Abstrak —Pertumbuhan  mikrooganisme  dipengaruhi  oleh sumber  karbon,  nitrogen,  dan  faktor  lingkungan  seperti  suhu dan  pH.  Karbon  dan  nitrogen  digunakan  oleh  bakteri  untuk membentuk  material  sel  dan  DNA.  Setiap  mikroorganisme memiliki  pH  optimal  untuk  pertumbuhannya.  MSM  (Mineral salt  medium)  merupakan  medium  minimal  sumber  karbon dengan  komposisi  garam  –  garam  mineral  esensial  bagi mikroorganisme. MSM dapat digunakan sebagai medium yang potensial  pada  bidang  bioremediasi  dan  bioakumulasi  logam berat. Bacillus cereus S1 merupakan isolat bakteri yang diisolasi dari sedimen sungai Kali Mas Surabaya. Penelitian aklimatisasi pH dilakukan dengan empat kondisi pH berbeda yaitu pH 3; 4; 5  dan  6.  Pola  pertumbuhan  pada  medium  MSM  modifikasi dilakukan  dengan  6  konsentrasi  MSM  yang  berbeda. Pengukuran kepadatan sel menggunakan metode spektrofotometri  UV-Vis  dengan  χ  =  600  nm.  Hasil  penelitian menjukkan pH optimum bagi pertumbuhan B. cereus S1 adalah pada  pH  6.  Hasil  inkubasi  96  jam  menunjukkan  MSM modifikasi  pada  konsentrasi  MSM;NB  1:3  memiliki  pola pertumbuhan  paling  tinggi  dibandingkan  dengan  konsentrasi lain.  Kandungan  pepton  pada  MSM;NB  akan  mempengaruhi akumulasi  logam  berat  jika  digunakan  dalam  penelitian bioremediasi. Sebagai alternatif lain MSM dengan penambahan Glukosa 2% memiliki pola pertumbuhan lebih baik dari 100% MSM  dan  hampir  menyerupai  pola  pertumbuhan  MSM;NB. MSM+Glukosa  2%  dapat  digunakan  sebagai  medium pertumbuhan dan akumulasi pada bidang bioremediasi.
Kata  Kunci — Bacillus  cereus S1,  Glukosa,  MSM,  pH, Pertumbuhan.

## I. PENDAHULUAN
ACILLUS  CEREUS S1  merupakan  isolat  bakteri berbentuk basil, Gram positif, katalase positif, aerob dan anaerob fakultatif, motif dan bersifat kemoorganotrof  yang diisolasi  dari  sedimen  sungai  Kali  Mas,  Surabaya  [1]. B. cereus memiliki  mekanisme  pembentukan  endospora, dimana  endospora  memiliki  resistensi  tinggi  terhadap cekaman  temperatur  tinggi  dan  bahan  kimia  [2].  struktur endospora meliputi eksosporium, mantel spora, korteks spora dan  dinding  inti.  Endospora  mengandung  materi  DNA, ribosom dan air yang dilindungi oleh dinding yang tersusun oleh asam dipikolinat [3].
Pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme dipengaruhi oleh faktor nutrisi dan faktor lingkungan. Nutrisi merupakan faktor penting bagi pertumbuhan mikroorganisme meliputi  maktronutrient  dan  mikronutrien.  Karbon  (C), oksigen (O), nitrogen (N) dan hidrogen (H) termasuk dalam komponen  utama  sebagai  pembentuk  material  sel. Makronutrien lainnya meliputi fosfat (P), sulfur (S), kalium (K),  magnesium  (Mg),  kalsium  (Ca)  dan  natrium  (Na). Mikronutrien meliputi besi (Fe) dan trace element metal (Mn, Co,  Ni,  Cu  dan  Zn)  [3].    Selain  nutrisi  faktor  lain  yang mempengaruhi  laju  pertumbuhan  dan  aktivitas  bakteri
dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya yaitu pH, suhu, tekanan osmosis, dan lain sebagainya. Akan tetapi, suhu dan pH  merupakan  faktor  penting  bagi  pertumbuhan  bakteri karena  masing  –  masing  spesies  bakteri  memiliki  suhu  dan pH  optimum  untuk  pertumbuhannya  [4].  pH  optimal  untuk pertumbuhan  bakteri  dibagi  menjadi  tiga  tipe  yaitu acidhopile, neuthropile dan alkalophile [5]. Acidhopile, yaitu tumbuh optimum pada rentang pH 0 sampai 5, Neutrophile, tumbuh  optimum  pada  rentang  pH  5,5  sampai  8,0,  dan Alkalophile,  tumbuh  optimum  pada  rentang  pH  8,5  sampai 11,5.
