AKTIVITAS IRRADIASI
PERMENTASI
KHAMIR
cerevisiae
Saccharomyces
E.G. Siagian*
ABSTRAK AKTIVITAS ini
telah
sukrosa
PKHMKNTASI KHAMIR Saccha~yces
dilakukan
dengan
uji
aktivitas
menggunakan
metode
Hasil penelitian menunjukan populasi tertinggi pada hari lasi
tertinggi
pada
hari
IRRADJASI.
cerevisiae
mutan
S.
Rancangan
cerevisiae Acak
dalam
Lengkap
Dalam
media
(RAL)
percobaan
fruktosa
dalam
dan
Faktorial.
bahwa S. cerevisiae-RS dan S. cerevisiae-RJ, mencapai ke lima, sedangkan S. cerev.isiae aslinya mencapai popu-
ke enam
dalam
media
fruktosa
dan
dalam
media
sukrosa
ter-
capai hari ketujuh pada inkubasi suhu kamar. Laju pertumbuhan S. cerevisiae-RS dan S. cerevisiae-RJ berbeda tidak nyata namun berbeda nyata bila dibandingkan dengan S. cerevisiae. RJ, berbeda
Kemampuan menghasilkan alkohol oleh S. cerevisiae-RS dan tidak nyata, namun berbeda nyata jika dibandingkan dengan
S. cerevisiae visiae-RJ
lebih
mudah
perbedaannya
merombak
tidak
fruktosa
dari
pada
sukrosa,
S. cerevisiaeS. cerevisiae.
namun
bagi
S. cere-
nyata.
ABSTRACT FERKBNTATION experiment medium,
the
using
ACTIVITY
activity Factorisl
of
OF
IRRADIATED
S. cerevisiae
in Completely
that. S. cerevisiae-RS days after incubation,
YEAST mutan
Sacchar~yces was
Randomized
cerevisiae.
test.ed in fructose
Design
Method.
The
and
In
this
sucrose
result
showed
and S. cerevisiae-RJ reached the maximum population in five while S. cerevisiae (wild type reached the m~ximum
population
in six days,
incubation
at room
production
between
in fructose
temperature
28
medium,
.!
S. cerevisiae-RS
and
seven
The
and
S. cerevisiae-RJ
cerevisiae was m<;,re capable to ferment cerevisiae-RJ have the same abilities.
rate
days
ZOC.
fructose
in
sucrose
of population
while
growth
medium and
after
alcohol
was not significantly.
S.
S.
S.
cerevisiae-RS
and
PENDAHULUAN S. cerevisiae
adalah khamir
menghasilkan alkohol dan CO2 FROBISHER (1). Namum di antara
*
Pusat
Aplikasi
Isotop
dan Radiasi,
yang umum melakukan
fermentasi
untuk
dari gula di bawah kondisi anaeroba, 44 galur S. cerevisiae yang diisolasi BATAN
635
di
laboratorium
menghasilkan
melaporlan setelah
mikrobiologi
alkohol
Jl
tJlwa
diuji
kuat, 23% fermentasi
daya
PAIR
lebih
dari
an~ara
I!
memperoleh
mutan khamir mutagen. Dalam
yang
galur
telah
percobaan
S.
galur
unggul,
cerevisiae
dan
oleh
ini dugunakan
54% 22%
telah
diinduksi
yang
bersifat
beberapa
fermentasi melakukan
seleksi
zat
yang
mutanbersifat
S. cerevisiae,
R5 dan RJ, kol eksi
(3)
di isolasi
dapat
dilakukan
dapat
dkk.
yang
tidak
3 galllr
mutan
23 galur
(2) dan SIAGIAN
ternyata
sedang
strai n S. cerev isiae dan galur mikrobiologi PAIR, BATAN.
hanya
14%. REED
fermentasinya
berdaya fermentasi karbohidrat.
Untuk
BATAN,
yaitll
laboratorillm
BAliAN DAN METODE Biakan Mikrobiologi Rancangan
PAIR,
Acak
kombinasi
vis i a e cerevisiae-RJ
Lengkap
"w
OXOID) , sukrosa berisi ), pH
dan
gram
empat
t y p e ",
masing-masing dengan
dilambahkan Kondisi otoklaf
kentang
636
terdiri
berisi
N Hel
diiris-iris air
direbus
dan
pada suhu
20 gram
pepton,
pH 5,5 diinkubasikan
dan
dengan
dari
miring
10 gram selama
ekstrak
(buatan
( 12 :
ke
dalam
kasa.
hingga
1000 mI. di
dalam
15 psi. agar miring
mengandung
khamir
mI.
