BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Produksi dan Optimasi Kondisi Biotransformasi Minyak Jagung 37
2. Optimasi Kondisi Biotransformasi Minyak Jagung
Biotransformasi minyak jagung yang optimal dapat menghasilkan biosurfaktan, maka untuk memperoleh hasil biotransformasi minyak jagung yang
mengindikasikan biosurfaktan ditunjukkan dengan penurunan tegangan
permukaan besar dan pembentukan emulsi yang besar pula. Selain itu untuk memperoleh hasil yang optimal dari biotransformasi minyak jagung oleh aktivitas
Rhodoccocus rhodochrous diperlukan kepadatan sel bakteri yang tinggi dalam media fermentasi. Dengan pengukuran kepadatan sel bakteri, tegangan permukaan dan indeks emulsi dapat diketahui berapa konsentrasi minyak jagung dalam media fermentasi dan lama fermentasi yang mampu memberikan hasil optimal dari biotransformasi minyak jagung.
a. Kepadatan Sel (Optical Density/OD)
Kepadatan sel bakteri menunjukkan jumlah bakteri yang tumbuh dalam media fermentasi. Kepadatan sel dapat diketahui dari pengukuran absorbansi media fermentasi pada panjang gelombang maksimal 364 nm menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil pengukuran kepadatan sel bakteri tercantum dalam lampiran 4a . Kurva kepadatan sel dapat dilihat dalam gambar 4.
Dari gambar 4 menunjukkan bahwa kepadatan sel bakteri dalam media fermentasi dengan penambahan minyak jagung lebih tinggi dibanding kepadatan sel bakteri pada media TSB, ini ditandai dengan nilai absorbansi pada media fermentasi dengan penambahan minyak jagung lebih tinggi dibanding dengan absorbansi pada media TSB. Pada hari ke-7 dan 8 terlihat jelas perbedaan kepadatan sel dalam media tanpa minyak lebih rendah dibanding media fermentasi dengan penambahan minyak. Pada hari ke-7 kepadatan sel dalam TBJ20% terlihat paling tinggi dibanding yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa
bakteri pada media TSB dengan penambahan minyak jagung 20% tumbuh dan membelah lebih banyak, karena dengan penambahan minyak jagung terdapat tambahan nutrisi sumber karbon dalam media fermentasi dan produk yang dihasilkan dari biotransformasi minyak jagung kemungkinan juga lebih banyak karena aktivitas bakteri juga lebih banyak.
Grafik Kepadatan Sel Bakteri
-0,1 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
lama fermentasi (hari ke-)
k e p a d a ta n s e l (O p ti c a l D e n si ty /O D ) TSB TSBJ5% TSBJ10% TSBJ20% keterangan:
TSB :TSB tanpa minyak jagung TSBJ5% :TSB + minyak jagung 5% (v/v) TSBJ10% :TSB + minyak jagung 10% (v/v) TSBJ20% :TSB + minyak jagung 20% (v/v)
Gambar 4. Grafik Kepadatan Sel (Optical Density/OD) pada Kondisi Optimasi Produksi Biosurfaktan
Berdasarkan uji statistik Duncan pada lampiran 5a menunjukkan bahwa
Optical Density yang paling besar pada hari ke-7, sedangkan untuk media fermentasi TSBJ5%, TSBJ10% dan TSB20% memberikan pengaruh yang sama terhadap Optical Density. Dari hasil penelitian dan uji statistik Duncan dapat diambil kesimpulan bahwa kondisi optimum biotransformasi minyak jagung oleh
R. rhodochrous untuk parameter Optical Density adalah TSBJ20% pada hari ke-7. b. Tegangan Permukaan
Biosurfaktan yang mempunyai karakter yang baik adalah biosurfaktan yang mempunyai nilai tegangan permukaan kecil atau mempunyai penurunan tegangan permukaan yang besar, maka pada optimasi kondisi dipilih media
fermentasi dengan kondisi nilai tegangan permukaan larutannya paling rendah. Hasil perhitungan tegangan permukaan tercantum pada lampiran 4c.
Grafik Tegangan Permukaan
0 20 40 60 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lama Fermentasi (Hari ke-)
T e g a n g a n P e rm u k a a n X 1 0 -3 (N /m ) TSB TSBJ5% TSBJ10% TSBJ20% keterangan:
TSB :TSB tanpa minyak jagung TSBJ5% :TSB + minyak jagung 5% (v/v) TSBJ10% :TSB + minyak jagung 10% (v/v) TSBJ20% :TSB + minyak jagung 20% (v/v)
Gambar 5. Grafik tegangan permukan media fermentasi pada optimasi kondisi
Dari gambar 5 terlihat bahwa pada semua media fermentasi terjadi penurunan tegangan permukaan pada hari ke-1. Pada TSB nilai tegangan permukaan pada hari ke-2 sampai ke-6 relatif konstan dan menurun pada hari 7 dan 8, kemudian naik lagi. Pada media fermentasi TSBJ5% tegangan permukaan juga relatif konstan pada hari ke-1 sampai ke-10, sedangkan pada media TSBJ10% dan media TSBJ20% mengalami penurunan pada hari ke-7. Walaupun pada semua media fermentasi mengalami penurunan tegangan permukaan pada hari ke-7, namun penurunan paling besar terjadi pada media TSBJ20%. Media TSBJ20% mempunyai sumber karbon tambahan lebih banyak dibanding yang lain, dari hasil pengukuran Optical Density jumlah bakteri dalam media TSBJ20% paling tinggi, maka aktivitas bakteri dalam media tersebut juga lebih banyak, kemungkinan besar hasil biotransformasi minyak jagung yang dihasilkan juga lebih banyak dibanding yang lain. Hasil biotransformasi minyak jagung
kemungkinan sudah terbentuk biosurfaktan sehingga menyebabkan penurunan tegangan permukaan dalam media TSBJ20% paling besar dibanding yang lain.
