laporan bioinsektisida

Laporan Praktikum

Hari/Tanggal : Selasa, 15-22 April 2013

Teknologi Biondustri

Golongan/kel : P3 Dosen

: Dr.Ir. Prayoga Suryadarma, S, TP, MT

Asisten

:1 Tutus Kuryani

F34090075

2. Nizar Zakaria

F34090136

PRODUKSI PRODUKSI BIOINSEKTISIDA (KULTIVASI PADAT DAN CAIR)

Oleh : Kelompok 5 Fitriana Dewie Pannita

(F34100081)

Anggun Susanti

(F34100084)

Elok Pratiwi

(F34100085)

Ahmad Faizal Ramadhan

(F34100104)

 Nadhira Afina Putri

(F34100112)

Febriani Purba

(F34100118)

2013 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR  BOGOR 

I. PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Organisme pengganggu tanaman merupakan salah satu faktor yang dapat membatasi

 perkembangan budidaya tanaman. tanaman. Adanya organisme pengganggu dapat berdampak berdampak pada menurunnya hasil produksi baik dari komoditas maupun produk jadi, dikarenakan beracun dan residunya dapat menempel pada tanaman yang dikhawatirkan akan dikonsumsi oleh manusia yang akan menyebabkan keracunan. Perkembangan bioteknologi semakin lama semakin pesat ditandai dengan adanya  pembuatan bioinektisida yang dapat bermanfaat dibidang pertanian. Bioinsektisida (insektisida mikrobial) merupakan produk yang dihasilkan mikroorganisme yang dapat membunuh serangga hama dan vektor pembawa penyakit. Insektisida mikrobial didefinisikan sebagai racun biologis yang dihasilkan oleh mikroorganisme yang dapat membunuh serangga (entomopatogen). Penggunaan  bioinsektisida ditujukan untuk menggantikan insektisida kimia yang banyak digunakan selama ini. Adapun keuntungan penggunaan bioinsektisida adalah tidak menimbulkan kekebalan terhadap serangga, cukup aman karena tidak meninggalkan residu pada lingkungan dan cukup aman bagi manusia, binatang, tanaman serta serangga-serangga lainnya yang bukan merupakan serangga target. Penggunaan insektisida kimia jelas tidak menguntungkan, karena harganya mahal dan dapat membahayakan kesehatan manusia. Selain itu, penggunaan insektisida kimia yang kurang bijaksana dapat menyebabkan resistensi serangga vektor pembawa penyakit, dalam hal ini adalah serangga dan hama yang menyerang tanaman. Berbeda dengan penggunaan  Bacillus thuringiensis sebagai insektisida mikrobial yang hanya sedikit menimbulkan pengaruh kekebalan serangga. Pembuatan bioinsektisida umumnya dilakukan dengan fermentasi yaitu dengan fermentasi kultivasi padat dan fermentasi kultivasi cair. Penyiapan media fermentasi yang baik dapat semakin  banyak menghasilkan bioinsektisida. Media fermentasi sangat mempengaruhi proses fermentasi karena media fermentasi mengandung nutrisi-nutrisi tertentu yang berfungsi sebagai bahan makanan mikroba dalam proses fermentasi untuk menghasilkan bioinsektisida. Pemilihan media fermentasi  baik berupa padatan maupun cairan dapat mempengaruhi pembuatan bioinsektisida karena kandungan yang berbeda yang terdapat pada kedua media ini. Oleh karena itu, perlu adanya peninjauan terhadap kandungan dari media yang digunakan. Semakin luasnya dan berkembangnya pertanian Indonesia, penggunaan bioinsektisida juga akan semakin meningkat. Melalui praktikum ini, diharapkan mahasiswa Teknologi Industri Pertanian menjadi paham mengenai cara memproduksi bioinsektisida berikut cara menyiapkan bahan baku,  proses fermentasi, pemanenan, pengukuran rendemen, serta pengawasan mutu dan kualitas  bioinsektisida. Selain itu, Agar mahasiswa dapat lebih mengetahui dan memahami pemanfaatan limbah sebagai bahan baku produksi bioinsektisida. Sehingga nanti mahasiswa dapat menyelesaikan atau memberi solusi dari kekurangan produksi bioinsektisida di Indonesia dengan mendirikan industri  penghasil bioinsektisida sebagai solusi dari persoalan agroindustri.

1.2

Tujuan Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari laju pertumbuhan dan  yield  pada produksi

 bioinsektisida baik dengan kultivasi cair maupun dengan dengan kultivasi substrat padat.

II. METODOLOGI 2.1

Alat dan Bahan Pada praktikum kali ini alat yang digunakan adalah autoklaf, inkubator goyang, labu

erlenmeyer, pH meter, spektrofotometer,  petri dish, oven. Sementara bahan yang digunakan adalah  Nutrien broth, Bacillus thuringiensis aizawai, aizawai , urea, MgSO4.7H2O, FeSO4.7H2O, ZnsO 4.7H2O, MnSO4.7H2O, CaCO 3.

