www.jtkl.polinema.ac.id DOI: http://dx.doi.org/10.33795/jtkl.v5i2.231
Disetujui: 11 Oktober 2021
E-mail: bagastyo@enviro.its.ac.id

## Pengaruh Komposisi Sampah dan Feeding Rate terhadap Proses Biokonversi Sampah Organik oleh Larva Black Soldier Fly (BSF)
Rini Hartono 1 , Anita Dwi Anggrainy 2 , Arseto Yekti Bagastyo 1,2, *
1 Departemen Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil, Lingkungan, dan Kebumian, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia
2 Pusat Penelitian Infrastruktur dan Lingkungan Berkelanjutan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia
*E-mail: bagastyo@enviro.its.ac.id

## ABSTRAK
Biokonversi  oleh  larva Black  Soldier  Fly (BSF)  menjadi  metode  pilihan  untuk  pengolahan  sampah  organik. Metode  ini  meliputi  proses  reduksi  jumlah  sampah  yang  dihasilkan  masyarakat,  pembentukan  kompos  dari residu  sampah  yang  tidak  terdegradasi  oleh  BSF,  dan  pertumbuhan  larva  BSF  yang  dapat  digunakan  untuk pakan  hewan.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengevaluasi  seberapa  besar  pengaruh  komposisi  sampah  dan feeding rate terhadap tingkat reduksi dan biokonversi sampah. Variabel penelitian berupa (i) komposisi sampah, yakni campuran 30% sampah sisa makanan (SM) dengan 70% sampah sayur (SY) atau sampah buah (B) atau sampah kebun (K), dan (ii) feeding rate (20, 35, dan 50 mg sampah organik/larva.hari). Penelitian ini dilakukan pada  skala  laboratorium  selama  12  hari  dengan  menggunakan  300  ekor  larva/bioreaktor.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa larva yang diberi campuran SM:SY dapat menghasilkan persentase reduksi sampah paling tinggi (81,98%), diikuti oleh campuran SM:B sebesar 81,23%, dan SM:K  sebesar 42,71%. Ditinjau dari berat akhir  larva,  tingkat  biokonversi  tertinggi  didapat  pada  campuran  SM:B  dan feeding  rate 35  mg sampah/larva.hari, sedangkan tingkat biokonversi terendah didapat dari campuran SM:K dan feeding rate 50 mg sampah/larva.hari.  Analisis  protein  menunjukkan  bahwa  semua  larva  BSF  dari  tiap  campuran  sampah  layak dimanfaatkan sebagai pakan hewan, karena memiliki kandungan protein antara 34– 59%.
Kata kunci: feeding rate , komposisi sampah, larva Black Soldier Fly (BSF), sampah organik

## ABSTRACT
Bioconversion  method  using  Black  Soldier  Fly  (BSF)  larvae  has  become  of  great  interest  in  organic  waste treatment.  This  method  comprises  of  the  municipal  waste  reduction  process,  the  compost  production  from undegraded waste, and the growth of BSF larvae that can be used further as animal feed. This study evalutes the effect  of  waste  composition  and  feeding rate  on  the  waste reduction  and bioconversion  level.  The  evaluations were done on some variables: (i) waste composition (30% food waste and 70% vegetables waste (SY) or fruit waste  (B)  or  garden  waste  (K),  (ii)  feeding  rate  (20,  35,  and  50  mg  waste/larva.day).The  experiments  were conducted in a laboratory scale for 12 days using 300 larvae/bioreactor. The results show that the larvae that has been fed with SM:SY obtained the highest waste reduction (81.98%), followed by SM:B (81.23%) and SM:K (42.71%).  Based  on  the  final  larvae  weight,  the  highest  bioconversion  level  was  acquired  on  the  SM:B composition and feeding rate of 35 mg waste/larva.day, whereas the lowest bioconversion was measured on the SM:K composition and feeding rate of 50 mg waste/larva.day. The protein analyses describes that all larvae are applicable for animal feed due to protein contents of 34–59%.
