Cermin Dunia Kedokteran No. 108, 1996 45
HASIL PENELITIAN
Isolasi Mikroba Tanah Penghasil
Antibiotika dan Sampel Tanah
pada Lokasi Penumpukan Sampah
Akmal, Helmi Arifin, Armeiny Romita
Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan ilmu Pen getahuan Alam Universitas Andalas, Padang
pai sekarang masih men-
ebarannya, sehingga di-
g relatif besar terutama
olongan antibiotika
(1,2)
.
erintah Indonesia untuk
setiap tahunnya berkisar
rti: Inggris, Amerika Seri-
ba melakukan penelitian
baku antibiotika. Dilapor-
kan bahwa hampir semua antibiotika yang telah ditemukan saat
511 jenis antibiotika dan pada tahun 1974 meningkat tajam
menjadi 4.006 jenis dan hingga saat ini diperkirakan sudah
ditemukan lebih dari 6.000 jenis antibiotika
(1)
.
Indonesia dengan iklim tropis dan urah hujan yang cukup
tinggi, merupakan tempat yang cocok bagi pertumbuhan dan
perkembangbiakan berbagai mikroorganisme tanah. Akan tetapi
sampai saat ini penelitian yang dilakukan untuk menemukan
mikroba tanah yang dapat rnenghasilkan antibiotika masih
sangat kurang
(4)
. Bertitik tolak dan kenyataan di atas dan untuk
mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap negara lain
dalam penyediaan bahan baku antibiotika, sudah saatnya kita
memikirkan dan melakukan penelitian-penelitian dasar untuk
ini dihasilkan oleh mikroba tanah, yaitu dan golongan bakteri,
jamur dan actinomycetes
(3,4)
. Pada tahun 1963 sudah ditemukan
memanfaatkan kekayaan alam kita sendiri. Langkah awal yang
dapat dilakukan yaitu penapisan mikroba tanah penghasil anti-
PENDAHULUAN
Di Indonesia penyakit infeksi sam
duduki urutan teratas dalam hal peny
butuhkan biaya penanggulangan yan
untuk pengadaan obat-obatan dan g
Dana yang harus dikeluarkan oleh Pem
mengimpor bahan baku antibiotika
antara Rp 81,6 Rp 122,4 mi1iar
(2)
.
Sementara itu negara maju sepe
kat, Jerman dan Jepang berlomba-lom
yang intensif untuk pengadaan bahan
ABSTRAK
Telah dilakukan isolasi mikroba tanah penghasil antibiotika dan sampel tanah pada
lokasi penumpukan akhir sarnpah kota di Koto Tangah, Kotamadya Padang. Isolasi
dilakukan dengan cara membiakkan mikroba dalam medium perbenihan Potato Dextrose
Agar dan Nutrient Agar. Selama masa inkubasi diamati adanya koloni mikroba yang dapat
menghambat pertumbuhan mikroba lain di sekelilingnya. Koloni tersebut dipisahkan,
dimurnikan, diidentifikasi dan diuji aktifitasnya terhadap beberapa mikroba indikator.
Dan percobaan diperoleh 10 spesies mikroba penghasil antibiotika, terdiri dari:
sembilan spesies dari golongan bakteri dan satu spesies dari golongan jamur. Uji aktifi-
tasnya menunjukkan bahwa, delapan spesies aktif terhadap Bacillus subtilis, sembilan
spesies terhadap Enterobacter Sp dan satu spesies terhadap Aspergillus niger.
Cermin Dunia Kedokteran No. 108, 1996
46
biotika dan berbagai sampel tanah di berbagai tempat di tanah
air.
