SEMINAR HASIL PENELITIAN ISOLASI DAN KARAKTERISASI PARSIAL BAKTERI UREOLITIK YANG BERPOTENSI UNTUK MENGATASI KERETAKAN BETON Pembimbing I Dr. Tetty Marta Linda, M.Si NIP. 19710316 199702 2 001 Pembimbing II Bernadeta Leni Fibriarti M.Si NIP. 19720217 200003 2 001 Mufidah Dwi Suci Ningsih 1303122064
Latar Belakang Perawatan pasif Injeksi senyawa kimia Perawatan aktif Seifan et al. (2016) Self-healing concrete Epoxy resins Waxes Siloxane Gram (+) Endospora Aktivitas urease Presipitasi CaCO 3 Sporosarcina pasteurii Pseudomonas aeruginosa Bacillus pasteurii Bacillus sphaericus Achal et al. (2009) Van et al. (2010) JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU
Self-healing concrete Perumusan Masalah Kimia ( pasif ) Biologi Sporosarcina pasteurii Bacillus sp. JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Penelitian ini dilakukan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi parsial bakteri dari sampel tanah pada lokasi Tempat Pembuangan Akhir (TPA)
Mengisolasi bakteri ureolitik yang berpotensi dalam mengatasi keretakan beton dari sampel tanah TPA. Mengkarakterisasi parsial bakteri yang berpotensi sebagai self-healing concrete dengan menguji kemampuan membentuk endospora , aktivitas urease dan kemampuan dalam presipitasi CaCO 3 Memperoleh isolat bakteri yang mampu mengendapkan kalsit dan menjadi kandidat self-healing concrete. Dasar penelitian selanjutnya dalam mengaplikasikan bakteri pada beton JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU
metode
Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Riau Waktu dan Tempat Penelitian LAB TPA Desember 2016 - April 2017 JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU
metode NaCl CaCl 2 . 2H 2 O Urea NA KH 2 PO 4 pepton NB CO(NH 2 ) 2 glukosa BAHAN ALAT Phenol red Kristal violet safranin iodin Malachit green
Desain Penelitian Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data
Pembuatan Medium NA ( Nutrien Agar) Pembuatan Larutan Garam Fisiologis 20 g NA 1000 ml aquades 15 menit , suhu 121 C, tekanan 15 psi 8,5 g NaCL 1000 ml aquades 15 menit , suhu 121 C, tekanan 15 psi Hadioetomo (1985)
Pembuatan Medium NB ( Nutrien Broth) Pembuatan Medium Christensen’s Urea Agar 8 g NB 1000 ml aquades 15 menit , suhu 121 C, tekanan 15 psi Hammad et al. (2013) 5 g NaCl 1 g pepton 1 g glukosa 2 g KH 2 PO 4 15 g agar 0,012 g phenol red 900 ml aquades 20 g urea dalam 100 ml aquades ( sterilisasi filter)
Pembuatan Medium NB-U/Ca Pembuatan Larutan 3 g NB Krishnapriya et al. (2015) 28,5 g CaCl 2 .2H 2 O 900 ml aquades 20 g urea dalam 100 ml aquades ( sterilisasi filter) Safranin iodin Malachit green Hadioetomo (1985) 2,5 g safranin 50 ml aquades 0,3 g iodin 30 ml alkohol 96% 2,5 g malachite green 50 ml aquades
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU TPA Zona Pasif LAB Zona Aktif
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU 10 g sampel 90 ml NaCl 80 o C 15 menit Verma et al . (2014)
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 10 -2 10 -1 10 -3 10 -4 10 -5 Pour plate 10 g sampel 90 ml NaCl 80 o C 15 menit Verma et al . (2014)
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 10 -2 10 -1 10 -3 10 -4 10 -5 Pour plate 10 g sampel 90 ml NaCl 80 o C 15 menit Verma et al . (2014) Pemurnian Agar miring
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Kristal violet (1 menit ) Iodin (1 menit ) Alkohol 96% Safranin (45 detik ) Gram (+) Gram (-) Hadioetomo (1985)
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Endospora Sel vegetatif 0,5% safranin (45 detik ) aquades aquades Hadioetomo (1985) Malachite green (10 menit ) Bunsen
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Inkubasi pada suhu 30 o C selama 4 hari Christensen’s Urea Agar Hammad et al. (2013) 5y 9/8 5RP 3/10
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data Krishnapriya et al. (2015) Persiapan Inokulum Uji Presipitasi CaCO 3 Gram positif bacil endospora Aktivitas urease Medium NB Pengenceran TPC ( Total Plate Count) 10 5 cfu /ml 1 ml
