Aktivitas Enzim Protease Isolat Bakteri Termofilik Dari Beberapa Sumber Air Panas Di Sumatera Utara

AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA

TESIS

Oleh
KABUL WARSITO
117030046/BIO

PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis

Nama Mahasiswa
NIM
Program Studi
Fakultas

: AKTIVITAS
ENZIM
PROTEASE
ISOLAT
EKSPLORASI
UJI AKTIVITASDARIBEBERAPA
ENZIM
BAKTERI DAN
TERMOFILIK
BAKTERI
TERMOFILIK
DARI
SUMBER PROTEOLITIK
AIR PANAS DI SUMATERA

UTARA
: KABUL
KABULWARSITO
WARSITO
: 117030046
117030046
: Magister
MagisterBiologi
Biologi
: Matematika
Matematikadan
danIlmu
IlmuPengetahuan
PengetahuanAlam
Alam Universitas
Universitas
Utara
SumateraSumatera
Utara

Menyetujui
Komisi Pembimbing

Pembimbing 1

Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
196404091994031003

Pembimbing 2

Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
1965110111991031002

Disetujui
Ketua Program Studi S2 Biologi FMIPA USU

Dekan FMIPA USU

Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed
196602091992031003

Dr. Sutarman, M.Sc
196310261991031001

Tanggal Lulus: 28 Agustus 2013

Universitas Sumatera Utara

AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
dalam Program Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh
KABUL WARSITO

117030046/BIO

PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN ORISINALITAS

AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA
TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah
hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang tiap satunya
telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, Agustus 2013

KABUL WARSITO
117030046

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
di bawah ini:
Nama
NIM
Program Studi
Jenis Karya Ilmiah

: Kabul Warsito
: 117030046

: Magister Biologi
: Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive
Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI TERMOFILIK DARI
BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI SUMATERA UTARA
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan
Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, Agustus 2013

Kabul Warsito

Universitas Sumatera Utara

Telah diuji pada
Tanggal: 28 Agustus 2013

PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua

: Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc

Anggota

: 1. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
2. Dr. It Jamilah, M.Sc
3. Dr. Saleha Hanum, M.S

Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap dan gelar

: Kabul Warsito, S.Si

Tempat dan Tanggal Lahir

: Sei Rejo, 1 Agustus 1986

Alamat rumah

: Desa Sei Rejo, Kecamatan Sei Rampah, Kabupaten
Serdang

Bedagai

Provinsi

Utara

Sumatera

.

Handphone

: +6285296699600

E-mail

: kabulwarsito@student.usu.ac.id
kabulwarsito@yahoo.com

DATA PENDIDIKAN

SD

: SDN 105410 Sei Rampah

Tamat : 1998

SMP

: SMP Teladan Sei Rampah

Tamat : 2001

SMA

: SMA Teladan Sei Rampah

Tamat : 2005

Strata-1

: Departemen Biologi FMIPA USU

Tamat : 2009

Universitas Sumatera Utara

PERSEMBAHAN

“Hai orang-orang yang beriman, apabila dikatakan kepadamu, ‘Berlapanglapanglah dalam majelis’, maka lapangkanlah, niscaya Allah akan memberi kelapangan
untukmu. Dan apabila dikatakan, ‘Berdirilah kamu’, maka berdirilah, niscaya Allah
akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi
ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha Mengetahui apa yang
kamu kerjakan.”. QS. Al-Mujadilah: 11.

Ku persembahkan untuk:

Ibunda Siti Qomariah
Seorang Ibu yang tegar dalam membesarkan dan membimbing buah hatinya dengan
penuh ketegaran dalam balutan cinta dan kasih sayang. Lantunan doa yang tak
pernah berhenti menjadi kekuatan tersendiri bagi penulis untuk tetap semangat
dalam menggapai cita.

Ayahanda Wardan (Alm.)
Semangat perjuangan dan pengorbanan Ayah yang begitu luar biasa hingga
hembusan nafas terakhirnya menjadi sumber inspirasi bagi penulis untuk tetap kuat
dalam menjalani berbagai rintangan dan cobaan menuju puncak kesuksesan.
Semoga Allah SWT. memberikan tempat yang mulia di sisi-Nya. Amin Ya
RabbalAlamin.

