Pengaruh Nutrisis dan Lama Fermentasi terahadap Produksi Biogum dari Enterobacter sp dan Erwinia sp
SKRIPSI
PENGARUH NUTRISI
LAMA FERMENTAS]
TERHADAP
Enterobacter
BIOGUM DARl
DAN Erwinia sp
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.l040
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
BOGOR
Danang Hardjanto. F 31.1040. Pengaruh Nutrisi dan Lama Fennentasi terhadap
Produksi Biogum dari Enterobacter sp dan Erwinia sp. Di bawah bimbingan : Dr. Ir.
Lilis Nuraida, MSc. dan Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.
RINGKASAN
Biogum merupakan polisakarida berantai panjang yang dihasilkan oleh
sumber hayati yaitu tumbuhan, hewail, mikroorganisme dan alga, serta bersifat larut
dalam air. Produksi biogum oleh bakteri dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti
suhu, lama fennentasi dan komposisi media seperti mineral, j enis gula dan
konsentrasi nitrogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh
nutrisi yang meliputi pengaruh mineral, jenis gula, konsentrasi dan jenis sumber
nitrogen dan lama fennentasi terhadap produksi biogum dari Enterobacter sp dan
Erwinia sp
Pada penelitian ini digunakan kultur Enterobacter agglomerans N,
Enterobacter agglomerans P, Enterobacter sakazakii, Erwinia spp Ml dan Erwinia
spp M2. Media yang digunakan dalam penelitian ini adalah media yang berisi
protease pepton 2 gil dan sukrosa 40 gil dengan penambahan mineral KH2P04 dan
MgS04 dan media tanpa mineraL Propagasi dilakukan selama 1 hari dan fennentasi
dilakukan selama 4 hari menggunakan inkubator bergoyang dengan kecepatan 150
rpm dan pada suhu 30°C. Untuk mempelajari pengaruhjenis gula, sumber gula yang
digunakan pada media adalah sukrosa, fiuktosa, glukosa, laktosa dan maltosa pada
konsentrasi 40 gil dan analisa dilakukan terhadap kekentalan media fennentasi. Pada
tahap optimasi konsentrasi dan pengaruh jenis sumber nitrogen, konsentrasi protease
pepton yang digunakan adalah 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 gil sedangkan jenis sumber
nitrogen yang digunakan adalah protease pepton, KN0 3, NaN03, ｾｃｉ＠
dan urea
pada konsentrasi 0.5 giL Pada tahap ini, analisa dilakukan terhadap kekentalan
media, kekeruhan media dan produksi biogum. Pengaruh lama fennentasi ditentukan
dengan menginkubasi kultur selama 0, 2, 4, 6, 8, 24, 36 dan 48 jam. Analisa yang
dilakukan pada tahap ini adalah kekentalan media, produksi biogum dan jumlah sel
bakteri.
Sukrosa merupakan sumber karbon yang paling efektif karena memberikan
kekentalan tertinggi pada media hasil fennentasi dibandingkan glukosa, fruktosa,
maltosa dan laktosa pada konsentrasi 40 gil.
Penambahan mineral ke dalam media mempengaruhi produksi biogum pada
semua mikroorganisme yang digunakan. Media tanpa mineral menghasilkan
kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan media dengan mineral pada semua
kultur bakteri yang ditumbuhkan.
Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans N dimulai pada akhir fase
log. Kekentalan media terlihat terus meningkat setelah diinkubasi selama 8 jam,
sedangkan jumlah koloni bakteri tertinggi setelah diinkubasi selama 6 jam. Setelah 6
jam inkubasi, jumlah koloni bakteri menurun, tetapi kekentalan media terus
meningkat. Produksi biogum terus berlanjut pada saat jmnlah koloni bakteri
menurun.
Produksi biogmn oleh Enterobacter agglomerans N mencapai optimum pada
konsentrasi protease pepton 2 gll. Pada konsentrasi di atas 2 gll maka produksi
biogum oleh Enterobacter agglomerans N menurun. Semakin tinggi konsentrasi
protease pepton menyebabkan rasio ClN media menurun.
Sumber nitrogen dalam bentuk NaN03, ｾｃｉＬ＠
KN0 3 dan urea tidak dapat
digunakan oleh kultur Enterobacter agglomerans N untuk pertumbuhan dan juga
untuk produksi biogum. Protease pepton yang digunakan sebagai smnber nitrogen
temyata paling efektifuntuk perumbuhan dan juga untuk produksi biogmn.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa media yang paling baik untuk produksi
biogmn adalah media tanpa mineral dengan konsentrasi sukrosa 40 gll dan
konsentrasi protease pepton 2 gll. Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans
N dimulai pada akhir fase log dan terus meningkat pada saat jumlah koloni bakteri
menurun.
ｾＧ［＠
I,"
;:
Ｌｉｾ＠
/'"
PENGARUH NUTRISI DAN LAMA FERMENTASI
TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DAR!
