Pengendalian Biofilm Streptococcus agalactiae pada Permukaan Sisik Ikan dan Plastik PVC dengan Senyawa Antibakteri Bakteri Asam Laktat Perairan Tawar
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA
PERMUKAAN SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC
DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT
PERAIRAN TAWAR
TESIS
Oleh
ULFAYANI MAYASARI
117030031/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA
PERMUKAAN SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC
DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT
PERAIRAN TAWAR
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
dalam Program Studi Magister pada Program Pascasarjana Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
ULFAYANI MAYASARI
117030031/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISINALITAS
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA PERMUKAAN
SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN TAWAR
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sembernya dengan benar.
Medan, 26 Agustus 2013
Ulfayani Mayasari
NIM 117030031
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
: Ulfayani Mayasari
: 117030031
: 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 :
Pengendalian Biofilm Streptococcus agalactiae pada Permukaan
Sisik Ikan dan Plastik PVC dengan Senyawa Antibakteri
Bakteri Asam Laktat Perairan Tawar
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
menformat, 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, 26 Agustus 2013
Ulfayani Mayasari
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 26 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Dr. It Jamilah, M.Sc
Anggota
:
1. Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MS
2. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
3. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
Lulus Pada Tanggal 26 Agustus 2013
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
:
Ulfayani Mayasari, S.Pd, M.Si
Tempat dan Tanggal Lahir
:
Sibolga, 3 Maret 1988
Jenis Kelamin
:
Perempuan
Agama
:
Islam
Alamat Rumah
:
Jl. M.Yakub Gg. Hasibah No.4A Medan
Orang Tua (Ayah)
:
H. Maili Syarkawi
:
Hj. Yenni Narusi
No HP
:
081260282677
E-mail
:
a_deUlfa@yahoo.co.id
(Ibu)
RIWAYAT PENDIDIKAN
Tamat Tahun
SD
: SD Negeri 084083 Sibolga
2000
SMP
: SLTP Al-Muslimin Pandan, Kab. Tapanuli. Tengah
2003
SMA
: SMA Negeri 1 MATAULI Pandan, Kab. Tapanuli Tengah
2006
Strata-1 : FMIPA Pendidikan Biologi UNIMED
2011
Strata-2 : FMIPA Biologi USU
2013
RIWAYAT PEKERJAAN
1.
Tentor Biologi di Gemilang Education Center
2011-2012
2.
Tentor Biologi BT/BS Medica
2012
3.
Guru Biologi SMP Madya Utama Medan
2011-2012
4.
Guru Biologi MA Al-Kautsar Al-Akbar Medan
2011-Sekarang
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT., atas segala
limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini
Penulis ajukan sebagai syarat menyelesaikan pendidikan Magister Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.
Dalam penyusunan Tesis ini, berbagai pihak telah banyak memberikan
bantuan, saran serta doa kepada Penulis, sehingga pada kesempatan ini Penulis
menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya,
kepada :
Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc. selaku dosen pembimbing I yang dengan
penuh perhatian telah banyak memberikan saran dan bimbingan sejak awal
penelitian sampai dengan selesainya penulisan Tesis ini, demikian juga kepada
Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarillin, M.S. selaku dosen pembimbing II yang penuh
kesabaran menuntun dan membimbing hingga penelitian ini dapat terselesaikan.
Kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Dwi
Suryanto, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan dan saran
yang berharga dalam penelitian ini.
Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed selaku Ketua Program
Studi Pascasarjana Biologi dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku Wakil Program
Studi Pascasarjana Biologi beserta seluruh staf atas segala bantuan dan
kemudahan yang telah diberikan selama pendidikan.
Mama dan Papa yang penulis cintai, Hj. Yenni Narusi dan H. Mailis
Syarkawi yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil
sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Sahabat dan saudara seperjuangan Diannita Harahap S.Pd dan Dewi Rulia
Br.Sitepu S.Pd yang selalu mengerti, memberikan dorongan semangat dan berbagi
suka maupun duka dalam menjalani penelitian. Ibu Tuti Sumiati, S.Pi selaku
peneliti di Balai Riset Perikanan Air Tawar, Bogor yang telah membantu
penyedian isolat sampel penelitian dan berkenan membagi ilmunya mengenai
permasalahan perikanan budi daya air tawar. Kepada adik-adik asisten
laboratorium mikrobiologi Ria Umeda, Imam Aulia, Aan, dan Nurul Fadhila serta
kepada teman-teman Pascasarjana Biologi angkatan 2011 yang telah memotivasi
dan mendoakan Penulis sehingga Tesis ini terselesaikan. Semoga Allah
memberikan balasan atas segala kebaikan yang telah kalian beri.
Penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun
tata bahasa dari tesis ini. Oleh karena itu Penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai masukan bagi Penulis untuk
penelitian dan penulisan karya ilmiah di masa yang akan dating. Semoga isi tesis
ini bermanfaat dalam memperkaya ilmu pengetahuan.
Medan, 26 Agustus 2013
Penulis
Ulfayani Mayasari
Universitas Sumatera Utara
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA PERMUKAN
SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN TAWAR
ABSTRAK
Streptococcus agalactiae merupakan bakteri penyebab streptococosis pada ikan
dan mampu membentuk biofilm pada permukaan padat. Penelitian ini bertujuan
untuk mengendalikan biofilm S agalactiae dengan memanfaatkan senyawa
antibakteri bakteri asam laktat (BAL) yang diisolasi dari air kolam ikan nila
Sumatera Utara. Dari 21 isolat hasil isolasi pada media MRSA didapatkan isolat
AK 5 yang teridentifikasi sebagai Lactobacillus plantarum paling potensial dalam
menghambat S.agalactiae dengan diameter zona hambat 17,5 mm. Perhitungan
jumlah sel dan hasil pengendalian biofilm pada sisik ikan nila dan plastik PVC
dilakukan dengan metode pelepasan sel biofilm dengan serbuk kaca halus (glass
bead), kemudian kultur disebar pada cawan untuk perhitungan cawan total (TPC).
Pembentukan biofilm dilakukan pada hari ke 1, 3 dan 5. Biofilm S.agalactiae
pada lempeng yang berada pada tabung terpisah mampu membentuk biofilm
dengan jumlah sel tertinggi pada hari ke-3 yaitu sebesar 106 CFU/lempeng baik
pada permukaan lempeng sisik ikan maupun plastik PVC. Biofilm S.agalactiae
pada lempeng yang berada dalam satu tabung yang sama mampu membentuk
biofilm lebih besar pada permukaan lempeng plastik yaitu 105 CFU/lempeng
sedangkan pada permukaan lempeng sisik sebesar 104 CFU/lempeng. Senyawa
antibakteri ekstrak kasar L. plantarum mampu menurunkan jumlah sel biofilm
pada masing-masing uji sebesar 101 CFU/lempeng. Senyawa antibakteri L.
plantarum stabil pada pH 2-10 dan suhu 40, 60 dan 80 0C. EDTA mampu
merusak aktivitas senyawa antibakteri L. plantarum dan tween 80 tidak mampu
menurunkan aktivitas senyawa tersebut. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan
bahwa senyawa antibakteri ekstrak kasar ekstrak kasar L. plantarum dapat
menghambat sel biofilm S. agalactiae.
Kata Kunci : Bakteri Asam Laktat, L. plantarum, S. agalactiae, biofilm, sisik
dan plastik.
Universitas Sumatera Utara
Control of Streptococcus agalactiae Biofilm at Scales of Fish and Plastic PVC
Surface with antibacteria compounds of Lactid Acid Bacteria in Fresh Water
ABSTRACT
Streptococcus agalactiae is bacteria that cause streptococcosis on fish and able to
form biofilm on solid surface. The aim of this research is to control biofilm
S.agalactiae by using antibacteria compound of Lactid Acid Bacteria (LAB)
isolated from fresh water of Nila fish pond around Medan city, North Sumatera.
There were 21 LAB isolated and 4 of them were able to inhibit S. agalactia. The
selected isolate was AK 5 as Lactobacillus plantarum that found as potential
biocontrol agent which showed the higher inhibition compare to other 21 isolate
(17,5mm). L. plantarum was used to produce antibacterial compound to control
biofilm cells of S. agalactiae on nila fish scale and polyvinyl chloride (PVC).
