PRODUKSI β -GLUKAN DARI Saccharomyces cerevisiae DENGAN VARIASI SUMBER NITROGEN
WITA NURFAJARWATI
PROGRAM STUDI BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
ABSTRAK WITA NURFAJARWATI. Produksi β-Glukan dari Saccaromyces cerevisiae dengan Variasi Sumber Nitrogen. Dibimbing oleh I MADE ARTIKA, SUKMA NUSWANTARA, dan AHMAD THONTOWI. β-glukan merupakan polisakarida yang banyak terkandung dalam dinding sel khamir S. cerevisiae. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sumber nitrogen alternatif untuk produksi β-glukan. S. cerevisiae diinokulasikan kedalam media fermentasi yang mengandung sumber nitrogen yang berbeda. Sumber nitrogen yang digunakan yaitu pepton 2%, asam glutamat 0,5%, urea 0,2%, dan diamonium hidrogen fosfat (DAHP) 0,02%. Fermentasi dilakukan pada fermentor air-lift skala 2 liter selama 84 jam dengan kondisi suhu 30°°C, pH 7, dan aerasi 1,5 vvm. Selama fermentasi dilakukan analisis pertumbuhan, ekstraksi β-glukan, analisis kadar glukosa dan kadar protein hidrolisat kultur. Produsi β-glukan seiring dengan laju pertumbuhan yang diikuti dengan penurunan kadar glukosa dan kadar protein hidrolisat kultur. Kadar β-glukan paling tinggi diperoleh pada kultur dengan sumber nitrogen pepton dan terendah pada kultur dengan sumber nitrogen asam glutamat. Hasil ekstraksi β-glukan pada akhir fermentasi yaitu sebesar 933,33 mg/L dan 633,33 mg/L berturut-turut untuk kultur dengan sumber nitrogen pepton dan asam glutamat. Kultur dengan sumber nitrogen urea dan DAHP memberikan hasil akhir yang sama yaitu sebesar 733,33 mg/L. Kadar β-glukan pada media dengan sumber nitrogen urea lebih tinggi dibanding media dengan sumber nitrogen asam glutamat dan DAHP. Dengan demikian, urea dapat dijadikan sumber nitrogen alternatif untuk produksi βglukan. Selain mudah diperoleh, urea juga lebih murah dari asam glutamat dan DAHP.
ABSTRACT WITA NURFAJARWATI. Production of β-Glucan from Saccharomyces cerevisiae with Nitrogen Sources Varia tion. Under the direction of I MADE ARTIKA, SUKMA NUSWANTARA, and AHMAD THONTOWI. β-Glucan is one of the most abundant polysaccharides in yeast Saccharomyces cerevisiae cell wall.The aim of this research is to explore an alternative nitrogen sources for β-Glucan production. S. cerevisiae were grown in fermentation medium with different nitrogen sources. Peptone 2%, glutamic acid 0,5%, urea 0,2%, and diammonium hydrogen phosphate (DAHP) 0,02% were used for nitrogen source in the medium. A 2 litre air-lift fermenter was used in the fermentation process for 84 hours (T = 300C, pH 7, and 1,5 vvm for the aeration). During the fermentation, optical density, extraction of β-glucan, glucose and protein in hydrolisate cultured were determined. β-glucan production level is similar with the growth rate of yeast and followed by decreasing glucose and protein content in hydrolisate cultured. The highest and lowest β-glucan content were obtained from peptone (933,33 mg/L) and glutamic acid (633,33 mg/L) as a nitrogen source in cells cultured after fermentation completed respectively. Yeast cells cultured with urea and DAHP as a nitrogen source give the same content of β-glucan about 733,33 mg/L β-glucan concentration produced in medium with urea was a higher than that produced using glutamic acid and DAHP as a nitrogen source. The result indicated that urea can be used as an alternative nitrogen source for the production of β-glucan. Urea is easily available and cheaper than glutamic acid and DAHP.
PRODUKSI β -GLUKAN DARI Saccharomyces cerevisiae DENGAN VARIASI SUMBER NITROGEN
WITA NURFAJARWATI
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Biokimia
PROGRAM STUDI BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
Judul Skripsi Nama NIM
: Produksi β -Glukan dari Saccharomyces cerevisiae dengan Variasi Sumber Nitrogen. : Wita Nurfajarwati : G 44101032
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. I Made Artika, M.App.Sc. Ketua
Dr. Sukma Nuswantara, M.Phil. Anggota
Ahmad Thontowi, S.Si. Anggota
Diketahui Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S. NIP 131 473 999
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 13 Oktober 1984 dari pasangan Tarmawan Atmadiputra dan Dwi Mulyati sebagai anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis lulus dari SMUN 1 Indihiang Tasikmalaya pada tahun 2001. Pada tahun yang sama penulis diterima pada program studi Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Fisik tahun ajaran 2004/2005 dan asisten praktikum Kimia TPB tahun ajaran 2005/2006. Penulis juga pernah mengikuti Praktik Kerja Lapang (PKL) di Laboratorium Biopolimer, Puslit Bioteknologi LIPI selama periode Juni sampai September 2004, dan menulis laporan ilmiah berjudul Penentuan Konsentrasi Letal Trimethoprim untuk Media Seleksi Agrobacterium Penghasil Beta Glukan.
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia serta keluasan ilmu-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Biopolimer dan Laboratorium Fermentasi Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI, dari bulan Februari sampai September 2005. Penelitian ini berjudul Produksi â-Glukan dari Saccharomyces cerevisiae dengan Variasi Sumber Nitrogen. Penulis mengucapkan terima kasih dengan segenap hati yang tulus kepada Dr. I Made Artika, M.App.Sc., Dr. Sukma Nuswantara, M.Phil., Ahmad Thontowi, S.Si dan Dra. Kusmiati, MSi yang telah memberikan bantuan, bimbingan, dan saran selama penelitian hingga penulisan karya ilmiah ini. Tak lupa penulis ucapkan terima kasih yang sangat dalam kepada Ayah, Ibu, Ago, Ayu, dan Mas Rafi serta seluruh keluarga besar atas do’a, cinta, dan dukungannya. Terima kasih juga untuk Atick, Yenti, Goza, Dini, dan Iip atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian, serta kepada teman-teman Biokimia 38 atas semangat dan kebersamaannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kepentingan di bidang ilmu penget ahuan.
Bogor, Februari 2006
Wita Nurfajarwati
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................
ix
PENDAHULUAN ...........................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA â-Glukan................................................................................................. S. cerevisiae ............................................................................................ Fermentasi.............................................................................................. Sumber Nitrogen.................................................................................... Fermentor ...............................................................................................
1 2 2 2 3
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat....................................................................................... Metode ....................................................................................................
3 3
HASIL DAN PEMBAHASAN Morfologi Sel.......................................................................................... Proses Fermentasi................................................................................... Pertumbuhan S.cerevisiae....................................................................... Produksi â-glukan................................................................................... Analisis Kimia ........................................................................................
