studi potensi isolat kapang wonorejo surabaya …
Post on 28-May-2022
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
STUDI POTENSI ISOLAT KAPANG WONOREJO SURABAYA DALAM MENDEGRADASI POLIMER BIOPLASTIK Poly Hydroxy Butyrate
(PHB)
SIDANG TUGAS AKHIR
Talitha Rahma Nathania1509100051
Dosen PembimbingN.D Kuswytasari, S.Si., M.Si
JURUSAN BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA2013
1
LATAR BELAKANG
konsumsi plastik (dunia) meningkat dari 116 juta ton (1992) menjadi 255 juta ton (2007).Krisis ekonomi 265 juta ton per tahun (2010)(UNEP, 2012).
Krisis Energi
Poliester alifatik PHB
2
PHB
produk plastik terdegradasi yang dihasilkan olehmikroorganisme secara in vivo (dalam sel).
Polimer
tren peningkatan penggunaan bioplastik akan mendorong konsumsi di seluruh dunia meningkat empat kali lipat menjadi 900 ribu ton dengan nilai US$ 2,6 miliar pada 2013 (Organisasi Fredonia, 2010).
3
Keunggulan bioplastik dibandingkan plastik
konvensional
Klaim - plastik terdegradasi
Uji biodegradibilitas
Variasi mikroorganisme
Jenis substrat
Metode
Penambahan pemlastis
Biodegradasi
Agen : Kapang
Kurangnya data tentang kemampuan kapang untuk mendegradasi PHB dan potensinya perlu dikaji
4
PERMASALAHAN
Terdapat 21 isolat kapang tanah Wonorejo Surabaya di Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi ITS yang
mampu menghasilkan enzim lipase, sehingga perlu dilakukan penelitian bagaimanakah potensi isolat tersebut dalam mendegradasi polimer
bioplastik Poly Hydroxy Butyrate (PHB).
5
BATASAN MASALAH
1. Uji kemampuan degradasi polimer bioplastik dilakukan dengan metode skrinning degradasi polimer dimana rasio zona bening akan terbentuk pada media padat beremulsikan plastik.
2. Isolat kapang yang memiliki rasio zona bening kemudian dilanjutkan ke uji degradasi polimer dan uji Scanning Electron Microscope(SEM).
3. Biofilm plastik yang digunakan dalam uji degradasi adalah Poly Hydroxy Butyrate (PHB),dimana dalam perlakuan uji degradasi medium cair, biofilm dianggap sama tebal .
4. Berat kering jamur pada medium Potatoes Dextrosa Broth (PDB) digunakan sebagai acuan kontrol.
6
TUJUAN
Mengetahui potensi isolat kapang tanah Wonorejo Surabaya dalam mendegradasi polimer bioplastik Poly Hydroxy
Butyrate (PHB).
MANFAAT
1) Memberikan informasi dan solusi ilmiah mengenai biodegradasi PHB dengan menggunakan kapang.
2) Menambah pengetahuan bagi pembaca khususnya dan masyarakat umumnya tentang pengolahan limbah plastik dengan menggunakan mikroorganisme lokal.
7
METODOLOGI
Penelitian dilakukan pada bulan Februari - April 2013 di Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi
FMIPA ITS Surabaya.
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat
spidol, kaca pembesar, jarum tanam tajam, kertas label, cawan Petri, labu ukur, erlenmeyer, rotary shaker, neraca analitik, oven (MEMMRT UND 500®), bunsen, refrigerator, autoclave (ALP KT-40®), lemari inkubator, tabung reaksi, LAF (Bio 60-M / Faster®), gelas beker, gelas ukur, penggaris, magnetic stirrer, stirring hot plates (MSH-420®), kertas indikator universal dan SEM.
Bahan
media PDA, PDB, isolat kapang, bioplastik Poly [(R)-3-hydroxybutyric acid] (Sigma-Aldrich®), kloroform, hypochlorite 1%, surfaktan Tween 80, agar-agar, aquades, ekstrak khamir, (NH4)2SO4, MgSO4.7H2O, Na2MoO4.2H2O, NaCl, CaCl2.2H2O, FeSO4.7H2O, MnSO4, K2HPO4, dan KH2PO4.
8
METODOLOGI
• Pembuatan Medium Regenerasi Kapang
• Inokulasi Kapang
• Pembuatan Medium Beremulsi Plastik
• Pertumbuhan Isolat Pada Medium Emulsi Plastik
• Pembuatan Biofilm Plastik
• Pengukuran Massa Sampel Terdegradasi
• Perhitungan Biomassa Kapang
• Pengamatan Morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
9
Rasio zona bening pada 21 isolat kapang Wonorejo Surabaya pada medium beremulsi bioplastik PHB.
hasil rasio zona bening menunjukkan nilai < 1 cm
HASIL DAN PEMBAHASAN
10
Degradasi polimer bioplastik PHB
Enzim lipase
Enzim PHB depolimerase
Penelitian Dikma (2012) isolat yang menghasilkan enzim lipase :
Mortiriella sp., Penicillium sp.1, Fusarium sp., Gliomastix sp.1, Gliomastix sp.2,
Mycelia sterilia (LM 1040), dan Mycelia sterilia (LM 1041)
Uji rasio zona bening yang tidak termasuk kategori isolat penghasil enzim lipase
adalah Paecilomyces sp.4 dan Chaetomium sp.
