24
oksigen, suhu, dan cahaya. Bentuk kurva sigmoid untuk semua tanaman kurang lebih tetap, tetapi penyimpangan dapat terjadi sebagai akibat variasi-variasi di
dalam lingkungan. Ukuran dan bentuk akhir tumbuhan ditentukan oleh kombinasi pengaruh faktor genetik dan lingkungan Salisbury Ross 1995.
Tahapan dalam pertumbuhan dan perkembangan sel meliputi tiga peristiwa, yaitu: pembelahan sel, pembesaran sel, dan diferensiasi sel Salisbury Ross
1995. Berdasarkan kenyataan ini, maka jumlah sel dapat digunakan sebagai indikator pertumbuhan tanaman dan organnya. Berat kalussel dapat digunakan
sebagai indikator pertumbuhan yang diukur melalui dua pendekatan, yaitu berdasarkan berat segar dan berat kering Lakitan 1996 dan 2008. Laju
pertumbuhan relatif relative growth rate menunjukkan peningkatan berat kering dalam suatu interval waktu dalam hubungannya dengan berat asal. Dalam situasi
praktis, rata-rata pertumbuhan laju relatif dihitung dari pengukuran yang di ambil pada waktu t
1
dan t
2
Susilo 1991. Perbedaan dari pertumbuhan dan perkembangan dilihat dari perubahannya
dan parameternya. Parameter pertumbuhan antara lain bobot segar, bobot kering, pertambahan panjang, pertambahan luas, jumlah sel dan konsentrasi kandungan
kimia tertentu, yaitu asam nukleat, nitrogen terlarut, lipid, karbohidrat dalam jaringan dan organ Bidwell 1979; Noggle Fritz 1983. Pada umumnya,
pertumbuhan cukup diukur tinggi tanaman dan berat kering. Jika makhluk hidup mengalami pertambahan panjang, pertambahan luas, maka makhluk hidup
dikatakan mengalami pertumbuhan. Pengukuran perkembangan pada tumbuhan salah satunya dengan terjadinya pendewasaan organ-organ untuk melakukan
fotosintesis dan reproduksi.
2.7 Sistem Kultur Bioreaktor
Bioreaktor merupakan salah satu sistem alternatif yang lebih efisien dalam peningkatan skalakapasitas dan otomatisasi dalam perbanyakan in vitro baik
melalui jalur organogenesis maupun embriogenesis beberapa jenis tanaman Ziv 2000. Bioreaktor menggambarkan sebuah tempat untuk melakukan reaksi-reaksi
biologi atau wadah kultur sel secara aerobik. Sistem ini banyak digunakan dalam industri mikrobial, metabolit sekunder tanaman, dan perbanyakan masal benih
tanaman. Pemanfaatan bioreaktor untuk tujuan perbanyakan masal tanaman pertama kali diperkenalkan oleh Takayama pada tahun 1981 pada tanaman
begonia Devi Yulianti 2010.
Bioreaktor bertindak sebagai pabrik biologis untuk memproduksi produk- produk bermutu tinggi dan memberikan banyak keuntungan Fulzele 2000; Su
2006; Celiktas et al. 2010. Keuntungan penggunaan sistem bioreaktor adalah: 1 efisiensi dalam inokulasi dan penanganan volume kerja tinggi penanganan
kultur seperti inokulasi, subkultur, dan pemanenan lebih mudah dan menghemat waktu dan tenaga kerja; 2 otomatisasi peningkatan skalakapasitas; 3 biaya
operasional lebih murah; 4 memberikan kondisi lingkungan yang seragam; 5 memberikan kontrol yang lebih baik pada kultur dan lingkungan fisik, sehingga
mudah mengoptimasi parameter pertumbuhan seperti: pH, nutrisi media, temperatur, dll untuk perbanyakan skala masal pada kultur suspensi sel; 6
memungkinkan pengaturan kondisi secara konstan pada setiap fase; 7 pengangkutan agregrat sel dengan udara menghasilkan biomassa sel yang tinggi
25
Celiktas et al. 2010; Devi Yulianti 2010; Fulzele 2000; Su 2006; Esyanti Muspiah 2006.
Klasifikasi bioreaktor digolongkan berdasarkan metode agitasi dan konstruksinya. Tipe bioreaktor yang banyak digunakan untuk perbanyakan
tanaman adalah unstirred buble bioreactors, buble column bioreactors, temporary immersion system
dan airlift bioreactor. Tipe bioreaktor modern hanya memiliki tiga lubang, yaitu untuk inokulasi eksplan, sirkulasi udara, dan saluran media
Gambar 2.7 Takayama Akita 2006; Dewir et al. 2010. Aplikasi berbagai tipe bioreaktor telah berhasil digunakan pada berbagai
tanaman, seperti yang dilaporkan pada Spathiphyllum cannifolium Dewir et al. 2006, Fragaria ananassa Duch Debnath 2009, Limau madu Citrus reticula
Blanco Agisimanto et al. 2012, Oncidium ‘Sugar Sweet’ Yang et al. 2010 dan
Phalaenopsis Young et al. 2000 menggunakan airlift bioreactor; Nanas
Escalona et al. 2003, Musa spp Aragón et al. 2010, Lessertia frutescens Shaik et al
. 2010 menggunakan temporary immersion system; kentang dalam continuous immersion system
Piao et al. 2003; dan Coffea canephora Robusta dalam technicall agitated bioreactor Etienne et al. 2006; Ducos et al. 2007.
Berbagai tipe dan sistem bioreaktor tersebut telah mampu menghasilkan benih bermutu, dalam jumlah yang besar, lebih efektif dan efisien dibandingkan
teknologi lain.
a kompresor udara air compressor; b penyimpanan udara air reservoir; c perangkat pendingin udara air cooling device; d sistem penyaring udara air filter system; e pengering
udara air dryer; f pengukur aliran udara air flow meter; g filter membran membrane filter; h glass sparger; i saluran media medium feeding port; j lubang udara vent; dan k pre-
filter
Dewir et al. 2010
Gambar 2.6. Diagram skematis komponen airlift bioreactor Salah satu sistem bioreaktor yang banyak diaplikasikan adalah airlift
bioreactor Gambar 2.6. Airlift bioreactor memiliki beberapa kelebihan dan
kekurangan, diantaranya yaitu: 1 mekanismeprotokol alat lebih sederhana; 2 agitasi pengadukan merata menghasilkan pola-pola pengadukan yang seragam
dan cocok untuk kultur suspensi sel tanaman; 3 pencampuran antara propagul dan media bersifat terus menerus, sehingga menyebabkan stress oksidatif