Penapisan Bakteri Resisten Terhadap Merkuri sebagai Alternatif Agen Bioremediasi pada Pencemaran Tanah Pertambangan

PENAPISAN BAKTERI RESISTEN TERHADAP MERKURI
SEBAGAI ALTERNATIF AGEN BIOREMEDIASI PADA
PENCEMARAN TANAH PERTAMBANGAN

ARENA YOGI PRATIWI

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
i 
 

ABSTRAK
ARENA YOGI PRATIWI. Penapisan Bakteri Resisten Terhadap Merkuri sebagai
Alternatif Agen Bioremediasi pada Pencemaran Tanah Pertambangan Dibimbing
oleh EMAN KUSTAMAN dan DIMAS ANDRIANTO.
Pencemaran logam berat merkuri (Hg) pada tanah dan air sangat
membahayakan lingkungan dan kesehatan manusia. Senyawa merkuri dalam
bentuk Hg(II) dapat terikat pada residu sistein protein manusia/binatang sehingga

protein kehilangan aktivitasnya. Penelitian ini dapat membantu memberikan
solusi terhadap masalah lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran merkuri
khususnya lingkungan yang berada di sekitar industri yang menggunakan merkuri
dan sebagai informasi terhadap jenis bakteri yang resisten terhadap merkuri. 
Bakteri resisten merkuri merupakan agen biologis yang mampu mendegradasi
merkuri dari Hg2+ menjadi Hg yang mempunyai sifat tidak berbahaya bagi
lingkungan dan kesehatan. Dua bakteri resisten merkuri telah diisolasi dari daerah
pembuangan limbah pertambangan emas PT. ANTAM. Bakteri tersebut
dibudidayakan pada media padat yang ditambahkan 1 µg/mL dan 10 µg/mL
HgCl2. Identifikasi kedua bakteri resisten merkuri dilakukan melalui uji morfologi
dan uji aktivitas biokimia dan dibandingkan dengan Bergey’s Manual of
Determinative Bacteriology. Enterobacter sp. menurunkan kadar HgCl2 pada
media sebesar 3.3 ppm setelah inkubasi tiga hari, sedangkan Bacillus sp.
menunjukkan penurunan sebesar 0.9 ppm. Bacillus sp. lebih baik dari pada
Enterobacter sp. sebagai agen bioremediasi karena tingkat resistensi terhadap
antibiotik lebih rendah sehingga mudah pengendaliannya.
Kata kunci: Merkuri, Enterobacter sp., Bacillus sp., bakteri resisten merkuri,
bioremediasi

ABSTRACT

ARENA YOGI PRATIWI. Screening of Mercury-Resistant Bacteria an
Alternative Bioremediation Agent on Soil Pollution in Mining Industry. Under
the supervision of EMAN KUSTAMAN and DIMAS ANDRIANTO.
Heavy metal pollution of mercury (Hg) in soil and water are very harmful
to the environment and human health. Mercury compounds in the form of Hg (II)
can be bound to the cysteine residues of proteins of human / animal so that the
protein loses its activity. This research was expected to help provide solutions to
environmental problems caused by environmental pollution, especially mercury
around industries that use mercury and as information on the type of bacteria that
were resistant to mercury. Mercury-resistant bacteria are a biological agent that
can degrade the mercury from Hg2+ to Hg which has un harmful properties to the
environment and health. There are two mercury-resistant bacteria that had isolated
from gold mine waste disposal areas of PT.ANTAM. The bacteria were cultivated
on solid media supplemented with 1 μg/mL and 10 μg/mL HgCl2. Identification of
two mercury-resistant bacteria had through the morphology test and biochemical
assay, were compared with the Bergey's Manual of Determinative Bacteriology.
Enterobacter sp. decreased consentration of HgCl2 in the media of 3.3 ppm after
three days incubation, whereas the Bacillus sp. showed a decrease of 0.9 ppm. 
Bacillus sp. better than the Enterobacter sp. as a bioremediation agent for the level
of resistance to antibiotics lower so it was easy to control.

Keywords: Mercury, Enterobacter sp., Bacillus sp., mercury-resistant bacteria,
bioremediation

PENAPISAN BAKTERI RESISTEN TERHADAP MERKURI
SEBAGAI ALTERNATIF AGEN BIOREMEDIASI PADA
PENCEMARAN TANAH PERTAMBANGAN

ARENA YOGI PRATIWI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Judul Skripsi

Nama
NIM

: Penapisan Bakteri Resisten Terhadap Merkuri sebagai
Alternatif Agen Bioremediasi pada Pencemaran Tanah
Pertambangan
: Arena Yogi Pratiwi
: G84080026

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dimas Andrianto, S.Si. M.Si
Anggota

Ir. Eman Kustaman
Ketua

Diketahui

Dr. Ir. I Made Artika, M.App.Sc
Ketua Departemen Biokimia

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan kemampuan kepada penulis untuk merampungkan penelitian yang
berjudul “Penapisan Bakteri Resisten Terhadap Merkuri sebagai Alternatif Agen
Bioremediasi pada Pencemaran Tanah Pertambangan” sehingga bisa selesai tepat
pada waktunya. Penelitian ini berlangsung selama enam bulan mulai dari Februari
sampai Juni 2012. Tempat pelaksanaan penelitian di Laboratorium Biokimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
(FMIPA IPB), Laboratorium Mikrob dan Bioproses Balai Penelitian Bioteknologi
Perkebunan Indonesia, dan Laboratorium Kimia, FMIPA IPB untuk pengukuran
AAS (Atomic Absorbtion Spectrofotometre).
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. Eman Kustaman dan Dimas
Andrianto,MSi selaku pembimbing, atas bimbingan dan arahan yang diberikan

selama pelaksanaan penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
Ir. Suharyanto, M.Si, Mba Trisning, Mba Uci, Mba Wulan, Yudieta, dan Mas
Haryo dari Laboratorium Mikrob dan Bioproses Balai Penelitian Bioteknologi
Perkebunan Indonesia untuk isolasi dan identifikasi bakteri, bapak Wawan dari
Departemen Kimia untuk analisis AAS. Selain itu, tidak lupa kepada ibu dan alm.
ayah tercinta, adik Dian Indah Pratiwi dan Aulia Rochmah Pratiwi, seluruh
keluarga, Tia, Putri, Tati, Azizah, Yudith, Sari, Riris, Elin, Lupy, Puspa, Rahmi,
Nissa, Dayu, Wulan, Ihsan, Mas Erwin, Arif, Agus, Mba Dian, Vita, Januar, Syifa
dan teman-teman yang senantiasa memberikan motivasi dan doa. Penulis berharap
semoga penelitian ini bisa bermanfaat, baik bagi penulis pribadi maupun
pembaca.

