Rony S.Mauboy

Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
EFEKTIVITAS PERTUMBUHAN BAKTERI
RHODOPSEUDOMONAS PALUSTRIS PADA MEDIUM
DENGAN ASAM KASAMINO DAN UREA
Rony S. Mauboy*
Abstract
The bacteria cells of Rhodopseudomonas palustris were cultured on media with casamino
acid and urea as nitrogen (N) source to compare the growth effectivity. The effort to
replace casamino acid with urea based on the reason that the price of urea is very cheap
than of casamino acid. If it is succeed, than will reduce in a big amount of culture’s cost.
Key words: growth, Rhodopseudomonas palustris, casamino acid, urea
Abstrak
Sel-sel bakteri Rhodopseudomonas palustris ditumbuhkan pada media dengan asam
kasamino dan urea sebagai sumber nitrogen (N) untuk membandingkan efektivitas
pertumbuhannya. Upaya menggantikan asam kasamino dengan urea dilandasi alasan
harga urea yang sangat murah dibandingkan asam kasamino. Jika usaha ini berhasil,
maka akan menghemat biaya kultur yang sangat besar.
Kata-kata kunci: pertumbuhan, Rhodopseudomonas palustris, asam kasamino, urea
* Staf Pengajar Jurusan Biologi, Fakultas Sains dan Teknik-Undana
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
Rhodopseudomonas palustris adalah salah satu jenis dari suatu kelompok bakteri
fototrofik non sulfur ungu yang umumnya ditemukan di dalam tanah dan air.
Bakteri ini menyulihkan energi cahaya (matahari) menjadi energi seluler dan
mengabsorbsi karbon dioksida (CO2) yang terlarut di dalam medium dan
kemudian mengubahnya menjadi biomassa. Rps. palustris dapat tumbuh dalam
kondisi anaerobik maupun aerobik dan meningkatkan biomassanya dengan
mengabsorbsi CO2 atau mendegradasi senyawa organik termasuk beberapa
senyawa beracun seperti 3-klorobenzoat menjadi bahan bangunan sel (Larimer et
al. 2008).
Pertumbuhan mikrobial berhubungan dengan jumlah sel, bukan ukuran sel.
Massa total dari suatu populasi bakteri biasanya proporsional secara kasar
terhadap jumlah sel dalam populasi (Tortora et al. 1986). Kecepatan pembelahan
sel berbeda di antara bakteri, tergantung pada spesies mikroorganisme tersebut,
umur kultur, nutrien dalam medium, temperatur, konsentrasi CO2, dan faktorfaktor lainnya (Ramakrishnan & Rao, 1983).
Asam kasamino, yaitu kelompok asam amino yang terjadi ketika kasein,
suatu protein yang ditemukan dalam susu, didegradasi oleh enzim-enzim. Perlu
dicatat bahwa campuran itu mengandung semua asam amino kecuali triptofan dan
diproduksi dari kasein (susu) (Openwetware 2008).
Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon (C),
hidrogen (H), oksigen (O), dan nitrogen (N) dengan rumus kimia CON2H4 atau
(NH2)2CO. Senyawa ini adalah senyawa organik sintetis pertama yang berhasil
dibuat dari senyawa anorganik, yang akhirnya meruntuhkan konsep vitalisme
(Wikipedia 2008).
Penggantian urea dengan asam kasamino dilakukan karena alasan ekonomis.
Harga asam kasamino jauh lebih mahal dibandingkan dengan urea. Cole-Parmer
(2008) misalnya, mematok harga US$ 84,50 untuk asam kasamino kemasan 100 g
berbentuk bubuk atau sekitar Rp 929.500,- (perkiraan kurs US$ 1 = Rp 11.000,-).
Perusahaan lain, Voigt Global Distribution (2008), menjual asam kasamino uji
vitamin merek Bacto dengan harga yang lebih mahal yaitu US$ 90 per 100 g
(sekitar Rp 990.000,-).
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
Harga jual urea sebagai pupuk tidak sama tergantung pabrik pembuatnya.
Urea produksi PT Pupuk Kalimantan Timur (PKT) adalah urea yang disubsidi
pemerintah sehingga harganya yang paling murah yaitu Rp 60.000,- per zak isi 50
kg atau Rp. 120,- per 100 g. Harga urea produksi PT Kujang lebih mahal yaitu Rp
84.000,- per zak, sementara urea produksi PT Pusri paling mahal yaitu Rp
88.000,- sampai Rp 90.000,- per zak (Wawasan 2008). Pada bulan November
2008 lalu, harga urea di beberapa daerah di Banjarnegara sempat mencapai Rp
125.000,- per zak (Kompas 2008). Perhitungan di atas, bahkan untuk harga urea
yang termurah, menunjukkan harga asam kasamino hampir 8 ribu kali harga urea.
