i  

PEMANFAATA SUBSTRAT MOLASSES DAN UREA PADA PRODUKSI BIOPESTISIDA OLEH BAKTERI ENDOFIT (Pseudomonas putida)

MENGGUNAKAN BIOREAKTOR KOLOM GELEMBUNG

Oleh :

PRIMA WIDYA PRATIWI

F34052831

2010

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

ii  

PEMANFAATA SUBSTRAT MOLASSES DAN UREA PADA PRODUKSI BIOPESTISIDA OLEH BAKTERI ENDOFIT (Pseudomonas putida)

MENGGUNAKAN BIOREAKTOR KOLOM GELEMBUNG

Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknologi Pertanian Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh :

PRIMA WIDYA PRATIWI

F34052831

2010

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

iii  

Judul Skripsi : Pemanfaatan Substrat Molasses dan Urea Pada Produksi Biopestisida oleh Bakteri Endofit (Pseudomonas putida) Menggunakan Bioreaktor Kolom Gelembung

Nama : Prima Widya Pratiwi

NRP : F34052831

Menyetujui

Pembimbing I Pembimbing II

Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc Dra. Rita Harni, MSi NIP. 19630817 198803 1 003 NIP. 19660827 199803 2 002

Mengetahui :

Ketua Departemen

Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti NIP. 19621009 198903 2 001

Tanggal Lulus :

iv  

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 24 Mei 1987 di Cirebon dan merupakan anak

pertama dari dua bersaudara. Orang tua penulis adalah Toto Maryanto dan Titin

Sugihartini yang bertempat tinggal di Cirebon. Penulis menempuh pendidikan di

SDN Kebon Baru IV Cirebon, SLTPN 1 Cirebon dan SMUN 1 Cirebon. Pada

tahun 2005, penulis diterima di IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi

Masuk IPB) dan setahun berikutnya penulis diterima di Jurusan Teknologi

Industri Pertanian.

Selama perkuliahan, penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan

ekstrakokurikuler seperti tergabung dalam beberapa kepanitiaan dan pengurus

himpunan profesi Teknologi Industri Pertanian (HIMALOGIN) sebagai Sek.

Dept. Profesi selama kepengurusan tahun 2006/2007. Pada tahun 2008, penulis

melakukan praktek lapang di PT PG Rajawali II Unit PSA. Palimanan dengan

judul Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi dan Pengawasan Mutu di PT

PG Rajawali II Unit PSA Palimanan.

v  

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya

sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc sebagai dosen pembimbing utama

2. Dra. Rita Harni, MSi sebagai dosen pembimbing pendamping

3. Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS sebagai dosen penguji

4. Ibu/Bapak dan adikku yang telah memberikan dorongan moril selama

penulis melakukan penelitian

5. Mbak Pepi, mbak Emi, mbak Eni, bu Ika, pak Asep, dan pak Iri yang

telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian di Lab serta teman-

teman Lab. Rekayasa Bioproses PAU (mbak Patma, mbak Yaya, mbak

Sherly, kak Daud dan Nunung) atas kebersamaannya dan bantuanya

selama pelaksanaan penelitian.

6. Teman-teman kost Harmony 1 (Bu Ani, Astrid, Dinia, Rara, Endah,

Marisa, Ana, Yona, Erna) yang telah memberikan dukungan moril dan

selalu bersedia ketika dibutuhkan.

7. Dan juga teman-teman satu bimbingan (Fitriana dan Nunung) serta TIN 42

atas kebersamaanya selama ini.

Bogor, Maret 2010

Penulis

PRIMA WIDYA PRATIWI. F34052831. Pemanfaatan Substrat Molasses dan Urea Pada Produksi Biopestisida oleh Bakteri Endofit (Pseudomonas putida) Menggunakan Bioreaktor Kolom Gelembung. Di bawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rita Harni. 2010

RINGKASAN

Kendala dalam budidaya nilam adalah menurunnya produksi setelah 3-4 kali panen. Hal ini disebabkan oleh adanya serangan penyakit terutama penyakit nematoda, jenis nematoda tersebut yakni Pratylenchus brachyurus. Selain menghambat pertumbuhan tanaman, infeksi P. brachyurus juga menurunkan kandungan klorofil dan kadar minyak nilam. Pengendalian biologi menggunakan bakteri endofit merupakan salah satu alternatif pengendalian yang dapat mengatasi hal tersebut. Demi kemudahan aplikasi di lapangan maka bakteri tersebut perlu diformulasi dan diperbanyak. Formulasi perbanyakan dilakukan dengan memodifikasi media kultivasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pemanfaatan molasses dan urea pada media pertumbuhan bakteri endofit (Pseudomonas putida) dengan menggunakan bioreaktor kolom gelembung, mendapatkan formulasi media kultivasi terbaik untuk menghasilkan bobot kering biomassa tertinggi, dan mengukur toksisitas filtrat bakteri hasil kultivasi terhadap nematoda (tingkat mortalitas target). Penelitian ini meliputi analisa pra kultivasi, proses selama kultivasi, dan pasca kulivasi menggunakan rancangan percobaan acak lengkap satu faktor. Faktor yang digunakan yakni kadar molasses yang terdiri dari 3 taraf (molasses 1%, 1.25%, dan 1.5%) dan kadar urea 1%. Kultivasi dilakukan pada bioreaktor kolom gelembung dengan suhu 25-30°C, pH awal 6.8-7.3 dan aerasi sebesar 0.5 v/v/m, pengamatan dilakukan setiap 6 jam selama 48 jam. Hasil penelitian menujukkan bahwa formulasi media berpengaruh terhadap perubahan pH, dan pembentukan biomassa. Kadar molasses 1.5% dan urea 1% memiliki nilai bobot kering biomassa tertinggi yaitu 3.495 (g/l). Nilai efisiensi penggunaan substrat tertinggi pada konsentrasi molasses 1.5% dan urea 1% sebesar 72.10 %, dengan parameter kinetika kultivasi tertinggi berupa µ maks sebesar 0.147 jam-1 dan td-x sebesar 4.714 jam. Nilai Yx/s tertinggi terjadi pada konsenstrasi molasses 1.5% dan urea 1% sebesar 0.257±0.067 g biomassa per g substrat. Tingkat mortalitas nematoda tertinggi terdapat pada konsentrasi molasses 1.5% dan urea 1% yang berkorelasi positif terhadap bobot kering biomassa.

Kata kunci : Pseudomonas putida, Pratylenchus brachyurus, bioreaktor kolom

gelembung

PRIMA WIDYA PRATIWI. F34052831. Utilization of Molases Substrate and Urea in the Biopesticide Production by Endophytic Bacteria (Pseudomonas putida) Using a Bubble Column Bioreactor. Supervised by Khaswar Syamsu and Rita Harni. 2010

SUMMARY

The main constraint in the cultivation of nilam (patchouli) is the decrease its production after being harvested 3-4 times. This is due to disease attacks, particularly nematode-a type of disease called Pratylenchus brachyurus. Besides inhibiting the plant growth, an infection of P. brachyurus also decreases the chlorophyll content and oil content of patchouli. A biological control using endophytic bacteria is one alternative to overcome this problem. For the ease of application in the field, the bacteria should be formulated and propagated. The propagation formulation is done by modifying cultivation media. This research aimed to study the utilization of molases and urea on the growth media of endophytic bacteria (Pseudomonas putida) by using a bubble column bioreactor, to get the best cultivation media formulation to produce the highest biomass dry weight, and to measure bacterial filtrate toxicity as a result of cultivation against nematodes (target mortality rate). This study included an analysis of pre-cultivation, during the cultivation process and post cultivation using a completely randomized experimental design of one factor. The factor used was the molases content consisting of 3 levels (molases of 1%, 1.25% and 1.5%) and urea content of 1%. The cultivation was carried out in a bubble column bioreactor with temperature of 25-30ºC, initial pH of 6.8-7.3 and aeration of 0.5v/v/m. The observation was conducted every 6 hours for 48 hours. The result showed that the formulation of media influenced the changes in pH and biomass formation. A molases content of 1.5% and urea content of 1% had the highest dry weight biomass, namely 3.495 (g/l). The efficiency value of the highest substrate utilization in a molases concentration of 1.5% and urea of 1% was 72.10%, with the highest cultivation kinetic parameters in the form of µmax of 0.147/hrs and a td-x of 4.714 hours. The highest value of Yx/s occurred at the molases concentration of 1.5% and urea of 1% for 0.257±0.067 g biomass per g substrate. The highest nematode mortality was at the molases concentration of 1.5% and urea of 1%, which had a positive correlation with dry weight biomass. Keywords: Pseudomonas putida, Pratylenchus brachyurus, bubble column

bioreactor

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakam bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Substrat Molases dan Urea Pada Produksi Biopestisida oleh Bakteri Endofit (Pseudomonas putida) Menggunakan Bioreaktor Kolom Gelembung adalah benar-benar hasil karya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dalam teks dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, April 2010

Prima Widya Pratiwi NRP. F34052831

v  

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR……………………………………………………………. iv

DAFTAR TABEL……………………………………………………………….... vii

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………... viii

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………….... x

I. PENDAHULUAN………………………………………………………………... 1

A. LATAR BELAKANG……………………………………………………….... 1

B. TUJUAN……………………………………………………………………… 3

II. TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………………..... 4

A. SEJARAH Pseudomonas putida………………………………………………….. 4

B. KARAKTERISTIK Pseudomonas putida……………………………………….. 4

C. MEKANISME KERJA BAKTERI ENDOFIT Pseudomonas putida………... 6

D. MOLASSES………………………………………………………………..... 6

E. UREA………………………………………………………………………... 8

F. BIOREAKTOR KOLOM GELEMBUNG ............................................…..... 9

G. NEMATODA PELUKA AKAR (Pratylenchus brachyurus)………………… 10

H. KINETIKA KULTIVASI…………………………………………………..... 11

III. BAHAN DAN METODE……………………………………………………..... 14

A. BAHAN…………………………………………………………………….. 14

B. ALAT……………………………………………………………………..... 14

C. METODE PENELITIAN…………………………………………………... 14

1. Persiapan kultivasi……………………………………………………... 14

vi  

2. Pembuatan media kultivasi…………………………………………….. 15

3. Kultivasi………………………………………………………………... 16

4. Analisis parameter……………………………………………………... 17

5. Rancangan percobaan………………………………………………….. 18

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………………….... 20

A. PENENTUAN KADAR C (KARBON) DAN KADAR N (NITROGEN) MEDIA KULTIVASI……………………………………..... 20

B. POLA PERUBAHAN pH…………………………………………………... 20

C. POLA PERTUMBUHAN Pseudomonas putida SELAMA KULTIVASI..... 22

D. POLA PEMBENTUKAN BOBOT KERING BIOMASSA………………... 26

E. PENGGUNAAN SUBSTRAT SELAMA KULTIVASI………………….... 27

F. KINETIKA KULTIVASI…………………………………………………... 30

G. PENGUJIAN TOKSISITAS CAIRAN KULTIVASI TERHADAP NEMATODA (BIOASSAY)……………………………………………….... 32

V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………….. 35

A. KESIMPULAN……………………………………………………………... 35

B. SARAN……………………………………………………………………... 35

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………......... 37

LAMPIRAN……………………………………………………………………........ 41

vii  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Klasifikasi ilmiah Pseudomonas putida……………………………………….. 5

Tabel 2. Komposisi kimiawi tetes tebu (molasses)………………………………..... 7

Tabel 3. Kandungan vitamin molasses…………………………………………….... 8

Table 4. Klasifikasi ilmiah Pratylenchus brachyurus………………………………….. 11

Tabel 5. Penentuan kadar C (karbon) dan kadar N (nitrogen) medium kultivasi…... 20

viii  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Pseudomonas putida…………………………………………………….. 5

Gambar 2. Skema bioreaktor kolom gelembung……………………………… 9

Gambar 3. Diagram alir persiapan inokulum………………………………….. 15

Gambar 4. Diagram alir proses persiapan media kultivasi……………………. 16

Gambar 5. Diagram alir proses kultivasi……………………………………… 17

Gambar 6. Kurva perubahan pH medium selama kultivasi…………………… 21

Gambar 7. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi dalam medium A1B (molasses 1%, urea 1%)…………… 23

Gambar 8. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi dalam medium A2B (molasses 1.25%, urea 1%.............. 23

Gambar 9. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi dalam medium A3B (molasses 1.5%, urea 1%)………… 24

Gambar 10. Pola pertumbuhan sel Pseudomonas putida pada setiap perlakuan………………………………………………………….

25

Gambar 11. Pengaruh konsentrasi molasses dan urea terhadap peningkatan bobot kering biomassa……………………………………………. 27

Gambar 12. Efisiensi penggunaan sumber karbon selama kultivasi………….... 28

Gambar 13. Pola penggunaan substrat pada setiap perlakuan…………………. 29

Gambar 14. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan substrat selama kultivasi dalam medium A1B……………………. 29

Gambar 15. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan substrat selama kultivasi dalam medium A2B…………………… 30

Gambar 16. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan substrat selama kultivasi dalam medium A3B……………………. 30

Gambar 17. Pengaruh konsentrasi molasses dan urea terhadap konversi substrat menjadi biomassa (Yx/s)………………………………... 32

ix  

Gambar 19. Tingkat mortalitas nematoda terhadap berbagai perlakuan media kultivasi yang diujikan pada pengenceran 20% cairan

kultivasi…………………………………………………………. .

33

Gambar 20. Bioreaktor kolom gelembung……………………………............... 72

x  

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Metode analisa pra-kultivasi……………………………………... 42

Lampiran 2. Metode analisa selama kultivasi………………………………….. 44

Lampiran 3. Metode analisa pasca kultivasi (penentuan mortalitas biopestisida)……………………………………………………....