Bogor, Juni 2012

Arena Yogi Pratiwi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada 6 Oktober 1989 di Kebumen, Jawa Tengah dari
ayahanda Alm. Harjito dan ibunda Supriyati, BA. Penulis merupakan anak
pertama dari tiga bersaudara. Penulis menempuh pendidikan di Kebumen, pada

tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Gombong dan diterima di Institut
Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis tercatat
sebagai mahasiswa Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif di beberapa organisasi dan
kegiatan kampus. Penulis sempat aktif dalam kepengurusan Organisasi
Mahasiswa Daerah (OMDA) Kebumen. Selain itu, penulis pernah aktif sebagai
staf anggota Event Organizer Koperasi Mahasiswa (Kopma) IPB. Penulis juga
pernah aktif dalam organisasi keprofesian, yaitu CREBs (Community of Research
and Education in Biochemistry) sebagai Sekretaris Umum. Selain aktif di
organisasi, penulis juga aktif dalam kepanitian diantaranya Pesta Sains Nasional
(2009), kegiatan Even Organiser (EO) Kopma IPB, SPIRIT “Sport Competition
and Art Festival on MIPA Faculty” (2010), Masa Perkenalan Departemen (MPD)
Biokimia (2010), Biokimia Expo (2010), Siang Keakraban Biokimia (2012).
Penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Bagian Mikrob dan Bioproses di
Laboratorium Mikroba dan Bioproses, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan
Indonesia (BPBPI). Karya ilmiah yang pernah ditulis oleh penulis adalah Laporan
Praktik Lapangan: Teknik Serologi untuk Deteksi Dini Ganoderma sp. pada
Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis guineensis) dengan Prototype Gano-Kit. Selain itu
penulis juga menjadi asisten praktikum untuk mata kuliah Biokimia Umum.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................

x

PENDAHULUAN ..............................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Isolasi Bakteri ..............................................................................................
Bioremediasi ................................................................................................
Merkuri.........................................................................................................
Bakteri Resisten Merkuri .............................................................................
Dampak Pencemaran Merkuri .....................................................................

1
2
3
3
4

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan .............................................................................................
Metode Percobaan ........................................................................................

5
5

HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolat Bakteri Resisten Merkuri ...................................................................
Hasil Uji Morfologi dan Uji Aktivitas Biokimia Bakteri Resisten
Merkuri.........................................................................................................
Resistensi Antibiotik Bakteri Resisten Merkuri...........................................
Pengujian Bakteri sebagai Bioremediasi......................................................

7
8
10
11

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ...................................................................................................... 11
Saran............................................................................................................. 12
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 12
LAMPIRAN ........................................................................................................ 14

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Hasil isolasi bakteri resisten merkuri ..........................................................

7

2

Uji morfologi bakteri resisten merkuri.........................................................

8

3

Uji aktivitas biokimia .................................................................................. 10

4

Hasil uji resistensi antibiotik ........................................................................ 11

5

Pengujian penurunan kadar Hg dengan isolat bakteri ................................. 11

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur dan bentuk molekul metil merkuri ................................................

3

2

Mekanisme bakteri resisten merkuri ............................................................

4

3

Daerah penambangan limbah PT. ANTAM ................................................

7

4

Hasil pewarnaan Gram ................................................................................. 10

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Alur penelitian.............................................................................................. 15

2

Hasil Analisis Kadar Hg pada Sampel Tanah di PT. ANTAM ................... 16

3

Hasil isolasi bakteri awal ............................................................................. 16

4

Bakteri murni ............................................................................................... 18

5

Bakteri yang tumbuh pada media yang mengandung HgCl2 ....................... 18

6

Uji pewarnaan Gram bakteri resisten merkuri (uji morfologi) .................... 18

7

Uji aktivitas biokimia (uji fermentasi karbohidrat) ..................................... 19

8

Uji aktivitas biokimia (uji indol, uji produksi H2S, uji pembentukan sitrat,
dan uji urease) .............................................................................................. 20

9

Uji resistensi antibiotik ................................................................................ 21

10 Kurva pertumbuhan bakteri ......................................................................... 22
11 Uji suhu bakteri kode 2M3 (Bacillus sp.) ..................................................... 22

1 
 

PENDAHULUAN
Suatu permasalahan yang besar dalam era
industrilisasi global saat ini adalah
terkontaminasinya air, tanah, air tanah, air
permukaan dan udara, oleh bahan kimia yang
berbahaya dan beracun. Hal ini merupakan
suatu konsekuensi pembangunan industri. Di
negara maju telah terjadi lebih dahulu langkah
untuk mengurangi atau menghilangkan bahan
kimia yang berbahaya dan beracun serta
mewaspadai kerusakan lingkungan secara
terus menerus. Sebaiknya hal tersebut tidak
terulang lagi di negara sedang berkembang
seperti halnya negara Indonesia. Selain
penanganan konvensional yang saat ini sedang
berjalan, perlu dikembangkan suatu terobosan
teknologi
baru
yang
menuju
pada
detoksifikasi dan pengancuran kontaminan
bahan kimia yang berbahaya dan beracun
untuk menangani masalah tersebut.
Pencemaran logam berat merkuri (Hg)
pada tanah dan air sangat membahayakan
lingkungan dan kesehatan manusia. Senyawa
merkuri dalam bentuk Hg(II) dapat terikat
pada residu sistein protein manusia/binatang
sehingga protein kehilangan aktivitasnya
(Rugh et al. 2000 dalam Nofiani & Guzrisal
2004).  Fraksi Hg2+ terbentuk dalam beberapa
menit saja di dalam larutan tanah. Fraksi
utama, senyawa anorganik dan organik
lainnya akan terikat dalam mineral tanah atau
dijerap pada permukaan tanah.
Sumber pencemaran merkuri dapat
disebabkan oleh proses geologi dan biologi.
Senyawa merkuri yang terdapat pada batu dan
tanah dikikis oleh hujan dan angin. Salah satu
usaha untuk detoksifikasi merkuri dapat
dilakukan menggunakan mikroorgansime
resisten merkuri, misalnya bakteri resisten
merkuri. Mikroorganisme yang terdapat pada
daerah tercemar merkuri berperan utama
untuk detoksifikasi merkuri. Apabila bakteri
tersebut dapat beradaptasi pada lingkungan
dengan tingkat kontaminasi logam berat yang
tinggi, maka diasumsikan bahwa penggunaan
bakteri tersebut sangat efektif dalam
meningkatkan reduksi logam berat. Oleh
karena itu, mikroorganisme yang terdapat
pada daerah tercemar merkuri merupakan
sumber untuk isolasi bakteri resisten merkuri.
Kemampuan bakteri merupakan agen
biologi penting yang dapat digunakan untuk
bioremediasi. Sejumlah bakteri resisten
terhadap merkuri telah diisolasi umumnya
termasuk dalam kelompok baik bakteri Gram
negatif maupun Gram positif (Nascimento &
Chartone-Souza 2003). Bakteri ini memiliki

 

mekanisme untuk mendetoksifikasi merkuri
berdasarkan pada mekanisme reduksi
intraselular Hg2+ menjadi bentuk non-toksik
Hg oleh enzim merkuri reduktase. Beberapa
bakteri yang telah diketahui dapat resisten
terhadap merkuri adalah bakteri aerobik dan
fakultatif yang mengkatalisasi proses reduksi
Hg(II) menjadi Hg(0) seperti bakteri jenis
Bacillus, Pseudomonas, Corynebacterium,
Micrococcus, dan Vibrio. Reduksi oleh
bakteri tersebut dapat digunakan sebagai
strategi
remediasi
untuk
endapan
terkontaminasi (Mullen 1998). Percepatan laju
reduksi
Hg(II)
oleh
bakteri
sangat
memungkinkan untuk digunakan dalam teknik
bioremediasi in situ di tanah atau air yang
tercemar (Barkay et al. 1991; Goldstein et al.
1988). Oleh karena itu, penelitian mengenai
keberadaan bakteri lain yang resisten terhadap
merkuri sangat penting bagi kesehatan dan
dunia industri pertambangan itu sendiri.
Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi
bakteri yang resisten terhadap merkuri pada
tanah pertambangan yang tercemar merkuri
pada daerah pertambangan PT. ANTAM.
Bakteri yang telah teridentifikasi dapat
digunakan sebagai salah satu cara untuk
detoksifikasi
merkuri
sehingga
dapat
mengurangi efek berbahaya yang ditimbulkan
oleh
merkuri
pada
tanah
sekitar
pertambangan. Hipotesis pada penelitian ini
yaitu adanya isolat bakteri yang resisten
terhadap merkuri dan mampu digunakan
sebagai agen bioremediasi. Hasil penelitian
ini diharapkan dapat memberikan informasi
adanya bakteri yang dapat digunakan sebagai
agen bioremediasi pada tanah pertambangan
yang tercemar merkuri.

