STUDI PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP Pseudomonas SP. DAN KEMAMPUANNYA DALAM PENDEGRADASIAN FENOL E. Suwadji*, A. Sumartono*, M. Udiharto**, F. Suhadi*, dan T. Hud* ABSTRAK STUDI PENCARUH IRADIASI CAttMA TERHADAP Pseudo_mas SP. DAN KmAttPUANMYA DAI.Att PENDEGRADASIAN FENOL. Telah dilakukan percobaan degradasi fenol dengan menggunakan bakteri Pseudomonas sp. Untuk memperoleh data pendukung yang akan digunakan aebagai latar belakang si fat bakteri telah di lakukan beberapa percobaan pendahul uan. Per- cobaan tersebut terdiri atas: 1. Percobaan penentuan waktu generasi, 2. Penga-ruh iradiasi pada pertumbuhan Pseudomonas sp. baik secara langsung setelah iradiasi maupun diinkubasi 3 jam (Jog fase), 3. pengaruh iradiasi pada kepadatan bakteri di dalam media NB yang dhikur dengan spektrofotometer, 4. Degradasi fenol oleh bakteri. lIasi Inya menunjukkan bahwa lag dan log fase bakt,eri Pseudomonas sp. ter jadi pada 1-2 dan 2-4 jam. Pada percobaan 2 pertumbuhan koloni 0,1 kGy menghasilkan jumlah koloni yang lebih tinggi dari pada 0,4 kGy. Pada percobaan 3, Derajat korelasi transmisi dengan spektrofotometer yaitu pada r = 0,88 yang sangat nyata. Pada seri percobaan 4, hasil iradiasi bakted pada dosis iradiasi 0,3 - 0,6 kGy menunjukkan degradasi fenol yang lebih tinggi dibanding kontrol. ABSTRACT STUDY OF GAKKA IRRADIATION EFFECT ON PReudcwonaS SP. AND THE CAPABILITY ON rENOL DKGRADATION. The experiment was carried out to study fenol degradation using Pseudomonas sp. bacteria. Prel iminary E'xperiment was done to support background bacterial characteristics data on fenol degradation. The series of experiments were mainly consisted of 4 bat.ches, as follows: 1. The det.ermination of bacterial gene- ration time, 2. Irradiation effects on growth of Pseudomonas sp. after irradiation directly and 3 hours after incubat.ion, 3. Effect.s of irradiation on growth ••edium densit.y using spectrophot.omet.er, 4. Fenol degradation. Result of experiments showed that lag and log phase of bacteria occured on 1- 2 hours and 2- 4 hours after tiMe of incubation, respectively. Colony growt.h on experiment of serie 2, that dose of 0,1 kGy showed more bact.erial colony populat.ion than that of increasing doses of iradiation. In experiment 3, populat.ion densit.y transmission showed good correlation on r = 0,88. In experiment 4, dose of 0,3 - 0,6 kGy affected fenol degradation com- pared t.o control treat.ment. * Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN ** Lemigas 481
14
Embed
STUDI PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Pertanian_Peternakan... · STUDI PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP Pseudomonas SP. ... oheksana.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
STUDI PENGARUH IRADIASI GAMMA TERHADAP Pseudomonas SP.DAN KEMAMPUANNYA DALAM PENDEGRADASIAN FENOL
E. Suwadji*, A. Sumartono*, M. Udiharto**, F. Suhadi*,dan T. Hud*
ABSTRAK
STUDI PENCARUH IRADIASI CAttMA TERHADAP Pseudo_mas SP. DAN KmAttPUANMYA DAI.Att
PENDEGRADASIAN FENOL. Telah dilakukan percobaan degradasi fenol dengan menggunakanbakteri Pseudomonas sp. Untuk memperoleh data pendukung yang akan digunakan aebagailatar belakang si fat bakteri telah di lakukan beberapa percobaan pendahul uan. Percobaan tersebut terdiri atas: 1. Percobaan penentuan waktu generasi, 2. Penga-ruhiradiasi pada pertumbuhan Pseudomonas sp. baik secara langsung setelah iradiasimaupun diinkubasi 3 jam (Jog fase), 3. pengaruh iradiasi pada kepadatan bakteri didalam media NB yang dhikur dengan spektrofotometer, 4. Degradasi fenol oleh bakteri.lIasi Inya menunjukkan bahwa lag dan log fase bakt,eri Pseudomonas sp. ter jadi pada 1-2dan 2-4 jam. Pada percobaan 2 pertumbuhan koloni 0,1 kGy menghasilkan jumlah koloniyang lebih tinggi dari pada 0,4 kGy. Pada percobaan 3, Derajat korelasi transmisidengan spektrofotometer yaitu pada r = 0,88 yang sangat nyata. Pada seri percobaan4, hasil iradiasi bakted pada dosis iradiasi 0,3 - 0,6 kGy menunjukkan degradasifenol yang lebih tinggi dibanding kontrol.
