PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP … filecerevisiae diukur dengan metode Bradford menggunakan...
Transcript of PENGARUH KONSENTRASI SUKROSA TERHADAP … filecerevisiae diukur dengan metode Bradford menggunakan...
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