Abstrak— Keberadaan  logam  berat    di  lingkungan memiliki  efek  toksik.  Upaya  untuk  mengurangi  efek  toksik  di lingkungan  salah  satunya  menggunakan  mikroorganisme  yang resisten logam berat. Bacillus S1, SS19 dan DA11 resisten logam kadmium,  apakah  isolat Bacillus tersebut  juga  mempunyai viabilitas  yang  tinggi  pada  media  yang  terpapar  logam  Cd.  Uji rekonfirmasi  untuk  resistensi  genus Bacillus S1,  SS19  dan  DA11 menggunakan  media nutrient  agar yang  mengandung  CdCl 2 dengan  konsentrasi  10,  20  mg/L  dan  seterusnya  sampai konsentrasi yang dapat ditoleransi isolat. Uji viabilitas dilakukan pada  media nutrient  broth yang  dipapar  CdCl 2 dengan konsentrasi  10,  20  dan  30  mg/L.  Viabilitas  divisualisasi  dengan bentuk  kurva  pertumbuhan.  Semua  isolat Bacillus S1,  SS19  dan DA11resisten pada media nutrient agar yang mengandung CdCl 2 sampai dengan konsentrasi 30 mg/L.
Kata Kunci : Bacillus , Kadmium, Logam Berat, Resistensi

## I. PENDAHULUAN
ADMIUM  merupakan  unsur  kimia  dalam  tabel  periodik yang  memiliki  lambang  Cd  dan  nomor  atom  48  dengan masa  jenis  8,65  g/cm 3 [1].  Kadmium  termasuk  ke  dalam golongan  logam  berat  karena  memiliki  massa  jenis  lebih  dari 5g/cm 3 [2].  Logam  berat  kadmium  bersifat  toksik  bagi makhluk  hidup  walaupun  dalam  konsentrasi  yang  rendah  dan tidak  dapat  didegradasi  sehingga  selalu  ada  di  lingkungan dalam keadaan persisten [3].
Keberadaan  kadmium  di  lingkungan  diakibatkan  oleh kegiatan  antropogenik.  salah  satunya  berasal  dari  industri elektroplating [4]. Kadmium memiliki efek toksik yang sangat tinggi dan memiliki waktu paruh yang panjang di dalam tubuh organisme  [5].  Efek  toksik  dari  kadmium  disebabkan  antara kadmium  dan  gugus  fungsional  protein  dapat  membentuk ikatan  ligan  sehingga  protein  tersebut  kehilangan  fungsinya [6].  Kadmium  tidak  memiliki  fungsi  biologis  di  dalam  sel tetapi  memiliki  sifat  reaktif  yang  sangat  tinggi  dan  dapat menginaktifkan  berbagai  macam  aktivitas  enzim  yang diperlukan [7].
Upaya yang dilakukan dalam menanggulangi pencemaran logam  berat  dengan  melakukan  remediasi,  salah  satunya menggunakan  mikroorganisme  yang  dikenal  dengan  metode bioremediasi.  [8].  Beberapa  bakteri  resisten  terhadap kadmium,  di  antaranya Pseudomonas , Bacillus , Enterobacter
[9].  Isolat Bacillus yang  diisolasi  dari  Sungai  Kalimas Surabaya  resisten  terhadap  logam  berat  Cd  tetapi  belum diketahui viabilitasnya ketika tercekam Cd.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
A. Rekonfirmasi Uji Resistensi Isolat Bacillus Terhadap Cd Isolat Bacillus umur  24  jam  dengan  kode  S1,  S6,  SS19, DA11,  A6,  dan Bacillus  cereus ATCC  1178  sebagai  kontrol ditumbuhkan  di  pada  media nutrient  agar -CdCl 2 dengan metode continue  streak  plate .  Konsentrasi  CdCl 2 yang digunakan  mulai  dari  10  mg/L  meningkat  sampai  dengan konsentrasi  yang  dapat  ditoleransi  bakteri.  Kultur  diinkubasi selama  24  jam  pada  suhu  ruang.  Koloni  yang  tumbuh merupkana isolat yang resisten terhadap CdCl 2 .