Biofilm formation of S. agalactiae was perform in 1, 3 and 5 days in Nutrion
Broth media on fish scale and PVC then were detached with micro glass bead for
counting. The highest number of biofilm cells were found at 3 days incubation as
much as 106 CFU/chip both on plastic and fish scale surfaces when perform
together but they were 105 and 104 CFU/chip of biofilm cells found in each
surface. Controlling of 3 days-age biofilm cell of S. agalactiae with 100% crude
extract of antibacterial compound of LAB isolate reduced 101 CFU/chip biofilm
cell of S. agalactiae. Antibactery compounds was tasted to saw its resitance to pH
and surfactant. Antibactery compounds of LAB selected was relatively stable at
pH 2 to pH 10 and at temperature 40 0C,60 0C,80 0C for S. agalactiae. Addition
EDTA into crude extract of antibacterial compound L. plantarum showed that
not any inhibition zone of S. agalactiae, whereas additional tween 80 made
reduction inhibition zone. conclude of this research is antibateria compound
crude extract L. plantarum able to inhibit biofilm cells.
Keyword :
Lactid Acid Bacteria (LAB), L. plantarum, S. agalactiae, biofilm,
scales and plastic.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
vii
viii
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
BAB
I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Permasalahan
1.3. Tujuan Penelitian
1.4. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
3
BAB
II TINJAUANPUSTAKA
2.1. Bakteri Asam Laktat (BAL)
2.2. Streptococcus agalactiae
2.3. Biofilm
5
5
7
11
BAB
III METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Lokasi
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan
3.3. Rancangan Percobaan
3.4. Isolasi BAL
3.5. Seleksi BAL Potensial
3.6. Identifikasi BAL
3.7. Penentuan kurva Pertumbuhan BAL Potensial
3.8. Pembentukan dan Penghitungan Sel Biofilm
3.9. Produksi Senyawa Antibakteri BAL
3.10. Pengontrolan Sel Biofilm S. agalactiae
dengan Senyawa Antibakteri BAL
3.11. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstak Kasar BAL
3.11.1 Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap pH
3.11.2.Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap Suhu
3.11.3.Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap EDTA dan Tween 80
14
14
14
14
14
15
15
15
16
16
17
17
18
18
18
19
19
Universitas Sumatera Utara
BAB
BAB
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Isolasi Bakteri Asam Laktat
4.2. Seleksi Bakteri Asam Laktat Potensial
4.3. Identifikasi BAL
4.4. Fase Pertumbuhan L. plantarum
4.5. Pembentukan Biofilm
4.6. Pengendalian Biofilm
4.7. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstak Kasar L. plantarum
4.7.1. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap pH
4.7.2. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap Suhu
4.7.3. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap EDTA dan Tween 80
20
20
21
24
27
29
31
33
V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2.
Saran
37
37
37
DAFTAR PUSTAKA
33
34
35
38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1
Pengamatan Karakteristik Morfologi Isolat BAL pada
media MRSA Selama Inkubasi 48 jam
21
Tabel 4.2
Diameter zona hambat BAL AK5 terhadap S.agalactiae
pada konsentrasi sel 108 CFU/ml
22
Tabel 4.3
Identifikasi Isolat BAL AK5 berdasarkan uji fisiologis
sel
25
Tabel 4.4
Perhitungan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm S. agalactiae
pada Lempeng Sisik Ikan dan Plastik PVC
29
Tabel 4.5
Penurunan Rata-rata Jumlah Biofilm S. agalactiae
setelah kontak 1 jam dengan senyawa antibakteri L.
plantarum
32
Tabel 4.6
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum
terhadap terhadap S. agalactiae pada
berbagai variasi pH selama 48 jam pada suhu 28 0C
33
Tabel 4.7
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum terhadap terhadap S. agalactiae pada berbagai
variasi pH selama 48 jam pada suhu 28 0C
34
Tabel 4.8
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum terhadap terhadap S. agalactiae pada EDTA
dan Tween 80 selama 48 jam pada suhu 28 0C
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Perubahan yang terjadi pada organ mata ikan nila; A.
normal; B. mata mengkerut, C. pupil mata mengecil;
D.opacity (kekeruhan mata); E. mata lisis dan F. purulens
(mata putih). G. lateral eksotalmia, H. bilateral
eksotalmia
9
Gambar 2.2.