Keywords : Black Soldier Fly (BSF) larvae, feeding rate, organic waste, waste composition

## 1.  PENDAHULUAN
Meningkatnya  pertumbuhan  penduduk secara  tidak  langsung  akan  meningkatkan jumlah  timbulan  sampah  yang  harus diolah. Sesuai SNI 19-2454-2002, timbulan sampah adalah banyaknya sampah  yang  timbul  dari  masyarakat dalam  satuan  volume  maupun  berat  per kapita  per  hari,  atau  perluas  bangunan, atau  perpanjang  jalan.  Dari  total  timbulan sampah tersebut, sampah organik (terutama  dari  sisa  makanan)  umumnya menyumbang  persentase  terbesar.  Pada negara dengan pendapatan perkapita rendah  hingga  menengah,  persentase sampah  organik  dapat  mencapai  46–53% dari  total  sampah  [1,2],  sedangkan  pada negara  dengan  pendapatan  perkapita  yang tinggi, sampah organik  menyumbang 34% dari  total  sampah  [2].  Pada  tahun  2021, organisasi pangan dunia (FAO) mengestimasikan  bahwa  sampah  sisa makanan  dari  rumah  tangga,  kawasan komersil,  dan  industri  makanan  mencapai 931  juta  ton/tahun.  Sampah  sisa  makanan dari  rumah  tangga  mencapai  60%  dari jumlah tersebut (570 juta ton) [3]. Estimasi tersebut  didapatkan  berdasarkan  perkiraan jumlah  persentase  massa  yang  hilang  dari tiap  rantai  suplai  makanan  (produksi, panen dan penyimpanan, proses, distribusi, dan konsumsi) [4]. Jumlah sampah organik yang demikian besar telah banyak menimbulkan permasalahan, seperti meningkatnya  bau,  memerlukan  tempat pembuangan  yang  besar,  meningkatnya debit  lindi,  dan  emisi  gas  metana  [5]. Untuk  itu,  perlu  adanya  pengolahan sampah  organik  yang  berkelanjutan,  agar sebagian  besar  sampah  organik  yang masuk  ke landfill dapat  dikurangi,  dan biaya  untuk  pengolahan  lindi  dan  gas metana dapat diminimalisir [6].
Dalam beberapa tahun terakhir, pengolahan sampah organik menggunakan larva Black  Soldier  Fly  (BSF) telah diaplikasikan  dan  diminati  oleh  berbagai negara,  seperti  China,  Korea  Selatan, Malaysia, Indonesia, Jepang, Vietnam, dan
Taiwan  [7–10].  Serangga  BSF  sendiri dapat  ditemukan  di  negara-negara  dengan iklim yang hangat sepanjang tahun, baik di negara  tropis  ataupun  sub-tropis  yang terletak pada garis lintang antara 40°S dan 40°N  (dari  mulai  kawasan  neotropik, hingga  australasia,  nearktik,  paleartik,  dan afrotropical )  [7,11].  Berbeda  dengan  lalat rumah,  BSF  tidak  akan  menjadi  vektor penyakit  [12].  Larva  BSF  yang  telah menetas,  dapat  mengkonsumsi  berbagai jenis  makanan,  seperti  kotoran  hewan  dan manusia,  sampah  buah,  sayur,  ikan,  sisa makanan,  dan  sebagainya  [8,13].  Namun, pertumbuhan  dan  tingkat  kelangsungan hidupnya sangat bergantung pada temperatur, intensitas cahaya, serta komposisi, kelembaban, dan ukuran bahan makanan  [7,14].  Berdasarkan  penelitian terdahulu,  rata-rata  berat  basah  sampah yang  dapat  direduksi  dalam  kondisi optimum berkisar antara 63–80% [7,8,15]. Hasil  residu  sampah  terolah  yang  berupa butiran-butiran kasar dan berwarna kehitaman  seperti  kompos,  selanjutnya dapat  digunakan  untuk  penyubur  tanah ataupun pupuk [16].