Ellterobacter sp DAN Erwillia sp
OJeh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
SKRIPSI
sebagai salah satu syarat untuk memperoJeh geJar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan TelmoJogi Pangan dan Gizi
FakuJtas Telmologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANlAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANU\N
PENGARUH NUTRISI DAN
LAl'vlA. FERMENTASI TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DARI
Enterobacter sp DAN Erwillia sp
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKl'i'OLOGI PERTANIAN
padajurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
Dilahirkan pada tanggall 0 Januari 1976
di Surakarta
Tanggallulus: 12 Februari 1999
KATAPENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas berkat, rahmat dan karuniaNya sehingga penu1is dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mempero1eh gelar
Sarjana Tekno1ogi Pertanian pada Jurusan Tekno1ogi Pangan dan Gizi, Fakultas
Tekno1ogi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Da1am kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Li1is
Nuraida, MSc.
se1aku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan perhatian selama penulis melakukan pene1itian dan
penulisan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, Msc. Se1aku Dosen Pembimbing II yang
te1ah memberikan bimbingan selama penulis melakukan studi di IPB.
3. Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe dan Ibu Ir. Elvira Syamsir selaku dosen penguji atas
kesediannya menguji dan bantuan saran untuk perbaikan penulisan skripsi ini.
4. Mama dan Papa tercinta, atas doa dan dorongan semangat serta telah memberikan
kasih sayang kepada penu1is.
5. Ko Anto, Cie Caecil dan Ivan; Cie Atik, Ko Ari, Ko Agus dan Caecil kecil, atas
nasehat, saran dan bantuannya kepada penu1is.
6: Ria tersayang, atas perhatian, kasih sayang dan dukungan semangat serta
bantuannya yang tulus kepada penulis selama ini.
7. Sahabat dan saudaraku A Pau (IMF) atas malam-malam indah, baik suka atau
duka yang kita lewati bersama dan juga atas bantuannya yang tulus kepada
penulis seIarna ini. Sernoga persahabatan kita tetap abadi.
8. Ternan sekamarku tercinta Marwin yang selalu rnenemani penulis dalam suka dan
duka serta atas saran, bantuan dan rnalarn-rnalam yang tidak terIupakan.
9. Sahapatku termanis dan tercantik Afei dan Wiwie atas dukungan sernangat,
perhl)-tian dan bantuannya yang tulus selama ini.
10. Saharat dan ternan sepeIjuanganku Basri yang telah rnernberikan bantuan serta
saran-f'aran selarna kuliah atau seIarna penelitian.
11. Men}e, Elvin, Elvis, Ricky rocker, Dicky, Erny dan warga joglo lainnya yang
tidak papat disebutkan satu per satu, atas bantuannya selama ini.
12. Mba' ,Ari, Mba' Yuni, Bibi, Pak Mulyono, Pak Udin, Abah Kama, Mba' Mar
serta 1aboran lab lainnya yang telah rnemberikan bantuannya kepada penulis
selama melakukan penelitian ini.
13. Ternan-ternan angkatan 31 TPG, sernoga kekornpakan kita tetap nntuk
sela11)-anya.
14. Casfler (computer) dan motorku atas bantuannya kepada penulis.
Akl;rirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bergnna bagi para pernbaca.
Bogor, Februari 1999
Penulis
ii
DAFTARISI
Halaman
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR lSI ........................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ v
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
1.
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
II. TThTJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3
A
Biogum yang Dihasilkan Mikroba .......................................................... 3
B. Mikroba Penghasil Biogum .................................................................... 5
a. Klebsiella .......................................................................................... 5
b. Acinetobacter .................................................................................... 6
c. Pseudomonas sp ................................................................................ 7
d Enterobacter sp ................................................................................. 7
e. Erwinia sp ......................................................................................... 8
C. Pengaruh Lingkungan Terhadap Prodnksi Biogum ................................. 10
III. BAHAN DAN METODE .............................................................................. 13
A Bahan ...................................................................................................... 13
B. Nat ......................................................................................................... 13
C. Metode Penelitian ................................................................................... 14
D. Analisa .................................................................................................... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 20
A
Pengaruh Mineral .................................................................................... 20
B. Pengaruh Jenis Gula .................................................................................. 22
C. Pengaruh Lama Fermentasi....................................................................... 26
D. Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Sumber Nitrogen .................................. 29
V. KES)MPULAN ............................................................................................... 34
A
Kesimpulan ............................................................................................ 34
iii
B. Saran ....................................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36
LAMPIRAN ......................................................................................................... 39
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar L Pengaruh mineral terhadap kekentalan media fermentasi ................... 21
Gambar 2. Pengaruhjenis gula terhadap kekentalan media fermentasi ............... 24
Gambar 3. Mekanisme sintesis dekstran ...... ............ ............. ..... ................. ....... .. 24
Gambar 4. Mekanisme pembentukan alginat ......................................................
