Kultivasi Rhizobium dalam Bioreaktor Skala Pilot Plant untuk Produksi Pupuk Hayati Rhizo-Plus
Badriyatul Laila.
F29.1755.
KULTIVASI RHZZOBZUM DALAM
BIOREAKTOR SKALA PILOT PLANT UNTUK PRODUKSI PUPUK
HAYATI RHIZO-PLUS.
Dibawah Bimbingan Drs. R. Hardi Suprapto,
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc. St. dan Dr. Rasti Saraswati.
RINGKASAN
Tanaman kedelai dapat memperoleh nitrogen dari dalam tanah kalau cukup
tersedia. Jika tidak, nitrogen dapat diperoleh dari udara dengan bantuan bakteri bintil
akar. Rhizobium yang hidup bersimbiosis dengan tanaman pepolongan merupakan
bakteri bintil akar. Untuk mendapatkan hasil yang tinggi dalam produksi kedelai.
diperlukan inokulasi biji kedelai dengan rhizobium (Thompson, 1967).
Pada saat ini, inokulan rhizobium yang akan dipakai biasanya diinjeksikan
terlebih dahulu pada bahan pembawa padat berupa gambut halus.
Campuran ini
sering disebut sebagai pupuk hayati. Untuk tanaman kedelai, pupuk hayati berhngsi
menyediakan bakteri rhizobium yang akan membantu penyediaan unsur hara N
melalui simbiosisnya dengan tanaman inang.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari teknik terbaik pada produksi masal sel
rhizobium yang dilakukan pada skala pilot plant (10 L.) Parameter-parameter yang
digunakan antara lain populasi sel, waktu kultivasi dan laju pertumbuhan spesifik
maksimum (p,,,)
. Selain itu juga dilakukan pengukuran perubahan pH dan kadar
gula pereduksi di dalam kultur.
Secara keseluruhan, teknik kultivasi yang digunakan adalah kultivasi
multistrain, yaitu kultivasi 8 strain rhizobium (kode : RIFCBI-RIFCB8) secara
bersamaan dalam satu kultur berisi media cair Yeast Extract Mnnitol.
Kultivasi
dilakukan secara bertahap, dari volume 25 ml sampai 10 liter.
Penelitian dibagi ke dalam 3 tahap. Tahap I adalah persiapan yang meliputi
kegiatan penyiapan media, penyegaran kultur dan pembuatan inokulum starter.
Tahap I1 adalah kultivasi multistrain rhizobium dalam bioreaktor dengan sistim nir
sinambung yang bertujuan untuk mendapatkan kurva pei-tumbuhan. Dari sini dapat
diketahui waktu yang dibutuhkan oleh rhizobium untuk menjalani fase-fase tertentu
selama pertumbuhannya. Pada tahap ini dilakukan 2 macam teknik kultivasi dengan
~embedaanjumlah strain bakteri. Salah satu diantaranya menggunakan RIFCBX dan
lainnya tidak. Dari kedua teknik yang dilakukan, diambil teknik yang menghasilkan
populasi sel dan laju pertumbuhan spesifik tertinggi yang selanjutnya dipakai sebagai
data untuk kultivasi semi sinambung.
Tahap 111 adalah kultivasi multistrain
rhizobium dalam bioreaktor semi sinambung yang bertujuan untuk memperpanjang
fase eksponensial pada pertumbuhan sel.
Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa teknik kultivasi
RIFCB1-RIFCB7 dengan sistim nir sinambung (batch) menghasilkan populasi sel
tertinggi sebanyak 2.5 x lo9 sellml. yang dicapai setelah kultivasi selama 48 jam.
Laju pertumbuhan spesifik maksimum sebesar 0.129 jam-' terjadi pada selang waktu
0 sampai 24 jam.
