oleh : arifatul mukminin nim....

ISOLASI BAKTERI SELULOLITIK TERMOFILIK DARISUMBER AIR PANAS PACET MOJOKERTO DAN

PENGUJIAN AKTIVITAS ENZIM SELULASE

SKRIPSI

Oleh :ARIFATUL MUKMININ

NIM. 10620049

JURUSAN BIOLOGIFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERIMAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2014

ii

ISOLASI BAKTERI SELULOLITIK TERMOFILIK DARISUMBER AIR PANAS PACET MOJOKERTO DAN PENGUJIAN

AKTIVITAS ENZIM SELULASE

SKRIPSI

Diajukan Kepada:Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malanguntuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh:ARIFATUL MUKMININ

NIM. 10620049

JURUSAN BIOLOGIFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERIMAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2014

iiiiiiiii

iviviv

vi

MOTTO

Artinya : Sesungguhnya semua milik Allah dan sesungguhnya semuaakan kembali pada-Nya

Artinya : 1. bacalah dengan (menyebut) nama Tuhanmu yang Menciptakan. 2. Dia telah menciptakanmanusia dari segumpal darah. 3. Bacalah, dan Tuhanmulah yang Maha pemurah, 4. yang mengajar(manusia) dengan perantaran kalam. 5. Dia mengajar kepada manusia apa yang tidak diketahuinya.

vi

MOTTO



vi

MOTTO



vii

Lembar Persembahan

بسم هللا الر حمن الر حیم

Segala puja dan puji syukur hamba sanjungkan kehadirat illahi rabbiAllah Subhanahu wata’ala yang telah memberi hidayah dan rizki sehinggahamba mampu menyelesaikan kuliah di kampus ini. Semoga ilmu yang hambadapat barokah. Juga sholawat salam selalu hamba limpahkan kehadirat nabibesar Muhammad SAW yang syafaatnya selalu hamba nantikan.

Ku persembahkan karya ini untuk Allah Subhanahu wata’ala dan RosulullahMuhammad Salallahu ‘alaihi wasallam

Untuk kedua orang tuaku Ayah Imam Safi’i dan Ibu Umi Salamah yang selalumemotivasi, menasehati dan mendo’akan agar bersemangat dalam menuntut

ilmu.

Almagfirullah KH Baidhowi Muslih dan segenap warga ndalem dan asatid PPAnwarul Huda terimakasih atas nasehat dan teladan yang telah diberikan.

Dosen pembimbing Bu Anik Maunatin,M.P dan Mujahidin Ahmad M.Sc yangselalu memberikan saran dan nasehat dalam menyusun skripsi.

Dosen Wali Dr. Kiptiyah M.Si yang selalu memberikan nasehat dan berbagiilmu selama menempuh kuliah.

Seseorang yang selalu mengganggu, mengusili dan menggodaku tetapi jugasekaligus selalu membuatku ceria yaitu ai meme

Sahabat–sahabat Biologi B yang tercinta Mar’ah, Andre, Shon, dan yanglainnya yang tidak dapat disebutkan satu-persatu tetaplah berjuang

menggapai mimpi-mimpi kalian.

Sahabat-sahabat pondok cak iqbal, fahmi, kholid, koko, almas, rozy dansemua teman komplek sholawat lt 2, terima kasih telah menjadi keluarga

diperantauan dan tetap gokil sam

Masih banyak orang- orang yang sangat berarti dalam hidup semogasilaturahmi diantara kita tetap terjaga.

viii

PEDOMAN TRANSLITERASI ARAB LATIN

Penulisan trasliterasi Arab-Latin dalam skripsi ini menggunakan pedoman trasliterasi

berdasarkan keputusan bersama Menteri Agama RI dan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan

RI no.158 tahun 1987 dan no.0543 b/U/1987 yang secara garis besar dapat diuraikan sebagai

berikut:

A. Huruf

ا A ز z ق q

ب B س s ك k

ت T ش sy ل l

ث Ts ص sh م m

ج J ض dl ن n

ح H ط th و w

خ Kh ظ zh ه h

د D ع ‘ ء ,

ذ Dz غ gh ي y

ر R ف f

B. Vokal Panjang

Vocal (a) Long = â

Vocal (i) Long = î

Vocal (u) Long = û

C. Vocal Diftong

أَوْ = Awأَيْ = Ayأُوْ = ûإِيْ = Î

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullah Wabarokatuh

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah Subhanahu wata’ala

yang telah melimpahkan Rahmat, Hidayah serta kekuatan-Nya, sehingga penulis

dapat menyelesaikan studi di Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang sekaligus menyelesaikan

skripsi ini dengan baik.