25
Gambar 5. Pengaruh lama fermentasi terhadap kekentalan danjumlah koloni
Enterobacter aglomerans N ................................................................... 27
Gambar 6. Pengaruh konsentrasi nitrogen terhadap
kekentalan media fermentasi dan rendemen yang dihasilkan .............. 30
v
SKRIPSI
PENGARUH NUTRISI
LAMA FERMENTAS]
TERHADAP
Enterobacter
BIOGUM DARl
DAN Erwinia sp
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.l040
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
BOGOR
Danang Hardjanto. F 31.1040. Pengaruh Nutrisi dan Lama Fennentasi terhadap
Produksi Biogum dari Enterobacter sp dan Erwinia sp. Di bawah bimbingan : Dr. Ir.
Lilis Nuraida, MSc. dan Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.
RINGKASAN
Biogum merupakan polisakarida berantai panjang yang dihasilkan oleh
sumber hayati yaitu tumbuhan, hewail, mikroorganisme dan alga, serta bersifat larut
dalam air. Produksi biogum oleh bakteri dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti
suhu, lama fennentasi dan komposisi media seperti mineral, j enis gula dan
konsentrasi nitrogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh
nutrisi yang meliputi pengaruh mineral, jenis gula, konsentrasi dan jenis sumber
nitrogen dan lama fennentasi terhadap produksi biogum dari Enterobacter sp dan
Erwinia sp
Pada penelitian ini digunakan kultur Enterobacter agglomerans N,
Enterobacter agglomerans P, Enterobacter sakazakii, Erwinia spp Ml dan Erwinia
spp M2. Media yang digunakan dalam penelitian ini adalah media yang berisi
protease pepton 2 gil dan sukrosa 40 gil dengan penambahan mineral KH2P04 dan
MgS04 dan media tanpa mineraL Propagasi dilakukan selama 1 hari dan fennentasi
dilakukan selama 4 hari menggunakan inkubator bergoyang dengan kecepatan 150
rpm dan pada suhu 30°C. Untuk mempelajari pengaruhjenis gula, sumber gula yang
digunakan pada media adalah sukrosa, fiuktosa, glukosa, laktosa dan maltosa pada
konsentrasi 40 gil dan analisa dilakukan terhadap kekentalan media fennentasi. Pada
tahap optimasi konsentrasi dan pengaruh jenis sumber nitrogen, konsentrasi protease
pepton yang digunakan adalah 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 gil sedangkan jenis sumber
nitrogen yang digunakan adalah protease pepton, KN0 3, NaN03, ｾｃｉ＠
dan urea
pada konsentrasi 0.5 giL Pada tahap ini, analisa dilakukan terhadap kekentalan
media, kekeruhan media dan produksi biogum. Pengaruh lama fennentasi ditentukan
dengan menginkubasi kultur selama 0, 2, 4, 6, 8, 24, 36 dan 48 jam. Analisa yang
dilakukan pada tahap ini adalah kekentalan media, produksi biogum dan jumlah sel
bakteri.
Sukrosa merupakan sumber karbon yang paling efektif karena memberikan
kekentalan tertinggi pada media hasil fennentasi dibandingkan glukosa, fruktosa,
maltosa dan laktosa pada konsentrasi 40 gil.
Penambahan mineral ke dalam media mempengaruhi produksi biogum pada
semua mikroorganisme yang digunakan. Media tanpa mineral menghasilkan
kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan media dengan mineral pada semua
kultur bakteri yang ditumbuhkan.
Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans N dimulai pada akhir fase
log. Kekentalan media terlihat terus meningkat setelah diinkubasi selama 8 jam,
sedangkan jumlah koloni bakteri tertinggi setelah diinkubasi selama 6 jam. Setelah 6
jam inkubasi, jumlah koloni bakteri menurun, tetapi kekentalan media terus
meningkat. Produksi biogum terus berlanjut pada saat jmnlah koloni bakteri
menurun.
Produksi biogmn oleh Enterobacter agglomerans N mencapai optimum pada
konsentrasi protease pepton 2 gll. Pada konsentrasi di atas 2 gll maka produksi
biogum oleh Enterobacter agglomerans N menurun. Semakin tinggi konsentrasi
protease pepton menyebabkan rasio ClN media menurun.
Sumber nitrogen dalam bentuk NaN03, ｾｃｉＬ＠
KN0 3 dan urea tidak dapat
digunakan oleh kultur Enterobacter agglomerans N untuk pertumbuhan dan juga
untuk produksi biogum. Protease pepton yang digunakan sebagai smnber nitrogen
temyata paling efektifuntuk perumbuhan dan juga untuk produksi biogmn.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa media yang paling baik untuk produksi
biogmn adalah media tanpa mineral dengan konsentrasi sukrosa 40 gll dan
konsentrasi protease pepton 2 gll. Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans
N dimulai pada akhir fase log dan terus meningkat pada saat jumlah koloni bakteri
menurun.
ｾＧ［＠
I,"
;:
Ｌｉｾ＠
/'"
PENGARUH NUTRISI DAN LAMA FERMENTASI
TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DAR!
