PEMBUATAN BIBIT SERTA ANALISIS IKATAN MOLEKUL MISELIUM JAMUR TIRAM PUTIH DENGAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR)
NOFITRI
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pembuatan Bibit serta Analisis Ikatan Molekul Miselium Jamur Tiram Putih dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)adalah benar karya saya denganarahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Februari 2014 Nofitri NIM G74100068
ABSTRAK NOFITRI.Pembuatan Bibit serta Analisis Ikatan Molekul Miselium Jamur Tiram Putih dengan Fourier Transform InfraRed (FTIR)Dibimbing oleh IRZAMAN dan HERIYANTO SYAFUTRA. Pleurotus Ostreatus adalah salah satu jenis jamur tiram yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat.Jamur tiram putih ini mengandung gizi yang tinggi namunmemiliki tingkat kesterilisasian yang tinggi dalam pembuatan bibitnya.Pembuatan bibit melalui beberapa tahap, yaitu pembuatan biakan murni (F0), bibit sebar (F1) dan bibit tanam (F2). Pada penelitian ini dilakukan variasi dalam tahapan pembuatan media PDA (Potato Dextros Agar) untuk biakan murni yaitu variasi lama perebusan bahan selama 5 menit, 10 menit, dan 15 menit serta variasi tingkat sterilisasi media menggunakan pengukusan dengan variasi tingkatan 1, 2 dan 3, dimana masing-masing tingkat dikukus selama 1 jam dengan suhu 120 oC dengan tekanan 1.5 psi. Keberhasilan paling tinggi adalah pada variasi 10 menit dengan sterilisasi tingkat 3 yang ditandai dengan tumbuhnya miselium berbentuk benang-benang putih memenuhi tabung. Hasil dari analisis menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR) didapatkan konstantagaya. Bibit tanam (F2) memiliki konstanta gaya yang lebih besar dibandingkan F0 dan F1. Semakin besar konstanta gaya, maka ikatan molekulnya semakin kuat sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk merusak ikatan tersebut. Ikatan molekul yang kuat mengakibatkan miselium F2 lebih kuat dan cocok untuk budidaya. Kata kunci:Ikatan molekul, miselium, FTIR, konstanta gaya
ABSTRACT NOFITRI. Production Seed and Analysis Molecule Bond the Mycelim Oyster Mushroom with Fourier Transform InfraRed (FTIR) .Guided by IRZAMAN and HERIYANTO SYAFUTRA. Pleurotus Ostreatus is a kind of oyster mushrooms which consumed by the public . This oyster mushrooms contain high nutritional but has a high level in the sterilization when manufacture of seed. Making seeds through several stages , they are the manufacture of pure cultures , spread seeds , and planting seeds . In this study, variations in the manufacturing stages of PDA ( Potato DextrossAgar) for the variation of the old pure cultures of material boiling for 5 minutes , 10 minutes , and 15 minutes and level of sterilization media use variety of steaming tiers 1 , 2 and 3 , which each level of steamed for 1 hour with a temperature of 120 °C and the pressure of 1.5 psi . The highest success is when the variation 10 minutes and the streaming tiers 3 which the growth of mycelium in tube. Fourier Transform Infra Red (FTIR) analysis shows that the force constant of planting seeds (F2) are higher than F0 and F1. If force constant is higher so the molecule bond is stonger. It make mycelium of F2 is stronger too and it is better to be used for cultivation Keywords:Molecule bond, Mycelim , FTIR, force constant
PEMBUATAN BIBIT SERTA ANALISIS IKATAN MOLEKUL MISELIUM JAMUR TIRAM PUTIH DENGAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR)
NOFITRI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi :Pembuatan Bibit serta Analisis Ikatan Molekul Miselium Jamur Tiram Putih dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) Nama : Nofitri NIM : G74100068
Disetujui oleh
Dr.Ir.Irzaman, MSi Pembimbing I
Heriyanto Syafutra, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Akhiruddin Maddu, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan penelitian dengan judul “Pembuatan Bibit serta Analisis Ikatan Molekul Miselium Jamur Tiram Putih dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)” sebagai salah satu syaratkelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Dalam penulisan usulan penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Edi Ardi dan ibu Mariati yang telah memberi nasehat, motivasi, kasih sayang, semangat dan doa yang tidak pernah habis kepada penulis 2. Kakak (Andri Satria), adik (Roni Saputra dan Ari Putra) yang telah memberi semangat, kasih sayang, canda tawa dan cerita kepada penulis 3. Semua keluarga besar untuk dukungan dan motivasi yang tidak pernah putus 4. Bapak Dr Ir Irzaman, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberi bimbingan, kritik dan saran dalam penulisan skripsi 5. Bapak Heriyanto Syafutra, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberi banyak masukan, nasehat dan motivasi dalam penulisan skripsi 6. Bapak Dr Ir Irmansyah, M.Si selaku penguji atas sarannya 7. Kharis Mawan Suhaeli yang selalu mendampingi penulis dan memberikan ketenangan, semangat dan motivasi 8. Ibu Maya yang telah memberikan ilmunya tentang jamur tiram 9. Pak Asril serta masyarakat Desa Situ Ilir dan Situ Udik yang senantiasa membantu penelitian ini 10. Bapak Ki Agus Dahlan selaku pembimbing akademik yang memberi motivasi 11. Seluruh Dosen pengajar, Bapak Firman, Bapak Jun, Mas Ian dan semua staf Departemen Fisika IPB 12. Tutor dalam pelatihan jamur tiram Kak Ela dan Kak Khafit yang dengan senang hati selalu membantu penulis 13. Sahabat Lutfi, Bima, Rudi yang senantiasa memberikan semangat dan mendampingi penulis 14. Teman - teman fisika 47 Ryan, Tanty, Habib, Tia, Cucu, Arini, Helda, kamil, dll yang selalu bersama dalam suka dan duka 15. Kakak kelas 45 dan 46 kak Ainul, kak Chusnul, kak Ryan, kak Anu, kak Nurul, kak Vina, dll yang selalu memberi semangat dan membantu penulis 16. Adik - adik angkatan 48 dan 49 yang selalu memberikan kecerian kepada penulis 17. Teman-teman Primagama Quantum First Yasmin yang selau menyemangati penulis 18. Semua pihak yang telah membantu tidak bisa disebutkan satu per satu terimakasih atas dukungannya Selanjutnya, penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kemajuan penelitian ini. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua. Amin.
