Isolasi Bakteri Keratinolitik Dari Limbah Bulu Ayam Dan Karakterisasi Enzim Keratinasenya
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Oleh
HILWA WALIDA
127030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada
Program Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA,
Universitas Sumatera Utara
Oleh
HILWA WALIDA
127030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
: ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI
LIMBAH BULU AYAM DAN KARAKTERISASI
ENZIM KERATINASENYA
Nama Mahasiswa
: HILWA WALIDA
Nomor Induk Mahasiswa
: 127030019
Program Studi
: Magister Biologi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Sumatera Utara
Medan,
Komisi Pembimbing
April 2015
:
Pembimbing II
Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
NIP. 19651101 199103 1 002
Ketua Program Studi,
Pascasarjana Biologi FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed
NIP. 19660209 1992 03 1 003
Pembimbing I
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
NIP. 19640409 1994 03 1 003
Dekan FMIPA USU
Dr. Sutarman, M.Sc
NIP. 19631026 199103 1 001
PERNYATAAN ORISIONALITAS
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah
hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah
dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan,
April
2015
Hilwa Walida
NIM. 127030019
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
di bawah ini:
Nama
: Hilwa Walida
NIM
: 127030019
Program Studi
: Magister Biologi
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive
Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
Isolasi Bakteri Keratinolitik Dari Limbah Bulu Ayam Dan Karakterisasi Enzim
Keratinasenya
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksekutif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan
tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan,
April 2015
Hilwa Walida
Telah diuji pada
Tanggal
: 29 April 2015
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. Dra. Nunuk Priyani, M.Sc
Lulus Pada Tanggal
:
29 April 2015
RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap Berikut Gelar
:
Hilwa Walida, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir
:
Medan, 02 Januari 1991
Alamat Rumah
:
Jalan Medan Tenggara III No. 5 Medan
Telepon/Faks/Hp
:
085697451695
Email
:
hw2191@gmail.com
Instansi Tempat Bekerja
:
-
Alamat Kantor
:
-
Telepon
:
-
DATA PENDIDIKAN
SD
:
Swasta Kartini Medan
Tamat :
2002
SMP
:
Negeri 3 Medan
Tamat :
2005
SMA
:
Negeri 5 Medan
Tamat :
2008
Strata-1
:
Pendidikan Biologi FMIPA UNJ
Tamat :
2012
Strata-2
:
Program Pascasarjana Biologi,
Tamat :
2015
FMIPA USU
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
selalu mencurahkan nikmatNya. Karena rahmat dan hidayahNya lah penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini. Shalawat beriring salam juga penulis sampaikan
kepada junjungan nabi besar Muhammad SAW.
Selama penyusunan tesis dan belajar di Program Studi Pascasarjana Biologi
FMIPA USU, penulis banyak mendapatkan dukungan baik moral maupun materi dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis dalam kesempatan ini mengucapkan terima
kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Dwi Suryanto dan Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku dosen
pembimbing yang penuh kesabaran dalam membimbing dan memberi motivasi
dalam penyelesain tesis ini.
2.
Dr. It Jamilah, M.Sc dan Nunuk Priyani, M.Sc selaku dosen penguji yang telah
memberikan saran dan kritik yang membangun dalam menyelesaikan tesis ini.
3.
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku ketua Program Studi Pascasarjana
Biologi FMIPA USU dan Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku sekretaris Program Studi
Pascasarjana Biologi FMIPA USU atas nasihat, saran dan bantuan yang telah
diberikan dalam penyelesaian studi.
4.
Para bapak dan ibu dosen Program Studi Pascasarjana Biologi FMIPA USU yang
telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam penyelesaian
studi.
5.
Kedua orang tua penulis, Drs. H. Abdul Walid dan Dra. Hj. Rukyatul Hilal
Sagala. Terima kasih untuk motivasi, cinta dan kasih sayang yang tulus serta doa
yang tak pernah putus.
6.
Saudara kandung penulis Yulia Walida, S.Pd dan Ihsanul Arifin yang selalu
mendoakan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
7.