46

lampiran 4. Data perubahan pH medium selama kultivasi…………………..... 47

Lampiran 5. Data Optical Density (OD660nm) selama kultivasi……………… 47

Lampiran 6. Data bobot kering biomassa (g/l) selama kultivasi………………. 48

Lampiran 7. Data total gula sisa (g/l) selama kultivasi………………………… 48

Lampiran 8. Laju pertumbuhan………………………………………………… 49

Lampiran 9. Contoh perhitungan laju pertumbuhan maksimum (µ maks)…… 49

Lampiran 10. Kinetuka kultivasi………………………………………………. 51

Lampiran 11. Hasil pengujian mortalitas nematoda…………………………. 52

Lampiran 12. Hasil analisa ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH A1B (alpha=0.05)…………………………………….. 53

Lampiran 13. Hasil analisa ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH A2B (alpha=0.05)…………………………………….. 54

Lampiran 14. Hasil analisa ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH A3B (alpha=0.05)……………………………………. 55

Lampiran 15. Hasil analisis ragam penurunan pH pada setiap formula media kultivasi (alpha=0.05)………………………………………….

56

Lampiran 16. Hasil analisis ragam nilai pH setiap formula media di tiap waktu..........................................................................................

56

Lampiran 17. Hasil analisa ragam nilai bobot kering biomassa pada setiap formula media (alpha=0.05)…………………………………...

59

Lampiran 18. Hasil analisis ragam terhadap nilai bobot kering biomassa pada setiap formula media di tiap waktu (alpha=0.05)……………

61

xi  

Lampiran 19. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap nilai total gula sisa (alpha=0.05)…………………………………………

62

Lampiran 20. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap nilai total gula sisa di tiap waktu (alpha=0.05)……………………………

64

Lampiran 21. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai (s0-s)/s (alpha=0.05)...............................................................................

66

Lampiran 22. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai (s0-s)/s di tiap waktu (alpha=0.05)...............................................................

67

Lampiran 23. Hasil analisis ragam formula media terhadap yield (Yx/s) (alpha=0.05).................................................................................

68

Lampiran 24. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap yield (Yx/s) di tiap waktu (alpha =0.05)……………………………

70

Lampiran 25. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai toksik (alpha =0.05)………………………………………………………….

71

Lampiran 26. Dokumentasi………………………………………………….. 72

0  

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Penggunaan biopestisida merupakan salah satu cara alternatif

pengendalian nematoda pada tanaman nilam, diantara jenis nematoda

tersebut, Pratylenchus brachyurus sangat luas penyebarannya dan berperan

dalam menimbulkan penyakit pada tanaman nilam (Harni & Mustika, 2000).

Hal ini dapat dilihat dari menurunnya produksi nilam setelah 3-4 kali panen.

Selain menghambat pertumbuhan tanaman, infeksi P. brachyurus juga

menurunkan kandungan klorofil dan kadar minyak nilam (Sriwati, 1999).

Kondisi tersebut merupakan kendala dalam budidaya nilam, padahal nilam

(Pogostemon cablin Bent) adalah salah satu komoditas penghasil minyak

atsiri yang mempunyai nilai ekonomi tinggi baik sebagai penghasil devisa

negara maupun sebagai sumber pendapatan petani. Indonesia hingga sekarang

merupakan produsen utama minyak nilam dunia (Anonim, 2009). Ekspor

minyak nilam Indonesia pada tahun 2001 adalah sekitar 1.88 ton dan pada

tahun 2006 meningkat sebesar empat kali lipat yakni sekitar 4.984 ton.

Indonesia sebagai produsen nilam terbesar di dunia memasok 80% kebutuhan

minyak nilam Amerika (Anonim, 2009).

Pengendalian dengan biopestisida diawali dengan belum adanya hasil

yang memuaskan dari beberapa pengendalian yang telah dilakukan terhadap

nematoda. Beberapa pengendalian tersebut seperti penggunaan nematisida,

penambahan bahan organik ke tanah, kultur teknis dan penanaman kultivar

yang tahan/ resisten. Produksi biopestisida menggunakan bakteri endofit

Pseudomonas putida untuk mengendalikan nematoda dikenal dengan

pengendalian hayati. Bakteri endofit adalah bakteri yang hidup

mengkolonisasi jaringan bagian dalam tanaman tanpa menyebabkan

gangguan pada tanaman tersebut.

Mekanisme kerja bakteri endofit (Pseudomonas putida) adalah eksklusi,

yakni menghilangkan atau menekan populasi patogen baik dengan cara

antibiosis, kompetisi makanan, menghasilkan zat metabolik, parasit terhadap

1  

patogen dan induksi ketahanan tanaman baik oleh sel hidup maupun produk

yang dihasilkannya (Supramana et al., 2008).

Dengan demikian, dalam produksi biopestisida diperlukan adanya

teknologi perbanyakan bakteri endofit (P. putida) salah satunya melalui

formulasi media dengan rasio karbon dan nitrogen pada medium

pertumbuhannya, karena unsur karbon dan nitrogen merupakan unsur makro

yang dibutuhkan bagi pertumbuhan dan perkembangan bakteri. Perbandingan

antara sumber karbon dan nitrogen sangat menentukan aktivitas

mikroorganisme. Kebutuhan sumber karbon dapat dipenuhi dari karbohidrat,

lemak dan asam-asam organik, sedangkan kebutuhan nitrogen dipenuhi dari

protein, amoniak dan nitrat.

Pada penelitian ini digunakan sumber karbon yang didapat dari molases

(tetes tebu) yang masih memiliki kandungan gula dapat terfermentasi

sebanyak 50-55%, sedangkan sumber nitrogen didapat dari urea. Alasan

penggunaan molases yakni sebagai pemanfaatan hasil samping pertanian dan

juga meningkatkan nilai tambah hasil pertanian secara keseluruhan.

Pemanfaatan molases sebagai sumber karbon dalam media kultivasi sangat

menguntungkan, karena ketersediaanya cukup banyak, harganya relatif murah

dan bisa digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Hal ini

sesuai dengan pernyataan Vandekar & Dulmage (1982), bahwa dalam

memilih bahan-bahan untuk medium kultivasi harus diperhatikan

ketersediaanya, harga dan bagaimana mikroorganisme memanfaatkannya.

Ketersediaan molases di Indonesia cukup besar, menurut data dari

Geocities (2005) bahwa daerah Jawa Timur memiliki ketersediaan molases

terbesar di Indonesia sebesar 499.050 ton/ tahun sedangkan untuk daerah

Jawa Barat sebesar 56.689 ton/tahun. Konversi tebu menjadi molases sebesar

5-6%, artinya pabrik gula dengan kapasitas 6000 ton tebu per hari

menghasilkan molases sekitar 300-360 ton per hari. Penggunaan molases

untuk produksi biopestisida skala industri sangat memadai, mengingat jumlah

pabrik gula di Indonesia cukup banyak.

Komposisi molases dari pabrik gula tidak sama karena kualitas molases

yang dihasilkan dari suatu pabrik gula dipengaruhi oleh pemurnian niranya,

2  

bila kurang sempurna maka kotoran seperti kapur dan tanah banyak terdapat

dalam molases. Pada pemanfaatanya, molases terlebih dahulu dilakukan

pengenceran, karena pada konsentrasi molases yang terlalu tinggi

menyebabkan mikroorganisme tidak mampu tumbuh. Konsentrasi molases

yang digunakan, berdasarkan pada penelitian Wahyudi (2002) yakni pada

konsentrasi molases 1.25% sebagai nilai tengah perlakuan, karena dengan

nilai konsentrasi molases 1.25% dapat menggantikan dekstrosa 1% sebagai

medium pertumbuhan bakteri Bacillus sp dan juga mampu menghasilkan

bobot biomassa lebih tinggi.

Pemenuhan kebutuhan sumber nitrogen didapat dari pemanfaatan urea.

Penggunaan urea untuk pertumbuhan mikroorganisme telah dilaporkan

(Stanburry dan Whitaker, 1984) bahwa dapat mempertahankan pH medium

kultivasi, konsentrasi urea 1% juga merupakan konsentrasi sumber N yang

optimal untuk pertumbuhan bakteri. Urea mudah didapatkan sebagai pupuk

tanaman dan harganya terjangkau. Pada produksi biopestisida ini

menggunakan bioreaktor kolom gelembung karena bioreaktor tersebut dapat

menghasilkan biomassa dan yield metabolit sekunder yang lebih tinggi

(Hartoto dan Sailah, 1992), terutama pada pemanfaatan transfer oksigen yang

baik, karena P. putida merupakan bakteri aerob yang membutuhkan

ketersediaan oksigen dalam pertumbuhannya. Berbagai senyawa metabolit

sekunder yang dihasilkan P. putida tersebut bersifat toksik terhadap

nematoda kemudian dimanfaatkan sebagai senyawa biopestisida.

B. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengkaji pemanfaatan molasses sebagai sumber karbon dan urea sebagai

sumber nitrogen pada media pertumbuhan bakteri endofit (Pseudomonas

putida) dengan menggunakan bioreaktor kolom gelembung

2. Mendapatkan formulasi media kultivasi terbaik untuk menghasilkan

bobot kering biomassa tertinggi

3. Mengukur toksisitas filtrat bakteri hasil kultivasi terhadap nematoda

parasit tanaman (tingkat mortalitas target)

3  

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. BAKTERI Pseudomonas sp

Kelompok Pseudomonads merupakan kelompok kemoorganotrofik aerob,

mempunyai kemampuan denitrifikasi, berupa gram negatif, bersel tunggal,

berbentuk lurus atau bengkok, berukuran 0.5-1.0 µm x 1.5- 4.0 µm, dengan

flagella polar, tunggal atau majemuk dan tidak menghasilkan spora. Bakteri-

bakteri Pseudomonads hanya membutuhkan nutrien yang sederhana untuk

pertumbuhannya serta hidup pada kisaran pH netral dan suhu mesofilik.

Namun beberapa bakteri kelompok ini dapat pula dijumpai bertahan hidup

pada kondisi suhu, pH serta faktor-faktor fisik dan kimia yang ekstrim

(Fardiaz, 1988).

Perakaran tanaman banyak dikolonisasi oleh bakteri-bakteri yang

bermanfaat seperti Bacillus sp, Agrobacterium radiobacter dan Pseudomonas

sp. Berdasarkan kemampuanya dalam berfluoresensi, bakteri pseudomonas

dikelompokan menjadi dua yaitu bakteri Pseudomonas fluoresense dan non

fluoresense. Akhir-akhir ini bakteri yang banyak mendapat perhatian untuk

pengendalian penyakit tanaman adalah bakteri pengkolonisasi akar

(rhizobakteri) diantaranya adalah P. fluoresense dan P. putida. Beberapa sifat

yang dimiliki bakteri tersebut antara lain: (a) kemampuan mendominasi

dalam pemanfaatan eksudat yang dikeluarkan akar (b) cepat berkembang biak

dan (c) kemampuan untuk mengkolonisasi perakaran.

B. KARAKTERISTIK Pseudomonas putida

Bakteri P. putida termasuk ke dalam genus Pseudomonas yang berbentuk

lengkung, batang atau ramping, berukuran (0.5-1) x (1.5-5.0) µm dan

bergerak dengan satu atau beberapa flagellum polar, respirasi dengan

oksigen, tumbuh pada kondisi dengan kelembaban tinggi dan kaya bahan

organik, terutama pada rizosfer dan rizoplan sangat disukainya. Kemampuan

yang tinggi dalam mengkoloni akar karena tingkat pertumbuhan yang tinggi,

pergerakannya secara kemotaksis terutama terhadap eksudat akar yang

4  

menyediakan unsur nutrisi seperti C, N dan Fe. Bakteri ini lebih efektif pada

kondisi tanah netral dan basah (Soesanto, 2008).

Selain itu, P. putida merupakan bakteri gram negatif yang tumbuh

optimal pada suhu ruang dan bersifat aerob (Mzoughi et al., 2004). Bakteri

P. putida adalah bakteri saprofit yang dapat ditemukan di air dan di tanah.

Bakteri ini memegang peranan penting pada proses dekomposisi,

biodegradasi siklus karbon dan nitrogen. Penggunaan P. putida lebih aman

karena tidak bersifat patogen pada manusia dan tanaman serta tidak

berbahaya seperti Pseudomonas aeroginousa yang bersifat patogen pada

manusia (Budihartono et al., 2009). Berikut ini disajikan klasifikasi ilmiah

dari Pseudomonas putida (Tabel 1).

Tabel 1. Klasifikasi ilmiah Pseudomonas putida

Klasifikasi ilmiah Kingdom Bakteri

Filum Proteobacteria

Kelas Gamma Proteobacteria

Ordo Pseudomonadales

Famili Pseudomonadaceae

Genus Pseudomonas

Spesies Pseudomonas putida

(Cornelis, 2008)

Gambar 1. Pseudomonas putida (www. vermicon.com, 2010)

5  

C. MEKANISME KERJA BAKTERI ENDOFIT (Pseudomonas putida)

Bakteri Pseudomonas sp. mampu menghasilkan bermacam-macam

metabolit sekunder seperti antibiotik, HCN dan kompetisi pemanfaatan Fe

(III) melalui produksi siderofor yang dapat menekan pertumbuhan patogen

secara alami. P. putida juga menghasilkan asam-asam organik seperti asam

oksalat (Premono, 1994) yang dapat mengikat unsur P sehingga dapat

meningkatkan serapan fosfat oleh tanaman. Di samping itu bakteri ini juga

menghasilkan antibiotik seperti phenazines, pyrolnitrin, pyocyanin dan

phloroglucionol dan enzim ekstraselluler serta asam pseudomonat (Soesanto,

2008).