Pada lokasi penumpukan sampah, banyak tertimbun daun-
daun dan hewan-hewan yang mati serta berbagai sisai bahan
organik lainnya. Di dalam tanah mikroba berperan sebagai de-
komposer berbagai bahan organik tersebut; semakin padat po-
pulasi rnikroba dalam suatu habitat maka semakin cepat pula
proses dekomposisinya. Untuk mempertahankan din dan se-
rangan mikroorganisme lain, suatu mikroba dapat menghasil-
kan zat toksis yang dapat menghambat atau membunuh mikro-
organisme pengganggu tersebut (sifat antagonisme). Zat toksis
yang dihasilkan tersebut dikenal dengan antibiotika
(5,6)
.
Pada penelitian ini telah dilakukan percobaaii pendahuluan
isolasi mikroba tanah penghasil antibiotika dari sampel tanah
pada lokasi penumpukan akhir sampah kota, di Koto Tangah
Kotamadya Padang. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh
isolat murni mikroba penghasil antibiotika, yang berguna bagi
penelitian lanjutan untuk memperoleh bahan baku antibiotika
ataupun antibiotika baru melalui proses fermentasi yang dapat
dimanfaatkan untuk pengobatan.
METODOLOGI
1) Pengambilan Sampel
Sampel diambil secara acak pada 30 tempat di lokasi pe-
numpukan akhir sampah kota, di Kota Tangah Kotamadya
Padang. Masing-masingjempat diambil tiga sampel dengan
kedalaman 1015 cm dari permukaan tanah.
2) Pembiakan Mikroba dalam Medium Perbenihan
Sampel tanah dan masing-masing tempat, dicampur dan di-
aduk merata. Ditimbang sebanyak 10 gram, diencerkan dengan
larutan natrium klorida 0,9% steril hingga diperoleh konsentrasi
1:10 sampai 1:10.000. Sebanyak satu mililiter dan masing-
masing enceran sampel, dituangkan ke dalarn cawan petri yang
telah berisi medium perbenihan Potato Dextrose Agar (PDA)
dan Nutrient Agar (NA). Inkubasi pada suhu 2530°C selama
27 hari.
3) Seleksi Biakan
Selama masa inkubasi, perubahan yang terjadi diamati se-
tiap harinya. Mikroba yang tumbuh dan dapat menghambat per-
tumbuhan mikroba lain di sekelilingnya dipindahkan ke dalam
media-agar lain dan diinkubasi selama 25 hari. Perlakuan ini
dilakukan berulang-ulang sehingga diperoleh isolat mikroba
yang murni.
4) Pengamatan Morfologi dan Identifikasi
Biakan murni mikroba yang telah diperoleh, diamati mor-
fologinya di bawah mikroskop dan identifikasi dengan beberapa
reaksi tertentu yaitu: pewarnaan Gram, reaksi biokimia dalam
medium Triple Sugar Iron Agar (TSIA), reaksi Simon Sitrat
dan pengamatan motilitasnya.
5) Uji Aktifitas Antibiotika
Biakan murni mikroba penghasil antibiotika yang telah di-
isolasi, diinkubasi pada medium cair Nutrient Broth selama 7
hari. Pada akhir masa inkubasi, diuji aktifitasnya terhadap bebe-
rapa mikroba indikator dengan metode difusi agar menggunakan
cakram kertas. Dibuat inokulum mikroba indikator 3% (v/v),
dituangkan ke dalam cawan petni dan dibiarkan memadat. Pada
permukaan agar-inokulum ini diletakkan kertas cakram yang
telah dicelupkan terlebih dahulu ke dalam biakan cair mikroba
hasil isolasi. Inkubasi pada suhu 2530°C selama 25 hari dan
pada akhir masa inkubasi diamati dan diukur hambatan per-
tumbuhan yang terbentuk
(7,8)
. Sebagai mikroba indikator
digunakan Bacillus subtilis, Enterobacter sp dan Aspergillus
niger yang diperoleh dan Laboratonium Mikrobiologi Jurusan
Biologi FMIPA Universitas Andalas, Padang.
