PENGARUH LOGAM BERAT TERHADAP PERTUMBUHAN DAN POLA

SPEKTRA BAKTERI FOTOSINTETIK ANOKSIGENIK (BFA)

(Skripsi)

Oleh

EDELYN STEPHANI SALIM

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG

2019

ABSTRAK

PENGARUH LOGAM BERAT TERHADAP PERTUMBUHAN DAN POLA

SPEKTRA BAKTERI FOTOSINTETIK ANOKSIGENIK (BFA)

Oleh

Edelyn Stephani Salim

Pencemaran lingkungan di Pesisir Teluk Lampung didominasi oleh pencemaran logam

berat toksik bagi makhluk hidup karena menyebabkan kerusakan sel dan kematian.

Mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mengakumulasi, mengikat, dan mereduksi

ion logam berat. Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA) secara khusus

direkomendasikan sebagai agen bioremediasi dan degradasi polutan di lingkungan

tercemar karena BFA resisten terhadap logam berat. Penelitian ini dilaksanakan pada

Bulan Desember 2018 – Februari 2019 di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA Unila.

Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh logam berat terhadap pertumbuhan dan

pola spektra BFA. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap. Tahap I peremajaan isolat

BFA. Tahap II yaitu isolasi dan seleksi BFA dengan metode titik pada media Sea Water

Complete (SWC) yang ditambah dengan logam berat HgCl2 0,015 mM , 0,03 mM dan

0,06 mM ; NiCl2 0,015 mM , 0,03 mM dan 0,06 mM ; CoCl2 1,5 mM , 3 mM dan 6 mM ;

MnCl2 10 mM, 20 mM, dan 40 mM ; ZnCl2 10 mM, 20 mM, dan 40 mM.. Tahap 3 yaitu

Uji Spektrofotometri pada panjang gelombang 300-900 nm dan penghitungan jumlah sel

bakteri secara langsung. Hasil analisi menunjukkan bahwa pertumbuhan isolat AM

paling stabil dibanding isolat lain sehingga dilanjutkan dengan uji spektrofotometri. Pola

spektra kontrol memiliki absorbansi tingggi pada panjang gelombang sekitar 800 nM.

Sedangkan pola spektra bakteri dari hasil perlakuan logam berat tidak menunjukkan

adanya absorbansi spektra yang tinggi.

Kata Kunci : BFA, Bakteri Fotosintetik Anoksigenik, Logam berat, Fotosintesis,

Pencemaran lingkungan.

PENGARUH LOGAM BERAT TERHADAP PERTUMBUHAN DAN POLA

SPEKTRA BAKTERI FOTOSINTETIK ANOKSIGENIK (BFA)

Oleh

Edelyn Stephani Salim

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA SAINS (S.Si.)

Pada

Jurusan Biologi

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG

2019

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, 10 April 1997,

sebagai anak pertama dari pasangan Bapak Sarkawi Salim

dan Ibu Liliana. Penulis menyelesaikan pendidikan

Sekolah Dasar di SD Immanuel Bandar Lampung pada

tahun 2009, dilanjutkan Sekolah Menengah Pertama di

SMP Immanuel Bandarlampung, lulus pada tahun 2012, dan melanjutkan Sekolah

Menengah Atas di SMA Xaverius Bandar Lampung lulus pada tahun 2015.

Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui jalur SBMPTN.

Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata

kuliah Mikrobiologi, Bioteknologi serta Mikrobiologi Pangan dan Industri.

Penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Sinar Banten,

Kecamatan Talang Padang, Kabupaten Tanggamus pada Januari-Maret 2018 dan

melaksanakan Kerja Praktik di Laboratorium Mikrobiologi Pertanian Lembaga

Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) pada tahun 2018 dan telah menyelesaikan

Laporan Kerja Praktik yang berjudul “Uji Produksi IAA Oleh Bakteri

Menggunakan Spirulina Sebagai Prekursor Pengganti Triptofan”.

Pada tahun 2019, penulis melakukan penelitian dan menyelesaikan skripsi dengan

judul “Pengaruh Logam Berat terhadap Pertumbuhan dan Pola Spektra

Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA)”.

Kini dengan penuh perjuangan, kerja keras, dan proses pembelajaran yang tiada

henti, akhirnya penulis dapat menyelesaikan pendidikan Strata 1 (satu) di Jurusan

Biologi FMIPA Universitas Lampung.

MOTTO

“Marilah kepada-Ku semua yang letih lesu dan berbeban berat, Aku akan

memberikan kelegaan kepadamu.”

(Matius 11:28)

“Segala sesuatu yang kamu lakukan dengan perkataan atau perbuatan,

lakukanlah semuanya itu dalam nama Tuhan Yesus, sambil mengucap syukur oleh

Dia kepada Allah, Bapa kita.”

(Kolose 3:17)

“Janganlah hendaknya kamu kuatir tentang apapun juga, tetapi nyatakanlah

dalam segala hal keinginanmu kepada Allah dalam doa dan permohonan dengan

ucapan syukur.”

(Filipi 4:6)

“Even if you fall down and tumble, do not give up.”

(Park Sanghyun)

“I want to remain, i want to dream more.”