Adik-adik Biologi FMIPA USU 2010, Farah Dwi Larasati, Mailani Quanti, Devi
Permata Sutadi, Nurul Alfitanisa Lubis, Yuli Evalintina, dll. Terima kasih telah
berbagi tawa dan semangat dalam menyelesaikan penelitan dan studi kita.
8.
Teman-teman Program Studi Pascasarjana Biologi FMIPA USU. Terima kasih
atas kebersamaan selama kuliah dengan segala suka dan duka yang dilalui
bersama.
9.
Pihak-pihak lain yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan dan
penyelesaian tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, dengan penuh rendah hati penulis akan menerima saran
dan kritik untuk penyempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Medan,
April 2015
Penulis
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
ABSTRAK
Penelitian mengenai isolasi bakteri keratinolitik dari limbah bulu ayam dan
karakterisasi enzim keratinasenya telah dilaksanakan. Isolasi dilakukan menggunakan
medium Skim Milk Agar dan Feather Meal Agar yang diinkubasi pada suhu 31 oC
dan pH 7. Uji indeks keratinolitik dilakukan di medium Feather Meal Agar.
Presipitasi enzim kasar dilakukan dengan penambahan amonium sulfat secara
bertingkat dan dialisis. Pengaruh pH dan suhu terhadap aktivitas keratinase dilakukan
untuk mengetahui karakteristik masing-masing enzim. Sembilan belas isolat dengan
karakteristik morfologi yang berbeda diperoleh dari hasil isolasi. Tiga isolat yaitu A4,
B4, dan B6 dipilih untuk pengujian lanjut berdasarkan indeks keratinolitik. Aktivitas
tertinggi diperoleh keratinase isolat A4 pada konsentrasi amonium sulfat 20% yaitu
sebesar 95,9 U/ml, dan keratinase isolat B4 dan B6 pada konsentrasi amonium sulfat
70%, berturut-turut sebesar 57,5 U/ml dan 71,2 U/ml. Aktivitas spesifik keratinase
setelah dialisis isolat A4 yaitu sebesar 4,61 U/mg, isolat B4 sebesar 3,13 U/mg, dan
isolat B6 sebesar 4,08 U/mg. Aktivitas keratinase isolat A4 optimum pada pH 8 dan
suhu 45 oC, keratinase isolat B4 optimum pada pH 7 dan suhu 35 oC, dan keratinase
isolat B6 optimum pada pH 7 dan suhu 40 oC. Identifikasi berdasarkan gen 16S
rRNA menunjukkan bahwa isolat A4, B4 dan B6 berturut-turut mendekati Leclercia
adecarboxylata strain M-X17B dengan homologi 97%, Azotobacter chroococcum
strain ABA-1 dengan homologi 85%, dan Stenotrophomonas maltophilia strain BIW
dengan homologi 96%.
Kata kunci : bakteri keratinolitik, keratinase, limbah bulu ayam
ISOLATION OF KERATINOLYTIC BACTERIA FROM
FEATHER WASTE AND CHARACTERIZATION OF ITS
KERATINASE
ABSTRACT
A study on isolation of keratinolytic bacteria from feather waste and characterization
of its keratinase has been done. Isolation was conducted on Skim Milk Agar and
Feather Meal Agar incubated at 31 oC and pH 7. Index keratinolytic was measured
on Feather Meal Agar. Crude enzyme presipitation was performed by addition the
concentration series of ammonium sulfate followed by dialysis. The influences of pH
and temperature to keratinase activity were studied to examine the characteristics of
each enzyme. Nineteen bacteria with different morphological characteristics were
isolated from feather waste. Three isolates, A4, B4, and B6, were chosen for futher
studied based on their keratinolitic index. The highest production of keratinase of A4
isolate was shown on 6 th day, B4 isolate was on 4 th day, and B6 isolate was on 5 th
day. The maximum keratinase activity was produced by A4 isolate at 20% ammonium
sulfate of 95.9 U/ml, B4 and B6 isolates produced it at 70% ammonium sulfate of
57.5 U/ml and 71.2 U/ml respectively. The specific activity after dialysis were 4.61
U/mg for A4 isolate, 3.13 U/mg for B4 isolate, and 4.08 U/mg for B6 isolate. The
optimum of keratinase A4 isolate was at pH 8 and 45 oC, B4 isolate was at pH 7 and
35 °C, and B6 isolate was at pH 7 and 40 °C. Identification based on 16S rRNA gene
showed that A4, B4 and B6 isolates closed to Leclercia adecarboxylata strain MX17B with similarity of 97%, Azotobacter chroococcum strain ABA-1 with similarity
of 85%, and Stenotrophomonas maltophilia strain BIW with similarity of 96%,
respectively.
