Abstrak —Kurva  pertumbuhan merepresentasikan keseluruhan siklus  pertumbuhan  bakteri,  termasuk  fase  lag,  eksponensial, stasioner  dan  kematian.  Kultivasi  mikroba  untuk  mengetahui pola  pertumbuhan  bakteri  dilakukan  dengan  berbagai  media pertumbuhan  yaitu  media  umum  dan  media  selektif.  Tujuan penelitian ini adalah membandingkan pola pertumbuhan isolat bakteri  indigenous  gambut  Kalimantan  pada  media Nutrient Broth (NB)  dan  media Carboxy  Methyl  Cellulose (CMC). Kepadatan  sel  atau optical  density (OD)  diukur  dengan spektrofotometer  UV-Vis  (600  nm).  Pola  pertumbuhan  isolat bakteri  pada  media  NB  lebih  baik  dibandingkan  pada  media CMC.  Fase  log  pada  media  NB  optimal  pada  jam  ke  -  10  dan 12,  sedangkan  pada  media  CMC  pada  jam  ke  -  8  dan  9.  Pada media  NB  fase  kematian  belum  nampak  hingga  jam  ke  -  24, sedangkan  pada  media  CMC  fase  kematian  nampak  pada  jam ke - 9.
Kata Kunci — Carboxy-methyl-cellulose , Bakteri-selulolitik, Kurva-pertumbuhan, Nutrient-broth .