2.2

Metode 

Tahap Propagasi  Nutrient Broth

 Nutrient Broth steril

diinokulasi dengan satu lup Bacillus lup  Bacillus thuringiensis aizawai

diinkubasi padainkubator goyang 150 rpm selama 12 jam

 Bacillus thuringiensis aizawain aizawain dalam nutrient broth



Tahap Fermentasi media fermentasi

diatur pH hingga 7,00 + 0,1

disterilisasi pada suhu 121 oC selama 15 menit

media fermentasi steril

 penambahan glukosa

media fermentasi + glukosa

diinokulasi dengan hasil tahap propagasi

diinkubasi pada suhu kamar 

 bioinsektisida 

Pengambilan Sampel  pH sampel

diukur dengan pH meter 

nilai pH

OD 660 nm sampel

diukur dengan spektrofotometer 

nilai OD Biomassa Kering sampel

disentrifugasi 13.000 rpm selama 15 menit

endapan

diambil dan dikeringkan  pada oven suhu 50 oC selama 24 jam

 biomassa kering

Viable Spore Count (VSC) sampel

dilakukan renjatan panas pada suhu 70 oC selama 15 menit

dilakukan pengenceran  berseri

diinokulasi 0,1 ml ke dalam  Nutrient Agar 

diinkubasi selama 24 - 48 jam

dihitung jumlah koloni yang tumbuh

nilai vsc



Produksi Bioetanol dengan Teknik Kultivasi Substrat Padat onggok + limbah cair 

ditambah kapur hingga pH 6 8

diratakan dalam erlenmeyer  dan ditutup dengan alumunium foil

diotoklaf pada suhu 120 oC selama 15 menit

media steril

diinokulasi dengan 10% media  propagasi

diinkubasi pada suhu ruang

dipanen pada jam 0, 24, 48, 72, 96

dikeringkan dalam oven suhu 50 oC

dihaluskan dengan alat  penumbuk 

 produk kering  bioinsektisida

III. 3.1

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan Pengamatan (terlampir)

3.2

Pembahasan Bioinsektisida adalah jenis pestisida yang bahan aktifnya merupakan mikroorganisme seperti

 bakteri  Bacillus thuringiensis, cendawan  Beaveria sp, Metarrhizium sp, dan virus S podotera litura nuclea polyhidrosis. Bioinsektisida merupakan bahan yang mengandung senyawa toksik yang  berfungsi untuk membunuh atau menghambat perkembangan spesies insekta yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan maupun yang menggunakan organisme hidup seperti virus, bakteri, dan jamur. Sifat insektisida ini aman terhadap organisme non-target, manusia dan lingkungan. Sampai saat ini telah  banyak penelitian untuk memperoleh bioinsektisida yang ampuh dan ramah lingkungan, salah satunya  bioinsektisida mikrobial yang diperoleh dari  Bacillus thuringiensis ( B.t ) yang bersifat aman karena memiliki derajat spesifisitas yang tinggi dan relatif kecil terjadinya resistensi (kekebalan) pada serangga hama.  Bacillus thuringiensis aizawai merupakan salah satu jenis bakteri yang banyak  dimanfaatkan dalam produksi bioinsektisida microbial (Behle et al . 1999). Mikroba yang digunakan dalam pembuatan bioinsektisida adalah  Bacillus thuringiensis ( B.t   B.t ) yaitu bakteri bersel vegetatif berbentuk batang, gram positif, bersifat aerob tapi umumnya anaerob fakultatif, mempunyai flagela dan membentuk spora. Koloni  Bacillus thuringiensis  berbentuk bulat dengan tepian berkerut, memiliki diameter 5  –  10 milimeter, berwarna putih, elevasi timbul dan  permukaan koloni kasa. Banyak strain dari bakteri ini yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Spora yang dibentuk oleh  Bacillus thuringiensis  berbentuk oval, berwarna hijau kebiruan dan berukuran 1.0  –  1.3 mikrometer dan Bacillus thuringiensis membentuk kristal protein (δ(δ endotoksin) bersamaan dengan terbentuknya spora. Bakteri ini mempunyai endospora subterminal  berbentuk oval dan selama sporulasi menghasilkan satu kristal protein dalam setiap selnya (Gill et al . 1992). Berbagai isolat  Bacillus thuringiensis dengan berbagai jenis kristal protein yang dikandungnya telah teridentifikasi setelah diketahui besarnya potensi dari protein kristal  Bacillus thuringiensis sebagai agen pengendali serangga. Sampai saat ini telah diidentifikasi kristal protein yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada tanaman pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari kristal protein tersebut lebih ramah lingkungan karena mempunyai target yang spesifik sehingga tidak mematikan serangga bukan sasaran dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan.  Bacillus thuringiensis aizawai termasuk salah satu bakteri yang telah banyak digunakan untuk memproduksi bioinsektisida.  Bacillus thuringiensis aizawai aizawai sangat efektif mengendalikan larva ordo Lepidoptera ordo Lepidoptera dan Diptera, dan Diptera, terutama ulat daun kubis dan hama-hama sayuran lainnya (Lereclus et  al . 1993). Salah satu hama ordo  Lepidoptera yang banyak menyebabkan kerusakan pada pertanian adalah Croccidolomia pavonana, yang  merupakan hama utama pada tanaman kubis yang juga menyerang tanaman  Brassicaceae lainnya. Serangan C. pavonana dapat menyebabkan kehilangan hasil kubis sebesar 65%. Hama ini sangat merusak karena larva memakan daun baru di bagian tengah tanaman kubis. Saat bagian tengah telah hancur, larva pindah ke ujung daun dan kemudian turun ke daun yang lebih tua. Kebanyakan tanaman yang terserang akan hancur seluruhnya jika ulat krop kubis tidak dikendalikan (Kementrian Pertanian RI 2010).  Bacillus thuringiensis aizawai menghasilkan  protein yang bersifat insektisida yaitu δ -endotoksin atau kristal protein yang akan berikatan dengan

