PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP PERTUMBUHAN

Saccharomyces cerevisiae PADA PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL

DENGAN MEDIA LIMBAH CAIR TAHU

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana Sains

Disusun oleh

TEGUH WIBOWO

M0409059

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2016

ii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya

sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari dapat

ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh

dapat ditinjau dan/ atau dicabut.

Surakarta, Juli 2016

Teguh Wibowo

M0409059

iv

PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP PERTUMBUHAN

Saccharomyces cerevisiae PADA PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL

DENGAN MEDIA LIMBAH CAIR TAHU

Teguh Wibowo

M0409059

ABSTRAK

Limbah cair tahu berpotensi menimbulkan pencemaran apabila tidak

ditangani dengan tepat. Limbah cair tahu ini masih mengandung senyawa organik

sebagai sumber C dan N sehingga dapat dimanfaatkan sebagai substrat

pertumbuhan mikroba dalam menghasilkan protein sel tunggal (PST). Tujuan dari

penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan variasi

konseentrasi sukrosa terhadap pertumbuhan S. cerevisiae dalam media limbah cair

tahu serta mengetahui konsentrasi sukrosa optimum untuk menghasilkan produksi

biomassa dan protein S. cerevisiae paling tinggi.

Pertumbuhan diamati dengan cara perhitungan jumlah sel menggunakan

hemasitometer pada jam ke-24, 48, 72 dan 96. Pengukuran biomassa sel diukur

berdasarkan berat kering sel dengan cara ditimbang. Pengukuran kadar protein S.

cerevisiae diukur dengan metode Bradford menggunakan spektrofotometer pada

λ590 nm. Analisis data berupa pertumbuhan sel S. cerevisiae, biomassa, kadar dan

produksi protein menggunakan Analysis of Variance (ANAVA), dilanjutkan

dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf signifikan 5%. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa pemberian sukrosa pada limbah cair tahu

berpengaruh terhadap jumlah sel S. cerevisiae, biomassa sel, kadar dan produksi

protein sel. Semakin tinggi konsentrasi sukrosa sampai konsentrasi 3,5% jumlah

sel, produksi biomassa maupun produksi protein sel meningkat. S. cerevisiae

tumbuh optimum pada konsentrasi 3,5% dengan inkubasi selama 72 jam.

Persentase protein yang dihasilkan adalah 15,25% dari berat kering biomassa.

Produksi biomassa dan protein pada kondisi optimum menghasilkan produksi

biomassa sel sebesar 0,7946 gr/100ml dan produksi protein sebesar 12,1187gr/L.

Kata kunci: limbah cair tahu, sukrosa, Saccharomyces cerevisiae, protein sel

tunggal

v

EFFECT OF SUCROSE CONCENTRATION ON GROWTH OF

Saccharomyces cerevisiae IN PRUDUCTION SINGLE CELL PROTEIN

WITH WASTE TOFU MEDIA

Teguh Wibowo

M0409059

ABSTRACT

Liquid waste tofu potentially couse pollution if not handled properly. Liquid

wastes tofu it still contains organic compounds as a source of C and N, so that can

be utilized as a microbial growth substrate to produce single cell protein (SCP). The

aim of this research were to determine the growth of S. cerevisiae in medium liquid

tofu waste with the addition of various concentrations of sucrose and to know the

optimum concentration of sucrose to produce highest SCP of S. cerevisiae.

Cell growth was observed by the method of calculated of number of cell

using hemocytometer at 24, 48,72 and 96th hour. Cell of biomass was measured by

dry weight of the cell. Calculation protein level of S. cerevisiae was measured by

Bradford method using a spectrophotometer at λ 590 nm. The research data include

S. cerevisiae number of cell, dry biomassa and protein levels of S. cerevisiae were

analyzed using Analysis of Variance (ANOVA), test was continued by Duncan

Multiple Range Test (DMRT) at 5% significant level. The results showed that the

effect of various concentrations sucrose was significant on on the number of S.

cerevisiae cells, biomass, production of cells and levels of cell proteins. The higher

the concentration of sucrose to a concentration of 3.5% the number of cells, biomass

production and increased cell protein production. S. cerevisiae grows optimum at

concentration of sucrose 3.5% and incubation for 72 hours. Percentage protein was

15,25% of dry weight of biomass. Biomass production and protein in optimum

condition result in production of cell biomass 0,7946 gr/100ml and protein

production 12,1187 gr/L.

