OPTIMIZATION OF Bacillus paramycoides FERMENTATION MEDIUM TO INCREASE THE PRODUCTION OF 5-AMINOLEVULINIC ACID IN A 10 LITER FERMENTER

Dicky Adihayyu Monconegoro (School of Life Sciences and Technology, Institut Teknologi Bandung)
Dea Indriani Astuti (School of Life Sciences and Technology, Institut Teknologi Bandung)
Neil Priharto (School of Life Sciences and Technology, Institut Teknologi Bandung)

Jurnal Bioteknologi & Biosains Indonesia (JBBI)
Vol. 9 No. 2 (2022): December 2022

ABSTRACT 5-Aminolevulinic acid is an essential precursor for the biosynthesis of tetrapyrrole compounds, such as chlorophyll and heme. 5-ALA has the potential to be used as a plant growth and antioxidant activity enhancer. 5-ALA can be produced through fermentation by Bacillus paramycoides. This study aimed to optimize B. paramycoides fermentation medium to increase 5-ALA production. The optimization was carried out using response surface method (RSM) experimental design. 5-ALA production in a 10 L fermenter was conducted using an optimized medium and supplemented with MSG as a precursor and wood vinegar as an inhibitor. The results showed that the best medium composition was 27.78 g L-1 molasses; 9.145 g L-1 urea; 8.838 g L-1 NaCl; and 32.07 g L-1 glucose, resulting in 10.749 (log CFU mL-1) and 255.30 µM 5-ALA. 5-ALA production trial in a 10 L fermenter produced 581.82 µM 5-ALA. Medium optimization and precursor-inhibitors addition in the fermentation increased the 5-ALA yield 3.2 times compared to before optimization.   ABSTRAK 5-Aminolevulinic acid (5-ALA) merupakan prekursor penting dalam pembentukan senyawa tetrapirol seperti klorofil dan heme. 5-ALA memiliki potensi sebagai senyawa pemacu pertumbuhan dan peningkatan kandungan antioksidan tanaman. 5-ALA dapat dihasilkan melalui fermentasi oleh Bacillus paramycoides. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan optimasi media fermentasi B. paramycoides untuk meningkatkan konsentrasi 5-ALA. Optimasi media fermentasi dilakukan dengan menggunakan desain eksperimen response surface method (RSM). Setelah itu, dilakukan uji coba produksi 5-ALA pada fermentor 10 L menggunakan media hasil optimasi RSM dan suplementasi prekursor MSG dan inhibitor asap cair. Hasil optimasi media RSM menunjukkan bahwa komposisi media terbaik adalah 27,78 g L-1 molase; 9,145 g L-1 urea; 8,838 g L-1 NaCl; dan 32,07 g L-1 glukosa dengan jumlah sel (log CFU mL-1) sebesar 10,749 dan konsentrasi 5-ALA sebesar 255,30 µM. Uji coba produksi 5-ALA pada fermentor 10 L menghasilkan konsentrasi 5-ALA sebesar 581,82 µM. Optimasi media dan penambahan prekursor-inhibitor pada fermentasi dapat meningkatkan produksi 5-ALA sebanyak 3,2 kali lipat dibandingkan sebelum optimasi.