Efektivitas Bakteri Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat Yang Diisolasi Dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi

EFEKTIVITAS BAKTERI PENDEGRADASI HIDROKARBON MINYAK
BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM
TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI

RICKY TRINANDA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Efektivitas Bakteri
Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam
Tanjung Jabung Timur, Jambi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2015
Ricky Trinanda
NIM A154130021

RINGKASAN
RICKY TRINANDA. Efektivitas Bakteri Pendegradasi Hidrokarbon Minyak
Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi.
Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan UNTUNG SUDADI.
Minyak bumi sampai saat ini masih merupakan sumber energi utama untuk
berbagai kebutuhan manusia dan posisinya belum bisa tergantikan oleh sumber
energi lain. Minyak bumi konvensional yang banyak diolah sebagai bahan bakar
dan bahan baku berbagai produk merupakan golongan minyak ringan dan minyak
medium. Saat ini, kedua jenis minyak bumi tersebut mulai mengalami penurunan
produksi karena cadangannya di alam semakin menipis. Oleh karena itu, sebagai
pengganti minyak bumi konvensional saat ini mulai dilakukan pengolahan minyak
berat yang merupakan salah satu future relevant hydrocarbon source. Cadangan
alami minyak berat cukup besar, yaitu sedikitnya seperempat dari total cadangan
minyak bumi di dunia. Keadaan tersebut menyebabkan industri pertambangan
minyak berat meningkat meliputi kegiatan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan

transportasi. Selain memberikan dampak positif yaitu terpenuhinya kebutuhan
minyak bumi, hal tersebut juga menyebabkan dampak negatif yaitu meningkatnya
kecenderungan terjadinya kasus pencemaran lingkungan.
Minyak berat sulit didegradasi karena dicirikan oleh sifat tidak mudah
mengalir akibat densitas, viskositas dan titik didih yang tinggi serta mengandung
banyak senyawa resin dan aspal. Pencemaran yang disebabkan minyak berat akan
menurunkan kualitas, fungsi dan estetika lingkungan terrestrial dan akuatik
sehingga keseimbangan ekologis terganggu. Salah satu metode yang dianggap
aman, ramah lingkungan, efektif, dan efisien untuk menanggulangi permasalahan
tersebut adalah bioremediasi. Bioremediasi merupakan metode pemulihan
lingkungan tercemar dengan memanfaatkan mahluk hidup sebagai agen biologis
yang mampu menghilangkan, mengurangi, dan mengubah polutan sehingga tidak
berbahaya bagi lingkungan dan komponen di dalamnya. Mahluk hidup yang
paling efisien untuk digunakan sebagai agen bioremediasi adalah bakteri. Bakteri
pendegradasi minyak berat secara efisien mampu memanfaatkan karbon dari
minyak berat sebagai sumber energi untuk aktivitas metabolisme kemudian
mengubahnya menjadi senyawa-senyawa yang lebih aman terhadap lingkungan
seperti CO2, H2O dan biomassa.
Bakteri pendegradasi minyak berat dapat diisolasi dari Ekosistem Air Hitam
(EAH). EAH merupakan salah satu lingkungan alami dan unik di Indonesia yang

antara lain terdapat di pulau Sumatera dan Kalimantan. Lingkungan EAH secara
makro sangat dipengaruhi oleh air dari sistem sungai, rawa, dan danau dengan
karakteristik air berwarna hitam, tidak berbau, dan kaya bahan organik di kawasan
lahan hutan rawa gambut yang terbentuk pada kondisi dan melalui proses alamiah
selama ribuan tahun. EAH merupakan lingkungan yang ekstrim untuk menunjang
kehidupan karena diduga mengandung berbagai senyawa toksik hasil proses
dekomposisi bahan organik secara tidak sempurna. Lingkungan ini memiliki air
dan sedimen dengan pH rendah sehingga bakteri adaptif yang terkandung di
dalamnya diduga sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai agen biologis
dalam proses bioremediasi.

Studi ini mengelaborasi hasil penelitian eksploratif di EAH Kabupaten
Tanjung Jabung Timur, Jambi dan penelitian eksperimental di laboratorium
dengan dua tujuan. Tujuan pertama untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi
bakteri yang berpotensi sebagai pendegradasi minyak berat dan tujuan kedua
menguji efektivitas isolat bakteri terpilih dalam biodegradasi minyak berat pada
media cair dan padat.
Dari isolasi 150 sampel sedimen asal EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi
berhasil diperoleh 10 isolat tunggal bakteri potensial pendegradasi minyak berat.
Dari seleksi lebih lanjut diperoleh 3 isolat tunggal dengan kode MND2-29B,

MSB1-25A, dan MSB1-25E yang memiliki kapasitas paling tinggi dalam
mendegradasi minyak berat dan bukan patogen bagi hewan dan tumbuhan.
Berdasarkan karakterisasi morfologi dan biokimia, ketiga isolat bakteri
tersebut merupakan bakteri Gram positif, katalase positif dan mampu
memfermentasikan sukrosa. Karakterisasi secara molekular berdasarkan sekuen
gen 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat MND2-29B dengan nomor aksesi
LN907823 dan MSB1-25A dengan nomor aksesi LN907824 masing-masing
memiliki tingkat homologi 96.8% dan 95.0% dengan Rhodococcus equi BS26,
sedangkan bakteri MSB1-25E dengan nomor aksesi LN907825 memiliki tingkat
homologi 98.0% dengan Bacillus sp. SGE39. Berdasarkan tingkat homologi
tersebut bakteri MND2-29B dan MSB1-25A diduga merupakan genus baru,
sedangkan MSB1-25E merupakan spesies baru dari genus Bacillus.
Hasil pengujian efektivitas ketiga isolat bakteri dalam biodegradasi minyak
berat pada media minimal dengan penambahan surfaktan sebagai media cair dan
tanah sebagai media padat diketahui bahwa kultur campuran isolat bakteri
MSB1-25A dan MSB1-25E paling efektif dalam menurunkan kadar TPH (b/b)
pada media cair dari 20% menjadi 12.16% dalam waktu 15 hari dan pada media
padat dari TPH 10% menjadi 0.5% dalam waktu 8 minggu. Proses bioremediasi
pada percobaan ini berlangsung pada kondisi pH rendah dan nutrisi minimal,
sehingga pemanfaatan bakteri dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi sebagai

agen biologis sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai teknologi
bioremediasi minyak berat yang efektif dan efisien.
Kata Kunci : Bacillus, bioremediasi, ekosistem air hitam, Jambi, minyak berat,
Rhodococcus, Total Petroleum Hidrokarbon.

