4.5. Potensi Bakteri Dalam Mendegradasi Pestisida Berbahan Aktif Karbofuran
Residu karbofuran yang diamati dari perlakuan bakteri terimabilisasi dan sel bebas selama 15 hari masa inkubasi memperlihatkan bahwa, sel bebas
Pseudomonas aeruginosamemiliki kemampuan yang baik dalam mendegradasi karbofuran konsentrasi awal 41,86 mgkg dimana keberadaan carbofuran sudah
tidak terdeteksi pada hari ke-15 masa inkubasi. P. aeruginosa yang diimobilisasi menggunakan alginat memperlihatkan data yang paling baik, dimana pada hari ke-
5 masa inkubasi konsentrasi karbofuran sudah tidak terdeteksi. P. aeruginosa yang diimobilisasi menggunakan PUF menunjukkan data yang kurang baik,
dimana hingga hari ke-15 masa inkubasi konsentrasi karbofuran terdeksi sebesar 1,17 mgkg kemampuan degradasi 97,60 Gambar 11, Lampiran 10: Halaman
54.
Bakteri Pseudomonas aeruginosa Strain M 111 memperlihatkan kemampuan yang lebih cepat dalam mendegradasi karbofuran. Konsentrasi
karbofuran pada hari ke-15 sudah tidak terdeteksi dengan perlakuan menggunakan sel bebas dan imobilisasi pada PUF, sedangkan imobilisasi menggunakan kalpsul
alginat pada hari ke-5 konsentrasi dari karbofuran sudah tidak terdekteksi.
Gambar 11. Residu karbofuran selama 15 hari masa inkubasi
5 10
15 20
25 30
35 40
45
Hari ke-0 Hari ke-5
Hari ke-10 Hari ke-15
K o
n se
n tr
a si
m g
kg
Masa inkubasi
Kontrol - P. aeruginosa Kontrol +
P. aeruginosa Strain M 111 Kontrol + P. aeruginosa Kapsul Alginat
P. aeruginosa Strain M 111 Kapsul Alginat P. aeruginosa Polyurethane foam
P. aeruginosa Strain M 111 Polyurethane foam
Universitas Sumatera Utara
Kemampuan kedua isolat bakteri dalam mendegradasi karbofuran tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kemampuan bakteri dalam menghasilkan
biosurfaktan dan enzim yang mampu mendegradasi karbofuran. Pada hasil uji aktifitas biosurfaktan didapatkan bahwa P. aeruginosa mampu menghasilkan
indeks emulsi yang lebih tinggi dibandingkan dengan P. aeruginosa Strain M 111, mengindikasikan kemampuan yang baik dari biosurfaktan untuk membantu proses
degradasi oleh enzim yang dihasilkan oleh bakteri. Bakteri P. aeruginosa diketahui mampu menghasilkan biosurfaktan dari
golongan glikolipid yaitu rhamnolipid. Rhamnolipid yang dihasilkan mampu membantu mempercepat proses biodegradasi senyawa-senyawa hidrokarbon yang
sulit larut dalam air. Salah satunya adalah pestisida. Pestisida yang terkandung dalam media uji mampu didegradasi dengan bantuan biosurfaktan yang
dihasilkam oleh bakteri. Penelitian yang dilakukan oleh Onwosi dan Odibo 2012 dan Zhang, Mulligan 2005, dan Miller 1994 membuktikan bahwa bakteri dari
genus Pseudomonas mampu menghasilkan biosurfaktan dari golongan glikolipid yaitu rhamnolipid. Bakteri yang dapat menghasilkan rhamnolipid pada umumnya
mampu mendegradasi senyawa-senyawa hidrokarbon, mengikat logam berat dari tanah dan dekontaminasi minyak dari tanah.
Ada dua mekanisme yang dilakukan oleh biosurfaktan dalam proses biodegradasi pestisida, yaitu dengan cara membentuk emulsi sehingga bakteri
akan lebih mudah mensekresi enzim untuk proses biodegradasi, kemudian yang kedua dengan cara mengubah polaritas dari membran sel bakteri sehingga mampu
melekatkan pestisida ke membran sel yang kemudian akan menginduksi sekresi enzim dari bakteri.
Menurut Arias et al. 2005 biosurfaktan mampu memberikan hidropibisitas yang tinggi dengan melekatkan dirinya pada permukaan membran
bakteri. Membran bakteri yang telah bergabung dengan biosurfaktan akan mengikat karbofuran dengan mudah dan kemudian terjadi proses degradasi oleh
enzim ektraseluler bakteri. Biosurfaktan juga dapat membentuk kompleks biosurfaktan yang dinaman dengan micelle. Micelle merupakan gabungan dari
beberapa monomer biosurfaktan yang saling melekatkan diri, bagian luar merupakan gugus hidrofilik sedangkan dalam merupakan gugus hidropobik.