4 5 6 6 7
SIMPULAN DAN SARAN.............................................................................
8
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
8
LAMPIRAN.....................................................................................................
10
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur primer makromolekul â-glukan ....................................................
2
2 Hasil pengamatan morfologi sel S.cerevisiae RN4 dengan perbesaran 1000x...........................................................................................................
4
3 Proses fermentasi pada fermentor air-lift skala 2 L....................................
5
4 Hasil pengukuran parameter fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda ...............................................................
5
5 Pola pertumbuhan S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda ....................................................................................................
6
6 Kadar â-glukan hasil ekstraksi kultur S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda ................................................................
7
7 Kadar glukosa kultur selama fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda ................................................................
7
8 Kadar protein kultur selama fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda ...............................................................
8
DAFTAR LAMPIRAN Halaman
1 Diagram alir penelitian ..............................................................................
11
2 Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ..............................................................
11
3 Kurva standar protein ................................................................................
12
4 Kurva standar glukosa ...............................................................................
13
5 Hasil analisis media dengan sumber N pepton 2% ...................................
14
6 Hasil analisis media dengan sumber N asam glutamat 0,5% ....................
15
7 Hasil analisis media dengan sumber N urea 0,2% ....................................
16
8 Hasil analisis media dengan sumber N DAHP 0,02% ..............................
17
9 Bobot â-glukan hasil ekstraksi ..................................................................
17
PENDAHULUAN â-Glukan adalah polisakarida yang terdiri atas monomer glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,3 dan β -1,6 glukosida. Senyawa ini terbukti secara ilmiah sebagai biological defense modifier (BDM) dan termasuk kategori GRAS (Generally Recognized As Safe) menurut FDA, serta tidak memiliki toksisitas atau efek samping (Ber 1997). βglukan memiliki berbagai aktifitas biologis sebagai antitumor , antioksidan, antikolesterol, antipenuaandini, dan peningkat sistem imun (Kulickle et al. 1996; Lee et al. 2001). Selain itu, senyawa ini dapat juga dimanfaatkan sebagai zat aditif dalam industri makanan. Berbagai manfaat inilah yang mendorong adanya pene litian dan pengembangan aplikasi β-glukan serta peningkatan produksinya. â-Glukan dapat diproduksi oleh beberapa galur bakteri yang juga dapat diekstraksi dari sumber lain seperti khamir, tanaman gandum, dan jamur tertentu setelah proses fermentasi. Saccharomyces cerevisiae termasuk khamir uniseluler yang tersebar luas di alam dan merupakan galur potensial penghasil â-glukan karena sebagian besar dinding selnya tersusun atas â- glukan (Lee et al. 2001). Mikroba ini bersifat nonpatogenik dan nontoksik sehingga sejak dahulu banyak digunakan dalam berbagai proses fermentasi seperti pada pembuatan roti, asam laktat, dan alkohol (Lee 1992). Proses fermentasi memerlukan adanya kondisi yang aseptis serta media yang dapat menunjang pertumbuhan mikroba untuk menghasilkan produk. Fermentor merupakan bejana fermentasi aseptis yang dirancang untuk memberikan kondisi terbaik bagi pertumbuhan mikroba sehingga diperoleh produk yang diinginkan (Rachman 1989). Jenis fermentor juga dapat mempengaruhi produk fermentasi. Fermentor air -lift merupakan jenis fermentor yang banyak digunakan karena bersifat sederhana, memiliki transfer panas yang baik, dan memiliki efisisensi absorpsi gas yang tinggi (Bains 1998; Lee 1992). Berdasarkan penelitian Lee (2003), penggunaan fermentor buble-column (tanpa pengocokan mekanis seperti halnya fermentor air -lift) memberikan hasil produksi curdlan dengan laju produksi lebih rendah, tetapi produknya memiliki kualitas biopolimer dan karakteristik yang lebih baik dibanding menggunakan fermentor tangki diaduk. Hal lain yang mempengaruhi proses fermentasi yaitu media. Komponen media
harus memenuhi kebutuhan elemen dasar untuk pembentukan produk fermentasi dan penyedia energi untuk pertumbuhan sel (Smith 1990). Sumber nitrogen disamping sumber karbon merupakan komponen terpenting dalam media fermentasi (substrat) yang dibutuhkan untuk sintesis protein. Selain itu sumber nitrogen yang digunakan akan mempengaruhi proses fermentasi yang secara tidak langsung akan berpengaruh terhadap produk fermentasi (Rachman 1989). Formulasi media merupakan tahap yang penting dalam industri fermentasi. Sehingga, biaya pembuatan media merupakan faktor kritis bagi aspek ekonomi suatu proses fermentasi. Dalam industri fermentasi diperlukan substrat yang murah, mudah tersedia, dan efisien penggunaannya. Pepton merupakan sumber nitrogen yang sering digunakan dalam proses fermentasi termasuk pada produksi β-glukan. Namun, harganya yang relatif mahal untuk produksi skala idustri, maka diperlukan alternatif sumber nitrogen yang el bih murah dan lebih mudah tersedia. Produksi β-glukan pada penelitian ini menggunakan sumber nitrogen yang berbeda. Sumber nitrogen yang digunakan yaitu pepton, asam glutamat, urea dan diamonium hidrogen fosfat (DAHP). Hal ini bertujuan untuk mencari sumber nitrogen alternatif untuk memproduksi β-glukan. Hasil penelitian yang diperoleh diharapkan dapat menambah pengetahuan tentang sumber nitrogen selain pepton yang dapat digunakan untuk memproduksi β-glukan.
TINJAUAN PUSTAKA β -Glukan â-Glukan merupakan homopolimer glukosa yang diikat melalui ikatan â-(1,3) dan â-(1,6)-glukosida (Ha et al. 2002) dan banyak ditemukan dalam dinding sel beberapa bakteri, tumbuhan, dan khamir (Hunter et al. 2002). Senyawa ini juga merupakan simpanan polisakarida pada alga coklat, euglenoid, krisofita, dan beberapa jamur (Stasinopoules et al. 1999). â-Glukan terdiri atas polimer linear dengan konfigurasi â-D, memiliki derajat polimerisasi rata-rata 1500, panjang rata-rata 1500 residu yang dihubungkan melalui percabangan dengan â-(1,6)-glukan dan kitin (Zlatkoviæ et al 2003; Shahinian et al. 1998), serta memiliki massa molekul sebesar 240.000
Da (Lipke & ovalle 1998). â-glukan memiliki tiga bentuk konformasi yaitu untai ganda tiga, untai tunggal, dan gulungan acak (Ha et al. 2002). Struktur primer â-glukan dapat dilihat pada Gambar 1. Menurut Cheeseman dan Brown (1995), dalam keadan alami â-glukan berbentuk butiran kristal yang kurang baik seperti pati, bersifat tidak larut dalam air, tetapi mudah dilarutkan dalam larutan alkali, dan dapat membentuk gel jika dipanaskan pada suhu diatas 54°C. Gel yang terbentuk bersifat tidak memiliki rasa, warna, dan bau serta tidak memiliki nilai kalori (Jezequel 1998). â-glukan dapat digunakan sebagai zat aditif pada makanan (Cheeseman & Brown 1995). Di Jepang, bahan ini digunakan untuk memperbaiki tekstur berbagai makanan seperti mie, sosis, selai, jeli, dan dadih kedelai (Sutherland 1990). â-glukan diketahui memiliki aktivitas antimikroba dan antitumor dengan meningkatkan fungsi imun inang, dan mengaktifkan makrofag dan neutrofil melalui pengikatan dengan reseptor â-glukan (Lee et al. 2001). â-glukan juga dilaporkan memiliki berbagai aktifitas penstimulasi sistem imun yang dipengaruhi oleh strukturnya seperti bobot molekul, derajat percabangan, dan konformasinya (Miura et al. 2003).