TINJAUAN PUSTAKA
Isolasi Bakteri
Isolasi merupakan cara untuk memisahkan
atau memindahkan mikroba tertentu dari
lingkungannya, sehingga diperoleh kultur
murni atau biakan murni. Kultur murni ialah
kultur yang sel-sel mikrobanya berasal dari
pembelahan dari satu sel tunggal (Pelczar
1986). Kultur murni atau biakan murni sangat
berguna didalam mikrobiologi, yaitu untuk
menelaah
dan
mengidentifikasi
mikroorganisme, termasuk penelaahan ciriciri kultural, morfologis, fisiologis, maupun
serologis, memerlukan suatu popolasi yang
terdiri dari satu macam mikroorganisme saja.
Sifat organisme dalam suatu biakan murni

2 
 
dapat dipelajari dengan metode yang amat
keras dengan hasil yang sangat akurat karena
pengaruh sel hidup yang lain dapat ditiadakan.
Isolasi bakteri adalah proses mengambil
bakteri dari medium atau lingkungan asalnya
dan menumbuhkannya di medium buatan
sehingga diperoleh biakan yang murni.
Bakteri dipindahkan dari satu tempat ke
tempat lainnya harus menggunakan prosedur
aseptik. Aseptik berarti bebas dari sepsis,
yaitu
kondisi
terkontaminasi
karena
mikroorganisme lain. Teknik aseptik ini
sangat penting bila bekerja dengan
bakteri. Beberapa alat yang digunakan untuk
menjalankan prosedur ini adalah bunsen
dan laminar air flow. Bila tidak dijalankan
dengan tepat, ada kemungkinan kontaminasi
oleh mikroorganisme lain sehingga akan
mengganggu hasil yang diharapkan. Teknik
aseptik juga melindungi laboran dari
kontaminasi bakteri (Singleton dan Sainsbury
2006).
Beberapa metode untuk menginokulasi
bakteri sesuai dengan jenis medium
tujuannya. Pada medium agar tegak,
dilakukan metode tusuk menggunakan jarum
ose. Pada medium agar miring, dilakukan
metode gores dengan menggunakan loop ose.
Pada medium petridisk, dapat digunakan
metode streak plate (metode gores), pour
plate (metode tuang) atau spread plate
(metode sebar). Setelah inokulasi, dilakukan
proses inkubasi, yaitu menyimpan medium
pada alat atau kontainer ada temperatur
tertentu dan periode tertentu, sehingga tercipta
lingkungan yang menyediakan kondisi cocok
untuk pertumbuhan bakteri (Harley dan
Presscot 2002).
Bioremediasi
Bioremediasi merupakan suatu proses
pemulihan polutan dengan memanfaatkan jasa
makhluk hidup seperti mikroba (bakteri,
fungi, khamir), tumbuhan hijau atau enzim
yang dihasilkan oleh proses metabolisme
(Aleander 1997 dalam Widyawati 2006).
Beberapa metode yang telah dan sedang
dikembangkan untuk bioremediasi tanah dan
air yang terkontaminasi, yaitu termasuk
didalamnya
pengomposan,
landfarming,
bioreaktor, fase padat, dan perlakuan in situ
(Turco & Sadowsky 1995). Keberhasilan
bioremediasi di tanah dipengaruhi tiga faktor
independen, namun saling terkait yaitu
kontaminan,
mikroorganisme,
dan
lingkungan.

 

Bioremediasi
memiliki
beberapa
keuntungan menurut Mullen (1998), antara
lain relatif kurang berbahaya, proses
berlangsung secara alamiah, dan tidak
berdampak pada lingkungan serta tidak
menghasilkan bahan sisa. Sedangkan menurut
Gunalan (1998), bioremediasi dipilih sebagai
teknologi
remediasi
unggulan
karena
teknologi ini memiliki beberapa keuntungan
dan dapat menyelesaikan permasalahan
pencemaran lingkungan secara murah dan
tuntas.
Prinsip bioremediasi dilakukan dengan
menurunkan aktivitas kontaminan tersebut
dalam lingkungan, baik dengan cara
pembentukan senyawa yang mempunyai
kelarutan yang rendah, pembentukan senyawa
atau unsur yang mempunyai sifat meracun
(toksisitas) lebih rendah, atau menurunkan
konsentrasi kontaminan tersebut (Sklandany
& Metting 1992). Dalam kaitannya dengan
logam berat penurunan konsentrasi tersebut
harus dikaitkan dengan proses serapan oleh
organisme mengingat logam berat tersebut
umumnya larut dalam lemak dan dapat
terakumulasi dalam tubuh organisme (Mullen
1998).
Berdasarkan agen, teknik, dan proses
biologis, bioremediasi dibagi menjadi lima
kelompok, yaitu bioremediasi ex situ,
bioremediasi
in
situ,
bioaugmentasi,
bioremediasi penambahan surfaktan, dan
fitoremediasi (Gunalan 1998). Bioremediasi
ex situ disebut juga dengan perlakuan di
pemukaan tanah, yaitu proses bioremediasi
yang dilakukan dengan cara memindahkan
dan mengumpulkan kontaminan ke suatu
tempat untuk diberikan beberapa perlakuan.
Bioremediasi in situ disebut juga dengan
bioremediasi intrinsik atau penawaran alami
yang pada prinsipnya adalah suatu proses
bioremediasi yang hanya mengandalkan
kemampuan mikroorganisme setempat yang
telah ada di lingkungan tercemar limbah untuk
mendegradasinya. Bioaugmentasi merupakan
bioremediasi dengan cara menambahkan atau
memasukkan mikroorganisme pendegradasi
ke dalam lingkungan yang tercemar sehingga
mampu memulihkan lingkungan yang
tercemar dengan lebih cepat. Bioremediasi
penambahan surfaktan merupakan salah satu
proses bioremediasi yang memanfaatkan
fungsi surfaktan yang dapat meningkatkan
ketersediaan biologis kontaminan sehingga
mikroorganisme mampu mendegradasinya
dalam jumlah yang lebih banyak. Sedangkan
fitoremediasi adalah suatu kemampuan

3 
 
metabolisme tumbuhan dan hubungan positif
antara tumbuhan dengan mikroorganisme.
Merkuri
Merkuri adalah salah satu jenis logam
yang banyak ditemukan di alam dan tersebar
di bebatuan, biji tambang, air dan udara
sebagai senyawa organik dan non organik.
Merkuri dalam keadaan normal berbentuk
cairan berwarna abu-abu, tidak berbau dengan
berat molekul 200.59 g/mol (Elberger &
Brody 1993).  