Setelah melalui proses pertumbuhan selama kurang lebih 14–16 hari, perkembangan larva akan optimal dan siap untuk dipanen [7]. Biomass dari larva BSF dapat  mengandung  32–58%  protein,  15– 39% lemak, dan asam amino yang lengkap dan  seimbang  [8,17].  Kandungan  nutrisi yang tinggi tersebut menjadikan larva BSF sebagai alternatif terbaik untuk pakan ikan, unggas,  reptil,  amfibi,  atau  serangga  lain [13,18].  Selain  itu,  dengan  kandungan minyak  yang  tinggi,  residu  larva  BSF sangat potensial digunakan untuk produksi biodiesel [19].
Pada  penelitian  ini,  kinerja  metode pengolahan  sampah  organik  dengan  larva BSF  dievaluasi  berdasarkan  variabel feeding  rate dan  komposisi  sampah (berupa  sisa  makanan  yang  bercampur dengan  jenis  sampah  sayur,  sampah  buah dan sampah kebun yang merepresentasikan jenis-jenis sampah
dengan  perbedaan  kandungan  kadar  air, kandungan  karbohidrat  dan  kandungan serat). Tujuannya adalah untuk mengetahui pengaruh  komposisi  sampah  dan feeding rate terhadap  tingkat  reduksi  sampah  dan biokonversi  sampah.  Dengan  adanya penelitian  ini,  diharapkan  dapat  diketahui komposisi  sampah  dan feeding  rate yang tepat untuk mengoptimalkan tingkat biokonversi sampah organik yang bersumber  dari  sampah  rumah  tangga  dan sampah  sejenis  sampah  rumah  tangga (yaitu  sampah  yang  berasal  dari  kawasan komersial,  industri,  kawasan  khusus, fasilitas  sosial,  fasilitas  umum,  dan/atau fasilitas lainnya) oleh larva BSF.

## 2. METODE PENELITIAN 2.1.  LARVA BSF
Larva BSF diambil dari tempat pembiakan larva  yang  terletak  di  Pusat  Daur  Ulang (PDU)  sampah,  Kecamatan  Jambangan, Kota  Surabaya.  Larva  yang  digunakan untuk eksperimen berumur 6 hari dari hasil budidaya  BSF.  Sebanyak  300  ekor  larva BSF  ditambahkan  pada  masing-masing reaktor  uji  yang  berisi  sampah  organik berupa  sampah  sisa  makanan  dengan variasi komposisi tertentu (Gambar 1).
Gambar 1. Larva BSF (umur 6 hari) yang ditambahkan ke sampah organik

## 2.2.  SAMPAH ORGANIK
Jenis  sampah  organik  yang  digunakan dalam  penelitian  ini,  antara  lain  sampah sisa  makanan  (SM),  sampah  sayur  (SY), sampah  buah  (B),  dan  sampah  kebun  (K). Karakteristik masing-masing sampah
organik  disampaikan  pada  Tabel  1.  Jenis sampah  SM  dan  K  (ranting  dan  daun) diambil dari PDU sampah Kec.
Jambangan,  sedangkan  jenis  sampah  B (pepaya,  semangka,  dan  melon)  diambil dari  Tempat  Penampungan  Sementara (TPS)  sampah  di  Gebang,  Kecamatan Sukolilo,  Surabaya.  Sementara  itu,  jenis sampah  SY  (meliputi  bayam,  sawi,  kol, kangkung,  dan  selada)  diambil  dari  pasar Keputran,  Surabaya.  Sebelum  eksperimen dilakukan,  jenis  sampah  B  dan  SY dilumatkan  hingga  halus  dan  lembut menggunakan  alat  blender.  Sedangkan  K dicacah  hingga  berukuran  kecil  dan  diberi sedikit  air  untuk  meningkatkan  kadar airnya.