SUMMARY
RICKY TRINANDA. Effectiveness of Heavy Oil Degrading Bacteria
Isolated from Black Water Ecosystem of East Tanjung Jabung, Jambi. Supervised
by DWI ANDREAS SANTOSA and UNTUNG SUDADI.
Petroleum is still the main energy source for a variety of human needs that
can not be replaced by other energy sources. Conventional petroleum commonly
used as fuels and raw materials of various products belongs to the light and
medium oils. Production of both oil types is now starting to experience a decline
due to dwindling of their reserves in nature. Therefore, as replacement for this
conventional petroleum, it is now begun the era to process heavy oil which is
considered as one of the relevant futures hydrocarbon sources. Its natural reserves
are large enough, at least one-quarter of the total oil reserves in the world. This
situation will inevitably increase heavy oil mining industry including exploration,
exploitation, processing and transportation activities. Apart from providing a
positive impact in term of fulfilling needs for petroleum, increase in heavy oil

mining industry will in turn increase trend of environmental contamination cases.
Heavy oil is very difficult to degrade owing to the characteristics of low
flow rate, high density, viscosity, and boiling point, as well as containing various
resin and asphalt substances. Environmental pollution caused by heavy oil reduces
the quality, functionality and aesthetics of the terrestrial and aquatic environments
which in turns disrupts the ecological balance. A method that is considered safe,
environmentally friendly, effective, and efficient to overcome this problem is
bioremediation. Bioremediation is a method to recover polluted environment by
utilizing organisms as biological agents capable for removing, reducing, and
converting pollutants to become harmless to the environment and the components
therein. Bacteria are the most efficient organism utilized as bioremediation agent.
Heavy oil degrading bacteria are efficiently capable to utilize heavy oil carbon as
energy source for metabolic activities which then convert it into safer compounds
for the environment such as CO2, H2O and biomass.
Heavy oil degrading bacteria can be isolated from Black Water Ecosystem
(BWE). BWE is one of the unique natural environments in Indonesia that can be
found among others in Sumatera and Kalimantan islands. This environment is
mostly influenced by river, swamp, and lake systems characterized by black,
odorless, and organic matter-rich water in peat swamp forested lands formed
under natural condition and processes that lasted thousands of years. BWE is an

extreme environment to support life because it is thought to contain a variety of
toxic compounds generated from the imperfect decomposition process of organic
matter. It is characterized by water and sediment with low pH so that adaptive
bacteria therein are predicted to have potential to be utilized in biotechnology,
especially bioremediation.
This study elaborated results of an exploratory research conducted in the
BWE of East Tanjung Jabung, Jambi and of laboratory experimental research with
two objectives. The first was aimed to isolate and characterize bacteria that have
utilization potential as heavy oil degrading bacteria and the second aimed to
determine effectiveness of the chosen isolated bacteria to degrade heavy oil in
liquid and solid medium.

From the isolation of 150 sediment samples of the BWE of East Tanjung
Jabung, Jambi it was successfully obtained 10 single isolates of bacteria with
potential to degrade heavy oil. Further selection obtained 3 single isolates encoded
MND2-29B, MSB1-25A, and MSB1-25E which had the highest capacity to
degrade heavy oil and proven to be non-pathogenic for plant and animal.
The results of morphological and biochemical characterization showed that
these three bacteria isolates were Gram positive, catalase positive, and enable to
ferment sucrose. Molecular characterization based on 16S rRNA gene sequence

revealed that isolate MND2-29B with accession number of LN907823 and MSB125A with accession number of LN907824 had similarity of respectively 96.8%
and 95.0% to Rhodococcus equi BS26, while isolate MSB1-25E with accession
number of LN907825 had 98.0% similarity to Bacillus sp. SGE39. Based on these
homology levels, bacteria MND2-29B and MSB1-25A were most probably a new
genus in the bacterial Kingdom, while MSB1-25E was proposed as a new member
in the genus of Bacillus.
The results of effectiveness test of the three bacteria isolates to degrade
heavy oil in minimal medium with addition of surfactant as liquid medium and in
soil as solid medium revealed that the mixed culture of bacteria isolates of MSB125E and MSB1-25A was the most effective in decreasing TPH concentration
(w/w) in liquid medium from 20% to 12.16% within 15 days and in solid medium
from 10% to 0.5% within eight weeks. Bioremediation process in this experiment
occurred at low pH condition and minimum nutrition; thereby utilization of these
bacteria as biological agents would be very potential to be developed as an
effective and efficient bioremediation technology of heavy oil.
Keywords: Bacillus, bioremediation, black water ecosystem, Jambi, heavy oil,
Rhodococcus, Total Petroleum Hydrocarbon

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

i

EFEKTIVITAS BAKTERI PENDEGRADASI HIDROKARBON MINYAK
BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM
TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI

RICKY TRINANDA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

ii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Mohammad Yani, MEng

iv

v

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan
sejak bulan Juli 2014 sampai April 2015 dengan judul “Efektivitas Bakteri
Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam
Tanjung Jabung Timur, Jambi”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dwi Andreas

Santosa, MS dan Bapak Dr Ir Untung Sudadi, MSc selaku Komisi Pembimbing.
Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Indonesian Center for Biodiversity
and Biotechnology (ICBB) beserta laboran dan staf yang telah memberikan
bantuan dan fasilitas selama penulis melakukan penelitian. Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Muhammad Ramadhan Audirizki yang
telah membantu selama kegiatan sampling di lapang, Lukman Amir yang
membantu selama kegiatan penelitian di laboratorium, rekan-rekan di Program
Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan IPB, dan rekan-rekan Ikatan
Mahasiswa Bumi Sriwijaya (IKAMUSI) Pascasarjana IPB. Ungkapan terima
kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa
dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2015
Ricky Trinanda

v

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Struktur Tesis

1
2
3
3
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Minyak Bumi
Definisi Minyak Berat
Lingkungan Terkontaminasi Minyak Bumi
Biodegradasi dan Bioremediasi
Mikrob Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi
Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi

4
5
6
7
9
10

3 ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENDEGRADASI
MINYAK BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM
AIR HITAM DI TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI
Abstrak
Pendahuluan
Metodologi
Waktu dan tempat
Sampling dan isolasi bakteri
Uji patogenesitas
Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA
Karakterisasi morfologi dan biokimia
Hasil dan Pembahasan
Isolasi, seleksi dan pemurnian konsorsium bakteri
Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA
Perbandingan karakter morfologi dan biokimia isolat terhadap kerabat
terdekat
Analisis filogenetik
Simpulan
4 EFEKTIVITAS BAKTERI YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM
AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI UNTUK
BIODEGRADASI MINYAK BERAT PADA MEDIA CAIR DAN PADAT
Abstrak
Pendahuluan
Metodologi
Waktu dan tempat
Bahan
Identifikasi dan uji kompatibilitas bakteri

12
12
13
13
13
14
14
15
15
15
16
17
18
19

20
20
21
21
22
22

vi

Penentuan kurva standar dan kurva pertumbuhan bakteri
Uji efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada
media minimal cair dengan penambahan surfaktan dan media tanah
Analisis data
Hasil dan Pembahasan
Identifikasi dan uji kompatibilitas bakteri
Kurva standard dan kurva pertumbuhan bakteri
Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media
minimal cair dengan penambahan surfaktan
Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media tanah
Evolusi pH selama waktu inkubasi
Produksi CO2 tanah selama waktu inkubasi
Simpulan

22
23
23
23
23
23
25
25
26
27
28

5 PEMBAHASAN UMUM

29

6 SIMPULAN DAN SARAN

33

DAFTAR PUSTAKA

34

LAMPIRAN

40

RIWAYAT PENULIS

58

DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
5.