Gambar 1 Struktur dan bentuk molekul
metil merkuri
Merkuri tidak larut dalam air, alkohol,
eter, asam hidroklorida, hidrogen bromida dan
hidrogen iodida. Namun, merkuri larut dalam
asam nitrat, asam sulfat panas, dan lipid.
Merkuri juga tidak tercampurkan dengan
oksidator, halogen, bahan-bahan yang mudah
terbakar, logam, asam, karbid dan amin
(Elberger & Brody 1993). Toksisitas merkuri
berbeda sesuai bentuk kimianya, misalnya
merkuri anorganik bersifat toksik pada ginjal,
sedangkan merkuri organik seperti metil
merkuri bersifat toksis pada sistim syaraf
pusat (Ellenhorn et al. 1997).
Merkuri terbagi jenis di alam yakni
merkuri elemental (Hg) yang sering kita
jumpai dalam gelas termometer, tensimeter air
raksa, almagam gigi, alat elektrik, batu baterai
dan cat. Selain itu, merkuri juga digunakan
sebagai katalisator dalam produksi soda
kaustik dan desinfektan serta untuk produksi
klorin dari sodium klorida. Lalu yang ke dua
yakni merkuri anorganik, yaitu dalam bentuk
Hg++ dan Hg+ misalnya yang sering dijumpai
pada merkuri HgCl2 termasuk dalam Hg
anorganik yang sangat toksik, kaustik, dan
digunakan sebagai desinfektan, mercurous
chloride (HgCl) yang digunakan untuk
pemutih gigi yang bersifat mudah terbakar.
Lalu yang ke tiga merkuri organik, yaitu

 

terdapat dalam beberapa bentuk, antara lain
metil merkuri dan etil merkuri yang keduanya
termasuk bentuk alkil rantai pendek dijumpai
sebagai kontaminan logam di lingkungan.
Misalnya memakan ikan yang terkena zat
tersebut dapat menyebabkan gangguan
neurologis dan kongenital (Ellenhorn et al.
1997).
Metil merkuri (Gambar 1) adalah merkuri
organik yang berbentuk serbuk putih dan
berbau seperti belerang pada sumber air
panas. Senyawa ini mudah terserap oleh organ
pencernaan dan dibawa oleh darah ke dalam
otak, liver, dan ginjal bahkan ke dalam janin
(Warouw 2008).
Bakteri Resisten Merkuri
Tanaman dan bakteri merupakan agen
biologi penting yang dapat digunakan untuk
bioremediasi, maka beberapa tahun terakhir
ini bidang mikrobiologi terapan dan biologi
molekuler menjadi dasar pengembangan
teknologi bioremediasi dengan memanfaatkan
bakteri yang dapat mereduksi merkuri. Hasil
penelitian Benyehuda et al. (2003)
menunjukkan
respon
penghambatan
pertumbuhan yang sangat bervariasi dari
bakteri aerob kemoheterotrop yang diisolasi
dari dasar permukaan sedimen di dalam
medium pepton – tripton – yeast – glukosa
(PTG) dengan kertas cakram yang
mengandung 2 μmol Cr(VI), 50 nmol Hg(II),
dan 500 nmol Pb(II). Hal ini diduga karena
bakteri Gram positif dan Gram negatif secara
prinsip memiliki perbedaan satu dengan
lainnya dalam hal interaksi dengan logam
(Giller et al. 1998).
Bakteri Gram negatif menunjukkan
toleransi terhadap logam yang lebih besar
dibandingkan Gram positif karena memiliki
struktur dinding sel yang lebih kompleks yang
mampu mengikat dan mengimobilisasi ion
logam termasuk Hg2+. Ahmad et al. (2005)
mengemukakan bahwa kemampuan bakteri
menghasilkan polisakarida ekstraseluler dapat
melindungi sel dari pengaruh toksik logam
berat. Hasil penelitiannya memberikan
indikasi bahwa bakteri heterotrof yang
ditumbuhkan di dalam medium yang
mengandung merkuri konsentrasi 150-200
μg/g akan mengalami penurunan viabilitas
setelah 21 hari inkubasi.
Sejumlah bakteri resisten terhadap merkuri
telah diisolasi dari berbagai jenis lingkungan.
Umumnya bakteri tersebut termasuk dalam
kelompok baik bakteri Gram negatif maupun

4 
 
Gram positif (Nascimento & Chartone-Souza
2003). Bakteri ini memiliki mekanisme
mendetoksifikasi merkuri berdasarkan adanya
mekanisme reduksi intraseluler Hg2+ menjadi
bentuk tidak toksin Hg0 oleh enzim merkuri
reduktase.
Pilot plant untuk pengembangan teknologi
bioremediasi merkuri pada limbah industri
dilaporkan oleh Dobler (2003) dengan
memanfaatkan
Pseudomonas
putida.
Beberapa bakteri aerobik dan fakultatif
mengkatalisasi proses reduksi Hg(II) menjadi
Hg
seperti
Bacillus,
Pseudomonas,
Corynebacterium, Micrococcus, dan Vibrio.
Pseudomonas malthopilia dapat mereduksi
Cr6+ yang bersifat mobile dan toksik menjadi
bentuk immobile dan tidak toksik Cr3+serta
meminimumkan mobilitas ion toksik lainnya
di lingkungan seperti Hg2+, Pb2+, dan Cd2+
(Blake et al. 1993, Park et al. 1999). Reduksi
oleh bakteri tersebut dapat digunakan sebagai
strategi
remediasi
untuk
endapan
terkontaminasi (Mullen 1998).

Gambar 2 Mekanisme bakteri resisten merkuri
(Barkay et al. 2003).
Menurut Silver & Phung (1998)
detoksifikasi oleh bakteri resisten merkuri
terjadi karena bakteri resisten merkuri
memiliki gen resisten merkuri, mer operon.
Struktur mer operon
terdiri dari gen
metaloregulator (merR), gen transpor merkuri
(merT, merP, merC), gen merkuri reduktase
(merA), dan organomerkuri liase (merB).
Model mekanisme resisten merkuri bakteri
Gram negatif menurut Liebert et al. (1999)
adalah ion merkuri Hg(II) yang masuk ke
periplasma terikat ke pasangan residu merP.
Selanjutnya merP transfer Hg(II) ke residu
sistein merT atau merC. Akhirnya ion Hg(II)