Teknik kultivasi RIFCB1-RIFCBX dengan sistim nir sinambung (batch)
menghasilkan populasi sel tertinggi sebanyak 1.7 x lo9 sellml yang dicapai setelah
kultivasi selama 72 jam. Laju pertumbuhan spesifik maksimum sebesar 0.077 jam-'
terjadi pada selang 0 sampai 24 jam.
Sedangkan teknik kultivasi RIFCBI-RIFCB7 secara semi sinambung Cfed
barch) dengan penambahan media barn pada laju alir 150 mujam (dialirkan setelah 24
jam kultivasi nir sinambung) menghasilkan populasi sel tertinggi sebanyak 2.3 x lo9
sellml yang dicapai setelah kultivasi selama 24 jam.
Laju perturnbullan spesifik
maksimum sebesar 0.135 jam" terjadi pada selang waktu 0 sampai 24 jam. Pada
teknik ini, populasi sel kembali meningkat dan mencapai puncaknya pada jam ke-102
sebesar
1.5 x lo9 sellml.
Berdasarkan
teknik-teknik
produksi
yang
telah
dilakukan,
dengan
mempertimbangkan substrat yang digunakan, populasi sel yang diperoleh dan waktu
kultivasi yang dibutuhkan, maka teknik yang terbaik dari ketiga cara yang telah
dilakukan adalah teknik produksi menggunakan RIFCB1-RIFCB7 dalam bioreaktor
sistim semi sinambung.
KULTIVASI RHIZOBIUM DALAM BIOREAKTOR SKALA PILOT PLANT
UNTUK PRODUKSI PUPUK HAYATI RHIZO-PLUS
Oleh
BADRIYATUL LAILA
F29.1755
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
PAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KULTIVL4SIRHZZOBIUM DALAM BIOREAKTOR SfCALA PILOT PLANT
UNTUK PRODUKSl PUPUK EIAYATI RBIZLZO-PLUS
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
BADRIYATUL LAILA
F29.1755
Dilahirkan di Jombang, tanggal 16 Januari 1974
Tanggal Lulus :
Disetujui
Drs. R Eardi S u ~ r a ~ t o
Pembimbing I
Dr. Rasti Saraswati
Pembimbing III
F29.1755.
KULTIVASI RHZZOBZUM DALAM
BIOREAKTOR SKALA PILOT PLANT UNTUK PRODUKSI PUPUK
HAYATI RHIZO-PLUS.
Dibawah Bimbingan Drs. R. Hardi Suprapto,
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc. St. dan Dr. Rasti Saraswati.
RINGKASAN
Tanaman kedelai dapat memperoleh nitrogen dari dalam tanah kalau cukup
tersedia. Jika tidak, nitrogen dapat diperoleh dari udara dengan bantuan bakteri bintil
akar. Rhizobium yang hidup bersimbiosis dengan tanaman pepolongan merupakan
bakteri bintil akar. Untuk mendapatkan hasil yang tinggi dalam produksi kedelai.
diperlukan inokulasi biji kedelai dengan rhizobium (Thompson, 1967).
Pada saat ini, inokulan rhizobium yang akan dipakai biasanya diinjeksikan
terlebih dahulu pada bahan pembawa padat berupa gambut halus.
Campuran ini
sering disebut sebagai pupuk hayati. Untuk tanaman kedelai, pupuk hayati berhngsi
menyediakan bakteri rhizobium yang akan membantu penyediaan unsur hara N
melalui simbiosisnya dengan tanaman inang.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari teknik terbaik pada produksi masal sel
rhizobium yang dilakukan pada skala pilot plant (10 L.) Parameter-parameter yang
digunakan antara lain populasi sel, waktu kultivasi dan laju pertumbuhan spesifik
maksimum (p,,,)
. Selain itu juga dilakukan pengukuran perubahan pH dan kadar
gula pereduksi di dalam kultur.
Secara keseluruhan, teknik kultivasi yang digunakan adalah kultivasi
multistrain, yaitu kultivasi 8 strain rhizobium (kode : RIFCBI-RIFCB8) secara
bersamaan dalam satu kultur berisi media cair Yeast Extract Mnnitol.