Penulis juga haturkan ucapan terima kasih seiring do’a dan harapan

Jazakumullah ahsanal jaza’ kepada semua pihak yang telah membantu

terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terima kasih ini penulis sampaikan kepada:

1. Prof. Dr. H. Mudjia Raharjo, M.Si, selaku Rektor Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang, yang telah memberikan kesempatan belajar

S-1.

2. Dr. drh. Hj. Bayyinatul Mukaromah, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

3. Dr. Evika Sandi Savitri, M.Si selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibraim Malang.

4. Anik Maunatin M.P dan Mujahidin Ahmad M.Sc selaku dosen pembimbing

skripsi yang telah banyak memberikan pengarahan dan pengalaman yang

berharga dan semoga bermanfaat.

x

5. Segenap sivitas akademika Jurusan Biologi, terutama dosen, terima kasih atas

semua ilmu dan bimbingannya

6. Semua pihak yang ikut membantu dalam menyelesaikan skripsi ini baik

berupa materil maupun do’a.

Penulis berharap semoga skripsi ini bisa memberikan manfaat kepada para

pembaca dan penulis. Amin Ya Robbal ‘Alamiin.

Wassalamu’alaikum Warahmatullah Wabarakatuh

Malang, 15 Desember 2014

Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. iHALAMAN PENGAJUAN .................................................................................. iiHALAMAN PERSETUJUAN.............................................................................. iiiHALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ivHALAMAN PERNYATAAN............................................................................... vHALAMAN MOTTO ........................................................................................... viHALAMAN PERSEMBAHAN............................................................................ viiPEDOMAN TRANSLITERASI........................................................................... viiiKATA PENGANTAR ........................................................................................... xDAFTAR ISI.......................................................................................................... xiDAFTAR TABEL.................................................................................................. xiiiDAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xivDAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xvABSTRAK.............................................................................................................. xviABSTRACT ........................................................................................................... xvii........................................................................................................................خالصة xviii

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang......................................................................................... 11.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 61.3 Tujuan Penelitian..................................................................................... 61.4 Manfaat Penelitian................................................................................... 61.5 Batasan Masalah ...................................................................................... 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA2.1 Bakteri Termofilik ................................................................................... 82.2 Bakteri Selulolitik.................................................................................... 112.3 Enzim Termostabil .................................................................................. 142.4 Enzim Selulase ........................................................................................ 152.5 Pemanfaatan Selulase .............................................................................. 192.6 Mikroorganisme Penghasil Enzim Selulase Ekstraseluler. .................... 202.7 Identifikasi Spesies Bakteri Menggunakan Microbact............................ 222.8 PenentuanAktivitas Enzim Selulase dengan Metode DNS ..................... 232.9 Sumber Air Panas Pacet Mojokerto ........................................................ 25

BAB III METODE PENELITIAN3.1 Rancangan Penelitian .............................................................................. 273.2 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 273.3 Alat dan Bahan ........................................................................................ 27

3.3.1 Alat Penelitian ............................................................................... 273.3.2 Bahan Penelitian............................................................................ 28

xii

3.3.2.1 Bahan Air Panas................................................................ 283.3.2.2 Bahan Media ..................................................................... 28

3.4 Cara Kerja................................................................................................ 283.4.1 Pembuatan Media dan Reagen ...................................................... 28

3.4.1.1 Media Carboxil Methil Cellulosa (CMC)......................... 283.4.1.2 Reagen DNS...................................................................... 293.4.1.3 Reagen KNaTartrat 40 %.................................................. 29

3.4.2 Pengambilan Sampel. .................................................................... 293.4.3 Isolasi Bakteri Seluloitik Termofilik dari Air Panas. .................... 293.4.4 Uji Bakteri Selulolitik Secara Kualitatif........................................ 303.4.5 Identifikasi Koloni......................................................................... 31