Gambar 1 Struktur primer makromolekul â-glukan (Cheeseman & Brown 1995) S. cerevisiae Menurut Reed dan Nagodawithana (1991), S. cerevisiae memiliki klasifikasi sebagai berikut: kingdom; Fungi, divisi; Eumicotina, kelas; Hemiascomycetes, ordo; Endomycetales, famili; Saccharomycetaceae, genus; Saccharomyces . S. cerevisiae umumnya memiliki bentuk elipsoidal dengan diameter yang besar antara 5-10 µm dan diameter yang kecil ant ara 1-3 µm sampai 1-7 µm. Memiliki warna putih kekuningan yang dapat dilihat diatas permukaan tumbuh koloni. Organisme ini biasa tumbuh dalam lingkungan hangat, lembab, mengandung gula, dan aerobik. Suhu optimum pertumbuhannya adalah 30°C, suhu
maksimumnya 35-37°C dan suhu minimummya 9-11°C (Walker 1998). S. cerevisiae memiliki dinding sel yang mengandung â-D-glukan, kitin, dan manoprotein. Dinding selnya diketahui terdiri dari tiga lapis: lapisan dalam adalah alkali insoluble â-glukan (30-35%), lapisan tengah adalah alkali-soluble â-glukan (20-22%), dan lapisan luar adalah glikoprotein (30%) yaitu karbohidrat yang disusun dari manan yang terfosforilasi (Lee et al. 2001). Fermentasi Menurut Rachman (1989), fermentasi merupakan aktivitas mikroba untuk memperoleh energi melalui pemecahan substrat atau katabolisme guna keperluan metabolisme dan pertumbuhannya. Fermentasi dapat dilakukan melalui metode kultur permukaan dengan kultur berupa media padat, semi padat, atau cair dan kultur terendam yang dilakukan dalam media cair menggunakan bioreaktor. Fermentasi dalam media cair dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu fermentasi sistem tertutup (batch culture), fermentasi kontinyu, dan fermentasi fed batch. Fermentasi media cair lebih memungkinkan untuk mengendalikan faktor-faktor fisik dan kimia yang mempengaruhi proses fermentasi seperti suhu, pH, dan kebutuhan oksigen (Stanbury & Whitaker 1984). Sumber Nitrogen Mikroorganisme dapat memanfaatkan sumber nitrogen organik dan anorganik. Nitrogen anorganik dapat disuplai sebagai gas amonia, garam amonium, atau nitrat. Amonia merupakan gas berbau yang diproduksi sebagai komoditas terbesar dalam industri kimia. Kebanyakan organisme dapat menggunaan amonia, dan kadang dikonversi menjadi garam amonium atau menjadi urea. Nitrogen organik dapat diperoleh dari asam amino, protein, atau urea. Urea biasa digunakan sebagai sumber nitrogen dan sebagai pupuk, merupakan senyawa yang tidak stabil dan mudah terdekomposisi menjadi NH3 , CO2, dan H2O (Rogers 2000). Sumber nitrogen organik lain yang dapat digunakan yaitu ekstrak khamir, pepton, dan corn steep liquor. (Bains 1998; Rachman 1989; Stanbury & Whitaker 1984; Pelczar dan Chan 1986). Pepton (hidrolisat protein) dapat dimanfaatkan sebagai sumber nitrogen oleh berbagai mikroorganisme, tapi relatif lebih mahal. Sumber pepton diantaranya daging,
kasein, gelatin, biji kacang, dan biji bunga matahari. Komposisi pepton bervariasi tergantung pada sumbernya. Contohnya, pepton yang berasal dari gelatin kaya akan prolin dan hidroksiprolin, tetapi hampir tidak memiliki asam amino yang mengandung sulfur (Crueger & Crueger 1984). Fermentor Fermentor (bioreaktor) adalah sistem tertutup untuk reaksi biologis dari suatu proses bioteknologi. Fungsi utamanya yaitu menyediakan lingkungan yang dapat dikontrol untuk pertumbuhan mikroorganisme, atau campuran mikroorganisme untuk mendapatkan produk yang diinginkan. Fermentor harus memenuhi persyaratan tertentu diantaranya dapat dioperasikan selama beberapa hari dalam kondisi aseptis, memiliki sistem aerasi dan agitasi yang cukup, dan sistem pengocokan yang tidak dapat menyebabkan kerusakan organisme (Smith 1990; Stanbury & Whitaker 1984). Fermentor diklasifikasikan berdasarkan tipe vesselnya menjadi reaktor tangki (tank), reaktor menara (column), dan reaktor melingkar (loop). Fermentor yang biasa digunakan yaitu fermentor tangki diaduk, fermentor air -lift, dan fermentor bubble column (Lee 1992). Fermentor air-lift merupakan jenis fermentor melingkar yang terkenal dan banyak digunakan. Terdiri dari dua bagian yaitu riser dan downcomer. Fermentor air-lift bekerja berdasarkan perbedaan berat jenis antara bagian cairan kultur yang kaya udara dalam riser dan cairan kultur yang kurang udara di dalam downcomer. Media fermentasi cair bersirkulasi digerakkan melalui riser oleh udara (gas lain, kadang oksigen murni) dipompa menuju bagian dasar melalui sparger. Jadi, tidak ada pengocokan mekanis pada fermentor jenis ini. Biasanya terdapat pemisah gas pada bagian atas riser. Ada dua macam konstruksi dasar fermentor yang biasa digunakan yaitu air-lift dengan sirkulasi internal dan air -lift dengan sirkulasi eksternal (Bains 1998; Rachman 1989; Schügerl & Sittig 1987).