(Kim Seokjin-BTS)

PERSEMBAHAN

Puji Tuhan, dengan mengucap syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, Allah

Tritunggal atas segala Anugerah, Berkat, Penyertaan dan Kasih Karunia-Nya

yang tak terukur,

Kupersembahkan karya kecilku ini untuk:

Mama dan Papa tercinta yang senantiasa mendoakan, mencurahkan kasih sayang

serta selalu mendukung dan memotivasi setiap langkahku.

Adikku tersayang yang selalu memberikan semangat.

SANWACANA

Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas penyertaan

dan kasih karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul

“Pengaruh Logam Berat terhadap Pertumbuhan dan Pola Spektra Bakteri

Fotosintetik Anoksigenik (BFA)”.

Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai

pihak baik secara moril maupun materiil. Untuk itu dengan terselesaikannya

skripsi ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih kepada:

1. Bapak Drs. Suratman, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

2. Bapak Drs. M. Kanedi, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

3. Bapak Dr. Sumardi, M.Si. selaku Dosen Pembimbing I dan Dosen

Pembimbing Akademik yang dengan sabar memberikan ilmu, bimbingan,

masukan, kritik, saran serta motivasi selama pembuatan skripsi ini.

4. Bapak Ir. Salman Farisi, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan ilmu, bimbingan, masukan, kritik, saran serta motivasi untuk

kesempurnaan skripsi ini.

5. Ibu Rochmah Agustrina, Ph.D. selaku Dosen Penguji Utama dan Sekretaris

Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung yang senantiasa memberi masukan, arahan, nasihat yang

membangun serta ide dan motivasi untuk kesempurnaan skripsi ini.

6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Biologi FMIPA Unila terimakasih atas ilmu dan

bimbingan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan studi di Jurusan

Biologi.

7. Karyawan dan staf serta laboran di Jurusan Biologi yang telah membantu

dalam penyelesaian skripsi ini.

8. Ibunda Liliana dan ayahanda Sarkawi Salim selaku orangtua penulis yang

selalu memberikan doa, mendukung, membimbing, memberi kasih sayang,

semangat dan motivasi tiada henti kepada penulis. Semoga Tuhan selalu

menyertai dan memberkati.

9. Adikku tercinta, Evan Stevanus dan Hansel Stevanus yang senantiasa

menghibur dan memberi dukungan. Semoga Tuhan selalu menyertai dan

memberkati.

10. Rekan seperjuangan selama penelitian, Micrew 15, Yunita, Anna, Sundari,

Eka, Cahya, Iqbal, Mbak Fika, Inten, Niken, Supi, Mbak Wuri, dan Nuril yang

selalu memberikan semangat dan canda tawa selama penelitian.

11. Sahabat terdekatku seperjuangan, Rima, Gagar, Elsa, Pina dan Jeng yang

selalu memberikan doa, semangat, canda tawa dan dukungan kepada penulis.

12. Sahabat terbaikku, Ira, Ine, Widya, Ci Reni, Ci Rena, Ci Meysin, Yohan, Bill

dan Evan yang selalu mendukung dan memotivasi penulis.

13. Ko Michael dan Ko Adit yang senantiasa membantu penulis ketika penulis

merasa kesulitan dalam pengeditan grafik dan gambar.

14. Teman-teman Biologi angkatan 2015 terimakasih atas kebersamaannya

selama ini.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan di dalam skripsi

ini dan jauh dari kesempurnaan, akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang

sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, 24 Juni 2018

Penulis

Edelyn Stephani Salim

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN JUDUL DALAM................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI.................................... iv

RIWAYAT HIDUP..................................................................................... v

MOTTO........................................................................................................ vi

HALAMAN PERSEMBAHAN................................................................. vii

SANWACANA............................................................................................ viii

DAFTAR ISI................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL....................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR.................................................................................. xi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang.......................................................................

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Bakteri Fotosintetik Anoksigenik..........................................6

B. Logam Berat..........................................................................8

1. Logam Berat Mangan (Mn)........................................9

2. Logam Berat Nikel (Ni)...........................................10

3. Logam Berat Kobalt(Co)..........................................10

1

B. Tujuan Penelitian....................................................................3

C. Manfaat Penelitian..................................................................3

D. Kerangka Pikir....................................................................... 3

E. Hipotesis................................................................................ 5

4. Logam Berat Seng (Zn).............................................11

5. Logam Berat Merkuri (Hg).......................................11

C. Spektrofotometri...................................................................11

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat................................................................. 13

B. Alat dan Bahan

C. Prosedur Penelitian

1. Peremajaan Isolat BFA.............................................. 14

2. Seleksi Isolat BFA dengan Metode Titik................... 14

3. Uji Spektrofotometri.................................................. 15

4. Penghitungan Jumlah Sel BFA.................................. 16

D. Analisis Data.......................................................................... 16

E. Bagan Alir Penelitian............................................................. 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian…………………………………………………18

