Isolasi dan Uji EkstrakBA Perairan Tawar dalam Mengendalikan Biofilm Aeromonas salmonicida Pada Berbagai Permukaan Padat

ISOLASI dan UJI EKSTRAK BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN

TAWAR dalam MENGENDALIKAN BIOFILM

Aeromonas salmonicida

pada BERBAGAI PERMUKAAN PADAT

SKRIPSI

NIALUSI HUTAGAOL 100805023

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

ISOLASI dan UJI EKSTRAKBAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN

TAWAR dalam MENGENDALIKAN BIOFILM

Aeromonas

salmonicida

pada BERBAGAI PERMUKAAN PADAT

SKRIPSI

NIALUSI HUTAGAOL 100805023

Skripsiinidiajukansebagaisalahsatusyaratuntukmendapatkan GelarSarjanaSainsFakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlam

Universitas Sumatera Utara Medan

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

PERSETUJUAN

Judul : Isolasi dan Uji EkstrakBA Perairan Tawar dalam Mengendalikan Biofilm Aeromonas salmonicida Pada Berbagai PermukaanPadat Kategori : Skripsi

Nama : Nialusi Hutagaol Nomor Induk Mahasiswa : 100805023

Program Studi : Sarjana (S1) Biologi Departemen : Biologi

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Mei 2015

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Dra. Nunuk Priyani M.Sc Dr. It Jamilah M.Sc

NIP. 196404281996032001 NIP.196310121991032003

DisetujuiOleh

Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,

Dr. NursaharaPasaribu, M. Sc NIP. 196301231990032001

PERNYATAAN

ISOLASI dan UJI EKSTRAK BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN

TAWAR dalam MENGENDALIKAN BIOFILM

Aeromonas

salmonicida

pada BERBAGAI PERMUKAAN PADAT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2015

Nialusi Hutagaol 100805023

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah memberikan berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Isolasi dan Uji Senyawa AntimikrobBAL Perairan Tawar dalam Mengendalikan Biofilm Aeromonas salmonicida pada Berbagai Permukaan Padat.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih banyak kepada IbuDr. It Jamilah,M.Sc selaku Dosen Pembimbing I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani,M.Sc selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan nasehat, saran dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Terimakasih kepada BapakProf. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku Dosen Penguji I danIbu Dr. Hesty Wahyuningsih, MSi selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun dalam penyusunan skripsi ini.Terimakasih kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Scselaku Ketua Departemen Biologi dan Ibu Dr. Saleha Hanum, M.Scselaku Sekretaris DepartemenBiologi FMIPA USU, Bapak Dr. Sutarman, M.Scselaku Dekan FMIPA USU, Ibu Dr. Marpongahtun, M.Scselaku PembantuDekan I, Bapak Drs. Nursal,M.Siselaku Pembantu Dekan II danBapak Drs. Krista Sebayang, M.Siselaku Pembantu Dekan III. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Mhd Zaidun Sofyan,M.Si selaku dosen pembimbing akademik, dan kepada BapakdanIbuDosen Biologi FMIPA USU serta Ibu Roslina Ginting dan Abang Erwin selaku pegawa administrasi Departemen Biologi FMIPA USU.

Terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Ayah N. Hutagaol dan Ibu ku tercinta N. Marpaung yang senantiasa selalu berdoa, berkorban dan memberikan kasih sayang, dukungan penuh, juga kepada saudara-saudaraku tersayang abang Kolas, adik Soni dan adik Eem, terimasih juga kepada bapaktua, maktua, udak, tante, tulang, amangboru dan bou atas materi, doa dan dukungan penuh dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhirnya kepada teman-teman tersayang Tien, Ledi, Yoan, Yuli, Norton Elfrida, Nova, Mei, Sri Acian, Juwita, Dilla, Devi Permatasari, Farah, Nurul, Lambok, Canro, bg Imam Aulia, ka Dian, ka Ulfa dan teman-teman seperjuangan angkatan 2010 yang tidak dapat disebutkan semuanya, kakakasuh Rohana Simanjuntak, adik asuh Surtika Pasaribu, kakak dan abang angkatan 2009, adik-adik angkatan 2011, adik-adik angkatan 2012, adik-adik angkatan 2013, adik-adik angatan 2014 serta teman-teman Persekutuan KeluargaBesar Kristen Biologi (PKBKB) yang selama ini memberikan bantuan dan dukungan yang diperlukan. SemogaTuhan Yang Maha Kuasa senantiasa selalu memberikan berkat dan kasih-Nya kepada kita. Amin.