MSM  merupakan  medium  minimal  sumber  karbon. Komposisi  MSM  terdiri  dari  garam  –  garam  mineral  yang esensial  bagi  mikroorganisme.  Garam  mineral  pada  MSM termasuk kedalam mikronutrien yang dibutuhkan mikroorganisme dalam jumlah kecil. MSM digunakan pada bidang  bioremediasi  karena  tidak  adanya  sumber  karbon sehingga memaksa bakteri memanfaatkan sumber karbon lain yang  sengaja  ditambahkan  pada  medium  [6].  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pH  optimum  bagi pertumbuhan B. cereus S1 dan mengetahui pola pertumbuhan isolat pada MSM yang dimodifikasi.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Peremajaan Isolat dan Pembuatan Starter
Isolat B.  cereus S1  didapat  dari  koleksi  Laboratorium Mikrobiologi  dan  Bioteknologi  Departemen  Biologi  ITS. Isolat  disubkulturkan  pada  medium Nutrient  Agar (NA) dengan metode gores sinambung. Isolat diinkubasi selama 24 jam  dalam  inkubator  dengan  suhu  37ºC.  Pembuatan  starter dilakukan  secara  bertingkat  diawali  dengan  inokulasi  3  ose isolat kedalam Nutrient Broth (NB) 10 ml, diinkubasi selama 12 jam selanjutnya ditumbuhkan pada medium Nutrient broth (NB)  90  ml  dan  diinkubasi  selama  12  jam  sebagai  kultur starter.

## B. Aklimatisasi Isolat terhadap pH
Medium untuk aklimatisasi pH dibuat dengan menambahkan  NaOH  1M  dan  HCl  1M  pada  NB  hingga mencapai 3; 4; 5 dan 6. Kultur starter dengan OD 0,6 – 0,8 diinokulasikan  secara  aseptis  ke  dalam  medium  masing  – masing  sebanyak  5  ml,  volume  total  inokulum  50  ml. Inkubasi  dilakukan  pada  suhu  ruang  selama  12  jam. Kepadatan  sel  diukur  optical  density  (OD)  dengan spektrofotometer UV-Vis (χ = 600 nm). Berdasarkan data OD dibuat pola pertumbuhan B. cereus S1.

## Aklimatisasi pH dan Pola Pertumbuhan Bacillus cereus S1 pada Medium MSM Modifikasi
A.N Fitria dan E. Zulaika
Departemen Biologi, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : enny@bio.its.ac.id
B
C. Aklimatisasi  Isolat  Terhadap  Mineral  Salt  Medium (MSM)
MSM  dibuat  dengan  komposisi  (g/L)  MgSO 4 0,2  gram, CaCl 2 0,02 gram, KH 2 PO 4 1 gram, K 2 HPO 4 1 gram, NH 4 NO 3 1  gram,  FeCl 2 0,05  gram.  MSM  untuk  aklimatisasi  dibuat dengan konsentrasi NB : MSM dengan perbandingan 1;3, 1;1, 3;1 dan 5:95, MSM + Glukosa 2% serta 100% MSM. Volume akhir  masing  –  masing  konsentrasi  adalah  100  mL. Aklimatisasi  dilakukan  dengan  cara  menginokulasi  kultur starter sebanyak 10 ml ke dalam 90 ml medium NB dan MSM yang  telah  disesuaikan  konsentrasinya.  Volume  akhir medium  adalah  100  ml  dengan  pH  6.  Kultur  diinkubasi selama 96 jam pada rotary shaker dengan kecepatan 100 rpm. Kepadatan  sel  diukur  optical  density  (OD)  dengan spektrofotometer UV-Vis (χ = 600 nm). Berdasarkan data OD dibuat pola pertumbuhan B. cereus S1.

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Viabilitas B. cereus S1 pada aklimatisasi pH
Uji viabilitas dilakukan untuk mengetahui pH optimal bagi pertumbuhan B  cereus S1. B.  cereus S1  memiliki  pola pertumbuhan  yang  baik  pada  pH  5  dan  pH  6.  Pola pertumbuhan  pada  pH  3  dan  4  cenderung  stagnan  (Gambar 1). B.cereus S1  memiliki  pH  optimum  untuk  pertumbuhan antara pH 6 -  8, sedangkan pH minimumnya pada pH 4,3 [4].
Gambar 1. Pola pertumbuhan B. cereus S1 pada medium NB dengan pH 3; 4; 5 dan 6.