 

menyeberang membran sitoplasma melalui
proses reaksi pertukaran ligan menuju sisi
aktif flavin disulfida oksida reduktase,
merkuri reduktase (merA). Merkuri reduktase
mengkatalisis reduksi Hg(II) menjadi Hg(0)
berdifusi di lingkungan sel untuk selanjutnya
dikeluarkan dari sel (Gambar 3).
Dampak Pencemaran Merkuri
Dampak merkuri terhadap lingkungan
dapat terakumulasi dilingkungan dan dapat
meracuni
hewan,
tumbuhan,
dan
mikroorganisme. Permukaan air yang asam
dapat mengandung signifikan jumlah raksa.
Bila nilai pH adalah antara lima dan tujuh,
maka konsentrasi raksa di dalam air akan
meningkat karena mobilisasi raksa dari dalam
tanah. Setelah raksa telah mencapai
permukaan air atau tanah, mikrorganisme
dapat mengkonversi raksa ke bentuk metil
merkuri. Metil merkuri merupakan suatu zat
yang dapat diserap oleh sebagian besar
organisme dengan cepat dan diketahui
menyebabkan kerusakan saraf.
Sebagian besar merkuri yang terdapat di
alam ini dihasilkan oleh sisa industri dalam
jumlah 10.000 ton setiap tahunnya.
Penggunaan merkuri sangat luas di mana 3000
jenis kegunaan dalam industri pengolahan
bahan-bahan kimia, proses pembuatan obatobatan yang digunakan oleh manusia serta
sebagai bahan dasar pembuatan insektisida
dalam pertanian (Christian & Fedelman
1970).
Semua komponen merkuri baik dalam
bentuk metal maupun bentuk alkil yang
masuk ke dalam tubuh terus menerus akan
menyebabkan kerusakan permanen pada otak,
hati, dan ginjal (Roger & Lawrence 1984).
Merkuri, terutama dalam bentuk metil
merkuri, sangat beracun untuk manusia.
Embrio manusia, janin, balita, dan anak-anak
sangat rentan karena merkuri mengganggu
perkembangan syaraf. Ketika seorang ibu
hamil atau seorang wanita dalam usia
produktif
memakan
makanan
yang
terkontaminasi dengan metil merkuri, zat
beracun mengalir melalui plasenta dan
terpapar ke janin. Konsentrasi metil merkuri
dalam janin lebih tinggi dibandingkan
konsentrasi di dalam tubuh sang ibu. Merkuri
juga terdapat di dalam air susu ibu (ASI) yang
akan dikonsumsi oleh balita pada awal
pertumbuhan 2 tahun pertama mereka. Anakanak yang memakan makanan yang
terkontaminasi merkuri pada tahun-tahun
pertama juga akan terpengaruh. Merkuri

5 
 
mempengaruhi dan merugikan perkembangan
otak serta perkembangan system syaraf anak.
Merkuri dapat mengurangi kemampuan
kognitif dan berpikir, memori, perhatian,
penguasaan bahasa, keterampilan motorik
halus dan keterampilan ruang visual.
Efek toksisitas merkuri pada manusia
bergantung pada bentuk komposisi merkuri,
jalan masuknya ke dalam tubuh, dan lamanya
berkembang. Contohnya adalah bentuk HgCl2
lebih toksik daripada bentuk HgCl
dikarenakan bentuk divalen lebih mudah larut
daripada monovalen. Disamping itu, bentuk
HgCl2 juga cepat dan mudah diadsorpsi
sehingga daya toksisitasnya lebih tinggi
(Alfian 2001).
Kasus pencemaran Hg yang pernah terjadi
pada tahun 1930 yang disebabkan oleh pabrikpabrik yang membuang limbah yang
mengandung senyawa merkuri yaitu metil
merkuri klorida ke Teluk Minamata di pantai
barat pulau Kyushu, Jepang. Sejak sekitar 15
tahun sejak dimulainya pembuangan limbah
pabrik tersebut, tragedi yang dikenal dengan
‘Minamata Diseases’ mulai terlihat pada
penduduk yang bermukim di sekitar Teluk
Minamata dan pulau-pulau disekitarnya,
berupa cacat mental dan cacat syaraf terutama
pada anak-anak. Setelah 25 tahun kemudian,
barulah pemerintah Jepang menghentikan
pembuangan Hg, melakukan rehabilitasi
penduduk yang terkena dampak menahun
(kronis). Kejadian ini membuat Jepang
membayar mahal, jauh melebihi keuntungan
pengoperasian Perusahaan Chisso Corporation
(Lasut 2002).

BAHAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian
ini adalah botol selai, aluminium foil, sekop,
icebox, labu Erlenmeyer, autoklaf, sudip,
batang pengaduk, laminar, kaca preparat,
loop, bak tempat menampung air, mikroskop,
kamera, botol fermentasi, air lock, tabung
reaksi, pipet tetes, pipet volumetrik, penangas
air 100oC, oven, cawan Petri, plastic
wrapping, spektrofotometer, dan AAS
(Atomic Absorbtion Spectrofotometre).
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini antara lain sampel tanah dari PT.
ANTAM, yeast extract, beef extract, pepton,
NaCl 0.85%, kristal violet, iodin, etanol 95%,
safranin, BTB (brom timol blue), glukosa 1%,
laktosa 1%, manitol 0.5%, maltose 1%,

 

sukrosa 2%, pereaksi benedict, reagen Kovac,
fero ammonium sulfat, natrium tiosulfat, agar,
media TSIA (triple sugar iron agar), media
Simmon’s citrate agar, nutrient agar,
ampisilin,
tetrasiklin,
kloramfenikol,
rifampisin, merkuri, dan akuades.
Metode Penelitian
Pengambilan sampel bakteri dan persiapan
media isolasi
Sampling dilakukan dengan mengambil
sampel 1-5 cm dari permukaan tanah di
daerah PT. ANTAM. Sampel sedimen
dilakukan pada 3 lokasi, yaitu: lokasi I berada
tepat di daerah yang diduga telah tercemar
merkuri yang berada dekat dengan
penambangan (M), lokasi II diambil menjauhi
tempat pertama dengan jarak 100 meter (1M),
dan lokasi III diambil menjauhi tempat
pertama dengan jarak 200 meter (2M).
Sehingga lokasi yang diambil berjarak 0
meter, 100 meter, dan 200 meter. Sampel
sedimen setiap titik pada setiap lokasi
dicampur sehingga diperoleh sampel komposit
(Nofiani & Gusrizal 2004). Sampel komposit
disuspensikan ke dalam bufer NaCl 0.85%.
Isolasi bakeri resisten merkuri diawali dengan
melakukan pengenceran 1:10 yaitu 10 gram
tanah ditambahkan 90 mL NaCl 0.85%
(Fardiaz 1993). Pengenceran ini untuk
masing-masing komposit yaitu M, 1M, dan
2M. Perlakuan pengenceran diperlukan
sebelum ditumbuhkan pada medium, agar di
dalam cawan Petri terbentuk koloni dalam
jumlah yang dapat dihitung setelah diinkubasi,
jumlah yang terbaik adalah diantara 30 dan
300 (Fardiaz 1993). Bakteri diinokulasi pada
media nutrient agar (yeast extract 2 g/L,
bacto pepton 5 g/L, NaCl 5 g/L, agar-agar,air)
setelah pengenceran dan diinkubasi pada
temperatur 30oC selama 12-16 jam. Teknik
perbanyakan kultur bakteri M digunakan
juga untuk perbanyakan kultur bakteri 1M
dan 2M. Hasil inokulasi bakteri yang telah
diencerkan diambil pada tiap cawan Petri
yang diisolasi secara acak.
Selanjutnya semua kultur bakteri yang
diperoleh ditumbuhkan di media seleksi
padat yang digunakan untuk isolasi bakteri
resisten merkuri adalah media seleksi padat
yang digunakan oleh Canstein et al, (2002)
dengan variasi konsentrasi HgCl2. Komposisi
media seleksi Canstein et al. (2002) terdiri
dari NaCl 15 g/L, sukrosa 4 g/L dan yeast
extract 2 g/L. Variasi konsentrasi HgCl2 yang
digunakan adalah 1 µg/mL dan 10 µg/mL.