Enzim ekstraselluler yang dihasilkan bakteri endofit diantaranya adalah

kitinase, protease, dan selulase. Enzim kitinase merupakan enzim penting

yang dihasilkan bakteri antagonis untuk mengendalikan patogen tular tanah,

karena enzim ini dapat mendegradasi dinding sel patogen yang terdiri dari

kitin seperti dinding sel cendawan, nematoda dan serangga. Enzim protease

yang dihasilkan oleh bakteri endofit selain berperan dalam mendegradasi

dinding sel patogen, protease dapat digunakan oleh bakteri tersebut untuk

melakukan penetrasi secara aktif ke dalam jaringan tanaman. Benhamou et

al. (1996) melaporkan enzim selulase dan pektinase yang dihasilkan

Pseudomonas fluorescens dapat digunakan oleh bakteri tersebut untuk

mengkolonisasi daerah interselluler jaringan korteks akar, sehingga terjadi

penghambatan invasi patogen.

Di samping itu bakteri ini juga dapat menekan perkembangan penyakit

tanaman dengan persaingan ruang dan nutrisi (unsur karbon), merangsang

pertumbuhan tanaman dan menginduksi ketahanan tanaman. Satu agens

biokontrol kemungkinan memiliki lebih dari satu mekanisme (Supramana et

al., 2008).

D. MOLASES

Tetes tebu (molases) merupakan hasil samping proses pengolahan tebu

dari pabrik gula yang masih mengandung gula sebanyak 50-55%, serta

garam-garam dan bahan non gula. Komposisi tetes tebu dipengaruhi oleh

6  

varietas, kematangan tebu, kondisi iklim dan tanah dan kondisi proses di

dalam pabrik gula (Paturau, 1982). Molases kaya akan kandungan mineral

yang terdiri atas karbonat, kalium, besi, fosfor, kalsium dan vitamin (Tabel 2

dan 3). Kisaran pH tetes tebu adalah 5.2-6.5 dan kekentalannya 82-84°Brix.

Tabel 2. Komposisi kimiawi tetes tebu (molases)

Unsur Kisaran (%) Rata-Rata (%) Air 17-25 20

Sukrosa 30-40 35

Dekstrosa (glukosa) 4-9 7

Laevulosa (fruktosa) 5-12 9

Bahan pereduksi lain 1-5 3

Karbohidrat lain 2-5 4

Abu 7-15 12

Unsur nitrogen 2-6 4.5

Unsur bukan

nitrogen

2-8 5

Lilin, sterol,

fosfolipid

0.1-1 0.4

Kalsium - 0.66

Fosfor - 0.4 Sumber : Paturau (1982)

Molases digunakan secara luas sebagai sumber karbon untuk denitrifikasi,

fermentasi anaerobik, pengolahan limbah aerobik, dan juga diaplikasikan

pada budidaya perairan (Kargi et al., 1980; Burford et al., 2003; Jimenez et

al., 2004; Quan et al., 2005).

7  

Tabel 3. Kandungan vitamin molasses

Unsur Kandungan

(mg/kg molases)

Biotin 1.2-3.2

Asam folat 0.04

Inositol 6.0

Ca-pantotenat 54-64

Piridoksin 2.6-5.0

Riboflavin 2.5

Thiamin 1.8

Asam nikotinat 30-800

Cholin 600-800 Sumber : Paturau (1982)

E. UREA

Urea (H2NCONH2) merupakan salah satu sumber nitrogen yang berguna

sebagai makanan suplemen dalam pertumbuhan mikroorganisme. Substansi

kristalnya memiliki titik leleh pada suhu 132.7°C (27.1°F). Urea terbentuk

dari anhydrous ammonia (NH3) memiliki kadar nitrogen sebesar 46%, karbon

20%, hidrogen 6.71% dan oksigen 26.64 % dengan berat molekul 60.06

gram/mol. Urea dalam bentuk prills memiliki kandungan nitrogen sebesar 32

%. Urea ketika dilarutkan dalam air dan mengalami pemanasan pada suhu

tinggi akan berubah menjadi ammonium bikarbonat dan melepaskan basa

dengan reaksi sebagai berikut,

(NH2)2CO + 3H2O (NH4)2HCO3 + OH-

Proses ini akan berlangsung secara sempurna selama 48 jam. Reaksi

tersebut akan menyebabkan peningkatan nilai pH pada larutan hingga

mencapai nilai pH 8.5 dan ammonium (NH4+) yang terbentuk cenderung

dikonversi menjadi gas ammonia (NH3) (James, 1993). Menurut Stanburry

8  

dan Whitaker (1984), ketika gas ammonia dibebaskan kemudian

dimanfaatkan sebagai sumber nitrogen alternatif oleh mikroorganisme.

Stanburry dan Whitaker (1984) menambahkan bahwa urea merupakan

sumber nitrogen yang sesuai untuk pertumbuhan mikroorganisme karena

kemampuanya untuk mempertahankan pH. Namun urea ini mempunyai sifat

yang tidak stabil selama proses sterilisasi, oleh karena itu penggunaanya

dibatasi.

Selain sumber karbon dan nitrogen, mikroorganisme juga memerlukan

mineral untuk pertumbuhan dan pembentukan produk metabolit. Kebutuhan

mineral bervariasi tergantung pada jenis mikroorganisme yang ditumbuhkan.

Menurut Dulmage & Rhodes (1971), garam-garam organik yang dibutuhkan

untuk pertumbuhan mikroorganisme meliputi K, Mg, P, S dan yang

diperlukan dalam jumlah sedikit seperti Ca, Zn, Fe, Co, Cu, Mo dan Mn.

F. BIOREAKTOR KOLOM GELEMBUNG

Bioreaktor kolom gelembung (Bubble Column Bioreactor) merupakan

bioreaktor yang berbentuk kolom yang dilengkapi dengan pemasok udara

dari bagian bawah dan tanpa pengadukan mekanis. Pada bioreaktor ini,

pencampuran semata-mata bergantung pada sirkulasi udara yang dimasukan

(Crueger, 1987).

gas keluar

D = diameter

Gambar 2. Skema bioreaktor kolom gelembung (Crueger, 1987).

tinggi

Cairan keluar 

D

Gas masuk

sparger

Cairan masuk 

9  

Menurut Pons, et al. (1987), bioreaktor kolom gelembung menunjukan

proses pengadukan dan transfer oksigen yang baik. Selain itu, laju

perpindahan oksigen dapat mencapai nilai maksimum (Crueger, 1987).

Pergerakan gelembung-gelembung udara tersebut menurut Deckwer (1990)

dapat terjadi secara bersamaan atau gerakan bolak-balik sehingga

membentuk pola sirkulasi yang menyebabkan pengadukan yang intensif

dalam fase cairan.

Bioreaktor kolom gelembung merupakan bioreaktor yang mempunyai

konstruksi sederhana, mudah perawatannya, mempunyai sistem

pencampuran, sistem pindah panas maupun pindah massa yang sangat baik

(Deckwer, 1990). Selain itu, bioreaktor jenis ini membutuhkan pasokan

energi kurang dari 1,0 KW/m3, sedangkan bioreaktor tangki berpengaduk

membutuhkan energi 1,0-2,0 KW/m3. Selanjutnya, Hartoto dan Sailah

(1992) menyebutkan bila dibandingkan dengan bioreaktor teragitasi secara

mekanis, bioreaktor kolom gelembung dapat menghasilkan biomassa dan

yield metabolit sekunder yang lebih tinggi saat memproduksi PST.

G. NEMATODA PELUKA AKAR (Pratylenchus brachyurus)

Nematoda peluka akar (Pratylenchus brachyurus) merupakan nematoda

endoparasit migratori. Serangan nematoda Pratylenchus brachyurus pada

tanaman nilam menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat, warna daun

merah atau kekuning-kuningan dan menyebabkan luka nekrosis pada akar

rambut dan kadang-kadang akar membusuk (Mustika et al., 1995). Selain

menghambat pertumbuhan tanaman, infeksi P. brachyurus juga menurunkan

kandungan klorofil dan kadar minyak nilam (Sriwati, 1999). Kerusakan

akibat serangan nematoda tersebut pada tanaman nilam dapat menurunkan

hasil sampai 85% (Mustika et al., 1995). Berikut ini klasifikasi ilmiah dari

nematoda peluka akar (P. brachyurus) pada Tabel 4.

10  

Tabel 4. Klasifikasi ilmiah Pratylenchus brachyurus

Klasifikasi

Kingdom Animalia

Filum Nematoda

Kelas Adenophorea

Subkelas Diplogasteria

Ordo Tylenchida

Famili Pratylenchidae

Subfamili Pratylenchinae

Genus Pratylenchus

Spesies Pratylenchus brachyurus

(Kleynhans, 1999)

H. KINETIKA KULTIVASI

Kinetika kultivasi menggambarkan pertumbuhan dan pembentukan produk

oleh mikroorganisme, serta menggambarkan kegiatan sel-sel istirahat dan

mati karena banyak produk yang diproduksi setelah pertumbuhan sel berhenti

(Gumbira-Said, 1987). Kinetika kultivasi secara umum dikaji berdasarkan

laju penggunaan substrat, pertumbuhan biomassa dan pembentukan produk.

Gumbira-Said (1987) menyatakan bahwa ciri-ciri pertumbuhan mikrobial

adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggandakan massa atau jumlah sel.

Waktu ganda massa sel dapat berbeda dengan waktu ganda jumlah sel karena

massa sel dapat meningkat tanpa peningkatan jumlah sel.

Fase awal (lag) merupakan masa penyesuaian mikroba, sejak inokulasi sel

mikroba diinokulasi ke media biakan. Pada fase ini terjadi sintesis enzim oleh

sel yang diperlukan untuk metabolisme metabolit. Selama periode ini tak

terjadi penangkaran sel. Oleh karena itu,

X=Xo =tetap …………………..(1)

dengan Xo : konsentrasi sel pada t=0

Laju pertumbuhan (g/l.j) sama dengan nol.

11  

rx = = 0……………….. …(2)

demikian pula laju pertumbuhan spesifik, µ (jam-1) adalah nol

. = µ = 0…………………..(3)

Setelah fase adaptasi selesai, mulai terjadi reproduksi selular. Konsentrasi

selular biomassa meningkat, mula-mula perlahan kemudian makin lama

makin meningkat. Dengan demikian laju produksi atau pertumbuhan (dx/dt)

dan laju pertumbuhan spesifik meningkat. Pada saat laju pertumbuhan dan

reproduksi selular mencapai titik maksimal, maka terjadi pertumbuhan sel

logaritmik atau eksponensial. Pada fase ini mikroba mencapai laju

pertumbuhan maksimum (µmax), dan pertumbuhan sel mikroba terjadi sangat

cepat. Pertumbuhan mikroba pada fase eksponensial dinyatakan dengan

persamaan di bawah ini:

= µmaxX……………………..(4)

Pengintegralan kesetimbangan persamaan (4) akan memberikan persamaan

berikut (Gumbira-Said, 1987):

= dt……..(5)

Jika laju pertumbuhan adalah tetap, maka kesetimbangan (5) dapat

menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Ln( ) = µmax ………………………….(6)

Atau

Ln Xt = Ln Xo + µmax …………… (7)

Kesetimbangan (6) dapat diselesaikan untuk kasus = td, yaitu waktu yang

dibutuhkan untuk mendapatkan massa sel dua kali massa sel semula, Xt =

2Xo sehingga

12  

td = ln2/ µmax = 0.693/ µmax

Keterangan : Xo = konsentrasi sel pada waktu t=0

Xt = konsentrasi sel pada waktu t=t

µmax = laju pertumbuhan spesifik

t = waktu

Koefisien hasil sel terhadap sumber karbon dinyatakan sebagai Yx/s,

sedangkan koefisien konversi nutrient dalam substrat menjadi produk pada

periode tertentu dinyatakan sebagai Yp/s (Wang et al., 1978). Perhitungan

yang biasa digunakan adalah menggunakan persamaan sebagai berikut :

Yx/s = ………………………(8)

Yp/s = ……………………….(9)

Koefisien konversi nutrient dalam substrat berhubungan dengan efisiensi

penggunaan substrat. Perhitungan yang biasa digunakan untuk menghitung

efisiensi penggunaan substrat adalah sebagai berikut (Said, 1987;

Mangunwijaya dan Suryani, 1994):

% penggunaan substrat = x 100%.....................(11)

13  

III. BAHAN DAN METODE

A. BAHAN

Bahan yang digunakan adalah molases sebagai sumber karbon dan urea

sebagai sumber nitrogen, Tryptic Soy Agar (TSA), Tryptic Soy Broth (TSB)

dan mineral (MgSO4 7 H20 0.3%, MnSO4 7 H2O 0.02%, FeSO4 7 H2O

0.02% dan ZnSO4 7 H2O 0,02%, CaCO3 1%), H2SO4 pekat, buffer fosfat,

aquades, etanol 70%, spiritus, tisu, kapas, alumunium foil, isolat bakteri P.

putida, dan nematoda P. brachyurus dari koleksi Balittro.

B. ALAT

Alat-alat yang digunakan antara lain pH-meter, spektrofotometer, tabung

eppendorf, labu erlenmeyer, pipet, gelas ukur, gelas piala, tabung reaksi,

cawan porselin, rotary shaking incubator, otoklaf, oven, neraca analitik,

desikator, loop inokulasi, lemari pendingin, sentrifuse dan bioreaktor kolom

gelembung.

C. METODE PENELITIAN

1. Persiapan Kultivasi

a. Analisis Bahan Baku

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui komposisi awal media yang

digunakan yaitu molases sebagai media sumber karbon dan urea sebagai

sumber nitrogen meliputi analisis kadar air, kadar abu, kadar C dan N.

b. Persiapan Inokulum

Inokulum (kultur bibit) kultivasi disiapkan secara bertahap

mengikuti cara Vandekar dan Dulmage (1982).

