Slide 1

Kuliah biomassa 2015Potensi Thiobacillus denitrificans Sebagai Agensia BioremediasiKelompokAmalina Qistina12/331517/PN/12672Dimas Setyo Pambudi12/331691/PN/12776Almira Islamei Pratiwi12/331713/PN/12797Nilam Pawesti12/334966/PN/12962Anditya Candra Satriani 12/334989/PN/12980Sheila Rosmala Putri12/335074/PN/13015

Nitrat merupakan ion-ion anorganik alami bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikrobia di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organic menjadi ammonia. Lalu dioksidasi menjadi nitrit dan nitrat.Oleh karena itu dengan mudah nitrit dapat dioksidasi menjdi nitrat. Sehingga nitrat sering ditemukan didalam tanah dan air. Mengkonsumsi air dengan kadar nitrat tinggi dapat menimbulkan beberapa gangguan kesehatan seperti gondok, methemoglobinemia dan sebagainya. Nitrat yang masuk kedalam tubuh, 6% akan direduksi menjadi nitrit yang bersifat karsinogenik.

Bioremediasi

Penggunaan organisme hidup, terutama mikroorganisme, untuk mendegradasi kontaminasi lingkungan menjadi bentuk yang lebih tidak berbahaya.

Thiobacillus denitrificansBerukuran 0.5x1.0-3.0 meterGram-negatifObligat kemolitoautotrof Fakultatif anaerob dan dapat tumbuh pada temperatur optimum 28-32C serta pH optimum 6.8-7.4. Dapat ditemukan di tanah, lumpur, air tawar, sedimen laut, tempat pembuangan, dan limbah pembuangan industri.TaksonomiDomain: Bacteria;Phylum: Proteobacteria;Class: Betaproteobacteria;Ordo: Hydrogenophilales;Family: Hydrogenophilaceae;Genus: Thiobacillus;Species: Thiobacillus denitrificans

Metode IsolasiMenurut Jacques, 1974

Thiobacillus denitrificans strain RT diisolasi dengan kultur pengkayaan pada medium cair yang bersifat anaerob tanpa sumber ammonium nitrogen. Kecuali untuk kemampuan penggunaan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen. Stok kultur dari Thiobacillus denitrificants strain RT dikulturkan secara anaerob pada medium agar. Komposisi mediumnya (g/l) adalah Na2S2O3, 5H2O, 5.0; KH3PO4, 1.2 ; K2HPO4, 2.0 ; KNO3, 2.0 ; MgSO4. 7 H2O, 0.6;Semua komponen kecuali K2HPO4 dan larutan logam yang sudah disterilisasi 20 menit pada suhu 1200C didalam 800 ml air destilat. Dipotassium hydrogen phosphate dan larutan logam masing-masing dilarutkan pada 100 ml air destilat yang telah disterilisasi secara terpisah dengan filtrasi dan ditambahkan sebelum pemadatan. Komposisi dari larutan logam (g/l) adalah; MgO, 10.75; FeSO4. 7H2O, 38.0 ; CaCO3, 2.0 ; ZnSO4. 7H2O, 1.44 ; MnSO4 .4H2O, 1.12 ; CuSO4 . 5H2O 0,25 ; CoCl2 . 5H2O, 0.25 ; NiCl2 . 6H2O, 0.25; Bo3H3, 0.66 ; konsentrasi HCl, 51.3 ml. Koloni yang telah diisolasi disubkultur setiap 3 minggu, dan disimpan pada suhu 50C dan kurang lebih selama 4 bulan.

Kultur anaerob ditumbuhkan pada medium cair DB Na2S2O3. 5 H2O, 5.0; KH2PO4, 2.0; KNO3, 2.0; MgSO4.7H20, 0.6; NaHCO3, 1.5; larutan logam 1 ml. Keempat bahan pertama disterilisasi selama 20 menit pada suhu 120 C didalam 800 ml air destilat, sementara itu bikarbonat dan larutan logam masing-masing dilarutkan pada 100ml air destilat, yang disterilisasi secara terpisah dengan filtrasi dan ditambahkan setalah pendinginan. Pertumbuhan bakteri anaerob dilakukan pada suhu 330C dibawah nitrogen, dan selnya dipanen, dilanjutkan dengan sentrifuge, pencucian dilakukan 3 kali pada suhu 40C dengan 0.03 M buffer fosfat Ph 6,8 dan disimpan beku untuk penggunaan selanjutnya. Hasil sel yang diperoleh sekitar 200 mg (berat kering) per liter.Pertumbuhan bakteri aerob dilakukan dengan ammonium (medium A ) atau dengan nitrat (medium B) sebagai sumber nitrogen. Medium A mengandung Na2S2O3. 5 H2O, 5.0; KH2PO4, 1.2; K2HPO4,2.0; NH4C1, 1.0; MgSO4 . 7 H2O, 0.6; Larutan logam, 1.0 ml. Medium B mempunyai komposisi yang sama kecuali untuk NH4Cl diganti KNO3 pada konsentrasi akhir dari 1 gr/lt.