Seleksi isolat tunggal bakteri yang diisolasi dari EAH
Tanjung Jabung Timur, Jambi
Hasil identifikasi berdasarkan sekuen gen 16S rRNA tiga bakteri
terpilih pendegradasi minyak berat serta spesies padanan
Karakteristik morfologi dan biokimia tiga isolat bakteri terpilih
Efektivitas bakteri terhadap TPH, pH dan OD610 pada media minimal
cair dengan penambahan surfaktan selama 15 hari inkubasi
Efektivitas bakteri terhadap penurunan kadar TPH pada tanah
tercemar minyak berat selama 8 minggu inkubasi

16
17
18
25
26

DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Jalur oksidasi monoterminal pada proses katabolisme hidrokarbon
dalam sel mikrob
Amplifikasi PCR berdasarkan urutan gen 16S rRNA
Analisis filogenetik bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat
berdasarkan sekuen gen 16S rRNA dengan metode Maximum Likelihood
Kurva standar bakteri pendegradasi minyak berat
Kurva pertumbuhan bakteri selama 48 jam waktu inkubasi
Evolusi pH tanah selama 8 minggu waktu inkubasi.
Produksi CO2 selama 8 minggu waktu inkubasi

8
17
19
24
24
26
27

vii

DAFTAR LAMPIRAN
1.

Area pengambilan sampel sedimen di Ekosistem Air Hitam
Tanjung Jabung Timur, Jambi
2. Keterangan lokasi dan sampel sedimen Ekosistem Air Hitam
Tanjung Jabung Timur, Jambi
3. Hasil analisis sifat kimia dan fisik sedimen asal Ekosistem Air
Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi dan tanah uji bioremediasi
4. Hasil isolasi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat
berdasarkan perubahan minyak pada media minimal cair
5. Komposisi dan dosis media tumbuh
6. Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri
7. Rata-rata hasil pengukuran TPH (%) selama 8 minggu inkubasi
8. Rata-rata hasil pengukuran pH selama 8 minggu inkubasi
9. Rata-rata hasil pengukuran CO2 (mg/kg/hari) selama 8 minggu inkubasi
10. Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak
berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan
selama 15 hari inkubasi
11. Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat
pada media tanah selama 8 minggu inkubasi

41
42
42
43
44
44
46
46
47

47
48

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak bumi merupakan sumber energi utama bagi kehidupan manusia di dunia.
Selain sebagai sumber energi, minyak bumi juga merupakan bahan baku untuk berbagai
kegiatan seperti industri minyak pelumas mesin, pelarut, plastik, fiber, deterjen, farmasi
dan kosmetik (Bartha dan Bossert 1984). Meningkatnya kebutuhan manusia akan
minyak bumi menyebabkan konsumsi minyak dunia meningkat dari 88.3 juta barel
perhari pada tahun 2010 menjadi 91.2 juta barel perhari pada tahun 2013 (IEA 2014).
Berdasarkan skenario dasar International Energy Agency (IEA) permintaan dunia untuk
sumber energi primer yaitu minyak bumi meningkat 20% pada tahun 2010 dan 66%
pada 2030 (Saniere et al. 2004). Keadaan tersebut menyebabkan cadangan minyak bumi
ringan dan medium yang merupakan minyak bumi konvensional menipis di seluruh
dunia dan eksploitasi minyak berat sebagai sumber hidrokarbon yang paling relevan
meningkat untuk menutupi peningkatan kebutuhan dunia (Saniere et al. 2004).
Kandungan minyak berat adalah sebesar 25% dari cadangan minyak dunia dan
merupakan porsi yang besar dari total cadangan hidrokarbon yang diketahui (Muraza
dan Galadima 2015).
Minyak berat diketahui memiliki kandungan senyawa organik berat seperti resin
dan aspalten serta memiliki paling sedikit 60 atom karbon (Huang et al. 2005; Hao dan
Lu 2009; Muraza dan Galadima 2015). Karakteristik tersebut menyebabkan minyak
berat memiliki densitas, viskositas dan titik didih (boiling point) yang tinggi.
Berdasarkan sifat densitasnya, U.S. Department of Energy mendefinisikan minyak berat
dengan nilai API gravity antara 10o – 22.3o (Nehring et al. 1983). API (American
Petroleum Institute) gravity adalah derajat nilai yang menunjukkan klasifikasi minyak
bumi berdasarkan densitas, semakin tinggi densitas maka derajat API gravity akan
semakin rendah (Conaway 1999).
Dengan potensi yang dimiliki minyak berat sebagai pengganti minyak bumi
konvensional, maka produksi minyak berat yang meliputi kegiatan eksplorasi,
eksploitasi, pengolahan dan transportasi akan semakin meningkat. Keadaan tersebut
memberikan dampak positif yaitu permasalahan terkait sumber energi teratasi. Akan
tetapi, keadaan tersebut akan menyebabkan kecenderungan pencemaran lingkungan
semakin meningkat, baik di lingkungan terestrial maupun akuatik yang dapat berasal
dari kegiatan dan sisa pembersihan tangki penampungan, kebocoran pipa dan tumpahan
selama proses transportasi (Ebuehi et al. 2005). Karakteristik fisika dan kimia yang
dimiliki menyebabkan minyak berat sulit untuk didegradasi sehingga sangat berpotensi
menurunkan kualitas, fungsi dan estetika lingkungan yang tercemar dan pada akhirnya
keseimbangan ekologis menjadi terganggu.
Pencemaran yang disebabkan oleh tumpahan atau ceceran minyak berat di
lingkungan dapat dipulihkan dengan berbagai cara. Salah satunya melalui pendekatan
biologi yang relatif murah, efektif, efisien dan ramah lingkungan. Metode ini disebut
bioremediasi, yang memanfaatkan mahluk hidup sebagai agen biologis untuk pemulihan
lingkungan tercemar. Secara spesifik metode ini dilakukan secara mikrobiologis yaitu
memanfaatkan mikrob khususnya bakteri yang memiliki kemampuan dalam
memanfaatkan minyak berat sebagai sumber karbon dan energi untuk aktivitas
metabolisme sel yang selanjutnya diubah menjadi CO2, H2O dan biomassa. Sistem
bioremediasi saat ini hanya mengandalkan mikrob setempat pada lokasi yang