Dalam  setiap  eksperimen,  komposisi sampah  diatur  berdasarkan  perbandingan berat kering sampah, yaitu SM(30%):SY(70%), SM(30%):B(70%),
SM(30%):K(70%).  Sampah  sebanyak  6  g (berat  kering)  dimasukkan  ke  dalam reaktor  untuk  variasi feeding  rate 20 mg/larva.hari.  Pada  reaktor  lain,  sampah sebanyak 10,5 g (berat kering) dimasukkan ke dalam reaktor untuk variasi feeding rate 35  mg/larva.hari.  Lalu  untuk  reaktor lainnya, berat sampah yang harus dimasukkan  adalah  15  g  untuk  variasi feeding  rate 50 mg/larva.hari. Berat  basah masing-masing  sampah  sangat  bervariasi setiap harinya. Oleh karena itu, komposisi campuran sampah diatur berdasarkan rasio awal  C/N  yang  relatif  sama,  yakni  30,62 (SM:SY);  32,18  (SM:B);  dan  32.42
(SM:K).  Hal  ini  untuk  memenuhi  rentang syarat C/N 20–40 dalam proses pengomposan.  Berat  basah  campuran sampah  yang  dimasukkan  menyesuaikan variasi feeding  rate di tiap  reaktor.  Pada penelitian  ini,  campuran  sampah  SM:SY memiliki  berat  basah  antara  300,35– 750,87  g.  Campuran  sampah  SM:B memiliki  berat  basah  antara  138,90– 347,26  g,  sedangkan  campuran  sampah SM:K  memiliki  berat  basah  antara  47,09– 117,74 g.

## Tabel 1. Karakteristik sampah organik awal tiap jenis sampah
Jenis Sampah pH Kadar air C-org.* N-org.* Rasio C/N % % % SM 3,84 74,88 21,13 0,92 22,96 SY 4,80 92,92 33,18 1,46 22,78 B 4,35 90,93 36,68 0,97 37,98 K 7,50 38,08 36,54 1,08 33,99
*Org. = organik

## 2.3.  PELAKSANAAN PENELITIAN
Reaktor  yang  digunakan  pada  eksperimen adalah  berbahan  plastik  HDPE  dengan volume  3,5  L  sebagaimana  terlihat  pada Gambar  2.  Penelitian  dilakukan  dalam skala  laboratorium  selama  12  hari, menggunakan  18  buah  reaktor  (duplo reaktor  uji)  dan  3  buah  reaktor  kontrol untuk  3  jenis  komposisi  sampah.  Sampah organik  yang  telah  dihaluskan  ataupun dicacah  diletakkan  di  dasar  reaktor. Selanjutnya, 300 ekor larva disebar di atas sampah organik. Waktu pemberian makanan  ditentukan  setiap  3  hari  sekali, yakni  pada  hari  ke-1,  4,  dan  7,  dengan variasi feeding  rate (20,  35,  dan  50  mg sampah  organik/larva.hari).  Kontrol  rutin dilakukan  setiap  hari  dengan  mengukur suhu  reaktor  dan  mengamati  pertumbuhan dan kelangsungan hidup larva.
Gambar 2. Reaktor penelitian

## 2.4.  PENGUKURAN  DAN  ANALISIS DATA
Sampel  residu  sampah  diambil  pada  hari ke  1  dan  12.  Suhu  sampah  diukur  dengan menggunakan  termometer.  Kadar  air  dan pH sampah diukur dengan metode standar yang  ditetapkan  oleh Association  of
Analyst Chemists (AOAC) [20]. Pengukuran  kandungan  N-organik  total dilakukan  melalui  metode  semi  mikro Kjedahl,  sedangkan  kandungan  C-organik ditentukan dengan analisis gravimetri. Berat  larva  dan  massa  sampah  ditimbang pada  hari  (t)  ke  1,  4,  7,  dan  12.  Dalam setiap  sampling,  20  ekor  larva  diambil secara  acak,  selanjutnya  analisis  berat kering dilakukan dengan cara memanaskan sampel  menggunakan  oven  bertemperatur 105°C selama 24 jam. Kemudian dilakukan  penimbangan  setelah  hilangnya kadar  air  sampel.  Tingkat  reduksi  sampah dan survival  rate larva  dihitung  dengan persamaan berikut [21,22]:
100 (%)  − = W R W D (1)
100 (%)  = awal akhir larva Jml larva Jml rate Survival (2)
Keterangan:  D  adalah  tingkat  reduksi sampah  (%);  W  adalah  jumlah  sampah organik  yang  diaplikasikan  atau  tersedia dalam reaktor (g) selama waktu t (hari); R adalah  residu  sampah  (g)  setelah  waktu  t (hari).