1. Hasil Seleksi Isolat Pertumbuhan BFA.................................18

2. Pertumbuhan Isolat Terpilih...................................................23

3. Pola Spektra BFA..................................................................24

V. PENUTUP

A. Kesimpulan.................................................................................26

B. Saran...........................................................................................26

DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 27

LAMPIRAN..................................................................................................30

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Hasil Seleksi Pertumbuhan Isolat BFA terhadap Logam Berat

(HgCl2, NiCl2, CoCl2, MnCl2, dan ZnCl2)......................................... 20

Tabel 2. Data Perhitungan Jumlah Sel BFA.................................................... 31

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Rata-rata Pertumbuhan Isolat AM hasil hitung langsung di

bawah mikroskop (AM: akar mangrove)........................................23

Gambar 2. Pola Spektra BFA...........................................................................25

Gambar 3. Media Kontrol SWC + Logam........................................................36

Gambar 4. Sampling Isolat Uji Spektrofotometri.............................................37

Gambar 5. Hasil Isolasi Metode Titik...............................................................38

Gambar 6. Hasil Inkubasi Isolat pada Media Logam dan Kontrol...................39

Gambar 7. Perhitungan Sel Bakteri di Mikroskop............................................41

Gambar 8. Proses Pengecatan Bakteri..............................................................42

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini, pencemaran lingkungan marak terjadi di Pesisir Teluk

Lampung. Perlu diketahui, aktivitas manusia misalnya seperti aktivitas

industri, pariwisata, pemukiman penduduk dan pelabuhan niaga menjadi

penyebab utama terjadinya pencemaran lingkungan yang mengakibatkan

terganggunya keseimbangan ekosistem. Aktivitas perekonomian

mengkonversi lahan pesisir menjadi kawasan industri, pariwisata, dan

pemukiman menyebabkan terjadinya proses abrasi, sedimentasi dan

pencemaran lingkungan yang cukup parah. Pencemaran lingkungan di

Pesisir Teluk Lampung didominasi oleh pencemaran logam berat yang

berasal dari limbah rumah tangga dan industri, pelabuhan, serta aktivitas

gunung berapi di laut dalam. Logam berat yang paling banyak ditemukan

di Pesisir Teluk Lampung yaitu kromium. Selain itu, ditemukan juga

logam berat seperti Fe, Mn, Ni, Co, Zn dan As (Tugiyono et al., 2015).

Logam berat bersifat toksik bagi mikroorganisme dan organisme di sekitar

lingkungan tercemar logam berat. Organisme seperti ikan, udang, kepiting

dan biota lainnya yang hidup di perairan Pesisir Teluk Lampung

mengandung logam toksik karena terkontaminasi logam berat. Logam

2

berat dapat masuk ke dalam tubuh melalui saluran pernafasan, pencernaan

dan penetrasi melalui kulit (Suyanto et al ., 2010).

Secara umum, logam-logam berat yang bersifat toksik masuk ke dalam

mikroorganisme menggunakan jalur transpor spesifik melintasi membran

secara difusi ke dalam sitoplasma (Roane dan Pepper, 2000). Kontaminasi

logam berat pada organisme dan mikroorganisme yang tidak toleran, dapat

menyebabkan kematian. Logam berat toksik dapat merusak sel dan

mengganggu metabolisme sel makhluk hidup. Di dalam sel, logam berat

dapat berkompetisi, mengganti, atau menempati ion logam esensial untuk

metabolisme sel mikroorganisme (Wong et al., 2002).

Upaya pemanfaatan mikroorganisme untuk mengatasi, memisahkan, atau

mengurangi kandungan logam berat pencemar lingkungan telah banyak

diteliti (Gadd, 2000). Umumnya, mikroorganisme yang dikaji sebagai

agen dekomposer memiliki kemampuan untuk mengakumulasi, mengikat,

dan mereduksi ion logam berat, salah satunya Bakteri Fotosintetik

Anoksigenik (BFA). Secara umum, pertumbuhan mikroorganisme

termasuk Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA) dipengaruhi oleh

keberadaan logam pada lingkungan tumbuhnya (Presscot et al., 2008).

Hal ini dikarenakan logam berat memiliki daya oligodinamik yang mampu

membunuh bahkan menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Logam

dapat mengendapkan enzim atau protein esensial di dalam sel sehingga

hanya mikroorganisme yang toleran terhadap logam berat saja yang

mampu tumbuh pada lingkungan yang tercemar logam berat.

3

Bakteri fotosintetik secara khusus direkomendasikan sebagai agen

bioremediasi dan degradasi polutan di lingkungan yang tercemar (Giotta et

al., 2006). Hal ini dikarenakan bakteri fotosintetik mampu hidup pada

lingkungan tercemar logam berat dan mengubahnya dari senyawa toksik

menjadi senyawa non toksik. Untuk membuktikannya, maka dilakukan

penelitian ini.

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh konsentrasi beberapa logam berat terhadap

pertumbuhan BFA.

2. Mengetahui pengaruh beberapa logam berat terhadap pola spektra

BFA.

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diperoleh melalui penelitian ini adalah memberikan

informasi mengenai pengaruh beberapa logam terhadap pertumbuhan dan

pola spektra Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA).