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan yang digunakan ialah S. cerevisiae RN4 yang merupakan koleksi dari Laboratorium Biopolimer Puslit Bioteknologi LIPI, glukosa, pepton, diamonium hidrogen
fosfat (DAHP), asam glutamat, urea, ekstrak khamir, agar bakteriologi, akuades, NaOH, CH3 COOH, etanol, anti foam, fenol, H2 SO4, Bovine Serum Albumin (BSA), folin C, Na2CO3, CuSO 4.5H 2O, dan potasium sodium tartrat. Alat -alat yang dipergunakan yaitu peralatan gelas, autoklaf, laminar, shaker, mikroskop, neraca analitik, botol film, mikro pipet, vorteks, inkubator, oven, sentrifus, tabung sentrifus, spektrofotometer UV-VIS, Spektronik 21D, dan fermentor air -lift BIOSTAT D B-BRAUN skala 2 L. Metode Pembuatan Media Media yeast peptone glucose (YPG) cair dibuat dengan komposisi glukosa 2 g, pepton 2 g, dan ekstrak khamir 1 g. Semua bahan dilarutkan dalam 100 mL akuades dan dipanaskan untuk mempercepat kelarutan, lalu disterilkan dengan autoklaf. Media YPG padat dibuat dengan komposisi yang sama dengan media cair dan ditambahkan 2 g agar bakteriologi. Pemurnian Isolat Biakan S. cerevisiae sebanyak satu ose digoreskan diatas permukaan agar pada cawan petri yang telah berisi 25 mL media YPG padat, kemudian diinkubasi semalam pada suhu 30°C. Koloni tunggal yang terpisah diambil sedikit dengan ose untuk uji morfologi dan sisanya dipindahkan ke dalam media agar miring lalu disimpan pada suhu 4°C sebagai stok kultur. Pembuatan Prekultur S. cerevisiae diinokulasikan sebanyak satu ose ke dalam 10 mL media YPG cair, lalu diinkubasi selama 24 jam dengan penggojokan pada suhu ruang. Inokulum kemudian dipindahkan sebanyak 2 mL ke dalam 100 mL media fermentasi, dan diinkubasi dengan pengojokan selama 48 jam pada suhu ruang. Proses Fermentasi Proses fermentasi dilakukan sebanyak empat kali dengan menggunakan sumber N yang berbeda yaitu pepton 2%, asam glutamat 0,5%, DAHP 0,02%, dan urea 0,2%. Media fermentasi cair sebanyak 1900 mL dibuat dengan komposisi glukosa 2%, ekstrak khamir 1%, dan sumber N. Semua bahan dilarutkan dalam air, dipanaskan sambil diaduk hingga homogen. Media dimasukkan kedalam vessel
(bejana fermentor) lalu disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121°C selama 15 menit. Setelah preparasi fermentor, 100 mL prekultur 48 jam diinokulasikan. Fermentasi berlangsung selama 84 jam pada fermentor air-lift skala 2 L dengan kondisi suhu 30°C, pH 7, dan aerasi 1,5 vvm. Selama fermentasi berlangsung, dilakukan pengambilan sampel untuk analisis optical density (OD), kadar glukosa, kadar protein, dan ekstraksi βglukan. Pengambilan sampel dilakukan setiap 2 jam sampai masa inkubasi 24 jam, dilanjutkan setiap 4 jam sampai masa inkubasi 48 jam, kemudian setiap 12 jam sampai masa inkubasi 84 jam. Pengukuran OD Sampel kultur sebanyak 1 mL ditambahkan 5 mL akuades. Suspensi divorteks, lalu diukur absorbansinya pada panjang gelombang 550 nm. Absorbansi diukur menggunakan Sp ektronik 21D. Analisis Kimia Analisis kimia yang dilakukan yaitu pengukuran kadar glukosa dan protein. Sampel kultur disentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 15 menit. Supernatan yang diperoleh digunakan sebagai sampel untuk uji kadar glukosa dan kadar protein. Analisis kadar glukosa menurut metode fenol-sulfat (Chaplin 1986). Deret larutan baku glukosa dibuat dengan konsentrasi: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90 ìg/L. Sampel sebanyak 5 µL ditambahkan 995 µL akuades lalu ditambahkan 500 µL fenol 5%. Larutan ditambahkan 2,5 mL H2SO4 pekat, didiamkan selama 10 menit lalu divorteks. Absorbansi diukur pada panjang gelombang 490 nm. Analisis kadar protein menurut metode Lowry (Copeland 1951). Dibuat deret larutan baku standar BSA dengan konsent rasi 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 250, 300, 350, 400, 450 dan 500 ìg/L. Sampel sebanyak 10 µL ditambahkan 490 µL akuades, ditambahkan 500 µL NaOH 1M. Larutan dipanaskan selama 20 menit, didinginkan lalu ditambahkan 2,5 mL larutan D (campuran antara 50 mL Na2CO3 5%, 1 mL CuSO4.5H 2O 1%, dan 1 mL potasium sodium tartrat 2%). Larutan didiamkan selama 10 menit, lalu ditambahkan 500 µL larutan folin C (1:1). Absorbansi diukur pada panjang gelombang 755 nm setelah 30 menit.
Ekstraksi β -glukan Sampel kultur sebanyak 30 mL disentrifugasi dengan kecepatan 7000 rpm selama 20 menit pada suhu 15 °C. Supernatan dibuang, pelet biomassa sel ditambahkan 5 mL NaOH 2% lalu dipanaskan selama 5 jam pada suhu 90°C. Suspensi biomassa sel disentrifugasi kembali dengan kecepatan 5000 rpm selama 10 menit. Supernatan yang diperoleh ditambahkan CH3 COOH 2 M tetes demi tetes hingga pH larutan sekitar 6,8-7, setelah itu dipresipitasikan dengan 3 volume etanol. Endapan yang terbentuk dipisahkan melalui sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 10 menit. Pelet yang terpisah dikeringkan, lalu ditimbang sebagai bobot βglukan kasar.
HASIL DAN PEMBAHASAN Morfologi Sel Gambar 2 memperlihatkan morfologi sel S. cerevisiae RN4 yang merupakan koleksi dari laboratorium biopolimer. Pengamatan dilakukan di bawah mikroskop dengan perbesaran 1000x. Sel terlihat seragam dengan bentuk elipsoidal berwarna merah. Hal ini menunjukkan bahwa koloni yang diambil merupakan koloni murni. Warna merah berasal dari pewarna safranin yang diserap dinding sel yang permeabilitasnya meningkat setelah perlakuan dengan etanol (Pelczar & Chan 1986).