Bogor, Maret 2014 Nofitri
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Jamur Tiram Putih
2
Spektrum Elektromagnetik
2
Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR)
3
METODE
6
Bahan
6
Alat
6
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
10
Media PDA
10
Biakan Murni (F0)
11
Bibit Sebar (F1)
11
Bibit Tanam (F2)
12
Analisis frekuensi, konstanta anharmonik, konstanta pegas ikatan molekul pada spektrum FTIR 13 SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
18
DAFTAR TABEL 1 Tingkat keberhasilan media PDA 2 Tingkat keberhasilan isolasi ( kultur jaringan ) untuk biakan murni ( F0 ) 3 Tingkat keberhasilan bibit F1( bibit sebar ) 4 Tingkat keberhasilan bibit F2 ( bibit tanam ) 5 Ikatan molekul masing-masing bibit 6 Kontanta unharmonis dan kontanta gaya ikatan masing-masing molekul
10 11 12 12 15 15
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6
Spektrum elektromagnetik Stetching atau regangan Bending atau tetukan Model anharmonis sederhana Diagram alir penelitian Hasil karakterisasi FTIR
3 4 4 5 7 11
DAFTAR LAMPIRAN 1 Keadaan ketika molekul dinggap harmonis sederhana pada keadaan dua molekul terikat atau diatomik 2 Gambar hasil penelitian 3 Analisis nilai bilangan gelombang pada osilasi harmonik sederhana 4 Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, dan konstanta pegas pada anharmonik sederhana 5 Riwayat hidup
18 20 21 24 28
PENDAHULUAN Latar Belakang Dalam produksi jamur dunia, produksi jamur tiram menempati urutan ke dua setelah jamur kancing. Jamur tiram putih (Pleurotus Ostreatus) adalah salah satu jenis jamur kayu yang banyak di konsumsi oleh masyarakat dengan gizi yang baik, di dalamnya terkandung 9 asam amino esensial dengan kadar protein 1935%. Jadi jamur ini dapat dijadikan sumber protein nabati di samping kacangkacangan. Jenis vitamin di dalam jamur adalah vitamin B1, B2, niasin, biotin dan vitamin C. Selain itu di dalamnya terdapat mineral K, P, Ca, Na, Mg dan Cu. Jamur tiram putih sudah banyak dikenal oleh konsumen sehingga telah memiliki pasar yang baik. Dibandingkan dengan jamur yang dapat di makan (edible mushroom) lainnya, jamur tiram putih memiliki harga yang ebih terjangkau oleh konsumen1. Potensi yang bagus tersebut mendorong para petani unti membudidayakan jamur tiram putih tersebut. Dalam hal budidaya jamur tiram putih, banyak petani yang kesulitan dalam menghasilkan bibit jamur yang bagus yang bebas dari kontaminasi. Pembuatan bibit jamur tiram melalui kultur jaringan. Padapelaksanaan kultur jaringan sangat rentan terjadi kontaminasi sehingga diperlukan ruang yang steril yang bebas dari mikroba serta ketekunan sangat dibutuhkan dalam menghasilkan bibit jamur tiram putih yang bagus.Tingkat kesukaran dalam pembuatan bibit jamur menyebabkan petani lebih cenderung membeli bibit di pasar. Namun, bagi petani kecil, sangat sulit bagi mereka untuk membeli bibit karena harga bibit yang mahal2. Bibit jamur tiram yang baik dan produktivitasnya tinggi dihasilkan dari kultur jaringan yang murni, tidak terkontaminasi oleh bakteri atau mikroba pesaingnya. Media yang digunakan adalah Potato Dekstros Agar (PDA) dengan berbagai variasi perebusan kentang dalam pembuatan media ini. Diharapkan dapat menghasilkan media tanam bebas dari bakteri dan mikroba agar dapat dengan mudah menghasilkan bibit jamur. Variasi perebusan kentang dalam pembuatan PDA adalah 5 menit, 10 menit, dan 15 menit dengan tingkatan sterilisasi media 1, 2, dan 3 dalam suhu 120 oC. Sterilisasi dilakukan di dalam kukusan. Dengan sterilisasi ini diharapkan, kita dapat meminimalisir kandungan bakteri dan mikroba di dalam media tersebut serta menghindari kontaminasi pada saat kultur jaringan guna mengahasilkn bibit jamur tiram putih yang bisa kita budidayakan lebih lanjut. Karakterisasi dengan metode FTIR untuk melihat ikatan molekul pada miselium di setiap turunan mulai biakan murni, bibit sebar dan bibit tanam. Perumusan Masalah 1.Bagaimana pembuatan bibit jamur tiram putih yang baik? 2.Bagaimana ikatan molekul pada biakan murni, bibit sebar dan bibit tanam?