6 
 
Penapisan bakteri
Penapisan bakteri dilakukan dengan cara
uji pewarnaan Gram dan uji biokimia yang
akan dicocokkan hasil ujinya dengan Bergey’s
Manual of Determinative Bacteriology.
Penapisan ini berupa apakah tanah tersebut
mengandung bakteri yang resisten terhadap
merkuri. Teknik yang dilakukan dengan
pewarnaan Gram dan juga melihat pohon
filogenik untuk memastikan bakteri apa yang
didapat. Uji biokimia yang dilakukan meliputi
uji fermentasi karbohidrat, uji pembentukan
indol, uji produksi H2S, uji penggunaan sitrat,
dan uji urease.
Uji pewarnaan Gram. Uji pewarnaan
Gram (Cappuccino & Sherman 1983)
dilakukan dengan cara isolat bakteri resisten
merkuri ditambahkan kristal violet selama 1
menit kemudian dicuci dengan air mengalir.
Setelah itu, 1 tetes Gram’s iodine mordant
ditambahkan selama 1 menit, kemudian dicuci
dengan air mengalir. Selanjutnya ditambah
etil alkohol 95% sampai kristal violet tidak
larut lagi dan pada akhirnya isolat bakteri
ditambahkan safranin selama 45 detik dan
dicuci dengan air mengalir, kemudian
dikeringkan dan diperiksa warna dan bentuk
sel bakteri dengan mikroskop.
Uji fermentasi karbohidrat. Substrat
yang digunakan untuk tes fermentasi
karbohidrat adalah glukosa, laktosa, manitol,
maltosa, dan sakarosa. Uji fermentasi
karbohidrat dengan substrat glukosa dilakukan
dengan menginokulasi bakteri resisten
merkuri ke 50 mL media pepton water yang
mengandung 0.5 mL bromthymol blue 0.4%
dan glukosa 1%, diinkubasi 24-48 jam pada
temperatur 300C (Collins & Lyne 1985). Hasil
positif ditandai dengan terbentuk warna
kuning dan tes negatif ditandai dengan warna
biru. Tes fermentasi karbohidrat dengan
substrat laktosa, manitol, maltosa dan
sakarosa. Konsentrasi substrat yang digunakan
adalah laktosa, manitol, maltosa, dan
sakarosa.
Uji
pembentukan
indol.
Uji
pembentukan indol dilakukan dengan
menginokulasi bakteri resisten merkuri ke
media water tripton atau SIM selama 24-48
jam pada temperatur 30°C, kemudian
ditambah 0.5
mL
Kovac’s reagent
(Cappuccino & Sherman 1983; Collins &
Lyne 1985). Reaksi positif ditandai dengan
terbentuknya warna merah.
Uji produksi H2S. Uji produksi H2S
dilakukan dengan menginokulasi bakteri
resisten merkuri ke media TSIA (triple sugar
iron agar) selama 24-48 jam pada temperatur

 

30°C (Cappuccino & Sherman 1983). Reaksi
positif ditandai dengan terbentuknya endapan
hitam.
Uji penggunaan sitrat. Uji penggunaan
sitrat dilakukan dengan menginokulasi bakteri
resisten merkuri ke media Simmon’s citrate
agar (Sigma) dan diinkubasi 24-48 jam pada
temperatur 30°C (Cappuccino &Sherman
1983). Reaksi positif ditandai dengan
terbentuknya warna biru.
Uji urease. Uji urease dilakukan dengan
menginokulasi bakteri resisten merkuri ke
media padat urea Christensen (Sigma) selama
24-48 jam pada temperatur 30°C (Cappuccino
& Sherman 1983). Reaksi positif ditandai
dengan terbentuknya warna merah.
Uji resisten antibiotik. Uji resisten
antibiotik dilakukan dengan menginokulasi
bakteri resisten merkuri pada 2 macam media
seleksi padat. Pertama, media seleksi padat
yang mengandung antibiotik dan diinkubasi
pada suhu 30°C selama 16-24 jam. Kedua,
media seleksi padat yang mengandung
antibiotik dan HgCl2 10 µg/mL dan diinkubasi
pada suhu 30 oC selama 16-24 jam. Antibiotik
yang digunakan untuk uji resisten antibiotik
pada kedua media adalah ampisilin dengan
konsentrasi 50.25 µg/mL (Ausubel et al.
1995), tetrasiklin dengan konsentrasi 200.25
µg/mL (Smit et al. 1998), kloramfenikol
dengan konsentrasi 50.25 µg/mL (Smit et al.
1998) dan rifampisin dengan konsentrasi
150.25 µg/mL (Smith et al. 1998).
Kultivasi bakteri
Bakteri yang telah diidentifikasi tersebut
kemudian
dibiakkan
dengan
metode
penggoresan sehingga bakteri tersebut didapat
jumlah yang banyak dan akan dipergunakan
dalam percobaan. Kultivasi bakteri dilakukan
dengan agar miring, media cair, dan media
padat. Media yang digunakan adalah nutrient
agar (NA) dan LB yang telah ditambahkan
HgCl2.
Pengujian bakteri sebagai bioremediasi
Pengujian bakteri sebagai bioremediasi,
diawali
dengan
pembuatan
kurva
pertumbuhan bakteri. Pembuatan kurva
pertumbuhan bakteri dilakukan dengan cara
menumbuhkan bakteri pada media media NB
yang mengandung HgCl2 1 ppm, kemudian
diukur setiap 12 jam sekali menggunakan
spektrofotometer dengan panjang gelombang
620 nm sampai diperoleh fase stasioner
pertumbuhan bakteri, sehingga akan diketahui
lamanya bakteri harus diinkubasi (Lampiran
10). Selanjutnya, setelah memperoleh waktu

7 
 
inkubasi, bakteri ditumbuhkan pada media
nutrient broth (NB) yang mengandung HgCl2
5 ppm selama 72 jam (waktu bakteri sampai
fase stasioner, Lampiran 10). Sebelumnya
media kontrol diukur terlebih dahulu kadar
merkurinya sehingga diketahui kadar merkuri
awal dengan spektrum AAS. Setelah itu,
sampel yang telah ditumbuhkan selama tiga
hari tersebut kembali diukur kadar merkuri
dengan spektrum AAS. Diharapkan kadar
merkuri dalam sampel tersebut memiliki kadar
yang lebih kecil dari kadar merkuri pada
media kontrol yang menunjukkan bakteri
tersebut mampu mereduksi Hg (merkuri).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolat Bakteri Resisten Merkuri
Merkuri merupakan bahan teratogenik.
Karena sifatnya yang sangat beracun maka
U.S Food & Drug Administration (FDA)
menentukan nilai ambang batas kadar merkuri
yang ada dalam jaringan tubuh ataupun di
badan air atau dalam pertambangan adalah
0.005 mg/L atau 0.005 ppm. Sedangkan baku
mutu air limbah berdasarkan standar air
penerima (Stream standard) untuk sungai
golongan IV (tidak digunakan oleh penduduk
untuk keperluan) adalah sebesar 0.01 ppm.
Berdasarkan hasil uji kadar merkuri awal pada
sampel tanah (Lampiran 2) yang diukur
menggunakan AAS diperoleh kadar merkuri
sebesar 0.030 ppm untuk jarak 0 meter (M),
0.017 ppm pada jarak (1M), dan 0.010 ppm
pada jarak 200 meter (2M). Hal tersebut
menunjukkan bahwa kadar merkuri yang
berada di tanah pembuangan limbah
pertambangan PT. ANTAM masih di ambang
batas kadar merkuri yang seharusnya ada di
pertambangan. Oleh karena itu perlu
dilakukan isolasi bakteri resisten merkuri
untuk mengolah limbah tersebut supaya tidak
berbahaya.