## I. PENDAHULUAN
OLA  pertumbuhan  mikroba  umumnya  ditunjukkan dengan  kurva  pertumbuhan.  Kurva  pertumbuhan merepresentasikan  keseluruhan  siklus  pertumbuhan  bakteri, termasuk fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian  [1].  Fase  lag  terjadi  ketika  biakan  memasuki habitat  atau  medium  yang  baru  atau  medium  yang  berbeda dari  medium  sebelumnya.  Pada  fase  ini  bakteri  mengalami adaptasi  metabolik  sel  agar  dapat  bertahan  hidup  pada lingkungan  yang  baru.  Panjang  fase  lag  ditentukan  oleh beberapa  faktor  seperti  spesies  bakteri,  perubahan  kondisi lingkungan  dan  kondisi  biakan  pada  medium  sebelumnya [2].  Apabila  biakan  sedang  mengalami  pertumbuhan  secara eksponensial  kemudian  dipindahkan ke dalam medium baru dengan  kondisi  lingkungan  yang  sama,  maka  fase  lag  tidak terjadi. Ketika biakan dipindahkan dari medium kaya nutrisi ke  medium  yang  memiliki  sedikit  nutrisi  maka  biakan  akan mengalami  fase  lag  sebab  sel  perlu komplemen enzim yang lengkap  untuk  melakukan  sintesis  metabolit  esensial  yang ada  pada  medium  yang  baru.  Oleh  karena  itu  kultur memerlukan waktu untuk beradaptasi pada lingkungan yang baru [1]. Sel yang telah beradaptasi dengan lingkungan atau medium  yang  baru  akan  mulai  berkembang  dan  membelah secara  eksponensial  dan  memasuki  fase  kedua  yaitu  fase eksponensial  atau  fase  log.  Laju  pertumbuhan  bakteri bergantung  pada  kondisi  lingkungan,  apabila  kondisi lingkungannya  memiliki  sedikit  nutrisi  maka  pertumbuhan bakteri  secara  umum  akan  lebih  lambat  daripada
pertumbuhan  bakteri  dengan  medium  yang  kaya  nutrisi  [3]. Pertumbuhan  biakan  akan  memasuki  fase  stasioner  ketika nutrisi  pada  medium  semakin  menipis  atau  ketika  adanya akumulasi  produk  sampingan  lain  yang  menghambat pertumbuhan  bakteri.  Pada  fase  stasioner  tidak  terdapat penurunan  atau  kenaikan  jumlah  sel  yang  signifikan, sehingga  laju  pertumbuhan  biakan  adalah  nol.  Karena jumlah  sel  yang  membelah  dan  sel  yang  mati  hampir  sama. Tetapi  meskipun  tidak  terdapat  pertumbuhan  yang siginifikan  proses  biosintesis  dan  metabolisme  energi  sel tetap  berlangsung.  [1].  Nutrisi  pada  medium  biakan  yang terus menipis dan adanya akumulasi produk sampingan yang terjadi  terus  menerus  akan  menyebabkan  biakan  mengalami fase  kematian  dimana  jumlah  sel  menurun  secara  bertahap [3].  Fase  kematian  pada  biakan  diikuti  adanya  proses  lisis dari masing-masing sel bakteri [1].
Kultivasi  mikroba  dilakukan  dengan  berbagai  media pertumbuhan.  Meida  pertumbuhan  terdiri  dari  beberapa macam  seperti  media  pertumbuhan  universal  atau  umum hingga  media  selektif  diferensial. Nutrient  Broth (NB) termasuk  ke  dalam  media  umum  yang  digunakan  untuk menumbuhkan  biakan  secara  general.  NB  diformulasikan dengan  sumber    karbon  dan  nitrogen  supaya  dapat memenuhi  kebutuhan  nutrisi  bakteri.  Komposisi  NB  terdiri dari beef extract sebagai sumber karbon dan pepton sebagai sumber nitrogen [4].
Carboxy  Methyl  Cellulose (CMC)  merupakan  derivatif dari  selulosa  yang  mengandung  gugus carboxymetyl (- CH 2 COOH)  yang  dihasilkan  dari  reaksi  selulosa  dengan chloroacetate dalam  alkali  untuk  memproduksi  subtitusi posisi  C2,  C3  atau  C6  pada  unit  glukosa.  Sehingga  CMC larut  dalam  air  dan  dapat  digunakan  untuk  mengetahui aktivitas  hidrolitik  selulase  [5].    Media  CMC  termasuk  ke dalam  media  selektif  yang  digunakan  untuk  menumbuhkan bakteri yang dapat menghidrolisis selulosa [6].
Penelitian  sebelumnya  telah  melakukan  isolasi  bakteri dari tanah gambut di Palangkaraya, Kalimantan. Isolat yang didapatkan  adalah  D1,  D2,  D3,  U2,  U3,  dan  U4.  Kurva pertumbuhan  pada  media  NB  dari  keenam  isolat  tersebut telah  dilakukan  [7].  Pada  penelitian  ini  dilakukan perbandingan  pola  pertumbuhan  keenam  isolat  tersebut dengan  menggunakan  media  NB  dan  dengan  menggunakan media selektif CMC.

## Perbandingan Pertumbuhan Bakteri Selulolitik Pada Media Nutrient Broth dan Carboxy Methyl Cellulose
N. Wahyuningsih dan E. Zulaika Departemen Biologi, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : enny@bio.its.ac.id
P

## II. METODOLOGI

## A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian  dilakukan  pada  bulan  Februari  2017  hingga Juni  2018  di  Laboratorium  Mikrobiologi  dan  Bioteknologi Departemen Biologi Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

## B. Subkultur dalam Media CMC
Subkultur  dilakukan  menggunakan  medium Carboxy Methyl Cellulose (CMC) agar dengan komposisi 1 g pepton; 1 g CMC; 0,2 g dipotassium phosphat (K 2 HPO 4 ); 1,5 g agar;
0,24  g  ammonium  sulfate  (NH 4 ) 2 SO 4 ;  0,03  g  magnesium sulfat  (MgSO4.7H 2 O)  yang  dilarutkan  dengan  akuades hingga 100 mL. Medium disterilkan dengan autoclave pada suhu  121˚C  tekanan  1  atm  selama  15  menit  dan  dibentuk menjadi  agar slant .  Masing-masing  isolat  bakteri  di  ambil sebanyak  1  ose  dan  diinokulasikan  pada  media  CMC  agar, diinkubasi pada suhu ruang selama 72 jam [8]. Keberhasilan subkultur ditandai dengan koloni yang tumbuh pada media.

