dea amalya permata sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... ·...

94
EFEKTIVITAS KAPANG Phanerochaete chrysosporium YANG DIRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP BIODEGRADASI FENANTRENA Dea Amalya Permata Sari PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2018 M/ 1439 H

Upload: others

Post on 06-Jul-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

EFEKTIVITAS KAPANG Phanerochaete chrysosporium YANG DIRADIASI

SINAR GAMMA TERHADAP BIODEGRADASI FENANTRENA

Dea Amalya Permata Sari

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2018 M/ 1439 H

Page 2: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

EFEKTIVITAS KAPANG Phanerochaete chrysosporium YANG DIRADIASI

SINAR GAMMA TERHADAP BIODEGRADASI FENANTRENA

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Pada Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

DEA AMALYA PERMATA SARI

1113095000023

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2018 M/ 1439 H

Page 3: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena
Page 4: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena
Page 5: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena
Page 6: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

i

ABSTRAK

DEA AMALYA PERMATA SARI. Efektivitas Kapang Phanerochaete

chrysosporium Yang Diradiasi Sinar Gamma Terhadap Biodegradasi

Fenantrena. Skripsi. Program Studi Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Dibimbing oleh Dra.

Tri Retno Dyah Larasati, M.Si dan Dr. Nani Radiastuti, M.Si. 2018.

Fenantrena sebagai pencemar bagi lingkungan tanah memberikan efek toksik

karena sifatnya yang sulit terdegradasi secara alami. Biodegradasi Fenantrena

ditentukan oleh enzim ekstraseluler Lignin Peroksidase (LiP) yang diproduksi

oleh P.chrysosporium. Penggunaan radiasi gamma pada P.chrysosporium

diketahui dapat meningkatkan enzim Lignin Peroksidase (LiP) yang merupakan

faktor utama keberhasilan biodegradasi fenantrena. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui dosis terbaik radiasi sinar gamma pada P.chrysosporium dalam

mendegradasi fenantrena, mengetahui pengaruh perlakuan inkubasi dan tanpa

inkubasi dalam substrat batang sorgum yang ditambahkan dalam medium tanah

serta ingin mengetahui efek mutasi pada profil DNA. Penelitian dilakukan dengan

variasi dosis radiasi gamma 0, 500, 1000, 1500 dan 2000 Gy dan dengan

konsentrasi fenantrena 1500 ppm. Dilakukan uji lanjut dengan perlakuan inkubasi

dan tanpa inkubasi di dalam substrat batang sorgum pada waktu inkubasi 0, 3, 6, 9

dan 12 hari di dalam medium tanah, setelah 12 hari diuji profil DNA dengan

RAPD-PCR. Dosis radiasi gamma terbaik oleh P.chrysosporium 1500 Gy dengan

aktivitas LiP spesifik 773 U/mg, aktivitas LiP 9.480 U/g, viabilitas 6.86x109

CFU/g dan biodegradasi fenantrena 59.4%. Pada medium tanah didapati hasil

terbaik oleh P.chrysosporium dosis 1500 Gy perlakuan (F2B) tanpa inkubasi

dalam substrat batang sorgum dengan waktu inkubasi 3 hari, aktivitas LiP 3925

U/g dan radiasi gamma dan pemberian fenantrena pada P.chrysosporium dosis

1500 Gy menyebabkan efek mutasi berupa polimorfik.

Kata kunci : Biodegradasi, Fenantrena, P.chrysosporium, Radiasi Gamma

Page 7: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

ii

ABSTRACT

DEA AMALYA PERMATA SARI. The Effectiveness of Phanerochaete

chrysosporium fungi which Irradiated Gamma Rays Against Biodegradation

of Phenanthrene. Skripsi. Biology Studies Program, Faculty of Science and

Technology, Syarif Hidayatullah State Islamic University Jakarta. Under-

Guidance of Dra. Tri Retno Dyah Larasati, M.Si dan Dr. Nani Radiastuti,

M.Si. 2018.

Phenanthrene as pollutants in the soil environment have a toxic effect because of

its difficult character to degrade naturally. Biodegradation of phenanthrene is

determined by the extracellular enzyme lignin peroxidase (LiP) that produced by

P.chrysosporium. The use of gamma radiation in P.chrysosporium is known to

increase the enzyme lignin peroxidase (LiP) which is the main factor of

successfulness of biodegradation phenanthrene. This study aims to determine the

best dose of gamma ray radiation in P.chrysosporium in degrading phenanthrene,

to know the treatment effect of incubation and without incubation in sorghum

stem substrate added in soil medium and and wanted to know the effect of

mutations on the DNA profile. The study was conducted with variations of

gamma radiation doses of 0, 500, 1000, 1500 and 2000 Gy with phenanthrene

concentration of 1500 ppm. Further tests were performed with incubation

treatment and without incubation in the sorghum stem substrate at incubation time

of 0. 3, 6, 9 and 12 days in soil medium, after 12 days DNA profile tested with

RAPD-PCR. The best gamma radiation dose by P.chrysosporium 1500 Gy with

specific LiP activities of 773 U/mg, 9.480 U/g of LiP activities, 6.86x109 CFU/g

of viability and 59.4% biodegradation of phenanthrene. In the soil medium best

results discovered by P.chrysosporium dose 1500 Gy treatment (F2B) without

incubation in sorghum stem substrate with 3 days incubation time, 3925 U/g of

LiP activities and gamma radiation and phenanthrene administration in

P.chrysosporium dose 1500 Gy cause mutation effect of polymorphic.

Keywords: Biodegradation, Phenanthrene, P.chrysosporium, Gamma Radiation

Page 8: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

iii

KATA PENGANTAR

Asalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia dan

kemudahan sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Efektivitas

Kapang Phanerochaete chrysosporium yang Diradiasi Sinar Gamma

terhadap Biodegradasi Fenantrena”. Skripsi ini disusun dalam rangka

menyempurnakan syarat gelar sarjana strata satu (S1) sains Program Studi Biologi

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya

skripsi ini tak lepas dari bantuan banyak pihak. Pada kesempatan ini, penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua orang tua dan kedua abang tercinta atas segala doa dan motivasinya

kepada penulis

2. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta.

3. Dr. Dasumiati, M.Si dan Etyn Yunita, M,Si selaku Ketua dan sekretaris

Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta.

4. Dra. Tri Retno Dyah Larasati, M.Si selaku Pembimbing I yang telah

memberikan pengarahan serta bimbingannya sehingga banyak membantu

penulis dalam menyelesaikan proposal penelitian ini.

5. Dr. Nani Radiastuti, M.Si selaku Dosen Pembimbing II yang telah

membimbing dan memberikan banyak masukan kepada penulis.

Page 9: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

iv

6. Dr. Megga Ratnasari Pikoli, M.Si dan Dr. Siti Nurbayti, M.Si selaku

penguji I dan penguji II pada seminar proposal dan seminar hasil

penelitian yang telah memberikan masukannya kepada penulis.

7. Dr. Fahma Wijayanti, M.Si dan Narti Fitriana, M.Si selaku penguji I dan

penguji II pada sidang munaqosyah penelitian yang telah memberikan

masukannya kepada penulis.

8. Nana Mulyana S.ST, selaku pembimbing di laboratorium yang selalu

sabar mendampingi saya dan atas ilmu yang diberikan. Dadang Sudrajat

S.ST dan ibu Rika Heryani, selaku pembimbing di laboratorium

molekuler.

9. Sahabat Sarah Nuraini dan Andika Dwi N. Teman ujian kompre Amelia

Rackhmaniar. Teman skripsian Hushshila Alfi Bahalwan, Puri Dwi N,

Endah Hari Utari, M. Azzam, M. Ilham dan Maulana Malik yang

senantiasa memberi dukungan, motivasi dan semangat kepada penulis.

Teman-teman Biologi angkatan 2013 seperjuangan yang selalu

memotivasi. Teman-teman seperjuangan di BATAN.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari

kesempurnaan, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran

yang bersifat membangun. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat

memberikan ilmu yang bermanfaat kepada pembaca dan dapat penulis

jadikan sebagai amal Jariyah.

Jakarta, April 2018

Penulis

Page 10: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK .............................................................................................................. i

ABSTRACT ............................................................................................................ ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 3

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 4

1.5 Kerangka Berfikir.............................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) ..................................................... 6

2.1.1. Sumber PAH .................................................................................... 6

2.1.2. Fenantrena ....................................................................................... 6

2.2. Phanerochaete chrysosporium ......................................................................... 8

2.2.1. Aktivitas Enzimatik P.chrysosporium .......................................................... 9

2.3. Medium Pertumbuhan P.chrysosporium ........................................................ 11

2.3.1. Batang Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) ) ............. 11

2.3.2. Tanah ............................................................................................. 12

2.4. Radiasi Sinar Gamma ..................................................................................... 12

2.4.1 Aplikasi Radiasi Gamma dalam Bidang Mikrobiologi .................. 13

2.5. Biodegradasi ................................................................................................... 14

2.5.1. Biodegradasi Fenantrena Oleh P.chrysosporium .......................... 14

2.5.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biodegradasi ......................... 16

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................ 18

3.2. Alat dan Bahan ............................................................................................... 18

3.2.1. Alat ................................................................................................ 18

3.2.2. Bahan ............................................................................................. 18

3.3. Rancangan Percobaan .................................................................................... 19

Page 11: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

vi

3.4. Bagan Alur Penelitian .................................................................................... 20

3.5. Prosedur Kerja ................................................................................................ 21

3.5.1. Pembuatan Media PDB, PDA dan Nutrisi ..................................... 21

3.5.2. Radiasi Gamma Pada Kapang........................................................ 21

3.5.3. Preparasi Kultur Inokulum Kapang ............................................... 21

3.5.4. Preparasi Substrat Batang Sorgum dan Tanah ............................... 22

3.5.5. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik .................................. 22

3.5.6. Penentuan Dosis Terbaik Kapang Iradiasi Gamma ....................... 22

3.5.6.1. Penentuan Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP) ......... 23

3.5.6.2. Penentuan Protein Terlarut ................................................... 24

3.5.6.3. Penentuan Viabilitas Kapang ................................................ 24

3.5.6.4. Penentuan Biodegradasi Gas Chromatography (GCMS) ..... 25

3.5.7.Biodegradasi Dalam Medium Tanah dan Substrat Batang Sorgum 26

3.5.7.1. Pembuatan Inokulan Kapang ................................................ 26

3.5.7.2.1. Penentuan pH ............................................................ 27

3.5.7.2.2. Penentuan Kadar Air ................................................ 27

3.5.7.2.3. Penentuan Kadar Bahan Organik ............................. 28

3.5.8. Evaluasi Profil DNA Kapang ...................................................... 28

3.5.8.1. Ekstraksi DNA Kapang ........................................................ 28

3.5.8.2. Analisis Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD

PCR) ............................................................................. 29

3.6. Analisis Data .................................................................................................. 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik ................................................... 32

4.2. Analisis Penentuan Dosis Radiasi Gamma Terbaik ....................................... 34

4.2.1. Aktivitas LiP Spesifik .................................................................... 34

4.2.2. Hasil Aktivitas LiP dan Viabilitas Dalam Substrat Batang Sorgum

..................................................................................................... 36

4.2.3. Biodegradasi Fenantrena ............................................................. 40

4.3. Hasil Kemampuan Kapang Dosis Terpilih Dalam Medium Tanah ............... 42

4.3.1. Viabilitas ........................................................................................ 42

4.3.2. Aktivitas LiP .................................................................................. 44

4.3.3. Hasil Analisis pH Medium Tanah ................................................. 47

4.3.2. Hasil Analisis Kadar Air Medium Tanah ...................................... 48

4.3.3. Hasil Analisis Bahan Organik Medium Tanah .............................. 50

Page 12: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

vii

4.4. Analisis RAPD-PCR DNA P. chrysosoporium Dosis Radiasi Gamma yang

Terpapar Fenantrena. ..................................................................................... 51

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan .................................................................................................... 57

5.2. Saran .............................................................................................................. 57

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 13: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kondisi Optimal Biodegradasi Hidrokarbon ................................................. 16 Tabel 2. Rancangan Pengujian Kapang Terpilih Di dalam Medium Tanah ................ 19 Tabel 3. Visualisasi Urutan DNA Dari Hasil Elektroforesis ....................................... 52

Page 14: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Kerangka Berfikir .................................................................................. 5 Gambar 2. Struktur Fenantrena. .............................................................................. 7 Gambar 3. Struktur Mikroskopis Miselia P.chrysosporium. .................................. 8 Gambar 4. Jalur Biodegradasi Fenantrena dalam Kondisi Lignolitik oleh

P.chrysosporium. ................................................................................ 15 Gambar 5. Bagan Alir Penelitian .......................................................................... 20 Gambar 6. Pengaruh konsentrasi Fenantrena terhadap Aktivitas Lignin

Peroksidase (LiP) P.chrysosporium (wild type) ................................. 32

Gambar 7. Pengaruh Dosis Radiasi Gamma Terhadap Aktivitas LiP Spesifik. .. 34 Gambar 8. Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Aktivitas LiP dan Viabilitas ..... 37 Gambar 9. Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena .......... 40 Gambar 10. Viabilitas Kapang Terpilih dalam Medium Tanah ............................ 43 Gambar 11. Aktivitas Kapang Terpilih dalam Medium Tanah ............................. 45 Gambar 12. Perubahan pH Medium...................................................................... 47 Gambar 13. Perubahan Kadar Air Medium Tanah ............................................... 48 Gambar 14. Perubahan Bahan Organik Medium Tanah ....................................... 50 Gambar 15. Profil DNA P.chrysosporium ............................................................ 52 Gambar 16. Hasil Dendrogram dengan metode clustering UPGMA. .................. 55

Page 15: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik ..................................... 66

Lampiran 2. Analisis Penentuan Dosis Radiasi Gamma Terbaik ......................... 66

Lampiran 3. Kemampuan Kapang Dosis Terpilih Dalam Medium Tanah ........... 66

Lampiran 4. Hasil Dendogram UPGMA Jaccard's Coefficient ............................ 67

Lampiran 5. Contoh Perhitungan .......................................................................... 68

Lampiran 6. Hasil kromatografi (GCMS) pada degradasi Fenantrena ................. 72

Lampiran 7. Data Uji Statistik IBM SPSS 20.0 .................................................... 73

Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian .................................................................... 78

Page 16: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kegiatan industri berbasis minyak bumi adalah jalur utama masuknya

senyawa pencemar pada lingkungan tanah (Shen et al., 2013). Pencemaran berasal

dari tumpahan minyak mentah yang mengandung senyawa Polycyclic Aromatic

Hydrocarbons (PAH), salah satunya adalah Fenantrena (USEPA, 2000).

Fenantrena bersifat toksik bagi mahluk hidup dan sulit terdegradasi secara alami

(Johnson et al., 2015).

Berdasarkan tingkat pencemaran dan sifat fenantrena yang sulit terdegradasi

secara alami, diperlukan alternatif untuk mengurangi tingkat pencemaran dengan

cara biodegradasi (Maletic et al., 2013). Biodegradasi memanfaatkan

mikroorganisme seperti bakteri maupun kapang untuk memecah senyawa organik

menjadi senyawa tidak berbahaya menjadi H2O dan CO2 (Haritash & Kaushik,

2009). Biodegradasi dengan kapang memiliki keunggulan dibandingkan bakteri,

kapang mampu hidup dalam lingkungan yang ekstrim. Oleh sebab itu, kapang

berpotensi menjadi mikroorganisme yang kuat untuk biodegradasi dalam tanah

(Singh et al., 2006 ; Norton et al., 2012).

Kapang yang digunakan dalam penelitian ini adalah Phanerochaete

chrysosporium. P.chrysosporium sering digunakan sebagai fungal remediation

karena memiliki enzim ekstraseluler yang dapat mendegradasi substrat mirip

dengan lignin seperti senyawa fenantrena (Adenipekun & Lawal, 2012). Hal

tersebut dibuktikan oleh Chen & Ding, (2012) bahwa P.chrysosporium mampu

Page 17: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

2

mendegradasi fenantrena di dalam tanah steril dengan konsentrasi 1500 mg/L

sebesar 80% selama 3-90 hari inkubasi.

Haritash & Kaushik, (2009) menunjukan kapang white rot fungi yang

ditambahkan di tanah tidak signifikan mendegradasi fenantrena. Hal ini

dikarenakan tanah bukanlah habitat alami kapang ini. Oleh sebab itu diperlukan

tambahan seperti residu lignoselulosa untuk meningkatkan pertumbuhannya

(Rodriguez et al., 1999). Penelitian sebelumnya telah melakukan beberapa cara

bioremediasi untuk meningkatkan biodegradasi fenantren di tanah yaitu dengan

cara menumbuhkan Penicillium sp. dalam bahan lignoselulosa dari ampas tebu

sebelum ditambahkan ke tanah menghasilkan degradasi fenantren sebesar 58%

setelah 18 hari inkubasi (Gomez et al., 2003) dan penambahan kapang secara

langsung ke tanah bersama dengan substrat lignoselulosa (Bennett et al., 2001).

Penelitian ini menggunakan bahan lignoselulosa berupa substrat dari batang

sorgum (Sorghum bicolor (L.). Namun saat ini penggunaan substrat batang

sorgum dan P. chrysosoporium pada kedua teknik tersebut belum diaplikasikan

pada tanah tercemar fenantrena.

Biodegradasi fenantrena ditentukan oleh enzim ekstraseluler Lignin

Peroksidase (LiP) yang diproduksi oleh P.chrysosporium, namun, kendalanya

P.chrysosporium (wild type) enzim LiP rendah 0.16 U/g dan persen biodegradasi

fenantrena hanya sebesar 6,56% (Wang et al., 2009). Menurut Baptista et al.

(2015) efek dari radiasi gamma dapat meningkatkan produksi enzim ekstraseluler

pada kapang berfilamen. Oleh sebab itu penelitian ini menggunakan radiasi sinar

gamma untuk meningkatkan produksi enzim ekstraseluler pada kapang

berfilamen. Penelitian dengan radiasi gamma telah dilakukan oleh Retno et al.

Page 18: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

3

(2016), bahwa P.chrysosporium dosis 600 Gy menghasilkan enzim LiP sebesar 30

U/mL lebih tinggi dibandingkan P.chrysosporium tanpa radiasi dalam

mendegradasi lignin sebesar 42 %.

Pemilihan sinar gamma dikarenakan efek penetrasi yang tinggi

menyebabkan stimulasi dan mutasi, seperti peningkatan jumlah copy gen

(multiplikasi) yang berguna untuk perbaikan ekspresi gen (Aparecida & Aquino,

2012). Penilitian ini ingin mengetahui bagaimana efek mutasi dengan melihat

profil DNA pada P.chrysosporium dosis radiasi gamma dan P.chrysosporium

dosis radiasi gamma yang terpapar fenantrena.

Dosis radiasi sinar gamma yang digunakan dalam penelitian ini adalah 500,

1000, 1500 dan 2000 Gy. Saat ini belum ada penelitian yang menggunakan

P.chrysosporium yang diradiasi sinar gamma untuk menentukan biodegradasi

fenantrena. Berdasarkan hal tersebut penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

dosis radiasi sinar gamma pada P.chrysosporium yang terbaik untuk biodegradasi

fenantrena dan mengetahui kemampuan biodegradasi fenantrena oleh

P.chrysosporium radiasi sinar gamma yang terpilih dalam medium tanah.

1.2. Rumusan Masalah

1) Berapakah dosis radiasi sinar gamma terbaik pada P.chrysosporium untuk

biodegradasi fenantrena?

