i
i
OPTIMASI WAKTU, pH DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE
DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh:
Sri Winarseh
NIM. M0408117
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri
dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu
dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar
kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.
Surakarta, 29 Juli 2013
Sri Winarseh
NIM. M0408117
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
OPTIMASI WAKTU, pH DAN SUHU UNTUK PRODUKSI SELULASE
DARI BAKTERI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.
Sri Winarseh
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Selulosa merupakan polisakarida yang merupakan substrat potensial dalam
industri fermentasi. Hidrolisis selulosa menghasilkan glukosa dapat dilakukan
secara enzimatik menggunakan selulase. Selulase merupakan enzim yang dapat
menghidrolisis ikatan ß-1,4 pada selulosa. Pada penelitian sebelumnya diketahui
bahwa bakteri dari saluran pencernaan Attacus atlas L. memiliki kemampuan
selulolitik sehingga berpotensi sebagai penghasil selulase. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum meliputi pH, suhu, dan waktu
inkubasi untuk produksi enzim selulase oleh bakteri dari saluran pencernaan A.
atlas.
Penelitian ini menggunakan 37 isolat bakteri dari saluran pencernaan A.
atlas. Skrining bakteri selulolitik dilakukan berdasarkan pembentukan zona jernih
pada media yang mengandung CMC 1% dan produksi gula reduksi. Optimasi
waktu inkubasi, pH, dan suhu untuk produksi selulase menggunakan media
minimal CMC.
Berdasarkan hasil skrining diperoleh isolat bakteri um3-m/12-2009 yang
memiliki potensi selulolitik tertinggi. Produksi selulase pada kondisi optimum
yaitu suhu 50oC, pH 6 dan waktu inkubasi 12 jam. Dalam kondisi optimum ini
aktivitas selulase yang diperoleh sebesar 0,02395 U/ml.
Kata kunci : selulosa, selulase, Attacus atlas, produksi selulase.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
OPTIMIZATION OF TIME, pH AND TEMPERATURE FOR
CELLULASE PRODUCTION FROM DIGESTIVE TRACT OF Attacus
atlas L.
Sri Winarseh
Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
University of March, Surakarta.
ABSTRACT
Cellulose is a polysaccharide which is potential as a substrate in the
fermentation industry. Hydrolysis of cellulose produced glucose which can be
done enzymatic by cellulase. Cellulase is an enzyme that can hydrolyze the ß-1, 4
bonds on cellulose. In a previous study had known that bacteria from the digestive
tract of Attacus atlas L. have cellulolytic ability as a producer of cellulase. This
research was aimed to determine the optimum conditions pH, temperature, and
incubation time for cellulase production by bacteria from the digestive tract of A.
atlas.
This research used 37 isolates of bacteria from the gastrointestinal tract of
A. atlas. Screening of cellulolytic bacteria carried by a clear zones on media
containing 1% of CMC and production of sugar. Optimization of incubation time,
pH, and temperature for cellulase production were using minimal media CMC.
Based on the screening, bacteria isolat um3-m/12-2009 which have
highest cellulolytic potency. Cellulase production at the optimum temperature
conditions of 50°C, pH 6 and 12 hours of incubation time. In this optimum
condition was obtained 0,02395 U/ml of cellulase activity.
Keywords: cellulose, cellulase, Attacus atlas, cellulase production.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
MOTTO
”Seseorang akan mengerti seberapa kuat dirinya ketika menjadi kuat adalah
satu-satunya pilihan”
(Hitam Putih)
”Sebenarnya kita tidak dirancang untuk menyelesaikan persoalan sendiri, tetapi
untuk meminta dan dekat denganNya sehingga dibimbing untuk mendapatkan
solusi terbaik”
(aa’ Gym)
”Jangan pernah menyerah karena ketika engkau menyerah, engkau tidak akan
pernah tahu jika pintu kesuksesan tinggal selangkah lagi”
(Anonim)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
PERSEMBAHAN
Skripsi ini kupersembahkan untuk:
Allah yang telah memberikan Hidayah yang luar biasa
Ibuku, wanita super yang tak pernah letih mendukung
dan menyemangatiku
Almarhum bapak, terima kasih atas semua
pengorbanannya
Mas dan mbakku serta keponakanku terima kasih atas
dukungan dan doanya
Ibu Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech dan ibu Dr. Artini
Pangastuti, M.Si atas dukungan dan nasihat yang
berharga
Seluruh sahabat seperjuanganku Biologi 08 dan
Almamaterku tercinta
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang
telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya yang tak terhingga. Shalawat
serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang
berjudul: “Optimasi Waktu, pH Dan Suhu Untuk Produksi Selulase Dari Bakteri
Saluran Pencernaan Attacus atlas L.”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu
syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini, penulis
menyadari banyak menemui hambatan dan masalah. Namun atas masukan,
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat
sehingga skripsi ini dapat selesai. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph. D. selaku Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas
Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan
skripsi.
2. Dr. Agung Budihardjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
Surakarta serta sebagai penelaah II yang telah memberikan ijin, bimbingan
dan masukan kepada penulis.
3. Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech. selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, masukan serta dukungan dan motivasi selama
penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi.
4. Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya
penyusunan skripsi.
5. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah
memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
6. Ari Pitoyo, S.Si, M.Sc selaku dosen penelaah II yang telah memberikan
bimbingan dan masukan kepada penulis.
7. Kepala dan staf Laboratorium Biologi, Universitas Sebelas Maret
Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan
penelitian di laboratorium.
8. Keluargaku tersayang (Ibu dan kakak-kakakku) atas doa, dukungan, dan
kasih sayangnya.
9. Keluarga Biologi 2008 untuk kebersamaan, semangat, inspirasi dan kerja
samanya, semoga silaturahmi kita selalu terjaga
10. Untuk Asti, mbak Esti, Citra, Dwi Rahmawati, Wulan, Endah, Putri, dan
Lida terima kasih atas doa, bantuan dan semangat, yang telah diberikan
11. Mbak Atik, Mas Adnan, Mbak Nina terima kasih bantuan dan
dukungannya selama di Laboratorium serta semua pihak yang tidak dapat
disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya.
Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan
penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan
sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-
pihak yang terkait.
Surakarta, Juli 2013
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii
ABSTRAK .................................................................................................... iv
ABSTRACT .................................................................................................. v
HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii
KATA PENGANTAR ................................................................................. viii
DAFTAR ISI ................................................................................................ x
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1
A. Latar Belakang Masalah ............................................................... 1
B. Perumusan Masalah ...................................................................... 3
C. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3
D. Manfaat Penelitian ....................................................................... 3
BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................... 4
A. Tinjauan Pustaka .......................................................................... 4
1. Selulosa .................................................................................. 4
2. Selulase .................................................................................. 6
3. Sumber Selulase .................................................................... 7
4. Produksi selulase .................................................................... 9
a. Substrat ............................................................................ 9
b. Tingkat Keasaman (pH) ................................................... 10
c. Suhu .................................................................................. 11
d. Waktu Inkubasi ................................................................ 12
B. Kerangka Pemikiran .................................................................. 14
C. Hipotesis ...................................................................................... 15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 16
A. Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................... 16
B. Alat dan Bahan ............................................................................ 16
1. Alat ........................................................................................ 16
2. Bahan .................................................................................... 17
C. Cara Kerja ..................................................................................... 18
1. Permajaan Isolat ..................................................................... 18
2. Pemilihan Isolat ..................................................................... 18
3. Optimasi Produksi Selulase.................................................... 20
4. Pengkuran Kadar Gula Reduksi ............................................. 21
3. Pengukuran Aktivitas Selulase ............................................... 22
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 25
A. Pemilihan Isolat ............................................................................ 25
B. Optimasi Produksi Selulase .......................................................... 29
1. Optimasi Suhu ................................................................... 29
2. Optimasi pH ........................................................................ 32
3. Optimasi Waktu Inkubasi ................................................... 33
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 37
A. Kesimpulan .................................................................................. 37
B. Saran ............................................................................................. 37
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 38
LAMPIRAN ................................................................................................. 43
RIWAYAT HIDUP PENULIS ..................................................................... 46
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Hasil isolat bakteri berdasarkan penelitian Fiatun dan Rianita
(2010 ……………………………………………………………
17
Tabel 2. Pemilihan isolat berdasarkan uji kemampuan hidrolisis
selulosa…………………………………………………………
26
Tabel 3. Hasil pemilihan isolat berdasarkan produksi gula reduksi,
inkubasi pada suhu 37oC dengan pH awal media 7 selama 24
jam……………………………………………………………….
28
Tabel 4. Pengaruh pH pada produksi selulase oleh isolat bakteri um3-
m/12-2000 pada suhu 50oC, dengan substrat CMC selama 24
jam……………………………………………………………….
33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur Selulosa ………………………………………………. 4
Gambar 2. Mekanisme hidrolisis selulosa ………………………………… 6
Gambar 3. Kerangka Pemikiran …………………………………………… 15
Gambar 4. Zona bening isolat TSA-6.A/TTS-B pada media CMC selama 24
jam ………………………………………………………………..
25
Gambar 5. Reaksi reduksi pada asam 3,5 dinitrosalisilat….......................... 28
Gambar 6. OD bakteri pada produksi selulase yang dilakukan pada pH awal
media 7 selama 24 jam …………………………...........................
30
Gambar 7. Produksi selulase oleh isolat bakteri um3-m/12-2009 dengan
substrat CMC pada pH awal 7 selama 24 jam dengan suhu 30, 37,
40, 50, dan 60oC.…………………………………………………
31
Gambar 8. Penentuan waktu inkubasi pada produksi selulase oleh isolat
bakteri um3-m/12-2009 pada suhu 50oC, pH 6 dengan substrat
CMC .……………………………………………………………...
34
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Kurva Standar Gula Reduksi………………………………. 42
Lampiran 2. Hasil Optimasi Suhu dan Waktu Inkubasi…………............. 43
Lampiran 3. Zona Bening di sekitar koloni isolat bakteri dari saluran
pencernaan A. atlas …………………………………................
44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user