PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP PERTUMBUHAN Saccharomyces cerevisiae PADA PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL DENGAN MEDIA LIMBAH CAIR TAHU
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana Sains
Disusun oleh TEGUH WIBOWO M0409059
PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET 2016
ii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/ atau dicabut.
Surakarta, Juli 2016
Teguh Wibowo M0409059
iii
PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP PERTUMBUHAN Saccharomyces cerevisiae PADA PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL DENGAN MEDIA LIMBAH CAIR TAHU
Teguh Wibowo M0409059
ABSTRAK Limbah cair tahu berpotensi menimbulkan pencemaran apabila tidak ditangani dengan tepat. Limbah cair tahu ini masih mengandung senyawa organik sebagai sumber C dan N sehingga dapat dimanfaatkan sebagai substrat pertumbuhan mikroba dalam menghasilkan protein sel tunggal (PST). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan variasi konseentrasi sukrosa terhadap pertumbuhan S. cerevisiae dalam media limbah cair tahu serta mengetahui konsentrasi sukrosa optimum untuk menghasilkan produksi biomassa dan protein S. cerevisiae paling tinggi. Pertumbuhan diamati dengan cara perhitungan jumlah sel menggunakan hemasitometer pada jam ke-24, 48, 72 dan 96. Pengukuran biomassa sel diukur berdasarkan berat kering sel dengan cara ditimbang. Pengukuran kadar protein S. cerevisiae diukur dengan metode Bradford menggunakan spektrofotometer pada λ590 nm. Analisis data berupa pertumbuhan sel S. cerevisiae, biomassa, kadar dan produksi protein menggunakan Analysis of Variance (ANAVA), dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf signifikan 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian sukrosa pada limbah cair tahu berpengaruh terhadap jumlah sel S. cerevisiae, biomassa sel, kadar dan produksi protein sel. Semakin tinggi konsentrasi sukrosa sampai konsentrasi 3,5% jumlah sel, produksi biomassa maupun produksi protein sel meningkat. S. cerevisiae tumbuh optimum pada konsentrasi 3,5% dengan inkubasi selama 72 jam. Persentase protein yang dihasilkan adalah 15,25% dari berat kering biomassa. Produksi biomassa dan protein pada kondisi optimum menghasilkan produksi biomassa sel sebesar 0,7946 gr/100ml dan produksi protein sebesar 12,1187gr/L. Kata kunci: limbah cair tahu, sukrosa, Saccharomyces cerevisiae, protein sel tunggal
iv
EFFECT OF SUCROSE CONCENTRATION ON GROWTH OF Saccharomyces cerevisiae IN PRUDUCTION SINGLE CELL PROTEIN WITH WASTE TOFU MEDIA
Teguh Wibowo M0409059
ABSTRACT Liquid waste tofu potentially couse pollution if not handled properly. Liquid wastes tofu it still contains organic compounds as a source of C and N, so that can be utilized as a microbial growth substrate to produce single cell protein (SCP). The aim of this research were to determine the growth of S. cerevisiae in medium liquid tofu waste with the addition of various concentrations of sucrose and to know the optimum concentration of sucrose to produce highest SCP of S. cerevisiae. Cell growth was observed by the method of calculated of number of cell using hemocytometer at 24, 48,72 and 96th hour. Cell of biomass was measured by dry weight of the cell. Calculation protein level of S. cerevisiae was measured by Bradford method using a spectrophotometer at λ 590 nm. The research data include S. cerevisiae number of cell, dry biomassa and protein levels of S. cerevisiae were analyzed using Analysis of Variance (ANOVA), test was continued by Duncan Multiple Range Test (DMRT) at 5% significant level. The results showed that the effect of various concentrations sucrose was significant on on the number of S. cerevisiae cells, biomass, production of cells and levels of cell proteins. The higher the concentration of sucrose to a concentration of 3.5% the number of cells, biomass production and increased cell protein production. S. cerevisiae grows optimum at concentration of sucrose 3.5% and incubation for 72 hours. Percentage protein was 15,25% of dry weight of biomass. Biomass production and protein in optimum condition result in production of cell biomass 0,7946 gr/100ml and protein production 12,1187 gr/L.