Analisis  protein  dilakukan  dengan  cara mengukur  kandungan  total  nitrogen  dari 20  ekor  sampel  larva,  lalu  hasilnya dikalikan  dengan  faktor  konversi  (6,25) [23]. Pada penelitian ini, analisis kandungan  protein  dalam  larva  hanya dilakukan  pada  variabel  penelitian  yang memiliki persentase reduksi sampah tertinggi  tiap  komposisi  sampah  yang diujikan.
3.  HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1.  PENGARUH KOMPOSISI SAMPAH  DAN  FEEDING  RATE

## TERHADAP  REDUKSI  SAMPAH DAN  PERTUMBUHAN  LARVA BSF
Gambar  3  memperlihatkan  pengaruh variasi feeding  rate terhadap  persentase reduksi  sampah.  Pada  Gambar  3,  variasi feeding  rate sebesar  20–50  mg/larva.hari dalam  campuran  sampah  SM:SY,  mampu menurunkan berat sampah antara 70–80%. Sedangkan pada komposisi sampah SM:B, tingkat  reduksi  sampah  yang  paling  tinggi (80%)  didapat  pada  variasi feeding  rate 20–35  mg/larva.hari.  Berbeda  halnya dengan  sampah  SM:K,  setiap  variasi feeding  rate hanya  mampu  menurunkan berat sampah antara 20–40%.
Gambar 3. Pengaruh feeding rate terhadap persentase reduksi sampah
Seperti  jenis  hewan  yang  lain,  larva  BSF akan menyesuaikan laju penyerapan makanan  sesuai  dengan  kebutuhan  nutrisi dan  ketersediaan  makanan  yang  ada  di sekitarnya  [24].  Apabila  jumlah  nutrisi yang  ada  disekitarnya  tidak  cukup,  maka larva BSF akan memperlambat metabolismenya, dampaknya pertumbuhan dan  perkembangan  larva  akan  terganggu, tingkat reduksi sampah juga akan terhambat [25]. Sesuai penelitian terdahulu oleh  Dortmans  dkk.  [7],  kadar  air  antara 70–80%  sangat  cocok  untuk  pertumbuhan larva.  Komposisi  sampah  SM:SY  dan SM:B memiliki kadar air awal sebesar 80– 90%,  sedangkan  kadar  air  pada  komposisi SM:K hanya berada pada rentang 40–50%.
Disamping kadar air, jenis nutrisi yang ada dalam masing-masing sampah turut mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan  larva.  Pada  umumnya, sampah  SM  kaya  akan  karbohidrat, protein, dan lemak [24]. Sampah sayur dan buah  memiliki  kandungan  karbohidrat yang tinggi, serat yang sedang, dan protein yang  rendah  [8].  Namun  dibandingkan dengan sampah sayur, kandungan karbohidrat dalam sampah buah jauh lebih tinggi. Sedangkan sampah kebun memiliki kandungan serat yang sangat tinggi. Larva BSF  yang  mengkonsumsi  lebih  banyak karbohidrat dibandingkan protein, cenderung  memiliki  banyak  lemak  di tubuhnya  [18].  Hal  ini  terlihat  pada  berat akhir  larva  yang  mengkonsumsi  sampah SM:B.  Terdapat  kenaikan  berat  sebesar 137–247% pada larva yang mengkonsumsi sampah  SM:B  dibandingkan  dengan  larva yang  mengkonsumsi  sampah  SM:SY. Berat  larva  yang  mengkonsumsi  SM:B menjadi  optimal  ketika  diberikan feeding rate sebesar  35  mg  sampah  organik/hari, dengan  efisiensi  reduksi  sampah  sebesar
81,23 ± 4,29%. Namun ketika feeding rate dinaikkan menjadi 50 mg sampah organik/hari,  efisiensi  reduksi  sampah menjadi  turun  menjadi  52,09  ±  11,30%. Musselman  dkk.  [26]  dalam  studinya menyebutkan  bahwa  tingginya  kadar  gula pada  bahan  makanan,  akan  mengganggu sistem  metabolik  larva.  Larva  akan cenderung mengalami obesitas dan perlambatan  laju  pertumbuhan,  akibatnya tingkat reduksi sampah juga akan berkurang.  Pada  larva  yang  diberi  makan dengan  campuran  SM:K,  tingkat  reduksi sampah menjadi sangat rendah (sekitar 20– 40%).  Kadar  air  yang  rendah  dalam sampah  campuran  tersebut  berpengaruh dalam  pertumbuhan  larva,  selain  itu, tingginya  serat  dalam  sampah  kebun  juga sangat mempengaruhi tingkat metabolisme larva. Serat tidak dapat dicerna oleh larva, akibatnya  densitas  nutrisi  yang  ada  dalam tubuh  larva  akan  berkurang  dan  sistem metabolismenya akan melambat.