Keywords: keratinolytic bacteria, keratinase, feather waste
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
i
iii
iv
v
vii
viii
ix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Hipotesis Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1
1
3
3
3
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Keratin pada Bulu Ayam
2.2 Enzim Keratinase
2.3 Mikroorganisme Penghasil Enzim Keratinase
4
4
6
7
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Persiapan Medium Feather Meal Agar dan
Larutan Keratin 0,5%
3.2 Isolasi Bakteri Keratinolitik
3.3 Pengukuran Indeks Keratinolitik
3.4 Karakterisasi Morfologi Isolat
3.5 Penentuan Waktu Produksi Keratinase
3.6 Produksi Keratinase
3.7 Pemurnian Parsial Keratinase
3.7.1 Presipitasi Keratinase Dengan Konsentrasi
Amonium Sulfat Bertingkat
3.7.2 Proses Dialisis Hasil Presipitasi Amonium Sulfat
3.8 Pengukuran Aktivitas Keratinase
9
9
10
10
10
11
11
12
12
12
13
3.9 Penentuan Kadar Protein
3.10 Karakterisasi Keratinase Berdasarkan pH dan Suhu
3.11 Identifikasi Bakteri Keratinolitik Berdasarkan
Gen Penyandi 16S rRNA
13
13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Isolat Bakteri Keratinolitik dari Limbah
Bulu Ayam
4.2 Pengukuran Indeks Keratinolitik
4.3 Profil Produksi Enzim Keratinase
4.4 Aktivitas Keratinase Hasil Presipitasi dengan Amonium Sulfat
secara Bertingkat
4.5 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Keratinase
4.6 Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Keratinase
4.7 Identifikasi Bakteri Keratinolitik Berdasarkan
Gen Penyandi 16S rRNA
16
BAB V
29
29
29
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
14
16
17
19
21
24
25
27
DAFTAR PUSTAKA
30
LAMPIRAN
36
DAFTAR GAMBAR
Nomor
2.1
4.1
4.2
4.3
4.4
Judul
Struktur Keratin
Populasi Sel dan Aktivitas Keratinase Isolat Bakteri
Keratinolitik
Aktivitas Keratinase Supernatan dan Pelet Isolat
Bakteri Keratinolitik Pada Konsentrasi Amonium
Sulfat Bertingkat
Pengaruh pH terhadap Aktivitas Keratinase
Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Keratinase
Halaman
4
20
21
24
26
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
2.2
Kandungan Asam Amino pada Bulu Ayam
Karakteristik beberapa Mikroorganisme Penghasil
Keratinase
Karakteristik Morfologi Koloni dan Sel Isolat
Bakteri Keratinolitik
Indeks Keratinolitik Isolat Bakteri dari Limbah
Bulu Ayam
Tingkat Kemurnian Enzim Keratinase dari Isolat
Limbah Bulu Ayam
5
7
4.1
4.2
4.3
17
18
23
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
L1
L2
L3
L4
L5
Alur Kerja Penelitian
Uji Aktivitas Enzim Keratinase
Kurva Standar Bovine Serum Albumin (BSA)
Uji Kadar Protein
Komposisi Reagen Bradford dan Pembuatan
Reagen Bradford
Nilai Absorbansi Kadar Protein
Identifikasi Isolat Bakteri Keratinolitik
36
37
39
40
41
L6
L7
42
43
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Oleh
HILWA WALIDA
127030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada
Program Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA,
Universitas Sumatera Utara
Oleh
HILWA WALIDA
127030019/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
: ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI
LIMBAH BULU AYAM DAN KARAKTERISASI
ENZIM KERATINASENYA
Nama Mahasiswa
: HILWA WALIDA
Nomor Induk Mahasiswa
: 127030019
Program Studi
: Magister Biologi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Sumatera Utara
Medan,
Komisi Pembimbing
April 2015
:
Pembimbing II
Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
NIP. 19651101 199103 1 002