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirabbil’alamin penulis ucapkan kepada Allah SWT karena rahmat
dan karunia-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan tesis sesuai dengan waktu
yang diharapkan.Dalam penulisan tesis ini penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu baik secara langsung ataupun
tidak langsung.
1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc(CTM), Sp.A(K). atas kesempatan untuk mengikuti dan menyelesaikan
pendidikan Magister.
2. Beasiswa Unggulan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan yang telah
memfasilitasi seluruh kegiatan akademik pendidikan Magister di Universitas
Sumatera Utara.
3. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku ketua Program Studi Magister
Biologi FMIPA USU.
4. Prof.Dr. Dwi Suryanto, M.Sc dan Prof.Dr. Erman Munir, M.Sc selaku
Pembimbing I dan pembimbing II dalam penyusunan tesis ini.
5. Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc dan Ibu Dr. Saleha Hannum, M.Si selaku dosen
Penguji yang telah memberikan saran dan masukannya demi kesempurnaan
penulisan tesis ini.
6. Keluarga besar penulis, Kakak, Abang dan Adikku yang kucintai Agus
Syahputra Wardana dan Purnama Dewi Putri Wardani serta seluruh keponakan
yang telah mendukung penulis selama menempuh pendidikan, baik dukungan
moril maupun materil sehingga penulis bisa menyelesaikan pendidikan sesuai
dengan yang diharapkan.
7. Kepada Laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian
Penyakit, Medan yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan penelitian
dari awal hingga selesai.
8. Sahabat yang juga telah menjadi keluarga penulis, Panji Wibowo Hasyim, S.Si.,
Suharsono, S.Kom. M.Kom. dan Eko Pramana Putra, S.Si. yang selalu bersama
dalam perjuangan suka dan duka selama penulis menempuh pendidikan
Magister.
9. Teman-teman di Kos yang telah bersama dan berbagi kepada penulis,
Zainuddin Siregar, S.Kom., Basrah Nasution, S.Kom., M. Arisandy S.Kom. dan
Suyono yang telah banyak membantu penulis.
10. Keluarga besar Madrasah Ulumul Qur’an, Langsa, Aceh, khususnya Santri
Angkatan 29 dan 30 yang telah memberi kenangan indah bagi penulis selama
menumpuh pendidikan Magister. Kepada adinda Zailul Zikriandi, Aufar Fadlul
Hadi dan Sabrun Jamil terima kasih telah berbagi cerita indah dan semangat
yang tinggi dalam menggapai cita-cita. Ananda yang paling spesial, Fauzul
Kabir Anas yang telah menjadi inspirasi tersendiri bagi penulis dan terlebih
dahulu mewujudkan impiannya menjadi seorang Hafiz Qur’an, semoga tetap
istiqomah dan tetap semangat selama menuntut ilmu di Turki.

Universitas Sumatera Utara

11. Kepada seluruh Pendiri, Pengurus dan Relawan Sahabat Beasiswa Untuk
Negeri, Universitas Sumatera Utara yang telah banyak berjuang demi kemajuan
dunia pendidikan. Tetaplah istiqomah untuk mengabdikan diri demi
mewujudkan Generasi Berprestasi yang Mandiri dan Berjiwa Sosial Tinggi.
12. Kepada seluruh teman-teman Program Magister Biologi angkatan 2011, terima
kasih atas kebersamaan dan perjuangan selama mengikuti perkuliahan dan
seluruh kegiatan akademik.
Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari
bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan.Oleh karena itu penulis
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi
kesempurnaan tesis ini.Semoga tesis ini bermanfaat kepada pembaca dan semoga
Allah SWT.membalas semua kebaikan kita semua dengan balasan yang setimpal.
Amin Ya Rabbal Alamin.

Universitas Sumatera Utara

AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI TERMOFILIK
DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai isolasi dan karakterisasi parsial dari protease
kasarisolat bakteri termofil dari beberapa sumber air panas di Sumatera
Utara.Sebanyak 20 isolat menunjukkan aktivitas proteolitik secara kualitatif pada
media Skim Milk Agar.Tiga isolat dengan indeks proteolitik terbaik diuji aktivitas
enzimnya. Pengujian aktivitas protease kasar secara kuantitatif menunjukkan bahwa
isolat Bacillus sp. WR02 memiliki aktivitas sebesar 38,01 U/ml pada kondisi pH
6,5 dan suhu 53 oC diikuti oleh isolat Bacillus sp. SQ01 sebesar 13,51 U/ml pada
pH 5 dan suhu 60 oC serta isolat Bacillus sp. KW05 sebesar 13,78 U/ml pada pH 7
dan suhu 53 oC.

