Abstrak—Azotobacter spp.  merupakan  salah  satu  genus bakteri  nonsimbiotik  yang  berperan  penting  dalam  bidang agrikultur  terkait  kemampuannya  memfiksasi  nitrogen. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  potensi  beberapa isolat  Azotobacter dari  lahan  Eco  Urban  Farming ITS  dalam mendegradasi karbohidrat (amilum dan selulosa). Kemampuan isolat  dalam  mendegradasi  karbohidrat  ditentukan  dengan pengukuran  Indeks  Biodegradasi  (IB).  Isolat  yang  digunakan yaitu A1a, A1b, A2, A3, A5, A6, A7, A8, A9, dan A10. Semua isolat  mampu  mendegradasi  amilum  dan  selulosa  kecuali  A8. Indeks  Biodegradasi  (IB)  tertinggi  terdapat  pada  isolat  A5 yaitu 5,50 untuk amilum dan 3,50 untuk selulosa.
Kata Kunci— Azotobacter spp., biodegradasi, karbohidrat.

## I. PENDAHULUAN
AHAN  organik  adalah  fraksi  bahan  mineral  yang ditemukan  sebagai  penyusun  tanah,  merupakan timbunan di setiap sisa tumbuhan, binatang, jasad mikro baik sebagian  atau  seluruhnya  telah  mengalami  perubahan  [1]. Bahan  organik  berperan  dalam  menentukan  kesuburan  dan kekayaan nutrisi di dalam tanah. Dekomposisi bahan organik dalam  tanah  secara  fisika,  kimia,  maupun  mikrobiologis, berperan dalam penyediaan hara makro dan mikro  [2].
Bakteri  tanah  merupakan  mikroorganisme  yang  paling dominan  di  dalam  tanah  bila  dibandingkan  dengan mikroorganisme  lain seperti  fungi  dan  protozoa  [3].  Salah satu  bakteri  tanah  yang  melimpah  adalah  anggota  genus Azotobacter yang  merupakan  bakteri  nonsimbiotik  dan berperan  penting  dalam  bidang  agrikultur  terkait kemampuannya  dalam  memfiksasi  nitrogen. Azotobacter banyak  ditemukan  di  lahan  pertanian,  perkebunan,  taman, dan  perladangan. Azotobacter juga  mampu  memproduksi fitohormon  yang  bermanfaat  untuk  tanaman,  dan menunjukkan sifat antagonis terhadap patogen [4].
Azotobacter juga  memiliki  potensi  mendegradasi beberapa  senyawa  organik. Azotobacter chroococcum mampu  mendegradasi  senyawa  organik  volatile,  seperti,  o- xylene  [5].  Beberapa Azotobacter spp.  yang  diisolasi  dari lahan Eco Urban Farming ITS mampu menggunakan sumber karbon  dari  glukosa,  manosa,  fruktosa,  maltosa,  xilosa, kasein,  dan  gelatin  [6].  Tetapi  isolat Azotobacter spp. tersebut  belum  diteliti  kemampuannya  dalam  mendegradasi senyawa  organik,  terutama  golongan  karbohidrat  (amilum dan selulosa).

## II. METODOLOGI

## A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan November  2014 sampai Januari  2015  di  Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi,  Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam,  Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

## B. Isolat yang Digunakan
Isolat Azotobacter yang digunakan adalah A1a, A1b, A2, A3,  A5,  A6,  A7,  A8,  A9,  dan A10, yang  sudah menjadi koleksi Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi ITS [7],[8].
C. Subkultur Isolat Azotobacter spp.
Subkultur Azotobacter dilakukan pada  media Nutrient Agar miring. Kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama 24  jam. Koloni  yang  tumbuh selanjutnya digunakan untuk uji biodegradasi karbohidrat.

