"Orang-orang yang beriman dan berhijrah serta berjihad di jalan Allah dengan harta benda dan diri mereka adalah lebih t i n e derajatnya disisi Allah; dan itulah orang-orang yang mendapat kemenangan." (Qs 9 : 20)
"Katakan1ah:"jika bapak-bapak, anak-anak, saudara-saudara, isteri-isten b u m kerabatmu, harta kekayaan yang kamu usahakan, perniagaan yang kamu khawatiri kerugiannya, dan rumah-rumah tempat tinggal yang kamu sukai, adalah lebih kamu cintai daripada AUah dan Rasul-Nya dan (dari) berjihad dijalan-Nya, maka hggulah sampai Allah mendataigkan kcputusan-Nya. Dan AUah tidak memberi petunjuk kepada orang yang fasik" (Qs 9: 24)
Kupersernbahkan karya kecil ini mtuk : Ayahanda, Ibunda dan Aa Dadi
OPTIMASI MEDIA SUMBER KARBON DAN NITROGEN PADA PRODUKSI BAaAN AKTIF BIOINSEKTISIDA Bacillus tlturingiensis subsp kurstaki
AT1 CAFIYATI
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
AT1 CAHYATI. F 30.0770. Optimasi Media Sumber Karbon dan Nitrogen pada Produksi Bahan Aktif Bioinsektisida Bacillus thuringiensis subsp kursfaki. Dibawah bimbingan Ir. Mulyorini Rahayuningsih, MSi dan Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.
Bahan aktif bioinsektisida merupakan salah satu altematif sistem pengendalian hama secara hayati yang dapat mengendalikan populasi serangga hama tanpa memiliki efek destruktif (merusak).
Pengendalian hama dilakukan dengan
memanfaatkan mikroba patogen serangga (entomopatogenik).
Diantara mikroba
entomopatogenik yang paling banyak digunakan adalah Bacillzrs thuriizgiensis (B.t), karena B.t memiliki sifat selektif (hanya toksik terhadap hama sasaran),
aman
terhadap organisme bukan sasaran dan manusia, serta tidak menimbulkan residu yang dapat mencemari lingkungan (Couch dan Ross, 1980). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kombinasi optimal antara konsentrasi molase dengan tepung kedelai, ekstrak khamir dan amonium sulfat sebagai sumber nitrogen dalam medium fermentasi , untuk produksi bahan aktif bioinsektisida B.t subsp kurstaki. Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama.
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui kandungan glukosa
molase dan kadar nitrogen dari tepung kedelai, ekstrak khamir dan amonium sulfat. Sedangkan penelitian utama merupakan produksi bahan aktif bioinsektisida B.t subsp kurstaki dengan menggunakan molase sebagai sumber karbon dan tepung kedelai, ekstrak khamir serta amonium sulfat sebagai sumher nitrogen dalam medium fermentasi. Konentrasi molase yang digunakan adalah 1.0, 1.25 dan 1.50% (blv), sedangkan konsentrasi ketiga sumber nitrogen adalah sama, yaitu 1.5% (b.v). Sebelum dimasukkan ke media fermentasi, inokulum ditumbuhkan terlebih dahulu dalam medium propagasi. Propagasi dalam penelitian ini terdiri dari dua tahap. Pada tahap pertama, satu lup B.t diinokulasikan ke dalam media NB steril 50 ml , kemudian diinkubasi dalam inkubator goyang pada 200 rpm, suhu ruang (28-32°C)
selama 12 jam (labu pembibitan I). Pada tahap 11, inokulum dari tahap I ditumbuhkan dalam medium propagasi yang berisi medium fermentasi 50 ml (sebanyak 2%) dan disebut labu pembibitan 11, kemudian diinkubasi dengan kondisi yang sama seperti labu pembibitan I. Fermentasi dilakukan dalam labu erlenmeyer 250 ml yang berisi 62.5 ml medium fermentasi steril. Masing-masing labu diinokulasi dengan inokulum dari labu pembibitan I1 sebanyak 2% secara aseptis dan diinkubasi pada inkubator goyang 250 rpm, subu ruang selama 48 jam. Pengambilan contoh dilakukan 9 kali, yaitu pada waktu inkubasi 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30 dan 48 jam dengan melakukan pengukuran p y pertumbuban sel dan pengamatan spora