## C. Kurva Pertumbuhan
Kurva  pertumbuhan  dilakukan  untuk  mengetahui  umur dan  fase  pertumbuhan  biakan.  Sebanyak  3  ose  isolat diinokulasikan  ke  media  CMC  cair  100  mL,  diinkubasi dalam rotary  shaker dengan  kecepatan  100  rpm  pada  suhu ruang  (30˚C)  selama  24  jam.  Kepadatan  sel  atau optical density (OD)  diukur  dengan  spektrofotometer  UV-Vis  pada panjang gelombang 600 nm. Pengukuran OD dilakukan dari jam ke 0 - 15 dengan interval waktu 60 menit.

## D. Pembuatan Starter
Starter dibuat dengan menginokulasikan 3 ose isolat pada 3  ml  medium  CMC  cair.  Kultur  diinkubasi  pada rotary shaker dengan  kecepatan  100  rpm  pada  suhu  30˚C  selama 24  jam.  Pada  akhir  inkubasi  kultur  tersebut  dimasukkan  ke dalam  27  ml  CMC  cair  steril  dan  diinkubasi  pada rotary shaker dengan kecepatan 100 rpm pada suhu 30˚C selama μ jam.  Pengukuran  kepadatan  sel  dilakukan  pada  kultur  yang berumur  μ  jam.  Pada  penelitian  ini  umur  starter  μ  (jam) ditentukan setelah jumlah sel mencapai 10 8 sel/ml.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Subkultur dalam Media CMC
Subkultur
merupakan prosedur pemindahan mikroorganisme  dari  suatu  media  ke  media  yang  lain  [9]. Subkultur  berfungsi  untuk  memelihara  biakan  mikroba dengan  memindahkan  kultur  secara  berkala  di  media  yang baru.  Interval  pemindahan  kultur  bervariasi  sesuai  jenis mikroorganisme, media dan kondisi penyimpanan. Subkultur dapat dilakukan di media agar miring, atau media cair [10].
Pemindahan  isolat  pada  penelitian  ini  dilakukan  dari medium CMC agar ke dalam medium CMC agar yang baru. Pemindahan  isolat  dilakukan secara aseptis. Setelah muncul koloni  pada  media  subkultur,  biakan  disimpan  pada  suhu 3˚C  hingga  5˚C  untuk  mengurangi  aktivitas  metabolik biakan  sehingga  dapat  memperpanjang  kelangsungan  hidup biakan  tersebut  [9].  Koloni  tumbuh  pada  media  CMC  agar pada  jam  ke  24  (Gambar  1).  Hal  itu  menunjukkan  bahwa
keenam  isolat  dapat  menggunakan  selulosa  sebagai  sumber karbon.
Gambar 1. Subkultur dalam Media CMC.
Keterangan gambar : a) Isolat D1 b) Isolat D2 c) Isolat D3 d) Isolat U2 e) Isolat U3 f) Isolat U4.

