Perpustakaan Digital ITB

Ektoin merupakan metabolit sekunder berupa asam amino siklik turunan aspartat yang berfungsi sebagai osmoprotektan dan banyak dimanfaatkan dalam industri kosmetik serta bioteknologi. Namun, produksi ektoin menggunakan bakteri halofilik memerlukan salinitas tinggi sehingga berpotensi merusak peralatan dan meningkatkan biaya operasional. Sebagai alternatif, Escherichia coli BL21(DE3) yang telah diinserikan gen biosintesis ektoin dari Virgibacillus salarius dapat digunakan untuk produksi ektoin tanpa memerlukan salinitas tinggi. Akumulasi biomassa berkorelasi positif terhadap produksi ektoin sehingga optimasi dapat dilakukan secara tidak langsung melalui peningkatan biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan waktu induksi dan konsentrasi nitrogen yang optimum terhadap produksi biomassa E. coli BL21(DE3) dalam medium M9 yang dimodifikasi dengan sumber karbon high fructose corn syrup (HFCS) serta menentukan parameter kinetika pertumbuhannya. Penelitian ini diawali dengan pembuatan kurva pertumbuhan E. coli BL21(DE3) dan dilanjutkan dengan kultivasi untuk produksi ektoin. Kultivasi dilakukan menggunakan medium M9 yang dimodifikasi dengan sumber karbon HFCS dan sumber nitrogen NH4Cl dalam Erlenmeyer baffled 1000 mL pada suhu 37?°C dan 180 rpm dengan kepadatan inokulum 10? CFU/mL dan konsentrasi inokulum 10%. Analisis optimasi dilakukan menggunakan Response Surface Methodology dengan desain Box-Behnken yang mempertimbangkan tiga faktor, yaitu waktu induksi pada rentang 8 – 12 jam pasca inokulasi, konsentrasi nitrogen pada rentang 0,75 – 1,25 g/L, dan konsentrasi karbon pada nilai tetap 3,56 g/L. Induksi dilakukan menggunakan laktosa dengan konsentrasi akhir 5 g/L. Sampling dilakukan setiap dua jam sekali sebanyak 10 mL dengan respons yang dianalisis adalah berat biomassa kering maksimum. Kurva pertumbuhan E. coli dalam medium M9 menunjukkan bahwa sumber karbon glukosa menghasilkan generation time 1,53 jam dan laju pertumbuhan spesifik (?) 0,453 /jam, sedangkan HFCS menghasilkan generation time 1,77 jam dan ? sebesar 0,390 /jam. Hasil analisis RSM memiliki nilai koefisien determinasi (R²) sebesar 75,92%. Rentang optimum untuk faktor konsentrasi nitrogen berada pada kisaranv 1–1,3 g/L dan untuk faktor waktu induksi adalah ?8 jam dan ?12 jam pasca inokulasi. Analisis lebih lanjut menggunakan response optimizer menunjukkan bahwa kondisi optimum diperoleh pada konsentrasi nitrogen sebesar 1,043 g/L dan waktu induksi 8 jam pasca inokulasi. Percobaan validasi pada kondisi ini menghasilkan biomassa maksimum sebesar 0,98 g/L, dengan laju pertumbuhan spesifik 0,28 /jam, waktu penggandaan 2,44 jam, serta Y?/? sebesar 0,29 g/g. Galat antara hasil validasi dan prediksi model adalah sebesar 3,96% yang mengindikasikan bahwa model memiliki tingkat keakuratan yang cukup baik.