Perubahan pada permukaan tubuh A. warna tubuh pucat;
B. bibir pucat dan memutih; C. ulcer pada bagian kepala;
D. abses pada bagian tubuh; E. tubuh membentuk huruf
“C”
9
Gambar 2.3.
Perubahan pada operkulum A. normal; B & C clear
operculum
9
Gambar 4.1.
Diameter zona bening isolat BAL potensial (a) AK5
17,25mm, (b)US 6 = 15mm, (c) AK4 =0,8 mm
23
Gambar 4.2.
Pewarnaan Gram BAL AK5
usia 15 jam isolat
merupakan Gram positif, bentuk basil
24
Gambar 4.3.
Grafik pertumbuhan L. plantarum pada media nutrient
broth,suhu 28 0C selama 24 jam
27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
L-1
Lampiran 1
Bagan Alir Penelitian
Lampiran 2
Bagan Alir Isolasi Bakteri Asam Laktat
L-2
Lampiran 3
Bagan Alir Seleksi BAL Potensial Terhadap
S. agalactiae
L-3
Lampiran 4
Bagan Alir Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari
Perairan Air Tawar
L-4
Lampiran 5
Bagan Alir Kurva Pertumbuhan BAL Potensial
L-5
Lampiran 6
Bagan Alir Pembentukan Sel Biofilm S. agalactiae
L-6
Lampiran 7
Produksi Senyawa Antibakteri BAL
L-7
Lampiran 8
Bagan Alir Pengendalian Biofilm S. agalactiae
L-8
Lampiran 9
Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
pengaruh variasi pH
L-9
Lampiran 10 Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
pengaruh variasi Suhu
L-10
Lampiran 11 Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
Pengaruh Surfaktan
L-11
Lampiran 12 Foto Bahan Penelitian
L-12
Universitas Sumatera Utara
PERMUKAAN SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC
DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT
PERAIRAN TAWAR
TESIS
Oleh
ULFAYANI MAYASARI
117030031/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA
PERMUKAAN SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC
DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT
PERAIRAN TAWAR
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
dalam Program Studi Magister pada Program Pascasarjana Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
ULFAYANI MAYASARI
117030031/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISINALITAS
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA PERMUKAAN
SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN TAWAR
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sembernya dengan benar.
Medan, 26 Agustus 2013
Ulfayani Mayasari
NIM 117030031
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
: Ulfayani Mayasari
: 117030031
: 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 :
Pengendalian Biofilm Streptococcus agalactiae pada Permukaan
Sisik Ikan dan Plastik PVC dengan Senyawa Antibakteri
Bakteri Asam Laktat Perairan Tawar
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
menformat, 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, 26 Agustus 2013
Ulfayani Mayasari
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 26 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Dr. It Jamilah, M.Sc
Anggota
:
1. Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MS
2. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
3. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
Lulus Pada Tanggal 26 Agustus 2013
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
:
Ulfayani Mayasari, S.Pd, M.Si
Tempat dan Tanggal Lahir
:
Sibolga, 3 Maret 1988
Jenis Kelamin
:
Perempuan
Agama
:
Islam
Alamat Rumah
:
Jl. M.Yakub Gg. Hasibah No.4A Medan
Orang Tua (Ayah)
:
H. Maili Syarkawi
:
Hj. Yenni Narusi
No HP
:
081260282677
:
a_deUlfa@yahoo.co.id
(Ibu)
RIWAYAT PENDIDIKAN
Tamat Tahun
SD
: SD Negeri 084083 Sibolga
2000
SMP
: SLTP Al-Muslimin Pandan, Kab. Tapanuli. Tengah
2003
SMA
: SMA Negeri 1 MATAULI Pandan, Kab. Tapanuli Tengah
2006
Strata-1 : FMIPA Pendidikan Biologi UNIMED
2011
Strata-2 : FMIPA Biologi USU
2013
RIWAYAT PEKERJAAN
1.
Tentor Biologi di Gemilang Education Center
2011-2012
2.
Tentor Biologi BT/BS Medica
2012
3.