## D. Uji Biodegradasi Karbohidrat
Uji  biodegradasi  karbohidrat  terdiri  dari  uji  hidrolisis amilum  dan  uji  hidrolisis  selulosa.  Uji  hidrolisis  amilum dilakukan pada medium Starch Agar 1%. Sebanyak satu ose isolat Azotobacter diinokulasikan dengan metode line streak . Kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama 72 jam. Lalu diteteskan Gram’s  Iodine pada permukaan bakteri, dan diamati zona bening yang terbentuk yang menandakan isolat mampu menghidrolisis amilum [9].
Uji hidrolisis selulosa menggunakan Carboxymethyl
Cellulose (CMC) Agar 1%. Isolat Azotobacter diinokulasikan dengan metode line  streak . Kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama  72  jam. Setelah diinkubasi, ditambahkan larutan congo red 0,1% selama 10 menit dan  dibilas dengan NaCl  1%. Hidrolisis  selulosa ditunjukkan  dengan  terbentuknya  zona bening di  sekeliling koloni bakteri [10].
Potensi  biodegradasi  senyawa  organik  oleh  Azotobacter dilakukan  secara  kualitatif  dengan  menggunakan  Indeks Biodegradasi [11] dengan formula:
K K K ZB IB        ) (
Keterangan: IB = Indeks Biodegradasi  ZB = Diameter Zona Bening  K = Diameter Koloni

## Potensi Azotobacter spp. sebagai Pendegradasi Karbohidrat
Waritsatul Firdausi dan Enny Zulaika Jurusan Biologi, FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : enny@bio.its.ac.id
B

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Biodegradasi Karbohidrat
Semua  isolat  mampu  mendegradasi  amilum  dan  selulosa kecuali isolat A8, dengan kemampuan biodegradasi tertinggi pada  isolat  A5  dengan  Indeks  Biodegradasi  (IB)  >  3,0 (Tabel 1).
Tabel 1. Kemampuan Isolat Azotobacter Mendegradasi Karbohidrat (Amilum dan Selulosa) Isolat Karbohidrat Amilum Selulosa A1a + ++ A1b + +
A2 + ++ A3 + +
A5 ++++ ++++ A6 + + A7
+ + A8 - - A9 + ++ A10 + ++ Keterangan : ++++ Jika Indeks Biodegradasi  > 3,0
+++   Jika Indeks Biodegradasi   2,1 – 3,0 ++     Jika Indeks Biodegradasi 1,1 – 2,0
+ Jika Indeks Biodegradasi 0.1 – 1,0
- Jika tidak mampu melakukan biodegradasi
Isolat dapat menghidrolisis amilum karena memiliki enzim amilase  [9].  Semakin  besar  IB  yang  terbentuk,    semakin tinggi  pula  enzim yang dihasilkan [12]. Hidrolisis amilum menjadi  glukosa  dikatalisis  oleh  enzim  endoamilase  yang memutus  ikatan  α-1,4  pada  amilosa  dan  eksoamilase  yang memotong  ikatan  α-1,4  dan  ikatan  α-1,6  pada  amilopektin [13]. Amilum dengan iodium (I 2 ) akan membentuk kompleks I 2 -amilum  yang  menyebabkan  warna  biru  ungu  pada  media yang amilumnya belum terhidrolisis. Sedangkan daerah yang amilumnya telah terhidrolisis tidak akan terjadi ikatan antara I 2 dengan  amilum  sehingga  terbentuk  zona  bening  di sekeliling  koloni [14].  Hidrolisis  amilum dapat dilihat pada gambar 1.

## Gambar 1. Zona bening dari biodegradasi amilum.
Kemampuan  hidrolisis  terhadap  selulosa  karena  bakteri memiliki  enzim  selulase  yang  dapat  memutus  ikatan glikosidik  β-1,4  pada  selulosa.  Enzim  selulase  terdiri  dari tiga  jenis  yaitu  endoglukanase  yang  memecah  ikatan glikosidik  internal  selulosa  menjadi  selodekstrin,  enzim eksoglukanase  memecah  selodekstrin  menjadi  disakarida selobiosa,  kemudian  enzim  selobiose  memecah  substrat selobiosa  menjadi  glukosa  [15].  Selulosa    yang  belum terhidrolisis   pada  medium terlihat berwarna merah karena adanya  reaksi  antara congo  red dengan  ikatan    β-1,4- glikosidik  yang    terkandung    dalam    polimer    selulosa. Sedangkan  selulosa  yang  terhidrolisis  menghasilkan  zona bening karena  tidak  terjadi  ikatan antara congo  red dengan ikatan  β-1,4-glikosidik  selulosa  [16].  Hidrolisis  selulosa dapat dilihat pada gambar 2.