ABSTRACT
STUDY OF GAKKA IRRADIATION EFFECT ON PReudcwonaS SP. AND THE CAPABILITY ON
rENOL DKGRADATION. The experiment was carried out to study fenol degradation usingPseudomonas sp. bacteria. Prel iminary E'xperiment was done to support backgroundbacterial characteristics data on fenol degradation. The series of experiments weremainly consisted of 4 bat.ches, as follows: 1. The det.ermination of bacterial generation time, 2. Irradiation effects on growth of Pseudomonas sp. after irradiationdirectly and 3 hours after incubat.ion, 3. Effect.s of irradiation on growth ••ediumdensit.y using spectrophot.omet.er, 4. Fenol degradation. Result of experiments showedthat lag and log phase of bacteria occured on 1 - 2 hours and 2 - 4 hours after tiMeof incubation, respectively. Colony growt.h on experiment of serie 2, that dose of0,1 kGy showed more bact.erial colony populat.ion than that of increasing doses ofiradiation. In experiment 3, populat.ion densit.y transmission showed good correlationon r = 0,88. In experiment 4, dose of 0,3 - 0,6 kGy affected fenol degradation compared t.o control treat.ment.
* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN** Lemigas
481
PENDAHULUAN
Unsur pencemar di dalam 8isa minyak qas bumi yang dapat menye
habkan atau mempengaruhi kehidupan mahluk hidup yaitu 2 fraksinya.
Yang termasuk tilik didih rendah yaitu parafinis, homolog siklopen
tana, dan homolog sik]oheksana. Sedangkan yang termasuk titik didih
tinggi yaitu sikloparafin monosikJis, bisiklis, dan trisiklis (1 ).
Sebagai akibat keracunan unsur pencemar dapat menyebabkan anas
tesia, narkosis, sampai kepada kematian (2 ). Jenis pencemar lainnya
ialah senyawa aromatik yang mudah ]arut dalam air yang merupakan
racun kuat dan bckerja dalam waktu yang lama dengan sirat karsinoge
nik (2 ). Salah satu contoh ialah fenol yaitu senyawa yang mudah
larut dalam air, merupakan racun kuat yang bekerja da]am waktu lama
dan juga merupakan pencemar yang berasal dari ai r buangan industri
pengilangan minyak, yang clapal menyebabkan masalah pencemaran per
airan yang sangat mengganggu lingkungan.
Pada konsentrasi yang sangat ked I, fenol dapat mempengaruhi
sifat, aroma clan rasa air minum. Pacla konsentrasi 0,1 mg/l dapat
menyebabkan keracunan pada kehidupan yang lebih rendah. Mikroba
pendegradasi dapat merupakan ku 1tur campuran atau sendi ri-sendi ri
yang mempunyai kemampuan untuk mendegradasi fenol, yang terdiri atas
Pseudomonas sp., Sf;aphyllococcllS aureus, Flavo bacterium sp. dan
Chromobacter sp. Dari campuran tersebut Pseudomonas sp. merupakan
populasi yang paling dominan.
Da] am percobaan ini akan d iamati pertumbuhan Pseudomonas sp.
dalam media nutrient agar dengan kombinasi perlakuan iradiasi sinal'
gamma dan pengaruhnya terhadap degradasi fenol yang terdapat pada
media pertumbuhan bakteri.