HASIL DAN DISKUSI
Dari 30 sampel yang diteliti, diperoleh mikroorganisme
yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba lain di sekeli
Iingnya yang ditandai dengan daerah bening (inhibition zone).
Mikroorganisme tersebut tendiri dari satu spesies dan golongan
jamur (biakan A-b pada medium PDA) dan sembilan spesies
dan golongan bakteri (biakan A-4, A-5, B-5, C-6 pada medium
NA dan biakan A-6, A-7, B-6, B-8 dan B-10 pada medium
PDA). Hasil pengamatan dipaparkan pada Tabel 1 dan 2.
Tabel 1. Hasil Pengamatan Hambatan Pertumbuhan Mikroorganisme
dari Sampel Tanah dalam Medium Perbenihan Potato
Dekstrosa
No. Kode
Biakan
Diameter Hambatan
(mm110)
Kriteria Aktifitas
I
A 1
0
Tidak ada aktifitas
2
A 2
0
Tidak ada aktifitas
3
A 3
0
Tidak ada aktifitas
4
A 4
0
Tidak ada aktifitas
5
A 5
0
Tidak ada aktifitas
6
A 6
22
Aktifitas Iemah
7
A 7
224
Aktifitas kuat
8
A 8
0
Tidak ada aktifitas
9
A 9
0
Tidak ada aktifitas
10
A 10
105
Aktifitas sedang
I I
B 1
0
Tidak ada aktifitas
12
B 2
0
Tidak ada aktifitas
13
B 3
0
Tidak ada aktifitas
14
B 4
0
Tidak ada aktifitas
15
B 5
0
Tidak ada aktifitas
16
B 6
61
Aktifitas lemah
17
B 7
0
Tidak ada aktifitas
18
B 8
55
Aktifitas lemah
19
B 9
0
Tidak ada aktifitas
20
B 10
165
Aktifitas sedang
21
C 1
0
Tidak ada aktifitas
22
C 2
0
Tidak ada aktifitas
23
C 3
0
Tidak ada aktifitas
24
C 4
0
Tidak ada aktifitas
25
C 5
0
Tidak ada aktifitas
26
C 6
0
Tidak ada aktifitas
27
C 7
0
Tidak ada aktifitas
28
C 8
0
Tidak ada aktifitas
29
C 9
0
Tidak ada aktifitas
30
C 10
Tidak ada aktifitas
Keterangan:
Aktifitas
kuat
: diameter
hambatan
200 (mm/10)
Aktifitas sedang : diameter hambatan 100 190 (mm/10)
Aktifitas
lemah
: diameter
hambatan
100 (mm/10)
Tidak ada aktifitas : diameter hambatan 0 (mm/10)
Tabel 2. Hasil Pengamatan Hambatan Pertumbuhan Mikroorganisme
dari Sampel Tanah dalam Medium Perbenihan Nutrien Agar
No. Kode
Biakan
Diameter Hambatan
(mm/10)
Kriteria Aktifitas
1
A 1
0
Tidak ada aktifitas
2
A 2
0
Tidak ada aktifitas
3 A
3
0
Tidak ada aktifitas
4
A 4
34
Aktifitas lemah
5
A 5
22
Aktifitas lemah
6
A 6
0
Tidak ada aktifitas
7
A 7
0
Tidak ada aktifitas
8
A 8
0
Tidak ada aktifitas
9
A 9
0
Tidak ada aktifitas
10
A 10
0
Tidak ada aktifitas
11 B
1
0
Tidak ada aktifitas
12
B 2
0
Tidak ada aktifitas
13
B 3
0
Tidak ada aktifitas
14
B 4
0
Tidak ada aktifitas
15
B 5
40
Aktifitas lemah
16
B 6
0
Tidak ada aktifitas
17
B 7
0