Gambar 2 Hasil pengamatan morfologi sel S. cerevisiae RN4 dengan perbesaran 1000x. Proses Fermentasi S. cerevisiae RN4 dikulturkan pada media yang mengandung glukosa dan sumber nitrogen (sumber N) yang berbeda. Sumber N yang digunakan yaitu pepton 2%, asam glutamat 0,5%, urea 0,2% dan diamonium hidrogen fosfat (DAHP) 0,02%. Hal ini
270 265
6
260 255
Absorbans
5 4 3
250 245
2
240
1
235 230
0 0
1000 900 Kadar glukosa (µg/L)
7
800 700 600 500 400 300
Kadar protein dan ß-glukan (µg/L)
Sumber N pepton 2 %
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
300
900
290
800
280
2
270 260 1
250 240
0
Kadar glukosa (µg/L)
Absorbans
3
230 0
8
700 600 500 400 300 200
16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
Sumber N urea 0,2 % 300 700 2
260 240
1
220
Kadar glukosa (µg/L)
280
600 500 400 300 200
0
200 0
Kadar protein dan ß-glukan (µg/L)
3
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
260 700
Absorbans
250 2
240
1
230
0
220 0
Kadar glukosa (µg/L)
3
600 500 400 300 200
Kadar protein dan ß-glukan (µg/L)
Sumber N DAHP 0,02 %
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
Gambar 4
Gambar 3 Proses fermentasi pada fermentor air-lift skala 2L.
Hasil pengukuran parameter fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda. ( ) OD, ( ) kadar â-glukan, ( ) kadar glukosa, ( ) kadar protein.
Kadar protein dan ß-glukan (µg/L)
Sumber N asam glutamat 0,5 %
Absorbans
dilakukan untuk mencari sumber N alternatif yang dapat digunakan untuk produksi âglukan. Proses fermentasi dilakukan dengan metode kultur terendam pada fermentor air lift skala dua liter. Metode ini terbukti lebih efisien dibanding metode lain seperti metode kultur permukaan dengan media cair (Rachman 1989). Gambar 3 memperlihatkan suatu proses fermentasi dalam fermentor. Fermentasi sistem tertutup ini berlangsung selama 84 jam pada suhu 30° C dengan aerasi 1,5 vvm. Menurut Walker (1998), pertumbuhan khamir maksimum terjadi pada hari ketiga. Selain itu, berdasarkan penelitian pendahuluan, pertumbuhan S. cerevisiae RN4 telah memasuki fase stasioner pada waktu fermentasi memasuki jam ke-14 (Lampiran 2). Hal ini yang mendasari proses fermentasi dihentikan setelah 84 jam, karena semakin lama waktu fermentasi laju pertumbuhan spesifik mikroba semakin menurun. Penurunan ini dapat disebabkan adanya penurunan konsentrasi nutrien-nutrien penting dalam media yang secara tidak langsung dapat mempengaruhi hasil fermentasi (Rachman 1992). Parameter yang diukur selama fermentasi yaitu pertumbuhan (OD), kadar â-glukan, kadar glukosa, dan protein hidrolisat kultur. Perubahan-perubahan parameter yang terjadi pada tiap proses fermentasi ditunjukkan pada Gambar 4. Keempat gambar memperlihatkan pola perubahan parameter fermentasi yang hampir sama. Pada gambar terlihat pola produksi âglukan seiring dengan pola pertumbuhan S. cerevisiae. Hal ini diikuti dengan penurunan kadar glukosa dan kadar protein dalam kultur.
Pengukuran pertumbuhan berdasarkan kekeruhan atau turbiditas media relatif cepat dan mudah dilakukan, serta dapat memperkirakan jumlah dan massa sel tetapi tidak dapat membedakan sel yang hidup dan sel yang mati (Lim 1998). Dengan demikian, fase kematian yang ditandai dengan penurunan kurva pertumbuhan tidak terlihat. 6 5 Absorbansi
Pertumbuhan S. cerevisiae S. cerevisiae RN4 ditumbuhkan dalam media yang mengandung sumber karbon glukosa dengan sumber nitrogen yang berbeda-beda. Meskipun demikian, S. cerevisiae memiliki pola pertumbuhan yang sama seperti yang ditunjukkan Gambar 5. Pertumbuhan S. cerevisiae diukur berdasarkan kekeruhan media menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm. Media dengan sumber N pepton memberikan pertumbuhan yang tinggi, lebih tinggi dari pertumbuhan pada media dengan sumber N yang lain. Media dengan sumber N asam glutamat, urea, dan DAHP memperlihatkan pola pertumbuhan yang tidak berbeda jauh. S. cerevisiae dapat memanfaatkan sumber nitrogen tunggal dan sumber nitrogen kompleks untuk pertumbuhannya (Berry 1989). Namun, pertumbuhan S. cerevisiae pada media dengan sumber N kompleks seperti pepton jauh lebih tinggi dibandingkan pada media dengan sumber N tunggal seperti asam glutamat, urea, dan DAHP. Hal ini dapat disebabkan karena nitrogen biasanya menjadi faktor pembatas dan hanya diperlukan dalam jumlah yang sedikit untuk pertumbuhan dan aktivitas khamir (Malherbe et al. 2004). Selain itu, adanya amonium sebagai hasil dekomposisi sumber N dapat merepresi penyerapan asam amino yang juga dibutuhkan untuk pertumbuhan (Berry 1989). Penggunaan media kultur inokulum yang sama dengan media fermentasi dapat mempersingkat fase adaptasi (Rachman 1989), sehingga pada tahap awal fermentasi, pertumbuhan S. cerevisiae langsung memasuki fase eksponensial. Selama fase eksponensial, S. cerevisiae tumbuh pada laju pertumbuhan spesifik maksimum (Stanbury & Whitaker 1984). Setelah 22 jam waktu fermentasi, pertumbuhan mulai memasuki fase stasioner. Pada fase stasioner, populasi sel mencapai maksimum dan tidak bertambah lagi (Lee 1992), populasi masih aktif secara metabolik memproduksi metabolit sekunder (Stanbury & Whitaker 1984). Pada fermentasi diatas jam ke-48, kurva pertumbuhan cenderung meningkat. Keadaan ini dapat dijelaskan karena pada akhir fermentasi, kultur sudah banyak berkurang dan sel-sel yang mati cenderung mengendap sehingga aerasi sedikit terganggu. Hal ini dapat menyebabkan tidak homogennya kultur pada saat pengambilan sampel yang sangat mempengaruhi pengukuran turbidit asnya.
4 3 2 1 0 0
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
Gambar 5 Pola pertumbuhan S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda. ( ) N peptone, ( ), N asam glutamat ( ), N urea, dan ( ) sumber N DAHP Produksi â-glukan β-1,3 dan β-1,6 glukan bersama-sama dengan kitin dan manoprotein merupakan komponen struktural dinding sel S. cerevisiae yang terikat secara kovalen (Ha et al. 2002). β-1,3 -glukan disintesis melalui reaksi enzimatis yang kompleks (Raclavsky 1998). β-glukan sintetase yang berada di membran plasma (Lipke & Ovalle 1998) mengkatalisis sintesis β-glukan dari UDP-glukosa menurut reaksi berikut (Shematek et al.1980; Cabib et al. 2001): UDP- glukosa + (β-(1,3)-glukosa) n → UDP + (β-(1,3)-glukosa) n+ 1 β-glukan dapat diekstraksi dari dinding sel S. cerevisiae melalui ekstraksi basa. Namun, untuk mendapatkan β -glukan murni perlu dilakukan purifikasi lebih lanjut. Ekstraksi basa didasarkan pada sifat β-glukan yang mudah larut dalam basa (alkali). β-glukan diekstraksi menggunakan NaOH dengan bantuan panas, kemudian dipresipitasikan dalam etanol sehingga diperoleh β-glukan kasar (Lee et al. 2001). Bobot β -glukan kasar yang diperoleh selama fermentasi S. cerevisiae pada media dengan sumber nitrogen berbeda dapat dilihat pada Lampiran 9. Gambar 6 menunjukkan kadar β-glukan dalam kultur yang diekstraksi. Kultur yang diekstraksi sebanyak 30 mL yang di ambil pada beberapa titik waktu fermentasi.