Dampaknya, laju pertumbuhan dan perkembangannya  akan  menjadi  lebih lama  dibandingkan  dengan  larva  yang diberikan  nutrisi  (karbohidrat  dan  protein) yang seimbang [8].
Berdasarkan  Tabel  2,  diketahui  pula bahwa  tinggi  atau  rendahnya feeding  rate tidak  berbanding  lurus  dengan  tingkat reduksi  sampah.  Pada  komposisi  SM:SY, feeding rate sebesar 20 mg sampah/larva.hari  justru  memiliki  tingkat reduksi sampah yang paling besar dibandingkan  dengan feeding  rate 35  dan 50  mg  sampah/larva.hari.  Rendahnya tingkat  reduksi  sampah  pada feeding  rate 50 mg sampah/larva.hari dapat disebabkan oleh  hasil  ekskresi  larva  itu  sendiri  atau sisa  sampah  yang  belum  termakan  [23]. Kedua hal tersebut sangat mungkin terjadi, karena  jika  dilihat  dari  berat  akhir  larva, larva  dengan feeding  rate 50  mg sampah/larva.hari  memiliki  berat  yang jauh  lebih  besar  dibandingkan  dengan larva  yang  diberikan feeding  rate 20  mg sampah/larva.hari.  Kondisi  yang  sama
terjadi  pula  pada  penelitian  sebelumnya [15], feeding  rate sebesar  20  mg sampah/larva.hari  pada  campuran  sampah sayur dan buah diketahui dapat mengurangi  berat  sampah  hingga  sebesar 63%,  sedangkan  tingkat  reduksi  pada feeding  rate 60  mg  sampah/larva.hari hanya sebesar 42%.
Seperti  yang  dicantumkan  pada  Tabel  2 dan Gambar 4, kandungan protein tertinggi (55%)  dimiliki  oleh  larva  yang  diberikan campuran  SM:B,  diikuti  oleh  larva  yang diberikan  campuran  SM:K  (44%)  dan SM:SY  (34%).  Kandungan  protein  yang didapat  pada  penelitian  ini  lebih  tinggi daripada  yang  sebelumnya  diobservasi oleh  Diener  dkk.  [23],  yakni  sebesar  31– 46%.  Dengan  cukup  tingginya  kandungan protein  yang  ada  di  dalam  larva,  maka larva  cukup  layak  untuk  dipanen  dan diproses  lebih  lanjut  menjadi  alternatif pakan hewan. Pemrosesan larva yang telah dipanen dapat berupa proses pembersihan, sterilisasi,  pengeringan,  dan  fraksionasi [9].