14  

Gambar 3. Diagram alir persiapan inokulum (Vandekar dan Dulmage, 1982)

2. Pembuatan Media Kultivasi

No Formula Komposisi (%)

Molases Urea

1. A1B 1% 1%

2. A2B 1.25% 1%

3. A3B 1.5% 1%

Ket : A = kadar molases B = kadar urea Medium kultivasi yang digunakan terdiri dari molases. Urea, buffer fosfat,

garam mineral (MgSO4 7 H20 0.3%, MnSO4 7 H2O 0.02%, FeSO4 7 H2O

0.02% dan ZnSO4 7 H2O 0,02%)

Satu lup biakan P. putida dari media TSA(Trypic Soy Agar)

Inokulasi dalam 16 ml medium TSB (Tryptic Soy Broth)

Inkubasi dalam rotary shaking incubator 200 rpm, 30°C, 24 jam

15  

Gambar 4. Diagram alir proses persiapan media kultivasi (Vandekar dan Dulmage, 1982)

3. Kultivasi

Kultivasi dilakukan di dalam bioreaktor kolom gelembung bervolume 1.3

liter, berisi 0.8 liter media kultivasi dengan konsentrasi sumber karbon dan

nitrogen sesuai perlakuan, pH awal medium 6.8-7.2, kemudian diinokulasi

dengan kultur inokulum dari labu pembibitan sebanyak 2% secara aseptis.

Kultivasi dilakukan pada laju aerasi 0.5 v/v/m dan suhu 30°C selama 48 jam.

Pengamatan dilakukan dengan interval waktu 6 jam sekali.

Molases + CaCO3 Urea + trace element dalam buffer fosfat

Sterilisasi pada suhu 121°C selama 15 menit

Dimasukan ke dalam bioreaktor kolom gelembung secara aseptik

16  

Gambar 5. Diagram alir proses kultivasi (Vandekar dan Dulmage, 1982)

Pengambilan contoh dilakukan sebanyak 9 kali dengan volume 8 ml

untuk setiap samplingnya. Sampling dilakukan pada waktu kultivasi jam ke-

0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 dan jam ke-48.

4. Analisis parameter

Analisis parameter dalam penelitian meliputi analisis pra kultivasi,

kultivasi dan pasca kultivasi.

Analisis pra kultivasi meliputi penentuan kadar C, kadar N, kadar gula

total, kadar air dan kadar abu dari media yang digunakan. Data analisis yang

dikumpulkan selama proses kultivas yaitu :

a) pH cairan kultivasi

b) Pertumbuhan sel dengan menggunakan OD660 nm dan bobot kering

biomassa (g/l) setiap 6 jam selama 48 jam

c) Kadar gula sisa dengan menggunakan metode fenol

Bioreaktor kolom gelembung 1.3 L diisi dengan medium

kultivasi 0.8 L

Inokulasi dengan inokulum dari labu pembibitan (2% dari volume

medium kultivasi) 

Kultivasi pada bioreaktor kolom gelembung pada suhu 30°C selama

48 jam

Biakan diamati pada interval waktu 6 jam sekali

17  

Data yang diperoleh selama kultivasi digunakan untuk menentukan

parameter kinetika kultivasi. Parameter kinetika kultivasi yang ditentukan

meliputi laju pertumbuhan maksimum (µmax), waktu ganda sel (tdx), efisiensi

penggunaan substrat, dan konversi substrat menjadi biomassa (Yx/s).

Analisis pasca kultivasi yakni pengukuran mortalitas nematoda dengan

menggunakan cairan hasil kultivasi dari masing-masing perlakuan. Nematoda

sebanyak 20 ekor dimasukan ke dalam gelas hitung yang berisi 5 ml cairan

hasil kultivasi, setiap perlakuan dilakukan sebanyak 5 ulangan kemudian

diamati setiap hari sampai hari keempat, dengan menggunakan blanko air dan

media kultivasi setiap perlakuan tanpa inokulum, sedangkan pengenceran

yang digunakan sebanyak 20% berdasarkan penelitian Athman (2006) bahwa

pada pengenceran 20% cairan kultivasi didapat nilai LC50 antara cairan

kultivasi yang dihasilkan Fusarium untuk target sejenis nematoda migratori

yakni Radopholus similis.

5. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap satu

faktor. Faktor yang dipakai yakni kadar molases yang terdiri dari 3 taraf dan

urea dengan satu taraf sebanyak 2 kali ulangan. Model yang digunakan untuk

rancangan ini adalah

Yij = µ + Ai +

dengan i = 1,2,3

j = 1,2

Ket :

Yij= variable respon (pH, biomassa, substrat, yield, toksik) dari hasil

observasi ke-j yang terjadi karena pengaruh taraf ke-i

µ = nilai tengah populasi

Ai = efek perlakuan ke-i

= efek unit eksperimen ke-j yang terjadi karena perlakuan ke-i

Data yang diperoleh dari pengukuran parameter, kemudian dianalisis

menggunakan analisis ragam uji F. Apabila hasilnya menunjukan perbedaan

18  

yang nyata, analisis akan dilanjutkan dengan uji Duncan. Analisis ragam

tersebut dilakukan menggunakan software SPSS.

19  

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. PENENTUAN KADAR C (KARBON) DAN KADAR N (NITROGEN)

MEDIA KULTIVASI Hasil analisis molases dan urea sebagai sumber karbon dan nitrogen

menggunakan metode Walkley-Black dan Kjeldahl, dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Hasil analisis karbon, nitrogen, kadar air dan kadar abu molases dan urea Bahan Kadar (%)

C(b/b) N(b/b) Kadar air Kadar abu

Molases 1% 0.54 0.04 99.08 0.08

Urea 0.07 45.11 Tidak diukur Tidak diukur

Keterangan :

C= karbon, N=Nitrogen

b/b = bobot/bobot

Analisis kadar karbon pada molases 1% yang ditunjukan pada Tabel 5, nilainya

lebih besar (0.54%) dari analisis kadar karbon dari molases 1% yang juga dilakukan

oleh Suastuti (1998) yakni sebesar 0.37%. Perbedaan ini disebabkan karena

komposisi molases dipengaruhi oleh varietas dan kematangan tebu, kondisi iklim dan

tanah. Di samping itu kondisi proses pada pabrik gula juga mempengaruhi komposisi

molases.

Kadar nitrogen dari urea yang dianalisis adalah sebesar 45.11% tidak berbeda

dengan kadar nitrogen pupuk urea buatan PT PUSRI Palembang yang umumnya

mengandung minimal 46% nitrogen (Chan dan Sumarna, 1986).

B. POLA PERUBAHAN pH

Nilai pH cairan kultur selama kultivasi P. putida berkisar antara 7.32-9.21. ada

Pada awal kultivasi pH medium mengalami penurunan pada jam ke-6 sampai jam ke-

12 kemudian nilai pH naik kembali dan cenderung stabil hingga akhir kultivasi (jam

ke-48). Berdasarkan analisis ragam (Lampiran 12, 13, 14), formula media kultivasi

20  

berbeda nyata pada taraf nyata 5% untuk perubahan pH di tiap-tiap waktu

pengambilan sampel selama kultivasi dan formula media kultivasi memberikan beda

nyata pada taraf nyata 5% untuk penurunan pH antara nilai pH pada awal kultivasi

dengan nilai pH terendah selama kultivasi, jadi minimal ada satu formula yang

memberikan pengaruh berbeda dibanding formula yang lain pada taraf nyata 5%

(Lampiran 15). Pola perubahan pH cairan kultivasi dapat dilihat pada Gambar 6

berikut ini.

Gambar 6. Kurva perubahan pH medium selama kultivasi

Besarnya penurunan pH berbeda, tergantung kepada konsentrasi molases (tetes

tebu) yang digunakan. Semakin tinggi konsentrasi molases, semakin tinggi pula

penurunan pH. Menurut Hilwan et al. (2006), semakin banyak jumlah karbon yang

terdapat dalam media maka pembentukan asam piruvat di dalam cairan kultivasi

akan semakin meningkat. Terjadinya perubahan pH selama kultivasi adalah hal yang

umum terjadi. Hal ini juga sesuai dengan yang dinyatakan oleh Jenkins dalam

Cartledge (1992) dimana pH dari suatu kultur metabolisme tidak tetap sepanjang

waktu. Perubahan pH ini berhubungan dengan (1) degradasi protein dan senyawa

protein lain dengan membentuk ammonia atau produk alkalin lain (2) pengambilan

kation dan anion tertentu (3) metabolisme substrat karbon dengan membentuk asam

organik.

21  

Terjadinya penurunan pH ini karena bakteri menggunakan sumber karbon dalam

metabolismenya yang menghasilkan senyawa metabolisme seperti asam asetat, asam

piruvat dan asam karboksilat. Hal ini dinyatakan juga oleh Jenkins dalam Cartledge

(1992) bahwa jika sumber karbon yang paling besar di dalam kultur medium adalah

suatu karbohidrat maka pH akan turun selama pertumbuhan eksponensial pada

kondisi aerob. Pada proses ini, asam organik jika berdisosiasi dalam air akan

menghasilkan H+ yang dapat menurunkan pH cairan kultivasi. Terbentuknya asam-

asam organik tersebut melalui proses katabolisme glukosa dan siklus asam

trikarboksilat (TCA) yang merupakan kelanjutan dari reaksi glikolisis. Asam-asam

ini merupakan substrat untuk anabolisme dalam sintesis asam amino dan

makromolekul lain (Dawes dan Sutherland, 1976).

Manfaat lain adanya asam-asam organik seperti asam oksalat yang dihasilkan P.

putida, juga akan menguntungkan tanaman dalam memperoleh unsur P dalam tanah,

terutama pada tanah masam yang tidak mampu menyediakan fosfat yang cukup bagi

tanaman. Pada tanah yang demikian, efisiensi pemupukan P menjadi sangat rendah

karena sebagian besar P yang diberikan terikat dengan alumunium, besi dan mangan

dengan membentuk senyawa yang sukar larut. Oleh karena itu, dengan adanya asam-

asam organik akan membentuk kompleks dengan Al, Fe, Mn sehingga fosfat tidak

terikat oleh ion-ion tersebut. Unsur P diperlukan oleh tanaman sebagai unsur makro

untuk pertumbuhan.

Peningkatan nilai pH cairan kultivasi disebabkan oleh penggunaan urea sebagai

sumber nitrogen. James (1993) seperti dikutip Wicaksono (2000) menyatakan bahwa

urea jika dilarutkan ke dalam air akan mengalami reaksi kimia dan berubah menjadi

ammonium bikarbonat. Reaksi kimia ini akan menyebabkan peningkatan pH larutan

dan reaksi ini berlangsung hingga jam ke-48 (akhir kultivasi). Kenaikan pH

disebabkan oleh terakumulasinya bahan-bahan alkalin hasil metabolisme urea.

C. POLA PERTUMBUHAN Pseudomonas putida SELAMA KULTIVASI

Pertumbuhan bakteri dapat dilihat dengan peningkatan kekeruhan (optical

density) dan bobot kering biomassa yang dihasilkan selama kultivasi. Pola

pertumbuhan P. putida selama proses kultivasi dapat dilihat pada Gambar 7, 8 dan 9

berikut ini.

22  

Gambar 7. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi dalam medium A1B (molases 1%, urea 1%)

Gambar 8. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi pada medium A2B (molases 1.25%, urea 1%)

23  

Gambar 9. Pola pembentukan biomassa oleh Pseudomonas putida selama kultivasi pada medium A3B (molases 1.5%, urea 1%)

Pola pertumbuhan sel pada ketiga perlakuan memiliki pola yang sama yaitu fase

adaptasi (lag), fase logaritmik (eksponensial) dan stasioner. Selain itu juga

menunjukan pola pertumbuhan diauksik yakni pola pertumbuhan yang dicirikan

oleh dua fase eksponensial yang dipisahkan dengan fase lag. Pertumbuhan diauksik

terjadi karena pengunaan dua sumber karbon yakni glukosa dan fruktosa

(monosakarida) dan sukrosa (disakarida). Sumber karbon yang mudah

dimetabolisme seperti monosakarida merupakan molekul gula sederhana akan

digunakan terlebih dahulu. Setelah sumber karbon yang pertama habis, sel akan

memasuki fase stasioner sampai suatu ketika laju pertumbuhannya akan meningkat

lagi. Dalam fase pertumbuhan kedua, P. putida akan menggunakan sumber karbon

yang lebih kompleks seperti sukrosa yang merupakan disakarida.

Pada setiap perlakuan, fase adaptasi pertumbuhan pertama pada konsentrasi

molasses 1% urea 1% (A1B) berlangsung relatif cepat karena sel bakteri dapat

menyesuaikan kondisi pertumbuhanya pada media kultivasi sedangkan pada

konsentrasi molases 1.25% urea 1% (A2B) dan konsentrasi molasses 1.5% urea 1%

(A3B) memiliki fase adaptasi yang berlangsung dari awal kultivasi sampai jam ke-

6, setelah fase adaptasi kemudian dilanjutkan oleh fase eksponensial pertama.

24  

Pada konsentrasi molasses 1% urea 1% (A1B) fase eksponensial berlangsung

dari awal kultivasi sampai jam ke-6, sedangkan molases 1.25% urea 1% (A2B)

berlangsung dari jam ke-6 sampai jam ke-18 dan molasses 1.5% urea 1% fase

eksponensial berlangsung dari jam ke-6 sampai jam ke-12, setelah itu dilanjutkan

dengan fase stasioner. Fase stasioner ini sebagai awalan untuk mulai memasuki

fase adaptasi pada fase pertumbuhan kedua yang diikuti fase eksponensial dan fase

stasioner pertumbuhan kedua.