Ekstraknya
volume
persediaan
gelas
1000
diseterilkan
yang
dalam
menimbang
menjadi
kain
8.
24 erlenmeyer
dengan
15 menit dan tekanan
Diambil
(PDA)
fruktosa
dimasukkan
volumenya
kemudian
agar
8.
15 menit.
dibuat
dan air suling
1210e, selama
enam
:(a1)
pH 5, disterilkan
"starter"
hingga
5,6,
adalah
dengan
dari
Agar
15 psi selama
disaring
menjadi
dipakai
Ke dalam
sukrosa
menjadi
kemudian
suling
20 gram dekstrosa
pH diatur
OXOID).
400 ml media
Penyediaan Biakan Murni. di tanamkan pada cerevisiae glukosa,
yang
galur murni
S. c ere vis i a e - R5 d an (a 3'
(buatan
untuk
adalah
(eRD factorial),
ulangan
(a 2'
0,1
dektrosa
kentang,
yang
Selanjutnya
(dipco)
faktorial
dan fruktosa
diatur
Medium 200
dalam
penelitian
pada suhu 1210e dan tekanan
otoklaf
Beker
i
h Id
Metode
j clan (b1, sukrosa, (b2, fruktosa. yang dipakai adalah Potato Dextrose
Medium
12
dan kedua mutannya
BATAN.
perlakuan
c ere
yang
S. cerevisiae
murni
dan
S.
100
gram
15 gram
agar
48 jam pada suhu 300e.
S.
Suspensi dengan
cerevisiae
standar
DExtrose
Broth
sin, kemudian W dengan
(Difco)
selama
Setelah
itu diencerkan
ditanam
pada
inkubator sinar
kubasi
sengan Ultra
Co60
dalam
Setelah
lauratan
(Difco)
ter berumur
7 ml media
itu ditanam
24 jam
tidak
sarna harus
murni
masing-masing
jam
violet
Lamp),
penyangga
pertabung
lagi dalam
dilakukan
disimpan
khamir.
pH 7,0
48 jam
sehingga
mencapai
Setelah
suhu
hidup dan sel mati,
dan pengukuran
laju
lengkap
yang
tumbuh
populasi.
dosis
SDA dan diin-
Pengamatan
maksimal
dengan
penentuan
kadar
langsung
semua
dilakukan
sampel
setiap
perhi tungan alkohol,
starbiakan
seragam
Kemudian
ke
jumlahnya
suspensl
populasinya
2,0
dipindahkan
Kalau
penambahan
perlakuan.
kamar.
populasi
dengan
dalam dengan
strain R5 dan RJ. Setelah S. cerevisiae
dengan
masing-masing
pada
15
intensi-
fosfat
selama
media
perhitungan
diseragamkan
ke dalam
sel khamir
streptomi-
lampu ultra Violet
diinkubasi
dalam agar miring untuk dipakai sebagai Pellyediaan sampel llntuk fermentasi.
pereobaan
Dextrose
diukur
Sabouraud
dengan UV meter.
24 jam pada suhu 30 ± 2oC. Khamir
diinokulasi
sel/ml, media
± ZoC. Galur yang tumbuh diambil dan diiradiasi
30
gamma
kGy/jam.
5 menit
dengan
SDA
108
pada
20 ug/ml
Electric
diukur
1 x
ditanam
mengandung
15 em (General
media
sebanyak
bakteri,
yang
diiradiasi
jarak
tas 146,94 j/cmZ/detik dan
dibuat
kekeruhan
24
jumlah
kadar
gula,
pH.
HASIL DAN PEMBAHASAN Khamir pada hari dan hari dari
S. cerevisiae
ke 7 dalam medium ke 6 pada medium
populasi
awal
sebut
mungkin
dapat
lebih
cepat
enzim
sukrasa
krosa
maupun
mutan
sukrosa
fruktosa
25 juta
disebabkan
yang merupakan akan dirombak
dengan
("wi ld type")
dengan dengan
sel/ml
(Tabel
fruktosa
menghasilkan
mencapai
energi
populasi
255 juta
sel/ml
populasi
280 juta
sel/ml
1 dan
adalah
popu 1.asi tertinggi
2).
