Seleksi Isolat Lokal Aspergillus terreus serta Penentuan pH dan Media Terbaik pada Produksi Lovastatin
SELEKSI ISQLAT LOKAL Aspergillus terreus SERTA
PENENTUAN pH DAN MEDIA TERBAIK PADA PRODUKSI
LOVASTATIN
oleb
IMAN BASRIMAN
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
IMAN BASRIMAN. Seleksi Isolat b k a l Aspergillus terretrs serta Penentuan pH
dan Media Terbaik pada Produksi Lovastatin. Dibimbing oleh+TUNTEDJA
IRAWADI, AN1 SURYANI dan KOESNANDAR
Ddam rangka menekan biaya produksi obat dalam negeri, penelitian
mengenai produksi lovastatin secara fermentasi dengan menggunakan isolat
Aspergillw ferreus lokd Indonesia sangat diperlukan dalam memproduksi obat
yang potensial untuk menghambat penyakit hiperlipoproteinemia Tujuan dari
penelitian ini adalah agar diperoleh strain Aspergillus terreus yang potensid dari
seleksi 5 isolat lokal, kondisi pH terbaik, komposisi sumkt C dan N dalam
media yang terbaik, serta kardcteristik kinetika pertumbstrain Aspergillus
terreus pada proses produksi Iovastatin.
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap yaitu tahap pertama
pemeliharaan strain Aspergillus terreus; pertumbuhan AspergiIIus terrsus pada
media kultur vegetatif; serta perturnbuhan Aspergillus terreus pada media kultur
produksi untuk memperoleh 2 strain Aspergillus ferreus yang potensid
memproduksi lovastatin. Tahap kedw meliputi kajian pengaruh pH untuk
memperoleh pH awal yang terbaik pada media kultur praduksi serta perlakuan
jenis sumkr C, konsentrasi sumber C dm penambahan tepung kedelai (sumber N)
untuk memperoleh komposisi media yang terbaik &dam memproduksi lovastatin
oleh Aspergillus terreus. Tahap selanjutnya adalah pertumbuhan strain Aspergillus
Ierreur yang terbaik pada media yang terbaik untuk memperoleh karakteristik
kinetika, serta yield pertumbuhan strain Aspergillau terreus yang terbaik terhadap
substrat gula, dan yield pembentukan pmduk lovastatin terhadap substrat gula.
Hasil genelitian menunjukkan koIoni Aspergillus ferretrs dari 5 isolat lokal
yang hunbuh pada media kultur vegetatif sudah melebihi jumlah koloni
mikroorganisme minimal untuk d i j a d i k sebagai starter dalarn media kultur
produksi; 2 dari 5 isolat lokal Aspergillus terreus yaitu UGM 6039 dm UGM
6040 merupaitan mikroorganisme potensial ddam menghasiikan lovastatin.
Nilai pH 7,8 merupakan pH awal optimum media kultur produksi
penghasil lovastatin dari mikroorganisrne UGM 6039 dan UGM 6040.Aspergillus
terreus UGM 6039 menghasilkan lovast&in yang lebih tinggi (74,5 ppm)
dibandingkan dengan UGM 6040 (46,O ppm) pada media dengan pH a 4
optimum. Laktosa rnerupakan jenis sumber C pada media .produksi yang
menghasilkan produksi lovastatin tertinggi. Media produksi dengan konsentrasi
7,s % laktosa menghasilh lovastatin tertinggi. Penambahan tepung kedelai
sebanyak 4 % pada media produksi &pat menhgktkan produksi lovastatin dari
3 8,3 ppm menjadi 59,83 ppm.
Karakteristik kinetika pada Aspergillus terreus UGM 6039 memperoleh
laju spesifik pertumbuhan p = 0,079, laju spesifik penggunaaa substmt Q = -0,009
dan laju spesifik pembentukan p d u k qp 0,02 1. Yield pertumbuhan Aspergillw
terreys UGM 6039 terhadap substrat gula sebesar 46,4 % ,dan yield pembntukan
produk lovastatin terhadap substrat gula seksar'0,67 %.