2 Tujuan Penelitian 1.Mempelajari pembuatan bibit jamur tiram putih 2.Menganalisis ikatan molekul pada miseliumjamur menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR)
tiram
putih
Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat mempermudah para petani untuk menghasilkan bibit jamur tiram putih dengan lama waktu perebusan pembuatan media dan tingkat sterilisasi media yang tepat serta memberikan informasi yang berguna tentang nilai vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta pegas pada molekul yang terkandung dalam miselium jamur tiram putih. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini mengkaji proses bibit jamur tiram pada pembiakan murni (F0), bibit sebar (F1), dan bibit tanam (F2) serta analisis ikatan molekul miselium dengan metode FTIR.
TINJAUAN PUSTAKA Jamur Tiram Putih Jamur tiram (Pleurotus Florida) adalah jamur kayu yang tumbuh berderet menyamping pada batang kayu lapuk.Jamur ini memiliki tubuh buah yang tumbuh mekar membentuk corong dangkal seperti kulit kerang (tiram).Tubuh buah jamur memiliki tudung (pileus) dan tangkai (stipe).Jamur tiram memiliki spora berwarna. Pemberian nama dari beberapa jenis jamur tiram ini berdasarkan dari warna tudung tubuh buah atau sporanya yang berbeda, untuk jenis jamur tiram yang satu dengan jenis lainnya3. Jamur tiram putih memiliki kandungan protein dan karbohidrat yang tinggi dengan kadar lemak yang rendah. Jamur tiram putih juga mengandung vitamin penting terutama vitamin B, C dan D. Vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), niasin dan provitamin B2 (ergosterol) dalam jamur tiram putih sangat tinggi. Mineral utama tertinggi adalah Zn, Mn, Mo, Co, dan Pb. Konsentrasi K, P, Na, Ca dan Me mencapai 56%-70% dari total abu dengan kadar K mencapai 45%.4. Spektrum Elektromagnetik Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang.Terdapat beberapa macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu.Setiap senyawa pada keadaan tertentu memiliki tiga macam gerak, yaitu gerak tanslasi, vibrasi dan rotasi.gerak tanslasi terjadi pada sinar x. gerak rotasi pada microve, dan vibrasi pada infra merah.Gambar 1 menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik.
3
Gambar 1 Spektrum gelombang elektromagnetik5
Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) FTIR merupakan salah satu teknik spektroskopi inframerah yang dapat mengidentifikasi kandungan gugus kompleks tetapi tidak dapat digunakan untuk menentukan unsur - unsur penyusunnya. Pada spektroskopi inframerah, spektrum inframerah terletak pada daerah dengan panjang gelombang mulai dari 0,75 sampai 1000 μm atau bilangan gelombang dari 1300 sampai 1 cm-1. Dilihat dari segi aplikasi dan instrumentasi, spektrum inframerah dibagi ke dalam tiga jenis radiasi yaitu inframerah dekat (bilangan gelombang 12800–4000 cm-1), inframerah pertengahan (bilangan gelombang 4000–200 cm-1), dan inframerah jauh (bilangan gelombang 200–10 cm-1). FTIR termasuk ke dalam kategori radiasi inframerah pertengahan (bilangan gelombang 4000–200 cm-1) 5. Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah memilik tiga macam gerak, yaitu gerak tanslasi, vibrasi dan rotasi.Jikamolekulbergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial atau sebaliknya.Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print.Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu vibrasi regangan (stretching) dan vibrasi bengkokan (bending). Dalam vibrasi regangan (Gambar 2), atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu Regangan Simetri (unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar) dan Regangan Asimetri (unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar) 6.
4
Gambar 2 Vibrasi regangan (Stretching vibration)6
Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan (Gambar 3). Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu Vibrasi Goyangan (Rocking unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar), Vibrasi Guntingan (Scissoring - unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar), Vibrasi Kibasan (Wagging - unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar), dan Vibrasi Pelintiran (Twisting - unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar)6.
Gambar 3Vibrasi bengkokan (Bending vibration)6
5 Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekuensi dan tetapan gaya dari pegas dan massa (m1 dan m2) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi 7. Sesuai persamaan hukum Hooke dalam persamaan (1):
=
(1)
keterangan : : frekuensi k : kontanta pegas µ : massa tereduksi
Lampiran 1 menunjukkan analisis lengkap persamaan (1)dari dua atom yang terikat. Energi osilator tidak harmonis sederhana memiliki konstanta anharmonis dengan model sesuai gambar 4.
Gambar 4 Model anharmonik sederhana10
6 Analisis frekuenasi, konstanta anharmonik dan konstanta pegas ikatan molekul dalam spektrum FTIR untuk model anharmonik sederhana dirumuskan sesuai persamaan (2), (3), (4), (5), (6):
cm-1 dengan
(2) (3)
) cm-1
-
(4)
-
) cm-1
(5)
-
) cm-1
(6)
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan laboratorium skala kecil di Babakan Lebak bulan Juli 2013 sampai dengan Januari 2014. Bahan Bahan utama yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah jamur tiram putih, kentang, agar, dekstros, clorang penicolt, biji jagung, dedak, tepung jagung, tepung gipsum, kapur pertanian (kaptan), dan serbuk gergaji. Alat Sedangkan peralatan yang digunakan adalah kotak sterilisasi, labu erlenmeyer, tabung reaksi, pinset, pembakaran bunsen, dandang, kompor gas, tabung reaksi, botol kaca, spatula inokulasi, spatula, masker, kapas, saringan, uji kadar air menggunakan Vulcan tm 3-130 NDI dan karakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrda Red ( FTIR ) tipe ABB MB 3000.