Ellterobacter sp DAN Erwillia sp
OJeh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
SKRIPSI
sebagai salah satu syarat untuk memperoJeh geJar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan TelmoJogi Pangan dan Gizi
FakuJtas Telmologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANlAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANU\N
PENGARUH NUTRISI DAN
LAl'vlA. FERMENTASI TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DARI
Enterobacter sp DAN Erwillia sp
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKl'i'OLOGI PERTANIAN
padajurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
Dilahirkan pada tanggall 0 Januari 1976
di Surakarta
Tanggallulus: 12 Februari 1999
KATAPENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas berkat, rahmat dan karuniaNya sehingga penu1is dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mempero1eh gelar
Sarjana Tekno1ogi Pertanian pada Jurusan Tekno1ogi Pangan dan Gizi, Fakultas
Tekno1ogi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Da1am kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Li1is
Nuraida, MSc.
se1aku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan perhatian selama penulis melakukan pene1itian dan
penulisan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, Msc. Se1aku Dosen Pembimbing II yang
te1ah memberikan bimbingan selama penulis melakukan studi di IPB.
3. Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe dan Ibu Ir. Elvira Syamsir selaku dosen penguji atas
kesediannya menguji dan bantuan saran untuk perbaikan penulisan skripsi ini.
4. Mama dan Papa tercinta, atas doa dan dorongan semangat serta telah memberikan
kasih sayang kepada penu1is.
5. Ko Anto, Cie Caecil dan Ivan; Cie Atik, Ko Ari, Ko Agus dan Caecil kecil, atas
nasehat, saran dan bantuannya kepada penu1is.
6: Ria tersayang, atas perhatian, kasih sayang dan dukungan semangat serta
bantuannya yang tulus kepada penulis selama ini.
7. Sahabat dan saudaraku A Pau (IMF) atas malam-malam indah, baik suka atau
duka yang kita lewati bersama dan juga atas bantuannya yang tulus kepada
penulis seIarna ini. Sernoga persahabatan kita tetap abadi.
8. Ternan sekamarku tercinta Marwin yang selalu rnenemani penulis dalam suka dan
duka serta atas saran, bantuan dan rnalarn-rnalam yang tidak terIupakan.
9. Sahapatku termanis dan tercantik Afei dan Wiwie atas dukungan sernangat,
perhl)-tian dan bantuannya yang tulus selama ini.
10. Saharat dan ternan sepeIjuanganku Basri yang telah rnernberikan bantuan serta
saran-f'aran selarna kuliah atau seIarna penelitian.
11. Men}e, Elvin, Elvis, Ricky rocker, Dicky, Erny dan warga joglo lainnya yang
tidak papat disebutkan satu per satu, atas bantuannya selama ini.
12. Mba' ,Ari, Mba' Yuni, Bibi, Pak Mulyono, Pak Udin, Abah Kama, Mba' Mar
serta 1aboran lab lainnya yang telah rnemberikan bantuannya kepada penulis
selama melakukan penelitian ini.
13. Ternan-ternan angkatan 31 TPG, sernoga kekornpakan kita tetap nntuk
sela11)-anya.
14. Casfler (computer) dan motorku atas bantuannya kepada penulis.
Akl;rirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bergnna bagi para pernbaca.
Bogor, Februari 1999
Penulis
ii
DAFTARISI
Halaman
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR lSI ........................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ v
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
1.
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
II. TThTJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3
A
Biogum yang Dihasilkan Mikroba .......................................................... 3
B. Mikroba Penghasil Biogum .................................................................... 5
a. Klebsiella .......................................................................................... 5
b. Acinetobacter .................................................................................... 6
c. Pseudomonas sp ................................................................................ 7
d Enterobacter sp ................................................................................. 7
e. Erwinia sp ......................................................................................... 8
C. Pengaruh Lingkungan Terhadap Prodnksi Biogum ................................. 10
III. BAHAN DAN METODE .............................................................................. 13
A Bahan ...................................................................................................... 13
B. Nat ......................................................................................................... 13
C. Metode Penelitian ................................................................................... 14
D. Analisa .................................................................................................... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 20
A
Pengaruh Mineral .................................................................................... 20
B. Pengaruh Jenis Gula .................................................................................. 22
C. Pengaruh Lama Fermentasi....................................................................... 26
D. Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Sumber Nitrogen .................................. 29
V. KES)MPULAN ............................................................................................... 34
A
Kesimpulan ............................................................................................ 34
iii
B. Saran ....................................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36
LAMPIRAN ......................................................................................................... 39
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar L Pengaruh mineral terhadap kekentalan media fermentasi ................... 21
Gambar 2. Pengaruhjenis gula terhadap kekentalan media fermentasi ............... 24
Gambar 3. Mekanisme sintesis dekstran ...... ............ ............. ..... ................. ....... .. 24
Gambar 4. Mekanisme pembentukan alginat ......................................................