D. Kerangka Pikir

Logam berat memiliki daya oligodinamik yang dapat menghambat bahkan

menghentikan pertumbuhan sel mikroorganisme pada konsentrasi tertentu.

4

Kemampuan oligodinamik logam dapat berdampak pada pertumbuhan

mikroorganisme. Secara umum, logam-logam berat yang bersifat toksik

masuk ke dalam sitoplasma mikroorganisme secara difusi melalui jalur

transpor spesifik sistem membran. Akibatnya, logam berat dapat

memperkecil jumlah populasi dan mengubah morfologi sel. Hal ini

kemungkinan dikarenakan keberadaan logam berat mengganggu

metabolisme sel mikroorganisme karena dapat berkompetisi, mengganti

atau menempati ion logam esensial metabolisme sel mikroorganisme.

Selain itu, logam berat juga dapat mengubah pola spektra pertumbuhan.

Perubahan pola spektra terjadi diduga sebagai akibat terhambatnya

pertumbuhan sel mikroorganisme sehingga pola spektra BFA yang

terkontaminasi logam berat dengan yang tidak terkontaminasi menjadi

berbeda. Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA) diketahui memiliki sifat

toleransi terhadap logam berat sehingga mampu tumbuh pada lingkungan

yang tercemar logam berat. Resistensi BFA terhadap logam berat berbeda

antara logam berat satu dengan yang lainnya.

Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA) hanya mampu beradaptasi untuk

tumbuh sampai konsentrasi logam berat tertentu saja. Untuk mengetahui

konsentrasi hambat minimum logam berat terhadap BFA maka perlu

dilakukan penelitian mengenai pengaruh beberapa konsentrasi logam berat

terhadap pertumbuhan BFA.

5

E. Hipotesis

Adapun hipotesis dari penelitian ini yaitu:

1. Bakteri fotosintetik anoksigenik (BFA) memiliki daya resistensi

terhadap lingkungan tercemar logam berat.

2. Logam berat menghambat pertumbuhan dan mengubah pola spektra

BFA.

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Bakteri Fotosintetik Anoksigenik

Bakteri Fotosintetik Anoksigenik (BFA) merupakan bakteri yang mampu

melakukan fotosintesis tanpa membentuk oksigen. Bakteri ini

diidentifikasi pertama kali pada tahun 1901 dan dinamai sebagai spesies

Rhodospirillum oleh Hans Molisch pada tahun 1907 (Hanada, 2016).

BFA melakukan fotosintesis menggunakan H2S atau hidrogen sebagai

donor elektron. BFA tidak mampu mengoksidasi air (Madigan et al., 2011).

Selain itu, BFA dipengaruhi oleh keberadaan logam pada lingkungan

tumbuhnya (Presscot et al., 2008). Hal ini dikarenakan logam memiliki

daya oligodinamik yang mampu membunuh atau menghambat

pertumbuhan mikroorganisme.

Logam dapat mempresipitasikan enzim atau protein esensial di dalam sel

sehingga hanya mikroorganisme yang toleran terhadap logam saja yang

mampu tumbuh pada lingkungan yang tercemar logam. Selain itu, bakteri

fotosintetik secara khusus direkomendasikan untuk menangani proses

bioremediasi dan degradasi polutan dari lingkungan yang tercemar (Giotta

et al., 2006). Bakteri fotosintetik anoksigenik mampu menyerap logam

berat yang bersifat toksik kemudian mengubahnya menjadi senyawa non-

7

toksik sehingga menjadikan BFA berpotensi sebagai agen bioremediasi

yang ramah lingkungan (Puspitasari dan Khaeruddin, 2016).

Bakteri fotosintetik anoksigenik (BFA) secara umum ditandai dengan

morfologi koloni berwarna ungu, hijau, kuning, hingga kemerahan.

Bakteri ini mampu tumbuh dengan baik dalam keadaan anaerobik (tanpa

oksigen). Seringkali BFA dijumpai pada daerah sungai, tanah, laut, rawa,

danau dan air panas (Hanada, 2016). Berbagai jenis BFA dapat hidup

berdampingan pada suatu habitat yang sama tanpa menimbulkan

persaingan hidup. Hal ini dikarenakan masing-masing bakteri memiliki

pita penyerapan cahaya yang berbeda sehingga mereka saling berbagi

cahaya untuk memenuhi kebutuhan berfotosintesis (Hanada, 2016).

Seperti halnya tumbuhan yang memiliki pigmen fotosintesis, BFA juga

memiliki pigmen. Umumnya, pigmen utama yang dimiliki oleh BFA

berupa bakterioklorofil. Selain itu, pigmen lain yang dimiliki oleh BFA

yaitu pigmen karotenoid, dimana pigmen ini letaknya selalu berdekatan

dengan bakterioklorofil untuk membantu melindungi pigmen fotosintesis

bakteri tidak rusak terkena intensitas cahaya yang tinggi (Hanada, 2016).

Intensitas cahaya yang terlalu tinggi dapat menjadi toksik karena bersifat

merusak sel.