serta pembentukan kristal protein. Pemanenan dilakukan pada waktu inkubasi 48 jam. Residu campuran spora kristal disuspensikan dalam 50 ml laktosa 6%, kemudian diliofilisasi denganfreeze dryer selama dua malam. Analisa akhir yang dilakukan adalah menentukan jumlah spora hidup yang terkandung dalam campuran spora kristai B.t subsp kurstaki yaqg dihasilkan. Kadar glukosa dari molase adalah 10.25 %dan kadar nitrogen dari tepung kedelai, ekstrak khamir dan amonium sulfat berturut-turut adalah 6.14%, 9.92% dan 10.6%. Selama fermentasi, pertumbuhan sel B.t terbaik terdapat pada kombinasi molase 1.25% dengan ekstrak khamir sebagai sumber N, yaitu 4.25 x lo7 seVml cairan kultur. pH cairan kultur pada semua kombinasi konsentrasi molase dan sumber N menunjukkan tejadi penurunan sampai waktu inkubasi tertentu ( 3-6 jam setelah fermentasi) dan setelah itu pH naik kembali. Sporulasi dan pembentukan kristal pada berbagai kombinasi konsentrasi molase dan sumber N, dimulai pada waktu inkubasi 9 - 12 jam setelah fermentasi dan telah terjadi iisis lebih dari 90% pada 48 jam setelah fermentasi. Sporulasi dan pembentukan kristal pada kombinasi sumber N ekstrak kbamir dan molase 1.25% lebib banyak dibandingkan kombinasi perlakuan lainnya. Kombinasi optimal untuk produksi bahan aktif bioinsektisida dalam penelitian ini terdapat pada sumber N ekstrak khamir dan molase 1.25%, yang menghasilkan
berat kering produk primer terbesar, yaitu 58.082gll (termasuk 26.48 gram laktosa) Tetapi secara ekonomi penggunaan kombinasi tersebut tidak efisien, karena harga ekstrak khamir yang begitu tinggi dibandingkan tepung kedelai dan smonium sulfat. Oleh karena itu, untuk efesiensi fermentasi sebaiknya digunakan sumber N tepung kedelai (TK) dan molase 1.25%, mengingat harga
TK lebih murah 117 kali
dibandingkan ekstrak khamir dan 25 kali terhadap amonium sulfat. Disamping itu berdasarkan hasil analisis ragam, tidak terdapat perbedaan yang nyata antara kohsentrasi molase, jenis sumber N dan interaksi antara keduanya. Jumlah spora hidup dalam campuran spora kristal dalam penelitian ini berkisar antara 3.3 x 10' VSCImg produk yang terdapat pada kombinasi tepung kedelai dan molase 1.5% sampai 8.9 x 10" VSCImg produk pada kombinasi ekstrak khamir dan molase 1.25%. Berdasarkan hasil analisis ragam tidak terdapat perbedaan yang nyata dari konsentrasi molase yang dicobakan dan interaksi antara konsentrasi sumber C dan jenis sumber N. Tetapi perlakuan sumber N memberikan pengamh yang sangat nyata terhadap ~ l a log i VSC. Dan berdasarkan uji jarak berganda Duncan, ekstrak khamir sebagai sumber N memiliki rata-rata nilai log VSC terbesar, yaitu 10.46 dan hasil ini berbeda nyata dengan perlakuan sumber N lainnya. Oleh karena itu tanpa mempertimbangkan faktor ekonomi, berdasarkan hasil penelitian ini sebaiknya ekstrak khamir digunakan sebagai sumber N. Tetapi, jika faktor ekonomi diperhitungkan maka sebaiknya sumber N yang paling baik digunakan adalah tepung kedelai dengan molase 1.25% untuk produksi bahan aktif bioinsektisida B.t subsp kurstaki Tingkat mortalitas larva pada berbagai konsentrasi molase dan jenis sumber nitrogen berkisar antara 0 - 40.05%. Kombinasi molase 1.5% dan sumber nitrogen amonium sulfat memberikan nilai mortalitas larva tertinggi, yaitu 40.05%, meskipun nilai viable spore count yang dihasilkan rendah, yaitu 1.55 x 10' VSCImg produk dibandingkan penggunaan sumber nitrogen ekstrak khamir dengan molase 1.25%, yaitu 2.88 x 10" VSCfmg produk. Hasil tersebut menunjukkan tidak adanya korelasi (hubungan) antara jumlah spora yang terkandung dalam -produk primer dengan tingkat mortalitas larva C. binofalisyang dihasilkan.
