BOGOR
2011
silika. Produk biosintesis diharapkan berukuran nano, berstruktur kimiawi silika, dan berbentuk nanopartikel silika.
Produk biosintesis berstruktur kimiawi silika dan berbentuk nanopartikel silika dapat terbentuk melalui beberapa tahapan dan
beberapa aspek parametrik. Tahapan
perlakuan pendahuluan bagi isolat F.
oxysporum penting dilakukan, karena enzim yang berperan dalam mensintesis nanopartikel silika terdapat dalam isolat. Perlakuan
pendahuluan yang dilakukan, yaitu
penumbuhan F. oxysporum dalam media PDA
dan PDL. Fusarium oxysporum dikulturkan dari suatu inokulum yang baik dan bebas dari kontaminan berdasarkan pemeriksaan fisik
dan mikroskopis. Fusarium oxysporum
dikulturkan dalam media yang mengandung substrat berupa kentang dan dekstrosa sebagai
sumber karbon. Tempat penumbuhan
Fusarium oxysporum dilakukan dalam 4/5
ruang kosong labu Erlenmeyer untuk
mencukupi sistem aerasi. Fusarium
oxysporum ditumbuhkan dalam kondisi pH media 4-6, suhu inkubasi 27ºC, dan aerasi
dengan shaker orbital 200 rpm untuk
penumbuhan isolat dalam media cair.
Aspek parametrik yang dilakukan adalah
optimasi fase pertumbuhan F. oxysporum
dalam menghasilkan enzim dan jumlah substrat berupa sekam. Pemanenan biomassa
F. oxysporum dilakukan pada jam ke-72, yaitu saat sel memasuki fase stasioner berdasarkan kurva pertumbuhan yang diperoleh. Hal tersebut didasari bahwa pada fase stasioner F. oxysporum yang ditumbuhkan pada jam ke-72 telah mengindikasikan sejumlah protein yang berasal dari biomassa. Keberadaan enzim ekstraseluler tersebut dilihat berdasarkan kemampuannya dalam mereduksi silika yang terkandung dalam substrat berupa sekam menjadi nanopartikel silika. Sekam yang dipergunakan terdiri dari dua perlakuan, yaitu 5 gram dan 2.5 gram. Produk biosintesis menunjukkan hasil sudah mengindikasikan terbentuknya nanopartikel silika berdasarkan ukuran untuk kedua perlakuan jumlah substrat dalam analisis SEM, komposisi kimiawi berupa gugus silika dalam analisis FTIR, dan struktur nanopartikel silika kristalin dalam analisis XRD. Namun demikian, produk biosintesis yang terbentuk belum optimum
karena nanopartikel yang terbentuk
beragregasi dan masih terdapat komponen
sekam yang belum dimanfaatkan F.
oxysporum. Faktor waktu inkubasi pada saat
F.oxysporum memanfaatkan substrat berupa
sekam merupakan faktor diluar faktor
eksperimental yang juga mempengaruhi hasil produk biosintesis nanopartikel silika.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Nanopartikel silika yang terbentuk pada jam ke-72 kurva pertumbuhan F.oxysporum
dalam penambahan substrat sekam sebanyak 5 gram dan 2.5 gram relatif tidak memiliki hasil yang berbeda. Hasil SEM menunjukkan bahwa kedua perlakuan menghasilkan partikel dengan ukuran bervariasi antara 200-1000 nm
dan beragregasi. Hasil FTIR sudah
mengindikasikan keberadaan gugus Si-O-Si. Sekam mengalami perubahan struktur dari
bentuk dasar (amorphous) dan
mengindikasikan berbentuk nanopartikel
silika kristalin (crystoballite) berdasarkan analisis XRD.
Saran
Optimasi fase pertumbuhan di jam lain kurva pertumbuhan dan waktu inkubasi
F.oxysporum dalam memanfaatkan sekam
sehingga dihasilkan produk biosintesis
berbentuk nanopartikel silika kristalin perlu dilakukan dalam penelitian lanjutan. Selain itu, aspek mekanistik biosintesis nanopartikel silika dari sekam oleh F.oxysporum perlu dikaji
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad I, Jamil MS, Abdullah I. 2009. Pengisian sekam padi dan tanah liat
ke dalam matriks polietilena
berketumpatan tinggi getah asli dan getah cecair. Sains Malaysia. 38(3): 381-386.
Balaz I. 2008. Mechanochemistry in
Nanoscience and Mineral Enginering. Berlin: Springer.
Bansal et al. 2002. Fungus mediated
biosynthesis of silica and titania
particles. Journal of Material
Chemistry. 15:2583-2589.
Bansal et al. 2005. Bioleaching of sand by the
fungus F.oxysporum as ameans of
producing extracellular silica
nanoparticles. Advanced material.
17:889-892.
Bansal V, Ahmad A, Sastry M. 2006.
Fungus-mediated biotransformation of
amorphous silica un rice husk to nanocrystalline silica. J Am Chem Soc. 128: 14059-14066.