25
Gambar 5. Pengaruh lama fermentasi terhadap kekentalan danjumlah koloni
Enterobacter aglomerans N ................................................................... 27
Gambar 6. Pengaruh konsentrasi nitrogen terhadap
kekentalan media fermentasi dan rendemen yang dihasilkan .............. 30
v
PENGARUH NUTRISI
LAMA FERMENTAS]
TERHADAP
Enterobacter
BIOGUM DARl
DAN Erwinia sp
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.l040
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
BOGOR
Danang Hardjanto. F 31.1040. Pengaruh Nutrisi dan Lama Fennentasi terhadap
Produksi Biogum dari Enterobacter sp dan Erwinia sp. Di bawah bimbingan : Dr. Ir.
Lilis Nuraida, MSc. dan Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.
RINGKASAN
Biogum merupakan polisakarida berantai panjang yang dihasilkan oleh
sumber hayati yaitu tumbuhan, hewail, mikroorganisme dan alga, serta bersifat larut
dalam air. Produksi biogum oleh bakteri dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti
suhu, lama fennentasi dan komposisi media seperti mineral, j enis gula dan
konsentrasi nitrogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh
nutrisi yang meliputi pengaruh mineral, jenis gula, konsentrasi dan jenis sumber
nitrogen dan lama fennentasi terhadap produksi biogum dari Enterobacter sp dan
Erwinia sp
Pada penelitian ini digunakan kultur Enterobacter agglomerans N,
Enterobacter agglomerans P, Enterobacter sakazakii, Erwinia spp Ml dan Erwinia
spp M2. Media yang digunakan dalam penelitian ini adalah media yang berisi
protease pepton 2 gil dan sukrosa 40 gil dengan penambahan mineral KH2P04 dan
MgS04 dan media tanpa mineraL Propagasi dilakukan selama 1 hari dan fennentasi
dilakukan selama 4 hari menggunakan inkubator bergoyang dengan kecepatan 150
rpm dan pada suhu 30°C. Untuk mempelajari pengaruhjenis gula, sumber gula yang
digunakan pada media adalah sukrosa, fiuktosa, glukosa, laktosa dan maltosa pada
konsentrasi 40 gil dan analisa dilakukan terhadap kekentalan media fennentasi. Pada
tahap optimasi konsentrasi dan pengaruh jenis sumber nitrogen, konsentrasi protease
pepton yang digunakan adalah 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 gil sedangkan jenis sumber
nitrogen yang digunakan adalah protease pepton, KN0 3, NaN03, ｾｃｉ＠
dan urea
pada konsentrasi 0.5 giL Pada tahap ini, analisa dilakukan terhadap kekentalan
media, kekeruhan media dan produksi biogum. Pengaruh lama fennentasi ditentukan
dengan menginkubasi kultur selama 0, 2, 4, 6, 8, 24, 36 dan 48 jam. Analisa yang
dilakukan pada tahap ini adalah kekentalan media, produksi biogum dan jumlah sel
bakteri.
Sukrosa merupakan sumber karbon yang paling efektif karena memberikan
kekentalan tertinggi pada media hasil fennentasi dibandingkan glukosa, fruktosa,
maltosa dan laktosa pada konsentrasi 40 gil.
Penambahan mineral ke dalam media mempengaruhi produksi biogum pada
semua mikroorganisme yang digunakan. Media tanpa mineral menghasilkan
kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan media dengan mineral pada semua
kultur bakteri yang ditumbuhkan.
Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans N dimulai pada akhir fase
log. Kekentalan media terlihat terus meningkat setelah diinkubasi selama 8 jam,
sedangkan jumlah koloni bakteri tertinggi setelah diinkubasi selama 6 jam. Setelah 6
jam inkubasi, jumlah koloni bakteri menurun, tetapi kekentalan media terus
meningkat. Produksi biogum terus berlanjut pada saat jmnlah koloni bakteri
menurun.
Produksi biogmn oleh Enterobacter agglomerans N mencapai optimum pada
konsentrasi protease pepton 2 gll. Pada konsentrasi di atas 2 gll maka produksi
biogum oleh Enterobacter agglomerans N menurun. Semakin tinggi konsentrasi
protease pepton menyebabkan rasio ClN media menurun.
Sumber nitrogen dalam bentuk NaN03, ｾｃｉＬ＠
KN0 3 dan urea tidak dapat
digunakan oleh kultur Enterobacter agglomerans N untuk pertumbuhan dan juga
untuk produksi biogum. Protease pepton yang digunakan sebagai smnber nitrogen
temyata paling efektifuntuk perumbuhan dan juga untuk produksi biogmn.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa media yang paling baik untuk produksi
biogmn adalah media tanpa mineral dengan konsentrasi sukrosa 40 gll dan
konsentrasi protease pepton 2 gll. Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans
N dimulai pada akhir fase log dan terus meningkat pada saat jumlah koloni bakteri
menurun.
ｾＧ［＠
I,"
;:
Ｌｉｾ＠
/'"
PENGARUH NUTRISI DAN LAMA FERMENTASI
TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DAR!
