LAPORAN PRAKTIKUM KINETIKA PERTUMBUHAN

JAMUR
Disusun untuk memenuhi mata kuliah Laboratorium Bioproses
Tanggal Praktikum : 18-25 September 2018
Tanggal Pengumpulan Laporan : Oktober 2018
Dosen Pembimbing : Ir. Emmanuela Maria Widyanti, MT

Oleh :
Bella Nabila NIM 171411037
Delifa Ariesta NIM 171411038
Dhara Firdausa NIM 171411039
Dhea Elita Permana NIM 171411040
Kelompok 2
Kelas : 2B D3 Teknik Kimia

PROGAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2018
I. TUJUAN
Tujuan dari percobaan ini adalah mahasiswa diharapkan:
1. Menguasai tahapan – tahapan mengembangbiakan jamur.
2. Menguasai dan terampil membuat media padat, inoculum atau starter dan media pertumbuhan
jamur.
3. Menguasai dan terampil memilih metode yang tepat untuk menentukan konsentrasi biomassa
jamur melalui metode berat sel kering.
4. Memahami profil pertumbuhan jamur melalui grafik konsentrasi mikroba (X) terhadap waktu (t).
5. Menguasai dan dapat menentukan fasa-fasa pertumbuhan jamur.
6. Menghitung dan mengevaluasi nilai laju pertumbuhan spesifik (𝜇) jamur.

II. DASAR TEORI

Pertumbuhan merupakan faktor yang sangat penting bagi suatu makhluk hidup. Pada
dasarnya pertumbuhan yaitu penambahan massa, ukuran, dan jumlah sel. Mikroorganisme
dapat tumbuh di bawah pengaruh fisik, kimia dan kondisi nutrient. Pada nutrient yang cocok
mikroorganisme menguraikan nutrient dari media dan mengubahnya dalam komposisi-
komposisi biologi. Sebagian dari nutrient-nutrient digunakan untuk memproduksi energi dan
sebagian lagi digunakan untuk biosintesis dan pembentukan produk. Pertumbuhan mikroba
dapat dinyatakan dalam reaksi sebagai berikut

Produk
Sel-sel yang
Sel-sel Substrat metabolit
lebih banyak CO2 H2O
enzim

Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba :

Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan suatu hal yang
penting untuk diketahui. Pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan mikroba sangat penting di dalam mengendalikan mikroba. Berikut ini faktor-
faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba:
a) Suplai Nutrisi
Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplainutrisi
sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah :
karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam
lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat
mempengaruhi pertumbuhan mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan
 kematian.Kondisi tidak bersih dan higinis pada lingkungan adalah kondisi yang
menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh
berkembang di lingkungan seperti ini.Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan
lingkungan bersih dan higinis adalah untuk meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba
agar pertumbuhannya terkendali.
b) Suhu/Temperatur
Suhu merupakan salah satu faktor penting di dalam mempengaruhi dan
pertumbuhanmikroorganisme.Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang
berlawanan:
1. Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat.
Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolism akan menurun
dan pertumbuhan diperlambat.
2. Apabila suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti,
kompenen sel menjadi tidak aktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.
Berdasarkan hal di atas, maka suhu yang berkaitan dengan pertumbuhan
mikroorganisme digolongkan menjadi tiga,yaitu:
a. Suhu minimum yaitu suhu yang apabila berada di bawahnya maka
pertumbuhan terhenti.
b. Suhu optimum yaitu suhu dimana pertumbuhan berlangsung paling cepat dan
optimum (disebut juga suhu inkubasi)
c. Suhu maksimum yaitu suhu yang apabila berada diatasnya maka
pertumbuhan tidak terjadi.
c) Keasamanatau Kebasaan (pH)
Setiap organisme memiliki kisaran pH masing-masing dan memiliki pH optimum
yang berbeda-beda. Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 8,0–8,0
dan nilai pH di luar kisaran 2,0 sampai 10,0 biasanya bersifat merusak.
d) Ketersediaan Oksigen
Mikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya
akan oksigen. Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi:
 Aerobik : hanya dapat tumbuh apabila ada oksigen bebas
 Anaerob : hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigen bebas
  Anaerob fakulatif : dapat tumbuh dengan baik dengan atau tanpa adanya oksigen
 Mikroaerofilik : dapat tumbuh bila ada oksigen dalam jumlah sedikit
e) Kadar Air
Air sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan mikroba, air tidak
hanya komponen utama dari pada plasma sel mikroba, namun air penting bagi pelarutan
makanan sebelum makanan tersebut dapat diserap oleh sel. Selain itu juga kekurangan air
dapat menyebabkan kekeringan sel sehingga dapat mematikan mikroba.
f) Cahaya
Kebanyakan mikroba dapat dirusak oleh cahaya tak langsung dari matahari dan
dalam waktu beberapa jam saja dapat dapat dimatikan oleh cahaya yang
langsung mengenainya. Sinar violet, ultraviolet, dan biru sangat kuat untuk
mematikan pertumbuhan mikroba.
Metode-metode yang digunakan untuk evaluasi populasi mikroorganisme yaitu:
a. Metode langsung : (menggunakan mikroskop) perhitungan jumlah sel, dan
countingchamber, selain itu dengan penetapan bahan kering seluler.
b. Metode tidak langsung : turbidimetri, spektrofotometri, dan pengenceran
Konsentrasi mikroba dapat dilakukan melalui penentuan jumlah sel (sel/vol) atau
pengukuran massa sel (gram/vol). jika reaktor yang digunakan adalah reaktor batch, maka
pertumbuhan mikroba akan mengikuti pola seperti yang disajikan dalam gambar.

