Pengaruh Penambahan Tepung Jagung dalam Medium Molase dan Tepung Ikan Terhadap Pertumbuhan Toksisitas Bacillus thuringiensis subsp. aizawati

PENGARUB PENAMBABAN TEPUNG JAGUNG

DALAM MEDIUM MOLASE DAN TEPUNG U<AN TERHADAP

PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS

Bacillus liz llringiensis

su bsp.

aizawai

HERNI SUTRLAWATI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

l(fFb@naran Ita adalali dar! fuhanmu. $fFbab !trJ

jangan $fFJealMeal! kamu i:fFrma$ule

orangoeJrafig yafl§' ragu

(AloBatfeJrofi

J

r

47)

RINGKASAN

HERNI SUTRIAWATI. Pengaruh Penambahan Tepung Jagung OOIam Medium Molase dan Tepung Ikan TerhaOOp Pertumbuhan dan Toksisitas Bacillus thuringiensis subsp. aizawal (Effect of Com Starch in Molasses and Fish Meal Medium on Growth and Toxicity of Bacillus thuringiensis subsp. aizawm). Dibimbing oleh RATNA SIRI HADIOETOMO, KOESNANDAR, dan R BAMBANG SUKMADI.

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh penghilangan tepung jagung terhaOOp pertumbuhan dan toksisitas kristal Bacillus thuringiensis subsp. aizawai (Bta), dengan menggunakan dua macam medium yaitu MTi (molase 1,25% dan tepung ikan 1,05%) dan MTjTi (molase 1,25%, tepung jagung 0,5%, dan tepung ikan 1,05%). Sebagai pembanding digunakan medium DTjmTi (dekstrosalglukosa murni 1%, tepungjagung 0,5%, mineral, dan tepung ikan 1,05%).

Pertumbuhan Bta OOIam medium dengan atau tanpa tepungjagung memperlihatkan hasil yang hampir sarna, namun dicapai OOlam waktu yang berbeda, yaitu pada fase statis 15 jam (MTi), 12 jam (MTjTi), dan 9 jam (DTjmTi). Konsentrasi sel maksimal paOO kOOga macam medium tersebut adalah 5,32 X 10B/ml kultur (MTi), 5,50 X 1081m1 kultur (MTjTi), dan 5,01 X 108/ml kultur (DTjmTi). Tepung jagung yang ditambahksn ke dalam medium menyebabkan kultur menjadi sangat asam dan kondisi asam ini bertahan lebih lama. Nilai pH terendah dan waktu terjadinya pada ketiga macam komposisi medium adalah 5,83 padajam ke-6 (MTi), 5,35 padajam ke-18 (MTjTi), dan 5,07 padajam ke-24 (DTjmTi) fermentasi.

PaOO umumnya pertumbuhan Bta terjadi lebih cepat pada medium yang lebih banyak mengandung bahan organik (medium kaya). Waktu generasi populasi sel Bta paOO kOOga macam medium aOOlah 54 (MTi), 45 (MTjTi), dan 36 (DTjmTi) menit Namun demikian, paOO komposisi medium yang lebih kaya dengan nisbah karbobidratlprotein (KIP) yang tinggi, proses sporulasinya berjalan lebih lambat. Waktu yang diperlukan dari sporulasi dimulai sampai sporulasi sempuma, tambahan waktu yang diperlukan dari sporulasi sempurna sampai populasi sellisis 90%, dan nisbah KIP paOO kOOga macam medium aOOlah 12 jam, 27 jam, dan 1,30 (MTi), 15 jam, 42 jam, dan 1,88 (MTjTi), serta 18 jam, 42 jam, dan 2,13 (DTjmTi).

Toksisitas Bta yang dihasilkan baik dari medium yang mengandung tepung jagung ataupun tidal< (MTi, MTjTi, dan DTjmTi) terhaOOp larva Spodoptera litura instar-I dan 2 reIatif sarna. Mortalitas larva sebesar 100% dicapai pada hari ke-3 (instar-I) dan

hari

ke-4 (instar-2). Tampaknya tepung jagung tidal< berpengaruh nyata terhaOOp pertumbuhan Bta dan toksisitasnya pada

1arva S. litura.

Penambahan tepung jagung ini bahkan OOpat menyebabkan kultur menjadi terialu asam dan proses sporulasi serta waktu panennya menjadi lebih lama.