Basavaraja S et al. 2008 Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles
using the fungus Fusarium
semitectum. Materials Research
Bulletin 43(5): 1164-1170.
Benvenutti E & Yoshitaka G. 1998.
Comparative study of catalytic
oxidation of ethanol to acethaldehyde using Fe (III) dispered on Sb2O5
grafted on SiO2 and on untreated
SiO2 surfaces. J.Braz.Chem.Soc.
9(5): 469-472.
Booth C. The Genus Fusarium. Bucks:
Commonwealth Mycological
Institute.
[BPPP Deptan] Balai Penelitian Pasca Panen
Departemen Pertanian. 2001.
Peluang Agribisnis Arang Sekam. Terhubung berkala www.pustaka-deptan.go.id/publikasi/ [1 Februari 2010].
Desjardins A. 2009. Fusarium Mycotoxins: Chemistry,Genetics, and Biology.
Minnesota: The American
Phytopathological Society pr. Dharmaputra OS, Gunawan AW, Nampiah.
1989. Penuntun Praktikum Mikologi Dasar. Bogor: IPB Pr.
Duran et al. 2005. Mechanistic aspects of biosynthesis of silver nanoparticles
by several Fusarium oxysporum
strains. Journal of
Nanobiotechnology 3:8.
Efendi et al. 2008. Pemanfaatan Rizobakteri untuk meningkatkan mutu planlet
pisang dan toleransi terhadap
penyakit layu Fusarium [Laporan Hasil Akhir Penelitian]. Bogor: Lembaga Penelitian dan Pengabdian
kepada Masyarakat, Institut
Pertanian Bogor.
Fatmawati F. 2010. Sintesis silika berbasis sekam padi dan uji kuat tarik
terhadap komposit ripoksi-SiO2
(R802-SiO2 [Skripsi]. Jakarta:
Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut
Universitas Negeri Jakarta.
Gandjar I et al. 1999. Pengenalan Kapang Tropik Umum. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.
Gandjar I et al. 2006. Mikologi: Dasar dan Terapan. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.
Goodsell D. 2000. Bionanotechnology:
Lessons from Nature. California: A john wiley and sons inc publication.
Hadiyawarman et al. 2008. Fabrikasi
nanomaterial komposit superkuat, ringan, dan transparan menggunakan
metode simple mixing. Journal
Nanosains & Nanoteknologi. 1 (1): 14-21.
Handayani E. 2009. Sintesa membran nanokomposit berbasis nanopartikel biosilika dari sekam padi dan kitosan sebagai matriks berpolimer [tesis].
Bogor: Pascasarjana, Institut
Pertanian Bogor.
Hart, Craine, Hart. 2003. Kimia
Organik:Suatu Kuliah Singkat. Jakarta: Erlangga.
Hawab HM. 2004. Pengantar Biokimia.
Jakarta: Bayu media publishing. Hendayana S et al. 1994. Kimia Analitik
Instrumrent. Semarang: IKIP Semarang pr.
Ishak A et al. 2009. Pengisian sekam padi dan
tanah liat ke dalam matriks
polietilena berketumpatann tinggi
getah asli getah cecair. Sains
Malaysia. 38 (3): 381-386.
Ismunadji M. 1988. Padi Buku I. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
Jamarun N, Rahman, Kmail. 1997. pengaruh pH pada pembentukan silika gel melalui proses sol-gel. Jurnal Kimia Andalas. 3(2): 122-130.
Kalapathy N, Proctor, Schultz 2000. A simple method for production of pure silica from rice hull ash. Bioes. Technol. 73: 257-262.
Karo-karo P. 2009. The effect of boron oxide
addition on structure and
microstructure of rice husk silica as raw material of ceramic. Di dalam:
Seminar Hasil Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat. Lampung: Universitas Lampung. Laksmono JA. 2000. Pemanfaatan abu sekam
Prosiding Seminar Tantangan Penelitian Kimia. 298-307.
Lead J. 2007. Nanoparticle in the aquatic and terrestrial environments. Issues in Environmental Science and
Technology. 24:1-18.
Lestari P. Uji aktivitas pemotongan DNA superkoil fraksi protein daun
kucing-kucingan (Acalipha indica L)
terhadap pUC 19 [skripsi]. Surakarta:
Fakultas Farmasi, Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Mark D. 2007. Occupational exposure to nanoparticle and nanotubes. Issues in Environmental Science and
Technology. 24:1-18.
Marlina L. 2008. Sintesis nanopartikel besi sebagai pereduksi pewarna tekstil
cibacron yellow [skripsi]. Bogor:
Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor.
Moghaddam KM. An introduction to
microbial metal nanoparticle
preparation method. The Journal of Young Investigators 19:19.
Mukherjee P et al. 2002. Extracellular synthesis of gold nanoparticles by the
fungus Fusarium oxysporum.
Chembiochem. 5: 461-463.
Park B. 2007. Current and future applications
of nanotechnology. Issues in
Environmental Science and
Technology. 24:1-18.