2) Bagaimana karakteristik P.chrysosporium dosis radiasi gamma terbaik dengan

inkubasi dan tanpa inkubasi substrat batang sorgum dalam medium tanah?

3) Bagaimana efek mutasi terhadap profil DNA pada P.chrysosporium dosis

radiasi gamma terbaik dan terpapapar fenantrena?

Page 19: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

4

1.3. Tujuan Penelitian

1) Mengetahui dosis radiasi sinar gamma terbaik pada P.chrysosporium terhadap

biodegradasi fenantrena.

2) Mengetahui karakteristik P.chrysosporium dosis radiasi gamma terbaik

dengan inkubasi dan tanpa inkubasi substrat batang sorhum dalam medium

tanah.

3) Mengetahui efek mutasi pada profil DNA P.chrysosporium radiasi sinar

gamma terbaik dengan yang terpapar fenantrena.

1.4. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kemampuan

P.chrysosporium yang diradiasi sinar gamma sebagai teknik bioremediasi lahan

yang tercemar fenatrena.

Page 20: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

5

1.5. Kerangka Berfikir

Gambar 1. Kerangka Berfikir

Tumpahan Minyak Akibat

Kegiatan Industri Minyak bumi

Pencemaran Lingkungan

Tanah oleh Fenantrena

Bioakumulasi,

Toksik dan sulit

terdegradasi

Biodegeradasi dalam medium tanah

rendah

Kapang Dosis 500,1000,

1500, 2000 Gy

Didapati % biodegradasi fenantrena dari dosis radiasi gamma terbaik

P.chrysosporium (wild

type)

P.chrysosporium

diradiasi sinar gamma

Produksi enzim

Lignin peroksidase

rendah

Produksi enzim

Lignin peroksidase

tinggi

Didapati dosis terbaik pada P.chrysosporium dan

teknik terbaik untuk biodegradasi fenantrena di

tanah

Biodegradasi

fenantren dengan

enzim

ekstraseluler

kapang

Menumbuhkan

kapang dalam

substrat sebelum

ke tanah

Peningkatan dengan penambahan

substrat lignoselulosa Mencampurkan

substrat dengan

tanah kemudian

diinokulasikan

kapang ke dalam

tanah

Page 21: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH)

2.1.1. Sumber PAH

PAH dikenal sebagai polisiklik hidrokarbon aromatik adalah polutan

organik yang tersebar luas di lingkungan yang bersifat racun dan persisten (Wang

et al., 2009). Sumber alami PAH berasal dari emisi gunung berapi dan kebakaran

hutan sedangkan bentuk pencemaran PAH berasal dari kegiatan antropogenik dan

industri yang diperoleh dari produk berbasis minyak bumi yang mencemari

permukaan air dan tanah (Shen et al., 2013).

PAH dapat memasuki lingkungan atmosfer, air, tanah dan sedimen.

Pergerakan PAH di lingkungan bergantung pada kemampuannya untuk larut

dalam air dan kemudahannya menguap di udara. Pada tanah PAH memiliki

kelarutan yang rendah dan bersifat stabil sehingga PAH cepat diabsorpsi dan

terikat ke dalam rongga matriks tanah (Okere & Semple, 2012). Kelarutannya

yang rendah pada air membuat PAH bersifat lipofilik sehingga PAH dapat masuk

ke jaringan tubuh mahluk hidup yang mengandung lemak termasuk tubuh

manusia (ATSDR 1990).

2.1.2. Fenantrena

Fenantrena merupakan salah satu PAH yang mempunyai 3 cincin benzene

(Gambar 2). Senyawa ini memiliki rumus molekul C14H10. Fenantrena merupakan

senyawa padatan berbentuk kristal pipih, berwarna putih dengan berat molekul

178.078 g/mol, (Haritash & Kaushik, 2009). Fenantrena memiliki sifat hidrofobik

Page 22: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

7

dengan kelarutan dalam air sebesar 1.20 mg/L pada suhu 25oC. Struktur

fenantrena dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur Fenantrena (PubChem, 2017)

Berdasarkan jumlah cincin aromatiknya, fenantrena PAH termasuk jenis

Low Molecular Weight (LMW). Fenantrena secara umum mempunyai bay-region

yaitu sudut internal yang terbuka dan k-region sudut eksternal yang tertutup.

Secara umum, degradasi fenantrena oleh kapang terjadi pada bay-region posisi

1,2-3,4 ini merupakan situs utama serangan enzimatik dan posisi 9,10-posisi pada

k-region (Ouyang & Fitzgerald, 2012).

Fenantrena sering digunakan sebagai model substrat untuk mempelajari

metabolisme PAH yang karsinogenik (Cerniglia & Sutherland, 2010). The

International Agency for Research on Cancer, (IARC, 2002) mengklasifikasi

bahwa fenantrena termasuk ke dalam 16 PAH penyebab kanker. Ketika fenantrena

terlepas di lingkungan akan terjadi gangguan bagi biota tanah. Menurut Ding et al.

(2012) fenantrena telah terbukti mempengaruhi komunitas mikroorganisme dalam

tanah. Fenantrena ditemukan di tanah terkontaminasi petrokimia sebesar 156

mg/kg sedangkan konsentrasi tersebut jauh dari ambang batas fenantrena yang

diperbolehkan oleh Menteri Lingkungan Hidup (MenLH), (2003) dan

Environmental risk limits (ERLs) for Phenanthrene, (2011) sebesar 0,01 mg/kg

Page 23: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

8

2.2. Phanerochaete chrysosporium

Phanerochaete chrysosporium dikenal sebagai white rot fungi atau kapang

pelapuk putih yang ada pada kayu dan serpihan kayu. Klasifikasi

P.chrysosporium adalah Filum: Basidiomycota, Kelas: Agaricomycetes, Ordo:

Polyporales, Famili: Phanerochaetaceae, Genus: Phanerochaete, Spesies:

P.chrysosporium (National Centre for Biotechnology Information, 2017).

Kapang ini merupakan mikroorganisme multiseluler, hidup secara aerobik,

nonfotosintetik dan kemoheterotrof. P.chrysosporium memiliki keadaan fisik

yang berserabut seperti kapas, berwarna putih, membentuk sekumpulan miselia,

berkembang biak secara aseksual melalui spora atau seksual yang mulai terbentuk

pada hari ke 18-20 (Cookson, 1995). Kapang ini memiliki hifa besepta, bercabang

dengan diameter berkisar antara 3-9 μm (Gambar 3). Pada ujung hifa terletak

klamidia, spora berdinding tebal bervariasi dari 50-60 μm. Konidiophore

menimbulkan blastoconidia aseksual bulat, yang berdiameter 6-9 μm (Nakasone,

1990). Struktur mikroskopis miselia P.chrysosporium hasil Scanning electron

micrograph (SEM) dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur Mikroskopis Miselia P.chrysosporium (MicrobeWiki, 2008)

P.chrysosporium memiliki miselia yang bercabang sehingga

memungkinkan untuk terdistribusi ke dalam matriks tanah untuk mendegradasi

Page 24: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

9

fenantrena (Reddy, 2001). Hifa P.chrysosporium mampu menembus substrat

dengan cepat untuk mengangkut dan mendistribusikan nutrisi dalam miseliumnya.

Penyerapan PHA terjadi pada dinding sel hidrofobik dan tersimpan di vakuola

atau organel lain di dalam sel (Gao et al., 2011).

Kapang ini memiliki keunggulan dibandingkan bakteri tidak hanya dalam

keunggulannya memproduksi enzim ekstraseluler, namun juga ketahanan

lingkungannya. Kapang ini dapat mentolerir kondisi lingkungan yang ekstrim,

seperti pH, suhu, kadar air, kelembapan rendah dan konsentrasi polutan yang

tinggi. Sementara banyak organisme mikroorganisme yang digunakan untuk

bioremediasi memerlukan pra-pengkondisian lingkungan agar dapat bertahan

hidup, kapang ini dapat langsung diaplikasikan. Oleh karena itu, kapang

berpotensi menjadi mikroorganisme yang kuat dalam bioremediasi tanah (Singh,

2006 ; Norton, 2012).

Faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan kapang ini adalah suhu,

pH, kandungan oksigen terlarut dan konsentrasi nitrogen yang mencukupi.

P.chrysosporium dapat mendegradasi polutan aromatik selama fase pertumbuhan

stasioner (Srebotnik et al., 1994). Menurut Howard et al. (2003), P.chrysosporium

mempunyai suhu pertumbuhan optimal 35-40°C dan pH 4-7. Menurut penelitian

oleh Bisnoi et al. (2008) melaporkan P.chrysosporium dapat tumbuh dalam tanah

steril yang dipaparkan fenantrena dengan pH 7,0 dan suhu 30°C.

2.2.1. Aktivitas Enzimatik P.chrysosporium

P.chrysosporium menghasilkan enzim ekstraseluler Lignin Peroksidase

(LiP), manganesse peroksidase (MnP) dan Lakase. Enzim tersebut umumnya

digunakan untuk mendegradasi lignin pada kayu (Fadilah et al., 2008). Selain

Page 25: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

10

mendegradasi lignin enzim ekstraseluler dari P.chrysosporium dikenal dapat

mendegradasi senyawa xenobiotik, karena sifat dari enzim ini yaitu memiliki

spesifisitas substrat yang rendah, sehingga mampu mendegradasi substrat luas

mirip dengan lignin (Adenipekun & Lawal, 2012). Dua dari peroksidase yang

paling umum adalah lignin peroxidase (LiP) dan manganese peroxidase (MnP).

Penelitian telah menunjukkan bahwa satu ekstraselular enzim ligninolitik yaitu

LiP, secara langsung terlibat dalam oksidasi awal dari degradasi fenantrena (Wang

et al., 2009).

Lignin Peroksidase (LiP) adalah enzim heme ekstraseluler yang

disekresikan oleh kapang P.chrysosporium yang sering digunakan dalam

pengendalian pencemaran organik dan memediasi depolimerisasi lignin. Enzim

LiP berkerja sebagai katalisis pengurangan peroksida dengan bantuan hidrogen

peroksida (H2O2) dan veratril alkohol. H2O2 berfungsi sebagai reduktor yang akan

mengoksidasi enzim dengan mendonasikan dua elektron ke enzim LiP dan veratril

alkohol berfungsi sebagai mediator dalam reaksi redoks untuk menstimulasi

oksidasi LiP pada substrat limbah organik lignoselulosa (Asgher et al., 2011). LiP

mengoksidasi senyawa aromatik fenolik dan non fenolik dengan memindahkan

elektron ke senyawa aromatik, menghasilkan phenoxy radikal dan kation radikal

yang bereaksi secara spontan dengan molekul air dan molekul oksigen, memecah

ikatan C-C dan C-O, sehingga mendepolimerasi senyawa polimer dan membuka

cincin aromatik memecahnya menjadi komponen yang tidak berbahaya (Hamid &

Rehman, 2009).

Page 26: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

11

2.3. Medium Pertumbuhan P.chrysosporium

2.3.1. Batang Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) )

Kapang berfilamen yang digunakan dalam biodegradasi harus terlebih

dahulu disesuaikan dengan mengembangkannya pada substrat padat seperti batang

sorgum atau tebu dari sisa pertanian (Perez et al., 2002). Batang sorgum

merupakan limbah dari agroindustri yang bisa ditambahkan ke tanah yang

terkontaminasi.

Batang sorgum memiliki kadar gula tinggi pada batangnya. Sebagian besar

gula ini disimpan sebagai polimer dinding sel tanaman dan mengandung

karbohidrat berlimpah larut (terutama glukosa, fruktosa dan sukrosa) dan

karbohidrat tidak larut (selulosa 44,6 %, hemiselulosa 27,1 % dan lignin 20,7 %)

(Serna & Saldivar et al., 2010).

Substrat batang sorgum mengandung lignin, selulosa dan hemiselulosa

yang berperan sebagai induser enzim Lignin Peroksidase (Risdianto et al., 2008).

Penambahan substrat berfungsi sebagai sumber karbon dan energi dan bahan

pendukung untuk hifa kapang selama proses bioremediasi di tanah. Penambahan

substrat lignoselulosa baik untuk mendukung pertumbuhan mikroorganisme

sebagai penerapan bioaugmentasi dalam tanah untuk mempercepat proses

biodegradasi (Rodriguez et al., 2001).

Bioremediasi tanah terkontaminasi menjadi faktor pembatas pertumbuhan

fungi (Baldrian, 2008). Teknik penambahan substrat merupakan salah satu faktor

utama aplikasi bioremediasi kapang yang berhasil. Umumnya penggunaan

aplikasi substrat ini dilakukan dengan menumbuhkan kapang terlebih dahulu di

Page 27: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

12

dalam substrat dan mencampurkan substrat dengan tanah kemudian

diinokulasikan kapang ke dalam tanah (Bennett et al., 2001).

2.3.2. Tanah

Arsyad (2005) mengemukakan struktur tanah adalah kumpulan pasir, liat

dan debu oleh bahan organik. Faktor utama dalam biodegradasi adalah kandungan

organik tanah. Adanya bahan organik memiliki pengaruh pada kemampuan

mikroorganisme untuk menurunkan PAH. Bahan organik dapat digunakan sebagai

sumber karbon dan energi untuk mikroorganisme (Johnsen et al., 2005).

Selain itu faktor bahan organik pendukung lain seperti suhu, kadar air,

bioavailabilitas dan pH sangat dibutuhkan. Kadar air tanah sangat dibutuhkan

dalam proses biodegradasi hidrokarbon. Air melarutkan nutrisi yang tersedia bagi

mikrooganisme. Kandungan air tanahnya yang rendah dapat menurunkan aktivitas

mikroorganisme akibat diffusional organel yang berhubungan dengan dehidrasi

sel. Banyaknya air dapat menghambat reaerasi tanah, dan proses dapat berubah

menjadi anaerobik. Kelembapan optimal untuk mendegradasi hidrokarbon

berkisar 30% - 90% (Bijay et al., 2012).

2.4. Radiasi Sinar Gamma

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam

bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik (foton) dari suatu sumber

energi. Radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi non pengion.

Jenis radiasi pengion adalah partikel alpha (α), partikel beta (β), sinar X

neutron dan sinar gamma (γ). Telah diketahui ada radiasi yang memiliki daya

tembus lebih besar dari pada beta dan radiasi ini disebut radiasi gamma (Badan

Tenaga Nuklir Nasional, 2008).

Page 28: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

13

Radiasi gamma merupakan jenis gelombang yang memilik wujud sebagai

energi elektromagnetik yang disebut foton yang tidak memiliki massa dan

maupun muatan listrik. Radionuklida yang memancarkan radiasi gamma

diantaranya cobalt 60. Sinar gamma merupakan bentuk sinar yang paling kuat dari

bentuk radiasi yang diketahui, kekuatannya hampir 1 miliar kali lebih berenergi

dibandingkan radiasi sinar X (Hidayat, 2004).

Pengaruh radiasi gamma terhadap spesimen biologis bergantung pada total

energi yang diabsorpsi dan jenis radiasi pengion. Satuan dosis radiasi terserap per

satuan massa akibat radiasi gamma disebut Radiation Absorbed Dose (Rad).

Satuan dosis radiasi serap disebut dengan Gray yang disingkat Gy (Badan Tenaga

Nuklir Nasional, 2008).

2.4.1 Aplikasi Radiasi Gamma dalam Bidang Mikrobiologi

Radiasi sinar gamma telah digunakan dalam terapi radiasi, sterilisasi,

pelestarian dan aktivasi enzim (Lu et al., 2005). Aplikasi radiasi gamma menjadi

salah satu alternatif untuk menginduksi mutasi (Baptista et al., 2015). Prasyarat

yang paling penting untuk produksi enzim oleh mikroorganisme adalah mutan

hasil radiasi memiliki kemampuan hyperproductive enzim (El-Batal et al., 2013).

Pemilihan sinar gamma dikarenakan dosis lebih akurat, penetrasi penyinaran ke

dalam sel bersifat homogen, efek stimulasi dan frekuensi mutasi tinggi yang dapat

memperbaiki karakter bermanfaat (Aparecida & Aquino, 2012).

Radiasi gamma bertindak pada sistem biologis dengan mengubah molekul

yang menyebabkan peningkatan yang pasti dalam permeabilitas sel. Peningkatan

ini terjadi kemungkinan karena peningkatan jumlah copy gen (multiplikasi) atau

perbaikan dalam ekspresi gen (El-Batal & Khalaf, 2003).

Page 29: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

14

Menurut Maity et al. (2009) menunjukkan bahwa dosis tinggi radiasi

gamma menyebabkan efek penghambatan hingga kematian kapang yang bersifat

sterilisasi. Sreedhar et al. (2013) menyatakan bahwa dosis rendah radiasi gamma

pada kapang sebagai faktor stimulasi mikroorganisme untuk menghasilkan enzim

yang lebih banyak sebagai mekanisme pertahanan diri terhadap stress oksidatif.

2.5. Biodegradasi

Biodegradasi secara garis besar didefinisikan sebagai pemecahan senyawa

organik oleh mikroorganisme sehingga membentuk biomassa dan senyawa yang

lebih sederhana yang akhirnya menjadi (H2O) dan (CO2) karbondioksida (Haritash

& Kaushik, 2009), sedangkan menurut Maletic et al. (2013) biodegradasi adalah

proses mengubah atau memineralisasi kontaminan organik oleh mikroorganisme

melalui proses metabolisme atau enzimatik, menjadi zat yang kurang berbahaya,

yang kemudian diintegrasikan ke dalam siklus biogeokimia alami. Biodegradasi

dilakukan dengan cara memotong rantai hidrokarbon tersebut menjadi lebih

pendek dengan melibatkan berbagai enzim. Bakteri dan kapang telah ditetapkan

sebagai spesies yang dapat menggunakan PAH sebagai sumber karbon dan energi

(Haritash & Kaushik, 2009).

2.5.1. Biodegradasi Fenantrena Oleh P.chrysosporium

Biodegradasi fenantrena dalam kondisi aerobik akan terjadi cepat dan

lengkap melalui proses oksidatif, aktivasi dan penggabungan oksigen dengan

reaksi kunci enzimatik yang dikatalisis oleh oksigenase (enzim sitokrom P450

monooksigenase, hidrolase epoksida) (Ning et al., 2010). Jalur biodegradasi

fenantrena dalam kondisi lignolitik dapat dilihat pada Gambar 4.

Page 30: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

15

Gambar 4. Jalur Biodegradasi Fenantrena dalam Kondisi Lignolitik oleh

P.chrysosporium (Ning et al., 2010)

Biodegradasi fenantrena dalam kondisi lignolitik dimulai dari tahap

oksidasi, yaitu oksidasi fenantrena dimulai dari P450 monooksigenase, reaksi

dimediasi dengan mengoksidasi cincin aromatik fenantrena pada posisi C9 dan

C10 menjadi 9,10-phenanthrene oxide. Tahap hidrolisis, epoxide hydrolase

menghidrolisis trans-9,10-phenanthrene dihydrodiol. Kemudian menghasilkan

radikal bebas berupa radikal 9,10-dihydroxy phenanthrene bebas dengan

sumbangan satu elektron yang mengoksidasi cincin, fenantrena teroksidasi

menjadi 9,10- phenanthrenequinone, selanjutnya menjadi asam 2.2'-diphenic

yang termineralisasi menjadi senyawa yang lebih sederhana yaitu karbondioksida

(CO2), sedangkan dengan menggunakan enzim (LiP) biodegradasi oleh

P.chrysosporium berjalan lebih cepat dengan langsung mengoksidasi 9-

Page 31: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

16

phenanthrol menjadi phenanthrene-9,10-quinone dan kemudian menjadi 2,2-

Diphenic acid (Gambar 4) (Ning et al., 2010).

