 ml, inkubasi di atas rotary
shaker 100 rpm suhu ruang
3. Uji Bioakumulasi Hg
Setelah didapatkan umur starter (µ)
Medium NB 18 ml, inkubasi di atas rotary shaker 100 rpm suhu
ruang slm 24 jam
2 ml isolat Bacillus
2 ml
Medium NB 18 ml, inkubasi di atas rotary shaker 100 rpm suhu ruang hingga µ jam
Pengukuran bioakumulasi Hg dilakukan setelah inkubasi jam ke-6, ke-12, ke-18, ke-24, ke-30 dan ke-36
HgCl2 2,5 mg/L
6 jam
12 jam
18 jam
24 jam
30 jam
Diambil 10 ml
4000 rpm, 20 menit
Filtrat diambil dan dimasukkan tabung
reaksi
Ditambah 3 tetes HNO3
dipanaskan ≤ 80oC ± 30
menit
36 jam
Continue….
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)
• Jumlah logam Hg yg diakumulasi • Pengukuran Efisiensi Bioakumulasi
• Ca = Konsentrasi logam Hg yang diakumulasi sel Bacillus S1
• Co = Konsentrasi awal logam Hg (tanpa inokulum Bacillus S1)
• Cb = Konsentrasi akhir logam Hg setelah waktu perlakuan
• R = Efisiensi bioakumulasi genera Bacillus S1
• Co = Konsentrasi akhir logam Hg dalam media kontrol tanpa inokulum Bacillus S1
• Cs = Konsentrasi logam Hg yang tidak diakumulasi sel
Continue…..
Ca = Co – Cb R = Co – Cs × 100% Co
(Csuros & Csuros, 2002)
4. Pengukuran Viabilitas Genera Bacillus S1
6 jam
12 jam
18 jam
24 jam
30 jam
36 jam
Diencerkan dan dikultur secara pour plate kemudian dihitung jumlah koloni. CFU/ml = jumlah koloni × faktor pengenceran
Hasil dan Pembahasan 1. Uji Enzimatis Bacillus S1
B. Positif protease
C. Positif Selulase
D. Negatif Lipase
2. Resistensi Bacillus S1 terhadap Merkuri
Lag phase
Log phase
Stationer phase
Death phase = not found
µ = jam ke-7 sampai 9
Continue…
Koloni Bacillus S1 yang tumbuh pada medium yang mengandung NA-HgCl2 2,5 mg/L
3. Biakumulasi HgCl2 pada Bacillus S1
Waktu Pemaparan
HgCl2
Kons. Awal HgCl2 (mg/L)
Kons. Akhir HgCl2 Stlh
Kultivasi (mg/L)
Bioakumulasi HgCl2 (mg/L)
Efisiensi Bioakumulasi
(%)
6 jam 2,45 2,08 0,36 15
12 jam 2,45 1,35 0,91 37
18 jam 2,45 0,12 2,33 95
24 jam 2,45 0,06 2,39 97
30 jam 2,45 0,05 2,4 98
36 jam 2,45 0,05 2,4 98
y = 0.0701x + 0.3253 R² = 0.7354
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Bioa
kum
ulas
i HgC
l2/(
mg/
L)
Waktu (jam)
Bioakumulasi HgCl2
y = 2.8571x + 13.333 R² = 0.7379
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Efis
ensi
Bia
kum
ulas
i HgC
l2 (%
)
Waktu (Jam)
Efisiensi Bioakumulasi HgCl2
4. Viabilitas Bacillus S1
Waktu Kultur Colony Forming Unit (CFU)/ml
6 jam 4,7 × 108
12 jam 3,7 × 108
18 jam 1,5 × 108
24 jam 1,1 × 108
30 jam 0,5 × 108
36 jam 0,6 × 108
Daeth phase
Kesimpulan dan Saran
• Bacillus S1 adalah bakteri resisten merkuri yang mampu mengakumulasi HgCl2 sampai dengan 2,4 mg/L dari 2,45 mg/L yang dipaparkan dengan efisiensi 98%.
• Bacillus S1 mampu tumbuh pada medium NA setelah terpapar HgCl2 2,5 mg/L pada interval waktu 6 jam selama 36 jam dengan jumlah sel sebanyak 0,5 – 4,7 × 108 CFU/ml. Waktu pemaparan berkorelasi positif dengan konsentrasi bioakumulasi (R2=0,735) dan efisiensi biakumulasi (R2=0,737)
• Bacillus S1 menghasilkan enzim amilase, kaseinase (protease) dan selulase.
Kesimpulan
• Saran penelitian adalah diperlukannya penelitian lanjutan mengenai kemampuan Bacillus S1 dalam mereduksi merkuri pada konsentrasi yang lebih tinggi dan jelang waktu yang lebih lama, dan optimalisasi lingkunagn untuk memperoleh jumlah enzim yang tinggi oleh Bacillus S1
Saran
Ngaturaken Agunging Panuwun
Merkuri reduktase : merA Organomercury lyase : merB Periplasmic Hg(II) scavenging protein : merP Inner membran spanning protein : merT, merC, merE, merF, merG Regulatory protein : merR, merD
Gugus Fungsional Dinding Sel Bakteri (EPS): •Korboksil = -COOH •Aldehida = -COH •Hidroksil = -CHOH •Sulfihidril = -SH •Amina = -NH3 •Fosforil = -PO4H3