Guru Biologi SMP Madya Utama Medan
2011-2012
4.
Guru Biologi MA Al-Kautsar Al-Akbar Medan
2011-Sekarang
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT., atas segala
limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini
Penulis ajukan sebagai syarat menyelesaikan pendidikan Magister Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.
Dalam penyusunan Tesis ini, berbagai pihak telah banyak memberikan
bantuan, saran serta doa kepada Penulis, sehingga pada kesempatan ini Penulis
menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya,
kepada :
Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc. selaku dosen pembimbing I yang dengan
penuh perhatian telah banyak memberikan saran dan bimbingan sejak awal
penelitian sampai dengan selesainya penulisan Tesis ini, demikian juga kepada
Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarillin, M.S. selaku dosen pembimbing II yang penuh
kesabaran menuntun dan membimbing hingga penelitian ini dapat terselesaikan.
Kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Dwi
Suryanto, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan dan saran
yang berharga dalam penelitian ini.
Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed selaku Ketua Program
Studi Pascasarjana Biologi dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku Wakil Program
Studi Pascasarjana Biologi beserta seluruh staf atas segala bantuan dan
kemudahan yang telah diberikan selama pendidikan.
Mama dan Papa yang penulis cintai, Hj. Yenni Narusi dan H. Mailis
Syarkawi yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil
sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Sahabat dan saudara seperjuangan Diannita Harahap S.Pd dan Dewi Rulia
Br.Sitepu S.Pd yang selalu mengerti, memberikan dorongan semangat dan berbagi
suka maupun duka dalam menjalani penelitian. Ibu Tuti Sumiati, S.Pi selaku
peneliti di Balai Riset Perikanan Air Tawar, Bogor yang telah membantu
penyedian isolat sampel penelitian dan berkenan membagi ilmunya mengenai
permasalahan perikanan budi daya air tawar. Kepada adik-adik asisten
laboratorium mikrobiologi Ria Umeda, Imam Aulia, Aan, dan Nurul Fadhila serta
kepada teman-teman Pascasarjana Biologi angkatan 2011 yang telah memotivasi
dan mendoakan Penulis sehingga Tesis ini terselesaikan. Semoga Allah
memberikan balasan atas segala kebaikan yang telah kalian beri.
Penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun
tata bahasa dari tesis ini. Oleh karena itu Penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai masukan bagi Penulis untuk
penelitian dan penulisan karya ilmiah di masa yang akan dating. Semoga isi tesis
ini bermanfaat dalam memperkaya ilmu pengetahuan.
Medan, 26 Agustus 2013
Penulis
Ulfayani Mayasari
Universitas Sumatera Utara
PENGENDALIAN BIOFILM Streptococcus agalactiae PADA PERMUKAN
SISIK IKAN DAN PLASTIK PVC DENGAN SENYAWA ANTIBAKTERI
BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN TAWAR
ABSTRAK
Streptococcus agalactiae merupakan bakteri penyebab streptococosis pada ikan
dan mampu membentuk biofilm pada permukaan padat. Penelitian ini bertujuan
untuk mengendalikan biofilm S agalactiae dengan memanfaatkan senyawa
antibakteri bakteri asam laktat (BAL) yang diisolasi dari air kolam ikan nila
Sumatera Utara. Dari 21 isolat hasil isolasi pada media MRSA didapatkan isolat
AK 5 yang teridentifikasi sebagai Lactobacillus plantarum paling potensial dalam
menghambat S.agalactiae dengan diameter zona hambat 17,5 mm. Perhitungan
jumlah sel dan hasil pengendalian biofilm pada sisik ikan nila dan plastik PVC
dilakukan dengan metode pelepasan sel biofilm dengan serbuk kaca halus (glass
bead), kemudian kultur disebar pada cawan untuk perhitungan cawan total (TPC).