Kadar ß-glukan (µg/L)
1000 800 600
Analisis Kimia Kebutuhan dasar nutrisi bagi mikroorganisme adalah energi atau sumber karbon, sumber nitrogen, dan unsur anorganik (Smith 1990). Analisis kadar glukosa dan kadar protein dilakukan untuk mengetahui penyerapan nutrien selama proses fermentasi. Pengukuran kadar glukosa menggunakan metode fenol sulfat dan kadar protein dengan metode Lowry. Gambar 7 memperlihatkan adanya penyerapan glukosa yang menyebabkan penurunan kadar glukosa dalam kultur selama fermentasi. Glukosa sebagai sumber karbon utama diserap melalui proses transfor aktif yang kemudian dimetabolisme untuk menghasilkan energi dan mensintesis bahan pembentuk sel, serta sintesis metabolit (Priest & Campbell 1996). Sumber N dalam media fermentasi digunakan untuk sintesis protein di dalam sel. Adanya penyerapan sel terhadap sumber N ini menyebabkan kandungan protein di dalam media semakin berkurang dengan lamanya waktu fermentasi (Gambar 8). Komposisi pepton yang kompleks menyebabkan kadar protein dalam media dengan sumber N pepton memiliki kadar protein yang lebih tinggi dibandingkan dengan kadar protein pada media lain. Penurunan kadar glukosa dan kadar protein yang fluktuatif dapat disebabkan adanya metabolisme sel yang tidak stabil selama proses fermentasi. Metabolit primer yang dihasilkan selama fermentasi juga dapat mempengaruhi kadar nutrien dalam kultur.
300 Kadar glukosa (µg/L)
Pengambilan sampel kultur dilakukan setiap selang waku 4 jam mulai jam ke-4 dan setiap 12 jam setelah waktu fermentasi 48 jam. Kadar β -glukan pada kultur cenderung meningkat pada awal fermentasi dan relatif tetap pada akhir waktu fermentasi. Kadar βglukan yang fluktuatif sepanjang proses fermentasi dapat disebabkan adanya kesalahan positif dan kesalahan negatif yang mungkin terjadi selama proses ekstraksi. Adanya debris sel yang ikut terbawa pada saat pemisahan hasil ekstraksi NaOH dapat menambah bobot β-glukan yang diperoleh. Sedangkan kesalahan negatif yang dapat mengurangi bobot β-glukan dapat terjadi karena adanya βglukan yang ikut terbuang pada saat pemisahan presipitat. Kadar β-glukan paling tinggi diperoleh pada kultur dengan sumber N pepton dan terendah pada kultur dengan sumber N asam glutamat. Hasil ekstraksi β-glukan pada akhir fermentasi yaitu sebesar 933,33 mg/L dan 633,33 mg/L berturut-turut untuk kultur dengan sumber N pepton dan asam glutamat. Kultur dengan sumber N urea dan DAHP memberikan hasil akhir yang sama yaitu sebesar 733,33 mg/L. Berdasar hasil tersebut diatas, pepton merupakan sumber N yang bagus untuk produksi β-glukan. Namun, sebagai alternatif sumber N untuk produksi β-glukan, urea merupakan pilihan yang lebih baik dibandingkan DAHP. Urea lebih murah dan ketersediaannya yang melimpah sehingga mudah didapat. Selain itu, berdasarkan hasil ekstraksi sampel media dengan sumber N urea sepanjang waktu pengambilan sampel menghasilkan kadar β-glukan yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan sampel media dengan sumber N asam glutamat dan DAHP.
280 260 240 220
400
0
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
200 0
8
16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
Gambar 6
Kadar β-glukan hasil ekstraksi kultur S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda. ( ) N peptone, ( ) N asam glutamat, ( ) N urea, dan ( ) N DAHP
Gambar 7 Kadar glukosa kultur selama fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda. ( ) N pepton, ( ) N asam glutamat, ( ) N urea, dan ( ) N DAHP
Development of Industrial Organisms. New York: Marcell D ekker.
Kadar protein (µg/L)
700 600
Cabib E et al. 2001. The yeast cell wall and septum as paradigms of cell growth and morphogenesis . J Biol Chem 276: 1967919682.
500 400 300 200 0
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 Waktu fermentasi (jam)
Gambar
8 Kadar protein kultur selama fermentasi S. cerevisiae RN4 pada media dengan sumber N berbeda. ( ) N pepton, ( ) N asam glutamat, ( ) N urea, dan ( ) N DAHP
Chaplin MF. 1986. Monosaccharides . Di dalam: Chaplin MF, Kennedy JF, editor. Carbohydrate Analysis a Practical Approach. Ed ke-2. Oxford: Oxford University Press. Chees eman IM, Brown RMJr. 1995. Microscopy of Curdlan Structure. http://www.botany.utexas.edu/facstaff/fac pages/mbrown/ongres/icheese.htm. [27 Agustus 2004] Copeland RA. 1951. Methodes for Protein Analysis. New York: Chapman & Hall.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan S. cerevisiae RN4 memiliki kurva pertumbuhan tertinggi pada media fermentasi yang mengandung sumber nitrogen pepton. âGlukan dapat diproduksi dengan menggunakan sumber nitrogen yang lebih murah seperti urea. Kadar â-Glukan pada akhir fermentasi pada sumber N pepton sebesar 933.33 ìg/L, pada sumber N asam glutamat sebesar 633.33 ìg/L, dan pada sumber N urea dan DAHP masing-masing sebesar 733.33 ìg/L. Urea dapat dijadikan sumber N alteratif pengganti pepton. Saran Perlu dilakukan purifikasi dan karakterisasi â-glukan yang diperoleh untuk mendapatkan â-glukan murni sehingga dapat dilakukan pembandingan berdasarkan kualitas.
Crueger W, Crueger A. 1984. Biotechnology: A Textbook of Industrial Microbiology. Brock TD, editor. Madison: Science Tech. Ha CH et al. 2002. Analysis of alkali-soluble glucan produced by Saccharomyces cerevisiae wild-type and mutants. Appl Microbiol Biotechnol 58: 370-377. Hunter KWJr, Gault RA, Berner MD. 2002. Preparation of microparticulate â-Glucan from Saccharomyces cerevisiae for use in immune potentiation. Letters in Applied Microbiology 35: 267. Jezequel V. 1998. Curdlan: A new functional beta-Glukan. Cereal Foods World 43: 361-364. Kulickle WM, Lettau AL, Thielking H. 1996. Correlation between immunological activity, molar mass, and molar structure of different (1,3)-â-D-Glucans. Carbohydrate Research 297: 135 -143.