2.5.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biodegradasi

Umumnya bioremediasi pada tanah terkontaminasi hidrokarbon melibatkan

proses biodegradasi. Keberhasilan proses biodegradasi ditentukan oleh beberapa

faktor pertumbuhan oleh mikroorganisme. Faktor yang mempengaruhi yaitu

jumlah mikroorganisme, kandungan oksigen, nutrisi anorganik, suhu dan pH

untuk mendukung pertumbuhan sel dan mempertahankan biodegradasi (Jain et al.,

2011). Kondisi yang optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme terhadap

biodegradasi hidrokarbon diberikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Kondisi Optimal Biodegradasi Hidrokarbon

Parameter Pertumbuhan Biodegradasi

pH 5,5-8,8 6,5

Suhu 10-45 20-30

Oksigen 10% 10-40%

C:N:P 100:10:01 100:10:01

Sumber : (Jain et al., 2011).

Nilai pH tanah berpengaruh pada kondisi optimal mikroorganisme. Nilai

pH optimal yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam mendegradasi

hidrokarbon berkisar 6,5-8,0 (Jain et al., 2011). Nilai pH dipengaruhi aktivitas

mikroorganisme yang membentuk metabolit-metabolit asam. P.chrysosporium

optimal pada pH 5-7 dan setelah biodegradasi fenantrena pH meningkat menjadi

7-9 (Bishnoi et al., 2008). Menurut Pawar, (2015) kisaran pH 5-6,5 pada kapang

memiliki tingkat aktivitas LiP yang lebih tinggi dibandingkan dengan pH tanah

yang netral.

Menururt Bamforth & Singleton, (2005) biodegradasi berkisar pada suhu

mesofilik 30-37°C. Suhu optimal untuk biodegradasi fenantrena di tanah steril

Page 32: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

17

oleh P.chrysosporium yaitu suhu 30°C dan efisiensi biodegradasi menurun karena

suhu meningkat 40⁰C (Bishnoi et al., 2008).

Proses biodegradasi PAH membutuhkan nutrisi. Tingkat biodegradasi

sangat tergantung pada komposisi gizi dari tanah untuk menunjang keberhasilan

proses biodegradasi. Rasio nutrisi seperti karbon, nitrogen dan fosfat (C, N, P)

100:10:1 yang diperlukan untuk pertumbuhan dan keseimbangan metabolisme sel

(Pathak et al., 2011).

Page 33: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

18

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Mei sampai Januari 2018 di

Laboratorium Kelompok Lingkungan, Bidang Industri dan Lingkungan, Pusat

Aplikasi Isotop dan Radiasi (PAIR-BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan dan

Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah autoklaf, laminar air

flow, centrifuge, inkubator, oven, pH meter, timbangan analitik, desikator, shaker

mekanis, tanur, cawan petri, erlenmeyer, labu ukur, tabung reaksi, mikrotube,

mikropipet, mikrotip, ose bulat, dryglaski, plastik polyethylene, cawan porselen,

sumber isotop Cobalt-60 dalam gamma chamber 4000A, Mastercycler Gradient

untuk amplifikasi Polymerase Chain Reaction (PCR), Spektrofotometri UV-Vis

dan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS).

3.2.2. Bahan

Bahan yang digunakan antara lain strain P.chrysosporium (wild types),

dengan radiasi sinar gamma dosis (500, 1000, 1500 dan 2000 Gy) diperoleh dari

koleksi mikroorganisme terpilih di Laboratorium Kelompok Lingkungan (PAIR-

BATAN), batang sorgum (Sorghum bicolor (L.)) yang diperoleh dari bidang

pertanian (PAIR-BATAN), tanah diambil di sekitar laboratorium lingkungan,

fenantrena (Merck kGaA, Germany), lignin alkali (SIGMA-ALDRICHH), Potato

Page 34: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

19

Dextrose Broth (PDB), Agar Bactorial, KH2PO4, MgSO4, urea, larutan fisiologis

(0,85% NaCl), akuades, bufer asetat pH 3, veratryl alkohol (8 mM), bufer asetat

(50 mM pH 3), H2O2 (5 mM) dan Dichloromethane (DCM).

3.3. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan berpola faktorial dengan 2 faktor

perlakuan terdiri atas: Faktor I (F1) = kapang yang inkubasi terlebih dulu dalam

substrat batang sorgum yang terdiri dari 2 taraf yaitu: A : P.chrysosporium tanpa

radiasi, B : P.chrysosporium dosis radiasi gamma terbaik. Faktor II ( F2) kapang

tanpa inkubasi terlebih dulu dalam substrat batang sorgum

Tabel 2. Rancangan pengujian kapang terpilih di dalam medium tanah

Perlakuan

P.chrysosporium Terpilih

K A B

F1 F1K F1A F1B

F2 F2K F2A F2B

Keterangan: KA/KB= kontrol P.chrysosporium tanpa radiasi (KA),

P.chrysosporium dosis radiasi gamma terbaik (KB). F1= Tanah +

(Substrat+ kapang inkubasi 7 hari), F2= (Tanah+Substrat)+kapang.

A= P.chrysosporium 0 Gy, B= P.chrysosporium dosis radiasi

gamma terbaik

Page 35: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

20

3.4. Bagan Alur Penelitian

Gambar 5. Bagan Alir Penelitian

Preparasi kultur kapang, substrat batang sorgum dan tanah

Biodegradasi fenantrena dalam substrat batang sorgum

Perlakuan F1 dan F2 diinkubasi selama 0, 3, 6, 9, dan 12 hari

(F1) : P.chrysosporium (0 Gy)

(A) dan P.chrysosporium ( X

Gy) (B) inkubasi selama 7

hari dalam substrat batang

sorgum

Biodegradasi dalam medium tanah yang dicemarkan fenantrena

(Dx ppm) dengan penambahan substrat batang sorgum

Kultur fungi diradiasi sinar gamma pada dosis 0, 500, 1000, 1500 dan

2000 Gy

Penentuan konsentrasi

fenantrena terbaik (DX ppm)

(500, 1000, 1500, dan 2000ppm)

yang di ujikan dengan

P.chrysosporium (0 Gy)

Penentuan dosis terbaik radiasi

gamma kapang dosis 0, 500,

1000, 1500 dan 2000 Gy dengan

konsentrasi fenantrena terbaik

(DX ppm)

(F2) : P.chrysosporium (0 Gy)

(A) dan P.chrysosporium ( X

Gy) (B) tanpa inkubasi dalam

substrat batang sorgum

Setelah 12 hari (Evaluasi profil DNA

P.chrysosporium F1 dan F2)

Diperoleh biodegradasi terbaik dari kapang radiasi gamma (X)

Page 36: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

21

3.5. Prosedur Kerja

3.5.1. Pembuatan Media PDB, PDA dan Nutrisi

Pembuatan media PDB dengan melarutkan 2,4 g/mL PDB, kemudian

ditambahkan akuades hingga volumenya mencapai 100 mL. Sebanyak 30 mL

media PDB dipindahkan ke dalam erlenmeyer. Pembuatan PDA dengan

melarutkan 2 g/mL agar, 2,4 g/mL PDB, 0,5 g/mL yeast extract ke dalam 100 mL

akuades. Pembuatan nutrisi untuk media fermentasi di dalam substrat batang

sorgum dengan komposisi nutrisi yaitu 1,2 g/mL PDB, 0,1 g/mL K2HPO4, 0,1

g/mL KH2PO4, 0,01 g/mL MgSO4, 0,5 g/mL yeast extract dan sukrosa 2 g/mL.

Masing-masing media PDB, PDA dan nutrisi disterilisasi pada suhu 121°C,

tekanan 2 atm selama 30 menit.

3.5.2. Radiasi Gamma Pada Kapang

Strain P.chrysosporium (wild type) dikultivasi dalam media PDB dengan

shaker mekanis pada 100 rpm dan suhu ruang sekitar 28-32°C selama 4 hari,

kemudian disebarkan pada permukaan media PDA di dalam cawan petri dan

diinkubasi pada 32°C selama 4 hari. Setelah kultur kapang tumbuh secara merata

pada permukaan PDA dan diinkubasi pada 32⁰C selama 7 hari. Kultur kapang

P.chrysosporium di dalam cawan diradiasi sinar gamma pada dosis 0, 500, 1000,

1500, 2000 Gy. Perlakuan radiasi gamma dengan sumber Co60 dilakukan di

fasilitas iradiator Gamma Chamber 4000A dengan laju dosis 2,1 kGy/jam

(Mulyana et al., 2015).

3.5.3. Preparasi Kultur Inokulum Kapang

Strain P.chrysosporium hasil radiasi gamma pada dosis 0, 500, 1000,

1500, 2000 Gy dalam medium agar dipotong sekitar 0,5 x 0,5 cm dan dipindahkan

Page 37: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

22

ke dalam 30 mL PDB, kemudian diinkubasi dalam shaker mekanik pada 100 rpm

dan suhu ruang 28-32°C selama 4 hari (Rulianah et al., 2017), sehingga diperoleh

kultur cair untuk inokulan kapang.

3.5.4. Preparasi Substrat Batang Sorgum dan Tanah

Preparasi medium pertumbuhan berupa substrat batang sorgum dan tanah.

Batang sorgum dikeringkan dan dihaluskan dengan cutting mill, lalu disaring

dengan ukuran 200 µm. Preparasi tanah dilakukan dengan mengambil tanah di

permukaan sekitar 0-20 cm dan disaring dengan ukuran saringan 2 mm, lalu

disterilkan dengan autoklaf pada 121°C selama 2 x 15 menit.

3.5.5. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik

Substrat batang sorgum yang telah disteril disiapkan sebanyak 4 g

kemudian ditambahkan 1 mL kultur cair kapang tanpa radiasi gamma yaitu dosis

0 Gy. Selanjutnya ditambahkan 1 mL fenantrena yang sudah dilarutkan dalam

diklorometan dengan variasi konsentrasi 500, 1000, 1500, dan 2000 ppm dan

diinkubasi selama 3 hari. Pengamatan yang dilakukan yaitu aktivitas LiP.

3.5.6. Penentuan Dosis Terbaik Kapang Iradiasi Gamma

Penentuan dosis radiasi gamma bertujuan untuk mendapatkan satu dosis

radiasi sinar gamma pada P.chrysosporium antara 500, 1000, 1500 dan 2000 Gy

yang paling optimal dalam substrat batang sorgum. Sebanyak 4 g substrat batang

sorgum ditambahkan 8 mL nutrisi (1:2) dengan komposisi nutrisi yaitu 1,2 g/mL

PDB, 0,1 g/mL, 0,1 g/mL K2HPO4, 0,01 g/mL KH2PO4, 0,01 g/mL MgSO4 0,5

g/mL yeast ekstrak dan 2 g/mL sukrosa. Sebanyak 1 mL kultur P.chrysosporium

dosis 0, 500, 1000, 1500 dan 2000 Gy ditambahkan ke dalam 4 g substrat batang

sorgum yang sudah steril dan diinkubasi dalam ruangan gelap pada 30°C selama

Page 38: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

23

3 hari. Setelah itu ditambahkan konsentrasi fenantrena yang terbaik 1500 ppm lalu

diinkubasi selama 3 hari. Selain di dalam substrat batang sorgum, penentuan

dilakukan dalam 3 macam medium cair. Sebanyak 30 mL PDB yang masing-

masing ditambahkan dengan lignin alkali 1500 ppm dan fenantrena 1500 ppm,

kemudian diinokulasikan 1 mL kapang variasi dosis gamma. Parameter

pengamatan yang dilakukan yaitu aktivitas LiP spesifik, aktivitas LiP, viabilitas

dengan TPC dan biodegradasi fenantrena dianalisis menggunakan GCMS.

3.5.6.1. Penentuan Aktivitas Enzim Lignin Peroksidase (LiP)

Penentuan aktivitas enzim LiP dilakukan untuk mengetahui aktivitas

enzim LiP dalam sampel. Sebanyak 2 g sampel dimasukan ke dalam erlenmeyer

100 mL yang sudah berisi 20 mL bufer asetat pH 3, lalu shaker pada 100 rpm

selama 30 menit. Setelah itu dimasukan 1 mL sampel ke dalam mikrotube dan di

sentrifugasi pada 8000 rpm dan -4°C selama 15 menit.

Hasil sentrifugasi berupa supernatan adalah ekstrak kasar enzim yang

selanjutnya digunakan sebagai sampel pada analisis aktivitas LiP. Kemudian

disiapkan tabung reaksi 20 mL yang sudah berisi 0,4 mL veratryl alkohol (8 mM),

0,8 mL bufer asetat (50 mM pH 3), 1,8 mL akuades, 0,2 mL H2O2 (5 mM) dan 0,8

mL sampel (ekstrak kasar enzim). Tabung dikocok perlahan agar semua bahan

tercampur. Reaksi aktivitas enzim dilakukan pada suhu ruang 20±1°C, kemudian

dilakukan pengukuran dengan spektrofotometer pada 310 nm. Absorbansi diukur

pada waktu 0 dan 10 menit atau lebih lama. Penentuan aktivitas enzim dengan

menggunakan rumus oleh Bonnen et al ,(1994):

Aktivitas Enzim U/mL =∆OD310 × Vtotal (mL) × 109

ε max × d × Venzim (mL) × t

Page 39: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

24

Keterangan :

∆OD = selisih absorbansi pada 10 dan 0 menit

Vtotal = 1 mL

Venzim = 0,2 mL

Εmax = absorpsivitas molar veratryl alkohol 9300/M.cm

d = tebal bagian dalam kuvet (cm)

t = waktu reaksi aktivitas enzim (menit).

3.5.6.2. Penentuan Protein Terlarut

Penentuan protein terlarut untuk menghitung aktivitas LiP spesifik.

Sebanyak 100 mL NaCO3, 1 mL CuSO4.5H2O, dan 1 mL Kalium Natrium

Tartarat dicampurkan ke dalam gelas beker. Sampel sebanyak 500 µL dimasukkan

ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 4 mL larutan campuran dan

ditunggu 5 menit. Setelah 5 menit ditambahkan folin 500 µL ke dalam tabung

reaksi dan diinkubasi selama 30 menit, kemudian dilakukan pengukuran dengan

spektrofotometer pada panjang gelombang (λ) 600 nm (Lowry et al., 1951).

Aktivitas spesifik didefinisikan sebagai unit aktivitas permiligram protein.

Perhitungan aktivitas spesifik menurut Machfoed et al. (1989) adalah sebagai

berikut :

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑝𝑒𝑠𝑖𝑓𝑖𝑘 =𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 (

𝑈𝑚𝑙

𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡)

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 (𝑚𝑔𝑚𝑙

)

3.5.6.3. Penentuan Viabilitas Kapang

Viabilitas kapang ditentukan dengan metode Total Plate Count (TPC).

Sebanyak 2 g sampel dan 20 mL larutan fisiologis (0,85% NaCl) yang steril

dimasukan ke dalam erlenmeyer 100 mL dan dikocok dengan shaker mekanis

pada 100 rpm selama 30 menit. Sebanyak 100 µL sampel dimasukan ke dalam

mikrotube yang sudah berisi 900 µL larutan fisiologis lalu dilakukan pengenceran

sampai 106. Kemudian diinokulasikan pada media PDA dengan metode sebar

Page 40: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

25

(Spread plate). Media PDA diinkubasi 2-3 pada suhu 37°C. Perhitungan jumlah

kapang dapat ditentukan dengan menghitung koloni yang tumbuh dari masing-

masing pengenceran 10-100 koloni (Hastuti & Ginting, 2007). Penentuan jumlah

kapang dengan menggunakan rumus:

Konsentrasi populasi (CFU)g-1 (Jumlah koloni) x (fp)

berat kering sampel (bk)

Keterangan:

fp = faktor pengenceran

bk = berat kering sampel (g).

3.5.6.4. Penentuan Biodegradasi dengan Gas Chromatography (GCMS).

Penentuan biodegradasi dilakukan untuk mengetahui persen degradasi

fenanatren pada sampel. Sebelumnya dilakukan ekstraksi medium untuk

melarutkan fenantrena di dalam pelarut Dichloromethane dan untuk

mengendapkan biomassa sel kapang. Pada penentuan dosis radiasi terbaik kapang,

sampel dicampur dengan 30 mL Dichloromethane dan kemudian diekstraksi

selama 30 menit. Sebanyak 250 µL sampel di masukkan ke dalam mikrotube

sentrifugasi pada 2000 rpm selama 5 menit. Hasil sentrifugasi berupa supernatan

adalah ekstraktan fenantrena, lalu supernatan dipindahkan ke mikrotube sebanyak

100 µL sebagai sampel analisis (Lee et al., 2014).

Kondisi GC yang digunakan adalah gas pembawa yaitu gas helium

Kolom 1.19, diameter 0,2 mm, tebal film 0,33 μm. Suhu oven 60°C hingga

280°C. Suhu detektor 300°C dan suhu injektor 240°C . Larutan standar disiapkan

dengan konsentrasi 500 ppm dan sampel ekstrak fenantrena diambil sebanyak 1

µL lalu diinjeksikan ke instrumen GCMS (Murniasih et al., 2009). Persen

Page 41: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

26

konsentrasi fenantrena dihitung mengikuti rumus oleh (Haritash & Kaushik,

2016).

𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠𝑖 (%) =𝐶𝑖 − 𝐶𝑓

𝐶𝑖× 100

Keterangan:

Ci = Konsentrasi Awal Fenantrena (µg/g)

Cf = Konsentrasi Akhir Fenantrena (µg/g)

3.5.7. Biodegradasi Dalam Medium Tanah dan Substrat Batang Sorgum

3.5.7.1. Pembuatan Inokulan Kapang

Sebanyak 4 g substrat batang sorgum dan nutrisi dimasukan ke dalam

plastik (polyethylene) dan disterilkan. Pada perlakuan F1 dimasukan 1 mL kultur

kapang tanpa radiasi (A) dan kapang dosis radiasi gamma terbaik (B) ke dalam

substrat yang sudah disterilkan dan ditutup rapat dengan sealer, kemudian

diinkubasi pada suhu ruang sekitar 28-32°C selama 7 hari.

3.5.7.2. Penentuan Karakteristik Medium Tanah

Tanah disiapkan sebanyak 36 g dimasukan ke dalam plastik (polyethylene)

disterilisasi pada suhu 121°C dengan autoklaf selama 2 x15 menit. Media tanah

tersebut ditambahkan fenantrena konsentrasi terpilih. Tanah yang sudah

terkontaminasi tersebut didiamkan selama 24 jam untuk menghilangkan

pelarutnya (Bisnoi et al., 2008). Tanah diatur kelembapannya 80% dan suhu

28,7°C . Tanah ditambahhkan hara makro (CNP) yang disesuai dengan kebutuhan

atau kondisi optimal dalam biodegradasi hidrokarbon yaitu C:N:P 100:10:1 atau

C=PHE (C14H10) 94,38%, N= ZA (NH4)2SO4) 20,8%, P = KH2PO4 22.79% (Jain

et al., 2011). Perlakuan Pertama F1 (A & B) inokulan kapang yang sudah

diinkubasi dimasukan ke dalam medium tanah yang sudah tercemar fenantrena,

Page 42: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

27

kemudian untuk perlakuan kedua F2 (A & B) dimasukan 4 g substrat batang

sorgum ke dalam 36 g medium tanah, aduk hingga rata ditambahkan 10% kultur

cair kapang (Reddy & Mathew, 2001). Waktu bioremediasi selama 0, 3, 6, 9, dan

12 hari diinkubasi pada suhu ruang sekitar 28-32°C. Parameter pengamatan hari

ke 0, 3, 6, dan 12 yaitu pH, kadar air, kadar organik, kadar abu, TPC dan enzim

LiP, khusus hari ke 12 sampel di analisis untuk melihat profil DNA dengan PCR.