Pada konsentrasi molases 1% urea 1% fase eksponensial kedua dari jam ke-

12 hingga jam ke-18, pada konsentrasi 1.25% urea 1% (A2B) fase eksponensial

kedua terjadi dari jam ke-36 sampai jam ke-42 diikuti dengan fase stationer kedua

hingga akhir kultivasi. Pada konsentrasi 1.5% urea 1% (A3B) fase eksponensial

kedua dari jam ke-30 hingga jam ke-36 setelah itu terjadi fase stationer kedua

hingga jam ke-48. Berikut ini kurva antara ln[biomassa] terhadap lama kultivasi

yang menunjukan pola pertumbuhan sel (Gambar 10).

Gambar 10. Pola pertumbuhan sel Pseudomonas putida pada setiap perlakuan

A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%

Perbanyakan sel terjadi setelah fase adaptasi dengan meningkatnya konsentrasi

sel dalam cairan kultivasi. Pada fase ini laju pertumbuhan (dx/dt) meningkat. Saat

laju pertumbuhan mencapai titik maksimal maka pertumbuhan berlangsung secara

25  

logaritmik (eksponensial). Semakin tinggi konsentrasi molases, berarti sumber

karbon semakin banyak, dengan demikian bakteri memiliki kebutuhan akan sumber

karbon juga semakin banyak, sehingga dapat memperpanjang fase eksponensial

bakteri, tetapi substrat yang berlebihan juga dapat menjadi penghambat

pertumbuhan bakteri.

Fase stasioner (pertumbuhan tetap) yang mana jumlah sel mati seimbang

dengan jumlah sel baru (tumbuh) dan populasinya stabil (Fardiaz, 1988; Tortora et

al., 1989; Schuler dan Kargi, 1992) Fase stasioner tidak selalu disebabkan oleh

kehabisan nutrisi esensial tetapi dapat disebabkan oleh perubahan pH medium

kultivasi yang dapat menghambat sintesis sel lebih jauh (Pritchard dan Tempest

dalam Mandelstam, 1986).

D. POLA PEMBENTUKAN BOBOT KERING BIOMASSA

Bobot kering biomassa yang dihasilkan tertinggi pada konsentrasi molases 1.5%

urea 1% (A2B) sebesar 3.495 (g/l) pada jam ke-48, konsentrasi molases 1.25%

urea 1% (A3B) sebesar 2.196 (g/l) pada jam ke-42 dan konsentrasi molases 1%

urea 1% (A1B) sebesar 1.951 (g/l) pada jam ke-42. Berdasarkan dengan analisis

ragam, formula media berbeda nyata dengan taraf 5% untuk peningkatan bobot

kering biomassa selama kultivasi (Lampiran 17), untuk jam ke-12 (W12), jam ke-

18 (W18), jam ke-24 (W24) dan jam ke-48 (W48) dapat dilihat pada Lampiran 18,

sehingga hanya pada waktu-waktu itulah formula media berpengaruh untuk bobot

kering biomassa. Pengaruh konsentrasi molases dan urea terhadap pertumbuhan sel

(peningkatan bobot kering biomassa) dapat dilihat pada gambar berikut ini

(Gambar 11).

26  

Gambar 11. Pengaruh konsentrasi molases dan urea terhadap peningkatan bobot

kering biomassa Tingginya bobot kering biomassa pada konsentrasi molases 1.5% dan urea 1%

(A3B) menunjukan adanya kandungan kadar karbon lebih banyak yang dapat

termanfaatkan oleh P. putida untuk pertumbuhannya. Dalam hal ini pada setiap

perlakuan media kultivasi yang diujikan terdapat korelasi positif antara peningkatan

kadar karbon pada molases terhadap peningkatan bobot kering biomassa P. putida.

E. PENGGUNAAN SUBSTRAT SELAMA KULTIVASI

Selama kultivasi berlangsung, sel bakteri mengkonversi substrat menjadi

biomassa dan produk. Hal ini ditandai dengan berkurangnya konsentrasi sumber

karbon. Tinggi rendahnya total sisa gula dipengaruhi oleh kemampuan sel dalam

mengkonversi gula dari molases sebagai sumber karbon menjadi biomassa.

Efisiensi penggunaan substrat tertinggi adalah media A3B (konsentrasi molases

1.5% dan urea 1%) yakni 0.7210 (72.10%). Berikut ini grafik efisiensi penggunaan

sumber karbon dari setiap perlakuan (Gambar 12).

27  

Gambar 12. Efisiensi penggunaan sumber karbon selama kultivasi (A1 = molases

1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%)

Berdasarkan analisis ragam bahwa formula media berpengaruh nyata pada taraf

5% untuk pengurangan substrat selama kultivasi berlangsung (Lampiran 19), hal ini

terjadi pada jam ke-0 (W0), ke-6 (W6), ke-12 (W12) dan ke-24 (W24), maka pada

waktu-waktu itulah formula media berpengaruh untuk total sisa gula (Lampiran 20)..

Dan formula media berbeda nyata pada taraf 5% untuk nilai efisiensi penggunaan

sumber karbon (Lampiran 21), pada jam ke-6 (W6), ke-12 (W12) dan jam ke-24

(W24) (Lampiran 22) sehingga hanya pada waktu-waktu itulah formula media

berpengaruh untuk efisiensi penggunaan sumber karbon.

Kemampuan sel dalam menggunakan substrat juga dapat dipengaruhi oleh

kondisi lingkungan, misalnya suhu dan pH. Sumber karbon pada molases terdapat

dalam bentuk gula-gula sederhana yang dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme.

Molases mengandung sukrosa (30-40%), glukosa ( 4-9%) dan fruktosa (5-12%)

(Paturau, 1982).

28  

Gambar 13. Pola penggunaan substrat pada setiap perlakuan (A1 = molases 1%;

A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%)

. Pada jam ke-48, total sisa gula dari setiap perlakuan belum semuanya habis

termanfaatkan, yakni hanya tersisa 2.704-4.500 (g/l), terjadinya kelebihan substrat

yang masih belum termanfaatkan pada jam ke-48 berhubungan dengan terbatasnya

jumlah bakteri yang masih hidup di dalam bioreaktor akibat dari terakumulasinya

senyawa metabolit sekunder seperti antibiotik, senyawa HCN dsb yang mengganggu

pertumbuhan P. putida sehingga berkurangnya bakteri tersebut dalam mengkonsumsi

substrat yang masih tersisa. Berikut ini, (Gambar 14, 15, 16) pola pengurangan dan

penggunaan substrat terhadap kenaikan bobot kering biomassa.

Gambar 14. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan

substrat selama kultivasi dalam medium A1B (molases 1%, urea 1%)

29  

Gambar 15. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan

substrat selama kultivasi dalam medium A2B (molases 1.25%, urea 1%)

Gambar 16. Kurva peningkatan biomassa terhadap pengurangan penggunaan

substrat selama kultivasi dalam medium A3B (molases 1.5%, urea 1%

F. KINETIKA KULTIVASI

Parameter kinetika kultivasi dapat digunakan untuk menentukan kecepatan

pertumbuhan dari mikroorganisme, konsumsi substrat dan konversi pembentukan

menjadi biomassa.

30  

Tabel 6. Parameter kinetika kultivasi

Parameter Kinetika

Kultivasi

A1B A2B A3B

Xmax (g/l) 1.951 2.196 3.495

µ maks1 (jam-1) 0.060 0.099 0.147

µ maks2 (jam-1) 0.086 0.032 0.089

tdx 1(jam) 11.550 7.000 4.714

tdx 2(jam) 8.058 21.656 7.787

Yx/s 0.193±0.026 0.181±0.033 0.257±0.067

(So-S)/So 0.699 0.711 0.721

Keterangan: A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5% B = urea

1%

Tabel 6 menunjukan semakin tinggi konsentrasi molases yang digunakan maka

laju pertumbuhan maksimum (µmaks) semakin tinggi. Nilai tertinggi µmaks

pertumbuhan pertama terjadi pada medium dengan konsentrasi molases 1.5% urea

1% (A1B) yaitu sebesar 0.147/jam. Nilai µmaks digunakan untuk menghitung waktu

yang dibutuhkan oleh sel untuk memperbanyak diri dua kali dari massa sel semula.

Hasil perhitungan yang menunjukan waktu ganda sel tercepat berdasarkan massa sel

sebesar 4.714 jam.

Pada nilai rendemen biomassa terhadap substrat, nilai yang tertinggi terdapat pada

konsentrasi molases 1.5% dan urea 1%, karena pada konsentrasi tersebut kadar

karbon yang digunakan untuk pertumbuhan juga lebih tinggi.

31  

Gambar 17. Pengaruh konsentrasi molases dan urea terhadap konversi substrat

menjadi biomassa (Yx/s)

Nilai Yx/s terbesar pada konsentrasi 1.5% dan urea 1% (A3B) sebesar

0.257±0.067 g biomassa/g substrat, sedangkan pada konsentrasi molases 1% dan

urea 1% (A1B) sebesar 0.193±0.026 g biomassa/g substrat, kemudian pada

konsentrasi 1.25% dan urea 1% (A2B) sebesar 0.181±0.033 g biomassa/g substrat.

Efesiensi penggunaan substrat pada konsentrasi molases 1.5% dan urea 1% (A3B)

sebesar 72.10%, konsentrasi molases 1.25% dan urea 1% (A2B) sebesar 71.12%,

sedangkan konsentrasi molases 1% dan urea 1% (A1B) sebesar 69.89%. Nilai

efesiensi penggunaan substrat tertinggi terdapat pada konsentrai molases 1.5% dan

urea 1% (A3B) begitu juga dengan nilai Yx/s tertinggi terjadi pada konsentrasi 1.5%

dan urea 1% (A3B). Berdasarkan analisis ragam, kosentrasi media berpengaruh

nyata terhadap (Yx/s) pada taraf 5% (Lampiran 23).

G. PENGUJIAN TOKSISITAS CAIRAN KULTIVASI TERHADAP NEMATODA

(BIOASSAY)

Bioassay merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk menentukan

aktivitas bahan aktif biopestisida dengan menggunakan hewan target. Biopestisida

yang paling efektif adalah biopestisida yang mampu membunuh hewan target paling

32  

banyak, yang ditunjukan oleh tingkat mortilitasnya. Dalam penelitian ini hewan

target yang digunakan adalah nematoda Pratylenchus brachyurus.

Pengujian toksisitas dilakukan dengan menggunakan filtrat bakteri P. putida hasil

kultivasi jam ke-48, dengan pengenceran 20% cairan kultivasi. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa konsentrasi molases 1.5% dan urea 1% (A3B) memiliki tingkat

mortalitas nematoda tertinggi sebesar 90%, konsentrasi molases 1.25% urea 1%

(A2B) sebesar 82% dan terendah pada konsentrasi molases 1% urea 1% (A1B)

sebesar 68%. Tingginya tingkat mortalitas nematoda pada perlakuan molasses 1.5%

dan urea 1% (A3B) berhubungan dengan tingginya bobot kering biomasa yang

dihasilkan yaitu sebesar 3.495 g/l, sedangkan pada perlakuan 1.25% urea 1% (A2B)

dan 1% urea 1% (A1B) sebesar 2.196 g/l dan 1.951 g/l. Berikut ini (Gambar 19)

menunjukan formula media terhadap persentase tingkat mortalitas nematoda.

Gambar 19. Tingkat mortalitas nematoda terhadap berbagai perlakuan media

kultivasi yang diujikan pada pengenceran 20% cairan kultivasi (A1B= molases 1% urea 1%, A2B= molases 1.25% urea 1%, A3B = molases 1.5% urea 1%)

33  

Hasil uji toksisitas, menunjukan korelasi positif dengan peningkatan jumlah

sumber karbon (kadar molases), juga dengan peningkatan biomassa. Hal ini

disebabkan, bakteri P. putida memanfaatkan sumber karbon yang ada pada molases

untuk pembentukan biomassa dan produk. Dan secara statistik, pada uji toksisitas

(Lampiran 25) dengan taraf nyata 5% menunjukan formula media kultivasi tidak

berpengaruh nyata pada tingkat toksisitas.

34  

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Bakteri Pseudomonas putida dapat tumbuh dengan baik pada media

molases sebagai sumber karbon dan media urea sebagai sumber nitrogen.

Nilai pH selama kultivasi berada pada kisaran 7.32 - 9.21, nilai tersebut

masih berada pada kondisi baik pertumbuhan P. putida. Jumlah bobot

biomassa kering tertinggi terdapat pada konsentrasi molases 1.5% dan

urea 1% (A3B) pada jam ke-48 yaitu sebesar 3.495 (g/l).

Pada uji total gula sisa, konsentrasi molases 1.5% dan urea 1% (A3B)

memiliki nilai efisiensi penggunaan substrat yang lebih tinggi sebesar

0.7210 (72,10%), nilai tersebut sebanding dengan nilai Yx/s. Nilai Yx/s

tertinggi pada konsentrasi molases 1.5% urea 1% (A3B) sebesar 0.257±

0.067 g biomassa/ g substrat, sedangkan nilai efisiensi penggunaan

substrat terendah terdapat pada media molases 1.% dan urea 1% (A1B)

sebesar 0.6989 (69.89%) dengan nilai Yx/s sebesar 0.193±0.026 g

biomassa/ g substrat.

Laju pertumbuhan maksimum sel tertinggi berdasarkan massanya (µ

maks) terdapat pada media molases 1.5% dan urea 1% (A3B) yaitu

sebesar 0.147 (jam-1) maka waktu ganda sel tercepat juga terjadi pada

molases 1.5% dan urea 1% (A3B) sebesar 4.714 jam.

Tingkat mortalitas nematoda tertinggi dengan pengenceran 20%

terdapat pada konsentrasi molases 1.5% dan urea 1% (A3B) sebesar 90%,

tetapi tidak berbeda nyata dengan kosentrasi molasses 1.25% urea 1% dan

molasses 1% urea 1%. Nilai tingkat mortalitas tersebut berkorelasi positif

terhadap nilai peningkatan biomassa.