IMAN BASRIMAN
Tesis
sebagai sdah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister S i n s pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
: Seieksi Isolat Lokd Aspergillus terreus serta Penentuan pH
Judul tesis
Nama mahasiswa
dan Media Terbaik pada Produksi Lovastatin
: Iman Basriman
NRP
: 96371
Program studi
: Teknologi Industri Perta@tn
Menyetujui :
I . Komisi Pembimbing
Dr.Ir . Tm T4j.a hawadi
Ketua
Dr.Ir. Koesnandar, MEng.
- - - - --- - - - - .. .
u
Anggota
Anggota
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
: 16 April 2001
MSc
-
Penulis dilahirkan pada tanggal 16Mei 1963 di Bandung. Penulis adalah
anak ke tiga dari lima bersaudara dari pasangan dr. Abas Martadiredja (Alm.)dan
Siti Aisyah.
Pada tahun 1975 penulis lulus dari Sekolah Dasar Mardi Yuana Serang.
Tahun 1979 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pertama Negeri 4 Bandung dan
lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 12 Bandung pada tahun 1982. Pada
tahun I 982, penulis diterima menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor dan
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian dalarn bidang Teknologi Pangan
dan Gizi pada tahun 1988.
Penulis rnemulai karier sebagai staf pengajar di Jurusan Telcnologi Pangan
Universitas Sahid dari tahun 1 989 sampai sekarang.
BismiUahirrohmaairrohiim,
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat
rahmatNya penidis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul "Seleksi bolat Lokal
Aspergillus leverrs serta Penentuan pH dm Media Terbaik pada Produksi
Lovastatin", sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master S i n s pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Program Pasamjam, lnstitut
Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini tdc lupa p a d i s mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besmya kepada semua pihak yang telah memberikan dorongan mod
maupun matehi!, sampai selesainya tesis ini. Ucapan ini secara khusus penulis
sampaikan kepada:
1,
Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, sebagai ketua komisi yang disela-sela kesibukannya
rnasih meluangkan waktu membimbing dan memberikan arahan hingga penulis
dapat menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. Ir. Ani Suryani, DEA., sebagai
anggota kornisi- yang telah banyak
membimbi dan memberikan a r b hingga penulis dapat menyelesaikan tesis
ini.
3.
Dr. Ir. Koesnandar, MEng., sebagai anggota komisi yang telah banyak
rnembimbifig dan memberikan arahan hingga penulis @at myeleseikan tesis
ini.
4.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Dephnas, yang telah mmberikan
biaya pendidikan d a m melmjutkan pendidikan di Program Pascasarjana,
lnstitut Pertanian Bogor.
5.
BapaWIbu dosen dan staf Program Stud Teknologi lndustri Pertanian,
Institut Pertanian Bogor.
6. Istriku tercinta Ir. Zutfia Artiza dan anak-anak (Fauzanah nma, PTuraMah, M.
Fikri, G h h Sdhh dan Syifa Elwidad) tercintol atas dukungan cinta kasih,
semangat,
materiil dan
segala pqertiamya
menyelesaikm studi di PPS IPB dan teais ini.
h q p penulis dapat
w
7.
Orang tuaku (Ibundaku, Ibu Mertusku serta Bapak Mertua) atas dorongan
moil, materiil dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikm studi di PPS
IPB.
8. Rekan-rekan sepejuangan di Program Studi Teknologi Industri Pertban atas
dorongan semangat dan masukan-masukan yang sangat berharga kepada
penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini tak luput dari kekurangan. Oieh karma
itu penulis berharap kntik clan saran ymg bermanfaat bagi semua pihak.
Bogor,
April 2001
lman Basriman
DAFTAR IS1
........................ .
.
................................
DAFTAR GAMBAR ..............................................................
DAFTAR
. LAMPIRAN...........................................................
halaman
DAFTAR TABEL
I.
X
xi
...
Xlll
PENDAHULUAN
A . Latar Belakang ............................................................