B. Uji Viabilitas Isolat Bacillus yang Tercekam CdCl 2 Berdasar  uji  resistensi  dipilih  3  isolat  yang  lebih  resisten dibanding isolat yang lain untuk diuji viabilitasnya pada media nutrient broth yang mengandung CdCl 2 dengan konsentrasi 10, 20 dan 30 mg/L.
Satu  ose  isolat  diinokulasi  secara  aseptis  ke  dalam  10  ml media nutrient broth -Cd dan diinkubasi selama 24 jam di atas rotary shaker . Selanjutnya 10 ml kultur ditambahkan ke dalam 90  ml  media nutrient  broth -Cd  dan diinkubasi selama 24 jam di  atas rotary  shaker .  Diambil  20  ml  kultur  dan  ditambahkan ke dalam 180 ml media nutrient broth -Cd dengan konsentrasi 10,  20  dan  30  mg/L  dan  diinkubasi  selama  24  jam  di  atas rotary shaker . Selanjutnya diukur optical density (OD) dengan spektrofotometer  (χ  =  600  nm).    Pengukuran  OD  dilakukan setiap  setengah  jam  dari  jam  ke-0  sampai  dengan  jam  ke-4, setelah  jam  ke-4  dilakukan  pengukuran  setiap  2  jam  sekali. Viabilitas isolat divisualisasikan ke dalam kurva pertumbuhan.

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Resistensi Bacillus Terhadap CdCl 2
Hasil  uji  resistensi  yang  diperoleh  menunjukkan  isolat Bacillus tumbuh sangat baik pada medium nutrient agar yang mengandung  logam  Cd  konsentrasi  10,  20  dan  30  mg/L. Sedangkan  pada  konsentrasi  40  mg/L  semua  isolat Bacillus tumbuh  kurang  baik  kecuali  isolat Bacillus A6  dan  S6.  Pada

## Resistensi dan Viabilitas Bacillus S1, SS19 dan DA11 pada Medium yang Terpapar Logam Kadmium (Cd)
Trio Verdian dan Enny Zulaika
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : enny@bio.its.ac.id
K
konsentrasi 50 mg/L hanya isolat Bacillus DA11 dan B. cereus yang  tumbuh  dan  pertumbuhannya  kurang  baik,  sedangkan isolat  A6,  S6,  S1  dan  SS19  tidak    tumbuh  sama  sekali.  Hasil uji resistensi dapat dilihat dalam Tabel 1.
Tabel 1. Resistensi Bacillus Terhadap CdCl 2
Keterangan: +++ (sangat baik), ++ (baik), + (kurang baik), - (tidak tumbuh)
Mekanisme  resistensi  bakteri  terhadap  logam  berat kadmium  (Cd)  dapat  dilakukan  dengan  bantuan  protein metallothionein.  Ion  logam  berat  akan  berikatan  dengan kelompok  gugus  (-SH)  pada  protein  metallothionein  sehingga dapat  menghambat  aktivitas  dan  fungsi  enzim  yang mengandung gugus (-SH). Kation dipisahkan menjadi senyawa kompleks  dengan  tiol,  sehingga  toksisitas  ion  logam  berat dapat dikurangi atau bahkan hilang [11]. Protein metallothionein yang berikatan dengan logam  pada sel bakteri memiliki  batas  maksimum.  Hal  ini  direspon  bakteri  dengan meningkatkan  pembelahan  sel  untuk  memperbanyak  produksi Protein  metallothionein.  Menurut  [12]  bakteri  Gram  positif memiliki  kemampuan  lebih  tinggi  dalam  mengikat  logam dibandingkan  bakteri  Gram  negatif  disebabkan  adanya  gugus karboksil  yang  lebih  banyak  pada  dinding  sel  bakteri  Gram positif.
Berdasar  uji  resistensi.  Isolat  yang  diuji  viabilitasnya pada media nutrien broth yang mengandung logam Cd adalah isolat Bacillus S1, SS19 dan DA11.