Suatu angka yang fantastis.
Oleh karena itu, jika urea bisa menggantikan asam kasamino sebagai
sumber senyawa N dalam medium pertumbuhan bakteri ini, tentunya akan
mendatangkan keuntungan ekonomis yang sangat besar. Berdasarkan latar
belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan membandingkan pertumbuhan Rps.
palustris berdasarkan produksi biomassa sel dan laju produksinya pada media
dengan asam kasamino dan urea.
BAHAN DAN METODE
A. BAHAN
Sel induk Rps. palustris diperoleh dari Laboratorium Pigmen Magister
Biologi UKSW, Salatiga. Bahan-bahan kimia yang digunakan yaitu garam
EDTA dinatrium, ZnSO4.7H2O, FeSO4. 7H2O, CuSO4. 5H2O, Co(NO3)2.
6H2O, dinatrium tetraborat.10H2O, H2SO4, asam nitrilotriasetat, MgSO4,
CaCl2.2H2O, ammonium molibdat, asam nikotinat, aneurin hidroklorida,
biotin, KOH, NaHCO3, asam 4-aminobenzoat, K2HPO4, KH2PO4, (NH4)2SO4,
natrium suksinat, asam kasamino, urea, aseton, dan metanol.
B. METODE
1. Prekultur dan kultur medium mengandung asam kasamino/urea
Caranya: 50 ml sel induk dimasukkan ke dalam 450 ml medium
mengandung asam kasamino atau urea 1 g/l, lalu diinkubasi selama kurang
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
lebih 1 minggu (absorbansi atau OD sel mencapai sekitar 1,00), kemudian
dikultur dengan cara yang sama.
2. Ekstraksi
Caranya: 10 ml sel bakteri disentrifus dengan kecepatan 3000 rpm
selama 12 menit, pelet ditambahkan pelarut aseton dan metanol
(perbandingan 7:2 (v/v)), didiamkan selama 10 menit, difiltrasi dengan
kertas Whatman No. 1, lalu diukur spektrum absorbsi UV-Vis dengan
spektrofotometer Varian Cary 50.
3. Inkubasi dan Pengukuran
Inkubasi (prekultur dan kultur) di bawah penyinaran lampu
polikromatik Phillips 80 W secara terus-menerus selama masa inkubasi
berjarak 40 cm dari dasar botol kultur dengan intensitas cahaya 500 lux,
suhu ruang inkubasi 300C, kondisi anaerobik untuk pertumbuhan
fototrofiknya, tanpa hidrogen sulfida, dan sumber karbon organik dari
suksinat. Pengukuran absorbansi (Optical Density, OD) sel pada panjang
gelombang (λ) 792 nm dilakukan setiap 12 jam sekali mulai jam ke-24
sampai jam ke-108 masa inkubasi.
4. Analisis Data
Data dianalisis secara deskriptif dengan 2 kali ulangan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Produksi Biomassa Sel Rhodopseudomonas palustris
Bakteri Rhodopseudomonas palustris mampu tumbuh pada media dengan
asam kasamino maupun urea sebagai sumber nitrogen. Konsentrasi berat kering
sel yang diamati selama 108 jam (Gambar 1.) menunjukkan bahwa bakteri ini
mampu memproduksi biomassa hingga jam ke-60 masa pembiakan pada medium
dengan asam kasamino dan jam ke-96 masa pembiakan pada medium dengan
urea. Berat kering sel dihitung berdasarkan nilai OD suspensi kultur yang
dikonversi menjadi biomassa melalui persamaan linearitas hubungan antara OD
dengan konsentrasi berat kering sel (Gambar 2.).
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
berat kering sel (g/l)
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
0.00
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
120
waktu (jam)
Gambar 1. Perubahan konsentrasi biomassa (berat kering sel) Rps. palustris
selama bertumbuh pada media dengan sumber nitrogen yang berbeda
( asam kasamino;  urea)
Berat kering sel Rps. palustris pada medium dengan asam kasamino
mencapai konsentrasi tertinggi pada jam ke-60 (0,175 g/l), sedangkan pada
medium yang diberi urea baru terjadi pada jam ke-96 (0,190 g/l). Untuk mencapai
konsentrasi berat kering sel tertinggi pada medium dengan urea memang butuh
tambahan waktu lebih lama (36 jam), tetapi secara kuantitatif konsentrasi tertinggi
yang dapat diperoleh lebih banyak 0,016 g/l dibandingkan pada medium dengan
asam kasamino.
