Perpustakaan Digital ITB

Ektoin adalah senyawa bernilai tinggi yang banyak digunakan dalam industri farmasi dan kosmetik karena kemampuannya melindungi sel dari stres lingkungan. Produksi ektoin dilakukan menggunakan Escherichia coli BL21(DE3) yang telah diinsersi dengan gen ekspresi ektoin (ectABC) dari Virgibacillus salarius. Upaya mengurangi biaya produksi dilakukan dengan menggunakan medium minimal M9 yang disuplementasi dengan high fructose corn syrup sebagai sumber karbon alternatif dan NH4Cl sebagai sumber nitrogen, serta laktosa sebagai agen penginduksi. Dengan asumsi bahwa peningkatan biomassa berkorelasi positif dengan peningkatan produksi ektoin, maka optimasi biomassa dapat merepresentasikan optimasi produksi ektoin. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi karbon dan waktu induksi optimum untuk produksi biomassa Escherichia coli BL21(DE3), serta kinetika pertumbuhan pada kondisi optimum dari Escherichia coli BL21(DE3) melalui response surface methodology dengan desain Box-Behnken. Faktor yang digunakan pada percobaan ini yaitu konsentrasi karbon (1,56 – 5,56 g/L) dan waktu induksi (jam ke-8 hingga jam ke-12), dengan konsentrasi nitrogen tetap pada 1 g/L. Respon yang diamati pada penelitian ini yaitu biomassa maksimum dari Escherichia coli BL21(DE3). Penelitian diawali dengan pembuatan kurva tumbuh Escherichia coli BL21(DE3), dilanjutkan dengan kultivasi menggunakan variasi parameter sesuai desain percobaan. Kultivasi dilakukan dalam baffled flask berkapasitas 1000 mL dengan volume kerja 500 mL, kepadatan inokulum 106 CFU/mL, konsentrasi inokulum 10% (v/v), suhu 37?, dan agitasi 180 rpm dengan total waktu fermentasi hingga 48 jam setelah waktu induksi. Konsentrasi akhir laktosa untuk induksi adalah 5 g/L. Kurva pertumbuhan Escherichia coli BL21(DE3) pada sumber karbon glukosa memiliki laju pertumbuhan spesifik 0,453 jam-1 dan generation time 1,53 jam, sedangkan Escherichia coli BL21(DE3) pada sumber karbon high fructose corn syrup memiliki laju pertumbuhan spesifik 0,390/jam dan generation time 1,777 jam. Hasil analisis respon biomassa maksimum menunjukkan model yang signifikan (p-value <0,05) dengan R2 = 75,92%. Kondisi optimum untuk respon biomassa maksimum berada pada rentang 4 – 5,5 g/L pada waktu induksi jam ke-8. Validasi eksperimental dilakukan pada kondisi optimum untuk respon biomassa maksimum (konsentrasi karbon 5,196 g/L dan waktu induksi jam ke-8) menghasilkan laju pertumbuhan spesifik 0,239 jam-1 dan generation time 2,904 jam, dengan Yx/s senilai 0,423 g/g. Biomassa maksimum yang diperoleh senilai 0,98 g/L dengan galat sebesar 9,69% menunjukkan keakuratan model yang baik.