Universitas Sumatera Utara
Karbofuran akan masuk ke bagian dalam micelle, kemudian enzim akan melekat ke permukaan micelle agar terjadi biodegradasi.Beberapa penelitian mengenai
bakteri Pseudomonas pendegradasi pestisida berbahan aktif karbofuran telah dilakukan. Diantaranya adalah Venkateswarlu et al. 1977, bakteri pesudomonas
mampu mendegradasi karbofuran dengan konsentrasi 16 ppm selama 40 hari dimana bakteri tersebut terbukti memanfaatkan karbofuran sebagai sumber karbon
dan nitrogen untuk metabolisme. Pada penelitian Rajagopal et al. 1984 menunjukkan bahwa selama 30 hari bakteri mampu mendegradasi 70 dari
konsentrasi awal 10 ppm pada kondisi yang sama. Beberapa penelitian menyatakan bahwa bakteri yang menghidrolisa karbofuran, mampu mendegradasi
sempurna struktur cincin aromatis. Pada bakteri yang diimobilisasi dengan alginat memperlihatkan
kemampuan bakteri dalam menghasilkan biosurfaktan dan mendegradasi karbofuran paling baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal ini dapat
terjadi dikarenakan kapsul alginat memiliki kemampuan mengimobilisasi sel dalam jumlah yang besar, porositas dan kemampuan difusi yang baik sehingga
komunikasi antara satu sel bakteri dengan bakteri baik, menciptakan jumlah yang cukup untuk mencapai quorum dan menghasilkan biosurfaktan maupun enzim
yang digunakan untuk memperoleh sumber nutrisi bagi pertumbuhan dan metabolisme sel bakteri. Menurut Wei dan Luyan 2013, apabila P. aeruginosa
telah mencapai jumlah yang sesuai quorum maka sel bakteri tersebut mampu menghasilkan metabolit berupa enzim, biosurfaktan dan resistensi antibiotik.
Ada dua jalur pendegradasian karbofuran pada rantai N-metil karbamatnya yaitu dengan oksidatif dan hidrolitik Chaudhry Ali, 1988. Jalur hidrolitik
diyakini lebih baik dikarenakan menghasilkan metabolit yang bersifat toksik dalam jumlah kecil bahkan tidak ada, berbeda dengan jalur oksidatif
Chapalmadugu Chaudhry, 1991. Ketidakstabilan ikatan ester dari kelompok karbonil pada asam N metil karbamik berikatanke fenol atau rantai amida dari N
metil karbamic acid, keduanya akan menghasilkan karbofuran 7-phenol 2,3 dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranol, metabolit yang kurang beracun dibandingkan
dengan karbofuran, karbon dioksida dan metilamin. Yang akhirnyadigunakan sebagai sumber karbon dan atau nitrogen oleh beberapa grup bakteri yang mampu
35
Universitas Sumatera Utara
mendegradasi karbofuran, tetapi tidak mendegradasi cincin arimatik Trabue et al. 2001.
Selain Pseudomonas ada beberapa bakteri yang telah diteliti kemampuannya dalam mendegradasi karbofuran, dimana mekanisme dalam
biodegradasi tersebut hampir sama dengan yang dimiliki oleh Pseudomonas. Feng et al. 1997 melaporkan bahwa starin CF06 dari genus Sphinomonas mampu
memineralisasi cincin aromatis dari karbofuran tanpa adanya produksi dari metabolit lain. Kim et al. 2004 Sphogomonas strain SB5a mampu menghidrolisa
karbofuran 7 phenol dan menghasilkan senyawa intermediate yang disebut dengan 2-hidroksii-3-3-metilpropan-2-ol-phenol yang dikonversi menjadi metabolit
merah berupa 5-2-hidroksi-2-metil-propil2,2-dimetil-2,3-dihidro-naptho [2,3-6] furan-4,6,7,9-tetrone yang merupakan hasil dari kondensasi beberapa metabolit
hasil degradasi 2-hidroksi-3-3-metilpropan-2-ol-penol Park et al. 2006. Hidrolisa ikatan eter dari cincin karbofuran furanyl, menghasilkan metabolit 2-
hidroksi-3-3-methylpropan-2-ol benzene-N-methyl carbamate dan Carbofuran, menghasilkan metabolit 5-hidroksi carbofuran Chaudry Ali, 1988; Slaoui et al.
2001; Bano Musarrat, 2004. 36
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kategori