3.4.5.1 Pengamatan Makroskopis ................................................. 313.4.5.2 Pengamatan Mikroskopis dengan Pewarnaan Gram......... 31

3.4.6 Identifikasi dengan Menggunakan Mikrobact............................... 323.4.7 Uji Bakteri Selulolitik Secara Kuantitatif...................................... 33

3.4.7.1 Produksi Ekstrak Kasar Enzim Selulase ........................... 333.4.7.2 Pengukuran Aktivitas Ekstrak Kasar Enzim Selulase dengan

Metode DNS ..................................................................... 333.4.7.2.1 Pembuatan Kurva Standar Glukosa ................... 333.4.7.2.2 Pengukuran Aktivitas Ekstrak Kasar Enzim

Selulase Berdasarkan Kadar Glukosa............... 343.5 Analisis Data ........................................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Air Panas ............................................ 364.2 Uji Bakteri Penghasil Selulase secara Kualitatif ..................................... 394.3 Karakterisasi Sel Bakteri Selulolitik secara Mikroskopis dengan Pewaraan

Gram....................................................................................................... 414.4 Identifikasi Isolat Bakteri Selulolitik dengan Mikrobact 12A/E ............. 45

4.4.1 Identifikasi Bacillus megaterium................................................... 474.4.2 Identifikasi Bacillus stearothermophyllus ..................................... 504.4.3 Identifikasi Bacillus laterosporus ................................................. 53

4.5 Uji Aktivitas Enzim Selulase yang Dihasilkan Bakteri Selulolitik secaraKuantitatif............................................................................................... 56

4.6 Kajian Islam Terkait Bakteri Selulolitik Termofilik ............................... 61

BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan.............................................................................................. 655.2 Saran ........................................................................................................ 65

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 66LAMPIRAN ............................................................................................................. 74

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Karakter Morfologi Koloni Bakteri dari Air Panas Pacet Mojokerto .... 37

Tabel 4.2 Hasil Pengujian dan Pengukuran Zona Bening Bakteri Selulolitik secaraKualitatif................................................................................................. 41

Tabel 4.3 Hasil Pewarnaan Gram pada Isolat Bakteri Selulolitik Termofilik HasilIsolasi dari Air Panas Pacet Mojokerto .................................................. 44

Tabel 4.4 Hasil Uji Katalase Isolat Bakteri Hasil Isolasi dari Air Panas PacetMojokerto ............................................................................................... 47

Tabel 4.5 Hasil Uji Endospora Isolat yang Diisolasi dari Sumber Air Panas PacetMojokerto ............................................................................................... 50

Tabel 4.6 Hasil Identifikasi Bakteri Isolat PS 2 dan Isolat PS 3 ............................ 53

Tabel 4.7 Hasil Identifikasi Bakteri Isolat PS 4 ..................................................... 57

Tabel 4.8 Hasil Identifikasi Bakteri Isolat PS 8 ..................................................... 59

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Aktivitas Ekstrak Kasar Enzim Selulase .................. 64

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Reaksi Kimia Tahap-tahap Hidrolisis Selulosa ...................................... 19

Gambar 4.1 Hasil uji akivitas enzim selulase secara kualitatif pada bakteri Isolat darisumber air panas Pacet Mojokerto ....................................................... 40

Gambar 4.2 Hasil Pewarnaan Gram pada Bakteri Selulolitik Termofilik yang diisolasidari air panas Pacet Mojokerto............................................................. 43

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Metode Kerja........................................................................................ 75

Lampiran 2 Pembuatan Reagen............................................................................... 80

Lampiran 3 Menentukan Kurva Standar Larutan Glukosa...................................... 82

Lampiran 4 Pengukuran Absorbansi dan Aktivitas Ekstrak Kasar Selulase ........... 83

Lampiran 5 Dokumentasi ........................................................................................ 86

Lampiran 6 Bagan Pengidentifikasian Spesies Bakteri ........................................... 90

xvi

ABSTRAK

Mukminin, Arifatul. 2014. Isolasi Bakteri Selulolitik Termofilik Dari Sumber Air PanasPacet Mojokerto Dan Pengujian Aktivitas Enzim Selulase. Skripsi. JurusanBiologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana MalikIbrahim Malang. Pembimbing Biologi : Anik Maunatin. Pembimbing Agama :Mujahidin Ahmad.