Pembentukan biofilm dilakukan pada hari ke 1, 3 dan 5. Biofilm S.agalactiae
pada lempeng yang berada pada tabung terpisah mampu membentuk biofilm
dengan jumlah sel tertinggi pada hari ke-3 yaitu sebesar 106 CFU/lempeng baik
pada permukaan lempeng sisik ikan maupun plastik PVC. Biofilm S.agalactiae
pada lempeng yang berada dalam satu tabung yang sama mampu membentuk
biofilm lebih besar pada permukaan lempeng plastik yaitu 105 CFU/lempeng
sedangkan pada permukaan lempeng sisik sebesar 104 CFU/lempeng. Senyawa
antibakteri ekstrak kasar L. plantarum mampu menurunkan jumlah sel biofilm
pada masing-masing uji sebesar 101 CFU/lempeng. Senyawa antibakteri L.
plantarum stabil pada pH 2-10 dan suhu 40, 60 dan 80 0C. EDTA mampu
merusak aktivitas senyawa antibakteri L. plantarum dan tween 80 tidak mampu
menurunkan aktivitas senyawa tersebut. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan
bahwa senyawa antibakteri ekstrak kasar ekstrak kasar L. plantarum dapat
menghambat sel biofilm S. agalactiae.
Kata Kunci : Bakteri Asam Laktat, L. plantarum, S. agalactiae, biofilm, sisik
dan plastik.
Universitas Sumatera Utara
Control of Streptococcus agalactiae Biofilm at Scales of Fish and Plastic PVC
Surface with antibacteria compounds of Lactid Acid Bacteria in Fresh Water
ABSTRACT
Streptococcus agalactiae is bacteria that cause streptococcosis on fish and able to
form biofilm on solid surface. The aim of this research is to control biofilm
S.agalactiae by using antibacteria compound of Lactid Acid Bacteria (LAB)
isolated from fresh water of Nila fish pond around Medan city, North Sumatera.
There were 21 LAB isolated and 4 of them were able to inhibit S. agalactia. The
selected isolate was AK 5 as Lactobacillus plantarum that found as potential
biocontrol agent which showed the higher inhibition compare to other 21 isolate
(17,5mm). L. plantarum was used to produce antibacterial compound to control
biofilm cells of S. agalactiae on nila fish scale and polyvinyl chloride (PVC).
Biofilm formation of S. agalactiae was perform in 1, 3 and 5 days in Nutrion
Broth media on fish scale and PVC then were detached with micro glass bead for
counting. The highest number of biofilm cells were found at 3 days incubation as
much as 106 CFU/chip both on plastic and fish scale surfaces when perform
together but they were 105 and 104 CFU/chip of biofilm cells found in each
surface. Controlling of 3 days-age biofilm cell of S. agalactiae with 100% crude
extract of antibacterial compound of LAB isolate reduced 101 CFU/chip biofilm
cell of S. agalactiae. Antibactery compounds was tasted to saw its resitance to pH
and surfactant. Antibactery compounds of LAB selected was relatively stable at
pH 2 to pH 10 and at temperature 40 0C,60 0C,80 0C for S. agalactiae. Addition
EDTA into crude extract of antibacterial compound L. plantarum showed that
not any inhibition zone of S. agalactiae, whereas additional tween 80 made
reduction inhibition zone. conclude of this research is antibateria compound
crude extract L. plantarum able to inhibit biofilm cells.
Keyword :
Lactid Acid Bacteria (LAB), L. plantarum, S. agalactiae, biofilm,
scales and plastic.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
vii
viii
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
BAB
I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Permasalahan
1.3. Tujuan Penelitian
1.4. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
3
BAB
II TINJAUANPUSTAKA
2.1. Bakteri Asam Laktat (BAL)
2.2. Streptococcus agalactiae
2.3. Biofilm
5
5
7
11
BAB
III METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Lokasi
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan
3.3. Rancangan Percobaan
3.4. Isolasi BAL
3.5. Seleksi BAL Potensial
3.6. Identifikasi BAL
3.7. Penentuan kurva Pertumbuhan BAL Potensial
3.8. Pembentukan dan Penghitungan Sel Biofilm
3.9. Produksi Senyawa Antibakteri BAL
3.10. Pengontrolan Sel Biofilm S. agalactiae
dengan Senyawa Antibakteri BAL
3.11. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstak Kasar BAL
3.11.1 Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap pH
3.11.2.Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap Suhu
3.11.3.Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar BAL terhadap EDTA dan Tween 80
14
14
14
14
14
15
15
15
16
16
17
17
18
18
18
19
19
Universitas Sumatera Utara
BAB
BAB
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Isolasi Bakteri Asam Laktat
4.2. Seleksi Bakteri Asam Laktat Potensial
4.3. Identifikasi BAL
4.4. Fase Pertumbuhan L. plantarum
4.5. Pembentukan Biofilm
4.6. Pengendalian Biofilm
4.7. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstak Kasar L. plantarum
4.7.1. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap pH
4.7.2. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap Suhu
4.7.3. Aktivitas Senyawa Antibakteri Ekstrak
Kasar L. plantarum terhadap EDTA dan Tween 80
20
20
21
24
27
29
31
33
V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2.