B. Viabilitas Isolat Bacillus yang Tercekam CdCl 2 Hasil kurva pertumbuhan Bacillus S1, SS19 dan DA11 yang terpapar  logam  Cd  dengan  konsentrasi  10,  20  dan  30  mg/L menunjukkan  pola  pertumbuhan  yang  hampir  sama  dengan pola pertumbuhan pada medium tanpa logam (Gambar 1).
Gambar  1.  Kurva  Pertumbuhan Bacillus S1,  SS19  dan  DA11    tercekam logam Cd
Berdasarkan  Gambar  1,  fase  lag  ketiga  isolat Bacillus yang  terpapar  logam  sedikit  lebih  lambat  dibanding  pada medium tanpa logam (kontrol).  Hal ini terjadi karena masing- masing isolat telah ditumbuhkan dalam medium nutrient broth tanpa  logam,  kemudian  dipindah  ke  medium nutrient  broth yang  mengandung  logam  Cd.  Penambahan  logam  Cd menyebabkan  adanya  adaptasi  sehingga  terjadi  perlambatan fase  lag.  Adanya  perbedaan  lama  fase  lag  dipengaruhi  oleh konsentrasi  logam  Cd  yang  terdapat  di  dalam  medium. Semakin tinggi konsentrasi logam Cd maka fase lag akan lebih panjang. [13] inokulasi kultur dari medium yang berbeda dapat memperpanjang fase lag.
Penambahan  logam  Cd  ke  dalam  medium  menyebabkan fase  kematian  lebih  singkat  dibandingkan  dengan  medium tanpa  logam  Cd.  Fase  kematian  isolat Bacillus terjadi  lebih cepat  pada  konsentrasi  logam  Cd  30  mg/L  dibandingkan  20, 10  dan  0  mg/L.  Paparan  logam  mengakibatkan  bakteri merespon dengan meningkatkan jumlah pembelahan sel untuk produksi  protein  metallothionein  yang  mengandung  gugus sulfuhidril  (-SH).    Menurut  [14]  Cd  merupakan  logam  berat yang  memiliki  efek  toksisitas  tinggi  bagi  organisme,  bahkan pada tingkat konsentrasi yang rendah.
Logam  berat  dalam  sel  dapat  berikatan  dengan  gugus sulfuhidril (-SH) dari asam-asam amino sehingga menyebabkan  terhambatnya  kinerja  enzim  yang  mempunyai gugus sulfuhidril (-SH) dan mempunyai peranan penting dalam proses  metabolisme  sel.  Selain  itu,  kerja  ion-ion  fisiologis dapat  terganggu  oleh  adanya  logam  berat,  seperti  logam  Cd yang  mengganggu  kerja  ion  Zn  atau  Ca.  Hal  ini  disebabkan adanya  kesamaan  bilangan  valensi  antara  logam  Cd,  Zn  dan Ca.  Senyawa  oksianion  logam  berat  apabila  tereduksi  dalam sel  dapat  menghasilkan  radikal    bebas  yang  akan  berikatan dengan  Deoxyribonucleic  Acid  (DNA)  sehingga  dapat mengakibatkan mutasi [11].
Isolat Bacillus Pertumbuhan isolat  pada medium nutrient agar yang mengandung CdCl 2 (mg/L) 10 20 30 40 50 A6
+++
+++ +++ - - DA11
+++
+++ +++
++ + S1 +++ +++
+++
++
-
S6
+++
+++ +++ - - SS19
+++
+++ +++ +
-
B. cereus +++
+++ +++
++ +

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dan  diskusi  diatas  maka  kesimpulan dari penelitian adalah (1)  Semua  isolat Bacillus resisten  pada  media nutrient agar yang  mengandung  logam  CdCl 2 sampai dengan 30 mg/L.