2

terkontaminasi dan meningkatkan kinerjanya melalui suplai nutrisi secara optimal untuk
keperluan metabolisme. Oleh karena itu, perlu dilakukan investigasi untuk
menambahkan mikrob non-native pada lokasi yang terkontaminasi untuk mendegradasi
kontaminan (Das dan Dash 2014).
Berdasarkan ketersedian hidrokarbon secara universal di alam sebagai hasil
dekomposisi tumbuhan dan pelepasan minyak bumi secara alamiah melalui rekahan
geologi maka bakteri yang berpotensi untuk digunakan sebagai agen bioremediasi
lingkungan tercemar minyak bumi dapat diisolasi dari berbagai jenis lingkungan, tidak
hanya lingkungan yang telah terkontaminasi minyak bumi yang berasal dari aktivitas
industri (Pritchard 1993). Salah satu ekosistem unik yang dimiliki Indonesia dengan
beranekaragam mikrob di dalamnya yang memiliki potensi sangat besar untuk
dikembangkan dalam industri bioteknologi lingkungan khususnya bioremediasi adalah
Ekosistem Air Hitam (EAH) (Santosa et al. 2000). EAH merupakan ekosistem perairan
meliputi sungai, danau dan rawa yang memiliki warna air hitam, tidak berbau, terbentuk
melalui proses alamiah yang berlangsung selama ribuan tahun, kaya akan bahan organik
dan dipengaruhi oleh lahan gambut.
EAH antara lain terdapat di Kalimantan Tengah dan Jambi. Penelitian terkait
keanekaragaman dan potensi mikrob di EAH di Kalimantan Tengah telah dilakukan
sebelumnya antara lain isolasi Streptomyces penghasil xylanase (Zulfarina 1999),
bakteri perombak minyak solar dan minyak bumi (Saidi 1999), bakteri perombak fenol
(Djamsari 2000), bakteri penghasil selulase ekstremofilik (Fikrinda 2000), bakteri
asidofilik pengoksidasi besi dan sulfur (Nurseha 2000), Actinomycetes yang mampu
menghambat Staphylococcus aureus dan E. coli KCCM 11823 (Indriasari 2000), bakteri
penghasil α-lactam (Neneng 2000) dan konsorsium bakteri perombak hidrokarbon
minyak bumi (Listiyawati 2004). Oleh karena, karakteristik EAH di kedua area tersebut
berbeda maka perlu dilakukan eksplorasi bakteri di EAH Jambi tepatnya di Tanjung
Jabung Timur serta pemanfaatannya khususnya untuk biodegradasi minyak berat.
Penelitian eksploratif ini meliputi isolasi, karakterisasi dan pengujian efektivitas bakteri
dalam mendegradasi minyak berat pada media cair dan padat
Perumusan Masalah
Minyak berat memiliki karakteristik fisik dan kimia spesifik yang
menyebabkannya sulit didegradasi sehingga pencemaran yang disebabkan tumpahan
atau ceceran minyak berat di lingkungan terrestrial dan akuatik akan mengganggu
keseimbangan ekologis di lingkungan tersebut. Pendekatan secara biologis yaitu
bioremediasi merupakan metode yang paling tepat untuk menangani permasalahan
lingkungan terkait pencemaran yang disebabkan minyak berat. Oleh karena itu perlu
dilakukan eksplorasi bakteri yang memiliki potensi dan kapasitas dalam mendegradasi
minyak berat sehingga pada akhirnya dapat digunakan sebagai agen bioremediasi. EAH
di Tanjung Jabung Timur, Jambi merupakan lingkungan yang tepat untuk dieksplorasi
karena diduga memiliki kandungan mikrob unik yang dapat dikembangkan untuk
kegiatan bioremediasi.
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahannya sebagai berikut:
1. Bagaimana karakteristik bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat dari EAH
di Tanjung Jabung Timur, Jambi?
2. Bagaimana efektivitas bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi
dalam mendegradasi minyak berat?

3

Tujuan Penelitian
Tujuan Umum
Secara umum tujuan penelitian ini adalah:
1. Melakukan isolasi bakteri dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi yang berpotensi
untuk digunakan dalam biodegradasi minyak berat.
2. Melakukan uji efektivitas bakteri terpilih dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi
untuk biodegradasi minyak berat.
Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:
1. Mengisolasi dan mengidentifikasi secara molekuler serta mengkarakterisasi
morfologi dan biokimia bakteri pendegradasi minyak berat dari EAH Tanjung
Jabung Timur, Jambi.
2. Melakukan uji efektivitas bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur,
Jambi untuk biodegradasi minyak berat pada media cair dan padat.
Manfaat Penelitian
Melalui penelitian ini diharapkan diperoleh bakteri yang mampu mendegradasi
minyak berat dan mengetahui metode pengembangannya sebagai agen bioremediasi
untuk tahap aplikasi serta memperkaya pengetahuan akan keanekaragaman hayati yang
bermanfaat untuk menanggulangi pencemaran lingkungan.
Struktur Tesis
Tesis ini terdiri atas enam bab. Setelah Bab 1 Pendahuluan dan Bab 2 Tinjauan
Pustaka, pada Bab 3 dan 4 disajikan hasil penelitian dalam bentuk paper. Paper pertama
pada Bab 3 telah diajukan untuk dipublikasikan pada Journal of Biotropia dengan judul
“Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Minyak Berat yang Diisolasi dari
Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi” yang diterjemahkan dalam
bahasa Inggris. Paper kedua pada Bab 4 dengan judul “Efektivitas Bakteri yang
Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi untuk Biodegradasi
Minyak Berat pada Media Cair dan Padat” akan diajukan dan diterjemahkan dalam
bahasa Inggris untuk dipublikasikan pada CLEAN-Soil Air Water Journal. Selanjutnya
pada Bab 5 disajikan Pembahasan Umum dan Bab 6 adalah Simpulan dan Saran.