B . Tujuan Penelitian
...................................................
C. Ruang Lingkup Penelitian...............................................
LI. TINJAUAN PUSTAKA
A . Kolesterof ........................ .
.
.
..................................
B . Lovastatin ..................................................................
7
8
C . Mikroorganisme Penghasil hvastatin..................................
10
D. Media Fermentasi .........................................................
E. Kondisi Proses Fermentasi ..............................................
F . Kinetika Pertumbuhan Mikroorganisme .........................
14
20
G . Kinetika Penggunaan Substrat..........................................
26
H. Kinetika PembentukanProduk ..........................................
28
19
111. METODOLOG1
..................................
B . Bahan dm Alat ..................
.
.
.
......... .
.
.
.
...............
C. Metode Penclitian ......................................................
D. Pengujian Parameter ...................................................
A. Tempat dan Waktu PeneIitian
32
32
33
36
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemeliharaan Kul tur
............................................
B . Pertumbuhan Kultur Vegetatif............................................
41
C. Pertumbuhan KuItur Produksi ............................................
42
D. Perlakuan pada Proses Fermentasi.......................................
44
E. Karakteristik Pertumbuhan Mikroba Optimal ........................
52
viii
40
V . KESIMPULAN DAN SARAN
A . Kesimpulan
....................
B . Saran .....................
.........
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
.
.
.....................................
..........
. . .
....
.....................................................
.......... '...'...............'................................
55
56
57
59
Tabel 1 . Nilai irnpor bahan baku obat Indonesia 1993- 1997 ....................
2
Tabel 2 . Prakiraan komposisi lipoprotein plasma darah...........................
7
Tabel 3 . Komposisi substrat glukosa komersial .....................................
16
Tabel 4. Komposisi sirup glukosa komersial ........................................
16
Tabel 5 . Hasil pengamatan pengaruhj enis sumber karbon. konsentrasi surnber C
dan penambahan tepung kedelai terhadap produksi lovastatin ...........
48
Tabel 6. Produksi lovastatin oleh Aspergillus terreus dari berbagai hasil penelitian dan strain ............................:. ...................................
54
w
PENENTUAN pH DAN MEDIA TERBAIK PADA PRODUKSI
LOVASTATIN
oleb
IMAN BASRIMAN
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
IMAN BASRIMAN. Seleksi Isolat b k a l Aspergillus terretrs serta Penentuan pH
dan Media Terbaik pada Produksi Lovastatin. Dibimbing oleh+TUNTEDJA
IRAWADI, AN1 SURYANI dan KOESNANDAR
Ddam rangka menekan biaya produksi obat dalam negeri, penelitian
mengenai produksi lovastatin secara fermentasi dengan menggunakan isolat
Aspergillw ferreus lokd Indonesia sangat diperlukan dalam memproduksi obat
yang potensial untuk menghambat penyakit hiperlipoproteinemia Tujuan dari
penelitian ini adalah agar diperoleh strain Aspergillus terreus yang potensid dari
seleksi 5 isolat lokal, kondisi pH terbaik, komposisi sumkt C dan N dalam
media yang terbaik, serta kardcteristik kinetika pertumbstrain Aspergillus
terreus pada proses produksi Iovastatin.
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap yaitu tahap pertama
pemeliharaan strain Aspergillus terreus; pertumbuhan AspergiIIus terrsus pada
media kultur vegetatif; serta perturnbuhan Aspergillus terreus pada media kultur
produksi untuk memperoleh 2 strain Aspergillus ferreus yang potensid
memproduksi lovastatin. Tahap kedw meliputi kajian pengaruh pH untuk
memperoleh pH awal yang terbaik pada media kultur praduksi serta perlakuan
jenis sumkr C, konsentrasi sumber C dm penambahan tepung kedelai (sumber N)
untuk memperoleh komposisi media yang terbaik &dam memproduksi lovastatin
oleh Aspergillus terreus. Tahap selanjutnya adalah pertumbuhan strain Aspergillus
Ierreur yang terbaik pada media yang terbaik untuk memperoleh karakteristik
kinetika, serta yield pertumbuhan strain Aspergillau terreus yang terbaik terhadap
substrat gula, dan yield pembentukan pmduk lovastatin terhadap substrat gula.