reseptor spesifik dalam sel larva Crocidolomia pavonana, pavonana , sehingga terjadi lisis sel yang dapat menyebabkan kematian pada serangga target. Proses produksi bioinsektisida memerlukan suatu media sebagai tempat hidup bagi bakteri yang akan digunakan untuk memproduksi bioinsektisida. Media untuk memproduksi bioinsektisida terdiri dari dua bentuk yaitu media padat dan media cair. Pertama akan dijelaskan mengenai media  padat yang merupakan media berbentuk padat yang mengandung agar 1  –  1.5%, misalnya nutrien agar. Jika ke dalam media ditambahkan agar, jumlah agar yang ditambahkan tergantung kepada jenis atau kelompok mikroba yang ditumbuhkan. Ada yang memerlukan kadar air tinggi sehingga  penambahan agar harus sedikit tetapi ada pula yang memerlukan kandungan air rendah sehingga  penambahan agar harus lebih banyak. Media padat umumnya dipergunakan untuk menumbuhkan  bakteri, jamur, dan kadang-kadang mikroalga terutama dalam peremajaan dan pemeliharaan kultur  murni dalam bentuk agar miring (Pablo 2012). Kemudian, terdapat media cair yang merupakan media  berbentuk cair yang tidak mengandung agar, misalnya nutrien br oth. Umumnya media cair digunakan untuk menambah biomassa sel . Kalau ke dalam media tidak ditambahkan zat pemadat. Media cair  dipergunakan untuk penumbuhan bakteri, ragi dan mikroalga (Pablo 2012). Pada proses produksi bioinsektisida ini digunakan media padat berupa onggok yang berguna sebagai sumber karbon karena pada onggok masih mengandung pati yang berkisar 60  –  70% berat kering onggok. Onggok sendiri merupakan limbah padat yang berasal dari proses pengolahan ubi kayu menjadi tapioka. Onggok merupakan limbah utama hasil proses pengepresan (Abbas

et al .

dalam Winarno 1985). Onggok memiliki daya tahan yang relatif lama pada saat keadaan kering dibandingkan pada saat keadaan basah. Hal ini dikarenakan pada saat keadaan basah onggok mudah sekali ditumbuhi oleh kapang dan terjadi pembusukan. Pemanfaatan onggok masih terbatas dan umumnya digunakan sebagai makanan ternak (Damarjati 1985). Onggok juga dapat digunakan sebagai substrat untuk produksi selulase, amilase, amiloglukosidase dan angkak (Jenie dan Fachda 1991). Komposisi kimia onggok dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini. Komponen (%)

Tjiptadi (1982)

Anonim (1984)

Air

16,86

13,39

Abu

8,50

4,90

Serat Kasar

8,14

11,02

Lemak

0,25

0,15

Protein

6,42

0,58

Pati

62,97

68,79

Karbohidarat

71,11

79,81

Tabel 1. Komposisi Onggok  Berdasarkan fakta ini maka timbul gagasan untuk memanfaatkan onggok tapioka sebagai salah satu alternatif substrat untuk memproduksi bioinsektisida dengan teknologi sederhana namun memiliki sifat toksisitas yang baik terhadap hama. Onggok tapioka digunakan sebagai sumber karbon. Sedangkan media cair yang digunakan dalam pembuatan bioinsektisida ini adalah limbah tahu. Limbah cair pabrik tahu ini memiliki kandungan senyawa organik yang tinggi. Tanpa proses  penanganan dengan baik, limbah tahu dapat menyebabkan dampak negatif seperti polusi air, sumber  s umber   penyakit, bau tidak sedap, meningkatkan pertumbuhan nyamuk, dan menurunkan estetika lingkungan sekitar. Limbah cair tahu mengandung protein, glukosa dan komponen lainnya dengan kadar yang relatif tinggi. Kandungan nutrisi tersebut menyebabkan limbah cair tahu mempunyai potensi sebagai