Kata Kunci : Isolasi, Bakteri Selulolitik Termofilik, Aktivitas Enzim Selulase

Enzim adalah protein yang khusus disintesis oleh sel hidup untuk mengkatalisisreaksi yang berlangsung di dalamnya. Enzim dikenal memiliki dua tipe yaitu enzimekstraseluler dan enzim intraseluler. Selulase merupakan salah satu enzim ektraseluler.Selulase banyak dimanfaatkan bidang industri yang beroperasi pada suhu tinggi. Enzim bisadihasilkan oleh berbagai organisme. Organisme yang banyak dimanfaatkan dalammenghasilkan enzim adalah bakteri. Bakteri mampu hidup diberbagai lingkungan termasuklingkungan suhu panas misalnya air panas. Salah satu sumber air panas adalah sumber diPacet Mojokerto. Oleh sebab itu perlu dilakukan isolasi bakteri selulolitik termofilik darisumber air panas Pacet Mojokerto dan pengujian aktivitas enzim selulasenya.

Bahan air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang bersuhu 45°-50°C.Penelitian ini dilakukan dengan mengisolasi bakteri dengan cara mengambil air panaskemudian dilakukan pengenceran hingga 10-10

. Koloni bakteri yang didapat dilanjutkan ujiselulolitik kualitatif. Isolat yang menghasilkan zona bening dikarakterisasi morfologi kolonidan pewarnaan gram. Isolat berbeda diidentifikasi spesiesnya dan diuji aktivitas selulolitikkuantitatif.

Hasil penelitian menunjukan ada 4 isolat yang berbeda yaitu isolat PS 2 dan isolat PS3 teridentifikasi sebagai spesies bakteri Bacillus megaterium, isolat PS 4 teridentifikasisebagai spesies bakteri Bacillus stearothermophyllus dan isolat PS 8 teridentifikasi sebagaispesies bakteri Bacillus laterosporus. Besar zona bening dari isolat PS 2, isolat PS 3, isolatPS 4 dan isolat PS 8 masing-masing sebagai berikut 27 mm, 24 mm, 30 mm dan 20 mm.Aktivitas enzim dari isolat PS 2, isolat PS 3, isolat PS 4 dan isolat PS 8 masing-masingsebagai berikut 3,9 x 10-3 U/mL, 1,9 x 10-3 U/mL, 7,8 x 10-3 U/mL dan 4,2 x 10-3 U/mL.Potensi enzim selulase tertinggi pada isolat PS 4 dengan besar zona bening 30 mm danaktivitas 7,8 x 10-3 U/mL.

xvii

ABSTRACT

Mukminin, Arifatul. 2014. Isolation of thermophilic cellulolytic bacteria From Hotspring Pacet Mojokerto And Testing Cellulase Enzyme Activity. Thesis.Department of Biology, Faculty of Science and Technology of the State IslamicUniversity Maulana Malik Ibrahim Malang. Biology Supervisor: Anik Maunatin.Supervisor Religion: Mujahideen Ahmad.

Keywords: Isolation, thermophilic cellulolytic bacteria, Cellulase Enzyme Activity

Enzymes are proteins that specifically synthesized by living cells to catalyzereactions that take place in it. The enzyme is known to have two types of extracellularenzymes and intracellular enzymes. Cellulase is one of extracellular enzymes. Cellulasewidely used industry operating at high temperatures. The enzyme can be produced by avariety of organisms. Organisms that are widely used in generating enzyme is bacterial.Bacteria capable of living in various environments including hot temperature environmentseg hot water. One of the hot springs are a source in Pacet Mojokerto. Therefore it is necessaryfor the isolation of thermophilic cellulolytic bacteria from hot springs Pacet Mojokerto andtesting Cellulase enzyme activity.

Water material used in this study is the water temperature 45 ° -50 ° C. This researchwas carried out by isolating the bacteria by taking a hot water then dilution to 10-10. Bacterialcolonies obtained cellulolytic continued qualitative test. Isolates that produce a clear zonethen be characterized colony of morphology and gram. Different isolates tested wereidentified species and quantitative cellulolytic activity.