Fotosintesis pada bakteri dibedakan menjadi dua macam, yaitu fotosintesis

oksigenik dan fotosintesis anoksigenik. Fotosintesis anoksigenik

umumnya dilakukan bakteri menggunakan H2S sebagai donor elektron

8

tanpa menghasilkan oksigen. Bakteri yang melakukan fotosintesis

anoksigenik memiliki pigmen bakterioklorofil, bakteriopurpurin,

bakteriofeofitin dan karotenoid yang berperan sebagai penangkap cahaya

untuk fotosintesis. Oleh karena itu, kebanyakan bakteri ini menyerap

cahaya secara maksimal di daerah infra-red (Wiraatmaja, 2017). Berbeda

dengan fotosintesis anoksigenik, fotosintesis oksigenik dilakukan

menggunakan H2O sebagai donor elektron sehingga menghasilkan oksigen

(Yamori et al., 2013).

H2S digunakan oleh BFA sebagai bahan dasar fotosintesis membentuk

globula sulfur berwarna kuning sebagai zat buangan (Campbell et al.,

2012). Fotosintesis BFA dilakukan berdasarkan fotosistem I, tersusun

oleh kompleks pusat reaksi yang dikelilingi beberapa kompleks pemanen

cahaya. Kompleks pemanen cahaya bertindak sebagai antena penangkap

cahaya sesuai dengan pigmen yang dimiliki oleh kompleks pemanen

cahaya tersebut, kemudian mengirimnya pada kompleks pusat reaksi.

Pigmen warna yang dihasilkan oleh kompleks pusat reaksi menjadi warna

koloni isolat BFA (Heriyanto et al., 2009).

B. Logam Berat

Logam berat adalah logam yang cukup berbahaya apabila mencemari

lingkungan karena logam berat memiliki respon biokimia yang spesifik

pada makhluk hidup (Connell dan Miller, 1995). Logam berat bersifat

toksik bagi mikroorganisme dan organisme yang berada di sekitar

9

lingkungan tercemar logam berat. Organisme seperti ikan, udang, kepiting

dan biota lainnya yang hidup pada perairan Pesisir Teluk Lampung telah

terkontaminasi logam berat (Tugiyono et al., 2015). Apabila suatu

organisme tidak toleran terhadap logam berat maka tidak menutup

kemungkinan organisme dan mikroorganisme tersebut akan mengalami

kematian. Hal ini dikarenakan toksisitas logam berat dapat merusak sel

dan metabolisme sel makhluk hidup serta dapat berkompetisi, mengganti

atau menempati ion logam esensial metabolisme sel mikroorganisme

(Wong et al., 2002). Berikut ini merupakan beberapa logam berat yang

ditemukan telah mencemari perairan Pesisir Teluk Lampung:

1. Logam Berat Mangan (Mn)

Mangan merupakan logam berat yang tersebar luas di alam yang sulit

mencair namun mudah teroksidasi (Cotton dan Wilkinson, 2009).

Perlu diketahui, mangan merupakan salah satu logam berat yang

mencemari perairan Pesisir Teluk Lampung (Tugiyono et al., 2015).

Apabila mangan dikonsumsi dalam jumlah berlebih oleh makhluk

hidup baik secara langsung maupun tak langsung, maka dapat bersifat

toksik bagi makhluk hidup itu sendiri. Mangan dapat menyebabkan

kerusakan syaraf, penyakit Parkinson, mengganggu fungsi saluran

pernafasan seperti bronkitis dan kerusakan paru-paru. Selain itu,

akumulasi mangan berlebih juga menyebabkan gangguan fungsi otak

seperti halusinasi dan mudah lupa (Reimann dan de Caritat 1998).

10

2. Logam Berat Nikel (Ni)

Nikel merupakan logam berat berwarna putih perak mengkilat yang

tahan terhadap oksidasi dan mampu mempertahankan sifat aslinya di

bawah suhu yang ekstrim (Cotton dan Wilkinson, 2009). Keberadaan

nikel telah mencemari perairan Pesisir Teluk Lampung (Tugiyono et

al., 2015). Apabila nikel dikonsumsi dalam jumlah berlebih oleh

makhluk hidup baik secara langsung maupun tak langsung, maka dapat

bersifat toksik bagi makhluk hidup itu sendiri. Kadar nikel yang

terlampau tinggi dapat mengakibatkan penyakit asma, bronkitis kronis,

kanker paru-paru dan merusak fungsi ginjal (Mukono, 2009).

Konsentrasi nikel yang rendah meningkatkan aktivitas fotosintesis

karena pigmen fotosintesis meningkat pada konsentrasi nikel yang

rendah (Rohman et al., 2005).

3. Logam Berat Kobalt (Co)

Kobalt merupakan logam yang keberadaannya hanya sedikit di kerak

bumi namun tersebar luas di daerah pertambangan. Saat ini, kobalt

merupakan salah satu logam berat yang mencemari perairan Pesisir

Teluk Lampung (Tugiyono et al., 2015). Meskipun kobalt lebih

rendah dibandingkan logam berat lainnya, kobalt yang jumlahnya

terlalu tinggi dapat berbahaya bagi kesehatan makhluk hidup. Hal ini

dikarenakan kobalt dapat menyebabkan asma, radang paru-paru, reaksi

alergi pada kulit dan dapat mengganggu fertilitas (Roth, 2016).