B. SARAN

Berdasarkan hasil dari penelitian yang dilakukan, maka disarankan

untuk melakukan penelitian lebih lanjut dengan pengenceran bertahap

35  

pada uji bioassay mortalitas nematoda hingga didapat nilai LC50,

kemudian ditentukan juga nilai potensi ujinya.

Selain itu, dibuat variasi baru formulasi media mengenai pengaruh

rasio karbon dan nitrogen melalui peningkatan konsentrasi molases dan

variasi penambahan konsentrasi ureanya sebagai media kultivasi serta

pengaruhnya terhadap tingkat mortalitas pada nematoda.

36  

DAFTAR PUSTAKA [Anonim]. 2009. Minyak Atsiri. Trubus Juni 2009. Vol 7. hal 161. AOAC. 1984. Official Methods of Analysis of The Association of Official

Agricultural Chemist. Washington, DC. Athman, S. Y. 2006. In Vitro Screening of Endophytic Fusarium Isolates Against

The Banana Burrowing Nematode, Radopholus similis (Cobb) Thorne. Thesis. University of Pretoria.

Badan Pusat Statistik. 2006. Statistik Ekspor. Buku I Badan Pusat Statistik

Jakarta. Hal 19. Benhamou N, Kloepper J.W, Quadt-Hallman A. Tuzun S. 1996. Induction of

Defense-related Ultrasructural Modification in Pea Root Tissue Inoculated with Endophtyc Bacteria. Plant Physiology 112, 919-929.

Budihartono, Sandy, Felycia E.S, Laurentia E.S, Nancy D.N, Raymond P.A.

2009. Pengaruh Perbedaan Bakteri dan Nutrien terhadap Penurunan Konsentrasi Cr (VI) di Tanah Menggunakan Metode Slurry Phase Bioremediation. Prosiding Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.

Burford, M.A., Thompson, P.J., McIntosh, R.P., Bauman, R.H., Pearson, D.C.,

2003. Nutrient and Microbial Dynamics in High-Intensity, Zeroexchange Shrimp Ponds in Belize. Aquaculture 219 (1–4), 393–411.

Chan, H. A dan A. Sumarna. 1986. Intisari Pengetahuan Barang. Departemen

Perindustrian. Sekolah Menengah Analisis Kimia. Bogor.

Cornelis P. 2008. Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press

Crueger, W. 1987. Physical Aspect of Bioreactor Performance. Dechema, Frankfrut.

Dawes, I.W dan I. W Sutherland. 1976. Microbial Physiology. John Wiley and

Sons. New York. Toronto, Deckwer, W.D. 1990. Bubble Column Reactor. Fachbereich Chemie, Fachgebiet

Technishe, Universitat Oldenburg, Oldenburg.

37  

Dulmage, H.T dan R.A Rhodes. 1971. Production of Pathogens in Artificial Media, PP. 507-540. Di dalam H.D Burges dan N.W Hussey [editor] Microbial Control of Insect and Mites. Acad. Press, NY.

Fardiaz, S. 1988. Fisiologi Fermentasi. PAU Institut Pertanian Bogor

Bekerjasama dengan Lembaga Sumberdaya Informasi. Institut Pertanian Bogor.

Gumbira-Said, E. 1987. Bioindustri Penerapan Teknologi Fermentasi. Penebar Swadaya, Jakarta.

Harni R, Mustika I. 2000. Pengaruh Infestasi Pratylenchus brachyurus, Meloidogyne incognita dan Radopholus similis Pada Tanaman Nilam. Buletin Balitro. Vol. XI No. 2. P. 47-54.

Harni R, Munif A, Supramana, Mustika I. 2006. Pemanfaatan Bakteri Endofit untuk Mengendalikan Nematoda Peluka Akar (Pratylenchus brachyurus) Pada Tanaman Nilam. Jurnal Hayati. Vol 14 No.1. 7-12.

Hartoto, L dan Sailah , I. 1992. Sistem Bioreaktor. PAU Bioteknologi, IPB-Bogor. Hilwan, R. Mulyorini, Khaswar Syamsu dan Rini Purnawati. 2006. Kajian

Produksi Bioinsektisida oleh Bacillus thuringiensis var israelensis untuk Pencegahan Wabah Demam Berdarah. Pusat Penelitian Sumber Daya Hayati & Bioteknologi Institut Pertanian Bogor.

James, D.W. 1993. Urea: A Low Cost Nitrogen Fertilizer with Special

Management Requirement. Utah Fertilizer Fact Sheet. AG 283. Utah State University.

Jenkins, R. O.1992. Control of Environment Factors in Fluencing Growth. Dalam

Cartledge, T. G. (Ed) In Vitro Cultivation of Microorganisme. Kent. Butterworth-Heiremann Ltd.

Jimenez, A.M., Borja, R., Martin, A., 2004. A Comparative Kinetic Evaluation of The Anaerobic Digestion of Untreated Molases and Molases Previously Fermented with Penicillium Decumbens in Batch Reactors. Biochemical Engineering Journal 18 (2), 121–132.

Kargi, F., Shuler, M.L., Vashon,R., Seeley, H.W., Henry, A., Austic, R. E. 1980.

Continuous Aerobic Conversion of Poultry Waste into Single-Cell Protein Using A Single Reactor: Kinetic Analysis and Determination. Biotechnology and Bioengineering 22 (8), 1567–1600.

Kleynhans, K. P. N. 1999. Collecting and Preserving Nematodes A Manual for

Nematology. Ultra Litho (Ltd), Heriotdale, Johannesburg.

38  

Mangunwijaya, D dan A. Suryani. 1994. Teknologi Bioproses. Penebar Swadaya, Jakarta.

Mustika I, Nuryani Y, Rostiana O. 1991. Nematoda Parasit Pada Beberapa

Kultivar Nilam di Jawa Barat. Buletin Litro. VI (I): 9-14.

Mustika I, Rahmat A, Suyanto. 1995. Pengaruh Pupuk, Pestisida dan Bahan Organik terhadap pH Tanah, Populasi Nematoda dan Produksi Nilam. Medkom. Penelitian dan Pengembangan Tantri. 15: 70-74.

Mzoughi, F.-X. Weillc, N. Mahdhaouib, Y. Ben Salema, H. Sbouib, F. Grimontc,

P.A.D.Grimon. 2004. Outbreak of Pseudomonas putida Bacteraemia in Neonatal Intensive Care Unit. Journal of Hospital Infection 57. 88-91.

Paturau, J. M. 1982. By Product of The Cane Sugar Industry. An Introduction to

Their Industrial Utilization. Sugar Series, 3. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam.

Pons, A., L.G Dussap dan J.B Gross. 1987. Comparison of Bubble Column and

Stirred Tank Fermentor Performance for Xanthan Gum Production. Prod. 4th, European Congress of Biotechnology.

Premono, M. E. 1994. Jasad Renik Pelarut Fosfat: Pengaruhnya terhadap P Tanah

dan Efisiensi Tanaman Tebu. Makalah Seminar Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor

Pritchard, R. H dan D. W. Tempest. 1986. Growth: Cells and Population. Dalam

Mandelstam J., K. Mc. Quillen dan I. Dawes (Eds) Biochemistry of Bacterial Growth. 3rd. Blackwell Scientific Publication. Oxford. London. Edinburgh. Boston. Polo alto Melbroune.

Quan, Z.-X., Jin, Y.-S., Yin, C.-R., Lee, J.J., Lee, S.-T., 2005. Hydrolyzed Molases as An External Carbon Source in Biological Nitrogen Removal. Bioresource Technology 96 (15), 1690–1695.

Said, G. E. 1987. Bioindustri Penerapan Teknologi Fermentasi. PAU-

Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor Bekerjasama dengan PT Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.

Schuler, M. L dan F. Kargi. 1992. Bioprocess, Engineering Basic Concepts.

Prentice Hall, Englewood, Cliffs, New Jersey 07632.

Soesanto, L. 2008. Pengantar Pangendalian Hayati Penyakit Tanaman. Rajawali Press, Jakarta.

39  

Sriwati, R. 1999. Ketahanan Beberapa Kultivar Nilam (Pogostemon cablin Benth) terhadap Pratylenchus brachyurus (Godfrey) Flipjev & Stekhoven [tesis]. Bogor. Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Stanburry, P. F dan A. Whitaker. 1984. Principles of Fermentation Technology.

Pergamon Press. New York. Suastuti, N. G. A. M. D. A. 1998. Pemanfaatan Hasil Samping Industri Pertanian

(Molases dan Limbah Cair Tahu) sebagai Sumber Karbon dan Nitrogen untuk Produksi Biosurfaktan oleh Bacillus sp. Galur Komersial dan Lokal [tesis]. Bogor. Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Supramana, Supriadi, R. Harni. 2008. Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Endofit untuk Mengendalikan Nematoda Peluka Akar (Pratylenchus brachyurus) Pada Tanaman Nilam. Laporan Hasil Penelitian Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Institut Pertanian Bogor.

Tortora, G. J, B. R Funke dan C. L Case. 1989. Microbiology an Introduction

Third Edition. The Benjamin/Cummings Publishing Company. Inc.

Vandekar, M and H. T. Dulmage .1982. Guidelines for Production of Bacillus thuringiensis H-14. Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases. Geneva, Switzerland.

Walkley, A. dan I. A. Black. 1934. An Examination of The Degtjareff Method for Determining Soil Organic Matter and A Proposed Modification of The Chromic Acid Titration Method. Soil Sci. 37: 29-38.

Wang, D. I. C, C. L Cooney, L. Demain, P. Dunhill, A. E Humprey dan M. D. Lily. 1978. Fermentation and Enzyme Technology. John Wiley and Sons, New York.

Wahyudi, S. 2002. Produksi Bioinsektisida oleh Mutan Bacillus thuringiensis

subspecies israelensis dengan Substrat Molases dan Urea. [Skripsi]. FATETA IPB, Bogor.

Wicaksono, Y. 2000. Pemanfaatan Onggok Tapioka dan Urea sebagai Media

Sumber Karbon dan Nitrogen dalam Produksi Bioinsektisida oleh Bacillus thuringiensis subs. Kurstaki. [Skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

www. geocities.com/prod_05.htm [28 Maret 2010]

www. vermicon.com/Fotopages/Pseudomonas putida [1 Maret 2010].

40  

LAMPIRAN

41  

Lampiran 1. Metode analisis pra-kultivasi

1. Analisis Kadar Air (AOAC, 1984)

Cawan alumunium kosong dipanaskan dalam oven pada suhu

105°C selama 15 menit, kemudian didinginkan dalam desikator selama

30 menit dan ditimbang. Prosedur pengeringan cawan ini diulang

sampai didapatkan bobot tetap. Sampel sebanyak 4-5 gram ditimbang

dalam cawan tersebut, kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu

105°C selama 3-5 jam. Setelah itu cawan dikeluarkan dari oven dan

didinginkan, diulangi sampai didapatkan bobot tetap bahan. Persentase

kadar air dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Kadar air (%b/b) = x 100%

Keterangan :

W1 = berat sampel sebelum dikeringkan (g)

W2 = berat sampel setelah dikeringkan (g)

2. Analisis kadar abu (AOAC, 1984).

Contoh bahan sebanyak 4-5 gram ditimbang dalam cawan yang

bobotnya konstan. Dibakar sampai tak berasap di atas Bunsen dengan

api kecil, kemudian dimasukan ke dalam tanur pada suhu 600°C

sampai menjadi abu. Cawan didinginkan dalam desikator selama 15

menit kemudian ditimbang. Pengabuan diulangi dengan cara

dimasukan kembali dalam tanur pada suhu 600°C selama 1 jam sampai

didapat bobot tetap. Persentase kadar abu dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

Kadar Abu (%b/b) = A-B x 100%

W Keterangan : A = berat cawan + contoh setelah pengabuan B = berat cawan setelah pengeringan W= berat contoh setelah pengeringan

42  

3. Analisis kadar nitrogen (Kjedahl) (AOAC, 1984)

Sampel ditimbang sebanyak 0.2 gram ditambahkan dengan 1 gram

CuSO4, 1.2 gram Na2SO4 dan larutan H2SO4 pekat dan didestruksi

dalam labu kjedahl selama 1 jam sampai berwarna hijau jernih .

Setelah dingin, ditambahkan larutan NaOH 50% sebanyak 15 ml dan

didestilasi. Destilat ditampung dalam erlenmeyer yang berisi 25 ml

larutan H3BO3 4%. Destilat dititrasi dengan larutan HCl 0.1N. yang

digunakan untuk titrasi.

Blanko disiapkan seperti prosedur penentuan kadar nitrogen

dengan metode Kjedhal dengan aquades bebas nitrogen sebagai

sampel. Penentuan kadar nitrogen dihitung berdasarkan rumus sebagai

berikut :

% total N = ( mlHClsampel-mlHCl blanko) x N HCl 0.1N x 14 x FP

Gram contoh

Ket : FP = Faktor Pengenceran

4. Analisis kadar karbon (Walkley-Black, 1934)

Prinsipnya adalah karbon organik dioksidasi oleh asam khromat

panas. Sejumlah panas standar diberikan pada sampel pada

pemanasan dalam bak asam sulfat. Setelah itu dioksidasi dengan asam

kromat dan asam kromat sisa kemudian ditentukan oleh titrasi

dengan ferrous ammonium sulfat untuk menentukan banyaknya

karbon organik yang teroksidasi.Prosedur :

Sampel sebanyak 0.5-1 gram dimasukan dalam erlenmeyer 250 ml.

Kemudian, ditambahkan 10 ml asam khromat dan panaskan selama

120 detik pada bak asam sulfat 180°C. Suhu bak akan turun hingga

170°C selama 2 menit pemanasan. Panaskan kembali hingga 180°C

sebelum sampel berikunya yang akan dipanaskan.