Berdasarkan uji statistik Duncan pada lampiran 5c menunjukkan bahwa TSBJ20% adalah konsentrasi terbaik untuk tegangan permukaan sedangkan untuk hari, ada tiga hari yang memberikan tegangan permukaan terbaik, yaitu hari ke- 7, 11 dan 12. Tetapi berdasarkan kurva pertumbuhan bakteri pada hari ke-11 dan 12 merupakan tahap kematian, maka hari terbaik dipilih pada hari ke-7. Dari hasil penelitian dan uji statistik Duncan dapat diambil kesimpulan bahwa kondisi optimum produksi biotransformasi minyak jagung oleh R. rhodochrous untuk parameter tegangan permukaan adalah TSBJ20% pada hari ke- 7 dengan nilai tegangan permukaan yaitu 0,04943 N/m.
c. Indeks Emulsi
Biosurfaktan yang mempunyai karakter yang baik adalah biosurfaktan yang mempunyai nilai indeks emulsi yang besar. Pada penelitian ini digunakan minyak sawit sebagai hidrokarbon (larutan nonpolar) dan pelarut media fermentasi dalam hal ini adalah air sebagai larutan polarnya. Indeks emulsi diukur setelah 24 jam. Hasil pengukuran indeks emulsi tercantum pada lampiran 4b dari hasil pengukuran dibuat grafik antara indeks emulsi versus lama fermentasi dari masing-masing media fermentasi, seperti pada gambar 6.
Dari gambar 6 terlihat bahwa indeks emulsi terbesar dimiliki oleh TSBJ5% dan TSBJ10% pada hari ke-7. Berdasarkan uji statistik (uji Duncan) faktor hari/lama fermentasi tidak memberikan pengaruh, ini berarti berdasarkan uji statistik tidak dapat ditentukan hari terbaik untuk indeks emulsi, sedangkan untuk faktor konsentrasi penambahan minyak jagung rata-rata indeks emulsi terbesar adalah TSBJ5%, namun hasil uji statistik (uji Duncan) menunjukkan bahwa TSBJ5%, TSBJ10%, dan TSBJ20% memberikan pengaruh yang sama terhadap indeks emulsi. Media fermentasi TSBJ5%, TSBJ10% dan TSBJ20% mempunyai nilai indeks emulsi yang lebih tinggi dibandingkan dengan media TSB, karena dalam TSBJ5%, TSBJ10% dan TSBJ20% terdapat sumber karbon tambahan. Dengan adanya sumber karbon tambahan aktivitas bakteri menjadi
lebih tinggi, maka biotransformasi minyak jagung yang dihasilkan juga lebih banyak dan sudah terbentuk biosurfaktan sehingga emulsi yang terbentuk juga semakin besar. Dari hasil penelitian dan uji statistik Duncan maka kondisi optimum biotransformasi minyak jagung untuk parameter indeks emulsi TSBJ5%, TSBJ10%, dan TSBJ20% memberikan pengaruh yang sama dengan lama fermentasi 7 hari.
Grafik Indeks Emulsi
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
lama fermentasi (hari ke-)
In d ek s E m u ls i (% ) TSB TSBJ5% TSBJ10% TSBJ20% keterangan:
TSB :TSB tanpa minyak jagung TSBJ5% :TSB + minyak jagung 5% (v/v) TSBJ10% :TSB + minyak jagung 10% (v/v) TSBJ20% :TSB + minyak jagung 20% (v/v)
Gambar 6. Grafik indeks emulsi media fermentasi pada optimasi kondisi.
Dari ketiga parameter sebagai uji penentuan optimasi kondisi pada biotransformasi minyak jagung oleh R. rhodochrous diambil kesimpulan kondisi optimal dipilih media fermentasi dengan penambahan minyak jagung 20%(v/v) dengan lama fermentasi 7 hari, karena menunjukkan nilai tegangan permukaan terkecil dan nilai indeks emulsi terbesar, dalam kurva pertumbuhan bakteri hari ke-7 termasuk dalam tahap stasioner, dimana bakteri masih tumbuh dan membelah serta pertumbuhannya relatif konstan.