Mortiriella sp. (0,0077 U/mL), Gliomastix sp.2 (0,0034 U/mL) dan
Fusarium sp. (0,0032 U/mL).
11
B. Pengukuran Massa Sampel Plastik Terdegradasi
Menimbang massa polimer sebelum dan setelah proses biodegradasi selama selang waktu tertentu merupakan metode kuantitatif yang paling sederhana untuk mengkarakterisasi terjadinya biodegradasi suatu polimer (Owen, 1995). teknik solution casting
merupakan pilihan yang cepat dan mudah untuk membuat lembaran plastik pada skala laboratorium.
12
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada setiap kolom dan baris menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Tukey pada selang kepercayaan 95%.
Spesies Prosentase degradasi (%)
5 hari 15 hari 25 hari 35 hari
Kontrol 0,63 a 0,38 a 0,74 a 0,65 a
Gliomastix sp.2 6,06 c 6,87 ab 23,46 ab 100 b
Fusarium sp. 2,35 ab 30,73 bc 97,92 c 100 b
Chaetomium sp. 6,10 c 47,73 cd 87,95 c 100 b
Mortierella sp. 1,68 a 5,28 ab 44,92 b 100 b (*)
Paecilomyces sp.4 5,59 bc 61,18 d 98,32 c 100 b (*)
13
Grafik perbedaan efisiensi degradasi pada kontrol dan isolat kapang
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
5 hari 15 hari 25 hari 35 hari
Kontrol
Gliomastix sp.2
Fusarium sp
Chaetomium sp
Mortierella sp
Paecilomyces sp.4
14
Saat pengambilan sampel PHB untuk diketahui prosentase penurunan biomassa, secara bersamaan juga dilakukan penyaringan terhadap biomassa sel kapang. Sehingga terjadi kesulitan untuk memisahkan plastik PHB yang telah mengalami degradasi dalam bentuk butiran-butiran kecil
Skorring 100%
Periode 35 hari pada Mortiriella sp. dan Paecilomyces sp.4
15
C. Biomassa Isolat Kapang
00,10,20,30,40,50,60,70,8
5 hari
15 hari
25 hari
35 hari
Gliomastix sp
PDB
Biomassa (gr)
00,10,20,30,40,50,60,70,8
5 hari 15 hari
25 hari
35 hari
Fusarium sp
Series1
Series2
00,10,20,30,40,50,60,70,8
5 hari 15 hari
25 hari
35 hari
Chaetomium sp
Series1
Series2
00,10,20,30,40,50,60,70,8
5 hari 15 hari
25 hari
35 hari
Mortiriella sp
Series1
Series2
PDB
PHB(gr)
Mortiriella sp.
00,10,20,30,40,50,60,70,8
5 hari 15 hari 25 hari 35 hari
Paecylomyces sp.4
Series1
Series2
PDB
PHB
(gr)
Paecilomyces sp.4
16
D. Perubahan Morfologi Permukaan
Keterangan: A. Sebelum uji
degradasi,B. Setelah uji
degradasi padamedium cairmasa inkubasi25 hari(Gliomastixsp.2)
1. Perbesaran 2000X
2. Perbesaran 8000X
A1 A2
B2B1
17
KESIMPULAN DAN SARAN
A1 A2
B2B1
Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini adalah:a. Berdasarkan parameter terbentuknya zona bening dapat terlihat bahwa dari 21 isolat
kapang Wonorejo Surabaya yang diujikan terdapat lima isolat yang mampu mendegradasi bioplastik Poly Hydroxy Butyrate.
b. Setelah dilakukan uji degradasi pada medium cair sebagai konfirmasi dari uji skrinning sebelumnya, pada periode 25 hari, kelima isolat menunjukkan prosentase degradasi yang berbeda-beda. Paecilomyces sp.4 menunjukkan prosentase degradasi tertinggi sebesar 98,32% diikuti nilai terbesar hingga terkecil selanjutnya adalah Fusarium (97,92%), Chaetomium sp. (87,95%), Mortierella sp. (44,92%) dan Gliomastix sp.2 (23,46%). Sedangkan pada periode 35 hari, semua isolat kapang mampu mendegradasi bioplastik PHB dengan prosentase tertinggi 100%.
18
A1 A2
B2B1
Saran
a. Penelitian lebih lanjut mengenai kemampuan kapang tersebut dalam mendegradasi plastik sintetis serta aktivitas enzim lipase dan PHB depolimerase yang mempengaruhi kemampuan degradasinya dapat dilakukan.
b. Pengaruh suhu dan pH dapat dilakukan untuk mengetahui lingkungan optimum kapang dalam mendegradasi PHB.
top related