Pertumbuhan B. cereus S1 pada pH 6  menunjukkan pola pertumbuhan yang lebih tinggi dibandingkan dengan pH 5; 4 dan 3 yang lebih asam. Hal ini disebabkan oleh kemampuan isolat  melakukan  mekanisme  homeostatis  pH.  Tingkat keasaman pH 6 mendekati dari pH 7, dimana pH 7 merupakan keadaan netral [3]. Sitoplasma memiliki pH antara 7,4 hingga 7,8 [7]. Bakteri memiliki mekanisme homeostatis pH karena adanya  membran  untuk  transport  anion  dan  kation  pada kondisi tercekam pH [3]. Pada kondisi pH lebih asam, maka konsentrasi H + diluar sel akan lebih banyak dari sel. Hal ini dapat  menyebabkan  difusi  H + dari  medium  kedalam  sel. Akumulasi  H + berlebih  diperiplasma  menyebabkan  porin tersumbat, proton  motif  force terhambat,  dan  permeabilitas membran  terganggu  [7].  Pertumbuhan  isolat  pada    pH  6 menunjukkan pola pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan  dengan  pH  lainnya  karena  medium  memiliki perbedaan pH yang lebih kecil dengan pH sitoplasma. Hal ini menunjukkan  homeostatis  pH  antara  intraseluler  dan ekstraseluler berjalan dengan baik.
Pertumbuhan isolat pada pH 3 dan 4 sangat rendah jika di
bandingkan dengan pH 5 dan 6. Hal ini dapat terjadi karena bakteri melakukan stategi bertahan hidup tanpa pembelahan dan  resistensi  endospora  terhadap  pH  asam  menurun  [7]. Endospora bakteri dapat mengalami kerusakan pada cekaman asam  tinggi.  Pada  kondisi  asam  endospora Bacillus  cereus akan  melepas  asam  dipikolinat  secara  berkala  sehingga permeabilitas  dari  endospora  menurun  [8].  Paparan  kondisi yang sangat asam dapat mengakibatkan kerusakan membran dan  lepasnya  komponen  intraseluler  [9].  Hilangnya komponen-komponen  intraseluler  seperti  magnesium  (Mg), kalium (K) dan lemak dari sel dapat menyebabkan kematian sel. B. cereus S1 tumbuh dengan baik di pH 6.
B. Pola Pertumbuhan B. cereus S1 pada Medium Modifikasi MSM
Mineral  Salt  Medium (MSM)  merupakan  medium pertumbuhan  bakteri  dimana  didalamnya  hanya  terdapat garam-garam  mineral  yang  esensial  bagi  organisme.  Pada penelitian  sebelumnya  MSM  digunakan  pada  bidang bioremediasi  [6]. Komposisi  MSM  yang tidak  mengandung sumber karbon diharapkan akan mendorong mikroorganisme untuk  memanfaatkan  sumber  karbon  lain  yang  sengaja ditambahkan. Aklimatisasi MSM dilakukan dengan inkubasi selama 96 jam dengan konsentrasi MSM : NB yang berbeda, kondisi pH sama yaitu pada pH 6. Hasil aklimatisasi berupa pola  pertumbuhan  selama  aklimatisasi  96  jam  dapat  dilihat pada gambar 2.
Gambar  2.  Pola  Pertumbuhan  B.  cereus  S1  Hasil  Aklimatisasi  Modifikasi Medium MSM, NB dan Glukosa pada pH 6
MSM  dapat  digunakan  dalam  penelitian  biomineralisasi, bioakumulasi  dan  bioremediasi  logam  berat.  Komposisi MSM tidak mengandung protein dan glukosa  sehingga tidak membentuk  ligand  dengan  logam  berat  [10].  Pola pertumbuhan  isolat  pada  medium  100%  MSM  dan  95% MSM  menunjukkan  pola  pertumbuhan  yang  stagnan. Pertumbuhan  isolat  hingga  96  jam  inkubasi  sangat  kecil dengan  OD  berkisar  antara  0,03  sampai  0,27.  Hal  ini
disebabkan oleh tidak adanya sumber karbon pada medium. Karbon (C) digunakan oleh sel sebagai penyusun material sel, kekurangan  sumber  karbon  menyebabkan  terhambatnya pembentukan  material  sel  dan  mempengaruhi  pertumbuhan bakteri [11].
Medium  dengan  perbandingan  MSM  dan  NB  1  :  3 memiliki pola pertumbuhan lebih baik dari 100% MSM dan 95%  MSM.  Hal  ini  disebabkan  oleh  adanya  kandungan pepton dan ekstrak daging pada NB sebagai sumber karbon bagi  pertumbuhan  isolat  [12].  Medium  yang  memiliki kandungan  pepton  dapat  mempengaruhi  akumulasi  logam berat    oleh  sel    bakteri.  Peptone    memiliki  gugus    fungsi hidroksil, sulfihidril, asam karboksilat, karboksamida, amina dan karboksil [13]. Gugus fungsi  amina dan karboksil pada peptone  akan  berikatan  dengan  logam  berat  pada  medium, sehingga akumulasi oleh bakteri tidak berjalan optimal [14].
