PENINGKATAN SKALA PRODUKSI PROBIOTIK KHAMIR MUTAN DALAM MEDIUM TAPIOKA IRADIASI. M.R. PikolP, D. Mahclyah1clan I.Sugoro1.2

Transkripsi

1 Risala Seminar Ilmia Aplikasi Istp dan Radiasi, 200 PENINGKATAN SKALA PRODUKSI PROBIOTIK KHAMIR MUTAN DALAM MEDIUM TAPIOKA IRADIASI M.R. PiklP, D. Mahclyah1clan I.Sugr1.2 lbilgijurusan MIPA FST DIN Syarif Hidayatullah 2Pusat Aplikasi Teknlgi Istpdan Radiasi. BATAN ABSTRAK PENINGKATAN SKALA PRODUKSI ISOLAT MUTAN KHAMIR PROBIOTIK DALAM MEDIUM TAPIOKA IRADIASI. Peningkatan prduksi ternak ruminansia dapat ditingkatkan melalui pemberian prbitik khamir. Prduksi prbitik dapat dilakukan secara kultur bertahap. Khamir yang digunakan adalah islat khamir mutan RllO dan R210 hasil iradiasi sinar gamma yang memiliki kemampuan regenerasi tinggl Bahan dasar medium yang digunakan adalah tapika hasil iradiasi sinar gamma 10 kgy. Tahapan percbaan terdiri dari prduksi secara bertahap dengan vlume 30, 300, 1000 dan 2000 ml dalam medium tapika 1% (b/vl. Parameter yang diamati adalah pertumbuhan dan ph medium. HasH percbaan menunjukkan bahwa pertumbuhan kedua islat memiliki pla yang sarna dengan nilai krelasi 0,90 untuk setiap tahapan prduksi dan secara urnurn prduksinya dapat ditingkatkan secara bertahap. ph medium selama masa inkubasi, kisarannya masih dalam batas pertumbuhan khamir, yaitu 5. Key wrds: yeast prbitics, ruminant, scale up culture and irradiated tapica. ABSTRACT PRODUCTION SCALE UP OF PROBIOTIC YEAST MUTANT ISOLATE IN TAPIOCA MEDIUM. The ruminant livestck prducts can be increased by suplementatin f yeast prbitics. The prductin f yeast prbitic can be cnducted by scale up culture. The yeast prbitic used were mutant islates RllO and R210 which resulted frm irradiated f gamma ray and have the highest regeneratin. The base media were used tapica irradiated with dses f 10 kgy. The experiment has been cnducted sequently in vlume 30, 300, 1000 and 2000 ml f 1 % (w/v) tapica medium. The parameters bserved were grwth patterns and ph. The result shwed that bth f islates had the same grwth patterns with crrelatin 0,90 fr each prductin vlume and the prductin culd be increased by scale up culture. The ph f medium were in nrmal range fr yeast grwth, Le - 5. Kata kunci : prbitik khamir, ruminansia, kultur bertahap, dan tapika radiasl PENDAHULUAN Kebutuhan akan daging dan susu yang berasal dari ternak ruminansia (sapi, kerbau, dan kambing) terus meningkat sebanding dengan meningkatnya ppulasi manusia. Namun para peternak sapi lkal memiliki ban yak kendala dalam meningkatkan prduksi ternaknya. Di antara penyebabnya adalah rendahnya tingkat pertambahan bbt badan sapi dan panjangnya jarak beranak sapi, yang keduanya dipengaruhi leh efisiensi knversi nutrisi pakan menjadi bahan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan ternak. Berbagai cara telah ditempuh untuk mengatasi kendala-kendala tersebut. Perbaikan nutrisi dapat dilakukan dengan teknik manipulasi pakan, misalnya melalui pemberian suplemen pakan dalam bent uk prbitik yang dapat meningkatkan prduksi dan kualitas daging dan susu (I). Suplemen prbitik ini dapat diintrduksikan ke dalam pakan knsentrat (2). Suplemen berupa jamur, khususnya khamir, sering digunakan sebagai bahan prbitik karena sangat mudah diislasi dari habitatnya dan mudah pula untuk diprduksi. Pada penelitian terdahulu telah dilakukan islasi khamfr dari cairan rumen kerbau dan telah dipilih islat Rl dan R2 sebagai islat yang memiliki ptensi sebagai bahan