## B
Gambar 2. Zona bening dari biodegradasi selulosa.

## IV. KESIMPULAN
Semua  isolat  mampu  mendegradasi  amilum  dan  selulosa kecuali  isolat  A8.  Indeks  Biodegradasi  (IB)  tertinggi terdapat  pada  isolat  A5  yaitu  5,50  untuk  amilum  dan  3,50 untuk selulosa.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D.  Simanjuntak.  “Manfaat  Pupuk  Organik  Kascing  dan  Cendawan Mikoriza  Arbuskula  (CMA)  pada  Tanah  dan  Tanaman”. Jurnal Penelitian Bidang Ilmu Pertanian Vol 1 (2004) 1-3.
[2] D.A  Suriadikarta. dan  R.D.M.  Simanungkalit.  “Pupuk Organik dan Pupuk Hayati”. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian Vol 1 (2006) 1-10.
[3] S. Widawati,  Suliasih,  H.J.D.  Latupapua,  dan  A.  Sugiharto. “Biodiversity  of  Soil  Microbes  from  Rhizosphere  at  Wamena Biological Garden (WBiG), Jayawijaya, Papua”. Biodiversitas Vol 1 (2005) 6-11.
[4] R. Kizilkaya “Nitrogen Fixation Capacity of Azotobacter spp. Strains Isolated  from  Soils  in  Different  Ecosystems  and  Relationship Between Them and The Microbiological Properties of Soils”. Journal of Environmental Biology Vol 30 (2008) 73-28
[5] P.B. Thakur and C. Balomajumder. “Biodegradation of O-Xylene by Azotobacter  chroococcum ”. International  Journal  of  Advanced Biotechnology and Research Vol 3 (2012) 502-508.
[6] E.Zulaika, M. Shovitri and  N.D. Kuswytasari. “Characterization and Identification Azotobacter from  Kalimas  Surabaya  Candidate  for  a Potential Biofertilizer and Mercury Bioreducer”. Paper. Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand (2012).
[7] K.  Khotimah  dan  E.  Zulaika.  “ Azotobacter sebagai  Bioakumulator Merkuri”. Jurnal Sains Pomits Vol 3 (2014) E30-E32.
[8] A.L. Sakinah dan E. Zulaika. “Resistensi Azotobacter terhadap HgCl 2 yang  Berpotensi  Menghasilkan  Enzim  Merkuri  Reduktase”. Jurnal Sains Pomits 3 (2014) E84-E86.
[9] Harley and L.M.  Prescott. Laboratory Exercise in  Microbiology 5th Edition . USA: Mc Graw Hill (2002).
[10] G.L. Miller. “Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar”. Anal. Chem . Vol. 31 (1959) 426-428.
[11] U.S. Hastuti,  P.  Yakub,  and  H.N.  Khasanah.  “Biodiversity  of Indigenous  Amylolytic  and  Cellulolytic  Bacteria  in  Sago  Waste Product  at  Susupu,  North  Moluccas”.  Presented  at  The Third  Basic Science International Conference (2013).
[12] Apun, Kasing, B.C. Jong, and M.A. Salleh. “Screening and Isolation of a Cellulolytic and Amylolotic Bacillus From Sago Pith Waste”. J. Gen Appl. Microbiol. Vol 46 (2000) 263-267.
[13] V. Horvathova,  S.  Janecek,  dan  E.  Sturdik.  “Amylolytic  Enzymes: Their  Specifities,  Origins,  and  Properties”. Biologia Vol.  55 (2000) 605-615.
[14] M.  R.  Bedford  and  G.  G.  Partridge. Enzymes  in  Farm  Animal Nutrition . New York : Cabi Publishing (2001).
[15] L.R. Lynd, P.J. Weimer, W.H. van Zyl, and I.S. Pretorius. “Microbial Cellulose  Utilization:  Fundamentals  and  Biotechnology”. Microbiol. Mol. Biol Vol. 66 (2002) 506-577.
[16] D. Barman, Z.A. Saud, M.R. Habib, M.F. Islam, K. Hossain, and T. Yeasmin.  “Isolation  of  Cellulolytic  Bacterial  Strains  from  Soil  for Effective and Efficient Bioconversion of Solid Waste”. Life Sciences and Medicine Research . Vol 25 (2011) 1-7.