Perpustakaan Digital ITB

Pichia sp. merupakan ragi yang sering digunakan dalam fermentasi makanan, salah satunya fermentasi biji kopi. Untuk menghasilkan biomassa Pichia sp. yang lebih banyak, diperlukan produksi skala besar menggunakan bioreaktor. Tantangan utama dalam upscaling ke bioreaktor adalah berkurangnya performa sel mikroorganisme. Terdapat berbagai faktor yang perlu diperhatikan dalam bioreaktor, tetapi penelitian ini berfokus pada parameter agitasi. Oleh karena itu, tujuan utama penelitian ini adalah mempelajari pengaruh agitasi terhadap performa sel Pichia sp. dalam proses scale-up dari shake flask ke bioreaktor 4L. Terdapat 3 variasi perlakuan yang diamati, yaitu agitasi 150 rpm, 200 rpm, dan 250 rpm. Analisis meliputi kinetika pertumbuhan sel, kemampuan intake nutrisi, dan juga aktivitas enzim protease yang dihasilkan. Hasil pengujian performa sel di bioreaktor menunjukkan laju pertumbuhan paling tinggi didapatkan di agitasi 250 rpm (0.213 ± 0.001 jam-1), kemudian diikuti agitasi 200 rpm (0.201 ± 0.001 jam-1), dan laju pertumbuhan paling rendah didapatkan di agitasi 150 rpm (0.183 ± 0.001 jam-1). Data juga menunjukkan bahwa Pichia sp. memiliki kemampuan intake gula paling tinggi pada agitasi 250 rpm (86.9%), kemudian diikuti agitasi 200 rpm (82.2%), dan efisiensi intake gula paling rendah didapatkan pada agitasi 150 rpm (75.4%). Di sisi lain, meskipun agitasi 250 rpm menunjukkan laju pertumbuhan dan intake gula tertinggi, variasi ini menghasilkan aktivitas enzim paling rendah (0.184 ± 0.001 U/mL), diikuti oleh agitasi 200 rpm (0.225 ± 0.001 U/mL), dan aktivitas enzim tertinggi didapatkan pada agitasi 150 rpm (0.238 ± 0.001 U/mL). Agitasi bioreaktor 250 rpm memberikan shear stress yang terlalu tinggi sehingga menyebabkan penurunan viabilitas, dan karenanya, penurunan aktivitas enzim. Di sisi lain, agitasi bioreaktor 150 rpm meminimalkan shear stress tetapi memberikan laju pertumbuhan paling rendah karena kurangnya kadar oksigen dalam bioreaktor. Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa peningkatan agitasi dapat meningkatkan laju pertumbuhan dan kemampuan intake nutrisi dari Pichia sp. Tetapi, terdapat batas di mana agitasi yang terlalu tinggi justru mengurangi aktivitas enzim yang penting untuk fermentasi biji kopi. Oleh karena itu, dipilih agitasi 200 rpm yang memberikan hasil paling seimbang antara ketiga parameter tersebut. Untuk memperluas pemahaman akan produksi biomassa Pichia sp. di bioreaktor, diperlukan analisis lanjutan terhadap parameter lainnya seperti aerasi, temperatur, pH, dan penggunaan anti-foam.