Gambar 3 Daerah pembuangan limbah
PT. ANTAM
Kondisi lokasi pertambangan (Gambar 3)
yang digunakan untuk pengambilan sampel

 

tanah merupakan daerah pembuangan limbah.
Kondisi pengambilan sampel tanah di sekitar
kolam pembuangan limbah. Sampel tanah
yang diperoleh hanya diukur kadar Hg saja.
Selanjutnya diisolasi bakteri yang tumbuh di
tanah tersebut dan diuji bakteri yang tahan
merkuri.
Tabel 1 Hasil isolasi bakteri resisten merkuri
Resistensi
Sampel
Isolat bakteri
merkuri
M1
M
M2
+
1M
1M1
1M2
2M1
2M
2M2
+
2M3
Keterangan: + : bakteri resisten merkuri
- : bukan bakteri resisten merkuri

Hasil isolasi bakteri dengan metode
pengenceran, diperoleh 7 koloni bakteri
(Tabel 1), diantaranya 2 koloni dari kultur
bakteri M (0 meter dari titik limbah), 1 koloni
dari kultur bakteri 1M (100 meter dari titik
limbah), dan 4 koloni dari kultur 2M (200
meter dari titik limbah). Ketujuh isolat bakteri
tersebut diambil pada tiap cawan Petri yang
diisolasi secara acak yang menunjukkan
penampakan visual yang berbeda dari setiap
jarak. Kode M1 dan M2 merupakan isolat
bakteri yang diambil dari kultur M, isolat 1M1
dan 1M2 diambil dari kultur 1M, sedangkan
bakteri 2M1, 2M2, dan 2M3 merupakan isolat
bakteri yang diambil dari kultur 2M.
Ketujuh bakteri tersebut ditumbuhkan
pada media seleksi yang digunakan untuk
isolasi bakteri resisten merkuri adalah media
menurut Canstein et al. (2002). Media seleksi
ini dapat mengurangi penggunaan konsentrasi
HgCl2 karena media seleksi Canstein et al.
(2002) tidak mengurangi toksisitas Hg
(merkuri) terhadap bakteri. Pada media kaya
asam amino terutama asam amino sistein,
toksisitas Hg berkurang, karena gugus
sulfihidril dapat mengikat Hg.
Resistensi kultur bakteri dari M, 1M, dan
2M terhadap merkuri anorganik berbeda.
Perbedaan resistensi tersebut berkaitan dengan
mekanisme respon populasi bakteri terhadap
merkuri. Ada tiga macam mekanisme
rangsangan bakteri terhadap stress merkuri.
Pertama,
dengan
cara
menghambat
metabolisme sel sehingga pertumbuhan sel
lambat atau sel mati. Kedua, menginduksi
sistem operon resisten merkuri untuk bekerja
sehingga sel tetap hidup dalam kondisi stress.

8 
 
Ketiga, adanya plasmid yang mengandung
gen reisten merkuri yang masuk dalam sel
(Smith et al. 1998).
Tujuh koloni yang diisolasi dalam media
seleksi menunjukkan bahwa hanya ada dua
isolat yang merupakan bakteri resisten
merkuri. Isolat yang tumbuh dalam media
mengandung 1 µg/mL dan 10 µg/mL adalah
1M1 dan 2M3. Menurut Nofiani & Gusrizal
(2004), bakteri yang dapat hidup untuk
konsentrasi HgCl2 10 µg/mL diduga hanya
bakteri yang mengandung gen resisten
merkuri. Sedangkan yang masih dapat hidup
dalam konsentrasi 1 µg/mL menurut Nofiani
& Gusrizal (2004) kemungkinan hanya
memiliki mekanisme respon cara menghambat
metabolisme sel atau sistem (Smith et al.
1998) atau multidrug, multication, atau
nodulation signal efflux yang merupakan
sistem yang dapat memompa keluar beberapa
jenis obat-obatan, kation divalent atau
nodulation signal lipooligosakarida.
Siklus dasar reaksi merkuri di dalam tanah
dilakukan oleh bakteri dan hasilnya meliputi
transformasi aerobik dan anaerobik yaitu dari
Hg(II) ke monometil Hg dan selanjutnya
menjadi metana dan Hg(0). Proses metilasi ini
merupakan awal proses detoksifikasi bagi
bakteri
bersangkutan
yang
kemudian
dilanjutkan dengan proses reduksi Hg(II)
menjadi Hg(0) (Barkay et al. 1991; Goldstein
et al. 1988).
Hasil Uji Morfologi dan Uji Aktivitas
Biokimia Bakteri Resisten Merkuri
Penapisan ini meliputi dua tahap yakni uji
morfologi dan uji biokimia.  Uji morfologi
dilakukan dengan pewarnaan Gram sedangkan
identifikasi bakteri berdasarkan uji aktivitas
biokimia
dilakukan
dengan
cara
membandingkan aktivitas biokimia setiap
bakteri. Aktivitas biokimia setiap jenis bakteri
berbeda. Hal ini disebabkan karena setiap
bakteri mempunyai akivitas enzimatik yang
berbeda. Kedua isolat bakteri diidentifikasi
dengan sistem Bergey’s Manual of
Determinative Bacteriology.
Berdasarkan hasil dari Tabel 1, diperoleh
dua isolat bakteri yaitu isolat bakteri dengan
kode 1M1 dan 2M3. Kedua isolat tersebut diuji
morfologi dan aktivitas biokimia untuk
mengetahui jenis bakteri tersebut. Hasil uji
morfologi berdasarkan pewarnaan Gram pada
kedua bakteri resisten merkuri yang diperiksa
menggunakan mikroskop, menunjukkan sel
berwarna merah untuk kode 1M1 sehingga
dikategorikan
bakteri
Gram
negatif,
sedangkan kode 2M3 berwarna ungu sehingga

 