prbitik. Dalam rangka meningkatkan kemampuan pertumbuhannya, islat Rl dan R2 diiradiasi dengan sinar gamma. Berdasarkan prses seleksi, islat khamir mutan RIlO dan R210 yang merupakan hasil iradiasi sinar Gamma dengan dsis 10 Gy, dipilih sebagai mutan yang terbaik yang memiliki kemampuan pertumbuhan yang tinggi (3). Prduksi prbitik khamir dalam skala besar memerlukan medium dari bahan yang murah dan mudah didapat, serta memiliki kandungan karbhidrat yang tinggi. Di antara bahan yang memenuhi syarat tersebut adalah tapika yang memiliki kandungan karbhidrat lebih dari 80%. Tapika harus disterilisasi terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan medium pertumbuhan khamir. Tapika yang disterilisasi dengan autklaf akan membentuk kagulasi menjadi gel, sehingga khamir tidak dapat tumbuh pada medium terse but. Sterilisasi tapika dapat ditempuh dengan cara iradiasi dan dalam bent uk kering (). 131

2 Risalah Seminar Ilmiah Aplikasi Istp dan Radiasi, 200 gamma menyebabkan terjadinya pemutusan rantai plimer menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga mendukung pertumbuhan khamir. Dsis iradiasi untuk sterilisasi tapika yang terbaik sehingga mendukung pertumbuhan islat khamir RllO dan R210 adalah 10 kgy (5). Berdasarkan hasil pengujian, penggunaan tapika iradiasi dapat mendukung pertumbuhan islat khamir dalam skala 30 ml. Dalam percbaan ini akan dilakukan prduksi khamir secara bertahap islat khamir RllO dan R210 dengan medium tapika iradiasi. Peningkatan vlume secara bertahap ini akan dijadikan dasar untuk prduksi pada skala yang lebih besar. BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat. Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah islat khamir R110 dan R210, medium Ptat Dextrse Agar (PDA, Oxid) untuk pemeliharaan islat khamir, medium Ptat Dextrse Brth (PDB, Oxid) untuk pembuatan inkulum khamir, tapika Cap Gunung Agung yang telah diiradiasi 10 kgy, asam laktat 10% dan akuades steril. Alat-alat yang digunakan antara lain shaker, kamar hitung Neubauer (haemcytmeter), ph-meter, sentrifus, desikatr, timbangan analitik, se dsb. Pembuatan Medium Tapika Iradiasi. Serbuk tapika ditimbang seberat 50 g, lalu dikemas dengan plastik plietilen. Selanjutnya serbuk tapika di dalam plastik diiradiasi dengan sinar gamma 10 Gy dengan menggunakan Iradiatr IRPASENA PATIR BATAN. Medium tapika 1% yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dengan melarutkan 0,3 g serbuk tapika yang telah diiradiasi ke dalam 30 ml akuades steril (). Pembuatan KuItur Inkulum. Islat khamir dalam medium PDA yang berumur 1 hari diinkulasikan sebanyak 3 se ke dalam 30 ml medium PDB yang telah ditambahkan dengan as am laktat 10% (0,33 ml). Setelah diinkubasi selama 1 hari di dalam shaker pada suhu ruang (25-30 C) dan agitasi 120 rpm, jumlah sel kultur inkulum ini dihitung dengan kamar hitung Neubauer (). Pembuatan Kurva Tumbuh Bertingkat. Peningkatan skala prduksi bimassa islat khamir dilakukan secara bertahap dengan vlume 30, 300, 1000 dan 2000 ml. Sebanyak 10% v/v (10 sel/ml) kultur inkulum khamir diinkulasikan ke dalam medium tapika iradiasi 10 kgy untuk membuat 30 ml kultur khamir. Kemudian kultur khamir dalam medium tapika iradiasi diinkubasi pada suhu ruang ( c) dengan agitasi 120 rpm. Selama diinkubasi, ph medium diukur dan jumlah sel dihitung pada jam ke. 0,, 8, 12, 18, 2, 32, 8,, dan. Kultur pada tahap 30 ml dibuat kembali sampai tercapai waktu dengan kecepatan pertumbuhan tertinggi, yang