## B. Pola Pertumbuhan Isolat
Kurva  pertumbuhan  diperlukan  untuk  mengetahui  fase pertumbuhan biakan. Fase pertumbuhan dimulai dari fase lag (fase  adaptasi),  fase  eksponensial  (fase  log),  fase  stasioner (fase  stagnan)  dan  fase  kematian  [1].  Kurva  pertumbuhan dari  semua  isolat  menunjukkan  pola  yang  hampir  sama (Gambar  2  dan  Gambar  3).  Kurva  pertumbuhan  dengan media CMC menunjukkan fase lag semua isolat terjadi pada jam  ke  0  hingga  jam  ke  4,  kecuali  isolat  D1  pada jam ke 0 hingga  jam  ke  6.  Fase  eksponensial  isolat  D1  terjadi  pada jam ke 6  hingga jam ke 9, isolat D2 dan D3 pada jam ke 4 hingga jam ke 9, isolat U2 dan U3 pada jam ke 4 hingga jam ke  8,  isolat  U4  pada  jam  ke  4  hingga  jam  ke  10.  Fase stasioner  tidak  tampak  pada  kurva  pertumbuhan  sedangkan fase kematian secara perlahan rata-rata terjadi setelah jam ke 9.  Pada  penelitian  sebelumnya  kurva  pertumbuhan  dengan media Nutrient  Broth menunjukkan  fase  lag  semua  isolat terjadi pada jam ke 0 hingga jam ke 4 kecuali pada isolat U3 tidak  tampak  fase  lag.  Fase  eksponensial  isolat  D1  dan  U2 terjadi  pada  jam  ke  4  hingga  jam  ke  10,  isolat  D2,  D3  dan U4 terjadi pada jam ke 4 hingga jam ke 12, isolat U3 terjadi pada  jam  ke  0  hingga jam ke 10. Fase stasioner pada isolat D1  dan U2 terjadi pada jam ke 10  hingga jam ke 24, isolat D2,  D3  dan  U4  terjadi  pada  jam  ke  12  hingga  jam  ke  24, isolat U3 terjadi pada jam ke 10 hingga jam ke 24 [7]. Fase log isolat uji pada media NB optimal pada jam ke 10 dan 12, sedangkan  pada  media  CMC  optimal  pada  jam  ke  8  dan  9. Pada media NB fase kematian belum nampak hingga jam ke 24, sedangkan pada media CMC fase kematian nampak pada jam ke 9.
Fase stasioner yang tidak tampak pada kurva pertumbuhan di  medium  CMC  dapat  disebabkan  karena  kemampuan keenam  isolat  dalam  memanfaatkan  sumber  karbon berbentuk  selulosa  cukup  rendah.  Selulosa  termasuk  dalam polisakarida kompleks [11]. Bakteri lebih mudah memanfaatkan  sumber  karbon  sederhana  daripada  sumber karbon  kompleks.  Sedangkan  pada  kurva  pertumbuhan  di
a b c d e f
medium NB, fase stasioner tampak hingga jam ke 24 karena sumber  karbon  pada  medium  NB  lebih  sederhana  dari selulosa.  Secara  keseluruhan,  pola  pertumbuhan  isolat  uji dengan media NB lebih baik daripada dengan media CMC.
Penellitian  sebelumnya  tentang  bakteri  selulolitik  KE  B6 menunjukkan  fase  eksponensial  pada  jam  ke  0  hingga  ke  8 dan  fase  stasioner  pada  jam  ke  8  hingga  ke  16  [12]. Penelitian  tentang Bacillus  subtilis BY-2  mempunyai  fase eksponensial  pada  jam  ke  8  hingga  20  dan  fase  stasioner pada  jam  ke  20  hingga  39  [6].  Perbedaan  lama  waktu  pada setiap  fase  pertumbuhan,  dapat  disebabkan  oleh  beberapa faktor diantaranya perbedaan spesies bakteri yang digunakan dan kondisi lingkungan yang berbeda [12].
Gambar.  2.  Kurva  Pertumbuhan  Isolat  Bakteri  Selulolitik  pada  Medium CMC.
Gambar 3. Kurva Pertumbuhan Isolat Bakteri Selulolitik pada Medium NB [7].