media untuk memproduksi spora  Bacillus thuringiensis. thuringiensis . Mengingat bahwa limbah cair tahu umumnya dibuang ke sungai, maka pemanfaatan ini sekaligus akan memberikan manfaat dalam mengurangi  pencemaran lingkungan. Penggunaan media limbah cair tahu adalah salah satu alternatif untuk memacu pertumbuhan toksin Bacillus toksin Bacillus thuringiensis dengan harga yang lebih murah. Penggunaan media limbah cair tahu ini akan membuat biaya pembuatan toksin menjadi jauh lebih murah sebab tidak memerlukan media sintesis lagi. Limbah cair tahu digunakan sebagai sumber nitrogen (Silvina et al . 2012). Biokontrol dari Bacillus dari  Bacillus thuringiensis merupakan biokontrol yang efektif untuk membunuh jentik nyamuk tetapi memiliki harga yang cukup mahal untuk negara-negara berkembang seperti Indonesia. Substansi aktif  dari  Bacillus thuringiensis adalah spora yang dibentuk oleh  Bacillus thuringiensis dibuat dengan menggunkan media yang relatif mahal oleh karena itu dalam praktikum ini digunakan media yang relatif murah, salah satunya dengan menggunakan media limbah cair tahu. Adapun keuntungan dari  penggunaan media limbah cair tahu yakni : 1. Bahan Media yang Murah Saat ini biokontrol  Bacillus thuringiensis dibuat dengan menumbuhkan strain  Bacillus thuringiensis pada media sintetis yang biayanya relatif mahal, sehingga untuk 10 tablet dijual seharga 20 dollar. Sedangkan jika produksi  Bacillus thuringiensis dengan menggunakan media  Nutrient Broth (NB), yang dalam satu liternya mengandung 3 gr beef extract dan 5 gr tryptone maka perincian biaya yang dihabiskan sebesar Rp. 25.000 per liter. Sedangkan untuk membuat media NB sebanyak 100 liter maka biaya yang dibutuhkan sebesar Rp. 2.500.000. Penggunaan media limbah cair tahu adalah salah satu alter natif untuk memacu pertumbuhan toksin  Bacillus thuringiensis yang lebih murah. Dengan menggunakan media limbah cair tahu ini biaya  pembuatan toksin menjadi jauh lebih murah sebab tidak memerlukan media si ntetis lagi. Sehingga dapat terjangkau oleh masyarakat. 2. Mengurangi Pencemaran Lingkungan Perairan Pemerintah akhir-akhir ini sangat menekankan era "sadar lingkungan" dan mengharuskan semua industri membuat analisis masalah dampak lingkungan (AMDAL) sesuai dengan SK Menteri KLH  No.52 Tahun 1986 dan SK Menteri KLH No.29 Tahun 1986 serta SK Menteri KLH No.03 T ahun 1991 Tentang Peraturan Pembuangan Limbah. Bagi industri baik yang sudah beroperasi maupun yang akan dibangun serta yang air limbahnya dibuang ke perairan harus memenuhi standar baku mutu limbah yang telah ditentukan. Berdasarkan data dari statistik yang ada industri pengolahan tahu di Indonesia sebanyak 4.000 unit yang tersebar di Jawa Barat dan berbagai daerah lainnya. Jika ditinjau dari komposisi kimianya, ternyata air limbah cair tahu mengandung nutrien-nutrien (protein, karbohidrat, dan bahan-bahan lainnya) yang jika dibiarkan dibuang begitu saja ke sungai  justru dapat menimbulkan pencemaran perairan. Selama ini limbah industri tahu dibuang begitu saja tanpa ada pengolahan lebih lanjut. Limbah cair tahu ternyata bisa digunakan sebagai media  pertumbuhan Bacillus  pertumbuhan Bacillus thuringiensis yang bermanfaat sebagai bioinsektisida larva nyamuk. Dengan ditemukannya manfaat limbah cair tahu tersebut maka diharapkan nantinya limbah tersebut dapat digunakan dan tidak lagi mencemari li ngkungan sekitar. 3. Mudah untuk Mendapatkannya Pertumbuhan industri tahu sebagai industri rumah tangga cukup banyak. Banyaknya industri  pengolahan tahu tersebut menjadi cukup mudah untuk mendapatkan limbah buanganya. Sehingga dalam proses produksinya tidak terlalu mengalami kesulitan dalam mencari bahan sebagai media  pertumbuhan Bacillus  pertumbuhan Bacillus thuringiensis. thuringiensis. Proses produksi bioinsektisida dikenal dengan nama fermentasi. Fermentasi adalah suatu  proses biokimia yang menghasilkan energi dimana komponen organiknya bertindak sebagai penerima

elektron (Fardiaz 1988). Fermentasi media padat merupakan proses fermentasi yang substratnya tidak  larut dan tidak mengandung air bebas, tetapi cukup mengandung air untuk keperluan hidup mikroba. Sebaliknya fermentasi cair adalah proses fermentasi yang substratnya larut atau tersu spensi dalam fase cair (Chalal 1985). Teknik kultivasi secara terendam dapat dilakukan dengan sistem tertutup pada fermentor. Pada umumnya, jenis fermentor yang digunakan adalah fermentor tangki berpengaduk karena merupakan jenis fermentor yang paling sederhana. Fermentor ini digunakan untuk substrat yang mempunyai viskositas tinggi dan berbentuk koloid tanpa mengakibatkan penyumbatan, serta enzim terimobilisasi dengan aktivitas rendah (Machfud

