Pemanfaatan Bakteri Kitinolitik dari Limbah Kulit Udang Sebagai Biopestisida Berkelanjutan terhadap Drosophila Sp. dalam Sistem Hortikultura

Nin Suharti Hasibuan; Nelma Nelma; Suryani Mf. Situmeang; Suliati Suliati

doi:10.47134/biology.v3i1.5018

Authors

Nin Suharti Hasibuan Kementerian Kesehatan Politeknik Kesehatan Medan
Nelma Kementerian Kesehatan Politeknik Kesehatan Medan
Suryani Mf. Situmeang Kementerian Kesehatan Politeknik Kesehatan Medan
Suliati Suliati Kementerian Kesehatan Politeknik Kesehatan Medan

DOI:

https://doi.org/10.47134/biology.v3i1.5018

Keywords:

Kitinase;, Bakteri Kitinolitik, Lalat Buah (Drosophila sp.), Hortikultura, Limbah kulit udang

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi potensi enzim kitinase yang dihasilkan oleh bakteri kitinolitik dari limbah kulit udang sebagai biopestisida hayati terhadap larva lalat buah (Drosophila sp.). Penelitian dilakukan melalui tiga tahap, yaitu isolasi dan identifikasi bakteri kitinolitik, pengujian aktivitas enzim kitinase, serta uji efektivitas enzim terhadap kematian larva. Sampel kulit udang putih (Penaeus merguiensis) digunakan sebagai sumber isolat alami yang kaya akan kitin. Hasil isolasi menghasilkan tiga jenis bakteri, yaitu Vibrio sp., Bacillus sp., dan Pseudomonas sp., yang semuanya menunjukkan aktivitas kitinolitik dengan terbentuknya zona bening pada media kitin. Identifikasi morfologi dan biokimia memperkuat hasil tersebut melalui uji pewarnaan Gram, motilitas, serta serangkaian uji fermentasi gula dan TSIA. Uji efektivitas menunjukkan bahwa filtrat enzim kitinase dengan konsentrasi di atas 50% menyebabkan kematian larva secara signifikan, dengan waktu tercepat terjadi pada konsentrasi 100%, yaitu 10 menit 15 detik, sedangkan pada konsentrasi di bawah 40% tidak menunjukkan efek mematikan. Aktivitas enzim kitinase bekerja dengan mendegradasi komponen kitin pada eksoskeleton larva, menyebabkan kerusakan struktural dan gangguan fisiologis yang berujung pada kematian. Hasil penelitian ini menegaskan bahwa enzim kitinase memiliki potensi besar sebagai agen biopestisida ramah lingkungan yang efektif, ekonomis, dan berkelanjutan. Selain itu, pemanfaatan limbah kulit udang sebagai sumber bioteknologi terapan tidak hanya memberikan solusi terhadap permasalahan limbah industri perikanan, tetapi juga mendukung prinsip ekonomi sirkular, inovasi hijau, serta penerapan pertanian hortikultura yang lebih aman bagi manusia, ekosistem, dan keberlanjutan lingkungan jangka panjang.

References

Archana, H. R., Darshan, K., Amrutha Lakshmi, M., Ghoshal, T., Bashayal, B. M., & Aggarwal, R. (2022). Biopesticides: A key player in agro-environmental sustainability. In Trends of Applied Microbiology for Sustainable Economy (pp. 613–653). https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91595-3.00021-5.

Awan, S., Ahmed, S., Ullah, F., Nawaz, A., Khan, A., Uddin, M. I., Alharbi, A., Alosaimi, W., & Alyami, H. (2021). IoT with Block Chain: A Futuristic Approach in Agriculture and Food Supply Chain. Wireless Communications and Mobile Computing, 2021. https://doi.org/10.1155/2021/5580179.

Bahn, R. A., Yehya, A. A. K., & Zurayk, R. (2021). Digitalization for sustainable agri-food systems: Potential, status, and risks for the Mena region. In Sustainability (Switzerland) (Vol. 13, Issue 6). MDPI AG. https://doi.org/10.3390/su13063223.

Davis, T. D., & Hariyadi, P. (2013). Horticultural Research and Education Opportunities in Indonesia.

Farhan, E. (2021). Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal Tahun 2021 : sustainable urban farming guna meningkatkan kesejahteraan masyarakat di era pandemi. (2021). Penerbit & Percetakan Universitas Sriwijaya.

Haliza, W., & Suhartono, M. T. (2016). Karakteristik Kitinase Dari Mikrobia. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:149347608.

Harsanto, B. (2021). Sustainability innovation in the agriculture sector in Indonesia: a review. E3S Web of Conferences, 306. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202130602022.