Pertumbuhan mikroba dalam reaktor batch akan melalui tahap-tahap berikut :

(1) Fase Lag
(2) Fase Eksponensial
(3) Fase Perlambatan pertumbuhan
(4) Fase Stasioner
(5) Fase Kematian
1. Fase Lag
Fase awal adalah fase sejak inokulasi sel pada medium dan merupakan suatu periode
adaptasi. Pada fasa ini sebagian besar mikroba menyesuaikan diri (adaptasi)
dengan lingkungan barunya dan belum mengadakan perbanyakan sel, bahkan sebagian
selnya mati, hanya sel yang kuat saja yang bertahan hidup.Dan sintesis enzim sudah
terjadi.
Selama fase ini massa sel dapat berubah tanpa adanya suatu perubahan jumlah sel.
Dapat juga terjadi fase awal yang palsu bilamana inokulum yang diberikan terlalu sedikit
atau mempunyai viabilitas yang rendah. Suatu saat bila perubahan-perubahan telah
terjadi, maka sel-sel bergerak kearah fase tumbuh. Fase ini biasanya merupakan
fase eksponensial atau fase logaritmik. Ciri daripada fasa ini adalah tidak ada
pertumbuhan populasi karena sel mengalami perubahan komposisi kimiawi dan
ukuran serta bertambahnya substansi intraseluler sehingga siap untuk membelah diri.
Faktor penentu fase lag:
a. Medium dan lingkungan pertumbuhan; jika medium sama dengan medium
sebelumnya, waktu adaptasi pendek atau tidak ada, jika sangat berbeda pelu waktu
untuk sintesis enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme (pembentukan
enzim induktif).
b. Kondisi starter/inokulum
 Jumlah inokulum; jumlah sel awal yang semakin tinggi mempercepat fase adaptasi
 Germinasi spora; bila mikroba yang ditanam pada medium ada dalam bentuk spora
dan bukan sel vegetatif maka bila ia ditanam dalam medium dengan kondisi
lingkngan yang baik, ia akan berubah menjadi bentuk sel vegetatif dan ini
memerlukan sedikit waktu.
 Mutan yang terbentuk perlu waktu untuk adaptasi dengan lingkungan yang baru.
2. Fase Eksponensial / logaritmik
Pada fasa ini pembelahan mikroba sangat cepat dan konstan mengikuti
kurva logaritmik. Dalam kondisi kultur yang optimum, sel mikroba mengalami
reaksi metabolisme yang maksimum. Selama fase logaritma, konsentrasi nutrient esensial
ada dalam keadaan cukup jenuh untuk menunjang reaksi-reaksi metabolisme utama dari
pertumbuhan. Pada saat ini paling sensitif terhadap lingkungan Fase logaritmik dicirikan
oleh suatu garis lurus pada plot semilog antara In x melawan waktu. Periode ini
adalah keadaan pertumbuhan yang seimbang atau mantap, dengan laju pertumbuhan
spesifik. µ konstan dan selnya membelah diri dengan laju yang konstan, massa menjadi
dua kali lipat, keadaan pertumbuhan seimbang.
Kekhususan Fase logaritmik :
 Bila populasi sel yang sedang mengalami fase ini dipindahkan ke medium baru
dengan komposisi nutrient dan kondisi lingkungan yang sama maka di dalam
medium baru populasi sel ini akan langsung mengalami fasa logaritma
tanpa mengawali pertumbuhan dengan fasa pertumbuhan awal/pertumbuhan
dipercepat.
 Ditinjau dari sel bakteri secara individual, pada fase ini ukuran sel minimum dengan
dinding sel yang tipis, karena sel membelah diri dengan sangat aktif, sintesa
makrmolekul dari komponen sel berlomba dengan waktu
3. Fase Perlambatan Pertumbuhan
Pada fasa ini laju pertumbuhan diperlambat, karena nutrisi dalam medium sudah
sangat berkurang, dan adanya hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau
menghambat pertumbuhan mikroba. Pada fase ini pertumbuhan sel tidak stabil, tetapi