7 Prosedur Analisis Data Tahapan penelitian ini meliputi tahapan pembuatan bibit jamur tiram putih, dan karakterisasi ikatan molekul miselium dengan metode FTIR. Gambar 5 menunjukkan diagram alir penelitian. Mulai
Penyediaanbahan
Pembuatan PDA
Isolasi
Pembuatan bibit sebar Karakterisasi FTIR Pembuatan bibit tanam
Analisa data
Pengolahan data
Penulisan laporan
Selesai
Gambar 5 Diagram Alir Penelitian
8
Pembuatan bibit jamur tiram putih Pembuatan Potato DextroseAgar(PDA) (F0) a. Menyiapkan bahan yang akan digunakan untuk membuat PDA, yaitu kentang sebanyak 200 gram, dextrose 20 gram, agar bening 20 gram, cloromphenicol 1 kapsuldan aquades 1 liter. b. Kentang dikupas, dicuci bersih dan dipotong dadu tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil. c. Kentang direbus menggunakan 1 liter aquades dengan 3 variasi lama waktu perebusan yaitu selama 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Kentang dimasukkan langsung setelah aquades dituangkan. Sebelum aquadesnya mendidih. d. Setelah kentang direbus sesuai variasi waktu yang digunakan, air rebusan kentang tadi disaring kemudian ditambahkan aquades sedikit hingga kembali menjadi 1 liter. e. Masukkan agar, dekstroks, dan clorang fenicoltyang telah ditimbang sebelumnya. Campurkan dengan air rebusan kentang tadi sambil diaduk hingga mendidih. f. Setelah mendidih, tuang ke dalam tabung erlemenyer yang kemudian ditutup menggunakan alumunium foil. g. Erlenmeyer yang telah ditutup tadi sterilisasi di dalam kukusan selama 1 jam dengan 3 variasi tingkatan sterilisasi, yaitu tingkat 1, tingkat 2 dan tingkan 3. h. Setelah disterilisasi, tuang PDA ke dalam tabung reaksi. Namun sebelumnya, keadaan sekeliling harus steril, mulai dari tabung, alat yang digunakan, kotak sterilisasi, dll. Dalam menuangkan agar PDA ke dalam tabung reaksi harus dilakukan didekat api yang berasal dari bunsen yang menyala. Bunsen harus dinyalakan 15 menit sebelum digunakan. i. PDA yang telah dituang kedalam tabung langsung ditutup dengan alumunium foil dan didiamkan selama 1 hari di dalam kotak sterilisasi. j. Isolasi (kultur jaringan jamur tiram). k. Menyiapkan tubuh buah jamur yang sehat dan layak yang akan digunakan. l. Menyiapkan dan mensterilisasi alat-alat yang akan digunakan. Sterilisasi dengan cara penyemprotan alkohol di bagian tangan dan di sekitar kotak steririlisasi. m. Lampu bunsen dinyalakan selama 15 menit sebelum digunakan dan bakal induk jamur disiapkan secara aseptik. n. Tubuh buah jamur diambil menggunakan pinset dan ditanam di dalam tabung reaksi yang berisi media (PDA) yang telah didiamkan selama dua hari. o. Semua perlakuan dilakukan di dekat api yang berasal dari bunsen yang menyala. p. Tubuh buah yang ditanam di dalam PDA. q. Isolasi dianggap berhasil apabila disekitar eksplan tumbuh miselia jamur berwarna putih dan akan merata setelah satu minggu. r. Biakan murni siap digunakan untuk pembuatan bibit induk.
9 Pembuatan bibit sebar (F1) a. b. c. d. e. f.
g. h. i. j.
k.
Cuci bersih botol yang akan digunakan menggunakan pemutih. Menyediakan jagung 1 kg dan dextrose 200 gram Jagung yang akan digunakan dicuci bersih dengan air, pisahkan biji jagung yang terapung dan direndam semalam. Setelah disaring, siram jagung dengan air mendidih, diamkan 30 menit. Kemudian keringkan jagungnya. Setelah kering, jagung dicampur dengan dekstrose. Jagung yang telah dicampur dextrose dimasukkan ke dalam botol sekitar 2/3 botol. Kemudian sumbat botol dengan kapas dan tutup dengan alumunium foil. Bibit yang telah dimasukkan kedalam botol disterilisasi dalam pengukus selama satu jam dengan tekanan 1,5 psi (120 oC). Setelah 1 jam, bibit didinginkan kemudian didiamkan selama 24 jam. Inokulasi dengan subkultur jamur dengan cara aseptik. Media yang telah ditubuhi jamur (PDA) diambil menggunakan spatula yang telah disterilisasi, kemudian dipindahkan ke dalam botol yang telah berisi bibit jagung. Inokulasi dianggap berhasil apabila bibit jamur tumbuh dalam waktu 2-3 minggu.
Pembuatan bibit tanam (F2) a. b. c. d. e. f.
Sterilisasi peralatan yang akan digunakan, cuci bersih botol yang akan digunakan. Serbuk gergaji dicampur dengan kapur pertanian, tepung jagung, dedak dan air. Media yang telah dicampur dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan alumunium foil. Kemudian disterilisasi selama 1 jam pada tekanan 1,5 psi dan suhu 120 oC didalam pengukus. Bibit di diamkan selama 24 jam, di inokulasi dengan bibit induk sebar yang telah disiapkan sebelumnya. Inkubasi selama 10-14 hari pada suhu ruang dan siap digunakan untuk bibit tanam.