The results showed there were 4 different isolates that isolates PS 2 and PS 3identified as species of Bacillus megaterium, isolates PS 4 identified as species Bacillusstearothermophyllus and isolates PS 8 identified as species Bacillus laterosporus. Large clearzone of isolates PS 2, isolates PS 3, isolates PS 4 and isolates PS 8 respectively is 27 mm, 24mm, 30 mm and 20 mm. The enzyme activity of isolates PS 2, isolates PS 3, isolates PS 4and isolates PS 8 respectively is 3.9 x 10-3 U / mL, 1.9 x 10-3 U / mL, 7.8 x 10 -3 U / mLand 4.2 x 10-3 U / mL. Potential highest cellulase enzyme is isolates PS 4 with large clearzone of 30 mm and activities 7.8 x 10-3 U / mL.

xviii

خالصة

موجوكیرتو،باسط"الساخنةالینابیعمنالسخدامسیلولولیتیكالبكتیریاعزل. ٢٠١٤. أریفاتولموكمینین،الدولةجامعةوالتكنولوجیاالعلومكلیةالبیولوجیا،قسم. أطروحة". إنزیمنشاطسیلوالسواختبار

مجاھدین: الدینمشرفة. مونتینانیك: األحیاءعلممشرف. نغالماإبراھیممالكموالنااإلسالمیة.أحمد

"سیلوالسإنزیمنشاط"السخدام،سیلولولیتیكالبكتیریاالعزلة،: الرئیسیةالكلمات

فيتتمالتيالتفاعالتلتحفیزالحیةبالخالیاالتحدیدوجھعلىتولیفھاالتيبروتیناتھياإلنزیماتداخلواألنزیماتالخلیة،خارجاإلنزیماتمننوعیناإلنزیمالمعروفومن. المعلوماتتكنولوجیامجال

درجاتفيتعملالصناعةواسعنطاقعلىتستخدمسیلوالسي. الخلیةخارجإنزیماتأحدسیلوالسي. الخالیانطاقعلىتستخدمالتيالكائنات. الحیةالكائناتمنمتنوعةبمجموعةاإلنزیمتنتجأنیمكن. عالیةحرارةدرجةبیئاتذلكفيبمامختلفة،بیئاتفيالعیشعلىقادرةالبكتیریا. البكتیرياإلنزیمتولیدفيواسع

. باسطموجوكیرتوفيمصدرالساخنةالینابیعمنواحدة. الساخنالماءالمثالسبیلعلىالساخنةالحرارةنشاطواختبارباسطموجوكیرتوالساخنةالینابیعمنالسخدامسیلولولیتیكالبكتیریالعزلالضروريمنولذلك.سیلوالسإنزیم

ھذاأجرى. مئویةدرجة٥٠-٤٥درجةالماءحرارةدرجةھوالدراسةھذهفيالمستخدمةالمیاهموادتمالتيالبكتیریةالمستعمرات. 10-10إلىالتخفیفثمالساخنالماءاتخاذطریقعنالبكتیریابعزلالبحث

أنثمواضحة،منطقةتنتجالتيالمعزولةتتمیز. سیلولولیتیكالمستمرالنوعياالختبارمنعلیھاالحصولسیلولولیتیكوالكمیةالمحددةاألنواعاختباریعزلمختلفةكانت. وغراممورفولوجیامنمستعمرةتكون

.النشاطمناألنواعحسبالمحددةPS 3وPS 2یعزلیعزلمختلفة٤وجودأظھرتالتيالنتائج

Bacillus megaterium،4یعزلPSكاألنواعالمحددةBacillus stearothermophyllusویعزلPSPSیعزل،PS 3یعزل،PS 2یعزلمنطقةفيواضحةكبیرة. Bacillus laterosporusكاألنواعحددت8،PS 3یعزل،PS 2یعزلإنزیمنشاطیعزل. ملم20وملم30ملم،24ملم،27التواليعلىPS 8ویعزل4

PS 4ویعزلPS 83,9ھوالتواليعلى x 10 -3 U/mL،1,9x10-3 U/mL،7,8 x 10-3 U/mL4,2وx 10-3 U/mL .یعزلالمحتملةأعلىسیلوالسإنزیمPS 4ملم30عیارمنواضحةكبیرةمنطقةمع

x 10-3 7,8وأنشطة U/mL.

oleh : arifatul mukminin nim....

Documents