BAHAN DAN METODE
Untuk memperoleh hasi] percobaan yang paling baik, terlebih
dahulu dilakukan percobaan pendahuluan dari bakteri Pseudomonas sp.
Bakteri Pseudomonas yang digunakan berasal dari Lemigas dengan kode
Pseudomonas sp. 1.
Percobaan Seri 1. Dibuat percobaan untuk menentukan "waktu
generasi" berdasarkan pertumbuhan bakteri yang paling baik. Pada
percobaan ini ditentukan waktu dan ]amanya lag rase, log fase dan
482
fase stasioner sampat 6 jam. Dari kepadatan bakteri 3,8 x 108
sel/ml, kemudian diencerkan sampai 10-2 (diencerkan 100 kali), se
hingga untuk tiap-tiap cawan petri diperoleh sejumlah 500 koloni
pakteri. Untuk percobaan selanjutnya dilakukan di dalam media nutri
ent agar dan disesuaikan dengan waktl1 log fase yang telah diperoleh.
Pada percobaan ini di1akukan ulangan 3 kali.
Percobaa.n Serf 2. Dengan pengenceran yang sarna kemudian dilaku
kan iradiasi dengan sinar g~mma 60Co dalam larutan bufer dengan
dosis perlakuan 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 dan 0,6 kGy. Setelah diinku
basi dalam media NB selama 3 jam, kemudian inokulum ditanamkan dalam
cawan petri pada pengenceran 10-5 de.ngan medium NA.
Percobaan Serf 3. Dari larutan bakteri hasil iradiasi yang sarna
pada percobaan seri 2, kemudian ditanamkan langsung sebanyak 1 tetes
dalam medium NA, tanpa melalui inkubasi, dengan pengenceran 10-4,
dalam cawan petri dengan ulangan 4.
Percobaan Serf 4. Dad satu tetes bakteri hasil iradiasi, keml1
dian ditanamkan di dalam medium NB selama 20 jam untuk diukur dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang 685 nm. Percobaan diulang 4
kal i.
PercoblJ.an Serf 5. Untuk menentukan konsentrasi fenol dalam
larutan NB sesuai dengan tingkat degradasi yang berlaku akibat per
turnbuhan bakteri di dalam larutan tersebut, telah dilakukan 2 metode
penetal'an fenol menurut ETTINGER et .!l...L. dan ASTM 1783-80. Metode
ETTI NGER : Pada dasarnya ialah penentuan senyawa fenol dengan 4
aminoantipirin.
Preaksi: - larutan 4-aminoantipirin 3%
- kaliumferisianida 2%
- amonil1mhidroksida 6N
- kloroform
- standar fenol (1 g/l air) terdiri atas 10 - 100 ppm.
Tata Kerja. Setengah ml sampel atau standar dipipet ke dalam
tabung bertutup, ditambah 1,6 ml amoniumhidroksida 6N dan pH diten
tukan yang berkisar antara 9,8-10,2. Kemudian ditambahkan ke dalam
nya 1 ml larutan 4- aminoantipirin 3% dan 10 ml larutan kalium
ferisianida 2%, encerkan dengan air hingga volume 25 ml. Larutan
diekstrak dengan kloroform 20 ml, kemudian ekstrak disaring melalui
corong yang berisi natrium suI fat ke dalam labu ukur 25 mI. Volume
483
ditepatkan menjadi 2!'iml dengan kloroform. Larutan diukur dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang 447,7 nm. Dilakukan peng-
unumn KontrO! iOiU~i DrogodlJl1 MQtodo Ag~M D JryQg-QO yaHu penetapan
senyawa fenol dalam air.