Ellterobacter sp DAN Erwillia sp
OJeh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
SKRIPSI
sebagai salah satu syarat untuk memperoJeh geJar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan TelmoJogi Pangan dan Gizi
FakuJtas Telmologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANlAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANU\N
PENGARUH NUTRISI DAN
LAl'vlA. FERMENTASI TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DARI
Enterobacter sp DAN Erwillia sp
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKl'i'OLOGI PERTANIAN
padajurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
Dilahirkan pada tanggall 0 Januari 1976
di Surakarta
Tanggallulus: 12 Februari 1999
KATAPENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas berkat, rahmat dan karuniaNya sehingga penu1is dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mempero1eh gelar
Sarjana Tekno1ogi Pertanian pada Jurusan Tekno1ogi Pangan dan Gizi, Fakultas
Tekno1ogi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Da1am kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Li1is
Nuraida, MSc.
se1aku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan perhatian selama penulis melakukan pene1itian dan
penulisan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, Msc. Se1aku Dosen Pembimbing II yang
te1ah memberikan bimbingan selama penulis melakukan studi di IPB.
3. Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe dan Ibu Ir. Elvira Syamsir selaku dosen penguji atas
kesediannya menguji dan bantuan saran untuk perbaikan penulisan skripsi ini.
4. Mama dan Papa tercinta, atas doa dan dorongan semangat serta telah memberikan
kasih sayang kepada penu1is.
5. Ko Anto, Cie Caecil dan Ivan; Cie Atik, Ko Ari, Ko Agus dan Caecil kecil, atas
nasehat, saran dan bantuannya kepada penu1is.
6: Ria tersayang, atas perhatian, kasih sayang dan dukungan semangat serta
bantuannya yang tulus kepada penulis selama ini.
7. Sahabat dan saudaraku A Pau (IMF) atas malam-malam indah, baik suka atau
duka yang kita lewati bersama dan juga atas bantuannya yang tulus kepada
penulis seIarna ini. Sernoga persahabatan kita tetap abadi.
8. Ternan sekamarku tercinta Marwin yang selalu rnenemani penulis dalam suka dan
duka serta atas saran, bantuan dan rnalarn-rnalam yang tidak terIupakan.
9. Sahapatku termanis dan tercantik Afei dan Wiwie atas dukungan sernangat,
perhl)-tian dan bantuannya yang tulus selama ini.
10. Saharat dan ternan sepeIjuanganku Basri yang telah rnernberikan bantuan serta
saran-f'aran selarna kuliah atau seIarna penelitian.
11. Men}e, Elvin, Elvis, Ricky rocker, Dicky, Erny dan warga joglo lainnya yang
tidak papat disebutkan satu per satu, atas bantuannya selama ini.
12. Mba' ,Ari, Mba' Yuni, Bibi, Pak Mulyono, Pak Udin, Abah Kama, Mba' Mar
serta 1aboran lab lainnya yang telah rnemberikan bantuannya kepada penulis
selama melakukan penelitian ini.
13. Ternan-ternan angkatan 31 TPG, sernoga kekornpakan kita tetap nntuk
sela11)-anya.
14. Casfler (computer) dan motorku atas bantuannya kepada penulis.
Akl;rirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bergnna bagi para pernbaca.
Bogor, Februari 1999
Penulis
ii
DAFTARISI
Halaman
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR lSI ........................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ v
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
1.
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
II. TThTJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3
A
Biogum yang Dihasilkan Mikroba .......................................................... 3
B. Mikroba Penghasil Biogum .................................................................... 5
a. Klebsiella .......................................................................................... 5
b. Acinetobacter .................................................................................... 6
c. Pseudomonas sp ................................................................................ 7
d Enterobacter sp ................................................................................. 7
e. Erwinia sp ......................................................................................... 8
C. Pengaruh Lingkungan Terhadap Prodnksi Biogum ................................. 10
III. BAHAN DAN METODE .............................................................................. 13
A Bahan ...................................................................................................... 13
B. Nat ......................................................................................................... 13
C. Metode Penelitian ................................................................................... 14
D. Analisa .................................................................................................... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 20
A
Pengaruh Mineral .................................................................................... 20
B. Pengaruh Jenis Gula .................................................................................. 22
C. Pengaruh Lama Fermentasi....................................................................... 26
D. Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Sumber Nitrogen .................................. 29
V. KES)MPULAN ............................................................................................... 34
A
Kesimpulan ............................................................................................ 34
iii
B. Saran ....................................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36
LAMPIRAN ......................................................................................................... 39
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar L Pengaruh mineral terhadap kekentalan media fermentasi ................... 21
Gambar 2. Pengaruhjenis gula terhadap kekentalan media fermentasi ............... 24
Gambar 3. Mekanisme sintesis dekstran ...... ............ ............. ..... ................. ....... .. 24
Gambar 4. Mekanisme pembentukan alginat ......................................................
25
Gambar 5. Pengaruh lama fermentasi terhadap kekentalan danjumlah koloni
Enterobacter aglomerans N ................................................................... 27
Gambar 6. Pengaruh konsentrasi nitrogen terhadap
kekentalan media fermentasi dan rendemen yang dihasilkan .............. 30
v
SKRIPSI
PENGARUH NUTRISI
LAMA FERMENTAS]
TERHADAP
Enterobacter
BIOGUM DARl
DAN Erwinia sp
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.l040
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
BOGOR
Danang Hardjanto. F 31.1040. Pengaruh Nutrisi dan Lama Fennentasi terhadap
Produksi Biogum dari Enterobacter sp dan Erwinia sp. Di bawah bimbingan : Dr. Ir.