DAFTAR PUSTAKA
Lee JM. 1992. Biochemical Engineering. New Jersey: Prentice Hall.
Bains W. 1998. Biotechnology from A to Z. Ed ke-2. New York: Oxford University Press.
Lee JN et al. 2001. Purification of soluble âGlucan with immuno-enhancing activity from the cell wall of yeast. Bioschi. Biotechnol. Biochem 65: 837-841.
Ber L. 1997. Yeast derived beta-1,3-DGlucan: an adjuvant concept. http://www.tldp.com/issue/184/Yeast%20 Derived%20Beta.htm [27 Agustus 2004] Berry DR. 1989. Growth of Yeast. Di dalam: Neway JO, editor. Fermentation Process
Lee M, Moon CJ, Lee JH. 2003. Effect of fermentation condition on the curdlan production. www.cape.canterbury.ac.nz/ webdb/ Apcche Proceedings/ APPCHE/ data/ 131rev.pdf [27 Agustus 2004].
Lim D. 1998. Microbiology. Ed ke-2. Boston: McGraw-Hill.
properties of β-(1→3) glukan synthetase. J Biol Chem 25: 888-894.
Lipke PN, Ovalle R. 1998. Cell wall architecture in yeast: new structure and new challenges. Journal of Bacteriology 80: 3735-3740.
Smith JE. 1990. Prinsip Bioteknologi. Sumo FU, Sumantri B, Subono A, penerjemah; Jakarta: Gramedia. Terjemahan dari: Biotechnology Principles .
Malherbe et al. 2004. Modelling the effects of assimilable nitrogen and temperature on fermentation kinetics in enological condition. Biotechnol and Bioeng 86: 261-272.
Stanbury PF, Whitaker A. 1984. Principles of Fermentation Technology. Oxfor d: Pergamon Press.
Miura NN et al. 2003. Structure and biological activities of â-Glucans from yeast and mycelial forms of Candida albicans. Microbiol. Immunol 47: 173182. Pelczar MJJr, Chan ECS. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. Volume ke-1,2. Hadioetomo RS, Imas T, Tjitrosomo SS, Angka SL, penerjemah; Jakarta: UI press. Terjemahan dari: Elements of Microbiology. Priest FG, Campbell I. 1996. Microbiology. Ed ke-2. Chapman & Hall.
Brewing London:
Rachman A. 1989. Pengantar Teknologi Fermentasi. Bogor: PAU IPB. Rachman A. 1992. Teknologi Fermentasi industrial II. Bogor: PAU IPB. Raclavsky V. 1998. Signalling towards cell wall synthesis in budding yeast. Acta Univ Palacki Olomuc Fac Med 141: 7-14 Reed G, Nagodawithana TW. 1991. Yeast Technology. Ed ke-2. New York: Van Nostrand Reinhold. Rogers J. 2000. Urea: a risky alternative. http://www.noble.org/Ag/soils/urea/Index .htm. [17 April 2005]. Schügerl K, Sittig W. 1987. Bioreactors. Di dalam Präve P, Faust U, Sittig W, Sukatsch DA, editor: Fundamentals of Biotechnology. New York: VCH Publisher. Shahinian S et al. 1998. Involvement of protein N-Glycosyl chain glycosylation and processing in the biosinthesis of cell wall â-1,6 -Glucan of Saccharomyces cerevisiae. Genetics 149: 843-856. Shematek EM et al. 1980. Biosynthesis of the yeast cell wall: I preparation and
Stasinopoulus SJ et al. 1999. Detection of two loci involved in (1 3)-â-glukan (curdlan) biosynthesis by Agrobacterium sp ATCC31749, and comparative sequence analysis of the putative curdlan synthase gene. Glicobiology 9: 31-41. Sutherland IW. 1990. Biotechnology of Microbial Exopolysaccharides . Cambridge: Cambridge University Press. Walker GM. 1998. Yeast Physiology and Biotechnology. Chichester: John Wiley & Sons. Zlatkoviæ D, Jakovljeviæ D, Zekoviæ D, Vrviæ MM. 2003. A glucan from active dry Baker’s Yeast (Saccharomyces cerevisiae): a chemical and enzymatic investigation of the structure. J. Serb. Chem. Soc. 68: 805 -809.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Pemurnian
Pembuatan stok
Produksi â-glukan skala fermentor
Ekstraksi β-glukan
Pengukuran Analisis glukosa Metode fenol-
Analisis protein Metode Lowry
Absorbans
Lampiran 2 Kurva pertumbuhan S. cerevisiae (OD550 )
2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0
4
8
12 16 20 24 28 32 36 40 Waktu fermentasi (jam)
Lampiran 3 Kurva standar protein
Konsentrasi BSA (ppm) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 250 300 350 400 450 500
Absorbans 0,000 0,028 0,066 0,087 0,111 0,141 0,168 0,199 0,228 0,258 0,289 0,332 0,409 0,470 0,491 0,536 0,591
0.6
Absorbans
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
y = 0.0363x – 0.0677 r2= 0.9781
0.0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Konsentrasi (ppm)
Lampiran 4 Kurva standar glukosa
Konsentrasi gukosa (ppm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Absorbans 0,000 0,175 0,574 0,911 1,069 1,425 1,679 1,825 2,428 2,428
2.5
Absorbans
2.0 1.5 1.0
y= 0.282x – 0.299 r2 = 0.9879
0.5 0.0 0
20
40
60
Konsentrasi (ppm)
80
100
Lampiran 5 Hasil analisis media dengan sumber N pepton 2%
Jam 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 28 32 36 40 44 48 60 72 84
OD Terkorek Terukur si 0,302 1,510 0,324 1,620 0,455 2,275 0,589 2,945 0,619 3,095 0,685 3,425 0,787 3,935 0,671 3,355 0,713 3,565 0,757 3,785 0,771 3,855 0,833 4,165 0,813 4,065 0,773 3,865 0,823 4,115 0,999 4,995 0,837 4,185 0,817 4,085 0,877 4,385 0,975 4,875 1,043 5,215 1,208 6,040
Analisis Glukosa Absorba Konsentrasi ns (ppm) 0,076 266,596 0,068 260,922 0,062 256,667 0,060 255,248 0,056 252,411 0,053 250,284 0,050 248,156 0,048 246,738 0,049 247,447 0,045 244,610 0,047 246,028 0,040 241,064 0,037 238,936 0,037 238,936 0,037 238,936 0,036 238,227 0,034 236,809 0,034 236,809 0,032 235,390 0,031 234,681 0,030 233,972 0,028 232,553