Pereaksi
- larutan 4-aminoantipirin 2%
- larutan amonium klorida 2%
- amoniumhidroksida pekat
- larutan standar fenol, dibuat 10 s.d. 100 ppm
- kaliumferisianida 8%
Tata Kerja. Ke dalam 100 ml gelas piala dimasukkan standar yang
mengandung fenol 0,2; 0,2; 0,3; 0,4; dan 0,5 mg fenol dalam 100 ml
air. Tambahkan 5 ml larutan amoniumklorida 2% dan tepatkan pH dengan
amonia pekat, yang berkisar antara 9,8-10,2. Tambahkan 2 ml larutan
4-aminoantipirin 2% aduk hingga rata dan tambahkan larutan kalium
ferisianida 2% sebanyak 2 mI. Setelah 15 menit larutan diukur dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang 500 nm.
Percobaan Seri 6. Dari bakteri hasil iradiasi yang telah
diinkubasi selama 3 jam, kemudian ditanamkan 1 tetes ke dalam 20
ml larutan NB yang mengandung 100 ppm fenol. Setelah diinkubasi
selama 24 jam kemudian ditetapkan kandungan fenol di dalam larutan
NB untuk dibandingkan dengan kadar fenol sebelum diinkubasi dengan
bakteri. fiap perlakuan diulang 4 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan Sed 1. Dari hasil percobaan terlihat bahwa lag fase
terjadi 1 sampai dengan 2 jam ( 676-1813 koloni), log fase terjadi
pada 2- 4 jam (2400-2900 koloni) dan waktu stasioner terjadi pada 5
jam berikutnya (4000-6000 koloni), seperti terlihat pada Gambar 1.
Hasil percobaan seri 1, yaitu untuk menentukan waktu generasi bak
teri dalam larutan NB. Dari hasil pengamatan tersebut kemudian
dilakukan percobaan lebih lanjut. Pada penentuan waktu generasi ini
perlakuan awal bakteri sangat menentukan. Umpamanya bakteri yang
diinokulasi kurang baik pertumbuhannya akibat berbagai faktor awal
seperti pengambilan contoh inokulum pada fase stasioner, inokulum
sempat didinginkan dalam lemari es, inokulum kemungkinan terkontami-
484
nasi dan lain-lain. Pada percobaan ini lag fase, log fase dan fase
stasioner seperti terlihat pada Gambar 1, dapat menjadi agak ber
beda. Lag fase yaitu sekitar 1 - 3,5 jam, log fase antara 3,5 - 5,5
jam sedangkan fase stasioner lehih dari 6 jam. Keadaan ini antara
lain dapat disebabkan oleh perlakuan awal bakted yang digunakan
sebagai inokulum untuk penentuan waktu generasi tersebut. Dari bebe
rapa percobaan pendahuluan umumnya ~og fase diperoleh pada 2 - 4 jam
setelah masa inkubasi. Untuk menggambarkan waktu generasi ini dapaL
dilihat pada Tabel 3.
PercolJ8an Serj 2. Untuk mendapatkan gambaran potensi pertumbuh
an pada periode log fase, masing-masing bakteri hasil iradiasi diin
kubasi selama 3 jam dan ditanamkan dalam cawan petri setelah melalui
pengenceran 10-2. Oleh karena pertumbuhan belum mencapai jumlah yang
maksimal, maka pada kontrol rata-rata hanya tumbuh 95 koloni. Selan
jutnya pertumbuhan menjadi semakin berkurang dengan naiknya dosls
iradiasi yang diberikan. Kekecualian terlihat dosis 0,4 kGy yaitu
pertumbuhan lebih tinggi rata-rata 15 koloni dibanding pada perlaku
an dosis iradiasi lainnya. Oasis 0,1 kGy masih lebih baik dari dosis
0,4 kGy pada pertumbuhan koloninya. Hal ini menunjukkan bahwa ke
'mungkinan telah terjadi adanya gejala rangsangan pertumbuhan atau
mungkin pula salah satu sel tertentu di dalam koloni telah mengalami
mutasi ( 5 ), seperti terlihat pada Tabel 1. Tidak demikian mudah
uhtuk menentukan adanya gejala stimulasi, apalagi yang mudah ter
lihat secara visual, demikian juga adanya gejala mutasi. Kemungkinan
limbulnya gejala mutasi atau slimulasi dapat diketahui tidak secara
langsung, yai lu antara lain berdasarkan si fat enz imatisnya yang
menghasilkan produk yang menguntungkan. Oalam hal percobaan pende
gradasian fenol ini, umpamanya hakteri dapat mendegradasi fenol
dalam kadar yang tinggi, waktu yang singkat, mampu tumbuh dalam
nutrisi yang terbatas dan lain-lain.Oari gejala stimulasi dan mutasi
yang diperoleh tersebut, masi h perlu dibuktikan melalui penguj Ian
lebih lanjut, atau kemungkina pula gejala tersebut karena adanya
konlaminasl. Oasis iradiasi 0,6 kGy menunjukkan pertumbuhan yang
saugat sedikit yail\] hanya 1 koloni. Seperti diketahui bakteri Pseu
domonas sp. adalah paling peka terhadap radiasi sinar gamma (5).