ISOLASI dan UJI EKSTRAK BAKTERI ASAM LAKTAT PERAIRAN

TAWAR dalam MENGENDALIKAN BIOFILM

Aeromonas

salmonicida

pada BERBAGAI PERMUKAAN PADAT

ABSTRAK

Aeromonassalmonicidamerupakanbakteripenyebabfurunculosis yang mampu membentuk

biofilm pada permukaan padat. Penelitian ini bertujuan untuk mengendalikan biofilm

Aeromonassalmonicida dengan memanfaatkan senyawa anti mikrobasamlaktat (BAL) yang

di isolasi dari usus ikan mas (Cyprinuscarpio) asal Medan, Sumatera Utara. Dari 12 isolathasilisolasipada media MRSA di dapat kanisolat UM1 yang paling potensial dalam menghambat Aeromonassalmonicida dengan diameter zona hambat8,35mm. Perhitungan jumlah sel dan hasil pengendalian biofilm pada sisik ikan mas dan plastik PVC dilakukan dengan metode pelepasan sel biofilm dengan serbuk kacahalus (glass bead), kemudian kultur disebar pada cawan untuk perhitungan cawan total (TPC). Pembentukan biofilm dilakukan pada hari ke 1, 3 dan 5. Biofilm Aeromonassalmonicida pada lempeng PVC mampu membentuk biofilm dengan jumlah sel tertinggi pada hari ke-3 yaitu sebesar 0,74 x 109 CFU/lempeng dan lempeng sisik ikan mampu membentuk biofilm dengan jumlah sel tertinggi pada hari ke-3 yaitu sebesar 0,90 x 109 CFU/lempeng. Senyawa anti mikrob BAL UM1 mampu menurunkan jumlah sel biofilm pada masing-masing uji sebesar 101 CFU/lempeng.

Kata Kunci : Bakteri Asam Laktat, Aeromonassalmonicida, biofilm, sisik ikan dan plastik PVC

Isolation and Examination Extract Of Lactid Acid Bacteria From Fresh

Water in Controling Of

Aeromonas salmonicida

Biofilm At Several Solid

Surface

ABSTRACT

Aeromonassalmonicida is a bacterium that causefurunculosis on fish and is able to form

biofilm on solid surface. The aim of this research is to control biofilm

Aeromonassalmonicida using antimicrobial compound of Lactid Acid Bacteria (LAB)

isolated from fresh water of intestinum gold fish (Cyprinuscarpio) pond around Medan city, North Sumatera. There were 12 (LAB isolated) from fresh water. The selected isolate, UM1, was found as a potential biocontrol agent of Aeromonassalmonicida which showed the highest inhibition 8.5 mmcompared to other 12 isolates. Further more UM1 was used to produce antimicrobial compound to control biofilm cell’s of Aeromonassalmonicida on gold fish scale and polyvinyl chloride (PVC). Biofilm formation of Aeromonassalmonicidawas performed in 1, 3 and 5 days in Nutrient Broth on fish scale and PVC then were detached with micro glass bead for bacterial counting. The highestnumber of biofilm cells were found at 3 days of incubation, 0.74 x 109 CFU/unit on PVC and 0.90 x 109 CFU/unit on fish scale. Controling of biofilm cell of Aeromonassalmonicida with antimicrobial compound of LAB isolate reduced up to 101CFU/unit biofilm cell of Aeromonassalmonicida.