3.5.7.2.1.Penentuan pH

Pengukuran pH dilakukan untuk mengetahui derajat keasaman sampel

yang diamati. Sebanyak 2 g sampel ditambahkan akuades sebanyak 20 mL dan

dihomogenkan dengan shaker mekanis selama 15 menit, kemudian diukur dengan

menggunakan pH meter digital menggunakan larutan buffer pH 7,0 dan pH 4,0.

3.5.7.2.2. Penentuan Kadar Air

Penentuan kadar air dilakukan untuk mengetahui kandungan air dalam

sampel. Cawan porselen dicuci menggunakan akuades lalu dikeringkan dalam

oven pada suhu 105°C selama 1 hari. Cawan tersebut kemudian diletakkan di

desikator selama 30 menit lalu ditimbang (Wo). Sampel seberat ±2 g ditimbang ke

dalam cawan (W1). Cawan yang berisi sampel dimasukkan ke dalam oven dengan

suhu 105°C selama 1 hari. Cawan kemudian dimasukkan kembali ke dalam

desikator dan dibiarkan selama 30 menit dan ditimbang sebagai sampel (W2)

(Eviati & Sulaeman, 2009). Perhitungan kadar air dapat dilakukan menggunakan

rumus :

% 𝐤𝐚𝐝𝐚𝐫 𝐚𝐢𝐫 =𝐖𝟏 − 𝐖𝟐

𝐖𝟏 − 𝐖𝟎× 𝟏𝟎𝟎%

Keterangan:

W0 = berat cawan kosong (g)

W1 = berat cawan yang diisi dengan sampel (g)

Page 43: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

28

W2 = berat cawan yang sudah dikeringkan (g)

3.5.7.2.3. Penentuan Kadar Bahan Organik

Penentuan bahan organik dilakukan untuk mengetahui jumlah bahan

organik dalam sampel. Cawan porselen dibersihkan dan dikeringkan di dalam

oven bersuhu sekitar 105°C selama 30 menit, kemudian dimasukkan cawan

tersebut ke dalam desikator (30 menit) dan ditimbang sebagai (W0). Cawan yang

berisi sampel dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105°C selama 5-6 jam

kemudian ditimbang sebagai (W1), lalu dimasukkan ke dalam tanur dengan suhu

550°C hingga mencapai pengabuan sempurna. Cawan dimasukkan ke dalam

desikator dan dibiarkan sampai dingin kemudian ditimbang sebagai (W2) (Eviati

& Sulaeman, 2009). Perhitungan kandungan abu dapat dihitung menggunakan

rumus:

Kadar Abu (% ) =W2 − W0

W1 − W0× 100%

Keterangan:

W0 = berat cawan kosong (g)

W1 = berat cawan dengan sampel (g)

W2 = berat cawan dengan sampel yang sudah diabukan (g)

Bahan organik dapat dihitung dengan rumus:

Bahan Organik (%) = 100% − %Kadar Abu

3.5.8. Evaluasi Profil DNA Kapang

3.5.8.1. Ekstraksi DNA Kapang

Kultur kapang disiapkan masing-masing dari perlakuan F1A, F2A, F1B,

F2B, kontrol P .chrysosporium (0 Gy) dan P.chrysosporium (X Gy). Sebanyak 1

Page 44: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

29

mL kultur kapang dimasukan ke dalam mikrotube ditambah akuades steril

sentrifugasi 10.000 rpm selama 10 menit dengan suhu 4°C . Supernatan dibuang

ditambahkan 800 µL buffer ekstraksi dan 150 µL proteinase K (20 mg/mL), lalu

di homogenkan dengan vorteks selama 5 menit, dan diinkubasi dalam waterbath

pada suhu 60°C selama 30 menit sambil di goyang. Sampel sentrifugasi kembali

10.000 rpm selama 10 menit, supernatan dipindahkan pada mikrotube baru +

larutan PCI phenol: cholororm: isoamylalcohol (25:24:1) dengan volume yang

sama, di homogenkan dengan vorteks dan sentrifugasi kembali. Fase bagian atas

dipindahkan ke mikrotube baru + chloroform-isoamylalcohol (24:1) dengan

volume yang sama, di homogenkan dengan vorteks dan sentrifugasi lagi seperti

cara di atas.

Fase bagian atas dipindahkan, ditambahkan isopropanol dingin dan di

homogenkan dengan vorteks, lalu diinkubasi pada suhu -20°C selama 1-2 jam,

sentrifugasi 13.000 rpm selama 15 menit sampai terbentuk endapan DNA di dasar

tabung. Supernatan didekantasi dan pelet DNA dicuci dengan 800 µL etanol

dingin. Pelet dikeringkan dalam vakum desikator. Pelet DNA kering + 100 µL TE

buffer, selanjutnya setrifugasi akhir pada 13.000 rpm selama 5 menit untuk

menghilangkan kontaminan. DNA divisualisasi dengan elektroforesis gel agarosa

0,8 % dalam bufer Larutan bufer TBE (Tris-Borate-EDTA) dengan pewarna

etidium bromida (0.5 μg/mL–1). Elektroforesis DNA dilakukan pada 100 V selama

45 menit dan DNA diamati dengan UV Transilluminator (Mishra et al., 2014).

3.5.8.2. Analisis Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD PCR)

Hasil ekstraksi DNA diamplifikasi dengan teknik RAPD-PCR

menggunakan primer OPH-16. Analisis RAPD dilakukan dengan menggunakan

Page 45: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

30

random primer dari Life Technologies-Invitrogen. Reaksi PCR menggunakan

HotStarTaq™ Master Mix kit (Qiagen, Clifton Hill, Vic.). Volume reaksi yang

digunakan dalam analisis RAPD ini adalah 25 µL yang terdiri dari cetakan DNA

(dengan konsentrasi 10ng), 12.5 μL HotStarTaq™ Master Mix (1× buffer PCR,

1.25 Unit Taq polymerase, 20 mM untuk tiap-tiap dNTP), coral (1.5 mM) dan

primer OPH-16 (5 pmol). Program siklus termal adalah: aktivasi awal pada 95°C

selama 15 menit diikuti dengan 30, 40 atau 45 siklus yang terdiri dari 1 menit

pada 94°C , 1 menit pada 36°C dan 2 menit pada 72°C. Selanjutnya diikuti

dengan 1 siklus pemanjangan final pada 72°C selama 10 menit. Hasil amplifikasi

diamati dengan elektroforesis pada 1% gel agarose dalam buffer TBE dan

diwarnai dengan etidium bromide dan ditandai dengan marker 1 kb ledder

(Sudrajat et al., 2016).

3.6. Analisis Data

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL), dianalisis

secara deskriptif kuantitatif. Data penelitian ini dilakukan ulangan pengujian

sebanyak 2 kali. Data pH, kadar air dan bahan organik dianalisis secara deskriptif

dan ditampilkan dalam bentuk kurva menggunakan program Excel 2013.

Sebelumnya data diuji normalitas.

Hipotesis untuk uji normalitas adalah sebagai berikut :

H0 = Data berdistribusi normal.

H1 = Data tidak berdistribusi normal.

Jika p>0,05, maka H0 diterima, sehingga menunjukkan data berdistribusi

normal. Jika data berdistribusi normal dilakukan Uji Analisis variansi

menggunakan analysis of variance (ANOVA) pada SPSS versi 20.0 dengan batas

kepercayaan sebesar 95% (α = 0,05), apabila terdapat perbedaan dilanjutkan

Page 46: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

31

dengan uji Duncan taraf 5%, dilakukan untuk melihat perbedaan kemampuan

kapang tanpa radiasi dengan kapang dosis radiasi gamma yang terpilih terhadap

parameter uji. Parameter yang diujikan pada adalah Total Plate Count (TPC),

aktivitas enzim Lignin Peroksidase (LiP) dan persen biodegradasi fenantrena.

Hipotesis untuk analisis Oneway ANOVAadalah :

H0 = Rata-rata nilai dari parameter yang diuji tidak berbeda.

H1 = Ada perbedaan diantara rata-rata nilai dari parameter yang diuji.

Jika p<0,05, maka H0 ditolak, sehingga menunjukkan adanya perbedaan yang

nyata terhadap nilai parameter uji.

Analisis profil DNA P .chrysosporium dilakukan dengan membuat skor

terhadap pola pita-pita DNA yang dihasilkan. Pembuatan skor dilakukan secara

visual dengan memperhatikan pola pita DNA yang terbentuk dengan

membandingkan dengan ukuran base pare (bp) pada DNA marker. Kemudian

hasil penskoran disusun dengan menggunakan program Multivariate Statistical

Package (MVSP) versi 3.22. Koefisien kesamaan genetik dan jarak genetik

dianalisis dengan analisis dendogram yang digunakan untuk menentukan matrik

jarak genetik berdasarkan metode Unweighed Pair-Group Averages (UPGMA).

Page 47: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik

Penentuan konsentrasi fenantrena bertujuan untuk mendapatkan satu

konsentrasi terbaik yang akan diujikan pada penentuan dosis radiasi gamma

dengan melihat produksi enzim Lignin Peroksidase. Pengukuran Penentuan

aktivitas LiP oleh P.chrysosporium (wild type) yang diuji dengan variasi

konsentrasi fenantrena 0, 500, 1000, 1500 dan 2000 ppm ditunjukkan pada

Gambar 6.

Gambar 6. Pengaruh konsentrasi Fenantrena terhadap Aktivitas Lignin

Peroksidase (LiP) P.chrysosporium (wild type)

Berdasarkan Gambar 6 terlihat adanya aktivitas LiP yang menandakan

kapang ini mampu mentoleransi konsentrasi fenantrena dari 500-2000 ppm.

Kenaikan optimum berada pada konsentrasi 1500 ppm dengan aktivitas LiP yang

hampir setara antara 1500 ppm sebesar 691 U/mL dan 2000 ppm sebesar 709

U/mL (Lampiran 1), namun produksi enzim mengalami tingkat kejenuhan dengan

substrat fenantren pada konsentrasi 2000 ppm yang ditunjukan dengan rendahnya

262

450

560

691 709

0

200

400

600

800

0 500 1000 1500 2000

Ak

tivit

as

LiP

, U

/ml

Konsentrasi Fenantren (ppm)

a

b

bc

c c

Page 48: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

33

penambahan enzim LiP. Hal ini terjadi dikarenakan enzim sudah mengalami suatu

titik batas maksimal yang pada akhirnya penambahan konsentrasi substrat hanya

akan sedikit meningkatkan enzim (Lehninger, 1990).

Menurut Jacques et al. (2008) telah menemukan bahwa konsorsium

mikroorganisme memainkan peran aktif dalam biodegradasi fenantrena pada

konsentrasi tinggi 1000 ppm dengan biodegradasi 83%, dibandingkan konsentrasi

fenantrena 250-500 ppm dengan biodegradasi sebesar 58%. Hal tersebut dapat

dikaitkan dengan aktivitas LiP yang merupakan faktor utama dari keberhasilan

biodegradasi fenantrena (Wang et al., 2009). Hasil penelitian ini juga menunjukan

bahwa aktivitas LiP rendah dengan konsentrasi fenantrena 500 ppm sebesar 450

U/mL dibandingkan konsentrasi tinggi 1500 ppm dan 2000 ppm. Hal ini juga

sesuai dengan pengujian Lee et al. (2014) pada P.chrysosporium dengan

konsentrasi fenantrena sejumlah 25 ppm hanya memproduksi LiP sebesar 23.3

U/mL.

Konsentrasi fenantrena sebesar 1500 ppm dan 2000 ppm, berdasarkan

pada hasil uji statistik Duncan menunjukkan beda nyata (P<0,05) dibandingkan

konsentrasi lainnya (Lampiran 7). Konsentrasi fenantrena sebesar 1500 ppm

dipilih didasarkan pada kenaikan aktivitas LiP dan ketika diberikan konsentrasi

2000 ppm tidak mengalami peningkatan yang signifikan dan cenderung konstan

menandakan produksi enzim sudah mencapai batas maksimal. Selain itu juga

mempertimbangkan efek dari konsentrasi tinggi yang menyebabkan

penghambatan pertumbuhan kapang dan produksi enzim ligninolitiknya

(Hadibarata & Kristanti, 2014; Zheng & Obbard, 2002).

Page 49: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

34

4.2. Analisis Penentuan Dosis Radiasi Gamma Terbaik

4.2.1. Aktivitas LiP Spesifik

Kemampuan P.chrysosporium dalam mensintesis enzim Lignin

Peroksidase (LiP) sangat tinggi yang bergantung pada jenis lignin (Irawati, 2006).

Oleh sebab itu analisis ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan kapang yang

diradiasi sinar gamma terhadap aktivitas LiP spesifik dengan 2 jenis senyawa

model yang mirip lignin alami yaitu lignin alkali dan fenantrena dengan

konsentrasi yang diberikan masing-masing 1500 ppm. Penggunaan lignin alkali

dikarenakan metode yang digunakan adalah aktivitas LiP spesifik, untuk

membuktikan bahwa enzim Lignin Peroksidase yang terbentuk maka diperlukan

substrat berupa lignin alkali sebagai inducer utama untuk memastikan bahwa

enzim LiP tersebutlah yang terbentuk bukan enzim lain. Metode aktivitas spesifik

LiP adalah aktivitas LiP per mg protein. Parameter ini lebih akurat karena

menunjukkan perbandingan LiP dengan keseluruhan protein ekstraselular yang

dihasilkan (Susanti et al., 2016). Hasil aktivitas LiP spesifik di 3 jenis medium

mengalami fluktuasi pada dosis radiasi gamma yang ditunjukan pada Gambar 7.

Gambar 7. Pengaruh Dosis Radiasi Gamma Terhadap Aktivitas LiP Spesifik

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

Ak

tiv

ita

s L

iP s

pes

ifik

, U

/mg

Dosis Radiasi Gamma (Gy)

PDB

PDB + lignin alkali

PDB + Fenantren

a

aa

a

b

a

a

c

bcb

d

a

b cd

d

Page 50: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

35

Berdasarkan Gambar 7 P.chrysosporium dosis 1500 Gy menunjukan

aktivitas LiP spesifik tertinggi pada medium lignin alkali yaitu sebesar 1.146

U/mg dibandingkan P.chrysosporium 0 Gy yaitu sebesar 283 U/mg. Peningkatan

aktivitas LiP spesifik juga terjadi pada P.chrysosporium dosis 1500 Gy dalam

medium fenantrena yaitu sebesar 773 U/mg dan terendah pada P.chrysosporium 0

Gy yaitu sebesar 646 U/mg (Lampiran 2). Hasil uji statistik Duncan menunjukkan

beda nyata (P<0,05) pada dosis 1500 Gy dengan dosis lainnya (Lampiran 6). Hal

ini terbukti bahwa P.chrysosporium dosis 1500 Gy memiliki kemampuan terbaik

di kedua medium uji.

Peningkatan aktivitas LiP spesifik oleh P.chrysosporium dosis 1500 Gy

dalam medium lignin alkali dan fenantrena dibandingkan medium PDB

disebabkan karena keduanya merupakan inducer yang sama-sama mengandung

banyak sumber karbon, sehingga kapang mensekresi enzim LiP lebih banyak

untuk memenuhi sumber energi bagi pertumbuhannya (Teerapatsakul et al.,

2016). Lebih besarnya aktivitas LiP spesifik pada lignin alkali dibadingkan

fenantrena karena lignin alkali memiliki struktur yang lebih sederhana sehingga

kapang dapat cepat mensekresikan enzim LiP dan mendegradasi karbon dalam

medium (Yang et al., 2011). Selain itu lignin alkali lebih mudah larut dalam

medium sehingga mempermudah miselium kapang P.chrysosporium mencapai

lignin untuk segera mendegradasi lignin yang meyebabkan aktivitas enzim LiP

spesifik meningkat (Giligan, 1974), sedangkan struktur fenantrena lebih kompleks

dan bersifat hidrofobik dengan nilai kelarutan dalam air yang rendah sehingga

sekresi enzim LiP lebih sulit (Haritash & Kaushik, 2009).

Page 51: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

36

Peningkatan aktivitas LiP spesifik di dalam medium lignin alkali dan

fenantrena, konsisten dengan penelitian sebelumnya bahwa lignin peroxidase

(LiP), diaktifkan pada saat metabolisme sekunder, diatur oleh ketersediaan nutrisi

dan aktivitas LiP ditingkatkan oleh adanya lignin, senyawa terkait lignin atau

senyawa aromatik dengan berat molekul rendah seperti fenantrena (Ferrara et al.,

2002).

Keunggulan P.chrysosporium dosis 1500 Gy dibandingkan

P.chrysosporium 0 Gy dikarenakan efek pengion dari radiasi gamma membentuk

radikal berupa hidrogen peroksida H2O2 lebih banyak di dalam sel sebagai

mediator pembentukan enzim LiP (Sreedhar et al., 2013), sedangkan rendahnya

aktivitas LiP spesifik pada P.chrysosporium 0 Gy yang tidak diradiasi

dikarenakan rendahnya H2O2 yang dihasilkan dalam sel kapang itu sendiri

(Fadilah et al., 2008). Hal ini terbukti dari penelitian sebelumnya oleh Susanti et

al., (2016), menghasilkan aktivitas spesifik LiP spesifik dari isolat

P.chrysosporium ITB yaitu sebesar 13,1 U/mg, sedangkan hasil dalam penelitian

ini aktivitas spesifik LiP spesifik jauh lebih besar dengan menggunakan

P.chrysosporium dosis 1500 Gy. Hasil ini membuktikan teori oleh El-Batal et al.

(2013) bahwa P.chrysosporium dosis 1500 Gy hasil radiasi gamma memenuhi

syarat sebagai mikoorganisme mutan radiasi yang memiliki kemampuan

hyperproductive enzim.

4.2.2. Hasil Aktivitas LiP dan Viabilitas Dalam Substrat Batang Sorgum

Penentuan dosis radiasi gamma terbaik bertujuan untuk mendapatkan

P.chrysosporium dengan kemampuan aktivitas LiP dan viabilitas yang tinggi dari

variasi dosis 500-2000 Gy dengan penambahan 1500 ppm fenantrena. Hasil

Page 52: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

37

aktivitas LiP dan viabilitas mengalami kenaikan seiring dengan besarnya dosis

radiasi gamma yang ditunjukan pada Gambar 8.

Gambar 8. Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Aktivitas LiP dan Viabilitas

Berdasarkan Gambar 8 aktivitas LiP dan viabilitas mengalami pola grafik

yang sama dengan kenaikan aktivitas LiP diikuti juga kenaikan viabilitas pada

P.chrysosporium dosis 1500 Gy dengan aktivitas LiP tertinggi sebesar 9.480 U/g

dan viabilitas tertinggi sebesar 9.80 Log 10 CFU/g atau 6.86x109 CFU/g,

sedangkan aktivitas LiP terendah pada P.chrysosporium 0 Gy sebesar 2.132 U/g

dan viabilitas sebesar 8.79 Log 10 CFU/g atau 6.9x108 (Lampiran 2). Hasil uji

statistik tidak memberikan pengaruh nyata (P˃0,05) pada dosis 1500 Gy dengan

dosis lainnya (Lampiran 6).