kemudian digunakan sebagai inkulum sebanyak 10% untuk membuat kultur 300 ml. Demikian pula untuk inkulum pada kultur 1000 ml dan 2000 ml dibuat dari kultur vlume yang lebih rendah sebelumnya. Parameter yang diukur adalah pertumbuhan sel dan ph medium. Analisis Data. Data yang diperleh dari penelitian Inl dilah dengan menggunakan analisis krelasi dengan bantuan prgram SPSS 11.0 (). HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Islat Khamir dalam Medium Tapika Iradiasi Vlume 30 ml Pertumbuhan islat khamir R110 dan R210 dalam medium tapika iradiasi 10 kgy memperlihatkan pla yang sarna (Gambar 1A). Hal ini didukung pula leh nilai krelasinya sebesar 0, yang menyatakan adanya hubungan yang nyata. Pla yang sarna karena tidak.5 - ~ a; en 55 &. ~ ; 5... '".3.5 i ~--.._... u.5 ///""" Waktu (harl) \ '\.-+- R110" R210'. Gambar 1. Pertumbuhan (A) dan ph media (8) islat khamir R110 dan R210 dalam medium tapika iradiasi vlume 30 ml pada suhu ruang dan agitasi 120 rpm. ~ 3 0 Waktu ijam) J : R110I R210' 132

3 Risalah Seminar llmiah Aplikasi fstp dan Radiasi, 200 Islat khamir R110 dan R210 mengalami pla pertumbuhan diauksik, yang ditandai dengan adanya lebih dari satu fase ekspnensial. Kedua islat tampak memiliki fase ekspnensial pertama sebelum jam ke-8, kedua sebelum jam ke-32, bahkan rentang setelah jam ke-8 sampai jam ke- dapat dianggap sebagai fase ekspnensial ketiga. Prduksi sel islat khamir R110 dan R210 terjadi pada jam ke- dengan jumlah sel R110 sebesar 1,7 x 10 sel/ml dan R210 sebesar 1,3 x 10 sellml. Pla pertumbuhan diauksik ini terjadi karena medium tapika iradiasi mengandung senyawa-senyawa dengan panjang rantai yang berbeda-beda akibat radiasi, di mana mnmer gluksa digunakan paling dahulu, kemudian senyawa yang lebih kmpleks akan dipecah dan digunakan setelah gluksa pertama habis (7). Perubahan ph terjadi dalam medium tapika iradiasi pada islat khamir R110 dan R210 selama masa inkubasi (Gambar 1BI. Hal ini menunjukkan terjadinya suatu prses fermentasi. Perubahan ph dalam medium tapika iradiasi pada islat khamir R110 berkisar,11-5,29, dan pada islat khamir R210 berkisar,03-5,2. Perubahan ph yang terjadi dalam medium tersebut masih dalam batas pertumbuhan khamir yaitu 2,5-8,5 (8). Pertumbuhan Islat Khamir dalam Medium Tapika Iradiasi Vlume 300 ml Berdasarkan kurva pertumbuhan pada prduksi 30 ml, inkulum untuk medium prduksi 300 ml diperleh dari medium prduksi 30 ml berumur 2 jam karena setelah umur tersebut pertumbuhan akan mencapai kecepatan paling tinggi. Pertumbuhan islat khamir R110 dan R210 dalam medium tapika iradiasi memperlihatkan pla yang hampir sarna (Gambar 3). Hal ini didukung pula leh nilai krelasinya sebesar 0,89 yang menyatakan adanya hubungan yang nyata. Pada Gambar 2A tampak bahwa pertumbuhan islat khamir R110 dan R210 hampir tidak menunjukan fase adaptasi. Hal disebabkan karena inkulum yang diberikan pada tahap ini telah teraktivasi pada tahap sebelumnya (30 ml). Puncak pertumbuhan pada islat khamir R110 terjadi pada jam ke-32 dengan jumlah sel sebesar 9,3 x 10 sellml, sedangkan puncak pertumbuhan islat khamir R210 terjadi lebih lambat, yaitu pada jam ke-18, namun dengan jumlah sel yang lebih tinggi, yaitu 1,1 X 107 sellml. Islat R110 masih menunjukkan pla pertumbuhan diauksik menyerupai pertumbuhan pada 30 ml, yaitu fase ekspnensial pertama sebelum jam ke-8 dan kedua sebelum jam ke-32. Perubahan ph dalam medium 300 ml juga mengalami fluktuasi selama masa inkubasi (Gambar 