4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan suatu senyawa organik yang berasal dari sisa sisa
organisme tumbuhan dan hewan yang tertimbun selama berjuta-juta tahun. Umumnya
minyak bumi berupa cairan dan gas yang tepat disebut sebagai minyak mentah dan gas
alam. Beberapa komponen yang menyusun minyak bumi diketahui bersifat racun
terhadap mahluk hidup, tergantung dari struktur dan berat molekulnya. Komponen
hidrokarbon jenuh yang mempunyai titik didih rendah diketahui dapat menyebabkan
anastesi dan narkosis pada berbagai hewan tingkat rendah, dan bila terdapat pada
konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian (Fitriana 1999).
Minyak bumi kasar (baru keluar dari sumur eksplorasi) mengandung ribuan
macam zat kimia baik dalam bentuk gas, cair maupun padatan. Bahan utama yang
terkandung di dalam minyak bumi adalah hidrokarbon alifatik dan aromatik. Minyak
bumi mengandung senyawa nitrogen antara 0 - 0.5%, belerang 0 – 6%, dan oksigen
0 - 3.5%. Terdapat sedikitnya empat seri hidrokarbon yang terkandung di dalam minyak
bumi, yaitu seri n-parafin (n-alkana) yang terdiri atas metana (CH4) sampai aspal yang
memiliki atom karbon (C) lebih dari 25 pada rantainya, seri iso-parafin (isoalkana) yang
terdapat hanya sedikit dalam minyak bumi, seri neptana (sikloalkana) yang merupakan
komponen kedua terbanyak setelah n-alkana, dan seri aromatik (benzenoid).
Sifat Fisik Minyak Bumi
1. Bobot jenis
Bobot jenis (specific gravity) adalah sifat fisik minyak bumi yang penting dan
mempunyai nilai dalam perdagangan. Bobot jenis minyak bumi dinyatakan dalam
derajat API (American Petroleum Institute) atau API gravity yang menunjukkan
kualitas minyak bumi tersebut. Semakin kecil bobot jenisnya atau semakin tinggi
derajat API maka minyak bumi itu memiliki nilai jual tinggi karena banyak
mengandung bensin. Bobot jenis minyak bumi tergantung pada suhu dimana semakin
tinggi suhu maka semakin rendah bobot jenisnya.
2. Titik didih
Titik didih (boiling point) minyak bumi berbeda-beda sesuai dengan derajat API-nya.
Jika derajat API rendah maka titik didihnya tinggi karena minyak bumi tersebut
banyak mengandung fraksi berat. Jika derajat API tinggi maka titik didihnya rendah
dan lebih banyak mengandung fraksi ringan (bensin). Titik didih mempunyai arti
penting untuk transportasi minyak bumi sehingga proses pembekuan dapat dicegah.
3. Titik nyala
Titik nyala (flash point) adalah suhu dimana minyak bumi dapat terbakar karena
suatu percikan api. Semakin tinggi derajat API maka titik didih dan titik nyalanya
semakin rendah sehingga mudah terbakar karena percikan api. Titik nyala
mempunyai arti sangat penting karena semakin rendah akan semakin berbahaya.
4. Nilai Kalori
Nilai kalori (heat of combustion) adalah jumlah kalori yang ditimbulkan oleh 1 g
minyak bumi yaitu dengan meningkatkan suhu 1 g air dari 3.5 °C sampai 4.5°C.
Terdapat hubungan antara bobot jenis dan nilai kalori yaitu bobot jenis minyak bumi
antara 0.9 sampai 0.95 memberikan nilai kalori sebesar 10,000 – 10,500 kal/g. Pada
umumnya minyak bumi mempunyai nilai kalori 10,000 – 10,800 kal/g.

5

Sifat Kimia Minyak Bumi
Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon (> 90%) dan senyawa bukan
hidrokarbon (Udiharto 1996). Berdasarkan struktur molekulnya persenyawaan
hidrokarbon digolongkan atas 4 jenis, yaitu paraffin, olefin, naftalen dan aromatik
(Kontawa 1993). Senyawa non-hidrokarbon minyak bumi disusun oleh senyawa organik
yang mengandung belerang, nitrogen, oksigen dan logam organik yang konsentrasi
dalam minyak fraksi berat dan residu (Udiharto 1996).
Menurut Kadarwati et al. (1994) hidrokarbon parafinik dan alifatik adalah
senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon dengan ikatan jenuh dan terbuka.
Hidrokarbon neptana atau sikloparafin adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan jenuh
yang mempunyai rantai tertutup dan berbentuk cincin atau lingkar. Hidrokarbon
aromatik merupakan senyawa hidrokarbon dengan molekul berbentuk cincin yang
terdiri atas 6 atom karbon dengan ikatan rangkap bergantian.
Suatu persenyawaan hidrokarbon berbeda dari persenyawaan hidrokarbon
lainnya karena perbedaan perbandingan bobot unsur-unsur karbon dan hidrokarbon
yang terdapat di dalamnya atau perbedaan susunan unsur-unsur karbon dan hidrokarbon
di dalam molekul-molekul persenyawaan tersebut (Kontawa 1993).
Definisi Minyak Berat
Minyak berat secara umum didefinisikan berdasarkan API gravity dan tingkat
viskositasnya. API gravity ditetapkan sebagai cara untuk menyeragamankan
karakteristik densitas dan specific gravity minyak bumi oleh American Petroleum
Insitute (API).
Tingkat API gravity yang lebih tinggi merefleksikan jenis minyak bumi yang
lebih ringan. Batasan-batasan antara klasifikasi minyak bumi (ringan, medium, berat,
ekstra berat) secara umum cenderung sama, tetapi secara khusus lembaga/organisasi
yang berbeda memiliki kategori tersendiri yang sedikit berbeda terhadap nilai API
gravity untuk pengklasifikasian minyak bumi. Veil dan Quinn (2008) telah merangkum
beberapa kategori tersebut sebagai berikut :
Energi Information Administration (EIA) membuat kategori minyak berat sebagai
berikut :
1. Minyak ringan memiliki API gravity lebih dari 38o.
2. Minyak medium memiliki kisaran API gravity antara 22o-38o.
3. Minyak berat memiliki API gravity kurang dari 22o.
U.S. Geological Survey (USGS) mendefinisikan minyak berat berdasarkan Meyer et al
(2003) sebagai berikut :
1. Minyak ringan atau minyak bumi konvensional adalah minyak yang memilliki
API gravity lebih dari 22o dan viskositas kurang dari 100 centipoise (cP).
2. Minyak berat adalah minyak yang bersifat aspaltik, tebal, dan kental, dengan
API gravity kurang dari 22o dan viskositas 100 cP.
3. Minyak berat-ekstra adalah bagian dari minyak sangat berat (very heavy oil)
dengan API gravity kurang dari 10o.
4. Natural bitumen merupakan bagian dari minyak berat yang sangat tebal dan
sangat kental dimana viskositasnya lebih dari 10,000 cP.
Berdasarkan The Canadian Centre for Energy Information, industri minyak dan gas
Kanada mendefinisikan minyak berat sebagai berikut:
1. Minyak ringan memiliki API gravity lebih dari 31.1o.

