Abstrak— Kromium  (Cr)  tergolong  logam  berat  yang dapat  masuk  ke  lingkungan  melalui  limbah  industri  sehingga mencemari  lingkungan.  Telah  diketahui  terdapat  bakteri resisten Cr yang diisolasi dari limbah yang mengandung logam Cr.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  resistensi  dan viabilitas Bacillus yang  tercekam  Cr.  Uji  resistensi Bacillus dilakukan  pada  medium nutrient  agar yang  mengandung K 2 Cr 2 O 7 50  mg/L,  100  mg/L,  150  mg/L.  Uji  viabilitas Bacillus dilakukan  pada  3  isolat  yang  dipilih  dari  uji  resistensi.  Isolat tersebut  dikategorikan  lebih  resisten  dari  isolat  yang  lain.  Uji viabilitas  dilakukan  pada  media nutrient  broth yang mengandung  K 2 Cr 2 O 7 50,  100,  dan  150  mg/L.  Kepadatan  sel diukur  dengan  spektrofotometer UV-Vis pada  panjang gelombang  600  nm  selama  24  jam.  Hasil  penelitian menunjukkan  isolat Bacillus resisten  pada  medium nutrient agar yang mengandung logam Cr pada konsentrasi ≤ 250 mg/L. Pola  pertumbuhan  isolat Bacillus yang  tercekam  logam  Cr relatif  lebih  rendah  dibandingkan  kontrol.  Semakin  tinggi konsentrasi  Cr  yang  digunakan,  semakin  rendah  pola pertumbuhan Bacillus .
Kata Kunci — Bacillus , kromium (Cr), resistensi, viabilitas.

## I. PENDAHULUAN
OGAM  berat adalah suatu istilah yang digunakan untuk sekelompok  logam  dan  metaloid  dengan  densitas  atom lebih dari 5g/cm 3 , sebagian besar bersifat toksik, tidak dapat didegradasi  [1],  sehingga  selalu  ada  di  lingkungan  dalam keadaan  persisten [2].  Salah  satu  logam  berat  yang berbahaya  adalah  kromium  (Cr)  [3],  walaupun  Cr  dalam konsentrasi yang rendah [4].
Sebagian  besar  introduksi  kromium  ke  lingkungan diakibatkan  oleh  kegiatan  antropogenik.  Kromium  telah banyak  digunakan  dalam  berbagai  macam  industri,  seperti industri  penyamakan  kulit, electroplating [5],  serta  industri cat  dan  tekstil  [6].    Penggunaan  kromium  yang  semakin meluas  dan  tidak  diimbangi  dengan  pengolahan  limbah industri  yang  baik  menyebabkan  limbah  industri  yang mengandung  kromium  akan  dilepas  begitu  saja  ke lingkungan [2], sehingga dapat mencemari lingkungan.
Beberapa  bakteri  resisten  terhadap  kromium,  di antaranya Pseudomonas , Bacillus , Enterobacter , Deincoccus , Shewanella , Agrobacterium , Escherichia ,  dan Thermus [7].  Mekanisme  resistensi  bakteri  terhadap  logam Cr  antara  lain  melalui  mekanisme  reduksi  Cr  (VI) ekstraseluler  dan  intraseluler,  pengurangan  penyerapan melalui  jalur  sulfat,  dan pompa  Cr(VI) [8]. Bakteri anggota genus Bacillus dapat melakukan bioremoval terhadap logam
Cr  dengan  menurunkan  valensi  dari  Cr  VI  menjadi  Cr  III sehingga toksisitas logam Cr tersebut menjadi berkurang [5].
Merkuri dan kromium adalah logam berat yang bersifat toksik walaupun dalam konsentrasi sangat rendah  [9]. Isolat Bacillus merupakan  bakteri  yang  diisolasi  dari  Sungai Kalimas  Surabaya,  telah  diketahui  merupakan  bakteri resisten  merkuri  [10],  dan  secara  enzimatis  mampu menurunkan kadar merkuri dari media kulturnya [11]. Selain itu,  isolat  tersebut  juga  diketahui  resisten  terhadap  logam Hg,  Cd,  Pb,  dan  Cu  [12].  Isolat Bacillus belum  diketahui resistensi  dan  viabilitas  ketika  tercekam  logam  Cr  sehingga diharapkan isolat Bacillus juga resisten terhadap kromium.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
A. Uji Resistensi Isolat Bacillus Terhadap K 2 Cr 2 O 7 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 -K 2 Cr 2 O 7 dengan metode continue  streak  plate .  Konsentrasi  K 2 Cr 2 O 7 yang digunakan adalah 0.1 ppm. Kultur diinkubasi selama 24 jam pada  suhu  ruang.  Koloni  yang  tumbuh  merupkana  isolat yang  resisten  terhadap  K 2 Cr 2 O 7 .  Uji  resistensi  dilanjutkan dengan  konsentrasi  Cr  50  mg/L  sampai  300  mg/L.  Koloni yang tumbuh merupakan isolat yang resisten terhadap logam Cr.