dikategorikan bakteri Gram positif. Menurut
Purves & Sadava (2003), bakteri Gram positif
adalah jenis bakteri dengan dinding
peptidoglikan yang tebal, sementara bakteri
Gram negatif adalah jenis bakteri dengan
dinding peptidoglikan yang tipis (seperlima
dari bakteri Gram positif). Perbedaan
ketebalan
dinding
ini
mengakibatkan
perbedaan kemampuan afinitas dengan
pewarna Gram. Dinding peptidoglikan
memiliki afinitas yang kuat dengan pewarna
Gram, sehingga bakteri dengan dinding
peptidoglikan tebal akan mengikat pewarna
Gram dengan kuat, sehingga disebut bakteri
Gram
positif.
Sebaliknya,
dinding
peptidoglikan tipis pada bakteri Gram negatif
tidak memiliki afinitas yang tinggi dengan
pewarna Gram, sehingga disebut bakteri Gram
negatif. Hasil pewarnaan Gram adalah bakteri
Gram positif akan berwarna ungu gelap,
sementara bakteri Gram negatif akan
berwarna dadu atau merah.
Tabel 2 Uji morfologi bakteri resisten merkuri
Hasil Uji Morfologi
Kode Isolat
Pewarnaan
Bentuk Sel
Gram
Bakteri Gram
Batang
1M
negatif
pendek
Bakteri Gram
Batang
2M
positif
panjang
Uji biokimia yang dilakukan meliputi  uji
fermentasi karbohidrat, uji indol, uji produksi
H2S, uji pembentukan sitrat, dan uji urease.
Uji-uji ini dilakukan untuk mengidentifikasi
bakteri dengan melihat reaksi positif atau
negatif yang dihasilkan. Setelah diperoleh
hasil reaksinya, kemudian hasil reaksi
tersebuk akan dicocokan dengan sistem
Bergey’s
Manual
of
Determinative
Bacteriology.
Bakteri memiliki berbagai aktivitas
biokimia dengan menggunakan nutrisi yang
diperoleh
dari
lingkungan
sekitarnya.
Transformasi biokimia dapat timbul di dalam
dan di luar dari bakteri yang diatur oleh
enzim. Setiap bakteri memiliki kemampuan
dalam menggunakan enzim yang dimilikinya
untuk degradrasi karbohidrat, lemak, protein,
dan asam amino. Metabolisme ini biasanya
menghasilkan produk yang dapat digunakan
untuk identifikasi dan karakterisasi bakteri.
Pada prinsipnya pengamatan aktivitas
biokimia mikroorganisme digunakan untuk
mengetahui kemampuan mikroorganisme
untuk menggunakan dan menguraikan
molekul yang kompleks dan molekul yang

9 
 
sederhana. Selain itu, metabolisme seringkali
menghasilkan hasil sampingan yang dapat
digunakan untuk identifikasi.
Uji aktivitas biokimia tersebut selain
bertujuan untuk membantu mengidentifikasi
dan mengkarakterisasi bakteri juga bertujuan
untuk mengetahui ikatan karbon (C) dan
nitrogen (N) pada bakteri dengan uji urease,
asam amino yang ada di bakteri seperti uji
indol, dan mengetahui sumber energi lain
selain glukosa atau laktosa contohnya sitrat.
Uji fermentasi karbohidrat dilakukan
dengan
menggunakan substrat glukosa,
laktosa, manitol, maltosa, dan sukrosa.
Fermentasi merupakan proses degradasi
anaerob molekul gula (karbohidrat) atau
nutrien lain untuk mendapatkan energi pada
kondisi anaerob. Produk yang dihasilkan oleh
fermentasi karbohidrat adalah alkohol dan
fermentasi
karbondioksida
(CO2). Uji
karbohidrat (Tabel 3) menunjukan bakteri
resisten merkuri dengan kode 1M1 dan 2M3
mampu melakukan fermentasi karbohidrat dan
menghasilkan gas CO2 dengan substrat
glukosa, laktosa, manitol, maltosa, dan
sukrosa, kecuali substrat laktosa bakteri kode
2M3 tidak mampu melakukan fermentasi
kabohidrat dan menghasilkan gas CO2.
Kemampuan
bakteri
resisten
merkuri
melakukan fermentasi karbohidrat ditandai
dengan adanya produksi asam organik (asam
asetat, asam laktat, asam formiat, dan asam
suksinat) dan gas (karbondioksida dan
hidrogen) (Cappucinno & Sherman 1983).
Produksi asam organik menyebabkan pH
media fermentasi menurun sehingga indikator
yang terdapat pada media berubah dari merah
menjadi kuning. Adanya gas CO2 ditunjukkan
dengan terbentuknya gelembung pada tabung
Durgham.
Uji aktivitas biokimia selanjutnya adalah
uji indol. Uji pembentukan indol bakteri
bertujuan untuk memeriksa
kemampuan
bakteri mendegradasi asam amino esensial
triptofan (Cappuccino & Sherman 1983).
Enzim yang berperan dalam proses ini adalah
triptopanase. Produk metabolit triptopan
adalah indol, asam piruvat, dan amonia.
Keberadaan indol dideteksi dengan Kovac’s
reagent yang menyebabkan terbentuknya
warna merah. Warna merah terjadi karena
terbentuknya komplek antara indol dan pdimetilaminobenzaldehid
dari
Kovac’s
reagent. Kedua isolat bakteri resisten merkuri
(Tabel 3) menunjukkan hasil yang negatif
dengan terbentuknya warna kuning, hal
tersebut menunjukkan bahwa bakteri 1M1 dan

 

2M3 tidak mampu mendegradasi asam amino
esensial triptofan.
Medium TSIA (triple sugar iron agar)
mengandung 3 macam gula, yaitu glukosa,
laktosa, dan sukrosa, terdapat juga indikator
untuk
fenol
merah,
serta
FeSO4
memperlihatkan pembentukan H2S yang
ditunjukkan dengan adanya endapan hitam.
Kemampuan bakteri menghasilkan H2S
digunakan juga untuk melihat aktivitas
biokimia bakteri resisten merkuri karena
beberapa bakteri mampu mereduksi sulfur
organik yang terdapat pada asam amino
sistein (Cappuccino & Sherman 1983). Reaksi
ini dibantu oleh enzim sistein desulferase.
Berdasarkan uji produksi H2S (Tabel 3)
diperoleh hasil negatif untuk kedua bakteri
resisten merkuri yang ditandai dengan tidak
terbentuknya endapan hitam, hal tersebut
menunjukkan bakteri resisten merkuri tidak
memiliki enzim sistein desulferase sehingga
tidak mampu menghasilkan H2S.
Uji biokimia selanjutnya adalah uji
pembentukan sitrat yang menunjukkan hasil
positif (Tabel 3) ditandai dengan terbentuknya
warna biru pada kedua isolat bakteri
(Lampiran 8). Bakteri
coliform
dapat
menggunakan sitrat sebagai sumber energi
apabila tidak ada glukosa atau laktosa. Hal ini
dapat terjadi jika bakteri coliform memiliki
enzim sitrat permease (Cappuccino &
Sherman 1983; Barnet & Venghaus 1989).
Sitrat permease berperan dalam membawa
sitrat dari luar sel ke dalam sel. Sitrat yang
telah berada di dalam sel akan masuk ke
dalam siklus Krebs. Pada siklus Krebs, sitrat
akan diubah menjadi asam oksaloasetat dan
asam asetat dengan bantuan enzim sitrase.
Selanjutnya asam oksaloasetat dan asam
asetat diubah menjadi asam piruvat dan
karbondioksida. Karbondioksida bereaksi
dengan air dan natrium yang terdapat pada
media Simmon’s citrate agar sehingga
membentuk natrium bikarbonat. Keberadaan
natrium bikarbonat mengakibatkan media
bersifat basa sehingga merubah warna
indikator bromthymol blue dari hijau menjadi
biru. Tes penggunaan sitrat positif ditandai
dengan adanya enzim sitrat permease pada
bakteri.
Uji
urease
dilakukan
dengan
menginokulasi bakteri resisten merkuri ke
media padat urea Christensen (Cappuccino &
Sherman 1983). Hasil reaksi menunjukkan
hasil positif (Tabel 3) pada kedua bakteri yang
ditunjukkan dengan terbentuknya warna
merah menandakan bakteri memiliki enzim
urease.

10 
 
Tabel 3 Uji aktivitas biokim