Tabel  2. Pengaruh  komposisi  sampah  dan feeding  rate pada  efisiensi  reduksi  dan  konversi sampah
Komposisi sampah Feeding Rate Berat Larva Awal Berat Larva Akhir Jumlah Larva yang Bertahan Reduksi Sampah Protein Larva (mg/larva/hr)  (mg/larva) (mg/larva) (ekor) % % SM:SY 0 - - - 26,61 ± 0,00 - 20 0,86 27,62 – 38,80 249 – 255 81,98 ± 7,40 34,94 35 0,86 52,27 – 55,27   242 – 246 79,41 ± 4,33 - 50 0,86 42,16 – 57,62 223 – 237 72,96 ± 2,62 - SM:B 0 - - - 49,42 ± 0,00 - 20 1,68 79,08 – 134,66 243 – 246 80,26 ± 0,12 - 35 1,68 124,80 – 131,43   249 – 253 81,23 ± 4,29 59,25 50 1,68 115,82 – 133,80 248 – 255   52,09 ± 11,30 - SM:K 0 - - - 20,47 ± 0,00 - 20 0,86 54,20 – 69,67 258 – 260 28,97 ± 5,56 - 35 0,86 39,46 – 52,22 259 – 260 42,71 ± 6,51 44,35 50 0,86 40,18 – 42,96 260 21,57 ± 3,68 -
Gambar 4. Kandungan protein larva setelah proses biokonversi

## 3.2.  BIOKONVERSI SAMPAH ORGANIK OLEH LARVA BSF
Biokonversi  (konversi  secara  biologik) adalah  proses  perubahan  massa  organik secara  biologik,  yaitu  dari  substrat  berupa sampah  menjadi  senyawa  protein  ataupun lemak  yang  terakumulasi  dalam  bagian tubuh  larva  BSF.  Tingkat  biokonversi sampah  diukur  berdasarkan  perbedaan berat  kering  larva  sebelum  dan  sesudah proses  dekomposisi  sampah,  serta  kadar protein yang terkandung dalam larva BSF. Berbagai  jenis  mikroba,  baik  yang  ada  di dalam  sampah  ataupun  dalam  usus  larva, berperanan  cukup  besar  dalam  proses dekomposisi  dan  konversi  sampah.  Selain untuk  membantu  proses  metabolisme dalam tubuh larva (yaitu proses dekomposisi makronutrien), mikroba- mikroba  tersebut  memberikan  kontribusi terhadap  proses  dekomposisi  sampah organik  dan  inaktivasi  bakteri  patogen [27,28].
Gambar 5. Persentase Biokonversi Massa Sampah Komposisi SM:SY
Pada Gambar  5, dari total  reduksi  sampah SM:SY  sebesar  80–95%,  sebanyak  2–4% nya merupakan proses biokonversi sampah menjadi  lemak  dalam  tubuh  larva.  Bila dibandingkan  dengan  proses  dekomposisi alami  tanpa  menggunakan  larva  yang hanya  sekitar  20%  (data  kontrol  SM:SY), peran  larva  BSF  dalam  proses  reduksi sampah menjadi sangat signifikan.
Gambar 6. Persentase Biokonversi Massa Sampah Komposisi SM:B
Pada  Gambar  6  diketahui  bahwa  tingkat reduksi  sampah  SM:B  pada feeding  rate 20,  35,  dan  50  mg  sampah/larva.hari berkisar antara 45–95%, sedangkan sebanyak  5–55%  akan  menjadi  residu. Berbeda dengan sampah SM:SY, persentase  reduksi  sampah  SM:B  tanpa menggunakan  larva  sangat  besar,  yakni sekitar 75%. Tingginya persentase reduksi tersebut  dapat  dimungkinkan  oleh  proses dekomposisi alami, yaitu proses penguapan kadar air sampah dan penguraian  sampah  oleh  mikroba.  Pada komposisi  sampah  SM:B,  massa  sampah yang  terkonversi  ke  dalam  berat  larva hanya berkisar antara 10–20% saja.