Ketua Program Studi,
Pascasarjana Biologi FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed
NIP. 19660209 1992 03 1 003
Pembimbing I
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
NIP. 19640409 1994 03 1 003
Dekan FMIPA USU
Dr. Sutarman, M.Sc
NIP. 19631026 199103 1 001
PERNYATAAN ORISIONALITAS
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah
hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah
dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan,
April
2015
Hilwa Walida
NIM. 127030019
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
di bawah ini:
Nama
: Hilwa Walida
NIM
: 127030019
Program Studi
: Magister Biologi
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive
Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
Isolasi Bakteri Keratinolitik Dari Limbah Bulu Ayam Dan Karakterisasi Enzim
Keratinasenya
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksekutif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan
tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan,
April 2015
Hilwa Walida
Telah diuji pada
Tanggal
: 29 April 2015
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. Dra. Nunuk Priyani, M.Sc
Lulus Pada Tanggal
:
29 April 2015
RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap Berikut Gelar
:
Hilwa Walida, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir
:
Medan, 02 Januari 1991
Alamat Rumah
:
Jalan Medan Tenggara III No. 5 Medan
Telepon/Faks/Hp
:
085697451695
:
hw2191@gmail.com
Instansi Tempat Bekerja
:
-
Alamat Kantor
:
-
Telepon
:
-
DATA PENDIDIKAN
SD
:
Swasta Kartini Medan
Tamat :
2002
SMP
:
Negeri 3 Medan
Tamat :
2005
SMA
:
Negeri 5 Medan
Tamat :
2008
Strata-1
:
Pendidikan Biologi FMIPA UNJ
Tamat :
2012
Strata-2
:
Program Pascasarjana Biologi,
Tamat :
2015
FMIPA USU
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
selalu mencurahkan nikmatNya. Karena rahmat dan hidayahNya lah penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini. Shalawat beriring salam juga penulis sampaikan
kepada junjungan nabi besar Muhammad SAW.
Selama penyusunan tesis dan belajar di Program Studi Pascasarjana Biologi
FMIPA USU, penulis banyak mendapatkan dukungan baik moral maupun materi dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis dalam kesempatan ini mengucapkan terima
kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Dwi Suryanto dan Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku dosen
pembimbing yang penuh kesabaran dalam membimbing dan memberi motivasi
dalam penyelesain tesis ini.
2.
Dr. It Jamilah, M.Sc dan Nunuk Priyani, M.Sc selaku dosen penguji yang telah
memberikan saran dan kritik yang membangun dalam menyelesaikan tesis ini.
3.
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku ketua Program Studi Pascasarjana
Biologi FMIPA USU dan Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku sekretaris Program Studi
Pascasarjana Biologi FMIPA USU atas nasihat, saran dan bantuan yang telah
diberikan dalam penyelesaian studi.
4.
Para bapak dan ibu dosen Program Studi Pascasarjana Biologi FMIPA USU yang
telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam penyelesaian
studi.
5.
Kedua orang tua penulis, Drs. H. Abdul Walid dan Dra. Hj. Rukyatul Hilal
Sagala. Terima kasih untuk motivasi, cinta dan kasih sayang yang tulus serta doa
yang tak pernah putus.
6.
Saudara kandung penulis Yulia Walida, S.Pd dan Ihsanul Arifin yang selalu
mendoakan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
7.