et al . 1989). Proses fermentasi terendam dapat

dilakukan dengan tiga cara yaitu fermentasi sistem tertutup ( batch process), process), fermentasi kontinyu, dan fermentasi sistem tertutup dengan penambahan substrat pada selang waktu tertentu atau semi kontinyu ( fed  fed batch process). process). Bernhard dan Utz (1993), menyatakan bahwa produksi bioinsektisida  Bacillus thuringiensis pada umumnya dilakukan dengan fermentasi sistem tertutup karena hasil akhir yang diharapkan adalah spora dan kristal protein yang dibentuk selama proses sporulasi. Menurut Dulmage (1990), faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi  Bacillus thuringiensis adalah komposisi media dan kondisi untuk pertumbuhan mikroba seperti pH, oksigen dan temperatur. Selanjutnya adalah fermentasi dengan substrat padat. Fermentasi substrat padat berkaitan dengan pertumbuhan mikroorganisme pada bahan padat dalam ketiadaan atau hampir ketiadaan air   bebas. Tingkat lebih atas dari fermentasi fer mentasi substrat padat (yaitu sebelum air bebas tampak) merupakan fungsi penyerapan (absorbancy ( absorbancy), ), dan dengan demikian kadar airnya pada gilirannya tergantung pada  jenis substrat yang digunakan. Aktivitas biologis menurun bila kandungan air substrat sekitar 12%, dan semakin mendekati nilai ini, aktivitas mikrobiologis semakin tertahan. Fermentasi substrat padat tidak memperhatikan fermentasi  slurry (yaitu cairan dengan kandungan zat padat taklarut yang tinggi) ataupun fermentasi substrat padat dalam media cair. Substrat yang paling banyak digunakan dalam fermentasi substrat padat adalah biji-bijian serealia, kacang-kacangan, sekam gandum, bahan yang mengandung linoselulosa (seperti kayu dan jerami), dan berbagai bahan lain yang berasal dari tanaman dan hewan. Senyawaan tersebut selalu berupa molekul primer, tak larut atau sedikit larut dalam air, tetapi murah, mudah diperoleh dan merupakan sumber hara yang tinggi (Prawira 2007). Pada umumnya fermentasi terendam atau fermentasi cair lebih disukai karena menjaga kesterilan kultur serta proses pemanenan dan pengaturan parameter proses produksi atau fermentasi yang lebih sederhana dan dapat menghasilkan rendemen yang lebih tinggi. Selain itu, produk hasil fermentasi cair dapat langsung digunakan dibandingkan hasil fermentasi semi padat yang sulit disuspensikan karena ada kecenderungan menggumpal. Akan tetapi penggunaan media cair ini relatif  lebih mahal. Sedangkan untuk media padat memiliki kelebihan harga lebih murah dan bahan lebih mudah didapatkan. Namun penggunaan media padat menghasilkan rendemen produk yang lebih rendah, dan lebih sulit dalam memisahkan hasilnya. Faktor  –  Faktor  –  faktor yang mempengaruhi kultivasi dari  Bacillus thuringiensis sangat beragam. Berikut ini akan dijelaskan faktor  –  faktor  – faktor faktor yang mempengaruhinya. Pada komposisi media merupakan faktor yang sangat mempengaruhi kultivasi  Bacillus thuringiensis selain kondisi pertumbuhan seperti  pH, oksigen, dan temperatur (Dulmage dan Rhodes 1971). Glukosa dan onggok tapioka digunakan untuk sintesis sel baru atau produksi sel karena merupakan sumber karbon. Konsentrasi sumber  karbon yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pH media turun menjadi 5.6  – 5.8.  –  5.8. Kondisi ini dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan  Bacillus thuringiensis demikian pula halnya dengan konsentrasi glukosa yang terlalu rendah (Vandekar dan Dulmage 1982). Pada proses produksi bioinsektisida dengan kultivasi cair dilakukan penambahan lima ion ++

++

logam yaitu, Mg , Mn , Fe

++,

++

Zn , dan Ca

++

melalui penambahan 0.3 g/L MgSO 4.7H2O, 0.02 g/L

FeSO4.7H2O, 0.02 g/L ZnSO 4.7H2O, 0.02 g/L MnSO 4.7H2O, dan 1 g/L CaCO 3. Penambahan ion ini dapat memperbaiki pertumbuhan  Bacillus

thuringiensis.

Penambahan ion ini tidak akan

membahayakan kultivasi karena konsentrasi yang digunakan cukup rendah (Dulmage dan Rhodes 1981). Unsur C, Unsur  C, O, N, H, P dan S menyusun 96% dari berat kering sel dan unsur-unsur mikro seperti K, Ca, Cl, Fe, Mn, Co, Cu, Zn dan Mo diperlukan oleh hampir semua mikroorganisme (Fardiaz 1998). Sikdar  et al. (1993), mengatakan bahwa Fe, Mn dan Cu diperlukan untuk memproduksi toksin sedangkan Mn diketahui dapat menghambat produksi δ -endotoksin. Penambahan CaCO3 dalam media berfungsi sebagai sumber kalsium, bahan penetral media, pertumbuhan sel, pembentukan  protein dinding sel dan produksi endotoksin (Moo-Young

et al. 1985). Penambahan urea pada

kultivasi cair dan limbah cair tahu pada kultivasi padat dilakukan untuk memenuhi kebutuhan nitrogen  Bacillus thuringiensis. Kemudian, Faktor yang mempengaruhi proses produksi bioinsektisida adalah komposisi medium dan kondisi pertumbuhan mikroba seperti pH, oksigen dan suhu (Dulmage dan Rhodes o