Karakterisasi Ikatan Molekul Miselium Menggunakan FTIR Miselium jamur yang dikarekterisasi berasal dari miselium hasil biakan murni (F0), bibit sebar (F1) dan bibit tanam (F2). Hasil terbaik dari kultur murni menggunakan media PDA adalah pada lama perebusan 10 menit dengan tingkat sterilisasi tingkat 3. Jadi yang dikarakterisasi miselium dengan variasi 10 menit tingkat 3 untuk biakan murni, bibit sebar dan bibit tanam, serta dianalisis perbedaan ikatan molekul dari ketiga miselium tersebut.
10
HASIL DAN PEMBAHASAN Media PDA Keberhasilan dalam budidaya jamur tiram putih sangat ditentukan oleh bibit yang digunakan.Dalam menghasilkan biakan murni yang bagus dibutuhkan media tanamnya yang bagus, bernutrisi dan terhindar dari kontaminasi. Media untuk tumbuh biakan murni adalah Potato Dextrose Agar (PDA)8. Pada penelitian ini dilakukan variasi dalam perebusan kentang untuk membuat PDA sebagai media tumbuh untuk biakan murni. Variasi waktu dalam perebusan kentang adalah 5 menit, 10 menit dan 15 menit.Kentang dimasukkan bersamaan ketika air belum mendidih.Dilakukan juga variasi tingkat sterilisasi media PDA.Sterilisasi tingkat 1, tingkat 2 dan tingkat 3.Sterilisasi tingkat 1, PDA dikukus dalam pengukusan selama 1 jam dan PDA siap digunakan.Sedangkan tingkat 2, stelah PDA dikukus tadi selama 1 jam, PDA didiamkan 24 jam terlebih dahulu di dalam kotak sterilisasi kemudian dikukus lagi selama 1 jam baru bisa digunakan.Sterilisasi tingkat 3, PDA yang dikukus untuk kedua kali tadi, didiamkan lagi 24 jam, kemudian dikukus lagi.Jadi dilakukan pengukusan 3 kali untuk masing-masing PDA. Dengan adanya variasi lama perebusan dan tingkat sterilisasi dalam pembuatan bibit jamur tiram, akan dibandingkan PDA yang tidak kontaminasi dan bisa menghasilkan miselium yang lebih banyak dan lebih bagus. Hasilnya bisa dilihat pada Tabel 1 yang menjelaskan bahwa PDA yang dihasilkan berhasil semua dikarenakan suhu pada saat perebusan dan sterilisasi optimum.Sehingga, PDA terhindar dari bakteri. Secara fisik ditandai dengan tidak adanya lapisan berwarna coklat susu yang melapisi PDA dan tidak adanya cairan.
Tabel 1 Keberhasilan media PDA Lama waktu perebusan kentang 5 Menit
10 Menit
15 Menit
Tingkat Sterilisasi Ulangan
Tingkat 1
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Keterangan : PDA yang berhasil
Tingkat 2 Tingkat 3
11 Biakan murni (F0) Kultur jaringan murni dari tubuh buah jamur tiram putih ditanam pada media PDA yang telah berhasil. Pengkulturan jaringan murni sama untuk semua PDA. Tabel 2 Keberhasilan isolasi ( kultur jaringan ) untuk biakan murni (F0) Lama waktu perebusan kentang 5 Menit
10 Menit
15 Menit
Tingkat Sterilisasi Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Tingkat 1
Tingkat 2 Tingkat 3 -
Keterangan : Isolasi yang berhasil Tabel 2 menunjukkan bahwa kultur jaringan jamur tiram tidak semuanya berhasil. Dilakukan tiga kali ulangan, dan lama perebusan 10 menit dengan sterilisasi tingkat 3 yang 100% berhasil dan menghasilkan miselium putih bagus memenuhi tabung reaksi. Hal ini dikarenakan pada saat sterilisasi suhu nya optimum, sehingga bisa membunuh bakteri. Setelah isolasi pun, tabung disimpan pada suhu yang optimum juga untuk pertumbuhan miselium yaitu sekitar 29 oC 8. Lampiran 2 menunjukkan foto biakan murni yang berhasil dan gagal Bibit Sebar (F1) Perebusan kentang dilakukan agar didapatkan air sari kentangnya, dan dari tiga variasi lama waktu perebusan, tingkat sterilisasi, 10 menit tingkat 3 yang paling bagus. Perebusan kentangnya selama 10 menit dan dikukus selam 1 jam dengan 3 kali tingkatan. Miselium yang telah tumbuh dikultur lagi ke media yang kedua, yaitu media jagung dicampur dextrose yang disebut dengan bibit sebar (F1). Miselium pada 1 tabung reaksi bisa menghasilkan bibit untuk 5 botol F1. Sisanya 4 tabung reaksi dikarakterisasi menggunakan FTIR untuk mengetahui gugus fungsi dan membandingkan kekuatan masing-masing bibit. F1 dikatakan berhasil jika sekitar 3 minggu atau 4 minggu, botol penuh ditumbuhi benang-benang halus atau miselium berwarna putih tanpa ada butiranbutiran hitam atau hijau.Pada penelitian ini, untuk 5 kali ulangan hanya 4 yang berhasil.Sedangkan 1 gagal ditumbuhi miselium berwarna hijau. Hal ini terjadi karena pertumbuhan jamur tiram putih kalah cepat dengan jamur lain.