Hasil genelitian menunjukkan koIoni Aspergillus ferretrs dari 5 isolat lokal
yang hunbuh pada media kultur vegetatif sudah melebihi jumlah koloni
mikroorganisme minimal untuk d i j a d i k sebagai starter dalarn media kultur
produksi; 2 dari 5 isolat lokal Aspergillus terreus yaitu UGM 6039 dm UGM
6040 merupaitan mikroorganisme potensial ddam menghasiikan lovastatin.
Nilai pH 7,8 merupakan pH awal optimum media kultur produksi
penghasil lovastatin dari mikroorganisrne UGM 6039 dan UGM 6040.Aspergillus
terreus UGM 6039 menghasilkan lovast&in yang lebih tinggi (74,5 ppm)
dibandingkan dengan UGM 6040 (46,O ppm) pada media dengan pH a 4
optimum. Laktosa rnerupakan jenis sumber C pada media .produksi yang
menghasilkan produksi lovastatin tertinggi. Media produksi dengan konsentrasi
7,s % laktosa menghasilh lovastatin tertinggi. Penambahan tepung kedelai
sebanyak 4 % pada media produksi &pat menhgktkan produksi lovastatin dari
3 8,3 ppm menjadi 59,83 ppm.
Karakteristik kinetika pada Aspergillus terreus UGM 6039 memperoleh
laju spesifik pertumbuhan p = 0,079, laju spesifik penggunaaa substmt Q = -0,009
dan laju spesifik pembentukan p d u k qp 0,02 1. Yield pertumbuhan Aspergillw
terreys UGM 6039 terhadap substrat gula sebesar 46,4 % ,dan yield pembntukan
produk lovastatin terhadap substrat gula seksar'0,67 %.
IMAN BASRIMAN
Tesis
sebagai sdah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister S i n s pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
: Seieksi Isolat Lokd Aspergillus terreus serta Penentuan pH
Judul tesis
Nama mahasiswa
dan Media Terbaik pada Produksi Lovastatin
: Iman Basriman
NRP
: 96371
Program studi
: Teknologi Industri Perta@tn
Menyetujui :
I . Komisi Pembimbing
Dr.Ir . Tm T4j.a hawadi
Ketua
Dr.Ir. Koesnandar, MEng.
- - - - --- - - - - .. .
u
Anggota
Anggota
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
: 16 April 2001
MSc
-
Penulis dilahirkan pada tanggal 16Mei 1963 di Bandung. Penulis adalah
anak ke tiga dari lima bersaudara dari pasangan dr. Abas Martadiredja (Alm.)dan
Siti Aisyah.
Pada tahun 1975 penulis lulus dari Sekolah Dasar Mardi Yuana Serang.
Tahun 1979 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pertama Negeri 4 Bandung dan
lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 12 Bandung pada tahun 1982. Pada
tahun I 982, penulis diterima menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor dan
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian dalarn bidang Teknologi Pangan
dan Gizi pada tahun 1988.
Penulis rnemulai karier sebagai staf pengajar di Jurusan Telcnologi Pangan
Universitas Sahid dari tahun 1 989 sampai sekarang.
BismiUahirrohmaairrohiim,
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat
rahmatNya penidis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul "Seleksi bolat Lokal
Aspergillus leverrs serta Penentuan pH dm Media Terbaik pada Produksi
Lovastatin", sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master S i n s pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Program Pasamjam, lnstitut
Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini tdc lupa p a d i s mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besmya kepada semua pihak yang telah memberikan dorongan mod
maupun matehi!, sampai selesainya tesis ini. Ucapan ini secara khusus penulis
sampaikan kepada:
1,
Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, sebagai ketua komisi yang disela-sela kesibukannya
rnasih meluangkan waktu membimbing dan memberikan arahan hingga penulis
dapat menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. Ir. Ani Suryani, DEA., sebagai
anggota kornisi- yang telah banyak
membimbi dan memberikan a r b hingga penulis dapat menyelesaikan tesis
ini.