1971). Kondisi kultivasi Bacillus kultivasi  Bacillus thuringiensis yang optimal dilakukan pada suhu 28  – 32  –  32 C, pH awal medium diatur sekitar 6.8  – 7,  –  7, agitasi 142  – 340  –  340 rpm dan dipanen pada waktu inkubasi 24  – 48  –  48 jam (Vandekar dan Dulmage 1982; Mummigatti dan Raghunathan 1990).  Bacillus thuringiensis tumbuh optimum pada pH 6.5 –  6.5  – 7.5 7.5 (Bernhard dan Utz 1993). Berdasarkan data yang diperoleh maka dapat dibuat grafik yang menunjukan perbandingan antara pH dan waktu pada proses kultivasi cair. Grafik tersebut dapat dilihat dibawah ini.

pH vs Time 10 8

8

7

6

8

8

5

4 2 0 0

24

48

72

96

Grafik 1. Perbandingan pH dan Waktu Berdasarkan hasil pengamatan pH kultivasi cair pada fase logaritmik menunjukkan  penurunan sampai akhir jam ke-48 dan mengalami kenaikan kembali pada fase stasioner yaitu pada akhir jam ke 72. Penurunan pH terjadi karena proses katabolisme glukosa yang menyebabkan terakumulasinya asam dalam medium. Menurut Benoit et al . (1990), asam yang terakumulasi tersebut adalah asam laktat, asam piruvat, asam asetat dan asetoin yang diketahui ketika melakukan kultivasi  Bacillus thuringiensis dalam medium glukosa-tripton-mineral. Kenaikan pH pada fase stasioner  disebabkan oleh asam yang terakumulasi dalam medium digunakan untuk mensintesis poli- βhidroksibutirat (PHB) yang selanjutnya digunakan sebagai energi pada proses sporulasi. Bersamaan dengan sintesis tersebut, terbentuk bahan-bahan yang bersifat alkali akibat metabolism sumber  nitrogen yang dapat menyebabkan pH medium meningkat. pH fasa adaptasi yang berada pada jam ke0 sampai jam ke-6 mengalami peningkatan karena konsumsi karbon menghasilkan ion H

+

yang dapat

meningkatkan pH media kultivasi. Nilai pH pada produk bioinsektisida harus dipantau untuk 

mengetahui kondisi dari bakeri tersebut. Jika dijelaskan berdasarkan data yang sudah terlampir pada setiap kelompok masih menunjukan hasil nilai pH yang sesuai dengan rentang pH yang terdapat pada literatur. Perkembangan produksi bioinsektisida di Indonesia belum berkembang pesat karena biaya investasi awal untuk industri bioinsektisida tidak murah dengan tingkat pengembalian modal yang cukup lama, meskipun harga jual bioinsektisida dua hingga tiga kali lebih tinggi jika dibandingkan dengan insektisida kimia. Bioinsektisida yang beredar di Indonesia diimpor dari industri-industri  penghasil bioinsektisida di Amerika Serikat dan negara-negara lain di Eropa Produksi bioinsektisida di Indonesia saat ini hanya sebatas industri kecil dan rumahan. (Hilwan et al 2006). al 2006). Kendala utama dalam produksi bioinsektisida adalah bahan baku fermentasi yang masih impor. Pada umumnya, fermentasi  Bacillus thuringiensis menggunakan dekstrosa karena dekstrosa kaya akan sumber karbon. Solusinya yaitu dari dekstrosa da pat digunakan bahan-bahan yang memiliki kadar pati yang cukup tinggi, misalkan pati singkong. Kadar pati yang tinggi menunjukkan bahwa terdapat banyak karbon pada sumber tersebut. Sumber karbon juga bisa didapatkan dari bahan-bahan yang memiliki kadar gula yang cukup tinggi. Selain itu sumber karbon dari dekstrosa dapat pula digunakan selulosa karena selulosa kaya akan sumber karbon. Namun, untuk menggunakan selulosa sebagai sumber karbon harus dihidrolisis terlebih dahulu menjadi gula-gula sederhana sehingga dapat digunakan oleh bakteri tersebut. (Darwis et al 2012). al 2012).