(2)  Isolat Bacillus S1,  SS19  dan  DA11  mempunyai viabilitas pada media nutrient  broth yang mengandung  CdCl 2 sampai  dengan  konsentrasi  30 mg/L.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  T.V  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dr.  Enny Zulaika,  MP  atas  dukungan  penelitian  melalui  pendanaan PNBP  ITS  tahun  anggaran  2015  sesuai  nomor  kontrak 003246.IT2.11/PN.08/2015

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Widowati  W,  Sastiono  A,  Jusuf  R.  R.  2008.  Efek  Toksik  Logam Pencegahan  dan  Penanggulangan  Pencemaran.  Penerbit  Andi. Yogyakarta.
[2] Duruibe,  J.O.,  Ogwuegbu,  M.O.C.,  &  Egwurugwu,  J.N.  2007.  Heavy Metal  Pollution  and  Human  Biotoxic  Effects.  Full  Length  Research Paper. International Journal of Physical Sciences,Vol 2 (5): 112-118
[3] J.  P.  Chen, Decontamination  of  Heavy  Metals:  Process,  Mechanisms, and Applications . Florida: Taylor & Francis Group (2012).
[4] Chien,  S.H.,  Carmona,  G.,  Prochnow,  L.L.,  &  Austin,  E.R.  2003. Cadmium  Availability  from  Granulated  and  Bulk-Blended  Phosphate- Potassium Fertilizers. J. Environ. Qual. 32: 191111914
[5] Patrick,  L. 2003.  Toxic  Metals  and  Antioxidants. Part II the  Role  of Antioxidant in Arsenic and  Cadmium Toxicity  –  Toxic Metals  part II.
Review. Alternativer Medicine Review.
[6] Alfian. 2005. Analisis Kadar Logam Kadmium (Cd 2+ ) dari Kerang yang Diperoleh dari Daerah Belawan secara Spektrofotometer Serapan Atom. Jurnal Sains Kimia Vol 9, No.2: 73-76
[7] Jonak,    C.,  Nakagami,    H.,    &    Hirt,    H.  2004.  Heavy    Metal  Stress. Activation  Mitogen-Activated Protein Kinase Pathways by Copper  and Cadmium.  Plant Physiology 136: 3276-3283.
[8] Hatmanti  A.  2000.  Pengenalan Bacillus SPP.  Balitbang  Lingkungan Laut,  Puslitbang  Oseanologi-LIPI,  Jakarta.  Oseana,  Volume  XXV,
Nomor 1, 2000 : 31-41
[9] L. Yun-guo, F. Bao-ying, F. Ting, Z. Hai-zhou, and L. Xin, “Tolerance and  Removal  of  Chromium  (VI)  by Bacillus sp.  Strain  YB-1  Isolated from Electroplating Sludge,” Trans Nonferrous Met. Soc. China , Vol 18 (2008) 480-487.
[10] Zulaika  E.,  Luqman  A.,  Arinda  T.,  &  Sholikah  U.  2012.  Bakteri Resisten  Logam  Berat  yang  Berpotensi  Sebagai  Biosorben  dan Bioakumulator.  Seminar Nasional Waste Management for  Sustainable Urban Development . Teknik Lingkungan, FTSP-ITS,21 Pebruari 2012
[11] Nies,  D.H.  1999.  Microbial  heavy  metal  resistance:  molecular  biology and  utilisation  for  biotechnological  processes.  Appl.  Microbiol Biotechnol. 51: 730-750.
[12] Colak, F., Atarb, N., Yazicioglua, D. & Olgun, A. 2011. Biosorbtion of lead from aquoeous solution by Bacillus strains processing heavy-metal resistance. Chemical Engineering Journal, 173: 422 – 428
[13] Prescott,  L.  M., Harley,  J.  P., & Klein,  D.  A. 2002 .. Microbiology,  5 th
Edition. New York: McGraw-Hill.
[14] Almeida,  J.  A.,  Barreto,  R.E.,  Novelli,  L.  B.,  Castro,  F.  J., and Moron, S. E. 2009. Oxidative Stress Biomarkers and Agressive Behavior in Fish Exsposed  to  Aquatic  Cadmium  Contamination.  Neotropical  Ichtyology 7: 103-108