jumlah populasi masih naik karena jumla sel yang tumbuh masih lebih banyak daripada
jumlah sel yang mati
4. Fase Stasioner
Pada fasa ini kecepatan pertumbuhan adalah nol. Jumlah sel baru sebagai
hasilreproduksi, seimbang dengan jumlah sel yang mati.Ini menyebabkan grafiknya linier
dan sejajar dengan absisnya.Reproduksi sel masih terjadi selama fasa ini
menggunakan cadangan makanan yang ada dalam protoplast sebagai building blocks
pembangun sel yang baru.Karena kekurangan nutrisi, sel kemungkinan mempunyai
 komposisi yang berbeda dengan sel yang tumbuh pada fasa logaritmik.Pada fasa ini lebih
tahan terhadap keadaan ekstrim, seperti panas, dingin, radiasi, dan bahan kimia.Muncul
modifikasi struktur biokimiawi sel.
Bila dilanjutkan, beberapa kejadian masih mungkin timbul meskipun pertumbuhan
telah terhenti, metabolisme dan akumulasi produk masih terjadi di dalam sel atau di dalam
cairan. Massa sel total dapat tetap konstan, tetapi jumlah sel hidup cenderung menurun.
Pada saat ketahanan hidup menurun, lisis sel mungkin terjadi dan massa sel akan menurun.
Lisis sel akan menyebabkan terjadinya suatu medium yang kompleks dari produk-
produk hasil lisis, oleh karena itu suatu pertumbuhan yang sekunder, disebut pertumbuhan
kriptik akan terjadi. Sering juga terjadi metabolik sekunder yang kurang penting terbentuk
oleh enzim-enzim yang sebelumnya tidak terdapat atau tidak berfungsi dalam sel. Selain
itu terjadinya penumpukan racun akibat metabolisme sel dan kandungan nutrien mulai
habis, akibatnya terjadi kompetisi nutrisi sehingga beberapa sel mati dan lainnya tetap
tumbuh sehingga jumlah sel menjadi konstan.
5. Fase Kematian
Pada fasa ini jumlah sel yang hidup makin lama makin menurun, sedangkan jumlah
kematian (mortalitas) sel semakin banyak.Kematian ini desebabkan oleh kondisi
lingkungan yang makin memburuk, terutama oleh makin banyaknya akumulasi hasil
metabolisme yang toksik terhadap sel (metabolit sekunder). Pada fase ini nutrisi dalam
medium sudah habis, energi cadangan dalam sel habis. Sel menjadi mati
akibat penumpukan racun dan habisnya nutrisi, menyebabkan jumlah sel yang mati lebih
banyak sehingga mengalami penurunan jumlah sel secara eksponensial.Lamanya
fasa ini tergantung pada species dari mikrobanya dan kondisi lingkungannya sendiri.
Model Unstructured yang sering digunakan untuk menggambarkan kinetika
pertumbuhan adalah persamaan Mood. Model ini mengekspresikan bahwa laju perubahan
spesifik mikroba akan meningkat jika konsentrasi substrat meningkat. Namun laju
pertumbuhan spesifik akan turun pada konsentrasi substrat yang terlalu tinggi. Persamaan
monod menggambarkan laju pertumbuhan spesifik merupakan fungsi dari konsentrasi
substrat pembatas ( S ) :
𝑆
µ - µm [ ]
Ks+𝑆
 Ks adalah tetapan kejenuhan, yaitu konsentrasi substrat pada µ = ½ µm. Nilai Ks
bergantung pada jenis mikroba dan jenis substrat yang digunakan.
Metoda pengukuran konsentrasi sel mikroorganisme dipengaruhi oleh sifat milik
dan karakter dari mikroorganisme, media fermentasi dan kecepatan/ keseksamaan
pengukuran. Pengukuran konsentrasi sel untuk jamur yang dibiakkan dalam media sintesis
(media terdefinisi) lebih sesuai menggunakan metoda langsung yaitu metoda berat sel
kering karena sifat jamur yang multiseluler memiliki hifa dan miselium sehingga akan
membentuk pelet-pelet dalam ukuran 1-10 mm.

III. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

a) Alat Utama dan Pendukung
1. Erlenmayer 1 liter
2. Erlenmayer 100 mL 8 buah
3. Erlenmayer 250 mL
4. Corong gelas 5 buah
5. Gelas kimia 1000 mL
6. Kertas saring 8 buah\
7. Spirtus
8. Neraca Analitik
9. Oven
10. Gelas ukur
11. Autoclave
12. Koran
13. Kapas lemak
14. Benang Kasur
15. Incubator shaker
b) Bahan yang Diperlukan
1. Kultur murni jamur Aspergillus Niger
2. Media Pertumbuhan
 Air rebusan kentang 400 mL (dari kentang 80 gram)
 Komposisi media starter dan media pertumbuhan
 Konsentrasi Konsentrasi
Nutrient
(gr/1000mL) (gr/400mL)
Glukosa 25 10
Pepton 5 2
Yeast Ekstrak 5 2
KH2PO4 0.2 0.08
MgSO4.7H2O 0.2 0.08

c) Prosedur Kerja
 Sterilisasi Alat
1. Mencuci semua alat yang akan digunakan
2. Membuat penutup untuk erlenmayer dengan kassa dan kapas berlemak.
3. Tutup erlenmayer dengan kassa penutup dan koran lalu diikat dengan tali Kasur.
4. Lakukan sterilisasi untuk semua alat dan media pertumbuhan yang telah dibuat.
  Pembuatan media pertumbuhan

Rebus kentang
sampai mendidih,
lalu diamkan
selama 20 menit.

10 gr Glukosa
Membuat media
2 gr Pepton
2 gr Yeast Ekstrak pertumbuhan. Air rebusan Kentang
0.08gr KH2PO4 (erleneayer 1L)
0.08gr MgSO4.7H2O

Simpan dalam
showcase selama 5
hari

Membuat 40 mL media
Kultur murni jamur inokulum pertumbuhan

Simpan incubator
shaker selama 1
T = 37oC hari

130 rpm Masukkan ke

Masukkan inoculum dalam erlenmayer
ke dalam erlenmayer 100 ml (8 buah)
media pertumbuhan sebanyak 50 ml

Sampling selama 3 hari Simpan semua erlenmayer

dalam incubator shaker dan
sampling dari T0 sampai T7

Saring media pertumbuhan

dengan kertas saring yang
sudah ditimbang
sebelumnya.

Masukkan ke dalam oven

selama 10-20 menit
IV. DATA PENGAMATAN
Berat X=
Berat
Pengambilan kertas Selisih/berat Konsentrasi
t= Waktu kertas
data pada saring + biomassa biomassa
Sampel (menit) saring
jam biomassa (gram) (gram/Liter)
(gram)
(gram)
1,782
14.11 0 0,5597 0,4706 0,0891
T0
2,206
16.11 120 0,5881 0,4778 0,1103
T1
3,838
07.23 1032 0,6754 0,4835 0,1919
T2
2,138
11.57 1306 0,5852 0,4783 0,1069
T3
2,028
14.59 1488 0,5816 0,4802 0,1014
T4
2,152
09.45 2614 0,5983 0,4907 0,1076
T5
2,000
15.25 2954 0,5993 0,4993 0,1000
T6
2,690
10.06 4075 0,6405 0,5060 0,1345
T7

GRAFIK JUMLAH SEL TERHADAP WAKTU (T)

4.5

3.5

3
X (GRAM/LITER)

2.5

1.5

0.5

0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
WAKTU (MENIT)
 X= Konsentrasi biomassa Ln X (gram/Liter)
t= Waktu (menit)
(gram/Liter)
0,578
1,782
0
0,791
2,206
120
1,345
3,838
1032

GRAFIK LN X TERHADAP WAKTU (T) PADA

FASE EKSPONENSIAL
Y-Values Linear (Y-Values)

1.6
1.4
1.2
LN X (GRAM/LITER)

1
0.8
0.6
0.4
0.2
y = 0,0007x + 0,639
0
0 200 400 600 800
R² = 1000
0,9728 1200
WAKTU (MENIT)

Dari grafik diperoleh laju pertumbuhan spesifik yang didapat dari persamaan regresi linear
Laju pertumbuhan spesifik : 0,0007