Semakin tinggi aktivitas enzim LiP maka viabilitas kapang 1500 Gy akan

meningkat juga, hal ini dikarenakan banyaknya kapang yang tumbuh

memungkinkan banyaknya enzim LiP yang disekresikan pada ujung hifa. Ketika

terpapar radiasi gamma, efek pengion menyerang ujung sel-sel hifa, sehingga inti

sel melakukan pembelahan yang terus-menerus guna menyediakan inti bagi tiap

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

8.00

8.20

8.40

8.60

8.80

9.00

9.20

9.40

9.60

9.80

10.00

Pc 0 Gy Pc 500 Gy Pc 1000 Gy Pc 1500 Gy Pc 2000 Gy

Akt

ivit

as L

iP U

/g

Via

bili

tas

CFU

/g

TPC, Log 10 cfu/g Aktivitas LiPs U/g

Page 53: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

38

kompartemen untuk membentuk sel baru (Alexopoulus et al.,1996). Sel-sel

tersebut terdiri atas vesikel yang berfungsi mensekresikan enzim dan polimer

untuk pertumbuhan ujung-ujung hifa. Pada sel-sel tersebut, radiasi dapat

menyebabkan efek yang optimum karena tingginya radiosensitivitas dari sel yang

aktif bermetabolisme dan belum terdiferensiasi (Prassad, 1999).

Pada viabilitas kapang naik dari dosis terkecil 500 Gy-1000 Gy dan

optimum pada 1500 Gy, setelah itu viabilitas turun di dosis tinggi 2000 Gy.

Penurunan viabilitas pada dosis 2000 Gy disebabkan karena radikal H202 di dalam

sel tidak dapat dapat ditolelir sehingga menyebabkan kematian sel dan efek

penghambatan bagi pertumbuhan (Sreedhar et al., 2013). Menurut Robertson et

al. (2012) pertumbuhan kapang berkaitan dengan dosis radiasi gamma yaitu dosis

gamma yang lebih tinggi menyebabkan penurunan pertumbuhan kapang,

sedangkan dosis rendah gamma bertindak sebagai agen stimulasi untuk

pertumbuhan kapang.

Peningkatan aktivitas LiP dalam penelitian karena penambahan substrat

batang sorgum. Ketika hifa melekat pada dinding sel substrat lignoselulosa, hifa

kapang akan merespon adanya nutrisi dari substrat dengan menstimulasi kapang

mensekresikan enzim ligninase (Zeng et al., 2014). Menurut penelitian

sebelumnya pertumbuhan dan produksi enzim LiP oleh P.chrysosporium ITB

dalam serbuk gergaji lebih besar karena banyak mengandung sumber karbon

(Susanti et al., 2016).

Penelitian oleh Wang et al. (2009) P.chrysosporium (Wild type) memiliki

aktivitas enzim LiP rendah 1,78 U/g dengan konsentrasi 10 ppm fenantrena. Hasil

ini membuktikan bahwa P.chrysosporium 1500 Gy memiliki kemampuan yang

Page 54: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

39

tinggi dalam memproduksi LiP di dalam konsentrasi fenantrena yang lebih besar

yaitu 1500 ppm. Menurut Bennet et al. (2002) banyaknya enzim ekstraseluler

memungkinkan kapang untuk mentolerir konsentrasi bahan kimia beracun yang

lebih tinggi sehingga kapang mampu tumbuh.

Penelitian oleh Retno et al. (2016) yang menunjukkan bahwa

P.chrysosporium dosis 600 Gy aktivitas enzim LiP hanya sebesar 30 U/mL. Hasil

ini membuktikan bahwa semakin besar dosis radiasi yang diberikan semakin besar

aktivitas LiP yang tergantung pada batas maksimum kapang mentolerir pengion

seperti dalam penelitian ini dosis radiasi gamma optimum pada kapang 1500 Gy

dan batas toleransi kapang terhadap radiasi gamma terlihat dari penurunan

aktivitas LiP dan viabilitas pada 2000 Gy.

Peningkatan aktivitas enzim LiP pada dosis 1500 Gy dikarenakan

ketahanan kapang terhadap konsentrasi radikal yang tinggi. Hal ini disebabkan

ketika kapang diradiasi sinar gamma atom Co-60 melepaskan foton yang bereaksi

dengan molekul air, sehingga terjadi proses ionisasi mengubah H2O di dalam sel

menghasilkan radikal superoksida (O-2), dan radikal hidroksida (OH-) membentuk

hidrogen peroksida (H2O2) yang merusak DNA dan bersifat mutagenik. Jika di

dalam sel radikal bebas terbentuk dalam jumlah yang mampu ditolelir oleh kapang

maka akan menyebabkan terjadinya gangguan homoestatis sel dan stimulasi untuk

mempertahankan hidup. Efek dari radikal tersebut membuat sel kehilangan

molekul air dan segera memproduksi reactive oxygen species (ROS) sebagai

respon terhadap stress oksidatif, sehingga sel menghasilkan enzim yang lebih

banyak untuk mempertahankan diri melawan efek oksigen reaktif tersebut

(Sreedhar et al., 2013). Hal ini mengindikasikan bahwa sinar gamma

Page 55: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

40

menyebabkan mutasi pada alel pengatur produksi enzim sehingga terjadi

perubahan pada produksi enzim tersebut di mana pada kapang yang diradiasi lebih

banyak produksinya dibandingkan kapang yang tidak diradiasi (Djajanegara et al.,

2007).

4.2.3. Biodegradasi Fenantrena

Analisis persen biodegradasi fenantrena dengan variasi dosis 500-2000 Gy

bertujuan sebagai faktor utama penentuan dosis radiasi gamma terbaik pada

P.chrysosporium. Selama biodegradasi fenantrena dilakukan dalam substrat

batang sorgum yang mengandung fenantrena 1500 ppm selama 7 hari inkubasi.

Hasil biodegradasi fenantrena berkaitan antara aktivitas LiP dan viabilitas dengan

peningkatan biodegradasi pada kapang radiasi gamma, hasil ditunjukkan pada

Gambar 9.

Gambar 9. Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena

Berdasarkan Gambar 9 biodegradasi fenantrena menggunakan kapang

yang diradiasi gamma memiliki hasil yang relatif sama dari dosis 500-2000 Gy

dengan biodegradasi berkisar antara 50%-59%. Biodegradasi tertinggi yaitu pada

P.chrysosporium dosis 1500 Gy sebesar 59.4 % dan biodegradasi terendah 16.2 %

16.2

52.157.0 59.4 56.5

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

% B

iod

egra

da

si F

ena

ntr

en

Dosis Gamma Radiasi (Gy)

a

bb b b

Page 56: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

41

pada P.chrysosporium tanpa radiasi gamma (Lampiran 2). Hasil uji statistik

Duncan menunjukkan beda nyata (P<0,05) pada dosis radiasi dari 500-2000 Gy

dengan kapang tanpa radiasi 0 Gy (Lampiran 7). Hal ini membuktikan bahwa

untuk biodegradasi fenantrena lebih efektif menggunakan kapang yang diradiasi

dibandingkan tanpa radiasi.

Peningaktan biodegradasi fenantrena berkaitan dengan peningkatan

aktivitas enzim LiP oleh P.chrysosporium dosis 1500 Gy yang ditunjukan pada

Gambar 6. Menurut Wang et al. (2009) aktivitas LiP meningkat saat fenanten

mulai terdegradasi. Hal ini dikarenakan enzim LiP mampu mengoksidasi

fenantrena karena memiliki potensi redoks yang tinggi (Erden et al., 2009). Enzim

LiP mengoksidasi senyawa aromatik fenolik dengan memindahkan elektron ke

senyawa aromatik, menghasilkan phenoxy radikal dan kation radikal yang

bereaksi secara spontan dengan molekul air dan molekul oksigen memecah ikatan

C-C dan C-O, sehingga mendepolimerasi senyawa polimer dan membuka cincin

aromatik memecahnya menjadi komponen yang tidak berbahaya (Hamid &

Rehman, 2009). Keberhasilan biodegradasi oleh P.chrysosporium melibatkan

enzim LiP yang dilaporkan oleh Ning et al. (2010) bahwa enzim LiP

menyumbang satu elektron yang dapat mengoksidasi cincin aromatik fenantrena

menjadi 9,10-phenanthrenequinone dan 2.2'-diphenic acid, selanjutnya

termineralisasi menjadi senyawa yang lebih sederhana yaitu karbondioksida (CO2)

(Ning et al., 2010).

Selain itu peningkatan terjadi karena kemampuan kapang dalam

mendegradasi fenantrena yang memilik berat molekul rendah dan lebih mudah

terserap, sehingga lebih mudah digunakan oleh mikroorganisme sebagai sumber

Page 57: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

42

karbon dan energi yang cenderung meningkatkan produksi enzim (Wang et al.,

2009).

Rendahnya biodegradasi fenantrena P.chrysosporium tanpa radiasi

dibandingkan P.chrysosporium 1500 Gy dikaitkan dengan faktor waktu inkubasi.

Fenantrena tidak segera terurai karena periode lag kurang lebih 7 hari dibutuhkan

untuk mendegradasi fenantrena (Mechlinska, et al., 2009). Hal ini sama dengan

penenlitian Ding et al. (2013) biodegradasi fenantrena oleh P.chrysosporium (wild

type) dengan waktu inkubasi 3-40 hanya menghasilkan persen biodegradasi dari

20,40%-60,62% dalam fenantrena 10 ppm, sedangkan P.chrysosporium 1500 Gy

tidak membutuhkan waktu yang lama cukup 7 hari inkubasi sudah dapat

menghasilkan persen biodegradasi lebih dari 50% dengan konsentrasi yang jauh

lebih besar yaitu 1500 ppm. Dengan demikian pemilihan variasi kapang dosis

radiasi sinar gamma terbaik yang akan digunakan dalam medium tanah adalah

P.chrysosporium 1500 Gy berdasarkan tingginya persen biodegradasi, aktivitas

LiP dan viabilitas kapang.

4.3. Hasil Kemampuan Kapang Dosis Terpilih Dalam Medium Tanah

4.3.1. Viabilitas

Kemampuan viabilitas kapang terpilih dalam medium tanah selama proses

fermentasi dari 0-12 hari mengalami fluktuatif pada semua perlakuan. Adapun

hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 10.

Berdasarkan hasil viabilitas didapati P.chrysosporium dosis 1500 Gy

(F1B) dan (F2B) mengalami peningkatan viabilitas yang sama pada hari ke 3.

P.chrysosporium dosis 1500 Gy (F1B) pola pertumbuhan terus naik dan stabil dari

hari ke 3 sebesar 5.52 Log 10 CFU/g atau 3.78x105 hingga hari ke 12 dengan nilai

Page 58: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

43

pertumbuhan tertinggi sebesar 4.42x106. Viabilitas tertinggi pada perlakuan

P.chrysosporium dosis 1500 Gy (F2B) pada hari ke 3 sebesar 5.39 Log 10 CFU/g

atau 2.87x105 namun terus menurun hingga hari ke 12, sedangkan viabilitas

terendah pada P.chrysosporium 0 Gy (F2A) pada hari ke 9 sebesar 1.75x102

(Lampiran 3).

Gambar 10. Viabilitas Kapang Terpilih dalam Medium Tanah

Keterangan:

F1A = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari)

F2A = (Tanah+Substrat)+ P.chrysosporium 0 Gy

F1B = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari)

F2B = (Tanah+Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy

Kenaikan viabilitas kapang dosis 1500 Gy pada hari ke 3-12 untuk

perlakuan F1B dibandingkan F2B karena kapang yang ditumbuhkan terlebih dulu

dalam substrat batang sorgum sudah megalami fase eksponensial sehingga sel

kapang sudah lebih dulu mengalami peningkatan. Menurut Rulianah et al. (2017)

P.chrysosporium mencapai fase log atau fase eksponensial pada hari ke 3-5 yang

sesuai dengan penelitian ini yaitu masa inkubasi selama 7 hari sudah memberikan

waktu yang cukup bagi kapang untuk meningkatkan populasi selnya. Peningkatan

pertumbuhan ini juga karena kapang dari hari ke 0-7 hari mulai merombakan

kandungan lignoseluosa batang sorgum berupa karbohidrat dan gula yang akan

meningkatkan ketersediaan nutrien sehingga mendukung kapang untuk

memperbanyak diri melalui perpanjangan miselium kapang (Serna & Saldivar et

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

0 3 6 9 12Via

bili

tas

TPC

Lo

g 1

0

CFU

/g

F1A F2A

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

0 3 6 9 12Via

bili

tas

TPC

Lo

g 1

0

CFU

/g

F1B F2B

Page 59: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

44

al., 2010). Penambahan substrat lignoselulosa banyak memberikan keuntungan

yaitu menjaga kondisi populasi mikroorganisme dalam keadaan optimal sebelum

diaplikasikan ke dalam tanah (Sudrajat et al., 2014).

Berdasarkan analisis statistik Anova tidak menunjukkan adanya pengaruh

yang nyata (P˃0,05) pada viabilitas kapang dosis 1500 Gy (F1A dan F2B)

(Lampiran 7). Meski begitu waktu terbaik viabilitas kapang terdapat pada hari ke

3 dengan keadaan pertumbuhan P.chrysosporium 1500 Gy keduanya sama,

walaupun F1A viabilitasnya mendekati seimbang tetapi tetap mengalami sedikit

kenaikan dan F2B mengalami sedikit penurunaan, namun hal itu tidak

berpengaruh banyak seiring tetap tersedianya nutrisi. Hasil ini relevan dengan

penelitian Rulianah et al. (2017) bahwa P.chrysosporium mencapai fase stationer

pada hari ke 6-20 dengan mengalami sedikit kenaikan.

4.3.2. Aktivitas LiP

Kemampuan aktivitas LiP kapang terpilih dalam medium tanah selama

proses fermentasi dari 0-12 hari mengalami fluktuatif pada semua perlakuan.

Adapun hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 11.

Berdasarkan Gambar 11 aktivitas LiP tertinggi pada hari ke 3 oleh

P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) tanpa inkubasi di dalam substrat batang sorgum

yaitu sebesar 3.925 U/g. Aktivitas LiP terendah pada hari ke 6 oleh

P.chrysosporium 0 Gy (F1B) yaitu sebesar 631 U/g (Lampiran 3). Berdasarkan

analisis statistik Anova tidak menunjukkan adanya pengaruh yang nyata (P˃0,05)

pada waktu inkubasi dengan aktivitas LiP di semua perlakuan kapang dalam

medium tanah (Lampiran 7).

Page 60: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

45

Gambar 11. Aktivitas Kapang Terpilih dalam Medium Tanah

Keterangan:

F1A = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari)

F2A = (Tanah+Substrat)+ P.chrysosporium 0 Gy

F1B = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari)

F2B = (Tanah+Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy

Peningkatan aktivitas LiP pada hari ke 3 dan kemudian turun hingga hari

ke 12 pada P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) memiliki pola yang sama dengan

viabilitasnya (Gambar 9). Menurut Wang et al. (2009) aktivitas LiP meningkat

saat fenantrena terdegradasi, dan menurun saat degradasi melambat. Hal ini

menunjukkan bahwa pada hari ke 3 terjadinya peningkatan aktivitas LiP karena

kapang mulai mendegradasi nutrisi dalam substrat dan fenantrena sebagai sumber

karbon sehingga kapang meningkatkan sekresi enzim LiP agar dapat mencapai

pertumbuhan yang maksimal. Setelah fraksi fenantrena selesai terdegradasi, enzim

habis yang terlihat dari penurunan aktivitas LiP yang diikuti dengan penurunan

pertumbuhan (Wang et al., 2009). Cerniglia & Sutherland (2010) aktivitas LiP

dapat secara aktif berkontribusi terhadap adaptasi dan pertumbuhan kapang

terhadap fenantrena.

Rendahnya aktivitas LiP P.chrysosporium 1500 Gy (F1B) di tanah

dikarenakan saat kapang diinkubasi terlebih dahulu dalam substrat batang sorgum,

enzim LiP sudah dipakai untuk merombak nutrisi dalam subtrat yang terlihat dari

0

2000

4000

6000

3 6 9 12

Akt

ivit

as L

iP U

/g

F1A F2A

0

2000

4000

6000

3 6 9 12

Akt

ivit

as L

iP (

U/g

)

F1B F2B

Page 61: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

46

viabilitas yang meningkat dibandingkan P.chrysosporium 1500 Gy (F2B)

(Gambar 11), sehingga saat ditambahkan ditanah nutrisi dalam substrat sudah

habis menyebabkan kapang hanya mendapatkan sumber karbon tunggal dari

fenantrena yang menyebabkan terjadinya pengurangan aktivitas LiP (Wang et al.,

2014), namun pilihan penambahan inokulan dalam substrat dari bahan

lignoselulosa sebelum diaplikasikan ke dalam tanah merupakan kelemahan karena

membatasi kemampuan kapang untuk tumbuh secara sempurna pada lingkungan

yang berbeda seperti tanah (Capotorti, 2004; Meysami & Baheri, 2003).

Penelitian sebelumnya oleh Wang et al. (2009) bahwa P.chrysosporium

(wild type) di tanah dengan fenanten 200 ppm memiliki aktivitas LiP tertinggi

setelah 11 hari yaitu sebesar 0,16 U/g dengan durasi inkubasi 0-20 hari. Menurut

Mechlinska et al. (2009) fenantrena memiliki periode lag kurang lebih 7 hari

dibutuhkan untuk mendegradasi fenantrena, namun P.chrysosporium 1500 Gy

(F2B) memiliki keunggulan mampu mensekresikan enzim LiP lebih capat untuk

mendegradasi fenantrena pada hari ke 3 dibandingkan P.chrysosporium (wild

type). Dengan demikian waktu terbaik didapati pada hari ke 3 oleh

P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) berdasarkan tingginya aktivitas LiP dan

viabilitasnya.

Pemilihan P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) dikarenakan saat kapang

dimasukan secara bersamaan dengan substrat batang sorgum nutrisi sebagai

inducer aktivitas enzim tetap tersedia, sedangkan dengan menginkubasi kapang

dalam substrat batang sorgum sebelum ditambahkan ke tanah sudah banyak

kehilangan nutrisi untuk pertumbuhan kapang diawal, sehingga setelah

diaplikasikan ke dalam tanah nutrisi yang tersedia terbatas dan membuat produksi

Page 62: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

47

enzim menurun. Hal ini didukung karena proses pembenahan tanah yang

terkontaminasi, kapang ditambahkan ke tanah bersama dengan substrat

lignoselulosa dapat meningkatkan kemampuan kapang dalam sistem tanah atau

untuk meningkatkan mineralisasi hidrokarbon (Davis et al., 1993; Rosenbrock et

al., 1997).

4.3.3. Hasil Analisis pH Medium Tanah

Hasil analisis pH medium tanah menunjukkan terjadinya perubahan pH

selama proses biodegradasi dengan waktu inkubasi 0, 3, 6, 9, da 12 hari.

Gambar 12. Perubahan pH Medium

Keterangan:

F1A = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari)

F2A = (Tanah+Substrat)+ P.chrysosporium 0 Gy

F1B = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari)

F2B = (Tanah+Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy

Berdasarkan Gambar 12 nilai pH medium tanah berkisar antara 6,42-7,00,

hal ini menandakan semua perlakuan mengalami proses degradasi. Menurut

Bishnoi et al. (2008) nilai pH tanah pada P.chrysosporium dalam mendegradasi

fenantrena berkisar 5-7. Nilai pH tertinggi yaitu oleh P.chrysosporium 1500 Gy

(F1B) pada hari ke 9 sebesar 7.00 yang menandakan proses biodegradasi menurun

yang ditandai dari pH netral dan nilai pH terendah yaitu oleh P.chrysosporium

1500 Gy (F2B) pada hari ke 9 sebesar 6.1 (Lampiran 3). Menurut Pawar, (2015)

5.50

6.00

6.50

7.00

0 3 6 9 12

pH

Me

diu

m

F1A F2A

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

0 3 6 9 12

pH

Me

diu

m

F1B F2B

Page 63: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

48

pH 5-6,5 pada kapang memiliki tingkat aktivitas LiP yang lebih tinggi

dibandingkan dengan pH tanah yang netral.