IV. PENUTUP 4.1

Kesimpulan Bioinsektisida merupakan jenis bahan pestisida yang berfungsi untuk membunuh atau

menghambat perkembangan spesies insekta yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan maupun yang menggunakan organisme hidup seperti virus, bakteri, dan jamur. Insektisida ini mengandung senyawa toksik yang secara spesifik akan menyerang serangga yang menjadi sasaran dan tidak menyerang serangga lainnya. Oleh karena itu bioinsektisida lebih aman dibandingkan dengan insektisida biasa. Bioinsektisida memilki tingkat keefektivitasan yang sama dengan pestisida yang berbasis bahan kimia. Maka dari itu, dengan penggunaan bioinsektisida diharapkan dapat mengurangi pemakaian insektisida kimia yang telah banyak menimbulkan kerugian bagi lingkungan. Berdasarkan penelitian mengenai bioinsektisida ditemukan bahwa bioinsektisida mikrobial yang diperoleh dari  Bacillus thuringiensis memiliki sifat yang lebih aman, ramah lingkungan, dan aman bagi manusia. Produksi bioinsektisida dengan kultur   Bacillus thuringiensis dapat dilakukan dengan kultivasi / fermentasi padat atau semi padat ( semi ( semi solid s olid fermentation) dan cair atau terendam ( submerged  submerged fermentation). fermentation ). Fermentasi terendam atau cair lebih disukai karena menjaga kesterilan kultur serta proses pemanenan dan pengaturan parameter proses produksi atau fermentasi yang lebih sederhana. Selain itu, produk hasil fermentasi cair dapat langsung digunakan dibandingkan hasil fermentasi semi padat yang sulit disuspensikan karena ada kecenderungan menggumpal. Pada praktikum bioinsektisida ini dilakukan beberapa uji parameter, diantaranya uji pH, OD (optical density), density), biomassa, dan VSC (Viable ( Viable Spore Count ). ). Menurut literatur  Bacillus literatur  Bacillus thuringiensis aizawai memiliki pH pertumbuhan 5.5  –  8.5 dengan pH optimum 6.5  –  7.5. Uji parameter pH menunjukkan hasil praktikum yang diperoleh tidak terlalu signifikan dengan literatur karena masih  berkisar pada pH yang sesuai dengan pertumbuhan  Bacillus thuringiensis aizawai. aizawai . Selama fermentasi, terjadi kenaikan dan penurunan pH. Nilai pH berubah-ubah dengan cepat tergantung pada penggunaan karbohidrat dan protein. Penggunaan karbohidrat yang terlalu banyak daripada protein dapat menurunkan pH, sedangkan penggunaan protein yang terlalu banyak daripada karbohidrat dapat menaikkan pH. Uji OD (Optical (Optical Density) Density ) merupakan salah satu metode langsung untuk mengetahui  pertumbuhan sel. Semakin tinggi

nilai OD menunjukkan semakin keruh larutan tersebut yang

disebabkan terdapat pertumbuhan sel di dalam larutan. Hasil uji yang diperoleh untuk nilai OD pada  praktikum bernilai positif untuk setiap kelompok, hasil ini sesuai dengan literatur. Pengujian biomassa kering yaitu pengukuran selisih massa biomassa setelah dan sebelum  proses fermentasi. Berdasarkan hasil praktikum, diperoleh data yang menunjukkan adanya  peningkatan maupun penurunan seiring bertambahnya waktu fermentasi. fermentasi. Seharusnya, biomassa kering akan bertambah seiring bertambahnya waktu fermentasi. Data yang diperoleh tidak sesuai dengan literatur. Penurunan biomassa ini bisa disebabkan oleh telah terjadinya fase penurunan pada produksi mikroba pada bakteri B.t  bakteri  B.t .

4.2

Saran Praktikum bioinsektisida ini merupakan praktikum yang nsangat berguna sehingga harus

dibutuhkan ketelitian dan kecermatan mengenai proses pembuatan dan kondisi yang harus disesuaikan  pada saat proses pembuatan. Karena pemahaman tentang proses pembuatannya sangat berpengaruh terhadap keberhasilan setiap uji.