B. Uji Viabilitas Isolat Bacillus yang Tercekam K 2 Cr 2 O 7 Satu  ose  isolat  diinokulasi  secara  aseptis  ke  dalam  20  ml media nutrient  broth yang  mengandung  K 2 Cr 2 O 7 dengan konsentrasi    50,  100,  dan  150  mg/L  dan  diinkubasi  selama 24  jam  di  atas rotary  shaker .  Sebanyak  20  ml  kultur ditambahkan  ke dalam  180 ml media nutrient broth dengan konsentrasi    Cr  50,  100,  dan  150  mg/L  dan  diinkubasi selama  24  jam  di  atas rotary  shaker .  Kepadatan  sel  diukur optical density (OD)nya dengan spektrofotometer UV-Vis (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.  Data  pengukuran  OD ditampilkan  dalam  bentuk  kurva  dengan  sumbu  x  sebagai waktu  pengukuran  dan  sumbu  y  sebagai  nilai  OD  yang didapat.

## Viabilitas Bacillus S1, SS19 dan DA11 pada Medium yang Terpapar Logam Kromium (Cr)
Adisya P. N. Sari dan Dr. Enny Zulaika, MP.
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
L

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Resistensi dan Bacillus Terhadap K 2 Cr 2 O 7 Uji resistensi dilakukan untuk mengetahui kemampuan resistensi  isolat Bacillus pada  medium  yang  mengandung logam  berat  Cr.  Hasil  uji  resistensi  menunjukkan  bahwa isolat  dapat  tumbuh  pada  medium  yang  mengandung K 2 Cr 2 O 7 sampai dengan konsentrasi 300 mg/L. Semua isolat dapat  tumbuh  dengan  baik  karena  pertumbuhan  koloni mengikuti pola streak yang dibuat secara penuh (Tabel 1).
Tabel 1. Resistensi Bacillus Terhadap K 2 Cr 2 O 7

## Isolat
Bacillus Pertumbuhan isolat Bacillus spp. pada medium yang mengandung K 2 Cr 2 O 7 (mg/L) 0.1 50 100 150 200 250 300 A6
+++ +++ +++ ++ ++ + + DA11 +++ +++ +++ ++ ++ ++ ++ S1 +++ +++ +++ ++ ++ ++ ++ S6 +++ +++ +++ ++ ++ + + SS19 +++ +++ +++ ++ ++ ++ ++ B. cereus +++ +++ +++ ++ ++ ++ ++
Koloni Bacillus dapat  tumbuh  dengan  baik pada medium yang  mengandung  logam  Cr  pada  konsentrasi  ≤  100  mg/L, dan    kemampuan  pertumbuhan  koloni  isolat Bacillus mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya konsentrasi  logam  Cr  dalam  medium.  Koloni Bacillus tumbuh  cukup  baik  pada  konsentrasi  150  -  300  mg/L, kecuali  koloni  isolat  A6  dan  S6  yang  tumbuh  kurang  baik pada konsentrasi 250 dan 300 mg/L.
Mekanisme resistensi Bacillus diatur oleh operon chlrA1 dan  gen chrA yang  diduga  merupakan  transpoter  Cr(VI). Operon chlrA1 dan  gen chrA telah  diketahui  merupakan inducible  genes ,  yaitu  gen  yang  akan  terekspresi  dalam kondisi  tertentu.  Adanya  penambahan  Cr  ke  dalam  medium pertumbuhan menyebabkan aktifnya gen chrA . Ekspresi dari kedua  gen  tersebut  adalah suatu protein transporter (chrA1) yang  dapat  mengeluarkan  kromat  dari  dalam  sel menggunakan proton-motive force sehingga chrA1 bertanggung  jawab  terhadap  sifat  resistensi Bacillus terhadap Cr [13].
Berdasarkan  hasil  uji  resistensi  tersebut  dipilih  tiga isolat  yang  lebih  resisten  dibandingkan  isolat  lain  ,yaitu Bacillus S1,  SS19  dan  DA11.  Konsentrasi  K 2 Cr 2 O 7 yang dipilih ( range finding test ) adalah tiga konsentrasi di bawah konsentrasi maksimal, yaitu 50, 100, dan 150ppm.