Keyword :Lactid Acid Bacteria (LAB), Aeromonassalmonicida, biofilm, fish scales and plastic PVC

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

Daftar Lampiran x

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4Manfaat 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1Penyakit Pada Ikan 4

2.1.1Penyebab Penyakit Ikan Golongan Bakteri 4 2.1.2Penyebab Penyakit Ikan Golongan Jamur 6

2.2Bakteri Asam Laktat (BAL) 9

2.2.1Probiotik 10

2.2.2Manfaat Probiotik 11

2.3 Biofilm 12

BAB 3. BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu danTempat 13

3.2 Alat dan Bahan 13

3.3 Rancangan Percobaan 13

3.4 Isolasi dan Karakterisasi BAL 14

3.5 Seleksi BAL Potensial 15

3.6 Kurva Pertumbuhan Isolat BAL 15 3.7 Produksi Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL 15 3.8 Uji Aktivitas Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL 16 3.9 Pembentukan Sel Biofilm Aeromonassalmonicida 16 3.10 Pengendalian Sel Biofilm Aeromonas salmonicida 17 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi dan Karakterisasi BAL 18

4.2 Seleksi BAL Potensial 20

4.3 Kurva Pertumbuhan BAL Potensial 24 4.4 Uji Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL

4.5 Pembentukan Sel Biofilm A. salmonicida

4.6 Pengendalian Sel Biofilm A. salmonicida

25 27 29

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 35

5.2 Saran 35

10

DAFTAR TABEL

NomorTabel Judul Halaman

4.1. KarakteristikMorfologiBakteriAsam Laktat dariPerairan Tawar

23 4.2. UjiAntagonisIsolatBakteriAsam

LaktatterhadapAeromonas salmonicida

24 4.3.

4.4. 4.5.

UjiAktivitasEkstrak Kasar Senyawa Antimikroba Bakteri Asam Laktat

Perhitungan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm

Aeromonas salmonicida

Penurunan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm

Aeromonas salmonicida

28 27 29

11

DAFTAR GAMBAR

NomorGambar Judul Halaman

4.1. UjiAntagonisIsolat BAL

TerhadapMikrobaPatogenAeromonassalmonicida (a) Isolat UM1 selama 48 jam (b) Isolat UM4 selama 48 jam.

22

4.2.

4.3

HasilUjiAntagonisEkstrak Kasar

Senyawaantimikroba BAL selama 48 jam (a) Senyawaantimikrob UM1 (b)

SenyawaantimikrobUM4

terhadapAeromonassalmonicida

KurvaPertumbuhanisolatterpilih

12

DAFTAR LAMPIRAN

NomorLampiran Judul Halaman

1 Isolasi Bakteri Asam Laktat 38 2 AlurKerjaKarakterisasiBakteri Asam Laktat 39 3 AlurKerjaSeleksi Bakteri Asam Laktat 40 4 Alur Kerja Kurva Pertumbuhan Bakteri Asam

Laktat

41 5 AlurKerjaProduksi Estrak Kasar Senyawa

Antimikroba Bakteri Asam Laktat

41 6 AlurKerjaUjiAktivitasEkstrakKasar Senyawa

AntimikrobaBakteri Asam LaktatterhadapAeromonas salmonicida

42

7 AlurKerjaPembentukan Biofilm Aeromonas salmonicida

43 8 Alur Kerja Pengendalian Biofilm Aeromonas

salmonicida

vii

Isolation and Examination Extract Of Lactid Acid Bacteria From Fresh

Water in Controling Of Aeromonas salmonicidaBiofilm At Several Solid

Surface

ABSTRACT

Aeromonassalmonicida is a bacterium that causefurunculosis on fish and is able to form biofilm on solid surface. The aim of this research is to control biofilm

Aeromonassalmonicida using antimicrobial compound of Lactid Acid Bacteria (LAB) isolated from fresh water of intestinum gold fish (Cyprinuscarpio) pond around Medan city, North Sumatera. There were 12 (LAB isolated) from fresh water. The selected isolate, UM1,

was found as a potential biocontrol agent of Aeromonassalmonicida which showed the

highest inhibition 8.5 mmcompared to other 12 isolates. Further more UM1 was used to produce antimicrobial compound to control biofilm cell’s of Aeromonassalmonicida on gold

fish scale and polyvinyl chloride (PVC). Biofilm formation of Aeromonassalmonicidawas

performed in 1, 3 and 5 days in Nutrient Broth on fish scale and PVC then were detached with micro glass bead for bacterial counting. The highestnumber of biofilm cells were found at 3 days of incubation, 0.74 x 109 CFU/unit on PVC and 0.90 x 109 CFU/unit on fish scale.