6

2. Minyak medium memiliki API gravity antara 31.1o – 22.3o.
3. Minyak berat memiliki API gravity antara 22.3o – 10o.
4. Minyak ekstra berat (bitumen) memiliki API gravity kurang dari 10o.
Berdasarkan The Canadian Centre for Energy Information, pemerintah Kanada
membuat dua jenis klasifikasi minyak bumi yaitu:
1. Minyak ringan yang memiliki API gravity lebih dari 25.7o.
2. Minyak berat yang memiliki API gravity kurang dari 25.7o.
Lingkungan Terkontaminasi Minyak Bumi
Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Tumbuhan
Tanah yang terkontaminasi oleh tumpahan minyak bumi akibat kecelakaan
diklasifikasikan sebagai pencemar yang berbahaya jika jumlah tanah yang
terkontaminasi besar (Churcilll et al. 1995). Eksplorasi dan eksploitasi produksi minyak
bumi melibatkan juga aspek kegiatan yang berisiko menumpahkan minyak antara lain:
distribusi/pengangkutan minyak bumi dengan menggunakan moda transportasi air,
transportasi darat, marine terminal/pelabuhan khusus minyak bumi, perpipaan dan
eksplorasi dan eksploitasi migas (Citroreksoko 2006).
Tanah yang terkontaminasi minyak bumi dapat merusak lingkungan serta
menurunkan estetika. Lebih dari itu tanah yang terkontaminasi limbah minyak
dikategorikan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) sesuai dengan Kepmen
LH 128 Tahun 2003 tentang tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah dan
tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis. Oleh karena itu perlu dilakukan
pengelolaan dan pengolahan terhadap tanah yang terkontaminasi minyak. Hal ini
dilakukan untuk mencegah penyebaran dan penyerapan minyak kedalam tanah.
Menurut Udiharto (2000) tingkat toksisitas hidrokarbon minyak bumi dapat
bersifat akut atau kronik. Toksisitas akut terjadi dalam jangka waktu yang relatif pendek
dengan bahan yang berkontak di lingkungan cukup tinggi sedangkan toksisitas kronik
terjadi dalam jangka waktu lama dengan bahan yang berkontak relatif lebih rendah.
Pengaruh toksik akut pada umumnya menyerang system syaraf pusat. Sifat toksik yang
kronik dapat mempengaruhi kerusakan sel sumsum tulang dan menyebabkan penyakit
kanker.
Menurut Bossert dan Bartha (1984) tumpahan minyak bumi di permukaan tanah
memberikan pengaruh negatif terhadap tumbuhan, yaitu toksisitas akibat kontak
langsung atau tidak langsung karena adanya interaksi minyak dengan komponen abiotik
dan mikrob tanah. Toksisitas kontak terjadi karena hidrokarbon melarutkan struktur
membran lipid sel. Walaupun komponen minyak bumi bertitik didih rendah cepat hilang
melalui evaporasi dan pencucian (pada tanah dengan kondisi lembab dan beraerasi baik),
tetapi menyebabkan toksisitas kontak yang tinggi terhadap akar dan daun. Tingkatan
toksisitas sebagai berikut: monoaromatik > olefin dan naftalen > parafin dimana setiap
tingkatan berbanding lurus dengan peningkatan polaritas dan berbanding terbalik
dengan penambahan bobot molekul (Bossert dan Bartha 1984). Mason (1996)
menyebutkan tumpahan minyak dapat menghambat laju fotosintesis karena
mempengaruhi permeabilitas membran sel dan mengurangi penyerapan cahaya matahari
oleh kloroplas.
Pengaruh tidak langsung terjadi karena adanya kompetisi penggunaan nutrisi
mineral dan oksigen antara akar tumbuhan dan mikrob pendegradasi hidrokarbon dan
mendorong terbentuknya kondisi anaerobik sehingga dihasilkan senyawa fitotoksik

7

seperti H2S. Selain itu, minyak dengan sifatnya yang hidrofobik dapat menyebabkan
struktur tanah menjadi buruk sehingga membatasi kemampuannya dalam menyerap air
dan udara (Bossert dan Bartha 1984).
Kontaminasi hidrokarbon minyak bumi di permukaan tanah menyebabkan
terhambatnya perkembangan tumbuhan. Mishra et al. (2001) melaporkan di lokasi
kilang minyak Mathura, India yang tercemar limbah minyak tidak ada vegetasi yang
tumbuh. Bossert dan Bartha (1984) menyebutkan bahwa tanaman umbi-umbian seperti
ubi jalar dan singkong sangat sensitif terhadap hidrokarbon minyak bumi sedangkan
mangga, pisang dan tanaman yang mempunyai rizoma lebih mampu beradaptasi.
Konsentrasi hidrokarbon minyak bumi dalam jumlah sedang (1 - 5%) di atas
permukaan tanah umumnya kurang merusak terhadap tumbuhan. Konsentrasi yang
rendah (< 1%) kadang-kadang meningkatkan perkembangan tumbuhan. Hal ini
mungkin disebabkan adanya bagian dari komponen hidrokarbon minyak bumi yang
berfungsi sebagai hormon tumbuh (Bossert dan Bartha 1984).
Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Hewan
Inverterbrata tanah mempunyai kandungan lipid yang tinggi dan laju
metabolisme yang cepat sehingga sangat sensitif terhadap toksisitas kontak dari minyak
bertitik didih rendah. Hidrokarbon dengan titik didih yang lebih tinggi dan kurang
fitotoksisitasnya dapat menyumbat stomata mikroartropoda sehingga menghambat
proses respirasi. Hal tersebut dijadikan dasar dalam mengendalikan larva nyamuk
dengan menggunakan minyak (Bossert dan Bartha 1984).
Amfibi lebih mudah terkena dampak negatif dari minyak karena kulitnya yang
permeabel. Pada percobaan dengan menggunakan beberapa konsentrasi minyak, telur
dapat menetas menjadi berudu tanpa dipengaruhi oleh konsentrasi minyak. Tetapi,
perkembangan berudu terhambat pada konsentrasi minyak yang tinggi bahkan pada
konsentrasi > 100 mg/l tidak ada berudu yang mengalami metamorfosa menjadi katak
dewasa (Mason 1996).
Tumpahan minyak bumi menyebabkan terganggunya perkembangbiakan burung
karena lingkungan menjadi tidak sesuai untuk penetasan telur dan terdapatnya unsur
beracun. Beberapa percobaan menunjukkan bahwa minyak yang diberikan pada kulit
telur mallard (Anas platyrhynchos) menyebabkan telur tidak menetas karena terdapat
komponen aromatik yang toksik bagi telur. Pada dosis 10 l, embrio menjadi abnormal
yang ditandai dengan berubahnya bentuk paruh, susunan tulang dan bulu burung yang
tidak lengkap (Mason 1996).
Biodegradasi dan Bioremediasi
Biodegradasi secara garis besar didefenisikan sebagai pemecahan senyawa
organik oleh mikrob membentuk biomassa dan senyawa yang lebih sederhana yang
akhirnya menjadi air, karbondioksida atau metana (Alexander 1994). Biodegradasi
hidrokarbon didefinisikan sebagai suatu proses yang memanfaatkan aktifitas mikrob
untuk mengubah senyawa hidrokarbon yang kompleks menjadi senyawa yang lebih
sederhana dengan hasil akhir berupa karbondioksida, air, dan energi. Reaksi sebagai
berikut:
mikrob
CnHn + O2