2B). Hal ini menunjukkan terjadinya suatu prses fermentasi. Perubahan ph dalam medium tapika iradiasi pada islat khamir R110 berkisar 5,5-5, dan pada islat khamir R210 berkisar,28-, ~.8 ~. E. :s..., '".2..J ~ Gambar 2. Pertumbuhan (AI dan ph media (BI islat khamir RllO dan R210 dalam medium tapika iradiasi vlume 300 ml pada suhu ruang dan agitasi 120 rpm. Waktu (jam) Waktu ijam) '-+- R110!i, R210 'I -+- R110i I -- R2W Pertumbuhan Islat Khamir dalam Medium Tapika Iradiasi Vlume 1000 ml Berdasarkan kurva pertumbuhan pada prduksi 300 ml, inkulum untuk medium prduksi 1000 ml diperleh dari medium prduksi 300 ml berumur jam karena setelah umur tersebut pertumbuhan akan mencapai kecepatan paling tinggi. Pertumbuhan pada islat khamir R110 dan R210 dalam medium tapika iradiasi memperlihatkan pla pertumbuhan yang berbeda satu sarna lain (Gambar 3AI. Hal ini dibuktikan dengan nilai krelasi yaitu -0,39, yang berarti bahwa hubungan antara islat khamir R110 dan R210 berbeda nyata. Pertumbuhan islat khamir R110 dalam medium tapika iradiasi memperlihatkan puncak pertumbuhan tertinggi pada jam ke- dengan jumlah sel sebesar 8 x 10 sellml, yang didahului dengan fase adaptasi yang cukup panjang; sedangkan puncak pertumbuhan islat khamir R210 dicapai pada jam ke-2 dengan jumlah sel 133

4 Risalah Seminar Ilmiah Aplikasi Istp dan Radiasi, 200 sebesar. X 10 sel/ml. Jumlah sel tertinggi dari kedua islat lebih rendah dan lebih lambat dicapai daripada prduksi pada vlume 300 ml. Namun peningkatan pertumbuhan yang masih terjadi cukup untuk dijadikan dasar untuk meningkatkan skala menjadi 2000 ml. Prses fermentasi ditunjukkan pula leh adanya perubahan ph selama masa inkubasi (Gambar 3B). Perubahan ph dalam medium tapika iradiasi pad a islat khamir R110 berkisar 5, 5.59 dan pada islat khamir R210 berkisar,7 5,9..-, I! krelasi sebesar 0,3. Nilai ini menunjukkan bahwa hubungan antara islat khamir R110 dan R210 dalam medium tapika iradiasi memiliki hubungan yang berbeda nyata a; en ~ 5 E ::>......J R110 R a; w.<:.!!!.. E ::> '"') '"...J Waktu 8 (harl) -+- R110, R210 ; ~ Waktu (hari).-+-r110 -_ R210" Waktu (hari) :-+-R '-a-r210, Gambar. Pertumbuhan(A) dan ph media (BIislatkhamir RllO dan R210 dalam medium tapika iradiasi vlume 2000 ml pada suhu ruang dan agitasi120 rpm Gambar,f.. Waktu (hari) Pertumbuhan (A! dan ph media (B) islat khamir RllO dan R210 dalam medium tapika iradiasi vlume 1000 ml pada suhu ruang dan agitasi120 rpm. Pertumbuhan Islat Khamir dalam Medium Tapika Iradiasi Vlume 2000 ml Berdasarkan kurva pertumbuhan pada prduksi 1000 ml, inkulum untuk medium prduksi 2000 ml diperleh dari medium prduksi 1000 ml berumur 2 jam pada islat RUO dan berumur 18 jam pada islat R210 karena setelah umur terse but pertumbuhan akan mencapai kecepatan paling tinggi. Pertumbuhan islat khamir RUO dan R210 dalam medium tapika iradiasi memperlihatkan pla dan kecepatan pertumbuhan yang berbeda satu sarna lain (Gambar AI. Hal ini dibuktikan dengan nilai Puncak pertumbuhan tertinggi pada islat khamir RUO dan R210 dalam medium tapika iradiasi terjadi pada jam ke- dengan jumlah sel R110 sebesar 9,3 x 10 sel/ml dan R210 sebesar 1,8 x 10 sel/ml. Seperti pada vlume 1000 mi. pertumbuhan islat R110 didahului dengan fase adaptasi yang cukup panjang; sedangkan islat R210 sebelum jam ke-2 dapat mencapai fase ekspnensial. Islat R210 kembali mengalami pla pertumbuhan diauksik, dengan jumlah sel tertinggi dicapai pada puncak kedua; pla pertumbuhan R210 pada vlume 2000 ml ini dapat dikatakan lebih baik daripada vlume sebelumnya, hal ini menunjukkan bahwa islat R210 memiliki ptensi untuk dikembangkan atau ditingkatkan prduksinya menjadi skala prduksi yang lebih besar. Perubahan ph dalam medium tapika iradiasi pada vlume 2000 ml ini (Gambar BI juga masih dalam kisaran pertumbuhan khamir, 13