Keadaan asam di dalam medium tanah pada P.chrysosporium 1500 Gy

(F2B) ditimbulkan dari aktivitas enzim hasil biodegradasi membentuk metabolit

asam. Selain itu kondisi pH asam menjadikan sel lebih permeabel terhadap

fenantrena. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi pH asam meningkatkan laju

degradasi fenantrena dan menginduksi enzim ekstraseluler (Pawar, 2015). Dengan

demikian pH asam pada P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) menandakan pH terbaik

untuk biodegradasi fenantrena menandakan aktivitas LiP lebih besar pada pH

asam. Hal ini sesuai dengan aktivitas LiP yang jauh lebih tinggi pada perlakuan

P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) yang ditunjukan pada Gambar (11).

4.3.2. Hasil Analisis Kadar Air Medium Tanah

Hasil analisis kadar air dalam medium tanah yang terpapar fenantrena

1500 ppm mengalami fluktuasi selama waktu inkubasi (Gambar 9).

Gambar 13. Perubahan Kadar Air Medium Tanah

Keterangan:

F1A = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari)

F2A = (Tanah+Substrat)+ P.chrysosporium 0 Gy

F1B = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari)

F2B = (Tanah+Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy

0

10

20

30

0 3 6 9 12

Kad

ar A

ir %

F1A F2A

0

10

20

30

0 3 6 9 12

Kad

ar A

ir %

F1B F2B

Page 64: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

49

Kadar air awal semua perlakuan pada hari ke 0 berkisar antar 7-11%.

Namun setelah inkubasi hari ke 3-12 semua perlakuan memiliki kadar air yang

fluktuatif (Gambar 13). Kadar air tertinggi pada sampel P.chrysosporium 1500 Gy

yang ditumbuhkan terlebih dahulu dalam substrat (F1B) pada hari ke-3 sebesar

24% dan kadar air terus menurun hingga hari ke 12. Sebaliknya pada

P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) perlakuan tanpa inkubasi di dalam substrat

mengalami peningkatan kadar air dari hari ke 3-12 yaitu berkisar 7-18%

(Lampiran 3).

Peningkatan kadar air pada P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) pada hari ke

3-12 menandakan bahwa semakin lama waktu inkubasi, memberikan kesempatan

kapang untuk menguraikan nutrisi menjadi H20 sehingga kadar air semakin

meningkat. Hal ini terjadi karena penambahan substrat batang sorgum yang

mengandung karbohidrat dan gula (Serna & Saldivar et al., 2010). Karbohidrat

diuraikan oleh kapang menjadi gula-gula sederhana yang kemudian diubah

menjadi energi dengan hasil sampingan berupa metabolit, alkohol, asam,

karbondioksida (CO2) dan air (H2O) sehingga akan meningkatkan kadar air

(Rahmadi, 2003). Selain itu peningkatan kadar air menandakan telah terjadi

proses biodegradasi fenantrena oleh kapang untuk menguraikan senyawa yang

lebih sederhana menjadi (CO2) karbondioksida dan (H2O) (Haritash & Kaushik,

2009).

Menurut Cho et al. (2000) tingkat biodegradasi PAH berlangsung bila

kadar air 25-40%, sedangkan pada 10-25% biodegradasi cenderung menurun.

Berdasarkan hasil kadar air P.chrysosporium 1500 Gy (F2B) berkisar 7-18%

menandakan proses biodegradasi fenantrena rendah. Menurut Zhang et al. (2006)

Page 65: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

50

kadar air 24-18%, organisme mengalami kekeringan dan kematian sel. Masih

berlangsungnya proses biodegradasi karena ketahanan kapang tumbuh dan

menguraikan nutrisi. Hal ini disebabkan keunggulan P.chrysosporium yang

memiliki ketahanan terhadap kadar air rendah (Singh, 2006 ; Norton, 2012).

4.3.3. Hasil Analisis Bahan Organik Medium Tanah

Hasil analisis bahan organik dalam medium tanah yang terpapar

fenantrena 1500 ppm mengalami fluktuasi selama waktu inkubasi (Gambar 14).

Gambar 14. Perubahan Bahan Organik Medium Tanah

Keterangan:

F1A = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari)

F2A = (Tanah+Substrat)+ P.chrysosporium 0 Gy

F1B = Tanah+(Substrat+P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari)

F2B = (Tanah+Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy

Peningkatan bahan organik tertinggi pada perlakuan P.chrysosporium

1500 Gy (F1B) hari ke 3 yaitu sebesar 29% dan setelah itu cenderung konstan

mengalami penurunan dari hari ke 6-12 sebesar 19%, sedangkan P.chrysosporium

1500 Gy (F2B) kenaikan terjadi pada hari ke 6 sebesar 28% dan menurun hingga

hari ke 12 yaitu sebesar 16% (Lampiran 3) . Hal ini menandakan telah terjadi

proses biodegradasi fenantrena dengan meningkatnya kadar organik (Yang et al.,

2011).

0

10

20

30

0 3 6 9 12

Bah

an O

rgan

ik (

%)

F1A F2A

0

10

20

30

40

0 3 6 9 12

Bah

an O

rgan

ik (

%)

F1B F2B

Page 66: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

51

Peningkatan bahan organik terjadi karena mikroorganisme mulai aktif

bekerja mengurai bahan organik yang kompleks menjadi zat-zat makanan seperti

karbon. Penurunan terjadi karena, karbon dalam tanah telah diangkut ke membran

sel, lalu diserap dan dimanfaatkan oleh kapang sebagai sumber energi. Penurunan

bahan organik juga dikaitkan dengan pertumbuhan kapang yang relatif meningkat

sebelumnya (Johnsen et al., 2005). Menurut Kasmiran (2011), penurunan kadar

organik berhubungan dengan lama waktu inkubasi dan peningkatan pertumbuhan

kapang. Semakin lama waktu inkubasi memberikan keuntungan kapang untuk

tumbuh merata, sehingga kapang aktif menggunakan bahan organik berupa

karbohidrat dan protein untuk pertumbuhan.

4.4. Analisis RAPD-PCR DNA P. chrysosoporium Dosis Radiasi Gamma yang

Terpapar Fenantrena.

Analisis profil DNA dengan menggunakan RAPD-PCR bertujuan untuk

mempelajari perubahan urutan nukleutida dengan mendeteksi polimorfik pada

fragmen DNA yang dapat membedakan spesies wild type, strain mutan dan strain

yang diuji (Awan et al., 2011). Perubahan yang terjadi pada DNA dapat terlihat

dari pola pita dan ukuran pita DNA yang terbentuk pada gel elektroforesis yang

ditunjukkan pada (Gambar 15).

Analisis RAPD-PCR menggunakan random primers of Operon (OPH) atau

OPH-16 dengan urutan sequence yaitu 5’ TCTCAGCTGG 3’. Primer OPH-16

sering digunakan untuk menilai jumlah variasi intraspesifik yang menghasilkan

produk amplifikasi monomorfik dan polimorfik (Ruth et al., 1998). Hasil profil

pita dengan sejumlah fragmen DNA ditunjukkan pada (Tabel 3).

Page 67: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

52

Gambar 15. Profil DNA P.chrysosporium

Keterangan: Hasil Amplifikasi dengan PCR menggunakan primer OPH-16.

Lajur 1. kontrol (0 Gy ), Lajur 2. F1A (0 Gy), Lajur 3. F2A (0 Gy),

Lajur 4. kontrol (1500 Gy), Lajur 5. F1B (1500 Gy), Lajur 6. F2B

(1500 Gy), M (Marker,1 Kb DNA ladder). Keterangan perlakuan:

F1A= Tanah + (Substrat + P.chrysosporium 0 Gy inkubasi 7 hari),

F2A = (Tanah + Substrat) + P.chrysosporium 0 Gy, F1B= Tanah +

(Substrat + P.chrysosporium 1500 Gy inkubasi 7 hari), F2B =

(Tanah + Substrat) + P.chrysosporium 1500 Gy.

Tabel 3. Visualisasi Urutan DNA dari Hasil Elektroforesis

Ukuran pasangan

basa (bp)

Dosis Radiasi (Gy)

0

(kontrol)

O Gy

(F1A)

O Gy

(F2A)

1500 Gy

(kontrol)

1500 Gy

(F1B)

1500 Gy

(F2B)

2000

1800

1200

1100

900

500

450

400

300

200

100

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

*

*

*

---*

---*

---*

---*

*

---*

---

---

*

---

---

---*

---*

---*

---

---*

---

---

*

---

---

---*

---

---*

---

---

*

---

---

---*

---*

---

---*

---

---

Keterangan : (---) pita yang muncul pada gel agarose, (---*) pita polimorfik, (*)

pita yang tidak muncul (delesi)

Bp

1,000

2,000 3,000 4,000 5,000 10,000

M 1 2 3 4 5 6

Page 68: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

53

Berdasarkan Tabel 3 terlihat adanya persamaan pola pita DNA antara

kontrol 0 Gy dengan perlakuan F1A (0 Gy) yang dicekam fenantrena 1500 ppm

(lajur 1 dan 2) yaitu pada base ke 1200-2000 bp dan 100-400 bp (Tabel 13).

Menurut El-Zaher et al. (2015), jika pita DNA yang memiliki urutan dan ukuran

DNA yang sama disebut monomorfik menandakan satu spesies kapang yang

sama, sehingga pemberian fenantrena 1500 ppm tidak menyebabkan perubahan

DNA kapang.

Berbeda dengan perlakuan F2A (0 Gy) yang dicekam fenantrena 1500 ppm

mengalami banyak perubuhan yang signifikan dengan tidak munculnya pita pada

ke 400 bp, 1200-2000 bp dan penambahan pola DNA dari 300-900bp (lajur 3), hal

ini dikarenakan pita yang tidak muncul mengalami delesi dan penambahan pita

atau duplikasi DNA menandakan terjadi polimorfik. Polimorfik terjadi diakibat

dari pergeseran pada migrasi band dan pita yang hilang atau perbedaan ukuran

base DNA (El-Zaher et al., 2015), sedangkan pada kapang 1500 Gy (F1B dan

F2B) yang dicekam fenantrena tidak mengalami perubahan yang signifikan

dibandingkan dengan kontrol 1500 Gy, F1B (1500 Gy) terdapat dua pita yang

tidak muncul (delesi) pada 500-900bp dan F2B (1500 Gy) hanya satu pita DNA

yang tidak muncul pada base 900bp.

Kerusakan DNA yang disebabkan oleh fenantrena menyebabkan mutasi,

penyimpangan kromosom dan kehilangan serta mengubah struktur genetik (JHA,

2008). Hilangnya pita DNA pada kapang yang dicekam fenantrena dikarenakan

ketika fenantrena didegradasi menghasilkan diol epoksida dan spesies oksigen

reaktif superoksida yang kemudian diubah menjadi radikal hidroksil. Radikal

hidroksil bereaksi mengikat secara kovalen ke gugus amino eksokiklik guanin dan

Page 69: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

54

adenin, membentuk adisi stabil di dalam DNA dan menyebabkan kerusakan DNA

(Lin et al., 2001).

Perbedaan hasil profil DNA antara semua perlakuan dikarenakan telah

terjadi perubahan pada pola pita DNA akibat terpapar fenantrena, namun kapang

tanpa radiasi mengalami kerusakan yang lebih banyak daripada kapang radiasi.

Hal ini dikarenakan perlakuan dengan kapang dosis 1500 Gy lebih mampu

beradaptasi dan memiliki ketahanan yang lebih kuat terhadap fenantrena

dibandingkan kapang 0 Gy. Menurut Castelvecchi, (2007) kapang yang diberikan

radiasi pengion dapat memanen energi yang ada dalam radiasi pengion sehingga

kapang dapat mempertahankan dirinya sendiri dari lingkungan ekstrim.

Pada kontrol 0 Gy pita DNA muncul di 2000 bp, namun kontrol 1500 Gy

DNAnya tidak muncul dan mengalami penambahan pita DNA polimorfik pada

300 bp, 500-1100 bp. Hal ini mengidikasikan bahwa telah terjadi mutasi, sehingga

secara genetik P.chrysosporium 1500 Gy yang diidentifikasi berbeda dengan

P.chrysosporium (wild type). Menurut Shahbazi et al. (2016), radiasi sinar gamma

memiliki energi yang sangat tinggi, menyebabkan mutasi gen yang ditandai

dengan penambahan pita DNA. Mutasi radiasi gamma bekerja dengan

mengionisasi basa nitrogen dalam rantai DNA pada saat sintesis DNA. Ionisasi

membentuk radikal bebas yang dapat merusak DNA dan mengubah urutan dasar

DNA sehingga tidak lagi memiliki karakteristik yang sama sebelum terpapar

radiasi (Lien, 2017). Perbedaan genetik dapat ditentukan dari jarak koefisien

dengan metode Unweight Pair Group Method Average (UPGMA) dihasilkan

dendogram pada Gambar 16.

Page 70: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

55

Gambar 16. Hasil Analisis clustering UPGMA

Berdasarkan hasil analisis clustering UPGMA pada Gambar 16 dapat

dikelompokkan menjadi 3 kelompok. Kelompok I terdiri dari kontrol (0 Gy) dan 0

Gy (F1A) dengan nilai indeks kemiripan tertinggi sebesar 1, hal tersebut

menunjukan terdapat kesamaan dalam urutan DNA sebesar 100%. Kelompok

kedua II terdiri dari kontrol (1500 Gy), 1500 Gy (F2B) dan 1500 Gy (F1B).

P.chrysosporium 1500 Gy (F1B) dan (F2B) yang terpapar fenantrena memiliki

nilai indeks kemiripan sebesar 80% dan 87%, sedangkan kontrol 1500 Gy dengan

kontrol 0 Gy memiliki indeks sebesar 57%, hasil indeks tersebut menjauhi angka

1 sehingga dapat dikatakan bahwa kapang 1500 Gy dan 0 Gy memiliki perbedaan

kemiripan yang tinggi. Kelompok 3 yaitu 0 Gy (F2A) dengan nilai indeks

kemiripan terendah oleh 0 Gy (F2A) sebesar 42% (Lampiran 4).

Menurut Yusron, (2005) strain yang memiliki perbedaan kemiripan yang

tinggi dikarenakan tingkat polimorfik yang tinggi. Strain ini memiliki peluang

hidup yang lebih baik, karena memiliki variasi gen lebih banyak, maka berbagai

UPGMA

Jaccard's Coefficient

Kontrol (0 Gy)

0 Gy (F1A)

Kontrol (1500 Gy)

1500 Gy (F2B)

1500 Gy (F1B)

0 Gy (F2A)

0.28 0.4 0.52 0.64 0.76 0.88 1

Page 71: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

56

perubahan lingkungan mampu ditolelir dengan baik. Sehingga penggunaan

P.chrysosporium 1500 Gy sangat efektif untuk diterapkan pada lingkungan

tercemar fenantrena.

Suatu genotip dikatakan sebagai mutan apabila profil DNA nya berbeda

dengan profil DNA kontrol. Perbedaan DNA akibat terbentuknya polimorfik pada

P.chrysosporium 1500 Gy yang menandakan bahwa pengaplikasian sinar gamma

pada kapang efektif menyebabkan mutasi dan bukan karena stimulasi, sehingga

hasil aktivitas enzim yang lebih tinggi dibandingkan P.chrysosporium (wild type)

membuktikan bawah efek dari mutasi menyebabkan perbaikan gen bermanfaat

pada peningkatan aktivitas enzim LiP sesuai dengan teori oleh Aparecida &

Aquino (2012).

Page 72: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

57

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

1. Dosis radiasi sinar gamma terbaik terhadap biodegradasi fenantrena

didapatkan oleh P.chrysosporium dosis 1500 Gy sebesar 59.4%.

2. Karakteristik terbaik dalam medium tanah yang dipapar fenantrena 1500 ppm

yaitu pada P.chrysosporium dosis 1500 Gy perlakuan (F2B) tanpa inkubasi

dalam substrat batang sorgum.

3. Radiasi gamma dan pemberian fenantrena pada P.chrysosporium dosis 1500

Gy menyebabkan efek mutasi berupa polimorfik.

5.2. Saran

Saran dari penelitian ini adalah perlu dilakukan analisis lanjutan

mengenai kemampuan biodegradasi kapang yang diradiasi gamma di dalam tanah

yang tercemar fenantrena, membuktikan kembali pengaruh inkubasi kapang dalam

substrat batang sorgum dan tanpa inkubasi sebelum ditambahkan ke dalam tanah,

sehingga dapat diketahui metode bioremediasi terbaik untuk pengaplikasian

langsung pada tanah tercemar fenantrena dan profil DNA kapang yang diradiasi

dan terpapar fenantrena dilakukan uji lanjutan berupa sequencing agar dapat

memsatikan perubahan urutan DNA yang terbentuk.

Page 73: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

58

DAFTAR PUSTAKA

Adenipekun, C.O. & Lawal, R. (2012). Uses of mushrooms in bioremediation:

A review. Biotechnology Moleculer Biology, 7(3), 62–68.

Agency for Toxic Substances & Disease Registry (ATSDR). 1990. Public health

statement, polycyclic aromatic hydrocarbons. Atlanta, GA: U.S.

Department of Health and Human Services.

Asgher, M. N., Ahmed, H. M. N., & Iqbal. (2011). Hyperproductivity of

extracellular enzymes from indigenous white rot fungi Phanerochaete.

chrysosporium IBL-03) by utilizing agro-waste. Bioresources, 4, 4454–

4467.

Arsyad, S. (2005). Konservasi tanah dan air bogor: IPB Press.

Aparecida, K., & Aquino, S. (2012). Sterilization by gamma irradiation. Federal

University of Pernambuco-Department of Nuclear Energy Brazil.

Alexopoulus C. J., Mims C. W., & Blackwell M. (1996). Introductory mycology.

4th ed. John Willey & Sons, Inc., New York, 128.

Awan M. S., Tabbasam. N., Ayub N., Babar M. E., Rahman M, U., Rana S, B.,

Rajoka M, I. (2011). Gamma radiation induced mutagenesis in Aspergillus

niger to enhance its microbial fermentation activity for industrial enzyme

production. Moleculer Biology Rep, 38:1367–1374. doi 10.1007/s11033-

010-0239-3

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). (2008). Dasar proteksi radiasi dan

lingkungan. Jakarta: Pusdiklat BATAN, 28.

Bennet, J. W., Wunch, K. G & Faison, B. D. (2002). Use of fungi biodegradation.

Manual of environmental microbiology, 2nd ed., ASM Press: Washington,

D.C., 960–971.

Bennett J. W., Connick W. J., Daigle D., Wunch K. (2001). Formulation of fungi

for in situ bioremediation. In: Gadd G.M., editor. Fungi in bioremediation.

Cambridge University Press, Cambridge (UK), pp. 97–112.

Baptista, N. M. D. Q., Solidonio, E. G., Arruda, F. V. F., Melo, E. J. V. D., Filho,

J. R. N., Callou, C. M. J. D. A., Miranda, R. D. C. M., Colaço, W., &

Gusmão, N. B. D. (2015). Effects of gamma radiation on enzymatic

production of lignolytic complex by filamentous fungi. African Journal of

Biotechnology, 14(7), 612–621.