I)ENGARUH PENAMBAHAN TEPUNG JAGUNG

DALAM MEDIUM MOLASE DAN TEPUNG IKAN TERHADAP

PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS

Bacillus t1mrillgiellsis

subsp.

aizawai

HERNI SUTRIAWATI

Laporan Masalah ldmslls

sebagai salah satll syarat lIntlik memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Program Sh,di Biologi

JURUSAN BIOLOGI

FAI(ULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul

Nama

NIM

Pengaruh Penambahan TepUJlg JagUJlg dalam Medium Molase dan

Tepung Ik,Ul Terhadap Perttunbuhan dan Toksisitas

Bacillus

thuringiensis

subsp.

aizawai

Herni Sutriawati

004300730

ｴｶｦ･ｵｹ･ｴｵｪｵｩｾ＠

Dr.

Jr.

Ralna Sin Hadiuelumu

Pembimbing J

Dr. Ir. Kuesnandar, M.Eng

Pembimbing II

Ta.lggallurus: 8 Juni 1998

Drs. R. Barnbang Sukmadi, MSi

Pembimbing ill

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 5 Mei 1974 sebagai anak sulung dari lima bersaudara,

anak dari pasangan Aan Supriatna dan Priyati.

Tahun 1987 penulis lulus dari SDN Kebonjati IV Sukabumi dan pada tahun yang sarna diterima

sebagai siswa di SMPN 1 Sukabumi sampai lulus tahun 1990. Penulis melanjutkan studi ke SMA Negeri 3

Sukabumi dan lulus pada tahun 1993.

Penulis kemudian diterima untuk melanjutkan studi di lPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk lPB

(USMI) pada tahun 1993. Pada tahun 1994 penulis memilih program studi Biologi, Jurusan Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan penulis menjadi asisten

PRAKATA

.Puji dan syulrur penuJis panjatkan kepada Allah SWT atas segaJa kanmia-Nya sehingga karya iJmiah ini bcrhasil disdesaikan. Adaplm trn18 yang dipiliJJ dal!!m pcnclitian yang dilaksanakan scjak I;>ulan Mci

1997 iaiab. fermentasi Bacillus thuringiensis subs]>. aizawai, de:ngan juduJ "Pengaruh Penambahan Teplmg Jagung dalam Medium Molasc dan Teptmg Ikan Tcrhadap Pcrtumoohan dan Toksisitas Bad!!us tln,ringiensis subsp.

aizawaii'

Tcr!ma kasiJJ pcnulis ucapkan kcpada t>croogai piJJak yang tclah mrn100ntu pcnyclesaian karya ilmiah ini, antara isin 100 Dr. Jr. Katna Sm Hadioetomo dan l:!apak Drs. R. l:!amOOog &'ulanadi, MSi yang tciah

t>anyak mrn1t>cr!kan saran, kritik, biml:tingan d!>.n li!silitas ooik sclama pcnclitian mauplm pcnuHsan, scrta l:!apak Dr. Jr. Koesnandar, MEng yang teiah memberikan bimbingan dan izin tmtuk melakukan penelitian di PUSllt Pengkajian dan Penerllpan Riot.eI<nologi Indl1stri dan Pe.rtanian (PPP Riotel<) Serpong. nisamping

itu penulis mengucapkan terima kasih pada Ari dllll Hem, Mbak Anti, Mabmud, Pak Joe, KlIIlg Wabid, dan Hadi allIS kerja sarna dan rentunnnya. UC3pan lerima kllSih juga disampaikan kepada mamah, repak, adik-adik, serta A Erwin atas doa, duktmg!lll, dan kasih sayangnya.

Semoga karya ihniah ini dapat hermanfaat

Rogor, funi 1998

DAFTARISI

Halamso

DAFfAR GAMBAR...

vi

DAFT AR T ABEL ... vii

DAFTAR LAMPIRAN... viii

PENDAHULUAN Latar Belakang... I Tujuan ... I Tinjauan Urnum Bacillus thuringiensis ... ... ... ... I Sejarah Bacillus thuringiensis... ... ... ... ... 2

Toksin-Toksin Bacillus thuringiensis... 2

Bacillus thwingiensis subsp. aizawai (Bta)... 3

Fermentasi Bacillus thwingiensis ... 4

Biologi Spodoplera litura ... 6

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitiao... 7

Penyiapao Medium ... 7

Penyiapao Inokulum ... 8

Fermentasi Bacillus thwingiensis subsp. aizawai... 8

Proses Pemisahan (recovery) Campurao Spora-Kristal Bacillus thwingiensis subsp. aizawai 8 Pengujuao Toksisitas Campurao Spora-Kristal Bta terhadap Larva S. lilwa instar-l dan 2.. 8

HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Bacillus thuringiensis subsp. aizawai (Bta) Selama Proses Fermentasi ... 9

Perubahan pH Kultur selama Proses Fermentasi ... II Sporulasi dan Pembentukan Kristal Protein ... 12

Pemanenan Campuran Spora-Kristal Bta ... 13

Toksisitas Campuran Spora-Kristal Bta Terhadap Larva Spodoptera litura instar-I dan 2 14 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...

16

Saran ...

16

DAFfARPUSTAKA...

16

DAFTAR GAMBAR

Balaman

1. Pertumbtdlan populasi sel Bta yang difemleutasikan dalam tiga komposisi medium yang

berbeda... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10

2. Peruballan pH kultnr Bta selama proses fennentasi daJam tiga komposisi medium yang

berbeda... ... ... ... ... 10

DAFTAR TABEL

Halaman 1. Hnbungan antara nisbah KJp dengan pH kultnr dan pertumbullall populasi sel Bta pada tiga

komposisi medium... ... ... ... . . . .. . ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 12

2. Hubnngan antara ulsbah KIP dengan proses sporulasi kultnr Bta dalam tiga komposisi

medi-um... 14

3. Persentase mortalitas larva Spodoptera litura instar-I dan 2 yang diberi perlakuan snspensi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

I. Kandungan nutrisi basil analisa proksimat dati beberapa bahan... 21

2. Resep pakan buatan tmtuk pembuatan 100 gpakan buatan... 21

3. Jumlah sel Bta/ml kultur dan logjumlah sel Bta selama fermentasi dalam tigakomposisi

me-dium yang berbeda... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22

4. Perubahan pH selama fermentasi Bta dalam tiga komposisi medium yang berbeda·beda... 22

5. Perbandingan kandtmgan mineral antara medium Mfi, MfjTi, dan DTjmTi dangan medium yang dilaporkan beberapa peneliti lain tmtuk pertumbuilan dan produksi ll-endotoksin B.

thuringiensis... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23

PENGARUB PENAMBABAN TEPUNG JAGUNG

DALAM MEDIUM MOLASE DAN TEPUNG U<AN TERHADAP

PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS

Bacillus liz llringiensis

su bsp.

aizawai

HERNI SUTRLAWATI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

l(fFb@naran Ita adalali dar! fuhanmu. $fFbab !trJ

jangan $fFJealMeal! kamu i:fFrma$ule

orangoeJrafig yafl§' ragu

(AloBatfeJrofi

J

r

47)

RINGKASAN

HERNI SUTRIAWATI. Pengaruh Penambahan Tepung Jagung OOIam Medium Molase dan Tepung Ikan TerhaOOp Pertumbuhan dan Toksisitas Bacillus thuringiensis subsp. aizawal (Effect of Com Starch in Molasses and Fish Meal Medium on Growth and Toxicity of Bacillus thuringiensis subsp. aizawm). Dibimbing oleh RATNA SIRI HADIOETOMO, KOESNANDAR, dan R BAMBANG SUKMADI.

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh penghilangan tepung jagung terhaOOp pertumbuhan dan toksisitas kristal Bacillus thuringiensis subsp. aizawai (Bta), dengan menggunakan dua macam medium yaitu MTi (molase 1,25% dan tepung ikan 1,05%) dan MTjTi (molase 1,25%, tepung jagung 0,5%, dan tepung ikan 1,05%). Sebagai pembanding digunakan medium DTjmTi (dekstrosalglukosa murni 1%, tepungjagung 0,5%, mineral, dan tepung ikan 1,05%).

Pertumbuhan Bta OOIam medium dengan atau tanpa tepungjagung memperlihatkan hasil yang hampir sarna, namun dicapai OOlam waktu yang berbeda, yaitu pada fase statis 15 jam (MTi), 12 jam (MTjTi), dan 9 jam (DTjmTi). Konsentrasi sel maksimal paOO kOOga macam medium tersebut adalah 5,32 X 10B/ml kultur (MTi), 5,50 X 1081m1 kultur (MTjTi), dan 5,01 X 108/ml kultur (DTjmTi). Tepung jagung yang ditambahksn ke dalam medium menyebabkan kultur menjadi sangat asam dan kondisi asam ini bertahan lebih lama. Nilai pH terendah dan waktu terjadinya pada ketiga macam komposisi medium adalah 5,83 padajam ke-6 (MTi), 5,35 padajam ke-18 (MTjTi), dan 5,07 padajam ke-24 (DTjmTi) fermentasi.