Semua bahan kecuali Dipotassium Hydrogen phosphate dan larutan logam disterilisasi selama 20 menit pada suhu 1200C dalam 800 ml ir destilat. Larutan logam dan K2HPO4 masing-masing dilarutkan dalam 100 ml air destilat, yang disterilisasi dengan filtrasi dan ditambahkan secara terpisah dilakukan pengkulturan dalam medium setelah pendinginan. Kultur bakteri aerob yang dipelihara pada ph 6,8 dengan titrasi 10% Na2CO3 ke dalam fermentor. Sel dipanen dan dicuci untuk kultur anaerob dengan sel yang sejenis.Preparasi ekstrak sel bebas. pellets disuspensi ke dalam 0.03 M buffer phospat pH 6.8 dan melewati dua kali tekanan sel pada 20.000 PSI. Beberapa kristal dari Deoksiribonuklease ditambahkan untuk preparasi, didiamkan 10 menit pada temperatur kamar sebelum disentrifuge 36.000 x g selama 90 menit. Supernatan digunakan sebagai ekstrak kasar untuk studi enzim. Konsentrasi protein 35 mg/ml dan ekstrak kasar dapat disimpan pada suhu -20 C kurang lebih 6 bulan tanpa hilangnya aktivitas secara signifikan.

Larutan hidrogenase disiapkan dari sel Desiilfovibrio desidjiuricans Hildenborough, strain tumbuh pada medium C (Postgate, 1996). Setelah 3kali pencucian dengan 0.02 M buffer phospat pH 6, 35 g (berat basah) dari sel telah tersuspensi dalam 18ml 0.05 M buffer phospat pH 7,6. Pasta sel diaduk selama 10 menit dibawah nitrogen 4 C dan disentrifuge 90 menit, 36.000 x g. Supernatan yang telah bersih digunakan fraksi hydrogenase dalam mengurangi campuran untuk pengukuran manometric nitrat reduksi ekstrak kasar dari Thiobacillus denitrifcans RT.Penentuan tingkat pertumbuhan. Tingkat pertumbuhan dihitung dalam kondisi aerob menggunakan biophotometer Bio-Log II (Bonet, Maury, Jouan) dan dalam kondisi anaerob dengan mengukur secara periodik kepadatan optik pada 450 nm dari 1 ml sampel dari 1l kultur.

Potensi sebagai Agensia BioremediasiBioremediasi Air TanahAir tanah yang telah tercemar oleh nitrat dapat diperbaiki kondisinya dengan menggunakan Thiobacillus denitrificans sebagai agensia bioremediasinya.(Matsuo et. al., 2004)

Oksidasi UraniumThiobacillus denitrificans merupakan bakteri pertama dan satu-satunya yang dapat mengoksidasi mineral U(IV) oxide menjadi U(VI) oxide secara anaerob. Hal tersebut dapat menjadi salah satu potensi untuk meremediasi air tanah yang terkontaminasi uranium.

(Beller, 2004)

Fiksasi Karbondioksida (Trudinger, 1955)Mampu membentuk hexose phosphate dari karbondioksida dengan siklus mekanisme yang menyerupai siklus yang ditemui pada tanaman hijauAda kemiripan antara metabolisme internal Thiobacillus denitrificans dengan tumbuhan, hewan dan sel bakteri. Diharapkan bahwa potensi Thiobacillus denitrificans dapat dikembangkan sebagai agensia untuk bioremediasi udara dari karbondioksida.

KesimpulanThiobacillus denitrificans merupakan bakteri denitrifikasi autotrof yang memiliki banyak potensi untuk dapat digunakan sebagai agensia bioremediasi lingkungan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa T. denitrificans dapat mengurangi pencemaran air oleh nitrat dan uranium serta memfiksasi karbondioksida dari udara.