5 f{jsalah Seminar Jlmiah Aplikasi /sfp dan RiJdi3si, 200 yaitu berkisar,27-5,91 pada islat khamir RllO, dan berkisar 5,3-5,91 pada islat khamir R21O. KESIMPULAN Pertumbuhan islat R110 pada vlume medium 1000 ml dan 2000 ml didahului dengan fase adaptasi sekitar 2 jam, meskipun inkulum yang digunakan berasal dari kultur yang telah diaktivasi pada tahap sebelumnya. Dengan peningkatan skala prduksi secara bertingkat, islat R210 memiliki fase adaptasi yang singkat selama jam, bahkan dapat mencapai fase ekspnensial lebih cepat pada vlume 1000 ml dan 2000 ml daripada vlume yang lebih rendah, meskipun jumlah pertambahan sel yang mampu ditingkatkan tidak sebesar pada vlume 30 ml dan 300 m!. Secara umum, prduksi bimassa islat khamir RllO dan R210 dalam medium tapika iradiasi dapat ditingkatkan secara bertahap sampai vlume prduksi 2000 ml dan memiliki ptensi untuk ditingkatkan menjadi vlume yang lebih besar lagi. DAFf AR PUSTAKA 1. PARWATI I.A. Pengaruh Pemberian Prbitik dan Laser Punktur dalam Meningkatkan Bbt Badan Sapi Bali. Prsiding Seminar Nasinal Peternakan Veteriner, Bgr : 137. ( HARY ANTO, B. Penggunaan Prbitik dalam Pakan untuk Meningkatkan Kualitas Karkas dan Daging Dmba. ]. Ilmu Ternak & Veteriner Vl 5(1: (2002) 3. SUGORO, I. DAN PIKOLI, M.R.. Uji Viabilitas Islat Khamir Bahan Prbitik dalam Cairan Rumen Kerbau Steril. Jurnal Saintika DIN Syarif Hidayatullah, Jakarta: 35-0 (200). SUGORO, I Seleksi dan Karakteristik Islat Khamir Sebagai Bahan Prbitik Ternak Ruminansia dalam Cairan Rumen Steril.Jurnal Persada Vl.12 (1). 5. RAHAYU, L.F., PIKOLI, M.R. DAN SUGORO, I. Pengaruh Tapika Iradiasi terhadap Pertumbuhan Khamir. Prsiding Seminar Nasinal Himpunan Kimia Indnesia (200). HADIOETOMO, R.S., Mikrbilgi Dasar dalam Praktek. Gramedia, Jakarta, h (1985) 7. BROCK, T.D., MADIGAN, M.T., MARTINKO, M.J. AND PARKER J. Bilgy f Micrrganisms. Prentice Hall, New Jersey, p. 17.( FARDIAZ, S. Fisilgi Fermentasi. PAU IPB, Bgr, h. 21. (1988) 135

6 Kisalal1Seminar Ilmial1 Aplikasi Istp dan Radiasi, 2txJ DISKUSI WAHIDIN T. SASONGKO SUHARYONO Apakah penelitian saudara dengan tapika sudah mewakili kndisi rumen? apakah hal ini bisa mewakili rumen. M.R. PIKOLI Memang belum karena ini dengan tapika adalah untuk prduksi khamir sebagai inkulum untuk diberikan ke dalam pakan. Meskipun diemikian temperatur prduksi telah disesuaikan dengan kndisi rumen, yaitu 39 C. Dalam ternak ruminansia banyak mikrba yaitu prtza, bakteri dan fungsi, belum melihat abstrak, prduksi ternak dapat ditingkatkan melalui pemberian prbitik khamir. Bagaimana anda membedakan bawha khamir yang berpengaruh dalam prduksi ternak. Padahal hasil litbang sebelum bila tidak dikmbinasikan dari prtza, bakteri dan fungsi ternyata F berpengaruh terhadap peningkatan prtein dan mikrba dalam rumen. Mhn penjelasan? M.R. PIKOLI Prduksi ternak yang diberi khamir dibandingkan dengan kntrl khamir memiliki pengaruh langsung dan tidak langsung. Selain secara langsung membantu fermentasi pakan dalam rumen, secara tidak langsung memprduksi bahan-bahan (submer N, vit, VFA/sumber karbn) yang dapat digunakan leh anggta eksistem rumen lain. 13