PaOO umumnya pertumbuhan Bta terjadi lebih cepat pada medium yang lebih banyak mengandung bahan organik (medium kaya). Waktu generasi populasi sel Bta paOO kOOga macam medium aOOlah 54 (MTi), 45 (MTjTi), dan 36 (DTjmTi) menit Namun demikian, paOO komposisi medium yang lebih kaya dengan nisbah karbobidratlprotein (KIP) yang tinggi, proses sporulasinya berjalan lebih lambat. Waktu yang diperlukan dari sporulasi dimulai sampai sporulasi sempuma, tambahan waktu yang diperlukan dari sporulasi sempurna sampai populasi sellisis 90%, dan nisbah KIP paOO kOOga macam medium aOOlah 12 jam, 27 jam, dan 1,30 (MTi), 15 jam, 42 jam, dan 1,88 (MTjTi), serta 18 jam, 42 jam, dan 2,13 (DTjmTi).

Toksisitas Bta yang dihasilkan baik dari medium yang mengandung tepung jagung ataupun tidal< (MTi, MTjTi, dan DTjmTi) terhaOOp larva Spodoptera litura instar-I dan 2 reIatif sarna. Mortalitas larva sebesar 100% dicapai pada hari ke-3 (instar-I) dan

hari

ke-4 (instar-2). Tampaknya tepung jagung tidal< berpengaruh nyata terhaOOp pertumbuhan Bta dan toksisitasnya pada

1arva S. litura.

Penambahan tepung jagung ini bahkan OOpat menyebabkan kultur menjadi terialu asam dan proses sporulasi serta waktu panennya menjadi lebih lama.

I)ENGARUH PENAMBAHAN TEPUNG JAGUNG

DALAM MEDIUM MOLASE DAN TEPUNG IKAN TERHADAP

PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS

Bacillus t1mrillgiellsis

subsp.

aizawai

HERNI SUTRIAWATI

Laporan Masalah ldmslls

sebagai salah satll syarat lIntlik memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Program Sh,di Biologi

JURUSAN BIOLOGI

FAI(ULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul

Nama

NIM

Pengaruh Penambahan TepUJlg JagUJlg dalam Medium Molase dan

Tepung Ik,Ul Terhadap Perttunbuhan dan Toksisitas

Bacillus

thuringiensis

subsp.

aizawai

Herni Sutriawati

004300730

ｴｶｦ･ｵｹ･ｴｵｪｵｩｾ＠

Dr.

Jr.

Ralna Sin Hadiuelumu

Pembimbing J

Dr. Ir. Kuesnandar, M.Eng

Pembimbing II

Ta.lggallurus: 8 Juni 1998

Drs. R. Barnbang Sukmadi, MSi

Pembimbing ill

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 5 Mei 1974 sebagai anak sulung dari lima bersaudara,

anak dari pasangan Aan Supriatna dan Priyati.

Tahun 1987 penulis lulus dari SDN Kebonjati IV Sukabumi dan pada tahun yang sarna diterima

sebagai siswa di SMPN 1 Sukabumi sampai lulus tahun 1990. Penulis melanjutkan studi ke SMA Negeri 3

Sukabumi dan lulus pada tahun 1993.

Penulis kemudian diterima untuk melanjutkan studi di lPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk lPB

(USMI) pada tahun 1993. Pada tahun 1994 penulis memilih program studi Biologi, Jurusan Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan penulis menjadi asisten

PRAKATA

.Puji dan syulrur penuJis panjatkan kepada Allah SWT atas segaJa kanmia-Nya sehingga karya iJmiah ini bcrhasil disdesaikan. Adaplm trn18 yang dipiliJJ dal!!m pcnclitian yang dilaksanakan scjak I;>ulan Mci

1997 iaiab. fermentasi Bacillus thuringiensis subs]>. aizawai, de:ngan juduJ "Pengaruh Penambahan Teplmg Jagung dalam Medium Molasc dan Teptmg Ikan Tcrhadap Pcrtumoohan dan Toksisitas Bad!!us tln,ringiensis subsp.

