BAKTERI PENDEGRADASI RESIDU MALAM (BATIK WAX) PADA LIMBAH SEMI PADAT INDUSTRI BATIK DAN AKTIVITASNYA

DANISWARA RINDI CITRAPANCAYUDHA, Prof. Dra. A. Endang Sutariningsih, M.Sc., Ph.D

2015 | Tesis | S2 Biologi

Limbah semi padat hasil proses produksi batik mengandung sejumlah bahan organik, terutama malam (batik wax) dan pewarna yang tidak mudah larut dan terdegradasi oleh mikrobia. Apabila limbah tersebut dibuang langsung tanpa perngolahan terlebih dahulu menyebabkan pencemaran lingkungan. Malam terdiri dari campuran lilin (paraffin) dan lilin lebah (beeswax) yang juga merupakan sumber karbon bagi beberapa kelompok mikrobia tertentu. Hanya beberapa jenis bakteri mampu merombak senyawa tersebut. Tujuan penelitian adalah mendapatkan bakteri yang mampu mendegradasi residu malam pada limbah industri batik, meneliti peran bakteri dalam proses degradasi malam pada limbah industri batik, dan mengidentifikasi karakteristik isolat bakteri yang mampu merombak residu malam batik. Penelitian terfokus pada aktivitas bakteri pada degradasi malam. Penelitian diawali dengan isolasi dan seleksi. Seleksi dilakukan berdasarkan kemampuan tumbuh pada Mineral Salt Medium (MSM) Agar yang dilengkapi dengan berbagai tipe wax (beeswax, paraffin, dan malam) sebagai sumber C. Isolat yang mampu tumbuh dan menghasilkan zona jernih pada ketiga macam wax dipilih untuk percobaan selanjutnya. Aktivitas biodegradasi malam oleh isolat terpilih dilakukan melalui percobaan kultivasi pada medium cair yang mengandung 0,5% malam dengan sistem sekali unduh. Aktivitas degradasi diukur berdasarkan pertumbuhan sel dengan spektrofotometri (600nm) dan konsentrasi gula reduksi dengan metode DNS (540 nm). Hasil penelitian menunjukkan empat isolat bakteri telah mempunyai potensi sebagai pendegradasi malam batik (strain BTNA 4102, BERC 3102, BTGC 4102, dan BTGA 4104) karena mampu tumbuh dan mendegradasi residu malam batik menjadi bentuk emulsi dengan laju pertumbuhan spesifik sebesar 0,08-0,15 jam-1 dan waktu generasi (g) 4,6-9,0 jam. Emulsi yang terbentuk menunjukkan aktivitas degradatif isolat bakteri dengan melepaskan gula reduksi yaitu 0,25-0,34 mg/mL. Isolat BERC 3102 memiliki potensi degradasi tertinggi karena mampu tumbuh dan mendegradasi residu malam batik (dalam 5 gL-1 wax) sebesar 13,61% yang diperoleh dari analisis GCMS. Hasil identifikasi dan karakterisasi menunjukkan bahwa strain strain BTNA 4102, BERC 3102, dan BTGC 4102 berbentuk batang (1,9 x 0,5 µm) bersifat gram negatif, motil, katalase positif, dan tidak dapat memfermentasi glukosa. Karakter tersebut mirip dengan Pseudomonas. Isolat BTGA 4104 memiliki karakter berbentuk batang (4,5x0,6 µm), gram positif, motil, katalase positif, dan dapat memfermentasi beberapa jenis gula. Karakter tersebut mirip dengan Bacillus.

Semi-solid wastes resulting from the batik industrial is dominated by batik wax; an insoluble compound and undegradable. Batik wax is a mixture of paraffin and beeswax. Wax deposition problems have plagued the water environment. Microbiological method of batik wax removal is considered an alternative. Only a few species of microbes, especially bacteria having capability to utilize these compounds. The purpose of this research were to get degrading bacterias in the batik industry, to examine the role of bacteria in the process of degradation of the batik wax, and to identify the characteristics of the bacterial isolates which can degrade batik wax. The research was focused on the wax degrading bacteria isolated from batik industry waste and their activities on batik waste. The research was started with an analysis of the quality of batik liquid waste and isolation heterotrophic bacteria directly from batik liquid waste. Selection of wax degrading isolates was conducted based on their ability to grow on Mineral Salt Medium (MSM) Agar containing various types of wax (beeswax, paraffin, and the batik wax) as a Carbon source. The isolates were grown on those media and produced clear zones surround their colonies were chosen as selected bacteria for further experiments. The performance of four selected isolates to degrade baik wax was evaluated under laboratory conditions using enzyme bacterial activity, using bacth wise system on liquid medium containing 0,5% batik wax. At an interval of time (24 hrs), the activity was measured based on the cell growth monitored spectrophotometrically (600 nm), concentration of reducing sugar analyzed with the DNS methods and emulsified product. The results revealed that four batik wax degrading bacteria had been isolated and showed efficiently improved the solubility of paraffin wax. Strain BERC 3102 demonstrated the highest potential on degrading residue batik wax to become emulsion by producing reducing sugar of 0,34 mg/mL; specific growth rate of 0,08-0,15 h-1 and the generation time (g) of 4,6-9,0 h. Identification and characterization results indicate that the strain strain BTNA 4102, BERC 3102, and 4102 BTGC are rods (1,9 x 0,5 m), a gram-negative, motile, catalase positive, and can not ferment glucose. The character is similar to genus Pseudomonas. Strain BTGA 4104 has a rod-shaped character (4,5 x 0,6 m), gram-positive, motile, catalase positive, and can ferment several types of sugars. The character is similar to genus Bacillus.

Kata Kunci : Bakteri, pendegradasi, malam, wax, limbah, malam batik, Pseudomonas, Bacillus, bacteria, degrader, batik wax, waste