11

4. Logam Berat Seng (Zn)

Seng merupakan salah satu logam berat yang umum dijumpai di alam

dan diketahui mencemari Perairan Pesisir Teluk Lampung (Tugiyono

et al., 2015). Umumnya, seng tersebar luas di air, udara dan makhluk

hidup. Logam ini larut dalam asam dan alkali serta berwarna putih

kebiruan (Herni, 2011). Perlu diketahui, akumulasi seng yang berlebih

dalam tubuh makhluk hidup dapat mengakibatkan demam, muntah,

kejang dan kerusakan pankreas (Tolcin, 2008).

5. Logam Berat Merkuri (Hg)

Merkuri merupakan polutan yang sangat berbahaya bagi lingkungan

dan sering ditemukan dalam bentuk terikat dengan bebatuan atau

karang (Ainuddin, 2017). Merkuri termasuk salah satu logam berat

yang sangat toksik. Salah satu contoh nyata bahaya merkuri adalah

tragedi minamata di Jepang yang telah menewaskan ribuan makhluk

hidup. Akumulasi merkuri yang berlebih dapat mengakibatkan

hilangnya kesadaran, koma, lumpuh, bahkan kematian (Krisno, 2017).

C. Spektrofotometri

Spektrofotometri digunakan untuk menentukan zat organik dan anorganik

secara kualitatif dan kuantitatif berdasarkan prinsip penyerapan cahaya

atau energi oleh larutan (Triyati, 1985). Berkas cahaya dengan panjang

12

gelombang berbeda diarahkan melalui larutan pigmen. Kemudian fraksi

cahaya yang diteruskan tiap panjang gelombang akan diukur oleh

spektrofotometri. Semakin pendek panjang gelombang yang diserap,

maka akan semakin besar energi foton (Campbell et al., 2012).

Umumnya, spektrofotometri melakukan pengukuran melalui energi cahaya

yang ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari

panjang gelombang (Hasibuan, 2015). Penyerapan cahaya oleh

spektrofotometri dapat terjadi jika cahaya jatuh pada medium homogen.

Cahaya yang ditangkap akan diserap oleh medium kemudian diteruskan

sehingga menunjukkan nilai absorbansi pada alat spektrofotometri

(Kopkar, 1990).

13

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung pada bulan

Desember 2018 – Februari 2019.

B. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain tabung reaksi, rak

tabung reaksi, jarum ose bulat, lampu 40 watt, beaker glass, hotplate

magnetic stirrer, spektrofotometri, microtube, rak microtube, mikropipet,

mikrotip, autoklaf, oven, laminar air flow, bunsen, gelas objek, pH meter

dan cawan petri.

Bahan yang digunakan antara lain isolat BFA yang diperoleh dari

beberapa sumber isolat yaitu: lumpur mangrove (L1 koloni merah dan L2

koloni kuning), jatuhan daun mangrove pada lumpur (D), akar mangrove

(AM), akar serabut mangrove (AS), jatuhan bunga mangrove pada lumpur

(B), dan isolat Bacillus koleksi lab mikrobiologi Jurusan Biologi FMIPA

Unila (B2DM). Logam berat seperti seng (Zn), kobalt (Co), nikel (Ni),

14

mangan (Mn), merkuri (Hg), kemudian bahan lainnya adalah: pepton,

yeast, gliceryn, air laut, alkohol 70%, spiritus, dan akuades.

C. Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan isolat BFA koleksi

Laboratorium Mikrobiologi FMIPA Unila. Penelitian ini dilakukan dalam

4 tahap. Tahap I peremajaan isolat BFA. Tahap II yaitu isolasi dan

seleksi BFA dengan metode titik pada media Sea Water Complete (SWC)

yang ditambah dengan logam berat HgCl2 0,015 mM, 0,03 mM dan 0,06

mM; NiCl2 0,015 mM, 0,03 mM dan 0,06 mM; CoCl2 1,5 mM, 3 mM dan

6 mM; MnCl2 10 mM, 20 mM, dan 40 mM; ZnCl2 10 mM, 20 mM, dan 40

mM. Tahap III yaitu pengukuran spektrofotometri menggunakan larutan

aseton-alkohol dengan perbandingan 1:1. Tahap IV yaitu penghitungan

jumlah sel secara langsung di bawah mikroskop.

1. Peremajaan Isolat BFA

Peremajaan isolat BFA dilakukan secara aseptis dalam Laminar Air Flow

menggunakan metode streak pada tabung reaksi yang berisi media SWC

padat dan diinkubasi pada anaerobic jar kemudian diberi pencahayaan

menggunakan lampu 40 watt pada jarak 40 cm selama 7 hari.