Bamforth, S. M., & Singleton, I. (2005). Bioremediation of polycyclic aromatic

hydrocarbons: current knowledge and future directions. Journal of

Chemical Technology and Biotechnology, 80,723–736.

Bishnoi, K., Kumar, R., & Bishnoi, N. R. (2008). Biodegradation of polycyclic

aromatic hydrocarbons by white rot fungi Phanerochaete chrysosporium

Page 74: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

59

in sterile and unsterile soil. Journal of Scientific and Industrial Research,

67, 538–542.

Bijay, T., Ajay, K., K. C., & Anish, G. (2012). A review on bioremediation of

petroleum hydrocarbon contaminants in soil. Kathmandu University.

Journal of Science, Engineering and Technology, 8(1), 164–170 .

Botham, K. M., & Mayes, P. A. (2009). The repiratory chain & oxidative

phosphorilation. eds. harper’s illuustrated biochemistry, 103–12.

Bonnen, A. M., Anton, L. H., & Orth, A. B. (1994). Lignin degrading enzymes of

the commercial button mushroom, agaricus bisporus. Applied

Environmental Microbiology, 60(1), 960–965.

Capotorti, G., P. Digianvincenzo, P. Cesti, A. Bernardi & Guglielmetti. (2004).

Pyrene and benzo(a)pyrene metabolism by an aspergillus terreus strain

isolated from a polycyclic aromatic hydrocarbons polluted soil.

Biodegradation, 15, 79–85.

Castelvecchi, D. (2007). Dark power: pigment seems to put radiation to good use.

Science News, DOI:10.1002/scin.2007.5591712106

Chen, B., & Ding J. (2012). Biosorption and biodegradation of phenanthrene and

pyrene in sterilized and unsterilized soil slurry systems stimulated by

Phanerochaete chrysosporium. Journal of Hazardous Materials, 229–230

159–169

Cho, Y. G., Rhee, S. K., & Lee, S. T. (2000). Effect of soil moisture on

bioremediation of chlorophenol-contaminated soil. Biotechnology letters,

22(11),915-919.

Cerniglia, C. E., & Sutherland J. B. (2010). Handbook of hydrocarbons and lipid

microbiology. Germany: Berlin Heidelberg.

Cookson, J. T. (1995). Bioremediation engineering : design and application.

Toronto: McGraw-Hill.

Davis, M. W., Glaser, J. A., Evans, J. W., & Lamar, R. T., (1993). Field

evaluation of the lignin-degrading fungus Phanerochaete sordida to treat

creosote-contaminated soil. Environmental Science Technology, 27, 2572–

2576

Ding, G. C., Heuer, H., & Smalla, K. (2012). Dynamics of bacterial communities

in two unpolluted soils after spiking with phenanthrene: soil type specific

and common responders. Front Microbiology, 3–90.

Djajanegara, I., Wahyudi, P., Tjokrokusumo, D., Widyastuti, N., & Harsoyo.

(2007). Pengaruh mutasi dengan radiasi sinar gamma (co60) terhadap

produktivitas jamur tiram abu-abu (pleurotus sajur-caju). Berk Penel

Hayati,13 (57–61).

Ning, D., H., Wang, C., Ding, & H., Lu. (2010). Novel evidence of cytochrome

P450-catalyzed oxidation of phenanthrene in Phanerochaete

Page 75: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

60

chrysosporium under ligninolytic conditions, biodegradation. Springer

Science, 21(6), 889–901.

El-Batal, A. I., Osman. E. M., & Ibrahim, A. M. S. (2013). Optimization and

characterization of polygalacturonase enzyme produced by gamma

irradiated penicillium citrinum. Journal of Chemical and Pharmaceutical

Research, 5(1), 336–347.

El-Batal, A., & Khalaf, M. (2003).Wheat bran as a substrate for enhanced

thermostable alpha-amulase production by gamma irradiated bacillus

megaterium in solid state fermentation. Egypt. Journal of Nuclear

Sciences and Applications, 16, 443.

Eviati & Sulaeman. (2009). Anlisis kimia tanah, tanaman, air dan pupuk. Jawa

Barat : Balai Penelitian Tanah.

Erden, E., Ucar C. M., Gezer, T. & Pazarlioglu, N. K. (2009). Screening for

ligninolytic enzymes from autochthonous fungi and applications for

decolorization of Remazole Marine Blue. Brazilian Journal of

Microbiology, 40(2), 346–353

Fadilah., S. D., Enny, K. A., & Arif, J. (2008). Biodelignifikasi batang jagung

dengan jamur pelapuk putih Phanerochaete crysosporium. Ekuilibrium,

7(1), 7–11.

Ferrara M. A, Bon, E. P. S., & Neto, J. S. A. (2002). Use of steam explosion

liquor from sugar cane bagasse for lignin peroxidase production by

Phanerochaete chrysosporium. Applied Biochemistry and Biotechnology

100: 289–300.

Gao, Y., Cao, X., Kang, F., & Cheng, Z. (2011). Pahs pass through the cell

wall and partition into organelles of arbuscular mycorrhizal roots of

ryegrass. Journal of Environmental Quality, 40, 653–6.

Gomez, C. B., Quintero, R., Garia, E. F., Howard, H. A. M. C., F., Zavala Diaz

de la Serna, F. J., C, Rodriguez, H. C H., Gillen, T., Varaldo P. H. M.,

Cortes J. B., Vazquez, R. R. (2003). Removal of phenanthrene from soil

by co-cultures of bacteria and fungi pregrown on sugarcane bagasse pith.

Bioresource Technology, (89)177–183.

Hamid, M., & Rehman, K. (2009). Potential applications of peroxidases, Food

Chem, 115, 1177–1186.

Hadibarata, T. & Teh, Z. C. (2014). Optimization of pyrene degradation by white-

rot fungus Pleurotus pulmonarius F043 and characterization of its

metabolites. Bioprocess and Biosystems Engineering, 37, 1679– 1684.

Haritash, A. K., & Kaushik, C. P. (2009). Biodegradation aspects of polycyclic

aromatic hydrocarbons (pahs): a review. journal of hazardous materials.

169, 1–15.

Haritash, A. K., & Kaushik C. P. (2016). Degradation of low molecular weight

polycyclic aromatic hydrocarbons by microorganisms isolated from

Page 76: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

61

contaminated soil. Journal International of Environmental Sciences, 6(4),

472-482.

Hastuti, R., & Ginting. R. (2007). Metode analisis biologi tanah: enumerasi

bakteri, cendawan dan aktinomisetes. Jawa Barat: Penerbit Agro Inovasi.

Hidayat, D. (2004). Terungkapnya Asal-usul Sinar Kosmis. Jakarta: Tempo.

Howard, R. L., Abotsi, E., Jansen, E. L., & Howard, S. (2003). Lignocellulose

biotechnology : issue of bioconversion and enzyme production. African of

Biotechnology, 2 (12), 602–619.

Irawati, D., Azwar, N. R., Syafii, W., & Artika, I. M. (2009). Pemanfaatan serbuk

kayu untuk produksi etanol dengan perlakuan pendahuluan delignifikasi

menggunakan kapang Phanerochaete chrysosporium. Ilmu Kehutanan, 3

(1).

International Agency for Research on Cancer (IARC). (2002). IARC monographs

on the evaluation of carcinogenic risks to humans. 82, 1017–1606.

Jain, P. K., Gupta, V. K., Guar, R. K., Lowry, M., Jaroli, D.P., & Chauhan, U.K.

(2011). Bioremediation petroleum contaminated soil and water. Research

Journal of Environmental Toxicology, 5(1), 1–26.

Jacques, R.J.S., Okeke, B.C., Bento, F.M., Peralba, M.C.R., & Camargo, F.A.O.,

(2009). Improved enrichment and isolation of polycyclic aromatic

hydrocarbons (PAH)-degrading microorganisms in soil using anthracene

as a model PAH. Current Microbiology, 58 (6), 628–634.

Johnson, L. L., Ylitalo, G. M., Myers, M. S., Anulacion, B. F., Buzitis, J., &

Collier, T. K. (2015). Aluminums melter-derived polycyclic aromatic

hydrocarbon sand fatfish health in the kitimat marine ecosystem. British

Columbia, Canada, Science Environmental, 512, 227–239.

JHA, A.N. (2008). Ecotoxicological applications and significance of the comet

assay. Mutagenesis, 23 (3), 207–221. doi: 10.1093/mutage/gen014

Kasmiran, A. (2011). Pengaruh lama fermentasi jerami padi dengan

mikroorganisme lokal terhadap kandungan bahan kering, bahan organik

dan abu. Lentera, 11(1).

Kementrian Lingkungan Hidup Republik Indonesia (MenLH). (2003). Keputusan

menteri negara lingkungan hidup nomor 128 tahun 2003 tentang tatacara

dan persyaratan teknis pengolahan limbah minyak bumi dan tanah

terkontaminasi limbah minyak bumi secara biologis. Jakarta: Departemen

Lingkungan.

Lehninger, A. L. (1990). Dasar-dasar biokimia. Thenawidjaja, penerjemah.

Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Basic of Biochemistry.

Lee, H., Jang, Y., Choi, Y. S., Kim, M. J., Lee, J., & Lee, H. (2014).

Biotechnological procedures to select white rot fungi for the degradation

of pahs. Jornal Microbiology, 97, 56–62.

Page 77: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

62

Lu, Z.,Yu, Z., Gao, X., Lu, F., & Zang., L. (2005). Presevation effects of gamma

irradiation on fresh cut celery. Jfoo eng, 67, 347–35.

Lin, C. H., Huang, X., Kolbanovskii, A., Hingerty, B. E., Amin, S., Broyde, S.,

Geacintov, N. E.& Patel, D. J. (2001). Molecular topology of polycyclic

aromatic carcinogens determines dna adduct conformation: a link to

tumorigenic activity. Journal of Molecular Biology, 306 (5), 1059–1080.

Lien, N. T. (2017). Study on mutation of microorganisms for bio-fertilizer by

gamma irradiation. Thesis, 1–40.

Lowry, O. H., Rosenbrough, N. J., Farr, A. L., & Randall, R. J. (1951). Protein

measurement with the folin phenol reagent. Journal Biology Chemistry,

193: 265–275.

Mechlinska, A., Gdaniec-Pietryka, M., Wolska, L., & Namieśnik, J. (2009).

Evolution of models for sorption of PAHs and PCBs on geosorbents.

TrAC. Trends in Analytical Chemistry, 28, 466–482.

Maity, J. P., Kar, S., Banerjee, S., Chakraborty, A., & Santra, S. C. (2009).

Effects of gamma irradiation on long-storage seeds of oryza sativa (cv.

2233) and their surface inecting fungal diversity. Radiation Physics and

Chemistry, 78, 1006–1010.

Maletic, S., Dalmacija, B., & Rončević, S. (2013). Petroleum hydrocarbon

biodegradability in soil implications for bioremediation. Journals by

InTech, 43–64.

Meysami, P. and H. Baheri .(2003). Pre-screening of fungi and bulking agents for

contaminated soil bioremediation. Advances in Environmental Research,

7, 881–887

Mulyana, N., Tri Retno, D. L., Nurhasni, & Meliana, N. (2015). Peningkatan

aktivitas enzim selulase dan produksi glukosa melalui fermentasi substrat

jerami padi dengan kapang Aspergillus niger yang dipapari sinar gamma.

Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, 11(1), 13–26.

Murniasih, T., YoPi, & Budiawan. (2009). Biodegradasi fenantrena oleh bakteri

laut Pseudomonas Sp. Makara Sains, 13 (1), 77–80

MicrobeWiki, (2008). Struktur mikroskopis miselia Phanerochaete

chrysosporium hasil scanning electron micrograph (sem). Retrieved 17

Maret, 2017 ,from

https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:040504062021.jpg.

Mishra, I. G., Niraj, T., & Sharad, T. (2014). A simple and rapid DNA extraction

protocol for filamentous fungi efficient for molecular studies. Indian

Journal of Biotechnology, (13), 536–539.

National Center for Biotechnology Information (NCBI). (2017). Phanerochaete

chrysosporium Taxonomy ID: 5306. Retrieved 12 Maret, 2017, from

Page 78: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

63

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info

&id=5306&lvl=3&lin=f&keep=1&srchmode=1&unlock.

Nakasone, K. K. (1990). Cultural studies and identification of wood-inhabiting

Corticiaceae and selected Hymenomycetes from North America.

Mycologia Memoirs, 15, 1-412

Norton, J. M. (2012). Fungi for bioremediation of hydrocarbon pollutants.

university of hawaii at hilo. Hohonu, (10), 18-21.

Ouyang, J., & Fitzgerald, M. (2012). Phenanthrene (fungal 9r,10r) pathway map.

university of minnesota. Retrieved 1 Maret, 2017, from http://eawag-

bbd.ethz.ch/pha3/pha3_map.htmL.

Okere, U. V., & Semple, K. T. (2012). Biodegradation of PHAs in ‘pristine’ soils

from different climatic regions. Journal Bioremedation Biodegradation,

1–11.

Pawar, R. M .(2015). The effect of soil pH on bioremediation of polycyclic

aromatic hydrocarbons (PHAs). Journal Bioremedation Biodegradation,

6:3. http://dx.doi.org/10.4172/2155-6199.1000291

Pathak, H., Bhatnagar, K., & Jaroli, D. P. (2011). Physico-chemical properties

of petroleum polluted soil collected from transport nagar (jaipur). Journal

of Soil Science and Environmental Management, (3), 84–89.

Pubchem, (2017). Structur of phenanthren, open chemistry data base compound

summary for cid 995. Retrieved 7 April, 2017, from

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/phenanthrene#section=First-

Aid.

Perez., J. Mun., Dorado T., de la Rubia., & J. Martinez. (2002). Biodegradation

and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an

overview. International Microbiology, 5, 53–6

Prassad G, (1999). Varietal effect on mutation frequency and spectrum induced by

gamma rays in barley. http://wheat.

pw.usda.gov/ggpages/bgn/25/v25p6.html. 5 Juni 2003, pk 06.41

Retno, T. D. L., Mulyana, N., Nurhasni, & Hasanah, U. (2016). Pengaruh radiasi

sinar gamma terhadap kemampuan degradasi lignin phanerochaete

chrysosoporium. Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia, 17(1), 21–

36.

Reddy, C. A., & Mathew, Z. (2001). Bioremediation potential of white rot fungi.

in: gadd gm (ed) fungi in bioremediation. Cambridge Univ Press :

Cambridge.

Rulianah, S., Zakijah, I., & Mufid, P. (2017). Produksi crude selulase dari bahan

baku ampas tebu menggunakan kapang Phanerochaete chrysosporium.

Jurnal Teknik Kimia dan Lingkungan, 1(1).

Page 79: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

64

Ruth M., O'Riordan.,Gavin M., Burnell., Mark S., Davies., Neil F., & Ramsay.

(1998). Aspects of Littorinid Biology: Proceedings of the Fifth

International. Hydrobiologis, 378, 5–7.

Rodrıguez, V. R., Cruz, C. T., Fernandez, S. J. M., Rold C. T., Mendoza, C. A.,

Saucedo, C. G., Tomasini, C. A. (1999). Use of bagasse pith as solid

substrate for P. chrysosporium growth. Folia Microbiological, 44 (2),

213–218

Robertson K. L., Mostaghim A., Cuomo C. A., Soto C.M., Lebedev N, Bailey R.

F., & Wang Z. (2012). Adaptation of the black yeast wangiella

dermatitidis to ionizing radiation :molecular and cellular mechanisms. pios

one, 7:e48674.

Rosenbrock, P., Martens, R., Buscot, F., Zadazil, & Munch, J.C. (1997).

Enhancing the mineralization of [U-14C]dibenzo-pdioxin in three different

soils by addition of organic substrate or inoculation with white rot fungi.

Applied Microbiology and Biotechnology, 48, 665–670.

Susanti E., Ardyati., Suharjono., & Aulani’am. (2016). Optimizing of lignin

peroxidase production by the suspected novel strain of phanerochaete

chrysosporium itb isolate. International Journal of ChemTech Research,

9(11), 24-33.

Serna, & Saldivar, S. (2010). Cereal grains: properties, processing, and

nutritional attributes crc press

Singh, H. (2006). Mycoremediation: fungal bioremediation. John Wiley & Sons.

283-285.

Srebotnik, E., K. A., Jensen., K. E., & Hammel. (1994). Fungal degradation of

recalcitrant nonphenolic lignin structure without lignin peroxidase.

Proceedings of the National Academy of Sciences, 91, 12794–12797.

Singleton I. (2001). Fungal remediation of soils contaminated with persistent

organic pollutants. In: Gadd GM, editor. Fungi in bioremediation.

Cambridge: Cambridge University Press, 79-96.

Sreedhar, M., chaturvedi, A., Aparna, M., Kumar, P. D., Singhai, R. K., & Babu,

V. (2013). Influence of γ-radiation stress on scavenging enzymes activity

and cell ultra structure in groundnut (Arachis hypogaea L.). Applied

Science Resource, 4(2), 35–44.

Shahbazi, S. (2016). Biocontrol Activities of Gamma Induced Mutants of

Trichoderma harzianum against some Soilborne Fungal Pathogens and

their DNA Fingerprinting. Iranian Journal of Biotechnology, 14(4):

e1224.

Shen, H. Z. (2013). Global atmospheric emissions of polycyclic aromatic

hydrocarbons from 1960 to 2008 and future predictions. Environmental

Science Technology, 47(12), 6415–6424.

Page 80: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

65

Sudrajat, D., N. Mulyana & A. Adhari. 2014. Seleksi mikroorganisme rhizosfer

lokal untuk bahan bioaktif pada inokulan berbasis kompos iradiasi. Jurnal

Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, 10(1): 23–34.

Sudrajat, D., Mulyana, N., Retno, D, L, T., Heriyani, R., & Almaida. (2016).

Karakteristik molekuler kapang Trichoderma viride yang diiradiasi sinar

gamma. Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, 115–132.

Teerapatsakul, C., Pothiratana, C., Chitradon, L., & Thachepan, S. (2016).

Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by a thermotolerant

white rot fungus Trametes polyzona RYNF13. Journal of General and

Applied Microbiology, 1–10. doi 10.2323/jgam.2016.06.001

United States Environmental Protection Agency (USEPA). (2000). Toxic release

inventory public data release. Office of Environmental Information:

Washington, D.C. hppt://www.epa.gov/triinter/tridata/index.htm.

Verbruggen E. M. J., & Herwijnen R. van. (2011). Environmental risk limits

(ERLs) for Phenanthrene. National Institute for Public Health and the

Environmental. http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/601357007.pdf.

Wang, D. G., Yang, M., Jia, H. L., Zhou, L., & Li, Y. F. (2009). Polycyclic

aromatic hydrocarbons in urban street dust and surface soil: comparisons

of concentration, profile, and source. Archives of Environmental

Contamination and Toxicology, 56(2),173–80.

http://dx.doi.org/10.1007/s00244-008-9182-x.

Yang Y, Zhang N., Xue M., Lu S.T., & Tao S. (2011). Effects of soil organic

matter on the development of the microbial polycyclic aromatic

hydrocarbons (PAHs) degradation potentials. Environmental Pollution,

159(2):591–595.DOI: 10.1016/j.envpol.2010.10.003.

Yang, Y. S., Zhou, J. T., Lu, H., Yuan Y. L., & Zhao, L. H. (2011). Isolation and

characterization of a fungus Aspergillus sp. strain F-3 capable of degrading

alkali lignin. Springer Science Biodegradation, 22:1017–1027.

doi.10.1007/s10532-011-9460-6.