Percob;jan Sed .1.lJntuk membandingkan has i1 yang diperoleh pada
percobaan seri 2, pacta percobaan seri 3 ini, inokulum langsung dita-
485'
namkan clari bakteri yang telah diradiasi di dalam larutan bufernya,
tanpa diinkubasi terlebih dahulu, yaitu dari kepadatan 3,8 x 108
sel/ml sehanyak 1 Letes ke dalam cawan pelri dengan medium agar NA.
Hasil percobaan menunjukkan penurunan jum] ah hakteri akibat semakin
tingginya dosis iradiasi yang diberikan, seperti terlihat pada Tabel
l.Pada percobaan ini dosis iradiasi 0,4 dan 0,5, kGy tidak memper
lihatkan adanya kelainan sepert} pada percobaan seri 2. Gambaranpada percobaan 3 dapat menunjukkan secara ]angsung pengaruh iradia
si terhadap kemampuan tumbuh bakteri, sedangkan pada percobaan 2
hanya sebagian dapat menggambarkan kemampuan tumbuh bakteri sebagai
akibat iradiasi. Dalam hal ini ( percobaan 2) bakteri masih sempat
diinkubasi selama 3 jam sebelum ditanam pada cawan petri. Sarna
dengan percobaan 2 hasil iradiasi 0,6 kGy menunjukkan batas pengaruh
yang paling nyata dalam pertumbuhan bakteri Pselldomona.ssp.
Percobaan Seri 4. Pacla percobaan ini diamati pertumbuhan bakte
d hasil iradiasi yang ditanamkan dalam medium NB selama 20 jam,
yang kemudian diukur dengan spektrofot.ometer pada panjang gelombang
685 nm. Umumnya hasi 1 pemeriksaan menunjukkan transmisi yang se
Makin bertambah akibat pertumbuhan bakteri yang semakin menurun
disebabkan pengaruh iradiasi, seperti dapat dilihat pada Tabel 1 dan'
Gambar 2 dengan derajat korelasi r = 0,88 dan Y = 20x + 73,4.
Percobaan Seri 5. Pada percobaan ini lebih dahulu dilakukan
perbandingan metode penetapan fenol dalam larutan NB, yaitu larutan
dimana akan diillkubasikan bakteri Pseudomona.s sp. 1 di dalamnya.
Penetllpllndengan metode ETTINGER et aI, menggunakan kloroform yang
banyak, sehingga cukup boros dalam penggunaannya. Sedangkan dengan
cara metode ASTM D 1783-80, yaitu penetapan fenol dalam air, tidak
menggunakan kloroform, sebagai penggantinya ialah ukuran perubahan
nilai pH akibat perubahan konsentrasi fenol dal~m larutannya. Dengan
demikian metode ke dua illidapat lebih menghemat kloroform dibanding
metode pertama. Pacla dasarnya ke dua cara tersebut cukup baik untuk
digunakan. Pada metode ETTINGER terlihat pada Tabel 2 dan Gambar 3
dengan Y = 74xt 33,9 dan r = 0,89, sedangkan pada metode ASTM D
1783-80 dipero]eh Y = 53,5x + 0,22 dengan r = 0,99. Berdasarkan
penelitian pada percobaan 5, penetapan konsentrasi fenol dalam
larutan pertumbuhan NB dilakukan dengan metode ASTM D 1783-80.