2. Seleksi Isolat BFA dengan Metode Titik

Seleksi isolat BFA pada cawan petri dilakukan secara aseptis

menggunakan metode titik dengan 4 pengulangan. Media SWC padat

15

pada cawan petri yang sebelumnya telah diberi logam berat dengan

konsentrasi sesuai perlakuan. Ke dalam setiap cawan perlakuan logam

berat diinokulasikan 7 isolat BFA koleksi Laboratorium Mikrobiologi

Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung. Perlakuan ini bertujuan untuk mengetahui

kemampuan isolat BFA yang paling resisten terhadap logam berat

sehingga menunjukkan pertumbuhan yang paling baik. Cawan di atas

kemudian diinkubasi pada anaerobic jar atau toples kaca yang dilapisi

plastisin. Di dalam toples tersebut juga berisi lilin yang menyala yang

dimasukkan bersamaan dengan memasukkan cawan isolat. Lilin di dalam

toples akan menyala selama ada oksigen.

3. Uji Spektrofotometri

Pengukuran spektrofotometri dilakukan dengan menginokulasikan isolat

BFA yang telah diseleksi pada tabung ulir berisi media SWC cair yang

mengandung logam berat dengan konsentrasi tertinggi. Isolat dalam

tabung ulir diinkubasi selama 7 hari dan diberi pencahayaan lampu

tungsten 40 watt dari jarak 40 cm. Setelah masa inkubasi selesai, 3 ml

isolat dimasukkan ke dalam tabung reaksi kecil dan ditambahkan larutan

campuran aseton alkohol dengan perbandingan aseton : alkohol = 1:1 lalu

dihomogenkan. Larutan campuran aseton alkohol berperan sebagai

pelarut dalam uji spektrofotometri. Pola spektra sampel isolat di atas

kemudian diukur dengan spektrofotometri pada panjang gelombang 300-

900 nm. Kemudian dilanjutkan dengan penghitungan sel.

16

4. Penghitungan Jumlah Sel BFA

Penghitungan sel dilakukan dengan teknik pengenceran 10-1

. Sebanyak

0,1 ml suspensi bakteri dimasukkan ke dalam mikrotube berisi 0,9 ml

akuades steril lalu dihomogenkan dengan vortex mixer. Kemudian

sebanyak 0,01 ml larutan dari mikrotube tersebut diletakkan pada area 1x1

cm di atas gelas objek. Isolat pada gelas objek kemudian dicat dengan

metode pengecatan gram. Penghitungan sel bakteri pada isolat di atas

gelas objek tersebut kemudian dilakukan secara langsung berdasarkan luas

pandang menggunakan mikroskop yang sudah terpasang mikrometer

objektif di dalamnya dengan skala 0,01 ml sehingga diperoleh nilai luas

lapang pandang. Rumus luas pandang mengikuti metode Oktavia (2018)

yaitu:

Luas Areal Pandang Mikroskop = 𝜋𝑟2 mm2

Keterangan:

r = Jari-jari areal pandang mikroskop (cm).

Perhitungan jumlah sel bakteri secara langsung ditentukan melalui rumus:

Konsentrasi Sel =

Luas lapang pandang mikroskop (mm2) x t (mm)

Keterangan:

x = Jumlah sel di 3 area mikroskop

t = volume lapang pandang

D. Analisis Data

Data dianalisis secara deskriptif dengan menampilkan dalam bentuk tabel

dan gambar.

x

17

E. Bagan Alir Penelitian

1. Peremajaan Isolat

Isolat BFA Streak Inkubasi selama 7 hari dan diamati

2. Seleksi Isolat BFA

Peremajaan isolat BFA

Media padat

SWC Kontrol Metode titik Inkubasi selama

SWC + Logam 4 ulangan 7 hari, diamati

(Ni,Hg,Co,Zn,Mn)

3. Uji Spektrofotometri

Seleksi isolat BFA

Media Cair

SWC Kontrol Inokulasi Inkubasi selama 3ml isolat

SWC + Logam 5 ulangan 7 hari, pada + 1ml aseton

(Ni,Hg,Co,Zn,Mn) suhu ruang alkohol

4. Penghitungan Jumlah BFA

Isolat BFA 0,1 ml Isolat 0,01 ml

SWC Cair Kontrol 0,9 ml Akuades

SWC Cair Logam dihomogenkan

(Ni,Hg,Co,Zn,Mn)

Spektro-

fotometri

pada 300-

900nm

Cat Gram

dan

dihitung di

mikroskop

Object Glass

26

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Isolat bakteri fotosintetik anoksigenik (BFA) AM memiliki resistensi

yang paling stabil terhadap lingkungan tercemar logam berat sehingga

berpotensi sebagai agen bioremediasi lingkungan.

2. Logam berat yang paling menghambat pertumbuhan BFA yaitu logam

berat CoCl2.

3. Pemberian semua logam berat yang diuji dalam penelitian

menyebabkan kemampuan isolat BFA untuk menyerap cahaya pada

panjang gelombang 800 nm menghilang.

B. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan yaitu sebaiknya Bakteri Fotosintetik

Anoksigenik (BFA) diaplikasikan secara langsung sebagai bioremediasi

pada lingkungan tercemar logam berat.

27

DAFTAR PUSTAKA

Ainuddin, W. 2017. Studi Pencemaran Logam Berat Merkuri (Hg) di Perairan

Sungai Tabobo Kecamatan Malifut Kabupaten Halmahera Utara. Jurnal

Ecosystem Vol. 17 No. 1. Maluku Utara.