Tidak ada aktifitas
18
B 8
0
Tidak ada aktifitas
19
B 9
0
Tidak ada aktifitas
20
13 10
0
Tidak ada aktifitas
21
C 1
0
Tidak ada aktifitas
22
C 2
0
Tidak ada aktifitas
23 C
3
0
Tidak ada aktifitas
24
C 4
0
Tidak ada aktifitas
25
C 5
0
Tidak ada aktifitas
26
C 6
54
Aktifitas lemah
27
C 7
0
Tidak ada aktifitas
28
C 8
0
Tidak ada aktifitas
29 C
9
0
Tidak ada aktifitas
30
C 10
0
Tidak ada aktifitas
Keterangan:
Aktifitas
kuat
: diameter
hambatan
200 (mm/10)
Aktifitas sedang : diameter hambatan 100 190 (mm/10)
Aktifitas
lemah
: diameter
hambatan
100 (mm/10)
Tidak ada aktifitas : diameter hambatan 0 (mm/10)
Setelah dilakukan identifikasi berdasarkan data yang diper-
oleh dan acuan yang sesuai, dapat diketahui bahwa satu spesies
dan mikroorganisme hasil isolasi tersebut termasuk kelompok
Penicillium dan sembilan spesies lainnya termasuk kelompok
Bacillus, Streptobacillus, Staphylococcus, Streptococcus dan
Coccus (Tabel 3 dan 4). Hasil pewarnaan Gram menunjukkan
bahwa empat spesies termasuk bakteri Gram positif (biakan
A-4, A-5, B-6 dan B-8) dan Jima spesies termasuk bakteri
Gram negatif (biakan A-4, A-i, B-5, B-b dan C-6). Untuk
bakteri Gram negatif ini dilanjutkan dengan beberapa reaksi
biokimia yang hasilnya dipaparkan pada Tabel 5. Dari data
yang diperoleh tersebut, mikroorganisme hasil isolasi belum
dapat diidentifikasi nama spesiesnya karena keterbatasan biakan
murni dan berbagai mikroorganisme sebagai pembanding.
Hasil uji aktifitas antibiotika terhadap mikroba indikator
dipaparkan pada Tabel 6. Dan data tersebut terlihat bahwa:
· Satu spesies (biakan B-10) mempunyai aktititas kuat ter-
hadap Enterobacter sp.
· Lima spesies (biakan A-4, A-5, B-6, B-8 dan C-6) mem-
punyai aktifitas sedang terhadap Bacillus subtilis.
· Enam spesies (biakan A-4, A-5, B-s, B-6, B-8 dan C-6)
Tabel 3. Hasil Pengamatan Morfologi Mikroorganisme Penghasil Anti-
biotika
Hasil
Isolasi
Yang Diamati
Kode
Biakan
Bentuk
Koloni
Tepian
Koloni
Elevasi
Koloni
Permukaan
Koloni
Warna
Koloni
A 4
Bundar
Licin
Cembung
Berkilat
Putih
A 5
Bundar
Licin
Cembung
Berkilat
Putih
A 6
Bundar
Licin
Seperti
Berkilat
Kusam
Orange
A 7
Konsentris Berombak
tetesan
Seperti Berkilat Kuning
kawah
muda
A 10 Kompleks Seperti
Berbukit
Tidak
Hijau
benang
rata
lumut
13 5 Tidak
Berombak Seperti
Tidak
Putih
beraturan
tombol rata
Kemerahan
13 6
Bundar
Tepian
Licin
Seperti
kawth
Berlekuk Abu-abu
13 8
berlekuk .