Controling of biofilm cell of Aeromonassalmonicida with antimicrobial compound of LAB

isolate reduced up to 101CFU/unit biofilm cell of Aeromonassalmonicida.

Keyword :Lactid Acid Bacteria (LAB), Aeromonassalmonicida, biofilm, fish scales and

viii

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

Daftar Lampiran x

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4Manfaat 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1Penyakit Pada Ikan 4

2.1.1Penyebab Penyakit Ikan Golongan Bakteri 4

2.1.2Penyebab Penyakit Ikan Golongan Jamur 6

2.2Bakteri Asam Laktat (BAL) 9

2.2.1Probiotik 10

2.2.2Manfaat Probiotik 11

2.3 Biofilm 12

BAB 3. BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu danTempat 13

3.2 Alat dan Bahan 13

3.3 Rancangan Percobaan 13

3.4 Isolasi dan Karakterisasi BAL 14

3.5 Seleksi BAL Potensial 15

3.6 Kurva Pertumbuhan Isolat BAL 15

3.7 Produksi Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL 15

3.8 Uji Aktivitas Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL 16

3.9 Pembentukan Sel Biofilm Aeromonassalmonicida 16

3.10 Pengendalian Sel Biofilm Aeromonas salmonicida 17

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi dan Karakterisasi BAL 18

4.2 Seleksi BAL Potensial 20

4.3 Kurva Pertumbuhan BAL Potensial 24

4.4 Uji Estrak Kasar Senyawa Antimikroba BAL 4.5 Pembentukan Sel Biofilm A. salmonicida

4.6 Pengendalian Sel Biofilm A. salmonicida

25 27 29

ix BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 35

5.2 Saran 35

10

DAFTAR TABEL

NomorTabel Judul Halaman

4.1. KarakteristikMorfologiBakteriAsam Laktat

dariPerairan Tawar

23

4.2. UjiAntagonisIsolatBakteriAsam

LaktatterhadapAeromonas salmonicida

24 4.3.

4.4. 4.5.

UjiAktivitasEkstrak Kasar Senyawa Antimikroba Bakteri Asam Laktat

Perhitungan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm

Aeromonas salmonicida

Penurunan Rata-rata Jumlah Sel Biofilm

Aeromonas salmonicida

28 27 29

11

DAFTAR GAMBAR

NomorGambar Judul Halaman

4.1. UjiAntagonisIsolat BAL

TerhadapMikrobaPatogenAeromonassalmonicida

(a) Isolat UM1 selama 48 jam (b) Isolat UM4 selama 48 jam.

22

4.2.

4.3

HasilUjiAntagonisEkstrak Kasar

Senyawaantimikroba BAL selama 48 jam (a) Senyawaantimikrob UM1 (b)

SenyawaantimikrobUM4

terhadapAeromonassalmonicida

KurvaPertumbuhanisolatterpilih

12

DAFTAR LAMPIRAN

NomorLampiran Judul Halaman

1 Isolasi Bakteri Asam Laktat 38

2 AlurKerjaKarakterisasiBakteri Asam Laktat 39

3 AlurKerjaSeleksi Bakteri Asam Laktat 40

4 Alur Kerja Kurva Pertumbuhan Bakteri Asam

Laktat

41

5 AlurKerjaProduksi Estrak Kasar Senyawa

Antimikroba Bakteri Asam Laktat

41

6 AlurKerjaUjiAktivitasEkstrakKasar Senyawa

AntimikrobaBakteri Asam

LaktatterhadapAeromonas salmonicida

42

7 AlurKerjaPembentukan Biofilm Aeromonas

salmonicida

43

8 Alur Kerja Pengendalian Biofilm Aeromonas

salmonicida