Saran
37
37
37
DAFTAR PUSTAKA
33
34
35
38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1
Pengamatan Karakteristik Morfologi Isolat BAL pada
media MRSA Selama Inkubasi 48 jam
21
Tabel 4.2
Diameter zona hambat BAL AK5 terhadap S.agalactiae
pada konsentrasi sel 108 CFU/ml
22
Tabel 4.3
Identifikasi Isolat BAL AK5 berdasarkan uji fisiologis
sel
25
Tabel 4.4
Perhitungan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm S. agalactiae
pada Lempeng Sisik Ikan dan Plastik PVC
29
Tabel 4.5
Penurunan Rata-rata Jumlah Biofilm S. agalactiae
setelah kontak 1 jam dengan senyawa antibakteri L.
plantarum
32
Tabel 4.6
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum
terhadap terhadap S. agalactiae pada
berbagai variasi pH selama 48 jam pada suhu 28 0C
33
Tabel 4.7
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum terhadap terhadap S. agalactiae pada berbagai
variasi pH selama 48 jam pada suhu 28 0C
34
Tabel 4.8
Diameter zona hambat senyawa ekstrak kasar L.
plantarum terhadap terhadap S. agalactiae pada EDTA
dan Tween 80 selama 48 jam pada suhu 28 0C
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Perubahan yang terjadi pada organ mata ikan nila; A.
normal; B. mata mengkerut, C. pupil mata mengecil;
D.opacity (kekeruhan mata); E. mata lisis dan F. purulens
(mata putih). G. lateral eksotalmia, H. bilateral
eksotalmia
9
Gambar 2.2.
Perubahan pada permukaan tubuh A. warna tubuh pucat;
B. bibir pucat dan memutih; C. ulcer pada bagian kepala;
D. abses pada bagian tubuh; E. tubuh membentuk huruf
“C”
9
Gambar 2.3.
Perubahan pada operkulum A. normal; B & C clear
operculum
9
Gambar 4.1.
Diameter zona bening isolat BAL potensial (a) AK5
17,25mm, (b)US 6 = 15mm, (c) AK4 =0,8 mm
23
Gambar 4.2.
Pewarnaan Gram BAL AK5
usia 15 jam isolat
merupakan Gram positif, bentuk basil
24
Gambar 4.3.
Grafik pertumbuhan L. plantarum pada media nutrient
broth,suhu 28 0C selama 24 jam
27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
L-1
Lampiran 1
Bagan Alir Penelitian
Lampiran 2
Bagan Alir Isolasi Bakteri Asam Laktat
L-2
Lampiran 3
Bagan Alir Seleksi BAL Potensial Terhadap
S. agalactiae
L-3
Lampiran 4
Bagan Alir Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari
Perairan Air Tawar
L-4
Lampiran 5
Bagan Alir Kurva Pertumbuhan BAL Potensial
L-5
Lampiran 6
Bagan Alir Pembentukan Sel Biofilm S. agalactiae
L-6
Lampiran 7
Produksi Senyawa Antibakteri BAL
L-7
Lampiran 8
Bagan Alir Pengendalian Biofilm S. agalactiae
L-8
Lampiran 9
Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
pengaruh variasi pH
L-9
Lampiran 10 Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
pengaruh variasi Suhu
L-10
Lampiran 11 Bagan Alir Aktivitas Senyawa Antibakteri terhadap
Pengaruh Surfaktan
L-11
Lampiran 12 Foto Bahan Penelitian
L-12
Universitas Sumatera Utara