Sebagai  pengganti  pepton,  glukosa  dapat  digunakan sebagai  sumber  karbon  pada  medium  pertumbuhan  [11]. Gugus  fungsi  glukosa  berupa  hidroksil  dan  aldehid.  Kedua gugus  tersebut  akan  sulit  membentuk  ligand  dengan  logam berat  termasuk  Au(III)  karena  kecenderungan  Au(III)  akan berikatan  dengan  nitrogen  (N)  dan  sulfur  (S)  [14].  Pola pertumbuhan  isolat  pada  MSM+Glukosa  2%  menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan pertumbuhan pada 100% MSM dan hampir menyerupai pola pertumbuhan pada NB .

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat disimpulkan bahwa:
1) B. cereus S1 menunjukkan pertumbuhan yang optimal pada pH 6.
2) Medium pertumbuhan MSM dengan penambahan Glukosa 2% merupakan medium pertumbuhan yang
dapat digunakan dalam penelitian bioakumulasi dan bioremediasi logam berat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] L. S. and A. S. Zulaika E., “Characterization and dentification of Mercuryresistant  Bacteria  from  Kalimas  River  Surabaya- Indonesia by Numerical Phenetic Taxonomy,” J. Bacis Appl. Sci. Res. , vol. 2, no. 7, pp. 7263 – 7269, 2012.
[2] M.  M.  and  A.  T,  “Bacillus  cereus  responses  to  acid  stress,” Environ. Microbiol. , vol. 13, no. 11, pp. 2835 – 2843, 2011.
[3] D. A. S. and D. . C. Madigan M.T., J.M., Martinko, Brock. Biology of  Microorganism  Thirteenth  Edition .  San  Francisco:  Benjamin Cummings, 2011.
[4] E. F. S. A. (EFSA), “Opinion of the Scientific Panel on Biological Hazards on Bacillus cereus and other Bacillus spp in foodstuff,” EFSA J. , vol. 175, pp. 1–48, 2005.
[5] and W. C. J. Willey J.M., Sherwood L.M., Prescott, Harley, and Klein’s Microbiology Seventh Edition . New York: The McGraw- Hill Companies, Inc, 2008.
[6] R. S. and A. P. . Prabharkaran P., Sureshbabu A., “Bioremediation of  Crude  Oil  in  Synthetic  Mineral  Salts  Medium  Enriched  With Aerobic  Bacterial  Consortium,” Int.  J.  Innov.  Res.  Sci.  Eng. Technol. , vol. 3, no. 2, 2014.
[7] and P. E. Krulwich T.A., Sachs G., “Molecular aspect of bacterial pH sensing and homeostasis,” Nat Rev Microbiol , vol. 9, no. 5, pp. 330 – 343, 2011.
[8] S. C. A. S. P. Setlow B., Loshon C.A., Genest P.C., Cowan A.E., “Mechanisms of killing spores of Bacillus subtilis by acid, alkali and ethanol,” J. Appl. Microbiol. , vol. 92, pp. 362–375, 2002.
[9] C.  L.  A.  leguerinel  I.  Desriac  N.,  Broussolle  V.,  Postollec  F., Mathot  A.G.,  Sohier  D.,  “Bacillus  cereus  cell  response  upon exposure  to  acid  environment:  toward  the  identification  of potential biomarkers,” Front. Microbiol. , vol. 4, p. 284, 2013.
[10] and D. B. Zhou J.C., Wang X., Xue M., Xu Z., Hamasaki T., Yang Y.,  Wang  K.,  “Characterization  of  gold  nanoparticle  binding  to microtubule  filaments,” Mater.  Sci.  Eng. ,  vol.  C  30,  pp.  20–26, 2010.
[11] A. S, Prinsip Dasar Ilmu Gizi , 6th ed. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama, 2006.
[12] U. S. F. and D. Administration, “Bacteriological analytical manual, online,” AOAC Int. , 2001.
[13] S. L. Berg JM, Tymoczko JL, “Protein Structure and Function,” in Biochemistry , 5th ed., New York: W H Freeman, 2002.
[14] et  al  Reith  F.,  Etschmann  B.,  Grosse  C.,  Moors  H.,  Benotmane M.A., Monsieurs P., “Mechanisms of gold biomineralization in the bacterium Cupriavidus metallidurans,” PNAS , vol. 106, no. 42, pp. 17757 – 17762, 2009.