Lilis Nuraida, MSc. dan Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.
RINGKASAN
Biogum merupakan polisakarida berantai panjang yang dihasilkan oleh
sumber hayati yaitu tumbuhan, hewail, mikroorganisme dan alga, serta bersifat larut
dalam air. Produksi biogum oleh bakteri dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti
suhu, lama fennentasi dan komposisi media seperti mineral, j enis gula dan
konsentrasi nitrogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh
nutrisi yang meliputi pengaruh mineral, jenis gula, konsentrasi dan jenis sumber
nitrogen dan lama fennentasi terhadap produksi biogum dari Enterobacter sp dan
Erwinia sp
Pada penelitian ini digunakan kultur Enterobacter agglomerans N,
Enterobacter agglomerans P, Enterobacter sakazakii, Erwinia spp Ml dan Erwinia
spp M2. Media yang digunakan dalam penelitian ini adalah media yang berisi
protease pepton 2 gil dan sukrosa 40 gil dengan penambahan mineral KH2P04 dan
MgS04 dan media tanpa mineraL Propagasi dilakukan selama 1 hari dan fennentasi
dilakukan selama 4 hari menggunakan inkubator bergoyang dengan kecepatan 150
rpm dan pada suhu 30°C. Untuk mempelajari pengaruhjenis gula, sumber gula yang
digunakan pada media adalah sukrosa, fiuktosa, glukosa, laktosa dan maltosa pada
konsentrasi 40 gil dan analisa dilakukan terhadap kekentalan media fennentasi. Pada
tahap optimasi konsentrasi dan pengaruh jenis sumber nitrogen, konsentrasi protease
pepton yang digunakan adalah 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 gil sedangkan jenis sumber
nitrogen yang digunakan adalah protease pepton, KN0 3, NaN03, ｾｃｉ＠
dan urea
pada konsentrasi 0.5 giL Pada tahap ini, analisa dilakukan terhadap kekentalan
media, kekeruhan media dan produksi biogum. Pengaruh lama fennentasi ditentukan
dengan menginkubasi kultur selama 0, 2, 4, 6, 8, 24, 36 dan 48 jam. Analisa yang
dilakukan pada tahap ini adalah kekentalan media, produksi biogum dan jumlah sel
bakteri.
Sukrosa merupakan sumber karbon yang paling efektif karena memberikan
kekentalan tertinggi pada media hasil fennentasi dibandingkan glukosa, fruktosa,
maltosa dan laktosa pada konsentrasi 40 gil.
Penambahan mineral ke dalam media mempengaruhi produksi biogum pada
semua mikroorganisme yang digunakan. Media tanpa mineral menghasilkan
kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan media dengan mineral pada semua
kultur bakteri yang ditumbuhkan.
Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans N dimulai pada akhir fase
log. Kekentalan media terlihat terus meningkat setelah diinkubasi selama 8 jam,
sedangkan jumlah koloni bakteri tertinggi setelah diinkubasi selama 6 jam. Setelah 6
jam inkubasi, jumlah koloni bakteri menurun, tetapi kekentalan media terus
meningkat. Produksi biogum terus berlanjut pada saat jmnlah koloni bakteri
menurun.
Produksi biogmn oleh Enterobacter agglomerans N mencapai optimum pada
konsentrasi protease pepton 2 gll. Pada konsentrasi di atas 2 gll maka produksi
biogum oleh Enterobacter agglomerans N menurun. Semakin tinggi konsentrasi
protease pepton menyebabkan rasio ClN media menurun.
Sumber nitrogen dalam bentuk NaN03, ｾｃｉＬ＠
KN0 3 dan urea tidak dapat
digunakan oleh kultur Enterobacter agglomerans N untuk pertumbuhan dan juga
untuk produksi biogum. Protease pepton yang digunakan sebagai smnber nitrogen
temyata paling efektifuntuk perumbuhan dan juga untuk produksi biogmn.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa media yang paling baik untuk produksi
biogmn adalah media tanpa mineral dengan konsentrasi sukrosa 40 gll dan
konsentrasi protease pepton 2 gll. Produksi biogum oleh Enterobacter agglomerans
N dimulai pada akhir fase log dan terus meningkat pada saat jumlah koloni bakteri
menurun.
ｾＧ［＠
I,"
;:
Ｌｉｾ＠
/'"
PENGARUH NUTRISI DAN LAMA FERMENTASI
TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DAR!