Keywords: liquid tofu waste, sucrose, Saccharomyces cerevisiae, single cell protein

vi

MOTTO

“Bismillahirrahmanirrahim”

“Saat aku lelah menulis dan membaca, di atas buku-buku kuletakkan kepala. Dan

saat pipiku menyentuh sampulnya, hatiku tersengat. Kewajibanku masih berjebah,

bagaimana mungkin aku beristirahat”

— Imam an-Nawawi

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Skripsi ini saya persembahkan untuk:

Bapak dan Mamak tercinta atas ilmu,

kepercayaan penuh, semangat, doa dan

harapan yang selalu menjadi percikan api

semangat

Kedua mbak saya atas nasehat, kepercayaan

dan dukungannya selama ini

Sahabat Bioromantika Biologi 2009

Rekan-rekan KS Kepak Sayap

Mereka yang tak dapat disebutkan namun

keberadaannya senantiasa dalam benak dan

ingatan

Almamater tercinta.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah Ta’ala yang telah memberi limpahan rahmat

dan hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan

skripsi yang berjudul “Pengaruh Konsentrasi Sukrosa Terhadap Pertumbuhan

Saccharomyces cerevisiae Pada Produksi Protein Sel Tunggal Dengan Media

Limbah Cair Tahu”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk

memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi, penulis telah

memperoleh saran, bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak yang

bermanfaat secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak, Ibu, dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan, semangat,

kasih sayang, dan do’anya untuk kelancaran studi penulis.

2. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons)., Ph.D., selaku Dekan Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.

3. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si., selaku Kepala Program Studi Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi dan telah

memberikan do’a terbaik bagi penulis. Serta selaku dosen pembimbing 1 dan

ix

penguji sekaligus memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai

selesainya penyusunan skripsi.

4. Ibu Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech., selaku dosen pembimbing II dan penguji

yang telah memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai

selesainya penyusunan skripsi.

5. Dr. Ari Susilowati, M.Si., selaku dosen penelaah II dan penguji yang telah

memberikan saran dan bimbingan selama penelitian sampai selesainya

penyusunan skripsi.

6. Dr. Shanti Listyawati, M.Si., selaku dosen penelaah II dan penguji yang telah

memberikan saran dan masukan selama penelitian sampai selesainya

penyusunan skripsi.

7. Bapak Suratman, M.Si., selaku pembimbing akademik yang telah memberikan

saran dan motivasi kepada penulis selama masa studi.

8. Dosen-dosen di Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah mendidik

dan memberikan dorongan baik moral maupun spiritual sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

9. Staf administrasi Program Studi Biologi serta laboran yang telah membantu

kelancaran penelitian ini.

10. Bapak, Ibu, dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan, semangat,

kasih sayang, dan doanya untuk kelancaran studi penulis.

11. Teman-teman Bioromantika 2009, Prodi Biologi Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta atas doa dan

x

dukungan selama masa perkuliahan, Asfarina aulia, Zul Qisti Anky, Wahyu

Kriswiranto, Ensina Sawor, teman seperjuangan yang membersamai,

membantu dan selalu memberikan semangat kepada penulis.

12. Seluruh rekan-rekan KS Kepak Sayap dan KS Biodiversitas atas kebersamaan

dan semangat yang senantiasa diberikan kepada penulis selama ini, serta semua

pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan

bantuannya.

Penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan

skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, masukan yang berupa saran

dan kritik yang membangun dari pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi

ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang terkait.