Perbedaan
monosakarida,
dibandingkan
ter-
sehingga
dengan
sukrosa
disakarida sukrosa sebelumnya perlu proses lanjut dan dahulu menjadi glukosa dan fruktosa dengan bantuan DWIDJOSEPUTRO fruktosa
populasi
(4).
mencapai
berturut-berturut
RS = 2,90 x 108 sel/ml
S. cerevisiae-RJ populasi
tertinggi
dalam pada
medium had
suke
S
1,70 x 108 sel/ml untuk wild type,
dan mutan
RJ = 2,95 x 108 sel/ml
(Gra-
637
fik 1 dan 2). Perbedaan dengan
kedua mutannya
susunan turut
gen kedua
oleh
bersifat PELCZAR
streptomisin,
aslinya, antara
sehingga
proses sel-sel
sinar
tampak
digiatkan memperbaiki
memulihkan dangkan
yang
yang
, sinar alpa,
pecah
beta,
yaitu
polimerase
dengan
cara
dan gamma
dan
selanjutnya
akan
kromosom
mengakibatkan terjadinya penghapusan kromosom lainnya STRICKBERGER (6). mutasi yang
antibiotika bentuk
maka
meningkat
oleh mesin
dari
terdapat
(5), se-
sinar X, proton, radioaktif
mengakibatkan
Kromo-
perubahan-perubahan
sama
atau
terhadap
unsur-unsur
berubah
CHAN
sumber-sumber
dapat
translokasi,
kemampuan
dan
sinar
ligase
sehingga
mutan-mutan
koloni
dan
eelah-celah
terjadi
dan lain-lain,
dan ciri-ciri
yang
ikatan
mengisi
merangsang yang
dikenai
tersebut, PELCZAR
lain-lain,
dapat terjadi
nuklease
lain
yang dihasilkan
DNA
segera
endo
silang
ini menga-
kerusakan
menguraikan
DNA
Sedangkan
ikatan
Fotoreaktivasi
enzim
rusak
basa
DNA.
dengan
atau
yang
antara
dan mengakiba-
timin. Dimer
Namun
Suatu
yang
Cobalt-60
bagain-bagian
toleransi
yang
mutasi
menyerupai
replikasi dimer
potongan-potongan
pengeion
Radium,
Akibat
gamma
hidrogen
UV yang mematikan,
memotong
sel-sel
seperli
diantara
berturut-
terjadinya
yang
terutama
normal.
light).
menggabung
basa
dalam
sinar
tanpak,
enzim-enzim
yang
berubahnya
sinar
ikatan
fotoreaktivasi.
terkena
aktivitas
luka,
yang
(Visible
radiasi
dan
dan pirimidin,
pembentukan
mekanisme
neutron
som
kelainan
replikasi
bagian
dan
secara
modifikasi
yang bersebelahan,
olehsinar
Kemudian
telah
terlnduksi
mempercepat
analog-analog
terjadi
oleh
kelika
disebabkan
violet,
pada purin
UV menyebabkan
pirimidin
caukan
sebut
mengakibatkan
DNA oleh
sinar
diperbaiki
UV.
zat yang
amino dan hidroksil
mutagen
ultra
(wild type)
(5).
kimia
kelainan
karena
sinar
yaitu
dan CHAN
Mutagen
tkan
tersebut
S. cerevisiae
antara
R5 dan RJ mungkin
mutan
mutagen,
gugusan
yang nyata
fermentasi
berbeda, dan
yang
sehingga
penyimpangan
memperlihatkan
penghambat,
misalnya
yang berubah,
pula atau resisten
karena
terhadap
aksi
bakteriofaga. 'Pengukuran strain
kadar alkohol,
untuk melakukan
sebagai
fermentasi
salah
fruktosa
pada (Tabel 3, 4, dan 5). Kedua mutan S. hasilkan alkohol rata-rata lebih banyak
638
satu parameter dan sukrosa
cerevisiae-R5 dan
berbeda
kemampuan
dapat dilihat dan RJ mengnyata bila
dibandingkan
revisiae-R5 hulu
(3)
mutasi,
S. cerevisiae (5,46%), yaitu 8,6% pada S. cerevisiae-RJ. Pada di lapqrkan bahwa S. cerevisiae
dengan dan
telah
daya
lebih banyak
fermentasi
pada
dari khamir yang
peneli tian SUPRIHATI monosakarida
(glukosa,
hanya
dapat menghasilkan
S. ce-
penelitian
terda-
yang alkohol
dan
sebanyak
kadar alkohol
mengalami 2,4 - 6,3%
("wild type").
enam hari fermentasi
fruktosa,
alkohol
persentase
menghasilkan
tidak termutasi
(7,8) se1ama
janis
Meningkatnya
tetes
pada
8,85%
mannosa)
Menurut
pada beberapa
S.
cerevisiae
4,33%. yang dihasilkan
oleh kedua
dan RJ disebabkan karena lebih besarnya popumutan S. cerevisjae-R5 lasi sel-sel mutan tersebut (Tabel 3 dan 4) sehingga dapat menghasilkan
enzim
lebih
banyak
yang
dapat
alkohol dan CO2, disini ter1ihat konsentrasi enzim dengan aktivitas
mengkonversi
adanya hubungan fermentasi.
gula
menjadi
linier
antara
KESIMPULAN Berdasarkan mutannya
R~ ;) dan
15% dan
fruktosa
energi dan sukrosa.