Campbell, N.A., J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky,

dan R.B. Jackson. 2012. Biologi. Erlangga. Jakarta.

Chen, J., F. He, X. Zhang, X. Sun, J. Zheng, dan J. Zheng. 2012. Heavy Metal

Pollution Decreases Microbial Abundances, Diversity and Activity within

Particle-size Fractions of a Paddy Soil. Journal FEMS Microbiol Ecology

87:164-181.

Connel, D.W. dan G. J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. UI Press.

Jakarta.

Cotton, A. dan G. Wilkinson. 2009. Kimia Anorganik Dasar. UI Press. Jakarta.

Gadd, G.M. 2000. Bioremedial Potensi Anisms Mech- mikroba Mobilisasi Logam dan

Imobilisasi. Opini Biotechnol saat ini. 11, 271-279.

Giotta, L., A.Agostiano, F.Italiano., F.Milano, dan M.Trotta. 2006. Heavy metal ion

influence on the photosynthetic growth of Rhodobacter sphaeroides.

Chemosphere 62 (2006) 1490–1499.

Hanada, S. 2016. Anoxygenic Photosynthesis - a Photochemical Reaction

That Does Not Contribute to Oxygen Reproduction. Journal of Microbes

Environ Vol. 31 No. 1. 1-3.

Hasibuan, E. 2015. Pengenalan Spektrofotometri pada Mahasiswa yang

Melakukan Penelitian di Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran

USU. USU. Medan.

Heriyanto, S., Trihandaru, dan L. Limantara. 2009. Keadaan Koordinasi dan

Proses Agregrasi pada Bakterioklorofil a serta Turunannya: Studi pada

Pelarut Aseton-Air dan Metanol-Air. Indo J. Chem 9 (1), 113-122.

Malang.

28

Herni,H. 2011. Analisis Cemaran Logam Berat Seng (Zn) dan Timbal (Pb) pada

Tiram Bakau (Crrassostrea cucullata) asal Kabupaten Takalar dengan

Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Skripsi. UIN Allaudin.

Makassar.

Kopkar, S. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI. Jakarta.

Krisno, P. 2017. Kemajuan Industri dan Dampak Lingkungannya di

Jepang sebelum Tahun 1950. Unhas. Makassar.

Madigan, M.T., D. Buckley, K.S. Bender, J.Martinko, dan D.A. Stahl. 2011.

Brock Biology of Microorganisms. Prentice Hall Internationals. New York.

Mukono, H. 2009. Arsen, Dampak Logam Terhadap Kesehatan serta

Penanggulangannya. Universitas Airlangga. Surabaya.

Oktavia, R. 2018. Uji Tantang Bakteri Bacillus Kandidat Probiotik Secara

Invitro terhadap Bakteri Vibrio harveyi. SKRIPSI. Universitas Lampung.

Prescott, L.M., Harley, dan J.P Klein. 2008. Microbiology. William C. Brown Publishers,

Dubuque, IA, USA pp. 415-476.

Puspitasari, D., dan Khaeruddin. 2016. Kajian Bioremediasi pada Tanah Tercemar

Pestisida. Jurnal Untad Vol. 2 No. 3.

Reymann, C., dan Patrice de Caritat. 1998. Chemichal Elements in The Environments.

NGU-GTK-CKE special publication. ISBN 978-3-642-72016-1, 745 pp.

Roane, T.M., dan I.L Pepper. 2000. Microbial Responses to Enviromentally Toxic

Cadmium. Microbial Ecology 38 (4) : 358-364.

Rohman, H., S. Sabreen, S. Alam, dan S. Kawai. 2005. Effects of Nickel on Growth and

Composition of Metal Micronutrients in Barley Plants Grown in Nutrien Solution.

Journal of Plant Nutrition, 28:3, 393-404. France.

Roth, C. 2016. Lembar Data Keselamatan Kobalt (II) Asetat Tetrahidrat. Department

Health, Safety and Environment. Jerman.

Suyanto, A., dan S.K. Retnaningsih. 2010. Residu logam berat ikan dari perairan

tercemar di pantai utara jawa tengah. Jurnal Pangan dan Gizi Vol. 01 No.

02.

Tolcin, A.C. 2008. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries. USGS.

USA.

Triyati, E. 1985. Spektrofotometer Ultra-Violet dan Sinar Tampak serta Aplikasinya

dalam Oseanologi. Jurnal Oseana Volume X Nomor 1:39-47. LIPI.

29

Tugiyono, R. Diantara, dan Efri. 2015. Kajian kualitas air pesisir teluk lampung water

quality study of lampung bay coastal area. Prosiding Semirata MIPA.

Universitas Tanjungpura Pontianak hal 292-299.

Wiraatmaja, I.W. 2017. Fotosintesis. Universitas Udayana. Bali.

Wong, P.T., dan Trevor, J.T. 2002. Kromium dalam Alam dan Lingkungan Manusia.

John Wiley and Sons. New York.

Yamori W., Hikosaka, dan W.Danielle. 2013. Temperature response of photosynthesis

in C3, C4, and CAM plants : Temperature acclimation and Temperature

Adaption. Tokyo. Japan.