DAFTAR PUSTAKA

Abbas, S., Halim dan S. T. Amidarmo. 1985. Limbah Tanaman Ubi kayu. Di dalam F.G Winarno (editor). Monografi Limbah Pertanian. Kantor Menteri Muda Urusan Peningkatan Produksi Pangan, Jakarta. Behle, et all. 1999. Makalah Formulations Forum ’99.  Formulating Bionsecticides To Improve Residual   Activity.  Activity. University Peoria. Illinois. Benoit, L., G. R. Wilson and C. L. Baugh. 1990.  Fermentation during growth and sporulation of  Bacillus of  Bacillus thuringiensis HD-1. Lett. Appl. Microbial. Vol 10. Bernhard, K. dan R. Utz. 1993.  Production of Bacillus thuringiensis Insecticide for Experimental and  Commercial Uses. Uses. Di dalam P. F. Enwistle, J. S. Cory, M. J. Bailey dan S. Higgs (editor).  Bacillus thuringiensis, thuringiensis,  An Enviromental Biopesticide : Theory and Practice. Practice . John Wiley and Son, Chichester : 255-266. Chalal, D.S. 1985. 1985 . Solid State Fermentation with Trichoderma ressei. Application Environment. Microbiology 49(1):205-210. Damardjati, D. S. 1985. Strategi Penelitian Limbah Ubi Kayu di Indonesia. Di dalam F. G. Winarno (ed). Monografi Limbah Pertanian. Kantor Mentri Muda Urusan Peningkatan Produksi Pangan, J akarta. Darwis AA, Khaswar S, Ummi S.2012.Kajian Produksi Bioinsektisida dari  Bacillus thuringiensis subsp israelensis Pada Media Tapioka.Jurnal Teknologi Industri Pertanian Vol. 14(1) hal 1 -5. Departemen Pertanian. 2010.  Rancangan R encana Strategis Kementerian Pertanian 2010-2014. 2010-2014 . Kementerian Pertanian Republik Indonesia. Jakarta. Dulmage, H. T. And Rhodes, R.A. 1971.  Production of Pathogens in Artificial Media , pp.507-540 In : Burges, H.D. (ed). Microbial (ed).  Microbial Control of Pest and Plant Diseases 1970-1980. New York : Acad press. Dulmage, H. T. 1981.  Insecticidal activity of isolates of Bacillus thuringiensis and their potential for pest  control In H.D Burges (ed). Microbial Control of Pest and Plant Diseases. New York : Acad press. Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama Fardiaz, S. 1998. Fisiologi Fermentasi. Bogor : PAU IPB. Gill, S. S., E. A. Cowles, dan P. V, Pietrantonio. 1992. The Mode of Action of Bacillus thuringiensis.  Endotoxin. Annu, Rev. Entomol . 37 : 615 –  615 – 636. 636. Hilwan MR, Khaswar S, dan Rini P.2006. Laporan Akhir Penelitian Hibah Bersaing Perguruan Tinggi XII Tahun Anggaran 2006 : Kajian Produksi Bionsektisida Oleh  Bacillus thuringiensis var.israelensis Untuk Pencegahan Wabah Demam Berdarah.IPB : Bogor. Jenie, B.S. L. dan Fachda. 1991. Pemanfatan Onggok dan Dedak Padi Untuk Produksi Pigmen Angkak Oleh  Monescus purpureus. purpureus. Pertemuan Ilmiah Tahunan. Perhimpunan Mikrobiologi Indonesia, Bogor  Lereclus D, A Delecluse, MM Lecaded. 1993.  Diversity of Bacillus thuringiensis toxins and genes. Bacillus thuringiensis, thuringiensis, an environmental biopesticides: theory and practices . John Willey and Sons. Moo-young, M. 1985. Comprehensive Biotechnology. Biotechnology . Di dalam A. T Bull and H. Dalton (eds). Pergamin Press. Oxford. Machfud et al. 1989. Teknik Optimasi Rekayasa Proses Pangan. Bogor: PAU Pangan dan Gizi, Institut  pertanian Bogor. Moo-young, M. 1985. Comprehensive Biotechnology. Biotechnology . Di dalam A. T Bull and H. Dalton (eds). Pergamin Press. Oxford. Mummigatti, S. G. and Raghumanathan. 1990. Influence of media composition on the production of  deltaendotoksin by Bacillus by Bacillus thuringiensis var  Israelensis  Israelensis J. Invertebr. Pathol. Vol 55. Pablo, Julian. 2012. Kultivasi Mikroba. http://matakuliahbiologi.blogspot.com/2012/04/kultivasi-mikroba.html [4 Mei 2012] Prawira, Y. 2012. Fermentasi Substrat Padat. http://www.yprawira.com [28 April 2013]

Sikdar, D. D, M. K. Majumbar and S. K. Majumbar. 1993. Optimization of process for production of δδendotoksin by Bacillus thuringiensis subsp. Israelensis in a five litre fermentor . fermentor . Biochemical archives. Vol 9. Silvina, D et al. al.2012. 2012.Pemanfaatan Limbah Cair Industri Pengolahan Tahu Untuk Memproduksi Spora  Bacillus Thuringiensis Serovar Israelensis Dan Aplikasinya Sebagai Biokontrol Larva Nyamuk (karya tulis PKM). Universitas Udayana, Denpasar  Vendekar, M and H. T. Dulmage. 1982. Guidelines for Production Bacillus thuringiensis H-14. Special   Programme for Research and Training in Tropical Diseases. Diseases . Geneva, Switzerland.

LAMPIRAN REKAPAN DATA PRODUKSI BIOINSEKTISIDA ( KULTIVASI PADAT DAN CAIR) Kultivasi Cair

Kelompok

Uji pH

Uji OD

1.

7

2.

Uji VSC

Biomassa kering (gr)

24 jam

48 jam

1,136

0,16

-

-

8

0,788

0,01

0

9 x10 5

3.

5

0,367

0,09

0

2 x10 5

4.

8

0,351

0,17

0

0

5.

8

0,070

0,17

-

-

KULTIVASI PADAT Kelompok 

Uji VSC 24 jam

48 jam

-

-

1. 2. 3.

31x10 9 x10

3

3

4.

17 x10

5.

-

3

Bobot Substrat Padat

2,75

40 x10

3

4,21

14 x10

3

3,83

20 x10

3

2,87

-

3,05

Keterangan :

Kelompok 1 : pemgamatan jam ke- 96 Kelompok 2 : pengamatam jam ke- 72 Kelompok 3 : pengamatan jam ke- 48 Kelompok 4 : pengamatan jam ke- 24 Kelompok 5 : pengamatan jam ke- 0

Optical Density Curve

120

y = 87.674x + 0.4456 R² = 0.9385

100     ) 80    m    a    j     ( 60    u    t     k    a 40    w

Uji OD

20 0 0

0.5

1

Nilai OD

1.5