DAFTAR
penelitian
bahan
RJ
untuk
15%,
kemampuan
ternyata
untuk
produksi
S. cerevisiae
khamir
menghasilkan
alkohol
fruktosa
lebih
alkohol
bila
dalam baik
serta
media sebagai
dibandingkan
dua
sukrosa sumber dengan
PUSTAKA
1. FROBISHER, M., HINDILL, R.D., CRABTREE, K.T.-" and GOODHEARD, C.R., Fundamental of Microbiology, Saunders Philadelphia (1974) 2. REED, G., Prescott and Donn's Avi Publishing Co., Westport
Industrial Connecticut
Microbiology, (1982).
4th ed.
3. SIAGIAN, E.G., LINA, M.R., dan HARSOJO, Seleksi yang berdaya fermentasi tinggi, Hasil Penelitian
Mutan Mikroba (1985) 81.
4. DWI DJOSEPUTRO, D., karta (1978).
Gramedia,
Pengantar
Fisiologi
Tumbuhan,
Ja-
639
5. PELCZAR, M.J., and CHAN, (Penterjemah HADIOETOMO,
ANGKA1
S.L'r Universitas
E.C.9., Dasar-dasar Mikrobiologi, R.9., IMA9, T., TJITR090MO, 9.9., dan Indonesia,
6. STRICKBERGER,
M.W., Genetics,
7.
S.,
KUSUMAWATI,
SaccharomJ'ces
Fermentasi
(1986) 409.
3rd ed., Mac Millan sari Hansen
ceredsiae
Jakarta
buah dan
nanas
S.
New York oleh
elipsoidens,
(1985)
khamir. (tidak
dipublikasikan). 8.EDWIR
AZIS, Komunikasi
Pengamatan
(had)
o
,
.---------1 2 I , ,----------
1 _______
1 _________
3
, .---------, 4 , _______
I ,,----------
, 5 I ,,---------:
6
1
.----------
I
, ,,---------, I
G40
Populasi
R5 dan RJ pada
x 06jml
S. cerevisiae
,,---------, 1 I
:
(1988).
1. Rata-rata populasi S. cerevisiae, media sukrosa dan fruktoRa
Tabel
• •
Pribadi
7
8
RJ
Sukrosa:Fruktosa , --------,--------25: 25 I --------.--------25: 35 1 --------,--------35: 55
Sukrosa:Fruktosa:Sukrosa:Fruktosa I . -------,--------,------25 25: 25: 25 , , -------,--------.------115 80 : 110 : 80 . , -------.--------,------150 100 : 115 : 110 , . -------.--------.------50: 85 235 190 : 225 : 195 I • , 1, , I , , --------,---------j-------j--------j-------i----------225 240 245 265 125 1 ___________ 80 145
190
~
195
285
~
295
!
290
~
300
:
280
260
:
230
!
225
~
2·35
I
--------.--------250 : 265 --------:--------245 : 200
! 155 ! 185 ! 205 210 -------j--------j-------:----------! 125 ! 175 : 155 135
Tabel
2. Populasi S. cerevisiae, sukrosa dan fruktosa.
RS dan RJ dalam media
Galur Rata-rata/ ml ------------------------------------------------------------------S. cerevisiae
1,70 x 108
RS
2,90
8 x 10
8
2,95 x 10 --------------------------------------------.----------------------
Tabel
3. Pengamatan kadar alkohol dan uji Duncan rata-rata kadar alkohol yang diperoleh untuk setiap faktor khamir ( a ) pada 5 pengamatan.
Kadar
.Jenis khamir
(
S. cerevisiae S. cerevisiae S. cerevisiae
Tabel
Simbol
alkohol %
- RJ
8,85
- R~ - ( wild type")
8,65 5,46
)
a
a b
4. Pengamatan dan uj i Duncan rata-rata kadar diperoleh untuk setiap faktor gula ( b ). Gula
Kadar
alkohol
alkohol
yang
Simbol
(% ) b2 bl
Keterangan
8,13
a
7,18
b
: angka-angka setiap adalah berbeda nyata
lajur diikuti simbol yang menurut DNMRT taraf 5%.
sarna
Disini terlihat bahwa mutan R5 dan RJ menghasilkan alkohol rata-rata lebih ban yak dan berbeda nyata dibandingkan dengan S. cereviasie (5,45%) yaitu 8,8S% pada RJ dan 8,6S% pada R5' Hal ini disebabkan lebih besarnya populasi sel-sel mutan tersebut, sehingga enzim yang dihasilkan lebih banyak.