Setelah itu, didinginkan dan ditambahkan 150 ml air. Kemudian

ditambahkan 5 ml asam sulfat dan tetsekan indikator sebanyak 3 tetes

43  

sebelum titrasi dengan larutan ferrous ammonium sulfat. Banyaknya

larutan titrasi yang dipakai, merupakan pengurangan dengan blanko,

berarti pula banyaknya asam kromat yang tereduksi oleh organik

karbon.

Lampiran 2. Metode analisis selama kultivasi

1. Prosedur pengukuran pH

Pengukuran pH cairan kultur dilakukan dengan menggunakan pH-

meter yang telah dikalibrasi dengan menggunakan larutan buffer

standar ( 4, 7 dan 10). Sampel cairan kultur langsung diukur dengan

pH-meter tanpa dilakukan pengenceran terlebih dahulu.

2. Prosedur pengukuran pertumbuhan sel dengan metode kerapatan optik atau Optical Density (OD)

Kerapatan optik sampel cairan kultur diukur dengan menggunakan

alat spektrofotometer. Sampel cairan kultur diukur pada panjang

gelombang 660nm. Blangko yang digunakan adalah media steril.

3. Prosedur pengukuran bobot kering biomassa

Tabung eppendorf kosong dipanaskan pada suhu 70°C selama 1

jam (sampai berat konstan), kemudian didinginkan di dalam desikator

selama 30 menit dan ditimbang. Sebanyak 1 ml sampel cairan kultur

fermentasi dimasukan ke dalam tabung eppendorf, kemudian

disentrifugasi dengan kecepatan 4500 rpm selama 30 menit. Filtrat dari

sampel yang telah disentrifugasi disimpan di dalam tabung film untuk

dilakukan perhitungan substrat sisa (kadar gula sisa). Endapan yang

terdapat di dalam tabung eppendorf dipanaskan dalam oven pada suhu

80°C selama 4-5 jam (sampai berat konstan). Kemudian didinginkan

di dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang. Bobot kering

biomassa dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Bobot kering biomassa = bobot eppendorf akhir-bobot eppendorf awal

44  

4. Penentuan kadar gula sisa dengan metode fenol

Supernatan cairan fermentasi sebanyak 2 ml ditambahkan 1 ml

larutan fenol 5% kemudian ditambahkan 5 ml H2SO4 pekat dan

didihkan selama 15 menit, setelah itu didinginkan kemudian diukur

dengan menggunakan spektrofotometer pada 490nm.

Pembuatan kurva standar :

Larutan glukosa dengan konsentrasi 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 mg/l

diambil sebanyak 2 ml dan masing-masing dimasukan ke dalam

tabung reaksi. Ditambahnkan 1ml fenol 5% + 5 ml H2SO4 dibiarkan

selama 10 menit kemudian dipanaskan dalam penangas air selama 15

menit, diukur absorbansinya.

Konsentrasi

glukosa

(µgram/2ml)

Abs490nm

0 0

10 0.073

20 0.152

30 0.235

40 0.315

50 0.389

60 0.466

45  

Lampiran 3. Metode analisis pasca kultivasi (penentuan mortalitas biopestisida)

Sampel cairan kultivasi sebanyak 5 ml dilakukan pengenceran

dan tanpa pengenceran. Sebanyak 20 ekor cacing nematoda

ditempatkan di dalam cup yang berisi cairan kultivasi. Jumlah

nematoda yang mati diamati sampai hari keempat dan dihitung LC50

(konsentasri cairan kultivasi yang menyebabkan 50% nematoda uji

mati).

46  

Lampiran 4. Data perubahan pH medium selama kultivasi

Waktu

(jam)

A1B A2B A3B

0 8.15 8.06 8.22

6 7.90 7.69 7.32

12 7.65 7.60 7.56

18 7.72 8.10 7.59

24 8.10 8.48 7.80

30 8.27 8.58 8.06

36 8.58 8.63 8.52

42 9.16 8.64 8.79

48 9.21 8.18 8.95

Keterangan : A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%

Lampiran 5. Data optical density (OD660nm) selama kultivasi

Waktu (jam)

A1B A2B A3B

0 0.189 0.285 0.195

6 0.389 0.314 0.201

12 0.410 0.656 0.434

18 0.633 0.793 0.516

24 0.776 0.824 0.425

30 0.846 0.770 0.479

36 0.890 0.789 0.793

42 0.972 0.934 0.913

48 0.917 0.924 1.013

Keterangan : A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%

47  

Lampiran 6. Data bobot kering biomassa (g/l) selama kultivasi

Waktu (jam)

A1B A2B A3B

0 0.471 0.478 0.564

6 0.676 0.554 0.586

12 0.722 1.460 1.421

18 1.210 1.823 1.741

24 1.522 1.95 1.388

30 1.675 1.762 1.582

36 1.771 1.812 2.707

42 1.951 2.196 3.136

48 1.831 2.170 3.495

Keterangan : A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%

Lampiran 7. Data total gula sisa (g/l) selama kultivasi

Waktu

(jam)

A1B A2B A3B

0 10.533 13.429 16.071

6 5.160 12.319 13.750

12 5.268 6.343 8.957

18 4.325 6.550 8.582

24 4.175 6.029 8.043

30 3.946 5.682 7.246

36 3.900 5.293 6.250

42 3.121 3.908 5.614

48 2.704 3.004 4.500

Keterangan : A1 = molases 1%; A2 = molases 1.25%; A3 = molases 1.5%; B = urea 1%

48  

Lampiran 8. Laju pertumbuhan

Waktu (jam)

X (A1B) X(A2B) X(A3B) lnX (A1B)

lnX (A2B)

lnX (A3B)

lnXt-lnXo (A1B)

lnXt-lnXo (A2B)

lnXt-lnXo (A3B)

µ A1B µ A2B µ A3B

0 0.471 0.478 0.564 -0.753 -0.738 -0.573 6 0.676 0.554 0.586 -0.392 -0.591 -0.534 0.361 0.148 0.038 0.060 0.025 0.006 12 0.722 0.915 1.421 -0.326 -0.089 0.351 0.066 0.502 0.886 0.011 0.084 0.148 18 1.210 1.823 1.741 0.191 0.600 0.554 0.516 0.689 0.203 0.086 0.115 0.034 24 1.522 1.95 1.388 0.420 0.668 0.328 0.229 0.067 -0.227 0.038 0.011 -0.038 30 1.675 1.762 1.582 0.516 0.566 0.459 0.096 -0.101 0.131 0.016 -0.017 0.022 36 1.771 1.812 2.707 0.572 0.594 0.996 0.056 0.028 0.537 0.009 0.005 0.090 42 1.951 2.196 3.136 0.668 0.787 1.143 0.097 0.192 0.147 0.016 0.032 0.025 48 1.831 2.170 3.495 0.605 0.775 1.251 -0.063 -0.012 0.108 -0.011 -0.002 0.018

Ket : = fase eksponensial pertumbuhan pertama = fase eksponensial pertumbuhan kedua Lampiran 9. Contoh perhitungan laju pertumbuhan maksimum (µ maks) Fase eksponensial dapat dideskripsikan dengan persamaan :

= µx X pengintegralan keseimbangan menjadi Xt = Xo eµt ……..(1)

Menggunakan logaritma, maka persamaan (1) menjadi lnXt = ln Xo + µt ……(2)

Persamaan (2) merupakan plot logaritma dari konsentrasi biomassa terhadap waktu, dimana slope/kemiringan sama dengan nilai (µ)

Y = a + bx……………..(3)

Persamaan (2) berkorelasi dengan persamaan (3)

Y = lnXt

a = ln Xo

49  

bx = µt , b dan µ adalah slope nilai konsentrasi biomassa terhadap waktu. Dengan demikian µ maks fase logaritmik sama dengan

nilai b pada regresi linier.

Jadi nilai µ maks (jam-1) = 0.099 (fase eksponensial pertama)

50  

Lampiran 10. Kinetika kultivasi Formulasi media kultivasi

X Xo X-Xo S So So-S Yx/s (So-S)/So

Xmax (g/l)

µ maks (jam-1)

I

tdx (jam)

I

µ maks (jam-1)

II

tdx (jam)

II

A1B 1.951 0.471 1.592 3.121 10.533 7.412 0.193±0.014 0.699 1.951 0.060 11.550 0.086 8.058

A2B 2.196 0.478 1.718 3.908 13.429 9.521 0.181±0.009 0.711 2.196 0.099 7.000 0.032 21.656

A3B 3.495 0.564 2.931 4.500 16.071 11.571 0.257 0.721 3.495 0.147 4.714 0.089 7.787

Keterangan: A1=molases1%; A2=molases1.25%; A3=molases1.5%; B=urea1% I = fase eksponensial pertumbuhan pertama, II = fase eksponensial pertumbuhan kedua

51  

Lampiran 11. Hasil pengujian mortalitas nematoda

Keterangan : A1B= molases 1% urea 1%, A2B= molases 1.25% urea 1%, A3B = molases 1.5%

urea 1%)

Jenis Perlakuan

Mortalitas (%) Pada Konsentrasi tanpa

pengenceran dengan

pengenceran20%

Ulangan 1 2 3 4 5 Rata-Rata (%)

A1B 100 65 75 50 100 50 68±20.8

A2B 100 90 80 100 70 70 82±13.04

A3B 100 100 90 80 90 90 90±7.07

Kontrol (air) 0 - - - - - Blanko (A1B) 0 - - - - - Blanko (A2B) 1 - - - - - Blanko (A3B) 1 - - - - -

52  

Lampiran 12. Hasil analisis ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH (alpha=0.05)

1. Formula A1B (molases 1% dan urea 1%)

Variabel tak bebas: pH

Sumber Keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas Kuadrat tengah F Sig.

Faktor terkoreksi 5.235(a) 8 .654 688.765 .000 Konstanta 1240.850 1 1240.850 1306158.04

1 .000

waktu 5.235 8 .654 688.765 .000 Galat .009 9 .001 Total 1246.093 18

Total terkoreksi 5.243 17 a R Kuadrat = .998 (Adjusted R Squared = .997)

pH

Duncana,b

2 7.65002 7.72002 7.90002 8.10002 8.15002 8.26502 8.57502 9.15502 9.2100

1.000 1.000 1.000 .139 1.000 1.000 .108

waktujam ke-12jam ke-18jam ke-6jam ke-24jam ke-0jam ke-30jam ke-36jam ke-42jam ke-48Sig.

N 1 2 3 4 5 6 7Subset

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.Based on Type III Sum of SquaresThe error term is Mean Square(Error) = .001.

Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.a.

Alpha = .05.b.

53  

Lampiran 13. Hasil analisis ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH (alpha=0.05)

2. Formula A2B (molases 1.25% dan urea 1%)

Variabel tak bebas: pH

Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas Kuadrat tengah F Sig.

Factor terkoreksi 2.348(a) 8 .294 5870.500 .000 Konstanta 1216.724 1 1216.724 24334489.0

00 .000

waktu 2.348 8 .294 5870.500 .000 Galat .000 9 5.00E-005 Total 1219.073 18

Total terkoreksi 2.349 17 a R kuadrat = 1.000 (Adjusted R Squared = 1.000)

pH

Duncana,b

2 7.66002 7.68502 8.06002 8.09502 8.18002 8.47502 8.57502 8.62502 8.6400

1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 .063

waktujam ke-18jam ke-12jam ke-6jam ke-24jam ke-0jam ke-30jam ke-36jam ke-42jam ke-48Sig.

N 1 2 3 4 5 6 7 8Subset

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.Based on Type III Sum of SquaresThe error term is Mean Square(Error) = 5.00E-005.

Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.a.

Alpha = .05.b.

54  

Lampiran 14. Hasil analisis ragam uji f dan uji lanjut duncan terhadap nilai pH (alpha=0.05)

3. Formula A3B (molases 1.5% dan urea 1%)

Variabel Tak bebas: pH

Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas Kuadrat tengah F Sig.

Faktor terkoreksi 5.223(a) 8 .653 2670.648 .000 Konstanta 1175.155 1 1175.155 4807453.09

1 .000

waktu 5.223 8 .653 2670.648 .000 Error .002 9 .000 Total 1180.380 18

Total terkoreksi 5.225 17 a R kuadrat = 1.000 (Adjusted R Squared = .999)

pH

Duncana,b

2 7.31502 7.55502 7.58502 7.78502 8.05002 8.21002 8.51002 8.77002 8.9400

1.000 .087 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

waktujam ke-6jam ke-12jam ke-18jam ke-24jam ke-30jam ke-0jam ke-36jam ke-42jam ke-48Sig.

N 1 2 3 4 5 6 7 8Subset

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.Based on Type III Sum of SquaresThe error term is Mean Square(Error) = .000.

Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.a.

Alpha = .05.b.