Kata Kunci :Bacillus sp., Bakteri Termofilik, Protease.

Universitas Sumatera Utara

PROTEASE ACTIVITY OF THERMOPHILIC BACTERIA ISOLATED FROM
HOT SPRINGS IN SUMATERA UTARA

ABSTRACT

Isolation and partial characterization of crude protease of thermophilic bacteria
from several hot springs in Sumatera Utara has been done. Twenty isolates showed
proteolitic activity qualitatively in Skim Milk Agar medium. Three isolates with
highest proteolitic index were tested their enzyme activity quantitatively. Result
showed that Bacillus sp. WR02 has highest protease activity 38,01 U/ml at pH 6,5
and temperature 53 oC followed byBacillus sp. SQ01 13,51 U/ml at pH 5 and
temperature 60 oC and Bacillus sp.KW05 13,78 U/ml at pH 7 and 53 oC.

Keywords: Bacillus sp., Thermophilic Bacteria, Protease.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
i
iii
iv
v
vii
viii

PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
BAB 1

BAB 2

BAB 3

BAB 4

BAB 5

PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
1.4 Manfaat
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lingkungan Termofil
2.1 Bakteri Termofil
2.3 Enzim Protease
2.4 Pemanfaatan Enzim Protease
2.5 Mikroorganisme Penghasil Protease
BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat
3.2 Bahan dan Alat
3.3 Pengambilan Sampel
3.4 Isolasi Bakteri Termofil
3.5 Uji Kemampuan Aktivitas Proteolitik Secara Kualitatif
3.6 Pembuatan Kurva Standar Bovin Serum Albumin
3.7 Produksi Protease Kasar
3.8 Pengukuran Kadar Protein
3.9 Pengujian Aktivitas Protease
3.10 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Protease
3.11 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Protease
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Isolat Bakteri Proteolitik Termofil dari
Beberapa Sumber Air Panas di Sumatera Utara
4.2 Uji Aktivitas Protease Isolat Bakteri Termofil Secara
Kualitatif
4.3 Produksi Protease
4.4 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Protease
4.5 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Protease
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

1
1
3
3
3
4
4
4
6
7
9
11
11
11
11
12
12
13
13
13
14
14
15
16
16
18
20
21
22
25
25
25

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Lampiran A. Alur Kerja Tahapan Penelitian
Lampiran B. Komposisi Media Pertumbuhan, Media Uji Dan Larutan
Yang Digunakan Dalam Penelitian
Lampiran C. Lokasi Pengambilan Sampel Air Panas, Kondisi Suhu dan
pH
Lampiran D. Indeks Proteolitik Isolat Bakteri Termofil dari Beberapa
Sumber Air Panas di Sumatera Utara
Lampiran E. Kurva Standar Bovin Serum Albumin
Lampiran F. Aktivitas Enzim Pada Berbagai pH dan Suhu

26
31
31
32
33
35
36
37

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 4.1.1
Tabel 4.2.1
Tabel 4.3.1

Karakterisasi morfologi koloni dan sel isolat
bakteri termofil
Indeks Proteolitik beberapa isolat bakteri termofil
Aktivitas enzim protease kasar isolat terpilih
selama 3 hari masa inkubasi pada media SMB
pada suhu 53o C

16
18
20

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 4.1.1
Gambar 4.2.1

Gambar 4.4.1
Gambar 4.5.1

Morfologi sel Bacillus sp. KW05 (A), Bacillus sp.
SQ01 (B), Bacillus sp. WR02 (C)
Zona hidrolisis dari 3 isolat bakteri yang
mempunyai nilai IP tertinggi pada media SMA
yang diinkubasi pada suhu 53o C selama 48 jam. A:
Bacillus sp. KW05; B: Bacillus sp. SQ01; C:
Bacillus sp. WR02.
Aktivitas protease kasar isolat terpilih pada
berbagai interval pH
Pengaruh suhu terhadap aktivitas protease ketiga
isolat terpilih

18
19

21
23

Universitas Sumatera Utara