Adik-adik Biologi FMIPA USU 2010, Farah Dwi Larasati, Mailani Quanti, Devi
Permata Sutadi, Nurul Alfitanisa Lubis, Yuli Evalintina, dll. Terima kasih telah
berbagi tawa dan semangat dalam menyelesaikan penelitan dan studi kita.
8.
Teman-teman Program Studi Pascasarjana Biologi FMIPA USU. Terima kasih
atas kebersamaan selama kuliah dengan segala suka dan duka yang dilalui
bersama.
9.
Pihak-pihak lain yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan dan
penyelesaian tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, dengan penuh rendah hati penulis akan menerima saran
dan kritik untuk penyempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Medan,
April 2015
Penulis
ISOLASI BAKTERI KERATINOLITIK DARI LIMBAH BULU
AYAM DAN KARAKTERISASI ENZIM KERATINASENYA
ABSTRAK
Penelitian mengenai isolasi bakteri keratinolitik dari limbah bulu ayam dan
karakterisasi enzim keratinasenya telah dilaksanakan. Isolasi dilakukan menggunakan
medium Skim Milk Agar dan Feather Meal Agar yang diinkubasi pada suhu 31 oC
dan pH 7. Uji indeks keratinolitik dilakukan di medium Feather Meal Agar.
Presipitasi enzim kasar dilakukan dengan penambahan amonium sulfat secara
bertingkat dan dialisis. Pengaruh pH dan suhu terhadap aktivitas keratinase dilakukan
untuk mengetahui karakteristik masing-masing enzim. Sembilan belas isolat dengan
karakteristik morfologi yang berbeda diperoleh dari hasil isolasi. Tiga isolat yaitu A4,
B4, dan B6 dipilih untuk pengujian lanjut berdasarkan indeks keratinolitik. Aktivitas
tertinggi diperoleh keratinase isolat A4 pada konsentrasi amonium sulfat 20% yaitu
sebesar 95,9 U/ml, dan keratinase isolat B4 dan B6 pada konsentrasi amonium sulfat
70%, berturut-turut sebesar 57,5 U/ml dan 71,2 U/ml. Aktivitas spesifik keratinase
setelah dialisis isolat A4 yaitu sebesar 4,61 U/mg, isolat B4 sebesar 3,13 U/mg, dan
isolat B6 sebesar 4,08 U/mg. Aktivitas keratinase isolat A4 optimum pada pH 8 dan
suhu 45 oC, keratinase isolat B4 optimum pada pH 7 dan suhu 35 oC, dan keratinase
isolat B6 optimum pada pH 7 dan suhu 40 oC. Identifikasi berdasarkan gen 16S
rRNA menunjukkan bahwa isolat A4, B4 dan B6 berturut-turut mendekati Leclercia
adecarboxylata strain M-X17B dengan homologi 97%, Azotobacter chroococcum
strain ABA-1 dengan homologi 85%, dan Stenotrophomonas maltophilia strain BIW
dengan homologi 96%.
Kata kunci : bakteri keratinolitik, keratinase, limbah bulu ayam
ISOLATION OF KERATINOLYTIC BACTERIA FROM
FEATHER WASTE AND CHARACTERIZATION OF ITS
KERATINASE
ABSTRACT
A study on isolation of keratinolytic bacteria from feather waste and characterization
of its keratinase has been done. Isolation was conducted on Skim Milk Agar and
Feather Meal Agar incubated at 31 oC and pH 7. Index keratinolytic was measured
on Feather Meal Agar. Crude enzyme presipitation was performed by addition the
concentration series of ammonium sulfate followed by dialysis. The influences of pH
and temperature to keratinase activity were studied to examine the characteristics of
each enzyme. Nineteen bacteria with different morphological characteristics were
isolated from feather waste. Three isolates, A4, B4, and B6, were chosen for futher
studied based on their keratinolitic index. The highest production of keratinase of A4
isolate was shown on 6 th day, B4 isolate was on 4 th day, and B6 isolate was on 5 th
day. The maximum keratinase activity was produced by A4 isolate at 20% ammonium
sulfate of 95.9 U/ml, B4 and B6 isolates produced it at 70% ammonium sulfate of
57.5 U/ml and 71.2 U/ml respectively. The specific activity after dialysis were 4.61
U/mg for A4 isolate, 3.13 U/mg for B4 isolate, and 4.08 U/mg for B6 isolate. The
optimum of keratinase A4 isolate was at pH 8 and 45 oC, B4 isolate was at pH 7 and
35 °C, and B6 isolate was at pH 7 and 40 °C. Identification based on 16S rRNA gene
showed that A4, B4 and B6 isolates closed to Leclercia adecarboxylata strain MX17B with similarity of 97%, Azotobacter chroococcum strain ABA-1 with similarity
of 85%, and Stenotrophomonas maltophilia strain BIW with similarity of 96%,
respectively.