CO2 + H2O + Energi

8

Proses degradasi limbah oleh mikrob memerlukan kondisi yang sesuai untuk
pertumbuhan mikrob. Secara umum mikrob memerlukan energi untuk membentuk sel
baru, untuk mikrob pendegradasi hidrokarbon dibutuhkan oksigen untuk proses
degradasi. Selanjutnya dijelaskan bahwa beberapa kasus pencemaran air tanah dapat
disebabkan oleh senyawa organik beracun misalnya hidrokarbon dalam bentuk total
petroleum hidrokarbon.
Rossenberg dan Ron (1996) mengemukakan bahwa degradasi hidrokarbon
minyak bumi terjadi bila mikrob menempel di permukaan butiran-butiran minyak
karena enzim oksigenase yang dibutuhkan untuk memecah rantai karbon terikat pada
membrane sel. Proses penguraian hidrokarbon oleh mikrob dimulai dengan terjadinya
pelekatan mikrob pada globula minyak, yang dilanjutkan dengan pelarutan hidrokarbon
oleh surfaktan. Hidrokarbon yang telah teremulsi selanjutnya diserap ke dalam sel dan
diurai melalui proses katabolisme (Gambar 1). Proses katabolisme diawali dengan
proses hidroksilasi n-alkana yang menghasilkan alkohol primer, yang selanjutnya
dioksidasi oleh enzim dehidrogenase dan menghasilkan asam lemak. Jika sistem
oksidasi mikrob pengurai hidrokarbon berjalan secara optimal, maka asam lemak yang
terbentuk ini akan diurai sempurna menjadi energi, H2O dan CO2 melalui proses beta
oksidasi (β-oksidasi) (Godfrey 1986).
Alkana
O2
NAD + H2O

Sistem
Alkohol Primer
Alkohol Dehidrogenase

Teroksidasi
Aldehid
H2O
NAD(P)H

Alkohol Dehidrogenase
Asam Lemak
β-oksidasi

Teroksidasi
Energi, H2O, CO2

Gambar 1 Jalur oksidasi monoterminal pada proses katabolisme hidrokarbon dalam sel
mikrob
Biodegradasi minyak merupakan suatu proses yang kompleks dan tergantung
komunitas mikrobnya, kondisi lingkungan dan kandungan minyak yang akan
didegradasi. Dalam proses tersebut akan terjadi penguraian hidrokarbon oleh mikrob
yang telah beradaptasi dengan baik di lingkungan tersebut. Menurut Citroreksoko
(1996) bahwa kemampuan biodegradasi terhadap beberapa senyawa berbeda-beda.
Secara umum bioremediasi limbah hidrokarbon dilakukan pada skala pilot dan
laboratorium dan waktu bioremediasi pada kisaran 3 bulan (90 hari) sampai 168 hari,
dan minyak yang terdegradasi 48% sampai dengan 99.7%.
Laju biodegradasi hidrokarbon tergantung dari beberapa parameter fisika, kimia
dan biologi. Kemampuan bakteri mengubah senyawa hidrokarbon menjadi senyawa lain
yang tidak membahayakan tergantung dari enzim yang diproduksinya (Churcill et al

9

1995). Hasil biodegradasi dari limbah minyak bumi berupa karbon dioksida, asam
organik sederhana dan biomassa sel (Zhou dan Crawford 1995). Menurut Churcill et al
(1995) selama proses bioremediasi terjadi pembebasan senyawa kimia organik volatil
yang sulit dibedakan dengan kehilangan senyawa hidrokarbon akibat degradasi mikrob.
Bulking agent mengurangi volatilisasi minyak mentah dari tanah, namun pengurangan
yang disebabkan oleh penambahan bulking agent umumnya kurang dari 10% jika
dibandingkan pengurangan tanpa bulking agent. Oleh karena itu penambahan bulking
agent bukan suatu cara yang praktis untuk mengurangi kehilangan hidrokarbon akibat
proses volatilisasi. Bila bulking agent akan digunakan pada proses bioremediasi, maka
bulking agent perlu diaplikasikan segera setelah tumpahan minyak terjadi untuk
mengurangi volatilisasi (Rhykerd et al. 1998).
Mikrob Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi
Mikrob yang dapat hidup dan berperan dalam penguraian hidrokarbon adalah
bakteri. Dalam aktivitasnya, bakteri memerlukan molekul karbon sebagai salah satu
sumber nutrisi dan energi untuk melakukan metabolisme dan perkembangbiakannya
sedangkan senyawa nonhidrokarbon merupakan nutrisi pelengkap yang dibutuhkan
untuk pertumbuhannya. Bakteri yang memiliki kemampuan mendegradasi senyawa
hidrokarbon untuk keperluan metabolime dan perkembangbiakannya disebut kelompok
bakteri hidrokarbonoklastik (Atlas 1981).
Fraksi hidrokarbon yang digunakan oleh bakteri sebagai sumber karbon dan
energi dapat berasal dari fraksi hasil pemecahan hidrokarbon oleh dirinya sendiri
maupun fraksi hasil pemecahan hidrokarbon oleh jenis lainnya. Beberapa jenis bakteri
dapat memecah
hidrokarbon tetapi tidak dapat menggunakan fraksi hasil
pemecahannya sebagai sumber karbon dan energi. Untuk mempertahankan hidupnya
jenis bakteri tersebut menggunakan fraksi yang dihasilkan oleh jenis mikrob lain
sebagai sumber karbon dan energinya. Pada komunitas mikrob bisa terjadi proses
kometabolisme antar jenis yang ada. Jenis mikrob tertentu memecah hidrokarbon
menjadi fraksi tertentu yang akan digunakan oleh jenis mikrob yang lain, sedangkan
dirinya sendiri menggunakan fraksi hasil pemecahan yang dilakukan oleh jenis lainnya
(Alexander 1977)
Atlas (1981) melaporkan sejumlah mikrob pendegradasi hidrokarbon minyak
bumi, yaitu: (i) Bakteri: Pseudomonas, Achromobacter, Arthrobacter, Michrococcus,
Nocardia, Vibrio, Acinetobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Flavobacterium,
Leucothrix, Rhizobium, Spirillum, Alcaligenes, Xanthomonas, Cytophaga,
Thermomicrobium dan Klebbsiella; (ii) Khamir: Candida, Rhodotorulla, Aurobasidium,
Rhodosporidium, Saccharomyces, Sporobolomyces, Trichosporon dan Cladosprium;
(iii) Fungi: Penicillium, Cunninghamella, Verticillium spp., Aspergillus, Mucoterales,
Monilales, Graphium, Fusarium, Trichoderma, Acremonium, Mortierella, Gliocladium
dan Sphaeropsidales; (iv) Algae: Protopheca dan (v) Cyanobacteria: Mierocoleus sp.,
Anabaena spp., Agmenellum sp., Coccochloris sp., Nostoc sp., Chlorella spp.,
Dunaalella sp., Ulva sp., Amphora sp., Chlamydomonas sp., Cylindretheca dan
Petalonia.
Alexander (1977) melaporkan jenis mikrob yang sudah diketahui dapat
memecah hidrokarbon dengan berat molekul rendah seperti etana, propane dan butane
antara lain Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces, Pseudomonas, Flavobacterium,
kelompok bakteri cocci dan beberapa kapang berfilamen. Senyawa hidrokarbon dengan