Kultivasi
dilakukan secara bertahap, dari volume 25 ml sampai 10 liter.
Penelitian dibagi ke dalam 3 tahap. Tahap I adalah persiapan yang meliputi
kegiatan penyiapan media, penyegaran kultur dan pembuatan inokulum starter.
Tahap I1 adalah kultivasi multistrain rhizobium dalam bioreaktor dengan sistim nir
sinambung yang bertujuan untuk mendapatkan kurva pei-tumbuhan. Dari sini dapat
diketahui waktu yang dibutuhkan oleh rhizobium untuk menjalani fase-fase tertentu
selama pertumbuhannya. Pada tahap ini dilakukan 2 macam teknik kultivasi dengan
~embedaanjumlah strain bakteri. Salah satu diantaranya menggunakan RIFCBX dan
lainnya tidak. Dari kedua teknik yang dilakukan, diambil teknik yang menghasilkan
populasi sel dan laju pertumbuhan spesifik tertinggi yang selanjutnya dipakai sebagai
data untuk kultivasi semi sinambung.
Tahap 111 adalah kultivasi multistrain
rhizobium dalam bioreaktor semi sinambung yang bertujuan untuk memperpanjang
fase eksponensial pada pertumbuhan sel.
Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa teknik kultivasi
RIFCB1-RIFCB7 dengan sistim nir sinambung (batch) menghasilkan populasi sel
tertinggi sebanyak 2.5 x lo9 sellml. yang dicapai setelah kultivasi selama 48 jam.
Laju pertumbuhan spesifik maksimum sebesar 0.129 jam-' terjadi pada selang waktu
0 sampai 24 jam.
Teknik kultivasi RIFCB1-RIFCBX dengan sistim nir sinambung (batch)
menghasilkan populasi sel tertinggi sebanyak 1.7 x lo9 sellml yang dicapai setelah
kultivasi selama 72 jam. Laju pertumbuhan spesifik maksimum sebesar 0.077 jam-'
terjadi pada selang 0 sampai 24 jam.
Sedangkan teknik kultivasi RIFCBI-RIFCB7 secara semi sinambung Cfed
barch) dengan penambahan media barn pada laju alir 150 mujam (dialirkan setelah 24
jam kultivasi nir sinambung) menghasilkan populasi sel tertinggi sebanyak 2.3 x lo9
sellml yang dicapai setelah kultivasi selama 24 jam.
Laju perturnbullan spesifik
maksimum sebesar 0.135 jam" terjadi pada selang waktu 0 sampai 24 jam. Pada
teknik ini, populasi sel kembali meningkat dan mencapai puncaknya pada jam ke-102
sebesar
1.5 x lo9 sellml.
Berdasarkan
teknik-teknik
produksi
yang
telah
dilakukan,
dengan
mempertimbangkan substrat yang digunakan, populasi sel yang diperoleh dan waktu
kultivasi yang dibutuhkan, maka teknik yang terbaik dari ketiga cara yang telah
dilakukan adalah teknik produksi menggunakan RIFCB1-RIFCB7 dalam bioreaktor
sistim semi sinambung.
KULTIVASI RHIZOBIUM DALAM BIOREAKTOR SKALA PILOT PLANT
UNTUK PRODUKSI PUPUK HAYATI RHIZO-PLUS
Oleh
BADRIYATUL LAILA
F29.1755
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
PAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KULTIVL4SIRHZZOBIUM DALAM BIOREAKTOR SfCALA PILOT PLANT
UNTUK PRODUKSl PUPUK EIAYATI RBIZLZO-PLUS
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
BADRIYATUL LAILA
F29.1755
Dilahirkan di Jombang, tanggal 16 Januari 1974
Tanggal Lulus :
Disetujui
Drs. R Eardi S u ~ r a ~ t o
Pembimbing I
Dr. Rasti Saraswati
Pembimbing III