Yusron, E. (2005). Pemanfaatan keragaman genetik dalam pengelolaan

sumberdaya hayati laut. Oseana, 30(2).

Zhang, Y., Liu, S., & Ma, J. (2006). Water holding capacity of ground covers and

soils in alpine and sub-alpine shrubs in western Sichuan. China: Elservier,

26(9): 2775-2781.

Zheng, Z., & Obbard, J. P. (2002). Oxidation of polycyclic aromatic hydrocarbons

(PAH) by the white rot fungus, Phanerochaete chrysosporium. Enzyme

Microbiology Technology, 31, 3–9.

Page 81: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

66

LAMPIRAN

Lampiran 1. Penentuan Konsentrasi Fenantrena Terbaik

a. Aktivitas LiP

Konsentrasi(ppm) 0 500 1000 1500 2000

AktivitasLiP(U/mL) 262a 450b 560bc 691c 709c

Lampiran 2. Analisis Penentuan Dosis Radiasi Gamma Terbaik

a. Aktivitas LiP spesifik (3 jenis medium PDB)

No Parameter PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

1 PDB 126a 157a 316ab 494b 247a

2 PDB+Lignin 283a 642b 965c 1146d 651b

3 PDB+Fenantrena 372a 436a 559bc 773d 646cd

b. Aktivitas LiP & Viabilitas (Dalam Substrat BTS , PHE 1500ppm)

No Parameter PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

1 AktivitasLiP(U/mL) 2132 3515 5037 9480 7962

2 ViabilitasLog10(CFU/g) 8.79 8.68 8.75 9.80 9.58

3 Viabilitas CFU/g 6.6.9x108 1.35x109 1.39x109 6.86x109 3.81x109

c. Biodegradasi (Dalam Substrat BTS , PHE 1500ppm)

No Parameter PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

1 Biodegradasi(%) 16.25a 52.07b 57.03b 59.38b 56.51b

Lampiran 3. Kemampuan Kapang Dosis Terpilih Dalam Medium Tanah

a. Aktivitas LiP ( Dalam Medium Tanah, PHE 1500ppm)

No Perlakuan H-3 H-6 H-9 H-12

1 F1A 1780 2112 3892 885

2 F2A 881 3006 2135 2135

3 F1B 1207 631 2448 885

4 F2B 3925 1959 2790 1682

Page 82: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

67

b. Viabilitas Log10 (CFU/g) (Dalam Medium Tanah, PHE 1500ppm)

No Perlakuan H-0 H-3 H-6 H-9 H-12

1 F1A 3.21 4.75 5.47 5.37 6.01

2 F2A 4.15 3.44 3.67 2.11 6.34

3 F1B 4.14 5.52 5.46 5.60 6.41

4 F2B 2.27 5.39 5.20 4.87 4.83

c. Viabilitas (CFU/g) (Dalam Medium Tanah, PHE 1500ppm)

No Perlakuan 0 3 6 9 12

1 F1A 1.82E+03 7.88E+04 3.22E+05 4.04E+05 1.30E+06

2 F2A 2.48E+04 2.77E+03 6.26E+03 1.75E+02 4.68E+06

3 F1B 2.42E+04 3.78E+05 4.48E+05 4.53E+05 4.42E+06

4 F2B 1.43E+03 2.87E+05 2.60E+05 8.10E+04 8.36E+04

d. Penentuan Kadar pH medium tanah

No Perlakuan H-0 H-3 H-6 H-9 H-12

1 F1A 6.48 6.86 6.86 6.89 6.89

2 F2A 6.54 6.90 6.92 6.16 6.44

3 F1B 6.46 6.96 6.89 7.00 6.58

4 F2B 6.42 6.88 6.85 6.14 6.42

e. Penentuan Kadar Air

No Perlakuan H-0 H-3 H-6 H-9 H-12

1 F1A 11 6 14 12 12

2 F2A 11 9 23 8 17

3 F1B 9 24 22 20 18

4 F2B 7 7 14 17 18

f. Penentuan Bahan Organik

No Perlakuan H-0 H-3 H-6 H-9 H-12

1 F1A 18 25 22 20 11

2 F2A 13 20 23 20 12

3 F1B 23 29 19 19 19

4 F2B 24 19 28 22 16

Lampiran 4. Hasil Dendogram UPGMA Jaccard's Coefficient

Node Group 1 Group 2 Simil. in group

1 K (0 Gy) 0 Gy (F1A) 1 2

2 K (1500 Gy) 1500 Gy (F2B) 0.875 2

3 Node 2 1500 Gy (F1B) 0.804 3

4 Node 1 Node 3 0.579 5

5 Node 4 0 Gy (F2A) 0.422 6

Page 83: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

68

Lampiran 5. Contoh Perhitungan

1. Penentuan Konsentrasi Fenantrena terbaik

Aktivitas LiP kapang PC0

Uraian Ulangan

Konsentrasi penantrena, ppm

0 500 1000 1500 2000

A B C D E

Faktor pengenceran, kali 1 1 1 1 1

Abs T=0 1 0.550 0.505 0.485 0.485 0.500

2 0.550 0.505 0.480 0.485 0.495

Abs T=30 1 0.555 0.515 0.500 0.500 0.515

2 0.555 0.515 0.490 0.500 0.510

Delta absorbansi 1 0.005 0.010 0.015 0.015 0.015

2 0.005 0.010 0.010 0.015 0.015

Volume total, ml

3.6 3.6 3.6 3.6 3.6

Tebal dalam kuvet, cm

1 1 1 1 1

Volume enzim, ml

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

Waktu inkubasi, menit 1 19 22 22 21 21

2 18 21 21 21 20

Aktivitas LiP, U/ml 1 254.67 439.88 659.82 691.24 691.24

2 268.82 460.83 460.83 691.24 725.81

Rerata 261.74 450.36 560.33 691.24 708.53

STDEV 10.00 14.81 140.7 0.00 24.44

Beda a b bc c c

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐸𝑛𝑧𝑖𝑚 (𝑈

𝑚𝑙) =

△ 𝑂𝐷310 𝑥 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 10^9

ɛ max 𝑥 𝑑 𝑥 𝑉𝑒𝑛𝑧𝑖𝑚(𝑚𝑙)𝑥 𝑡

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐸𝑛𝑧𝑖𝑚 (𝑈

𝑚𝑙) =

0,015 𝑥 3.6 𝑚𝑙 𝑥 10^9

9300 𝑀. 𝑐𝑚 𝑥 1 𝑐𝑚 𝑥 0,4 𝑚𝑙 𝑥 21 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

= 691,24 U/ml

2. Penentuan Aktivitas LiP Dosis Radiasi Gamma Terbaik

Uraian Ulanga

n 0 500 1000 1500 2000

Sampel, g 2 2 2 2 2

Kadar air sampel, %

59.46 57.13 46.09 55.01 61.89

Bk sampel, g

0.811 0.857 1.078 0.900 0.762

Bufer asetat pH 3, ml 20 20 20 20 20

Page 84: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

69

Faktor pengenceran, kali 1 1 1 1 1

Abs T=0 1 0.670 0.735 0.710 0.770 0.680

2 0.660 0.740 0.715 0.780 0.685

Abs T=30 1 0.675 0.750 0.735 0.810 0.695

2 0.670 0.750 0.735 0.810 0.720

Delta absorbansi 1 0.005 0.015 0.025 0.040 0.015

2 0.010 0.010 0.020 0.030 0.035

Volume total, ml

4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

Tebal dalam kuvet, cm

1 1 1 1 1

Volume enzim, ml

0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

Waktu inkubasi, menit 1 46 45 45 45 45

2 47 44 44 43 44

Aktivitas LiP, U/ml 1 58.44 179.21 298.69 477.90 179.21

2 114.39 122.19 244.38 375.09 427.66

Aktivitas LiP, U/g 1 1442 4180 5541 10622 4703

2 2822 2850 4533 8337 11222

Rerata 2132 3515 5037 9480 7962

STDEV 976 940 712 1616 4610

Beda a a a a a

3. Viabilitas Kapang Dosis Radiasi Gamma Terbaik

Uraian Ulangan

pc 0 pc 500 pc 1000 pc 1500 pc 2000

Sampel, g 1 1 1 1 1

Afis, ml 10 10 10 10 10

Kadar air sampel, %

76.397 76.964 74.153 72.395 77.430

Bk sampel, g 0.236 0.230 0.258 0.276 0.226

TPC, cfu/ml 1 9.00E+06 2.00E+06 6.00E+07

6.90E+07 3.00E+06

1.19E+08 2.60E+08

7.20E+07 1.00E+08 2 2.40E+07

TPC, cfu/g 1 3.81E+08 8.68E+07 2.67E+09 4.31E+09 3.19E+09

2 1.02E+09 2.60E+09 1.16E+08 9.42E+09 4.43E+09

Rerata 6.99E+08 1.35E+09 1.39E+09 6.86E+09 3.81E+09

TPC, Log 10 cfu/g 1 8.581 7.939 9.426 9.635 9.504

2 9.007 9.416 8.065 9.974 9.646

Rerata 8.794 8.677 8.746 9.804 9.575

STDEV 0.301 1.044 0.963 0.240 0.101

Beda a a a a a

Page 85: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

70

TPC, cfu/g = TPC, cfu/ml ×Afis, mL

Bk sampel, g

TPC, cfu/g = 1.19𝐸 + 08 ×10

0.276= 4.31E + 09

4. Penentuan Aktivitas LiP dalam Medium Lignin & Fenantrena

a. Medium PDB+Fenantrena

Uraian Ulangan Medium PDB + 1500 ppm penantrena

PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

Aktivitas LiP, U/ml 1 691.24 764.01 806.45 1344.09 1138.52

2 691.24 806.45 1075.27 1138.52 1138.52

protein terlarut, mg/ml 1.860 1.802 1.684 1.606 1.763

Aktivitas LiP spesifik, U/mg 1

371.54 424.04 478.83 836.97 645.95

2 371.54 447.60 638.44 708.97 645.95

Rerata 371.54 435.82 558.63 772.97 645.95

STDEV 0.00 16.66 112.86 90.52 0.00

Beda a a B cd d

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑝𝑒𝑠𝑖𝑓𝑖𝑘 =𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 (

𝑈𝑚𝑙

𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡)

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 (𝑚𝑔𝑚𝑙

)

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑝𝑒𝑠𝑖𝑓𝑖𝑘 =1344.09 (

𝑈𝑚𝑙

)

1.606(𝑚𝑔𝑚𝑙

)

= 836.97 U/mL

5. Penentuan Biodegradasi Fenantrena

Uraian Ulangan K PC0 PC500 PC1000 PC1500 PC2000

Sampel, g 4.2 4.2 4.2 3.5 4.2 4.2

Kadar air % 1 55.92 59.46 57.13 46.09 55.01 61.89

2 61.89

Bk sampel, g 1 1.85 1.70 1.80 1.89 1.89 1.60

2 1.60

Dikhlorometan, ml 20 20 20 20 20 20

Page 86: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

71

ppm (µg/l) Rerata 165.34 136.59 82.68 77.67 73.53 66.68

ppm (µg/g) 1 1786.01 1604.59 918.31 823.32 778.25 833.19

2 2065.99

Rerata 1926.00 1604.59 918.31 823.32 778.25 833.19

ppm (µg/g) 1 1786.01 1786.01 1786.01 1786.01 1786.01

2 2065.99 2065.99 2065.99 2065.99 2065.99

(ppm/ppm) 1

10.16 48.58 53.90 56.43 53.35

2 22.33 55.55 60.15 62.33 59.67

Rerata

16.25 52.07 57.03 59.38 56.51

STDEV

8.61 4.93 4.42 4.18 4.47

Beda a b b b b

1. Data Luas Area GCMS

Perlakuan Luas Area

Standar 500 ppm 47376586

Kontrol 15667172

PC 0 12941932

PC 500 7834327

PC 1000 5943302

PC 1500 6967188

PC 2000 6318063

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟 =𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙

𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑥 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟 ppm (µg/l) =6967188

47376586𝑥 500 = 73.53

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 (µ𝑔/𝑔) = konsentrasi (µg/l) × 𝐷𝑖𝑘ℎ𝑙𝑜𝑟𝑜𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛, 𝑚𝑙

𝑏𝑘 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙, 𝑔

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 (µ𝑔/𝑔) = 56.43 × 20

189= 778.25

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 (𝑝𝑝𝑚/𝑝𝑝𝑚)

= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 − 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (µ𝑔/𝑔)

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 (µ𝑔/𝑔)× 100

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 (𝑝𝑝𝑚/𝑝𝑝𝑚) =1786.01 − 2065.99

1786.01 = 56.43

% 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑𝑠𝑖 = 73.53 + 62.33 = 59.38

Page 87: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

72

Lampiran 6. Hasil kromatografi (GCMS) pada degradasi Fenantrena

Standar 500 ppm kontrol Fenantrena

P.chrysosoporium 0 Gy P.chrysosoporium 500 Gy

P.chrysosoporium 1000 Gy P.chrysosoporium 1500 Gy

P.chrysosoporium 2000 Gy

Page 88: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

73

Lampiran 7. Data Uji Statistik IBM SPSS 20.0

1. Penentuan Konsentrasi terbaik terhadap Aktivitas LiP kapang PC 0

ANOVA

Aktivitas_LiP

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 273989.421 4 68497.355 16.533 .004

Within Groups 20715.615 5 4143.123

Total 294705.036 9

2. Penentuan Dosis Radiasi Gamma Terbaik

1. Penentuan Aktivitas LiP spesifik (Dalam Medium Cair)

a. Medium PDB

ANOVA

Hasil_AktivitasLiP_spesifik (medium PDB)

Sum of

Squares

df Mean Square F Sig.

Between Groups 172662.760 4 43165.690 13.113 .007

Within Groups 16458.814 5 3291.763

Total 189121.574 9

Hasil_AktivitasLiP_spesifik

Aktivitas_LiP

Duncan

Konsentrasi_PHE N Subset for alpha = 0.05

1 2 3

0_ppm 2 261.7450

500_ppm 2 450.3550

1000_ppm 2 560.3250 560.3250

1500_ppm 2 691.2400

2000_ppm 2 708.5250

Sig. 1.000 .148 .076

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

b. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

Page 89: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

74

Dosis_Radiasi N Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Duncana

0_Gy 2 126.0850

500_Gy 2 157.0050

2000_Gy 2 246.8650 246.8650

1000_Gy 2 315.9500

1500_Gy 2 494.1100

Sig. .096 .282 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

b. Medium PDB+Lignin

ANOVA

Hasil_AktivitasLiP_spesifik ( medium PDB+Lignin)

Sum of

Squares

df Mean

Square

F Sig.

Between

Groups

207275.63

8 4 51818.910 12.217 .009

Within

Groups 21207.213 5 4241.443

Total 228482.85

1 9

Hasil_AktivitasLiP_spesifik ( medium PDB+Lignin)

Dosis_Radiasi N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4

Duncana

0_Gy 2 282.6450

500_Gy 2 642.2800

2000_Gy 2 651.1400

1000_Gy 2 965.1350

1500_Gy 2 1146.4650

Sig. 1.000 .845 1.000 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

c. Medium PDB+Fenantrena

ANOVA

Hasil_AktivitasLiP_spesifik (PDB+Fenantrena)

Page 90: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

75

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 207275.638 4 51818.910 12.217 .009

Within Groups 21207.213 5 4241.443

Total 228482.851 9

Hasil_AktivitasLiP_spesifik (PDB+Fenantrena)

Dosis_Radiasi N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4

Duncana

0_Gy 2 371.5400

500_Gy 2 435.8200 435.8200

1000_Gy 2 558.6350 558.6350

2000_Gy 2 645.9500 645.9500

1500_Gy 2 772.9700

Sig. .369 .118 .238 .109

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

2. Penentuan Dosis Radiasi Gamma terhadap aktivitas LiP dan Viabilitas

a. Aktivitas LiP

ANOVA

Hasil_AktivitasLiP_DalamBTS konsentrasi Fenantrena 1500 ppm

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 74639938.600 4 18659984.650 3.561 .098

Within Groups 26203975.000 5 5240795.000

Total 100843913.600 9

b. Viabilitas

ANOVA

Viabilitas

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 2.236 4 .559 1.285 .387

Within Groups 2.175 5 .435

Total 4.411 9

3. Penentuan Biodegradasi Fenantrena

ANOVA

Biodegradasi

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Page 91: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

76

Between Groups 2615.959 4 653.990 21.062 .002

Within Groups 155.252 5 31.050

Total 2771.211 9

Biodegradasi

Dosis_Radiasi N Subset for alpha = 0.05

1 2

Duncana

0_Gy 2 16.2450

500_Gy 2 52.0650

2000_Gy 2 56.5100

1000_Gy 2 57.0250

1500_Gy 2 59.3800

Sig. 1.000 .259

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.

3. Kemampuan Kapang Dosis Terpilih Dalam Medium Tanah

a. Aktivitas LiP

ANOVA

Aktivitas__LiP (F1A)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 9543885.500 3 3181295.167 4.061 .105

Within Groups 3133670.000 4 783417.500

Total 12677555.500 7

ANOVA

Aktivitas__LiP (F2A)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 4587036.375 3 1529012.125 2.931 .163

Within Groups 2086473.500 4 521618.375

Total 6673509.875 7

ANOVA

Aktivitas__LiP (F1B)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 3179124.500 3 1059708.167 1.098 .447

Within Groups 3861325.000 4 965331.250

Total 7040449.500 7

Page 92: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

77

ANOVA

Aktivitas__LiP(F2B)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 6087878.375 3 2029292.792 1.898 .271

Within Groups 4276678.500 4 1069169.625

Total 10364556.875 7

b. Viabilitas

ANOVA

Viabilitas (F1A)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 9.251 4 2.313 10.133 .013

Within Groups 1.141 5 .228

Total 10.392 9

ANOVA

Viabilitas(F2A)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 18.962 4 4.741 13.770 .007

Within Groups 1.721 5 .344

Total 20.683 9

ANOVA

Viabilitas (F1B)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 5.325 4 1.331 4.269 .072

Within Groups 1.559 5 .312

Total 6.884 9

ANOVA

Viabilitas (F2B)

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 12.997 4 3.249 4.486 .066

Within Groups 3.621 5 .724

Total 16.619 9

Page 93: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

78

Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian

1. Kapang P.chrysosporium hasil radiasi Gamma

a. Pc 0 Gy b. Pc 500 Gy c. Pc 1000 Gy d. Pc 1500 Gy e. Pc 2000 Gy

2. Pengujian medium PDB+ Lignin alkali dan

a. PDB+Lignin Alkali b. PDB+Fenantrena

3. Penentuan Viabilitas Dosis Radiasi Gamma Terbaik

H

a. Inkubasi dalam substrat batang sorgum b. Viabilitas Dosis Kapang

a b

a b

Page 94: Dea Amalya Permata Sarirepository.uinjkt.ac.id › dspace › bitstream › 123456789... · Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Biodegradasi Fenantrena ..... 40 Gambar 10. ... Fenantrena

79

4. Biodegradasi Dalam Medium Tanah

a. Medium tanah inkubasi 3,6,9,12 hari b. Perlakuan inkubasi dan tanpa inkubasi

5. Hasil Viabilitas Dalam medium Tanah

TPC perlakuan A( F1) dan B(F2)

6. Kapang Hasil Pindah Tanam dari TPC dalam medium tanah setelah 12 hari

untuk pengujian PCR.

Keterangan: a. P.c 0 Gy (Kontrol), b. Pc 0 Gy (F1A), c. Pc 0 Gy (F2B), d. Pc 1500

Gy (Kontrol), e. Pc 1500 Gy (F1B), f. Pc 1500 Gy (F2B).

a

a b