Ellterobacter sp DAN Erwillia sp
OJeh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
SKRIPSI
sebagai salah satu syarat untuk memperoJeh geJar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan TelmoJogi Pangan dan Gizi
FakuJtas Telmologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANlAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANU\N
PENGARUH NUTRISI DAN
LAl'vlA. FERMENTASI TERHADAP PRODUKSI BIOGUM DARI
Enterobacter sp DAN Erwillia sp
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKl'i'OLOGI PERTANIAN
padajurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
DANANG HARDJANTO
F 31.1040
Dilahirkan pada tanggall 0 Januari 1976
di Surakarta
Tanggallulus: 12 Februari 1999
KATAPENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas berkat, rahmat dan karuniaNya sehingga penu1is dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mempero1eh gelar
Sarjana Tekno1ogi Pertanian pada Jurusan Tekno1ogi Pangan dan Gizi, Fakultas
Tekno1ogi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Da1am kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Li1is
Nuraida, MSc.
se1aku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan perhatian selama penulis melakukan pene1itian dan
penulisan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, Msc. Se1aku Dosen Pembimbing II yang
te1ah memberikan bimbingan selama penulis melakukan studi di IPB.
3. Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe dan Ibu Ir. Elvira Syamsir selaku dosen penguji atas
kesediannya menguji dan bantuan saran untuk perbaikan penulisan skripsi ini.
4. Mama dan Papa tercinta, atas doa dan dorongan semangat serta telah memberikan
kasih sayang kepada penu1is.
5. Ko Anto, Cie Caecil dan Ivan; Cie Atik, Ko Ari, Ko Agus dan Caecil kecil, atas
nasehat, saran dan bantuannya kepada penu1is.
6: Ria tersayang, atas perhatian, kasih sayang dan dukungan semangat serta
bantuannya yang tulus kepada penulis selama ini.
7. Sahabat dan saudaraku A Pau (IMF) atas malam-malam indah, baik suka atau
duka yang kita lewati bersama dan juga atas bantuannya yang tulus kepada
penulis seIarna ini. Sernoga persahabatan kita tetap abadi.
8. Ternan sekamarku tercinta Marwin yang selalu rnenemani penulis dalam suka dan
duka serta atas saran, bantuan dan rnalarn-rnalam yang tidak terIupakan.
9. Sahapatku termanis dan tercantik Afei dan Wiwie atas dukungan sernangat,
perhl)-tian dan bantuannya yang tulus selama ini.
10. Saharat dan ternan sepeIjuanganku Basri yang telah rnernberikan bantuan serta
saran-f'aran selarna kuliah atau seIarna penelitian.
11. Men}e, Elvin, Elvis, Ricky rocker, Dicky, Erny dan warga joglo lainnya yang
tidak papat disebutkan satu per satu, atas bantuannya selama ini.
12. Mba' ,Ari, Mba' Yuni, Bibi, Pak Mulyono, Pak Udin, Abah Kama, Mba' Mar
serta 1aboran lab lainnya yang telah rnemberikan bantuannya kepada penulis
selama melakukan penelitian ini.
13. Ternan-ternan angkatan 31 TPG, sernoga kekornpakan kita tetap nntuk
sela11)-anya.
14. Casfler (computer) dan motorku atas bantuannya kepada penulis.
Akl;rirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bergnna bagi para pernbaca.
Bogor, Februari 1999
Penulis
ii
DAFTARISI
Halaman
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR lSI ........................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ v
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
1.
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
II. TThTJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3
A
Biogum yang Dihasilkan Mikroba .......................................................... 3
B. Mikroba Penghasil Biogum .................................................................... 5
a. Klebsiella .......................................................................................... 5
b. Acinetobacter .................................................................................... 6
c. Pseudomonas sp ................................................................................ 7
d Enterobacter sp ................................................................................. 7
e. Erwinia sp ......................................................................................... 8
C. Pengaruh Lingkungan Terhadap Prodnksi Biogum ................................. 10
III. BAHAN DAN METODE .............................................................................. 13
A Bahan ...................................................................................................... 13
B. Nat ......................................................................................................... 13
C. Metode Penelitian ................................................................................... 14
D. Analisa .................................................................................................... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 20
A
Pengaruh Mineral .................................................................................... 20
B. Pengaruh Jenis Gula .................................................................................. 22
C. Pengaruh Lama Fermentasi....................................................................... 26
D. Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Sumber Nitrogen .................................. 29
V. KES)MPULAN ............................................................................................... 34
A
Kesimpulan ............................................................................................ 34
iii
B. Saran ....................................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36
LAMPIRAN ......................................................................................................... 39
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar L Pengaruh mineral terhadap kekentalan media fermentasi ................... 21
Gambar 2. Pengaruhjenis gula terhadap kekentalan media fermentasi ............... 24
Gambar 3. Mekanisme sintesis dekstran ...... ............ ............. ..... ................. ....... .. 24
Gambar 4. Mekanisme pembentukan alginat ......................................................
25
Gambar 5. Pengaruh lama fermentasi terhadap kekentalan danjumlah koloni
Enterobacter aglomerans N ................................................................... 27
Gambar 6. Pengaruh konsentrasi nitrogen terhadap
kekentalan media fermentasi dan rendemen yang dihasilkan .............. 30
v