3.
Dr. Ir. Koesnandar, MEng., sebagai anggota komisi yang telah banyak
rnembimbifig dan memberikan arahan hingga penulis @at myeleseikan tesis
ini.
4.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Dephnas, yang telah mmberikan
biaya pendidikan d a m melmjutkan pendidikan di Program Pascasarjana,
lnstitut Pertanian Bogor.
5.
BapaWIbu dosen dan staf Program Stud Teknologi lndustri Pertanian,
Institut Pertanian Bogor.
6. Istriku tercinta Ir. Zutfia Artiza dan anak-anak (Fauzanah nma, PTuraMah, M.
Fikri, G h h Sdhh dan Syifa Elwidad) tercintol atas dukungan cinta kasih,
semangat,
materiil dan
segala pqertiamya
menyelesaikm studi di PPS IPB dan teais ini.
h q p penulis dapat
w
7.
Orang tuaku (Ibundaku, Ibu Mertusku serta Bapak Mertua) atas dorongan
moil, materiil dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikm studi di PPS
IPB.
8. Rekan-rekan sepejuangan di Program Studi Teknologi Industri Pertban atas
dorongan semangat dan masukan-masukan yang sangat berharga kepada
penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini tak luput dari kekurangan. Oieh karma
itu penulis berharap kntik clan saran ymg bermanfaat bagi semua pihak.
Bogor,
April 2001
lman Basriman
DAFTAR IS1
........................ .
.
................................
DAFTAR GAMBAR ..............................................................
DAFTAR
. LAMPIRAN...........................................................
halaman
DAFTAR TABEL
I.
X
xi
...
Xlll
PENDAHULUAN
A . Latar Belakang ............................................................
B . Tujuan Penelitian
...................................................
C. Ruang Lingkup Penelitian...............................................
LI. TINJAUAN PUSTAKA
A . Kolesterof ........................ .
.
.
..................................
B . Lovastatin ..................................................................
7
8
C . Mikroorganisme Penghasil hvastatin..................................
10
D. Media Fermentasi .........................................................
E. Kondisi Proses Fermentasi ..............................................
F . Kinetika Pertumbuhan Mikroorganisme .........................
14
20
G . Kinetika Penggunaan Substrat..........................................
26
H. Kinetika PembentukanProduk ..........................................
28
19
111. METODOLOG1
..................................
B . Bahan dm Alat ..................
.
.
.
......... .
.
.
.
...............
C. Metode Penclitian ......................................................
D. Pengujian Parameter ...................................................
A. Tempat dan Waktu PeneIitian
32
32
33
36
IV . HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemeliharaan Kul tur
............................................
B . Pertumbuhan Kultur Vegetatif............................................
41
C. Pertumbuhan KuItur Produksi ............................................
42
D. Perlakuan pada Proses Fermentasi.......................................
44
E. Karakteristik Pertumbuhan Mikroba Optimal ........................
52
viii
40
V . KESIMPULAN DAN SARAN
A . Kesimpulan
....................
B . Saran .....................
.........
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
.
.
.....................................
..........
. . .
....
.....................................................
.......... '...'...............'................................
55
56
57
59
Tabel 1 . Nilai irnpor bahan baku obat Indonesia 1993- 1997 ....................
2
Tabel 2 . Prakiraan komposisi lipoprotein plasma darah...........................
7
Tabel 3 . Komposisi substrat glukosa komersial .....................................
16
Tabel 4. Komposisi sirup glukosa komersial ........................................
16
Tabel 5 . Hasil pengamatan pengaruhj enis sumber karbon. konsentrasi surnber C
dan penambahan tepung kedelai terhadap produksi lovastatin ...........
48
Tabel 6. Produksi lovastatin oleh Aspergillus terreus dari berbagai hasil penelitian dan strain ............................:. ...................................
54
w