12 Salah satu penyebabnya karena botol dibiarkan lama terbuka diluar sehingga bakteri lain bisa masuk dengan mudah. Tabel 3 menjelaskan keberhasilan F1. Tabel 3 Tingkat keberhasilan bibit F1 (bibit sebar ) Lama waktu perebusan kentang dan tingkat sterilisasi
1
Ulangan 2 3 4
5
10 menit / tingkat 3
-
Keterangan : F1 (bibit sebar) yang berhasil Sama halnya dengan keberhasilan biakan murni (F0), keberhasilan bibit sebar (F1) dikarenakan suhunya optimum untuk pertumbuhan miselium, yaitu sekitar 29 oC 8. Lampiran 2 menunjukkan foto bibit sebar yang berhasil dan gagal Bibit Tanam (F2) Setelah miselium pada media tanam F1 tumbuh sempurna, maka dilanjutkan ke media F2 berupa campuran dedak, serbuk gergaji dan air.Tabel 4 menjelaskan tingkat keberhasilan bibit F2. Tabel 4 Tingkat Keberhasilan bibit F2 ( bibit tanam ) Lama waktu perebusan kentang dan tingkat sterilisasi
Ulangan
Hasil
10 menit tingkat 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Keterangan : F2 (bibit sebar) yang berhasil
13 Satu botol bibit F1 bisa mengahasilkan 20 botol bibit F2. Bibit F2 ini yang akan dipakai untuk budidaya jamur tiram putih. Keberhasilan bibit F2 ditandai dengan tumbuhnya benang-benang halus putih sekitar 3 minggu. Pada penelitian ini, bibit F2 yang dihasilkan 100 % berhasil, tidak ada yang kontaminasi, karena media bibit tanam (F2) telah menyerupai media untuk budidaya. Lampiran 2 menunjukkan foto bibit tanam yang berhasil dan gagal Analisis frekuenasi, konstanta anharmanik dan konstanta pegas ikatan molekul dalam spektrum FTIR Miselium dari biakan murni (F0), bibit sebar (F1) dan bibit tanam (F2) terlebih dahulu harus dihilangkan kadar air menggunakan furnace. Miselium seberat 3 gram ditahan dengan suhu 60 oC selama 24 jam dengan kecepatan kenaikan suhunya 5 oC/menit. Setelah 24 jam, miselium yang telah kering tersebut digerus dan dilanjutkan preparasi sampel untuk karakterisasi FTIR 9. Miselium dari F0 , F1 dan F2 dikarakterisasi menggunakan FTIR (Fourier Transform Infra Red ). Gambar 6 menunjukkan spektrum dari FTIR.
(a)
(b)
14
(c)
(d) Gambar 6 Hasil karakterisasi FTIR (a) Biakan murni (F0) (b) Bibit sebar (F1) (c) Bibit Tanam (F2) (d) Gabungan F0, F1, F2 Berdasarkan hasil FTIR yang didapat, diketahui bahwa miselium dari F0, F1, dan F2 mengandung gugus fungsi yang sama tidak terlihat perbedaan. Hanya berbeda sedikit pada bilangan gelombangnya saja.Tampak dalam Tabel 5 diatas menunjukkan bahwa gugus fungsi C-O, O-H, C=O, dan C-H yang terletak pada selang bilangan gelombang yang sama untuk masing-masing bibit hasil eksperimen dan literatur .
15 Tabel 5 Nilai bilangan gelombang masing-masing bibit hasil eksperimen dan literatur.
F0 3402 2252 2924 1651 1412 902
Nilai bilangan gelombang cm-1 FTIR F1 F2 Literatur 7 3394 3371 200-3600 2291 2361 2932 2924 2850-2960 1651 1651 1650-1760 1412 1420 1080-1300 941 956
Ikatan O-H Stretching C-H Stretching C=O Stretching C-O Stretching
Berdasarkan data Tabel 5, dibatasi hanya pada ikatan C-O dan O-H saja, karena diasumsikan untuk menganalisis frekuensi vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengansumsikan proses stretching asimetri ikatan molekul harus memiliki minimum dua puncak, maka ikatan C-=O dan C-H tidak dianalisis karena hanya memiliki satu puncak saja. Hasil analisis frekuensi vibrasi regangan, konstanta anhamonik dan konstanta gaya ikatan molekul dari karakterisasi FTIR dengan mengansumsikan proses stretching asimetric sesuai persamaan (2) sampai dengan (6) seperti tampak dalam Tabel 6. Perhitungan lengkap analisis frekuensi vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengansumsikan proses stretching sesuai dalam Lampiran 3. Tabel 6 Analisis vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengansumsikan proses stretching asimetri Bilangan Gelombang cm-1 Molekul Perhitungan
C-O
O-H
F0
1294
F1
1412
F2
1448
F0
3354
F1
3479
F2
3712
Eksperimen 1412 902 1412 941 1420 956 3402 2252 3394 2291 3371 2361