Keywords: keratinolytic bacteria, keratinase, feather waste
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
i
iii
iv
v
vii
viii
ix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Hipotesis Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1
1
3
3
3
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Keratin pada Bulu Ayam
2.2 Enzim Keratinase
2.3 Mikroorganisme Penghasil Enzim Keratinase
4
4
6
7
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Persiapan Medium Feather Meal Agar dan
Larutan Keratin 0,5%
3.2 Isolasi Bakteri Keratinolitik
3.3 Pengukuran Indeks Keratinolitik
3.4 Karakterisasi Morfologi Isolat
3.5 Penentuan Waktu Produksi Keratinase
3.6 Produksi Keratinase
3.7 Pemurnian Parsial Keratinase
3.7.1 Presipitasi Keratinase Dengan Konsentrasi
Amonium Sulfat Bertingkat
3.7.2 Proses Dialisis Hasil Presipitasi Amonium Sulfat
3.8 Pengukuran Aktivitas Keratinase
9
9
10
10
10
11
11
12
12
12
13
3.9 Penentuan Kadar Protein
3.10 Karakterisasi Keratinase Berdasarkan pH dan Suhu
3.11 Identifikasi Bakteri Keratinolitik Berdasarkan
Gen Penyandi 16S rRNA
13
13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Isolat Bakteri Keratinolitik dari Limbah
Bulu Ayam
4.2 Pengukuran Indeks Keratinolitik
4.3 Profil Produksi Enzim Keratinase
4.4 Aktivitas Keratinase Hasil Presipitasi dengan Amonium Sulfat
secara Bertingkat
4.5 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Keratinase
4.6 Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Keratinase
4.7 Identifikasi Bakteri Keratinolitik Berdasarkan
Gen Penyandi 16S rRNA
16
BAB V
29
29
29
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
14
16
17
19
21
24
25
27
DAFTAR PUSTAKA
30
LAMPIRAN
36
DAFTAR GAMBAR
Nomor
2.1
4.1
4.2
4.3
4.4
Judul
Struktur Keratin
Populasi Sel dan Aktivitas Keratinase Isolat Bakteri
Keratinolitik
Aktivitas Keratinase Supernatan dan Pelet Isolat
Bakteri Keratinolitik Pada Konsentrasi Amonium
Sulfat Bertingkat
Pengaruh pH terhadap Aktivitas Keratinase
Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Keratinase
Halaman
4
20
21
24
26
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
2.2
Kandungan Asam Amino pada Bulu Ayam
Karakteristik beberapa Mikroorganisme Penghasil
Keratinase
Karakteristik Morfologi Koloni dan Sel Isolat
Bakteri Keratinolitik
Indeks Keratinolitik Isolat Bakteri dari Limbah
Bulu Ayam
Tingkat Kemurnian Enzim Keratinase dari Isolat
Limbah Bulu Ayam
5
7
4.1
4.2
4.3
17
18
23
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
L1
L2
L3
L4
L5
Alur Kerja Penelitian
Uji Aktivitas Enzim Keratinase
Kurva Standar Bovine Serum Albumin (BSA)
Uji Kadar Protein
Komposisi Reagen Bradford dan Pembuatan
Reagen Bradford
Nilai Absorbansi Kadar Protein
Identifikasi Isolat Bakteri Keratinolitik
36
37
39
40
41
L6
L7
42
43