Percobaan Seri 6. Pada percobaan ini perbedaan antara kemampuan
486
bakteri kontrol dengan bakteri hasil iradiasi tidak demikian nyata,
kecuali pada hasil iradiasi dosis 0,3 s.d. 0,6 kGy, yang menunjukkan
degradasi [enol oleh bakteri yang lebih tinggi dibanding kontrol dan
dosis iradiasi yang lain (Tabel 1). Bakteri Pseudomonas sp.1 kontrol
dapat mendegradasi [enol sampai dengan 77,6 ppm dibanding kontrol
(94,5 ppm), seperti terlihat pada Tabel 1. Dari hasil yang diper
oleh pada percobaan ini terlihat bahwa Pseudomonas sp. 1 tanpa ira
diasi kurang menunjukkan kemampuan dalam mendegradasi renol, yaitu
hanya 77,6 ppm da~i 94,5 ppm pada kontrol. Tetapi pada bakteri hasil
iradiasi, terlihat adanya kemampuan dalam mendegradasi fenol antara
69,0-71,7 ppm, mulai dosis 0,1 s.d. 0,6 kGy, terutama pada bakteri
hasil iradiasi dosis 0,3 - 0,6 kGy yang berbeda nyata pada P<O,05,
seperti terlihat pada Tabel 1 perlakuan 4, yaitu antara 69 - 71
ppm dibanding 77,6 ppm pada perlakuan bakteri kontrol. Dibandingkan
dengan koleksi bakteri jenis Pseudomonas sp. yang lain dari Lemigas,
hasil iradiasi dari bakteri Pseudomonas ini masih kurang memuaskan.
Dari penelitian yang dilakukan QADARWATI (4 ), telah diperoleh bak
teri hasil irad iasi yang mampu mendegradasi fenol sampai 0 ppm
dalam larutannya. Apabila diamati ternyata tidak terlihat hubungan
antara dosis iradiasi dengan kemampuan bakteri dalam mendegradasi
fenol. Hal ini mungkin disebabkan di dalam kemampuan tumbuh dan ber
kembang ditentukan oleh sifat masing-masing indi vidu sel, di mana
sel yang mengalami stimulasi atau mutasi akan berkembang lebih
unggul dari sel lainnya, dengan demikian sifat individu dalam hal
ini akan muncul sebagai sifat koloni, setelah melalui suatu inter
aksi pertumbuhan di antara individu bakteri tersebut (5).
KESIMPULAN
Berdasarkan kepada hasil percobaan yang telah dilakukan melalui
6 seri pengamatan tersebut, ternyata bakteri Psedomonas sp. merupa
kan bakteri yang cukup peka terhadap iradiasi sinar gamma. Dengan
dosis tertinggi 0,6 kGy kemampuan h idup bakteri menunjukkan batas
lerendah yaitu hanya 1-3 koloni setiap cawan petri. Log fase pertum
buhan bakleri dicapai paling baik pada 2-4 jam, berdasarkan keadaan
ini percobaan lanjutan dilakukan dengan pengaruh iradiasi sinar
gamma. Pada percobaan dengan jalan menginkubasikan bakteri terlebih
487
dahulu, ternyata hasilnya antara pengaruh dosis radiasi dengan per
tumbuhan bakteri tidak berbanding Im'us. Hasil ini merupakan hal
yang gnngat b~rbedn, npabila bakteri Lers~but tidak diinkubasi ter
lebih dahulu sebelum ditanam dalam agar petri yang menunJukkan
hubungan yang sangat nyata antara pengaruh radiasi dengan pertumbllh
an bakteri. Untuk penetapan fenol ternyata dengan menggunakan cara
penetapan fenol dalam air, yaitu dengan me lode ASTM D 1783-80, lebih
menghemat bahan kimia dibanding pada penetapan menggunakan metode
ETTINGER. Pada dasis 0,3-0,6 kGy terlihat bakteri hasil radiasi
mampu mendegradasi fenol antara 69,0-71,7 ppm dibanding kontrol