OPTllMASI MEDIA SUMBER KARBON DAN NITROGEN PADA PRODUKSI BAEL4N AKTE BIOLNSEKTISLDA Bacillrds thrtringiensis subsp kurstaki
Oleh
AT1 CAHYATI
F 30.0770
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN OPTIMASI MEDIA SUMBER KARBON DAN NITROGEN PADA PRODUKSI BAHAN AKTIF BIOINSEKTISLDA Bacillus tlturiitgierzsis subsp kurstaki
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
AT1 CAHYATI F 30.0770
Dilahirkan pada tanggal 5 Desember 1975 di Serang, Banten
Tanggal Lulus : 24 Januari 1998
Ir ~ u l ~ o / i Rahayuningsih. ni
~ ~ .
D r . lKhaswar r . Syamsu, MSG.
"Y"*-s-
Dosen Pembimbing 1
Dosen Pembimbing 11
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil'alamin, puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah berkenan melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar. Skr~psiini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada ~umsanTeknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini mempakan hasil penelitian selama lima bulan, terbitung mulai bulan Agustus 1997 sampai
bulan Desember 1997. Penelitian
dilakukan di Laboratorium Teknologi Kimia, Jurusan TIN-FATETA IPB. Penulis merasakan banyak manfaat yang dapat diambil dari kegiatan ini d m sangat bersyukur kepada Allah SWT karena pelaksanaan penelitian ini bejalan dengan lancar. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada yang terhormat : 1. Ayahanda, Ibunda, Aa Dadi dan semua keluarga yang telah memberikan dukungan
dan pengorbanan baik moriil maupun m a t e d kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. 2. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, MSi dan Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc. selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan dukungwarahan dan b i i i g a n , baik berupa moriil, materi maupun dorongan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 3 . Suhadi Hardjo, MSc. selaku dosen penguji yang telah memberikan arahaq saran dan bimbingan untuk perbaikan skripsi ini.
4.
Ir. Djoko Prijono, MAgr. dan Helma atas bantuan dan k e j a samanya selama penelitian sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan lancar.
5 . Ibu Rini, Ibu Kasyati, Mbak Ega, Ibu Sri, Pak Edi dan semua laboran di setiap
laboratorium Jurusan Teknologi Industri PertaNan atas bimbingan dan b a n t u a ~ y a selama penulis melakukan penelitian, sebingga penulis dapat menyelesaikan .
- penelitian ini.
6. Pak Mahdi, Pak Hafidz, Pak Kholid, Pak Fuad dan Pak Abdullah yang senantiasa
memberikan dukungan, dorongan dan motivasi kepada penulis. 7 Rekan-rekan selama penelitian : Heni, Desi, EN, Ari,
Al Israr, Mbak Icha, Mbak
Hesti, Mbak Dwi, Mas Alfi, Zulfikar, Diah dan rekan-rekan lainnya atas dukungan dan k e j a samanya 8.
Devi, Deli, Hesti, Kiki, Yani, Wahyu dan saudara-saudaraku lainnya yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis Semoga amal baik yang telah diberikan kepada penulis akan mendapat balasan
dari Allah SWT. Akhir kata penulis harapkan semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang memerlukannya
Bogor, Januari 1998
PenuIis
DAFTAR IS1
KATA PENGANTAR
iv
DAFTAR IS1
vi
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR L A M P W N
xi
.A
A. Latar Belakang .............................................. B. Tujuan ......................................................................................................5 DL. TJNJAUAN PUSTAKA
6
A. 8-ENDOTOKSIN SEBAGAI INSEKTISIDA MJKROBA ..................... ..6 1. Bacillus thuringiertsis ...................................................................
.6
2. Kristal Protein (Delta-Endotoksin) B.t ............................................
8
3 . Proses Toksisitas dan Infeksi B. f .......................... . . ...................... 1 1
..
a. Proses Toksisitas ....................................................................... b. Gejala Infeksi ..........................................................................
11 .12
B. PRODUKSI B. t SEBAGAI INSEKTISIDA MIKROBA ...................... 13 C. KONDISI FERMENTASI B.1 .............................................................. 19 D. PEMANENAN (RECOVERY) CAMPURAN SPORA-KRISTAL B.t ..................................
