digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

COVER - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB I - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB II - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB III - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB IV - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB V - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

PUSTAKA Dicky Adihayyu Monconegoro
PUBLIC Irwan Sofiyan

LAMPIRAN - Dicky AM.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

Senyawa 5-aminolevulinic acid (ALA) merupakan prekursor penting dalam pembentukan senyawa tetrapirol seperti heme, sitokrom, klorofil, porfirin, dan kobalamin yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Potensi senyawa ALA dalam bidang pertanian dapat digunakan sebagai pemacu pertumbuhan tanaman dengan memperbaiki kemampuan fotosintesis tanaman dan toleransinya terhadap cekaman. Senyawa ALA mampu meningkatkan pembentukan klorofil dan kandungan senyawa antioksidan. Senyawa ALA dapat dihasilkan oleh Bacillus paramycoides melalui jalur C5 (Beale pathway). Penambahan prekursor pembentukan senyawa ALA dan inhibitor enzim pengubah senyawa ALA menjadi senyawa tetrapirol pada jalur metabolisme dapat meningkatkan konsentrasi senyawa ALA. Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukan penggantian komposisi media fermentasi serta optimasi sumber karbon dan nitrogen agar produksi senyawa ALA pada skala industri dapat dilakukan dengan lebih efisien. Produksi senyawa ALA menggunakan fermentor 200 L juga telah dilakukan tetapi konsentrasi senyawa ALA yang dihasilkan masih rendah, yakni sebesar 179 ?M dan prekursor-inhibitor yang digunakan belum cost efficient. Sehingga, diperlukan optimasi media menggunakan desain experimen yang mampu memberikan prediksi hasil yang lebih baik, yakni Response Surface Method (RSM), untuk mendapatkan konsentrasi senyawa ALA yang lebih tinggi. Selain itu, diperlukan penggantian prekursor dan inhibitor menggunakan bahan yang relatif murah agar biaya produksi menjadi lebih cost efficient. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan optimasi komposisi media fermentasi B. paramycoides dalam memproduksi senyawa ALA menggunakan metode RSM, melakukan penggantian prekursor dan inhibitor, dan melakukan uji coba produksi senyawa ALA menggunakan fermentor 10 L. Optimasi media fermentasi B. paramycoides dilakukan dengan menggunakan desain eksperimen RSM - Box Behnken Design. Faktor kontinu yang perlu dioptimasi adalah konsentrasi komposisi media fermentasi yang digunakan, yakni molase, urea, NaCl, dan glukosa. Nilai batas atas dan bawah yang perlu dimasukkan ke dalam software Minitab® ditentukan berdasarkan media optimasi sebelumnya (media teknis). Sebanyak 54 variasi media dilakukan pengujian dengan pengamatan respon berupa jumlah sel dan konsentrasi senyawa ALA. Pengujian dilakukan pada skala 50 mL dalam Erlenmeyer 250 mL dengan pH awal 6,8 dan inokulum sebesar 10% dengan kerapatan optik (OD) 0,8 pada panjang gelombang 625 nm. Kemudian, kultur diinkubasi selama 24 jam, pada suhu ruang (25-29°C), dengan kecepatan agitasi 130 RPM. Hasil analisis optimasi RSM diuji validasi lanjut untuk memastikan media terbaik hasil optimasi RSM. Uji coba penggantian prekursor dan inhibitor dilakukan dengan mengganti natrium L-glutamat monohidrat yang berperan sebagai prekursor dengan monosodium glutamate (MSG) dan levulinic acid yang berperan sebagai inhibitor dengan wood vinegar (asap cair). Uji coba produksi senyawa ALA pada fermentor 10 L dilakukan dengan menggunakan media hasil optimasi RSM terbaik dan prekursor-inhibitor pengganti. Produksi senyawa ALA menggunakan fermentor 10 L dilakukan selama 48 jam pada suhu 30°C, pH awal 7,1 dan kecepatan 130 RPM. DO dan aerasi diatur pada 40-60% dan 1,5-2,5 vvm. Setelah 24 jam inkubasi awal, ditambahkan 0,1% v/v glukosa 30% dan 0,5% v/v asap cair dan pH diatur kembali menjadi 6,8. Fermentasi dilanjutkan selama 24 jam pada suhu 30°C dan kecepatan 110 RPM. DO diatur pada 35-50% dan aerasi diatur pada 1,25-1,75 vvm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi media RSM terbaik adalah dengan komposisi 27,78 g/L molase; 9,145 g/L urea; 8,838 g/L NaCl; dan 32,07 g/L glukosa yang menghasilkan respon jumlah sel sebesar 10,749 log CFU/mL dengan konsentrasi senyawa ALA sebesar 255,30 ?M setelah inkubasi selama 24 jam, pada suhu ruang (25-29°C), dengan kecepatan agitasi 130 RPM. Penggantian prekursor-inhibitor dengan MSG dan asap cair dapat menghasilkan konsentrasi senyawa ALA sebesar 298,94 ?M yang berbeda nyata dengan formulasi media sebelum optimasi RSM (244,39 ?M). Uji coba produksi senyawa ALA pada fermentor 10 L menghasilkan konsentrasi senyawa ALA sebesar 581,82 ?M. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa produksi senyawa ALA menggunakan komposisi media hasil optimasi RSM terbaik dan penggantian prekursor-inhibitor dapat menghasilkan konsentrasi senyawa ALA (581,82 ?M) yang lebih baik sebanyak 3,2 kali lipat dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang hanya menghasilkan konsentrasi senyawa ALA sebesar 179 ?M.