Surakarta, Juli 2016

Penyusun

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................... iii

ABSTRAK ......................................................................................................... iv

ABSTRACT ....................................................................................................... v

HALAMAN MOTTO ........................................................................................ vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................ vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1

A. Latar Belakang ....................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................................. 3

C. Tujuan ..................................................................................................... 3

D. Manfaat ................................................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5

A. Tinjauan Pustaka ..................................................................................... 5

1. Protein Sel Tunggal .......................................................................... 5

2. Limbah Cair Tahu ............................................................................ 8

xii

3. Saccharomyces cerevisiae ................................................................ 10

4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan

Mikroorganisme ............................................................................... 14

5. Pertumbuhan Mikroorganisme ......................................................... 15

6. Fermentasi ........................................................................................ 19

7. Sukrosa ............................................................................................. 20

B. Kerangka Pemikiran ............................................................................... 23

C. Hipotesis ................................................................................................. 24

BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................... 25

A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 25

B. Bahan dan Alat ....................................................................................... 25

1. Alat ................................................................................................... 25

2. Bahan ................................................................................................ 25

C. Rancangan Percobaan ............................................................................ 26

D. Cara Kerja .............................................................................................. 26

1. Pembuatan medium limbah cair tahu dengan variasi konsentrasi

sukrosa ............................................................................................. 26

2. Pembuatan kultur Saccharomyces cerevisiae dari ragi roti ............. 27

3. Penumbuhan Saccharomyces cerevisiae pada medium limbah

cair tahu dengan variasi sukrosa ...................................................... 27

4. Pengukuran pH medium ................................................................... 27

5. Perhitungan pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiae ................ 28

6. Produksi Biomassa Saccharomyces cerevisiae ................................ 28

xiii

7. Kurva standar larutan protein ........................................................... 29

8. Analisa kadar protein dengan metode Bradford ............................... 29

9. Produksi Protein S. cerevisiae .......................................................... 30

E. Analisa Data ........................................................................................... 30

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 31

1. Pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiae ........................................... 31

2. Produksi biomassa Saccharomyces cerevisiae ....................................... 38

3. Kadar protein dan Produksi Protein Sel Saccharomyces cerevisiae ....... 40

BAB V. PENUTUP ............................................................................................ 45

A. Kesimpulan ............................................................................................ 45

B. Saran ....................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46

Lampiran ............................................................................................................ 56

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Saccharomyces cerevisiae dilihat dengan mikroskop elektron ........ 12

Gambar 2. Kurva pertumbuhan mikroorganisme ............................................... 17

Gambar 3. Struktur ikatan kimia sukrosa ........................................................... 21

Gambar 4. Metabolisme glukosa oleh S. cerevisiae .......................................... 22

Gambar 5. Kerangka pemikiran ......................................................................... 24

Gambar 6. Kurva pertumbuhan sel Saccharomyces cerevisiaepada media

limbah cair tahu dengan pnambahan variasi sukrosa ....................... 31

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kandungan dalam limbah cair tahu ..................................................... 10

Tabel 2. Komposisi sel khamir S. Cerevisiae .................................................... 13

Tabel 3. Jumlah sel S. cerevisiae (x 107 sel/ ml) pada media limbah cair tahu

dengan penambahan variasi sukrosa ..................................................... 35

Tabel 4. Tingkat keasaman media tumbuh Saccharomyces cerevisiae selama

fermentasi pada media limbah cair tahu dengan penambahan variasi

sukrosa ................................................................................................. 36

Tabel 5. Produksi biomassa Saccharomyces cerevisiaepada media limbah cair

tahu dengan penambahan variasi sukrosa ............................................ 38

Tabel 6. Kadar protein sel Saccharomyces cerevisia epada media limbah cair

tahu dengan penambahan variasi sukrosa yang difermentasi selama

24-96 jam ............................................................................................. 40

Tabel 7. Produksi protein sel Saccharomyces cerevisiae pada media limbah

cair tahu dengan penambahan variasi sukrosa yang difermentasi

selama 24-96 jam .................................................................................. 42

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Pembuatan Stok Reagen Brradford dan Kurva Standar BSA......... 56

Lampiran 2. Perhitungan kadar protein dan produksi protein ............................ 57

Lampiran 2. Hasil Uji Anova .............................................................................. 60