55  

Lampiran 15. Hasil analisis ragam penurunan pH pada setiap formula media kultivasi (alpha=0.05)

Penurunan pH

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

Antara grup .198 2 .099 1188.200 .000 Dalam grup .000 3 .000 Total .198 5

Uji Lanjut Duncan Penurunan pH Duncan

Formula

N alpha = .05

1 2 1 A1B 2 .5000 A2B 2 .5200 A3B 2 .8950Sig. .116 1.000

Lampiran 16. Hasil analisis ragam nilai pH setiap formula media di tiap waktu

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

W0 Antara Group .004 2 .002 27.000 .012 Dalam Group .000 3 .000 Total .004 5

W6 Antara Group .615 2 .308 3691.400 .000 Dalam Group .000 3 .000 Total .615 5

W12 Antara Group .018 2 .009 90.500 .002 Dalam Group .000 3 .000 Total .018 5

W18 Antara Group .018 2 .009 549.000 .000 Dalam Group .000 3 .000 Total .018 5

W24 Antara Group .130 2 .065 150.269 .001 Dalam Group .001 3 .000 Total .132 5

W30 Antara Group .181 2 .090 387.071 .000 Dalam Group .001 3 .000 Total .181 5

W36 Antara Group .006 2 .003 28.167 .011

56  

Dalam Group .000 3 .000 Total .006 5

W42 Antara Group .300 2 .150 65.239 .003 Dalam Group .007 3 .002 Total .307 5

W48 Antara Group .325 2 .163 406.500 .000 Dalam Group .001 3 .000 Total .326 5

Uji Lanjut Duncan W0 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A1B 2 8.1500 A2B 2 8.1800 A3B 2 8.2100Sig. 1.000 1.000 1.000

W6 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 7.3150 A1B 2 7.9000 A2B 2 8.0600Sig. 1.000 1.000 1.000

W12 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 7.5550 A1B 2 7.6500 A2B 2 7.6850Sig. 1.000 1.000 1.000

57  

W18 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 7.5850 A2B 2 7.6600 A1B 2 7.7200Sig. 1.000 1.000 1.000

. W24 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A3B 2 7.7850 A2B 2 8.0950A1B 2 8.1000Sig. 1.000 .826

W30 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 8.0500 A1B 2 8.2650 A2B 2 8.4750Sig. 1.000 1.000 1.000

W36 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A3B 2 8.5100 A1B 2 8.5750A2B 2 8.5750Sig. 1.000 1.000

58  

W42 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A2B 2 8.6250 A3B 2 8.7700 A1B 2 9.1550Sig. .057 1.000

W48 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A2B 2 8.6400 A3B 2 8.9400 A1B 2 9.2100Sig. 1.000 1.000 1.000

Lampiran 17. Hasil analisis ragam nilai bobot kering biomassa pada setiap formula media (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

A1B Antara Group 5.069 8 .634 294.871 .000 Dalam Group .019 9 .002 Total 5.088 17

A2B Antara Group 7.475 8 .934 52.827 .000 Dalam Group .159 9 .018 Total 7.634 17

A3B Antara Group 17.652 8 2.206 4.688 .016 Dalam Group 4.236 9 .471 Total 21.887 17

Uji Lanjut Duncan A1B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 5 6 7 1 W0 2 .4710 W6 2 .6761 W12 2 .7221 W18 2 1.2097

59  

W24 2 1.5223 W30 2 1.6748 W36 2 1.7715 1.7715 W48 2 1.8306 W42 2 1.9510Sig. 1.000 .348 1.000 1.000 .066 .235 1.000

A2B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 1 W0 2 .4780 W6 2 .5540 W12 2 .9150 W30 2 1.7620 W36 2 1.8120 W18 2 1.9005 1.9005W24 2 1.9500 1.9500W48 2 2.1700W42 2 2.1960Sig. .582 1.000 .218 .067

A3B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 1 W0 2 .5645 W6 2 .5860 W24 2 1.3880 1.3880 W12 2 1.4210 1.4210 W30 2 1.5820 1.5820 1.5820 W18 2 1.7410 1.7410 1.7410 W36 2 2.7065 2.7065 2.7065W42 2 3.1364 3.1364W48 2 3.4950Sig. .149 .110 .063 .300

60  

Lampiran 18. Hasil analisis ragam terhadap nilai bobot kering biomassa pada setiap formula media di tiap waktu (alpha=0.05)

Jumlah Kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

W0 Antara Group .011 2 .005 .922 .487 Dalam Group .018 3 .006 Total .028 5

W6 Antara Group .016 2 .008 8.921 .055 Dalam Group .003 3 .001 Total .019 5

W12 Antara Group .521 2 .261 68.953 .003 Dalam Group .011 3 .004 Total .532 5

W18 Antara Group .443 2 .222 123.478 .001 Dalam Group .005 3 .002 Total .449 5

W24 Antara Group .345 2 .172 54.080 .004 Dalam Group .010 3 .003 Total .354 5

W30 Antara Group .032 2 .016 1.131 .431 Dalam Group .043 3 .014 Total .075 5

W36 Antara Group 1.117 2 .559 1.421 .368 Dalam Group 1.180 3 .393 Total 2.297 5

W42 Antara Group 1.566 2 .783 .832 .516 Dalam Group 2.825 3 .942 Total 4.391 5

W48 Antara Group 3.094 2 1.547 15.400 .026 Dalam Group .301 3 .100 Total 3.396 5

Uji Lanjut Duncan W12 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A1B 2 .7221 A2B 2 .9150 A3B 2 1.4210Sig. .052 1.000

61  

W18 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A1B 2 1.2097 A3B 2 1.7410A2B 2 1.8230Sig. 1.000 .148

W24 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A3B 2 1.3880 A1B 2 1.5223 A2B 2 1.9500Sig. .098 1.000

W48 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A1B 2 1.8306 A2B 2 2.1700 A3B 2 3.4950Sig. .363 1.000

Lampiran 19. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap nilai total gula sisa (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

A1B Antara Group 89.888 8 11.236 17.486 .000 Dalam Group 5.783 9 .643 Total 95.672 17

A2B Antara Group 189.848 8 23.731 50.561 .000 Dalam Group 4.224 9 .469 Total 194.072 17

A3B Antara Group 231.139 8 28.892 44.849 .000 Dalam Group 5.798 9 .644 Total 236.937 17

62  

Uji Lanjut Duncan A1B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 W42 2 3.3143 W48 2 3.3768 W36 2 3.9000 3.9000 W30 2 3.9232 3.9232 W24 2 4.3482 4.3482 W18 2 5.1339 5.1339 W6 2 5.6268 W12 2 5.6696 W0 2 11.0000Sig. .068 .074 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000. A2B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 W42 2 3.9080 W48 2 3.9120 W36 2 5.2930 5.2930 W30 2 5.6820 W24 2 6.0290 W12 2 6.3430 W18 2 6.5500 W6 2 12.3190W0 2 13.4290Sig. .085 .124 .140

A3B

Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 5 6 1 W48 2 4.5000 W42 2 5.6140 5.6140 W36 2 6.2500 6.2500 6.2500 W30 2 7.2460 7.2460 7.2460 W24 2 8.0430 8.0430 W18 2 8.5820 W12 2 8.9570

63  

W6 2 13.7500 W0 2 16.0710 Sig. .066 .083 .061 .077 1.000 1.000

Lampiran 20. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap nilai total gula sisa di tiap waktu (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

W0 Antara Group 25.730 2 12.865 32.101 .009 Dalam Group 1.202 3 .401 Total 26.932 5

W6 Antara Group 75.213 2 37.607 57.081 .004 Dalam Group 1.976 3 .659 Total 77.190 5

W12 Antara Group 12.062 2 6.031 51.860 .005 Dalam Group .349 3 .116 Total 12.411 5

W18 Antara Group 12.016 2 6.008 9.120 .053 Dalam Group 1.976 3 .659 Total 13.992 5

W24 Antara Group 13.688 2 6.844 307.696 .000 Dalam Group .067 3 .022 Total 13.755 5

W30 Antara Group 11.054 2 5.527 8.192 .061 Dalam Group 2.024 3 .675 Total 13.078 5

W36 Antara Group 5.586 2 2.793 2.724 .212 Dalam Group 3.076 3 1.025 Total 8.662 5

W42 Antara Group 5.701 2 2.851 4.621 .121 Dalam Group 1.851 3 .617 Total 7.552 5

W48 Antara Group 1.263 2 .631 .577 .614 Dalam Group 3.284 3 1.095 Total 4.546 5

64  

Uji lanjut Duncan W0 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A1B 2 11.0000 A2B 2 13.4290 A3B 2 16.0710Sig. 1.000 1.000 1.000

W6 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A1B 2 5.6268 A2B 2 12.3190A3B 2 13.7500Sig. 1.000 .176

W12 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A1B 2 5.6696 A2B 2 6.3430 A3B 2 8.9570Sig. .143 1.000

W24 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A1B 2 4.3482 A2B 2 6.0290 A3B 2 8.0430Sig. 1.000 1.000 1.000

65  

Lampiran 21. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai (s0-s)/s (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

A1B Antara Group .104 7 .015 3.249 .060 Dalam Group .036 8 .005 Total .140 15

A2B Antara Group .548 7 .078 58.404 .000 Dalam Group .011 8 .001 Total .559 15

A3B Antara Group .432 7 .062 31.048 .000 Dalam Group .016 8 .002 Total .448 15

Uji Lanjut Duncan A2B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 1 W6 2 .0822 W18 2 .5132 W12 2 .5272 .5272 W24 2 .5505 .5505 W30 2 .5782 .5782 W36 2 .6057 W48 2 .7090W42 2 .7112Sig. 1.000 .133 .079 .953

A3B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 4 1 W6 2 .1450 W12 2 .4426 W18 2 .4659 W24 2 .4994 W30 2 .5498 .5498 W36 2 .6117 W42 2 .6508 .6508W48 2 .7210Sig. 1.000 .054 .061 .154

66  

Lampiran 22. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai (s0-s)/s di tiap waktu (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

W6 Antara Group .192 2 .096 80.645 .002 Dalam Group .004 3 .001 Total .196 5

W12 Antara Group .007 2 .004 16.251 .025 Dalam Group .001 3 .000 Total .008 5

W18 Antara Group .005 2 .003 1.149 .426 Dalam Group .007 3 .002 Total .012 5

W24 Antara Group .011 2 .006 26.987 .012 Dalam Group .001 3 .000 Total .012 5

W30 Antara Group .009 2 .005 2.269 .251 Dalam Group .006 3 .002 Total .015 5

W36 Antara Group .001 2 .001 .076 .928 Dalam Group .027 3 .009 Total .028 5

W42 Antara Group .004 2 .002 .932 .484 Dalam Group .007 3 .002 Total .011 5

W48 Antara Group .001 2 .000 .083 .922 Dalam Group .012 3 .004 Total .013 5

Uji Lanjut Duncan W6 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A2B 2 .0822 A3B 2 .1450 A1B 2 .4893Sig. .166 1.000

67  

W12 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A3B 2 .4426 A1B 2 .4852 .4852A2B 2 .5272Sig. .064 .066

. W24 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 .4994 A2B 2 .5505 A1B 2 .6046Sig. 1.000 1.000 1.000

Lampiran 23. Hasil analisis ragam formula media terhadap yield (Yx/s) (alpha=0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

A1B Antara Group .089 8 .011 18.501 .000 Dalam Group .005 9 .001 Total .095 17

A2B Antara Group .088 8 .011 22.101 .000 Dalam Group .004 9 .000 Total .093 17

A3B Antara Group .141 8 .018 3.521 .039 Dalam Group .045 9 .005 Total .186 17

Uji Lanjut Duncan A1B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 W0 2 .0000 W6 2 .0382 W12 2 .0470

68  

W18 2 .1261 W24 2 .1586 .1586W30 2 .1707 .1707W48 2 .1784 .1784W36 2 .1931W42 2 .1933Sig. .100 .077 .223

A2B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 W0 2 .0000 W12 2 .0616 W6 2 .0620 W36 2 .1643W30 2 .1657W48 2 .1782W42 2 .1814W24 2 .1991W18 2 .2068Sig. 1.000 .986 .115

A3B Duncan

Waktu

N Subset for alpha = .05

1 2 1 W0 2 .0000 W6 2 .0100 W24 2 .1025 .1025W30 2 .1155 .1155W12 2 .1205 .1205W18 2 .1571 .1571W36 2 .2214W42 2 .2459W48 2 .2566Sig. .073 .079

69  

Lampiran 24. Hasil analisis ragam setiap formula media terhadap yield (Yx/s) di tiap waktu (alpha =0.05)

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

W0 Antara Group .000 2 .000 . . Dalam Group .000 3 .000 Total .000 5

W6 Antara Group .003 2 .001 1.380 .376 Dalam Group .003 3 .001 Total .006 5

W12 Antara Group .006 2 .003 647.112 .000 Dalam Group .000 3 .000 Total .006 5

W18 Antara Group .007 2 .003 583.261 .000 Dalam Group .000 3 .000 Total .007 5

W24 Antara Group .009 2 .005 38.866 .007 Dalam Group .000 3 .000 Total .010 5

W30 Antara Group .004 2 .002 38.321 .007 Dalam Group .000 3 .000 Total .004 5

W36 Antara Group .003 2 .002 .255 .790 Dalam Group .019 3 .006 Total .023 5

W42 Antara Group .005 2 .002 .259 .788 Dalam Group .027 3 .009 Total .032 5

W48 Antara Group .008 2 .004 2.492 .230 Dalam Group .005 3 .002 Total .013 5

Uji Lanjut Duncan W12 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A1B 2 .0470 A2B 2 .0616 A3B 2 .1205Sig. 1.000 1.000 1.000

70  

W18 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A1B 2 .1261 A3B 2 .1571 A2B 2 .2068Sig. 1.000 1.000 1.000

W24 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 3 1 A3B 2 .1025 A1B 2 .1586 A2B 2 .1991Sig. 1.000 1.000 1.000

W30 Duncan

Formula

N Subset for alpha = .05

1 2 1 A3B 2 .1155 A2B 2 .1657A1B 2 .1707Sig. 1.000 .524

Lampiran 25. Hasil analisis ragam formula media terhadap nilai toksik (alpha =0.05) toksik

Jumlah kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat tengah F Sig.

Antara Group 1240.000 2 620.000 2.851 .097 Dalam Group 2610.000 12 217.500 Total 3850.000 14

71  

Lampiran 26. Dokumentasi

Gambar 20. Bioreaktor kolom gelembung

Bioreaktor kolom gelembung 

Penyangga kayu 

Flowmeter 

Selang saluran sampel 

Filter udara