OD792 kultur sel
1.20
0.80
y = 126.02x - 0.0073
0.40
R2 = 0.9951
0.00
0.000
0.003
0.006
0.009
Berat kering sel (g/10 ml)
Gambar 2. Kurva standar OD terhadap berat kering sel
Selain itu, laju produksi biomassa sel bakteri ini pada media dengan asam
kasamino maupun urea relatif tidak ada perbedaan yang signifikan (Gambar 3.).
Hasil ini menunjukkan bahwa urea dapat menggantikan asam kasamino sebagai
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
sumber nitrogen untuk memproduksi biomassa sel Rps. palustris. Penelitian
Mauboy & Prasetyo (2008) juga menunjukkan hasil yang sama.
Setelah Rps. palustris mencapai puncak produksi biomassa sel pada kedua
jenis
media
pada
jam
yang
berbeda,
kemudian
produksinya
mengalami penurunan yang menunjukkan adanya hambatan pada laju tumbuh selselnya. Menurut Madigan et al. (2009), ada dua faktor umum yang dapat
menghambat pertumbuhan bakteri yaitu nutrien yang esensial untuk pertumbuhan
dalam medium telah habis atau adanya produk buangan bakteri itu sendiri yang
meracuni dan merusak sel-selnya. Kedua faktor ini dapat terjadi sendiri-sendiri
atau bersama-sama sekaligus.
berat kering sel (g/l)
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0
20
40
60
80
100
120
waktu (jam)
Gambar 3. Laju produksi biomassa sel Rps. palustris pada media tumbuh dengan
sumber nitrogen yang berbeda ( asam kasamino;  urea;
poly.
-5 2
-3
-3
asam kasamino: y = -1,0x10 t + 3,8x10 t – 1,5x10 ;
poly. urea: y = -1,0x10-5t2 + 3,1x10-3t – 4,4x10-3; dimana y adalah
berat kering sel (g/l) dan t adalah waktu (jam))
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan, maka ada beberapa hal yang dapat
disimpulkan yaitu:
1. bakteri Rhodopseudomonas palustris juga mampu tumbuh secara efektif
pada media mengandung urea sebagai sumber nitrogen pengganti asam
kasamino.
2. laju produksi biomassa sel bakteri ini pada media mengandung urea
sebagai sumber nitrogen relatif tidak ada perbedaan yang signifikan
dengan yang mengandung asam kasamino.
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010
Rony S. Mauboy, Efektifitas Pertumbuhan Bakteri Rhodopseudomonas Palustris
pada medium dengan Asam Kasamino dan Urea
DAFTAR RUJUKAN
Cole-Parmer. 2008. Casamino Acids. www.coleparmer.com.
Kompas. 2008. Pemkab Gresik Diminta Alokasikan Subsidi Pupuk.
www.kompas.com/selasa,11november2008.
Larimer, F.W., P. Chain, L. Hauser, J. Lamerdin, S. Malfatti, L. Do, M.L. Land,
D.A. Pelletier, J.T. Beatty, A.S. Lang, F.R. Tabita, J.L. Gibson, T.E.
Hanson, C. Bobst, J.L. Torres y Torres, C. Peres, F.H. Harrison, J. Gibson &
C.S. Harwood. 2004. Complete Genome Sequence of the Metabollically
Versatile Photosynthetic Bacterium Rhodopseudomonas palustris.
Natbiotechnol. 22:55-61.
Madigan, M.T., J.M. Martinko, P.V. Dunlap, & D.P.Clark. 2009. Brock Biology
of Microorganisms. 12th Ed. Pearson Benjamin Cummings.
Mauboy, R.S. & B. Prasetyo. 2008. Penggantian Asam Kasamino dengan Urea
untuk Pertumbuhan dan Pembentukan Pigmen Rhodopseudomonas
palustris. Proseding Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia:
Eksplorasi Bahan Alam dan Penyiapan Sumber Daya Manusia Melalui
Pendidikan Kimia Untuk Menunjang Kemandirian Industri Kimia,
Kerjasama UNS-UNDIP-UNNES, Surakarta, 22 November 2008. ISBN:
978-979-19215-0-3.
Openwetware. 2008. Casamino Acids (http://openwetware.org).
Ramakrishnan, T & G.R. Rao. 1983. Bacterial Physiology. Dalam A.I. Braude
(Ed.). Microbiology. W.B. Saunders Company, Tokyo.
Tortora, G.J., B.R. Funke & C.L. Case. 1986. Microbiology: An Introduction. 2nd
Ed. The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., California.
Voigt Global Distribution. 2008. Bacto Casamino Acids
(http://www.vgdusa.com/Bacto-Casamino-Acids.htm).
Wawasan, 24/3/2008. Harga Urea Rp 88 ribu/zak, Pupuk Bersubsidi Kembali
Langka.
Wikipedia. 2008. Urea (http://www.en.wikipedia.org/wiki/Urea).
Media Exacta Volume 9 No.1 Januari 2010