10

berat molekul tinggi dapat didegradasi oleh berbagai kelompok bakteri Mycobacterium,
Nocardia, Pseudomonas, Streptomyces, Corynebacterium, Acinetobacter, Bacillus,
kelompok khamir Candida, Rhodotorula dan beberapa kelompok kapang. Adapun
kelompok mikrob khususnya bakteri yang dapat mendegradasi hidrokarbon aromatik
seperti fenol, naftalena dan antrasena, yang berisi satu, dua dan tiga cincin benzena
adalah Pseudomonas, Mycobacterium, Arthrobacter, Bacillus dan Nocardia.
Yudono et al. (2013) mengisolasi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak
bumi dari lingkungan PT. Pertamina UBEB Limau Muara Enim dengan sampel yang
berupa air, sludge dan tanah yang diambil dari lokasi penampungan limbah. Hasil
penelitian ini diperoleh 10 isolat bakteri indigen yang mampu mendegradasi limbah
minyak bumi, berdasarkan hasil identifikasi, 4 isolat bakteri tersebut termasuk ke dalam
genera Pseudomonas, 4 isolat termasuk dalam genera Bacillus, 1 isolat termasuk genus
Micrococcus dan 1 isolat masuk dalam genus Flavobacterium.
Mashito (1999), melakukan isolasi bakteri dari ekosistem mangrove di Cikeong,
Karawang, Jawa barat yang belum tercemar minyak bumi. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pada ekosistem mangrove terdapat bakteri pendegradasi
hidrokarbon minyak bumi dan dalam percobaannya ditemukan tiga isolat bakteri yaitu:
Bacillus sp., Acinetobacter sp.1, dan Acinetobacter sp.2.
Saidi et al. (1999) mengisolasi bakteri perombak minyak bumi dan solar dari
EAH Kalimantan Tengah, yaitu Brevibacillus thuringiensis (Ah41-Ms1),
Bacillus fusiformis (Pr61-Ms1), Bacillus fusiformis (Si201-Ms1), Klebsiella planticola
(Bb171-Mb2), Bacillus thrungiensis (Si191-Mb1) dan Brevibacillus chossihinensis
(Nn311-Mb2). Hasil pengujian bakteri terpilih pada media minimal cair setelah 10 hari
inkubasi dapat meningkatkan produksi CO2-C dan biodegradasi minyak serta
menurunkan pH dan bobot minyak dimana nilai tertinggi ditunjukkan
Bacillus fusiformis (Si201-Ms1) dan Bacillus fusiformis (Pr61-Ms1). Hasil pengujian
bakteri terpilih pada tanah entisol yang ditambahkan minyak bumi dan solar dapat
menurunkan pH, bobot minyak dan konsentrasi fenol dan meningkatkan produksi CO2C serta biodegradasi minyak bumi.
Dari hasil penelitian yang dikemukakan oleh Bosser dan Bartha (1984), telah
ditemukan mikrob yang hidup di lingkungan minyak bumi, yaitu antara lain dari genera
Alcaligenes, Arthrobacter, Acinetobacter, Nocardia, Achromobacter, Bacillus,
Flavobacterium, dan Pseudomonas. Oetomo (1997) menemukan jenis mikrob yang
mampu mendegradasi minyak bumi yaitu; Pseudomonas sp., Bacillus sp., Nocardia sp.,
Mycobacterium. Penelitian lain menemukan beberapa isolat mikrob dari tanah yang
terkontaminasi limbah oli teridentifikasi beberapa jenis yaitu: Bacillus megaterium,
Pseudomonas diminuta, Gluconobacter cerenius, Pasteurella caballi (Suortti et al.
2000). Komar dan Irianto (2000) melakukan bioremediasi dengan penambahan
Bacillus sp., mampu mendegradasi tanah tercemar toluena; Wijayaratih (2001)
melakukan bioremediasi dengan mikrob Pseudomonas sp., mampu mendegradasi
senyawa hidrokarbon naftalena; Hardjito (2003) melakukan degradasi minyak bumi
dengan mikrob Arthrobacter simplex, dan Pseudomonas aeruginosa.
Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi
Istilah Ekosistem Air Hitam (Black Water Ecosystem) merupakan
pengembangan istilah yang sudah dikenal yaitu sungai air hitam yang memiliki warna
hitam jernih juga beberapa danau dan rawa yang memiliki air hitam, tidak berbau,

11

terbentuk melalui proses alamiah yang berlangsung ribuan tahun, kaya akan bahan
organik, dan dipengaruhi baik langsung maupun tidak langsung oleh lahan gambut.
Ekosistem ini tidak hanya penting karena jenis flora dan faunanya juga dari segi
bioteknologi sangat penting untuk dikembangkan. Diduga berbagai kelompok mikrob
yang mampu hidup dalam kondisi ekstrim baik pada pH rendah (asidofilik), pH tinggi
(alkalofilik), suhu rendah (mesofilik) dan suhu tinggi (termofilik), serta mikrob lain
yang memiliki potensi untuk dikembangkan dalam industri bioteknologi dapat
ditemukan dalam lingkungan tersebut. Selain potensi yang terkait erat dengan industri
bioteknologi, lingkungan semacam ini menyimpan potensi mikrob yang dapat
digunakan untuk bioremediasi. Kandungan fenol dan senyawa turunannya yang tinggi
mengisyaratkan terdapat bakteri-bakteri yang mampu mendegradasi polutan berfenol
ataupun senyawa-senyawa hidrokarbon lain sebagai pencemar lingkungan (Santosa
2000).
Potensi gambut terbesar di Tanjung Jabung Timur, Jambi tersebar di dua area
yaitu Mendahara dan Dendang. Dari hasil penelitian diketahui kandungan kalori gambut
di area tersebut berkisar antara 4,000 – 5,500 kalori/Gram dengan tebal maksimum
berkisar antara 5 – 13 meter. Kandungan abu berkisar antara 2.13 - 4.19 %, sedangkan
kandungan sulfur berkisar antara 0.27 - 0.63 %. Penyebaran tanah di kawasan Tanjung
Jabung Timur, Jambi secara makro pada umumnya adalah tanah yang selalu
dipengaruhi oleh air, yaitu tanah-tanah yang berumur muda dan tanah organik atau
tanah gambut.

12

3 ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK
BERAT YANG DIISO