Analisis Protein Konsentra Absorbans si (ppm) 0,420 671,763 0,409 656,612 0,404 649,725 0,391 631,818 0,391 631,818 0,387 626,309 0,379 615,289 0,382 619,426 0,376 611,157 0,373 607,025 0,370 602,893 0,356 583,609 0,356 583,609 0,348 572,590 0,340 561,570 0,287 488,568 0,297 502,342 0,297 502,342 0,284 484,435 0,263 455,510 0,264 456,887 0,268 462,397
Kadar Glukan (mg/L)
366,670 300,000 466,670 466,670 600,000 500,000 700,000 866,670 933,333 866,670 800,000 866,670 866,670 900,000 933,333
Lampiran 6 Hasil analisis media dengan sumber N asam glutamat 0,5%
Jam 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 28 32 36 40 44 48 60 72 84
OD Terkorek Terukur si 0,074 0,280 0,207 0,945 0,243 1,125 0,240 1,110 0,247 1,145 0,245 1,135 0,306 1,440 0,358 1,700 0,367 1,745 0,346 1,640 0,363 1,725 0,419 2,005 0,338 1,600 0,332 1,570 0,340 1,610 0,355 1,685 0,470 2,260 0,351 1,665 0,387 1,845 0,421 2,015 0,394 1,880 0,414 1,980
Analisis Glukosa Absorba Konsentrasi ns (ppm) 0,118 296,383 0,065 258,794 0,086 273,688 0,084 272,270 0,079 268,723 0,083 271,560 0,080 269,433 0,073 264,468 0,079 268,723 0,070 262,340 0,068 260,922 0,065 258,794 0,060 255,248 0,050 248,156 0,048 246,738 0,054 250,993 0,043 243,192 0,041 241,773 0,046 245,319 0,037 238,936 0,040 241,064 0,032 235,390
Analisis Protein Konsentra Absorbans si (ppm) 0,161 315,014 0,157 309,504 0,142 288,843 0,137 281,956 0,127 268,182 0,128 269,559 0,117 254,408 0,107 240,634 0,100 230,992 0,085 210,331 0,085 210,331 0,089 215,840 0,085 210,331 0,080 203,444 0,070 189,669 0,066 184,160 0,061 177,273 0,061 177,273 0,070 189,669 0,066 184,160 0,068 186,915 0,047 157,989
Kadar Glukan (mg/L)
466,667 466,667 433,333 666,667 433,333 466,667 466,667 566,667 466,667 466,667 866,667 533,333 566,667 666,667 633,333
Lampiran 7 Hasil analisis media dengan sumber N urea 0,2%
Jam 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 28 32 36 40 44 48 60 72 84
OD Terkorek Terukur si 0,024 0,005 0,104 0,405 0,267 1,220 0,369 1,730 0,333 1,550 0,308 1,425 0,355 1,660 0,375 1,760 0,376 1,765 0,406 1,915 0,418 1,975 0,410 1,935 0,472 2,245 0,425 2,010 0,431 2,040 0,407 1,920 0,483 2,300 0,534 2,555 0,487 2,320 0,584 2,805 0,578 2,774 0,533 2,550
Analisis Glukosa Absorba Konsentrasi ns (ppm) 0,104 286,454 0,090 276,525 0,104 286,454 0,105 287,163 0,095 280,071 0,071 263,050 0,064 258,085 0,070 262,340 0,073 264,468 0,061 255,957 0,059 254,539 0,070 262,340 0,060 255,248 0,055 251,702 0,054 250,993 0,047 246,028 0,050 248,156 0,035 237,518 0,044 243,901 0,020 226,879 0,014 222,624 0,019 226,170
Analisis Protein Konsentra Absorbans si (ppm) 0,183 345,317 0,185 348,072 0,176 335,675 0,168 324,656 0,126 266,804 0,112 247,521 0,117 254,408 0,116 253,030 0,118 255,785 0,106 239,256 0,103 235,124 0,094 222,727 0,101 232,369 0,101 232,369 0,094 222,727 0,097 226,860 0,093 221,350 0,093 221,350 0,091 218,595 0,085 210,331 0,067 185,537 0,064 181,405
Kadar Glukan (mg/L)
466,667 466,667 533,333 533,333 633,333 566,667 566,667 666,667 633,333 666,667 666,667 700,000 633,333 666,667 733,333
Lampiran 8 Hasil analisis media dengan sumber N DAHP 0,02%
Jam 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 28 32 36 40 44 48 60 72 84
OD Terkorek Terukur si 0,049 0,210 0,093 0,430 0,165 0,790 0,228 1,105 0,256 1,245 0,280 1,365 0,290 1,415 0,309 1,510 0,326 1,595 0,328 1,605 0,351 1,720 0,324 1,585 0,373 1,830 0,340 1,665 0,382 1,875 0,331 1,620 0,378 1,855 0,346 1,695 0,429 2,110 0,407 2,000 0,609 3,010 0,617 3,050
Analisis Glukosa Absorba Konsentrasi ns (ppm) 0,058 253,830 0,052 249,575 0,046 245,319 0,048 246,738 0,049 247,447 0,049 247,447 0,048 246,738 0,043 243,192 0,044 243,901 0,042 242,482 0,042 242,482 0,038 239,645 0,038 239,645 0,038 239,645 0,036 238,227 0,037 238,936 0,033 236,099 0,036 238,227 0,035 237,518 0,032 235,390 0,031 234,681 0,025 230,426
Analisis Protein Konsentra Absorbans si (ppm) 0,174 332,920 0,150 299,862 0,172 330,165 0,160 313,636 0,158 310,882 0,157 309,504 0,151 301,240 0,144 291,598 0,149 298,485 0,149 298,485 0,131 273,692 0,151 301,240 0,147 295,730 0,149 298,485 0,132 275,0690 0,122 261,295 0,121 259,918 0,098 228,237 0,098 228,237 0,095 224,105 0,086 211,708 0,085 210,331
Kadar Glukan (mg/L)
466,667 400,000 500,000 600,000 466,667 533,333 533,333 633,333 700,000 600,000 600,000 600,000 666,667 633,333 733,333
Lampiran 9 Bobot â-glukan hasil ekstraksi
Bobot â-glukan hasil ekstraksi pada media dengan sumber N (g) Jam kePepton 2% Asam glutamat 0,5% Urea 0,2% DAHP 0,02% 4 0,011 0,014 0,014 0,014 8 0,009 0,014 0,014 0,012 12 0,014 0,013 0,016 0,015 16 0,014 0,020 0,016 0,018 20 0,018 0,013 0,019 0,014 24 0,015 0,014 0,017 0,016 28 0,021 0,014 0,017 0,016 32 0,026 0,017 0,020 0,019 36 0,028 0,014 0,019 0,021 40 0,026 0,014 0,020 0,018 44 0,024 0,026 0,020 0,018 48 0,026 0,016 0,021 0,018 60 0,026 0,017 0,019 0,020 72 0,027 0,020 0,020 0,019 84 0,028 0,019 0,022 0,022