Keriput
Berombak Cembung Tidak
Putih
B 10 Bundar
Licin
Timbul
rata
Berkilat
Kekuningan
Kuning
C 6
Bundar
Licin
Cembung
Berkilat
Krem
Keterangan : Perbesaran 1.000 kali
Tabel 4. Hasil Pengamatan Mikroskopis Mikroorganisme Penghasil
Antibiotika
Hasil
Isolasi
dengan
Pewarnaan
Gram
No. Kode Biakan
Pengamatan Mikroskopis
Keterangan
1
A 4
Set batang, besar, bentuk
Streptobacillus
2
A 5
brantai
Set batang, bulat, melengkung,
(Gram -)
Bacillus
3
A 6
rapat
Set bulat, tunggal
(Gram -)
Coccus
4
A 7
Set bulat, kecil, berkelompok,
(Gram +)
Staphylococcus
5
A 10
tunggal, tidak beraturan, rapat
Hyfa bersekat, mycelium
(Gram +)
Penicillium
6
B 5
bercabang, konidia uniseriat
Set bulat, besar, jarang,
(Tidak dilakukan)
Staphylococcus
7
B 6
berpasangan, tunggal dan
tidak beraturan
Set batang, agak membulat,
(Gram +)
Streptobacillus
8
B 8
bentuk rantai
Set batang, besar, berkapsul
(Gram -)
Streptobacillus
9
B 10
terminalis, bentuk rantai
Set bulat, kecil, rapat
(Gram -)
Coccus
10
C 6
Set bulat, kecil, rapat, bentuk
(Gram +)
Streptococcus
rantai
(Gram
+)
mempunyai aktifitas sedang terhadap Enterobacter sp.
· Tiga spesies (biakan A-7, B-5 dan B-10) mempunyai akti-
fitas lemah terhadap Bacillus subtilis.
· Dua spesies (biakan A-7 dan A-10) m
itas
lemah terhadap Enterobacter sp.
· Satu spesies (biakan B-5) mempunyal aktifitas lemah ter-
hadap Aspergillus niger.
Penggolongan aktifitas ini dilakukan berdasarkan kriteria yang
dilaporkan oleh peneliti terdahulu
(9)
.
Dari sepuluh mikroorganisrne hasil isolasi, hanya satu
spesies yang tidak aktif terhadap ketiga jenis mikroba uji yang di-
empunyai aktif
Cermin Dunia Kedokteran No. 108, 1996 47
Tabel 5. Hasil Identifikasi Bakteri dengan Reaksi Kimia
TSIA
Kode
Biakan
A
butt
Alk
slant
AG H
2
S
SC SS
A 6
+
+
A 7
+
+
+
B 5
+
+
+
B 10
+
+
+
+
C 6
+
+
+
+
Keterangan:
TSIA : Triple Sugar Iron Agar
SC : Simmon
Sitrat
SS : Semi
Solid
A (+) : Terbentuknya asam, ditandai dengan perubahan warna indikator
fenol
merah
menjadi
kuning.
Alk () : Medium bersifat basa
AG : Adanya
gas
(gelembung)
H
2
S : Adanya warna hi tam pada medium TSIA
sc (+) : Terjadi perubahan warna indikator biru bromtimol dari hijau
menjadi
biru.
SS(+) : Terjadinya pergerakan
Tabel 6. Hasil Pengukuran Diameter Hambatan Pertumbuhan Mikro-
organisme Penghasil Antibiotika Hasil Isolasi terhadap Bebe-
rapa
Mikroorganisme
Penguji
dengan
Metoda
Cakram
Diameter Hambatan (mm/10)
No. Kode
Biakan
B. subtilis
Enterobacter. sp
A. niger
1
A 4
100
125
0
2
A 5
105
140
0
3
A 6
0
0
0
4 A
7
90
70
0
S
A 10
0
80
0
6
B 5
70
110
80
7
B 6
145
155
0
8
B 8
140
160
0
9
B 10
70
224
0
10 C
6
135
120
0
Keterangan:
Aktifitas
kuat
: diameter
hambatan
200 (mm/10)
Altifitas sedang : diameter hambatan 100 190 (mm/10)
Aktifitas lemah : diameter hambatan > 60 100 (mm/10)
Tidak ada aktifitas : diameter hambatan 0 (mm/10)
Diameter Cakram : 60 (mm/10)
gunakan, yaitu biakan A-6. Hal ini bukan berarti spesies ini tidak
menghasilkan antibiotika, karena pada seleksi awal mikroba ini
memperlihatkan aktifitas. Ada kemungkinan biakan ini aktif
terhadap mikroba lain selain mikroba uji yang digunakan. Dalam
percobaan ini mikroba uji yang digunakan sangat terbatas, yaitu
masing-masing satu spesies dan golongan jamur, bakteri Gram
positif dan bakteri Gram negatif.