aizawaii'

Tcr!ma kasiJJ pcnulis ucapkan kcpada t>croogai piJJak yang tclah mrn100ntu pcnyclesaian karya ilmiah ini, antara isin 100 Dr. Jr. Katna Sm Hadioetomo dan l:!apak Drs. R. l:!amOOog &'ulanadi, MSi yang tciah

t>anyak mrn1t>cr!kan saran, kritik, biml:tingan d!>.n li!silitas ooik sclama pcnclitian mauplm pcnuHsan, scrta l:!apak Dr. Jr. Koesnandar, MEng yang teiah memberikan bimbingan dan izin tmtuk melakukan penelitian di PUSllt Pengkajian dan Penerllpan Riot.eI<nologi Indl1stri dan Pe.rtanian (PPP Riotel<) Serpong. nisamping

itu penulis mengucapkan terima kasih pada Ari dllll Hem, Mbak Anti, Mabmud, Pak Joe, KlIIlg Wabid, dan Hadi allIS kerja sarna dan rentunnnya. UC3pan lerima kllSih juga disampaikan kepada mamah, repak, adik-adik, serta A Erwin atas doa, duktmg!lll, dan kasih sayangnya.

Semoga karya ihniah ini dapat hermanfaat

Rogor, funi 1998

DAFTARISI

Halamso

DAFfAR GAMBAR...

vi

DAFT AR T ABEL ... vii

DAFTAR LAMPIRAN... viii

PENDAHULUAN Latar Belakang... I Tujuan ... I Tinjauan Urnum Bacillus thuringiensis ... ... ... ... I Sejarah Bacillus thuringiensis... ... ... ... ... 2

Toksin-Toksin Bacillus thuringiensis... 2

Bacillus thwingiensis subsp. aizawai (Bta)... 3

Fermentasi Bacillus thwingiensis ... 4

Biologi Spodoplera litura ... 6

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitiao... 7

Penyiapao Medium ... 7

Penyiapao Inokulum ... 8

Fermentasi Bacillus thwingiensis subsp. aizawai... 8

Proses Pemisahan (recovery) Campurao Spora-Kristal Bacillus thwingiensis subsp. aizawai 8 Pengujuao Toksisitas Campurao Spora-Kristal Bta terhadap Larva S. lilwa instar-l dan 2.. 8

HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Bacillus thuringiensis subsp. aizawai (Bta) Selama Proses Fermentasi ... 9

Perubahan pH Kultur selama Proses Fermentasi ... II Sporulasi dan Pembentukan Kristal Protein ... 12

Pemanenan Campuran Spora-Kristal Bta ... 13

Toksisitas Campuran Spora-Kristal Bta Terhadap Larva Spodoptera litura instar-I dan 2 14 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...

16

Saran ...

16

DAFfARPUSTAKA...

16

DAFTAR GAMBAR

Balaman

1. Pertumbtdlan populasi sel Bta yang difemleutasikan dalam tiga komposisi medium yang

berbeda... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10

2. Peruballan pH kultnr Bta selama proses fennentasi daJam tiga komposisi medium yang

berbeda... ... ... ... ... 10

DAFTAR TABEL

Halaman 1. Hnbungan antara nisbah KJp dengan pH kultnr dan pertumbullall populasi sel Bta pada tiga

komposisi medium... ... ... ... . . . .. . ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 12

2. Hubnngan antara ulsbah KIP dengan proses sporulasi kultnr Bta dalam tiga komposisi

medi-um... 14

3. Persentase mortalitas larva Spodoptera litura instar-I dan 2 yang diberi perlakuan snspensi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

I. Kandungan nutrisi basil analisa proksimat dati beberapa bahan... 21

2. Resep pakan buatan tmtuk pembuatan 100 gpakan buatan... 21

3. Jumlah sel Bta/ml kultur dan logjumlah sel Bta selama fermentasi dalam tigakomposisi

me-dium yang berbeda... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22

4. Perubahan pH selama fermentasi Bta dalam tiga komposisi medium yang berbeda·beda... 22

5. Perbandingan kandtmgan mineral antara medium Mfi, MfjTi, dan DTjmTi dangan medium yang dilaporkan beberapa peneliti lain tmtuk pertumbuilan dan produksi ll-endotoksin B.

thuringiensis... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23