Hasinu, J. V, Patty, J. A., & Tuhumury, G. N. C. (2020). Morphological Identification And Population Of Fruit Fly (Bactrocera sp.) (Diptera: Tephritidae) In Chili Fields, Savanajaya Village Buru District. 20(2), 123–129. https://doi.org/10.23960/j.hptt.220123-129.

Ikhsanudin, A., Rosa, E., & Ekowati, C. N. (2019). Proteolytic Activity of The Entomopathogenic Fungi (Penicillium sp. ) of Cockroaches (Periplaneta americana). Jurnal Ilmiah Biologi Eksperimen Dan Keanekaragaman Hayati. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:212919572.

Lestari, E. P., Prajanti, S. D. W., Adzim, F., Mubarok, F., & Hakim, A. R. (2024). Assessing Production and Marketing Efficiency of Organic Horticultural Commodities: A Stochastic Frontier Analysis. Economies, 12(4). https://doi.org/10.3390/economies12040090.

Micocci, K. C., Moreira, A. C., Sanchez, A. D., Pettinatti, J. L., Rocha, M. C., Dionizio, B. S., Correa, K. C. S., Malavazi, I., Wouters, F. C., Bueno, O. C., & Souza, D. H. F. (2023). Identification, cloning, and characterization of a novel chitinase from leaf-cutting ant Atta sexdens: An enzyme with antifungal and insecticidal activity. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, 1867(1), 130249. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2022.130249.

Miftahul, K. (2018). Potensi Bakteri Kitinolitik Dari Cangkang Udang Dalam Menghambat Pertumbuhan Jamur Patogen Fusarium oxysporum f.sp. capsici Dari Tanaman Cabai Merah(Capsicum annum L.). https://api.semanticscholar.org/CorpusID:182924342.

Navia, Z. I., Suwardi, A. B., & Nuraini. (2021). The importance of tropical edible fruit plants for tribal communities in East Aceh region, Indonesia. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 637(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/637/1/012003.

Pawlak, K., & Kołodziejczak, M. (2020). The role of agriculture in ensuring food security in developing countries: Considerations in the context of the problem of sustainable food production. Sustainability (Switzerland), 12(13). https://doi.org/10.3390/su12135488.

Pertanian, K. (2024). ANGKA TETAP HORTIKULTURA TAHUN 2023.

Rukasha, T., Nyagadza, B., Pashapa, R., & Muposhi, A. (2021). Covid-19 impact on Zimbabwean agricultural supply chains and markets: A sustainable livelihoods perspective. Cogent Social Sciences, 7(1). https://doi.org/10.1080/23311886.2021.1928980.

Setiartiti, L. (2021). Critical Point of View: The Challenges of Agricultural Sector on Governance and Food Security in Indonesia. E3S Web of Conferences, 232. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202123201034.

Shavanov, M. V, Shigapov, I. I., & Niaz, A. (2022). Biological methods for pests and diseases control in agricultural plants. AIP Conference Proceedings, 2390. https://doi.org/10.1063/5.0070487.

Soeka, Y., & Triana, E. (2016). Pemanfaatan Limbah Kulit Udang untuk Menghasilkan Enzim Kitinase dari Streptomyces macrosporeus InaCC A454. Jurnal Kimia Terapan Indonesia, 18, 91–101. https://doi.org/10.14203/jkti.v18i01.43. statistik-hortikultura-2022 (1) (2023).

Studi Agroteknologi, P., & Banjarnegara, P. (2020). Pemberdayaan Kelompok Wanita Tani Melalui Transfer Teknologi Pengendalian Organisme Pengganggu Tanaman Ramah Lingkungan Eko Apriliyanto. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 11(1), 101–106. http://journal.upgris.ac.id/index.php/e-dimas.

Toledo, J., Morán-Aceves, B. M., Ibarra, J. E., & Liedo, P. (2023). Can Entomopathogenic Nematodes and Their Symbiotic Bacteria Suppress Fruit Fly Pests? A Review. In Microorganisms (Vol. 11, Issue 7). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). https://doi.org/10.3390/microorganisms11071682.

Tri Ernawati, dan. (2016). Biological Aspects Of Banana Prawn (Penaeus merguiensis De Man, 1888) in north coast of central java. bawal, 8(2), 109–116.

Yang, W. J., Xu, K. K., Zhang, R. Y., Dou, W., & Wang, J. J. (2013). Transcriptional regulation of a chitinase Gene by 20-hydroxyecdysone and starvation in the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis. International Journal of Molecular Sciences, 14(10), 20048–20063. https://doi.org/10.3390/ijms141020048