Hasil percobaan ini masih merupakan suatu penelitian pen-
dahuluan yang merupakan tahapan dalam upaya mencari se-
nyawa antibiotika baru. Oleh karena itu penelitian ini masih akan
dilanjutkan yang meliputi : identifikasi mikroorganisme hasil
isolasi sampai diketahui nama spesiesnya, fermentt dan penen-
tuan kondisi optimum fermentasi untuk produksi antibiotika
(10)
,
isolasi dan elusidasi struktur serta penentuan potensi antibiotika
yang dihasilkan.
KESIMPULAN
1) Mikroorganisme penghasil antibiotika yang telah diisolasi
dan sampel tanah pada penumpukan sampah, di KotoTangah
Kotamadya Padang adalah:
· Dari medium Potato Dextrose Agar:
Diperoleh satu spesies dan golongan jamur (biakan A-10)
dan lima spesies dan golongan bakteri (biakan A-6, A-7, B-6,
B-8 dan B-b).
· Dari medium Nutrient Agar:
Diperoleh empat spesies dari golongan bakteri (biakan A-4,
A-5, B-5 dan C-6).
2) Dari mikroorganisme penghasil antibiotika hasil isolasi,
sebanyak sembilan spesies aktif terhadap Enterobacter sp, de-
lapan spesies aktif terhadap Bacillus subtilis dan satu spesies
aktif terhadap Aspergillus niger.
KEPUSTAKAAN
1. Akmal, H. Arifin, Hendri. Percobaan pendahuiuan isola.si mikroba tanah
penghasil antibiotika dan sampel tanah di kawasan hutan raya Bung Hatta
Padang. Majalah Farmasi Indonesia 1993; 4(3): 10712.
2. Dhanutirto H. Produksj Antibiotika di Indonesia. Pros Seminar Nasional
Antibiotika, Bandung 1987.
3. Imezawa H. Recent Advances in Bioactine Microbial Secondary Meta
bolies, J. Antibiotics 1987; 30 (Suppl): 3863.
4. Sasongko SA, Tarigan P. Isolasi dan Skrining Mikroorganisine Tanah ordo
ActinomycetesyangAntagonisterhadapMikrobavitopatogen, Pros Seminar
Nasional Antibiotika, Bandung 1987.
5. Noris JR, Richmond MH. (Eds.). Assay in Applied Microbiology.
Chichester, New York, Brisbane, Toronto: John Wiley & Sons, 1981.
6. Rehm Hi, Read G. Biotechnology Microbiology Fundamental, Vol. I,
Verlag Chemie, Weinhem. 1985.
7. Arret B, Johnson DD, Kirshbaum A. Outline of details for microbiological
assays of antibiotics, J. Pharm. Sci. 1971, 60; 11: 168994.
8. Katz JM, Katz SE. Microbiological assay antibiotics in surface waters, J.
Assoc. of Anal. Chem. 1983; 66(3): 63539.
9. SukandarEY. Isolasi Antibiotika-Antifungi dan Streptomyces indonesien
sis ATCC 35859, Disertasi Program Doktor, Institut Teknologi Bandung,
Bandung 1987.
10. Crueger W, Crueger A. Biotechnology: A Text Book of Industrial Micro
biology. Translated by C. Haessly and TD. Brock. Science Tech., Inc.,
Medison. 1984.
Cermin Dunia Kedokteran No. 108, 1996
48