641
Tabel
5. Sidik ragam kadar alkohol dari perlakuan 5 (dalam arc. sinus V x I).
pada pengamatan
ke
--------
I1 2,35 I 18 I 1,70 I1I1 FH. I1I ,I(ab)• I1'__________ I'I I•1II 2 5 23 Tabel .JK. KT. F. 21 I 1 46,44 43,81 I 8,28 6,01 3,55 9,29 0,13 1,70 48,79 3,5'1 0,93 0,05 0,01 6,01 4, 4,25 2,77 3,55 21,90 ilJ 0,46 168,46** il,46** 13,08** I db. I II ---------------------------------------------
Keterangan : ** = Berbeda sangat nyata. Karena berbeda nyata dilanjutkan dengan uji Multiple Range Test (DNMRT).
275
275
250
250
225
225
200
~ 200
'" ;: 175
175·-
H
150 .-
"b
~ 150
H
-;;:125 "
.-I
0.
-rl
"
100
to
125.100
.-I
75
&.
oPo
75
50
50
25
25
o
o
2345678
2345678
.••• aktu ( had ) Gambar
1.
Pertumbuhan
vU,iae (a2)' (a3)
642
New
300
300
B. o
Duncan
populasi
.••• aktu ( hari S. c£trP..-
(a 1) S. c.etrP..vU,iae- RS dan S. cetrP..vi6iae-RJ pada medium sukrosa
Gambar
2.
Pertumbuhan
vU,iae (a2), (a3)
(a 1)
populasi
S.
S.
cetrP..vi6iae dan S. cetrP..vi6iae-RJ pada medium fruktosa
cetrP..- RS
OJ SKUSI
NI KHAM
1. Sampel
diiradiasi
meni t, jadi
dengan
berapa
intensi tas
selama
penyinaran
?
2. Apakah
penyinaran
dengan
menghasilkan 3. Mengapa vitas
ultra
mutan khamir
galur-galur
yang berbeda
E.G. SIAGI 1. Intensitas
sinar
energi
violet
tersebut
dari
species
dalam
15 watt
violet yang
di terima
pada kondisi
selama
oleh
5
sampel
tersebut
dapat
? khamir
menghasilkan
tersebut
mempunyai
akti-
?
alkohol
AN
146,94 j.cm2idetik,
2. Belum,
maka dari
3. Karena
bentuk
enzim untuk
ultra
diukur
itu, dilanjutkan
selnya
lebih
fermentasi
dengan UV. meter.
dengan
besar
dan
iradiasi
sinar
mengeluarkan
gamma.
lebih
banyak
apakah
mutan-
alkohol.
SUSIANA Pada
penelitian
ml1tan tersebut
Anda
telah
sudah
diuji
ditemukan lagi,
kemungkinan besar dia akan kalau sudah mohon dijelaskan
beberapa
karena
mutan,
apabila
kembali berbentuk cara pengujiannya
tidak
semula
diuji (wild
lagi type)
?
E.G. SIAGIAN Belum,
hanya dilakukan
ratorium
mikrobiologi
seri Dassa~e
dalam
strain collection
di labo-
PAIR BATAN.
SUHARNA 1. Apakah
yang menyebabkan
siae daripada
sukrose
fruktosa
lebih
mudah
dirambah
S. cerevi-
dan sukrose
merupakan
?
2. Apakah adanya perbedaan perombakan pengaruh perkenaan radiasi ?
fruktose
G43
E.G. Fruktose
SIAGIAN sudah bisa
lan sulrose
langslIng dikonversi
\larus dirombak
kan waktu, maka hasilnya fermentasi alkohol.
menjadi
karena
glukose
lebi h baik
dan
fruktose
monosakarida
fruktose, sebagai
jadi
mema-
medium
untuk
ABDUL QHOLIQ 1. Apakah
Anda yakin pada percobaannya
2. Apakah
mlltasi gen atan mutasi
E.G.
khromosom,
kromosom
saja, mukan
mutasi
mutasi
?
mohon penjelasan.
SIAGIAN
1. Ya, mutasi
044
mendapatkan
gen.
sedang-