B. Viabilitas Isolat Bacillus yang Tercekam K 2 Cr 2 O 7 Pola  pertumbuhan Bacillus yang  tercekam  logam  Cr digunakan  untuk  mengetahui  daya  hidup  isolat  uji  pada media nutrient  broth yang  terpapar  logam  K 2 Cr 2 O 7 dengan konsentrasi  50,  100,  dan  150  mg/L.  Daya  hidup  isolat  uji dapat  dilihat  dari pola pertumbuhan pada Gambar 1  sampai Gambar 4.
Gambar 1. Kurva pertumbuhan Bacillus S1
Gambar 2. Kurva pertumbuhan Bacillus SS19
Gambar 3. Kurva pertumbuhan Bacillus DA11
Gambar 4. Kurva pertumbuhan Bacillus cereus ATCC 1178
Berdasarkan pola pertumbuhan pada Gambar 1 sampai 4, isolat Bacillus menunjukkan pola pertumbuhan yang hampir sama. Pertumbuhan semua isolat yang tercekam logam lebih rendah dibanding kontrol (media tanpa logam). Semua isolat menunjukkan  pola  pertumbuhan  yang  relatif  rendah  pada konsentrasi  150  mg/L  dibanding  konsentrasi  50  dan  100 mg/L.
Secara  umum  tidak  terjadi  fase  lag  pada  kurva pertumbuhan  masing-masing  kultur Bacillus yang  tercekam logam.  Kurva  pertumbuhan  semua  kultur  langsung memasuki  fase  log  sejak  pengukuran  OD  jam  ke-0.  Isolat Bacillus yang  digunakan  telah  diuji  resistensinya  terhadap logam  Cr,  dengan  hasil  uji  semua  isolat Bacillus mampu tumbuh  dengan  baik  pada  media nutrient  agar 300  mg/L (Tabel  1),  sehingga  semua  isolat  ketika  dikultur  pada medium nutrient  broth yang  mengandung  Cr  dengan
konsentrasi di bawah 300 mg/L  tidak perlu lagi beradaptasi dan langsung memasuki fase log.
Kurva  pertumbuhan  isolat Bacillus yang tercekam logam  Cr  menunjukkan  nilai  OD  paling  tinggi  berkisar  0,4, baik S1, SS19, DA11, maupun Bacillus cereus ATCC 1178 sebagai  kontrol.  Nilai  tersebut  lebih  rendah  dibandingkan dengan nilai OD isolat Bacillus yang dikultur pada medium tanpa  penambahan  logam  Cr,  dengan  nilai  OD  0,5  –  0,7. Nilai  OD  juga  semakin  lebih  rendah  seiring  meningkatnya konsentrasi  logam  Cr  yang  ditambahkan  dalam  medium. Penurunan  nilai  OD  paling  signifikan  terlihat  pada  kultur yang  ditumbuhkan  pada  medium nutrient  broth yang mengandung  Cr  konsentrasi  150  mg/L.  Kultur  yang ditumbuhkan dalam medium nutrient broth yang mengandung  K 2 Cr 2 O 7 konsentrasi  50  dan  100  mg/L  hampir tidak berbeda, antara kultur S1, SS19, DA11, dan B. cereus ATCC  1178  sebagai  control  positif.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  logam  K 2 Cr 2 O 7 pada  konsentrasi    50,  100,  dan  150 mg/L memberikan efek penghambatan terhadap pertumbuhan isolat Bacillus .
Semua kurva pertumbuhan isolat Bacillus yang terpapar kromium menunjukkan pola pertumbuhan yang lebih rendah dibanding  kontrol.  Adanya  perbedaan  pola  pertumbuhan antara  kultur  yang  ditumbuhkan  pada  medium  tanpa  logam Cr  dengan  kultur  pada  medium  yang  ditambah  logam  Cr mengindikasikan  efek  toksik  Cr  terhadap  pertumbuhan  sel terjadi  selama  24  jam  masa  inkubasi  [14].  Efek  toksik tersebut  berkaitan  dengan  adanya  perubahan  materi  genetik dan  reaksi  fisiologis  serta  metabolisme Bacillus .  [15]-[14]. Mikroorganisme  yang  terpapar  kromium  dalam  jangka waktu lama dapat menurunkan diversitas mikrobia, populasi, dan aktivitas mikroorganisme tersebut [16].

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat disimpulkan bahwa:
1) Isolat Bacillus S1,  SS19,  dan  DA11  resisten  terhadap kromium pada media nutrient agar -kromium konsentrasi ≤ 250 ppm.