Literatur (Thomas, 1988)
1080 - 1300
200 - 3600
Kontanta anharmonik (Xe)
Kontanta gaya ikatan Nm-1
0.151468
676.411
0.166549
804
0.16989
846.992
0.164281
624.609
0.170739
647.887
0.181877
691.278
Konstanta gaya ikatan literatur Nm-17
500
770
16 Konstanta gaya yang didapat secara perhitungan menunjukkan bahwa F2 memiliki konstanta gaya yang lebih besar dibandingkan F0 dan F1. Hal ini disebabklan karena F0 masih lunak dan merupakan biakan murni yang baru dikultur, berbeda dengan F1 dan F2 yang merupakan bibit turunan sehingga lebih kuat dan memiliki ikatan yang lebih besar.Sehingga, untuk budidaya jamur tiram putih lebih bagus menggunakan bibit F2 karena dengan asumsi semakin kuat gaya ikatannya, maka semakin bagus bibit yang digunakan. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pembuatan bibit jamur tiram putih lebih bagus ketika lama perebusan kentang untuk pembuatan media PDA selama 10 menit dan sterilisasi tingkat 3, ditandai dengan tumbuhnya miselium ke seluruh tabung.Berdasarkan analisis FTIR pada miselium diduga terjadi fenomena vibrasi regangan asimetris (stretching anharmanic vibration) mencakup nilai bilangan gelombang vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan molekul. Konstanta gaya ikatan molekul pada miselium yang didapat secara perhitungandari analisis hasil FTIR, menunjukkan bahwa bibit tanam (F2) memiliki konstanta gaya yang lebih besar dibandingkan F0 dan F1, sehingga bibit F2 lebih cocok ditanam untuk dibudidayakan. Semakin besar konstanta gaya, maka ikatan molekulnya semakin kuat sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk merusak ikatan tersebut. Ikatan molekul yang kuat mengakibatkan miselium F2 menjadi lebih kuat juga sehingga lebih cocok digunakan sebagai bibit untuk budidaya jamur tiram putih. Saran 1. Penelitian selanjutnya diharapkan bisa mengkarakterisasi serta menganalisis miselium yang terkontaminasi juga, agar bisa dibandingkan gugus fungsi pada miselium yang berhasil dan terkontaminasi. 2. Dilakukan analisis FTIR dengan asumsi molekul mengalami fenomena vibrasibengkokan(bending vibration) 3. Menganalisis jarak antar atom dalam ikatan molekul serta energi disosiasinya
17
DAFTAR PUSTAKA 1. Abdul Djamil Husin , Irzaman, Jajang Juansah, T. Umrih, K.P. Hendratno, E. Rahmadani, S. Effendy. Efisiensi Energi Bahan Bakar Sekam dan Kayu pada Proses Sterilisasi Media Tumbuh Jamur Tiram Putih.Jurnal Imu Pertanian Indonesi. Vol. 17 No.2 hal 1-7, 2012. 2. Suarni, S. Widowati. Struktur, Komposisi, Nutrisi Jagung .Bogor : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, 2005. 3. Sumiati E, D Djuriah. Perbaikan teknologi produksi jamur tiram dengan variasi waktu perendaman media tumbuh serbuk gergaji. Bandung: Balai Penelitian Tanaman Sayuran, 2005. 4. Edmond J.B, A.M Musser dan F.S Andrews. Fundamental of Horticulture Second Edition. MC Grow Hill Book Company Inc. New York. pp.560, 1975. 5. Sastrohamidjojo H . Spektroskopi Yogyakarta : Liberty, 2001 6. Jatmiko Endro Suseno , K. Sofjan Firdausi . “Rancang Bangun Spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared) untuk Penentuan Kualitas Susu Sapi”. 11:23-28,2008. 7. Thomas N, Sorrell. Interpreting Spectra of Organic Molecules. University of North Ccarolina at Chapel Hill : University Science Books Mill Valley California, 1988. 8. Ella Rahmadhani. Kajian efisiensi energi pada proses sterilisasi media tumbuh jamur tiram putih berbahan bakar kayu sengon [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor,2013 9. Desna, R. D. Puspita, H. Darmasetiawan, Irzaman, Siswadi. Kajian Proses Sterilisasi Media Jamur Tiram Putih Terhadap Mutu Bibit Yang Dihasilkan 13 (2) halaman C85 – C89 . Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universitas Diponeoro Semarang (2010) 10. Banwell, C.N. and E.M. McCash. 1994. Fundamental of Molecular Spectroscopy.McGraw-Hill Book Company. London.
