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

ii

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.