Keywords: liquid tofu waste, sucrose, Saccharomyces cerevisiae, single cell protein
v
MOTTO
“Bismillahirrahmanirrahim” “Saat aku lelah menulis dan membaca, di atas buku-buku kuletakkan kepala. Dan saat pipiku menyentuh sampulnya, hatiku tersengat. Kewajibanku masih berjebah, bagaimana mungkin aku beristirahat” — Imam an-Nawawi
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan untuk:
Bapak dan Mamak tercinta atas ilmu, kepercayaan penuh, semangat, doa dan harapan yang selalu menjadi percikan api semangat
Kedua mbak saya atas nasehat, kepercayaan dan dukungannya selama ini
Sahabat Bioromantika Biologi 2009
Rekan-rekan KS Kepak Sayap
Mereka yang tak dapat disebutkan namun keberadaannya senantiasa dalam benak dan ingatan
Almamater tercinta.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Ta’ala yang telah memberi limpahan rahmat dan hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “Pengaruh Konsentrasi Sukrosa Terhadap Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae Pada Produksi Protein Sel Tunggal Dengan Media Limbah Cair Tahu”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi, penulis telah memperoleh saran, bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak yang bermanfaat secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak, Ibu, dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan, semangat, kasih sayang, dan do’anya untuk kelancaran studi penulis. 2. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons)., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 3. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si., selaku Kepala Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi dan telah memberikan do’a terbaik bagi penulis. Serta selaku dosen pembimbing 1 dan
viii
penguji sekaligus memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 4. Ibu Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech., selaku dosen pembimbing II dan penguji yang telah memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 5. Dr. Ari Susilowati, M.Si., selaku dosen penelaah II dan penguji yang telah memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 6. Dr. Shanti Listyawati, M.Si., selaku dosen penelaah II dan penguji yang telah memberikan saran dan masukan selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 7. Bapak Suratman, M.Si., selaku pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan motivasi kepada penulis selama masa studi. 8. Dosen-dosen di Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah mendidik dan memberikan dorongan baik moral maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 9. Staf administrasi Program Studi Biologi serta laboran yang telah membantu kelancaran penelitian ini. 10. Bapak, Ibu, dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan, semangat, kasih sayang, dan doanya untuk kelancaran studi penulis. 11. Teman-teman Bioromantika 2009, Prodi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta atas doa dan
ix
dukungan selama masa perkuliahan, Asfarina aulia, Zul Qisti Anky, Wahyu Kriswiranto, Ensina Sawor, teman seperjuangan yang membersamai, membantu dan selalu memberikan semangat kepada penulis. 12. Seluruh rekan-rekan KS Kepak Sayap dan KS Biodiversitas atas kebersamaan dan semangat yang senantiasa diberikan kepada penulis selama ini, serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya. Penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang terkait.
Surakarta, Juli 2016
Penyusun
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................... iii ABSTRAK ......................................................................................................... iv ABSTRACT ....................................................................................................... v HALAMAN MOTTO ........................................................................................ vi HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................ vii KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv DAFTAR TABEL .............................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1 A. Latar Belakang ....................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .................................................................................. 3 C. Tujuan ..................................................................................................... 3 D. Manfaat ................................................................................................... 4 BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5 A. Tinjauan Pustaka ..................................................................................... 5 1. Protein Sel Tunggal .......................................................................... 5 2. Limbah Cair Tahu ............................................................................ 8
xi
3. Saccharomyces cerevisiae ................................................................ 10 4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme ............................................................................... 14 5. Pertumbuhan Mikroorganisme ......................................................... 15 6. Fermentasi ........................................................................................ 19 7. Sukrosa ............................................................................................. 20 B. Kerangka Pemikiran ............................................................................... 23 C. Hipotesis ................................................................................................. 24 BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................... 25 A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 25 B. Bahan dan Alat ....................................................................................... 25 1. Alat ................................................................................................... 25 2. Bahan ................................................................................................ 25 C. Rancangan Percobaan ............................................................................ 26 D. Cara Kerja .............................................................................................. 26 1. Pembuatan medium limbah cair tahu dengan variasi konsentrasi sukrosa ............................................................................................. 26 2. Pembuatan kultur Saccharomyces cerevisiae dari ragi roti ............. 27 3. Penumbuhan Saccharomyces cerevisiae pada medium limbah cair tahu dengan variasi sukrosa ...................................................... 27 4. Pengukuran pH medium ................................................................... 27 5. Perhitungan pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiae ................ 28 6. Produksi Biomassa Saccharomyces cerevisiae ................................ 28
xii
7. Kurva standar larutan protein ........................................................... 29 8. Analisa kadar protein dengan metode Bradford ............................... 29 9. Produksi Protein S. cerevisiae .......................................................... 30 E. Analisa Data ........................................................................................... 30 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 31 1. Pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiae ........................................... 31 2. Produksi biomassa Saccharomyces cerevisiae ....................................... 38 3. Kadar protein dan Produksi Protein Sel Saccharomyces cerevisiae ....... 40 BAB V. PENUTUP ............................................................................................ 45 A. Kesimpulan ............................................................................................ 45 B. Saran ....................................................................................................... 45 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46 Lampiran ............................................................................................................ 56
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Saccharomyces cerevisiae dilihat dengan mikroskop elektron ........ 12 Gambar 2. Kurva pertumbuhan mikroorganisme ............................................... 17 Gambar 3. Struktur ikatan kimia sukrosa ........................................................... 21 Gambar 4. Metabolisme glukosa oleh S. cerevisiae .......................................... 22 Gambar 5. Kerangka pemikiran ......................................................................... 24 Gambar 6. Kurva pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiaepada media limbah cair tahu dengan pnambahan variasi sukrosa ....................... 31
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kandungan dalam limbah cair tahu ..................................................... 10 Tabel 2. Komposisi sel khamir S. Cerevisiae .................................................... 13 Tabel 3. Jumlah sel S. cerevisiae (x 107 sel/ ml) pada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa ..................................................... 35 Tabel 4. Tingkat keasaman media tumbuh Saccharomyces cerevisiae selama fermentasi pada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa ................................................................................................. 36 Tabel 5. Produksi biomassa Saccharomyces cerevisiaepada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa ............................................ 38 Tabel 6. Kadar protein sel Saccharomyces cerevisia epada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa yang difermentasi selama 24-96 jam ............................................................................................. 40 Tabel 7. Produksi protein sel Saccharomyces cerevisiae pada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa yang difermentasi selama 24-96 jam .................................................................................. 42
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan Stok Reagen Brradford dan Kurva Standar BSA......... 56 Lampiran 2. Perhitungan kadar protein dan produksi protein ............................ 57 Lampiran 2. Hasil Uji Anova .............................................................................. 60
xvi