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Krishnapriya et al. (2015) 30 ml (NB-U/Ca) 0.6 ml inokulum (10 5 cfu /ml) Inkubasi (30 o C, 130 rpm, 7 hari ) Whatman No. 42 Oven 60 o C (3 jam), timbang . ( Wf ) Oven 60 o C (3 jam), timbang ( Wfc ) W c = W fc – W f Wc = berat presipitat (g) Wfc = berat kertas saring dan presipitat (g) Wf = berat kertas saring (g)
Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Menggunakan Medium NA Pewarnaan Gram Karakterisasi Parsial Uji Urease Pewarnaan Endospora Boiling Sampel Tanah pada suhu 80 o C selama 15 menit Pemurnian Isolat Uji Presipitasi CaCO 3 Analisis Data JURUSAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS RIAU Karakterisasi parsial bakteri ( makroskopis dan mikroskopis ) Uji presipitasi CaCO 3
Hasil dan pembahasan
Lokasi Warna pH Koordinat Keterangan Stasiun 1 Coklat gelap agregat kasar 6.0 N00°38,738' E101°26,565' Rumput-rumputan Stasiun 2 Kehitaman agregat halus 6.8 N00°38,731' E101°26,553' Rumput ilalang Stasiun 3 Kehitaman agregat halus 6.0 N00°38,756' E101°26,561' Sampah Stasiun 4 kehitaman 6.9 N00°38,762' E101°26,555' Sampah rumput merambat Stasiun 5 kehitaman 6.8 N00°38,759' E101°26,551' Sampah rumput merambat Isolasi Bakteri dari Sampel Tanah TPA Muara Fajar Tabel 4.1. Karakteristik tanah dan lokasi pengambilan sampel tanah di Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Muara Fajar Rumbai 16 21 14 10 20 Gambar 4.1 . Jumlah bakteri yang berhasil diisolasi dari tiap stasiun
Gambar 4.2 . Penampakan bawah koloni bakteri pada medium NA waktu inkubasi 24 jam: (A) isolat Sp 7, (B) isolat Sp 6, (C) isolat Sp 60 A B C Karakter Morfologi Koloni
Karakterisasi Parsial Gambar 4.3. Mikroskopis bakteri pada pewarnaan Gram dengan perbesaran 400x, (A) isolat Sp 7 (Gram positif ), ( B) isolat Sp 61 (Gram negatif ). Gram positif (45) Urease positif Bacil / streptobacil 81 isolat Endospora A B Alhour (2013) Gram (+) cocok sebagai self-healing concrete Bang & Ramakrishan (2001), B. pasteurii Krishnapriya et al. (2015)
Karakterisasi Parsial Gram positif (45) Urease positif (23) Bacil / streptobacil 81 isolat Endospora A K Sp 9 Gambar 4.4 . Uji urease menggunakan medium Christensen’s Urea Agar : (A) Sp 9 waktu inkubasi 24 jam, ( B) Sp 9 waktu inkubasi 96 jam, (C) Sp 37 waktu inkubasi 24 jam, (D) Sp 37 waktu inkubasi 96 jam. B K Sp 9 C K Sp 37 D K Sp 37
Karakterisasi Parsial Gram positif (45) Urease positif (23) Bacil / streptobacil (10) 81 isolat Endospora Endospora Gambar 4.5 . Pewarnaan endospora Sp 9 menggunakan perbesaran 1000x. Sel vegetatif
Uji Presipitasi CaCO 3 Gambar 4.6. Uji presipitasi CaCO 3 menggunakan medium NB-U/Ca pada suhu 30 o C dengan kecepatan 130 rpm selama 7 hari : (A). kontrol , (B). Isolat Sp 49, (C). presipitasi CaCO 3 oleh bakteri . Gambar 4.7 . Berat presipitat CaCO 3 dari 10 isolat setelah diinkubasi selama 7 hari pada medium NB-U/Ca pada suhu 30 o C dengan kecepatan 130 rpm. A B C
kesimpulan Sebanyak 81 bakteri berhasil diisolasi dari tanah Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Muara Fajar Rumbai , Pekanbaru . Setelah dilakukan karakterisasi parsial, 10 isolat bakteri merupakan kandidat bakteri sel-healing concret, yaitu Sp 9, Sp 20, Sp 32, Sp 34, Sp 37, Sp 48, Sp 49, Sp 72, Sp 83 dan Sp 84 yang merupakan Gram positif berbentuk basil, berspora, menghasilkan enzim urease dan mampu mengendapkan kalsium karbonat. Isolat Sp 49 menghasilkan presipitat kalsium karbonat terbesar dibandingkan isolat lainnya , yaitu 204.0 mg. Saran : O ptimalisasi waktu inkubasi dan jumlah inokulum. Penggunaan bakteri secara langsung ke dalam campuran beton untuk melihat kekuatan
TERIMAKASIH KEPADA: Pembimbing I : Ibu Dr. Tetty Marta Linda, M.Si Pembimbing II : Ibu Bernadeta Leni Fibriarti , M.Si Penguji I : Ibu Rodesia Mustika Roza , M.Si Penguji II : Ibu Dr. rer . nat. Delita Zul , M.Si Pembahas I : Sutia Afrinanda Pembahas II : Muhammad Samsuri Abang-abang & kakak-kakak serta teman-teman seperjuangan di biologi