Pelczar MJ. 1986. Element of Microbiology. Jakarta. Universitas Indonesia pr. Sari EP. 2006. Pengaruh macam, pH, dan
penggoyangan media terhadap
pertmbuhan cendawan Fusarium
oxysporum [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Soepardi G, Chaniago IA, Sudarsono. 1982.
Pemanfaatan Sekam, Terak, dan Pasir kuarsa sebagai sumber silikat bagi pertumbuhan tanaman padi. [Laporan Hasil Akhir Penelitian]. Bogor: Lembaga Penelitian dan
Pengabdian kepada Masyarakat,
Lampiran 1 Komposisi media agar dekstrosa kentang (PDA) dan media cair
dekstrosa kentang (PDL)
Media agar dekstrosa kentang:
Kentang (tanpa kulit, dipotong-potong) 200 g
Air suling 1000 mL
Dimasak selama setengah jam, lalu disaring untuk diambil ekstraknya, kemudian
ditambah air suling hingga mencapai volume 1000 mL.
Agar 15 g
Dekstrosa 20 g
Media cair dekstrosa kentang
Kentang (tanpa kulit, dipotong-potong) 200 g
Air suling 1000 mL
Dimasak selama setengah jam, lalu disaring untuk diambil ekstraknya, kemudian
ditambah air suling hingga mencapai volume 1000 mL
Lampiran 2 Bagan alur pembuatan media
Lampiran 3 Bagan alur proses
Perlakuan pendahuluan bagi
isolat F.oxysporum
Media PDA Media PDL
Peremajaan
F.oxysporum
Pembuatan
isolat cair
Pembuatan kuva pertumbuhan
pada interval waktu 12 jam
Isolat F.oxysporum
yang tumbuh pada
fase terpilih 3
Isolat F.oxysporum
yang tumbuh pada
fase terpilih 2
Isolat F.oxysporum
yang tumbuh pada
fase terpilih1
Pemanenan isolat
F.oxysporum
Biosintesis
nanopartikel
Analisis SEM, FTIR,
dan XRD
Lampiran 4 Biosintesis nanopartikel
10 g sekam dalam 100 ml
air destilata steril
resuspensi
20 g F.oxysporum yang
mengandung silica amorphous
Inkubasi dalam incubator
bergoyang 200 rpm 27ºC
Suspensi
jam ke 4
Suspensi
jam ke 8
Suspensi
jam ke 28
Suspensi
jam ke 16
Suspensi
jam ke 12
Suspensi
jam ke 20
Suspensi
jam ke 24
Sentrifugasi 6000 rpm 10 menit
Supernatan
pelet
Perlakuan fenol-kloroform (1:1)
Sentrifugasi 6000 rpm 10 menit
Supernatan
pelet
Spray dry
Nanopartikel silika kristalin
Suspensi
jam ke 32
Lampiran 5 Pertumbuhan F.oxysporum
waktu inkubasi selama 1 hari waktu inkubasi selama 2-3 hari
waktu inkubasi selama 4-7 hari dalam media PDA
waktu inkubasi selama 24 jam dalam PDB waktu inkubasi selama 72 jam
Biomassa F.oxysporum
Lampiran 6 Data kurva pertumbuhan
Waktu Jam ke- A
pengukuranA
terkoreksiKeterangan)
*28-03-10/06.00 0 0.027 0.027 -
28-03-10/18.00 12 0.522 1.452 3 kali
29-03-10/06.00 24 0.940 2.706 3 kali
29-03-10/18.00 36 0.588 3.300 6 kali
30-03-10/06.00 48 0.599 5.049 9 kali
30-03-10/18.00 60 0.589 4.959 9 kali
31-03-10/06.00 72 0.589 4.959 9 kali
31-03-10/18.00 84 0.603 5.085 9 kali
01-04-10/06.00 96 0.596 5.022 9 kali
Keterangan)
*: faktor pengenceran
Contoh perhitungan A
terkoreksi:
Diketahui, A media PDB= 0.038
Apengukuran = 0.522
Pengenceran = 3 kali
Aterkoreksi = (Apengukuran - A media PDB) x faktor pengenceran
Aterkoreksi = (0.522 – 0.038) x 3
Aterkoreksi = 1.452
0.027 1.452 2.706 3.3 5.049 5 4.959 5.0855.022 0 1 2 3 4 5 6 0 12 24 36 48 60 72 84 96Waktu (jam)
O
pt
ic
al
D
en
si
ty
(O
D
)
Lampiran 7 Spektrum absorbsi inframerah
Gugus fungsi Serapan absorbsi (cm-1)
MOH 3700-2900 H2O 3700-2900 CO32- 1600-1300 NO32- 1500-1250 BO32- 1300-1200 SO42- 1200-1050 PO43- 1100-950 SixOy2- 1200-900 AsO4 3-900-750 VO42- 900-750 WO42- 850-750 Sumber : Balaz (2008).