18 Lampiran 1 Keadaan ketika dua molekul terikat atau diatomik
X1
X2
Misalkan x2> x1 T
1 1 m2 v2 2 m1v12 2 2 1 2 v k x2 x1 2 L=T–V 1 1 m1v12 = m2 v2 2 2 2
(m1v1) = -k(x2-x1) (-1) m1a1 = k(x2-x1) m1a1 = kx2-kx1 m1a1 + kx1 – kx2= 0
(m2v2) = -k(x2-x1) (1) m2a2 = -kx2 + kx1 m2a2 + kx2– kx1= 0 x1 = Asin t v1 = Awcos(wt) a1 = -Aw2sin(wt) a1 = -w2x1 a2 = -w2x2 m1a1 + kx1 – kx2= 0 m2a2 + kx2– kx1= 0 -m1w2x1 + kx1 – kx2 = 0 -m2w2x2 + kx2 – kx1 = 0 (-m1w2 + k)x1 - kx2 = 0 -kx1 + (-m2w2 + k)x2 = 0
1 k x2 2
x1
2
19 Lanjutan Lampiran 1Keadaan ketika dua molekul terikat atau diatomik
m1w2
k
k 2
k
m2 w
k
x1
0
x2
0
(-m1w2 + k) (-m2w2 + k) – k2 = 0 m1m2w4 - km1w2 – km2w2+ k2 - k2 = 0 m1m2w4 – k(m1 + m2)w2 = 0 w2 (m1m2w2 - k(m1 + m2)) = 0 w2 = 0 dan
m1m2w2 - k(m1 + m2) = 0 m1m2w2 = k(m1 + m2) w2 =
w2 = misalkanµ = sehingga :w2=
w=
2πf =
=
keterangan : : frekuensi k : kontanta gaya ikatan µ : massa tereduksi
(1)
20 Lampiran 2 Gambar hasil pembuatan bibit jamur tiram putih
(a) Biakan murni F0 berhasil
(a) Bibit sebar (F1) berhasil
(b) Biakan murni (F0) kontaminasi
(b) Bibit sebar (F1) kontaminasi
Bibit tanam (F2) berhasil
21 Lampiran 3 Analisis nilai bilangan gelombang pada osilasi harmonik sederhana Massa tereduksi 1. C=O µ =
=
= = 11.381 x 10-24 gram 2. O-H µ =
=
= = 1.574 x 10-24 gram 3. C-H µ =
=
= = 1.541 x 10-24 gram 4. C-O µ =
=
= = 11.381 x 10-24 gram
Nilai bilangan gelombang 1. C=O f
= = = s-1 = 0.5189 x 1014s-1
22 Lanjutan Lampiran 3 Analisis nilai bilangan gelombang pada osilasi harmonik sederhana = = = 5.781 x 10-4 cm = = = 1729 cm-1
2. O-H f
= = s-1 = = 1.113 x 1014s-1 = = = 2.695 x 10-4 cm = = = 3710 cm-1
3. C-H f
= = = s-1 = 0.916 x 1014s-1
23 Lanjutan Lampiran 3 Analisis nilai bilangan gelombang pada osilasi harmonik sederhana = = = 3.277 x 10-4 cm = = = 3052 cm-1
4. C-O f
= = s-1 = = 0.334 x 1014s-1 = = = 8.993 x 10-4 cm = = = 1112 cm-1
24 Lampiran 4 Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana
cm-1 dengan
(2) (3)
) cm-1 ) cm-1
(5)
) cm-1
(6)
1. C-O F0 = =
) )
902 = 1412 =
) )
= 2(902)(
)
= 0.151468 cm-1 k
(4)
= 4π2 2c2µ = 4π2(1294cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram) = 676411 dyne/cm = 676.411 Nm-1
25 Lanjutan Lampiran 4 Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana F1 = =
) )
941 1412
= =
) )
= 2(941)(
)
= 0.166549 =
cm-1
=
= 4π2 2c2µ = 4π2(1412cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram) = 804002 dyne/cm = 804 Nm-1
k
F2 = =
) )
956 1420
= =
) )
= 2(956)(
)
= 0.16989 = k
=
cm-1
= 4π2 2c2µ = 4π2(1448cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram) = 846992 dyne/cm = 846.992 Nm-1
26 Lanjutan Lampiran 4Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana 2. O-H F0 = =
) )
2252 = 3402 =
) )
= 2(2252)(
)
= 0.164281 =
cm-1
=
= 4π2 2c2µ = 4π2(3354cm-1)2(3x1010 cm/s )2(1.574x10-24 gram) = 624609 dyne/cm = 624.609Nm-1
k
F1 = =
) )
2291 = 3394 =
) )
= 2(2291)(
)
= 0.170739 = k
=
cm-1
= 4π2 2c2µ = 4π2(3479cm-1)2(3x1010 cm/s )2(1.574x10-24 gram) 647887 dyne/cm = 647.887 Nm-1
27 Lanjutan Lampiran 4 Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana F2 = =
) )
2361 3371
= =
) )
= 2(2361)(
)
= 0.181872 = k
=
cm-1
= 4π2 2c2µ = 4π2(3712cm-1)2(3x1010 cm/s )2(1.574x10-24 gram) = 691278 dyne/cm = 691.278 Nm-1
28
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Bukittinggi pada tanggal 22 Maret 1993 dari pasangan Bapak Edi Ardi dan Ibu Mariati. Penulis merupakan anak kedua dari 4 orag bersaudara. Penulis mengikuti pendidikan TK selama 1 Tahun di TK Telatan Pertiwi. Pada tahun 1999-2005 penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Dasar di SDN 14 ATTS, dilanjutkan di SMPN 1 Bukittinggi selama 2 tahun pada program Akselerasi hingga lulus tahun 2007 dan lanjut di SMAN 4 Bukittinggi serta lulus pada tahun 2010. Setelah menyelesaikan pendidikan di SMA pada tahun 2010 penulis melanjutkan pendidikan di IPB lewat jalur USMI (undanagan seleksi masuk IPB) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika. Selama menjalani pendidikan penulis aktif di berbagai organisasi mahasiswa dan kepanitian, di antaranya sebagai BEM TPB 47, Sekretararis Umum HIMAFI tahun 2012, Bendahara Umum HIMAFI 2013, panitia Physics Goes to School Bina Desa, panitia Kompetisi Fisika, panitia MPD (Masa Perkenalan Departemen), Open House angkatan 48, panitia Physics Expo, dan panitia Temu Alumni. Penulis juga aktif sebagai asisten seperti Asisten Praktikum Fisika Dasar, Asisten Praktikum Termodinamika, dan Asisten Praktikum Eksperimen Fisika serta aktif mengikuti seminar-seminar di tingkat FMIPA, IPB dan NASIONAL Penulis juga aktif mengajar di beberapa bimbingan belajar.