## C. Starter
Kurva  pertumbuhan  dapat  digunakan  untuk  menentukan umur starter atau menentukan waktu terbaik untuk perlakuan uji  metabolisme.  Fase  terbaik  yang  digunakan  adalah  pada fase eksponensial, sebab pada fase tersebut bakteri memiliki laju  pertumbuhan  yang  optimal  sehingga  dapat  digunakan sebagai inokulum pada suatu perlakuan [12]. Pada penelitian ini  umur  starter  μ  (jam)  ditentukan  setelah  jumlah  sel mencapai  10 8 sel/ml.  Semua isolat mempunyai jumlah sel x 10 8 setelah jam ke 9, kecuali isolat D1 dan U4 pada jam ke 10 (Tabel 1).
Tabel 1. Jumlah Sel. Isolat Jumlah sel (sel/ml) Jam ke- D1 1,111 x 10 8 10 D2 1,255 x 10 8 9 D3 1,593 x 10 8 9 U2 1,086 x 10 8 9 U3 1,079 x 10 8 9 U4 1,540 x 10 8

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Fase log isolat uji pada media NB optimal pada jam ke 10 dan 12, sedangkan pada media CMC optimal pada jam ke 8 dan 9. Pada media NB fase kematian belum nampak hingga jam  ke  24,  sedangkan  pada  media  CMC  fase  kematian nampak pada jam ke 9. Sehingga pola pertumbuhan keenam isolat  dengan  media  NB  lebih  baik  daripada  dengan  media CMC.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D.  P.  Madigan,  M.  T.,  Martinko,  J.  M.,  Stahl,  D.,  dan  Clark, Brock  Biology  of  Microorganisms  (13th  Edition) .  New  York: Pearson, 2012.
[2] C. P. and J. Baranyi, “Single-cell and Population Lag Times As A Function of Cell Age,” Appl  Env.  Microb , vol. 74, pp. 2534–
2536, 2008.
[3] A.  T.  and  E.  M.  G.  J.M.N.  Llorens,  “Stationary  Phase  In  Gram negative Bacteria,” FEMS Microbiol. , pp. 476–495, 2010.
[4] M.  J.  L.  and  B.  E.  Pierce, Microbiology  Laboratory  Theory  &
Application Third Edition . Colorado: Morton Publishing, 2005. [5]
H. J. Gilbert, Cellulases Volume 510 of Methods In Enzymology . Cambridge: Academic Press, 2012.
[6] and  C.  B.  W.  Yang,  M.  Fanxu,  P.  Jiayin,  H.  Peng, F. Fang, M. Li, “Isolation and Identification of A Cellulolytic Bacterium from The  Tibetan  Pig’s  Intestine  and  Investigation  of  Its  Cellulase Production,” Electron.  J.  Biotechnol. ,  vol.  17,  pp.  262–267, 2014.
[7] and  E.  Z.  F.  Solikhah,  “Bakteri  Lignoselulolitik  Lahan  Gambut Sebagai  Alternatif  Untuk  Mempercepat  Dekomposisi  Serat Gambut,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2018.
[8] and  H.  H.  L.  L.J.  Yin,  P.S.  Huang,  “Isolation  Of  Cellulase- Producing Bacteria And Characterization Of The Cellulase From The  Isolated  Bacterium  Cellulomonas  sp.  YJ5,” J  Agric  Food Chem , vol. 58, no. 17, pp. 9833–9837, 2010. [9] K. R. Aneja, Experiments in Microbiology, Plant Pathology and
Biotechnology . New Delhi: New Age Intermnational, 2007.
[10] et  al  M.P.  Starr, The  Prokaryotes:  A  Handbook  on  Habitats,
Isolation and Identification of Bacteria . Berlin: Springer Science & Business Media, 2013.
[11] J.  M.  Berg, Biochemistry ,  Sixth.  New  York:  W.H.  Freeman,
2007.
[12] and  P.  S.  Wijanarka.,  K.  Endang,  “Screening  Cellulolytic Bacteria  from  The  Digestive  Tract  Snail  (Achatina  fulica)  and Test  the  Ability  of  Cellulase  Activity,” Biosaintifika ,  vol.  8,  no. 3, pp. 386–392, 2016.