2) Pola  pertumbuhan Bacillus S1,  SS19,  DA11  dan Bacillus  cereus yang  ditumbuhkan  di  medium nutrient broth tanpa  K 2 Cr 2 O 7 relatif  lebih  tinggi  dibandingkan pola  pertumbuhan Bacillus yang  ditumbuhkan  di medium nutrient broth -K 2 Cr 2 O 7 .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  A.P.N.S.  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dr. Enny Zulaika, MP melalui pendanaan  penelitian dari PNBP ITS tahun anggaran 2015 sesuai nomor kontrak 003246.IT2.11/PN.08/2015

## DAFTAR PUSTAKA
[1] J. P. Chen, Decontamination of Heavy Metals: Process, Mechanisms, and Applications . Florida: Taylor & Francis Group (2012).
[2] R. S. Laxman and S. More, “Reduction of Hexavalent Chromium by Streptomyces  griseus ,” Mineral  Engineering ,  Vol  15  (2002)  831- 837.
[3] L.  Velasques  and  J.  Dussan,  “Biosorption  and  Bioaccumulation  of Heavy Metals on Dead and Living Biomass of Bacillus sphaericus ,” Journal of Hazard. Materials , Vol. 167 (2009) 713-716.
[4] J.  O. Nriagu and E. Neiboer, Chromium In The Natural and Human Environments . Canada: John Wiley and Sons, Inc. (1998).
[5] 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.
[6] H. Tian-pei, X. Ying, P. Jie-ru, C. Zhi, L. L. Fen, X. Lei, Z. Ling-ling, and  G.  Xiong,  “Aerobic  Cr(VI)  Reduction  by  An  Indegenous  Soil Isolate Bacillus  thuringiensis BRC-ZYR2,” Pedosphere ,  Vol.  24 (2014) 652-661.
[7] H. Ohtake, C. Cervantes, and S. Silver, “Decreased Chromate Uptake in Pseudomonas  fluorescens Carrying  A  Chromate  Resistance Plasmid,” Journal of Bacteriology (1987, Aug) 3853-3856.
[8] H.  Thatoi,  S.  Das,  J.  Mishra,  B.  P.  Rath,  and  N.  Das,  “Bacterial Chromate  Reductase,  A  Potential  Enzyme  for  Bioremediation  of Hexavalent  Chromium:  A  Review,” Environmental  Management , http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.07.014 (2014).
[9] P.  Govind  and  S.  Madhuri,  “Heavy  Metals  Causing  Toxicity  in Animals  and  Fishes,” Research  Journal  of  Animal,  Veterinary  and Fishery Sciences , Vol. 2 (2014) 17-23.
[10] E.  Zulaika,  L.  Sembiring  and  A.  Soegianto,  “Characterization  and Identification  of  Mercury-resistant  Bacteria  from  Kalimas  River Surabaya-Indonesia  by  Numerical  Phenotic  Taxonomy,” Journal Basic and Applied Science Res ., Vol. 2 (2012) 7263-7269.
[11] E. Zulaika and L. Sembiring, “Indegenous Mrcury Resistant Bacterial
Isolates Belong to The Genus Bacillus from Kalimas Surabaya As A Potential  Mercury  Bioreducer,” Journal  Applied  Environmental Biological Sciences , Vol. 4 (2014) 72-76.
[12] E.  Zulaika,  A.  Luqman,  T.  Arindah,  dan  U.  Sholikah,  “Bakteri Resisten  Logam  Berat  yang  Berpotensi  Sebagai  Biosorben  dan Bioakumulator,”  in Seminar  Nasional Waste  Management  for Sustainable Urban Development , (2012, Feb).
[13] M.  He,  X.  Li,  L.  Guo,  S.  J.  Miller,  C.  Rensing,  and  G.  Wang, “Characterization  and Genomic Analysis of Chromate Resistant and Reducing Bacillus  cereus strain  SJ1,” BMC  Microbiology ,  Vol.  10 (2010) 221.
[14] G. Cheng and X. Li, “Bioreduction of Chromium (VI) by Bacillus sp.
Isolated from Soils of Iron Mineral Area,” European Journal of Soil Biology , Vol. 45(2009) 483-487.
[15] M.  E.  Losi,  C.  Amrhein,  W.  T.  Frankenberger,  “Environmental Biochemistry  of  Chromium,” Rev.  Environ.  Contam.  Toxicol. ,  Vol. 36(1994) 91-121.
[16] S.  Basu, M. Dasgupta, and B. Chakraborty, “Removal of Chromium (VI)  by Bacillus subtilis Isolated from East Calcutta Wetlands, West Bengal,  India,” International  Journal  of  Bioscience,  Biochemistry and Bioinformatics , Vol. 14(2014) 7-10.