Hal  yang  hampir  sama,  terjadi  pada komposisi sampah SM:K (Gambar 7). Dari persentase  reduksi  sampah  sekitar  50– 65%,  massa  sampah  yang  terkonversi  ke dalam  berat  larva  yakni  antara  5–15%. Sebanyak  30%  sampah  terdekomposisi alami oleh mikroba, sedangkan sekitar 35– 50%  akan  tersisa  menjadi  residu.  Oleh karena  itu,  dapat  disimpulkan  bahwa
proses  biokonversi  komposisi  sampah SM:B  cukup  baik  dalam  budidaya  larva BSF.  Sedangkan  komposisi  SM:SY  dan SM:K  kurang  mendukung  budidaya  larva BSF.  Walaupun  demikian,  larva  BSF masih  mampu  memberikan  kontribusi dalam proses reduksi sampah tersebut.
Gambar 7. Persentase Biokonversi Massa Sampah Komposisi SM:K

## 3.3.  PENGARUH RASIO C/N DAN pH TERHADAP PERTUMBUHAN BERAT LARVA
Rasio  C/N  dapat  berpengaruh  pada pertumbuhan  dan  perkembangan  larva. Kandungan  karbon  bermanfaat  sebagai sumber  energi  untuk  proses  metabolisme larva,  sedangkan  nitrogen  diperlukan untuk  proses  pertumbuhan  sel-sel  dalam tubuh  larva  [15].  Tabel  3  menunjukkan bahwa  pada  rasio  C/N  awal  sebesar  23, pertambahan  berat  larva  pada  sampah SM:B mencapai >100 mg/larva. Sedangkan pada komposisi sampah SM:SY dan SM:K, rasio C/N awal sebesar 28–30  hanya  dapat  meningkatkan  berat larva antara 32–60 mg.  Hasil yang didapat pada penelitian ini sesuai dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Palma  dkk [29] dan Beesigamukama dkk [30]. Kedua penelitian  tersebut  menyebutkan  bahwa pada lingkungan dengan rasio C/N rendah, akumulasi  nutrien  pada  tubuh  larva  lebih banyak  dibandingkan  pada  lingkungan dengan  rasio  C/N  tinggi.  Tingginya kandungan nitrogen dalam  makanan dapat mempercepat  pertumbuhan  larva  BSF  dan meningkatkan  akumulasi  biomassa  dalam
tubuhnya.  Ketika  larva  mengkonsumsi makanan dengan kandungan nitrogen yang rendah,  ukuran  tubuhnya  akan  lebih  kecil dibandingkan dengan larva yang mengkonsumsi  makanan  dengan  kadar nitrogen tinggi. Dengan demikian, komposisi  makanan  dengan  rasio  C/N rendah sangat diperlukan untuk meningkatkan  laju  pertumbuhan  larva  dan persentase biokonversi sampah. Sedangkan  untuk  makanan  dengan  rasio C/N  tinggi,  peningkatan laju  pertumbuhan larva dapat dimaksimalkan dengan meningkatkan jumlah feeding rate [31]. Selain rasio C/N, perkembangan larva juga tergantung  pada  pH  lingkungan.  Nilai  pH akan mempengaruhi kinerja enzim (amilase,  lipase,  dan  protease)  yang  ada dalam  usus  larva  [32].  Enzim  tersebut berperan untuk meningkatkan kemampuan larva  BSF  dalam  mencerna  berbagai  jenis sumber  makanan.  Masing-masing  enzim dapat  berperan  pada  kondisi  pH  yang berbeda.  Seperti  misalnya  pada  pH  8, aktivitas dari enzim protease akan meningkat  dibandingkan  pada  pH  asam [32]. Variasi  enzim tersebut menyebabkan BSF  dapat  beradaptasi  dengan  kondisi lingkungan  yang  berbeda.  Larva  BSF dapat memodifikasi pH lingkungan menjadi  pH  yang  lebih  sesuai  untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidupnya. Seperti  terlihat  pada  Tabel  3,  meskipun nilai  pH  awal  pada  seluruh  komposisi sampah berada pada kondisi asam (pH<5), pertambahan  berat  larva  (terutama  pada sampah  SM:B)  cukup  tinggi,  yakni  >100 mg/larva. Kemampuan larva dalam beradaptasi  pada  pH  asam  dikonfirmasi pula  oleh  beberapa  peneliti  terdahulu [33,34],  yang  menunjukkan  tingginya tingkat kelangsungan hidup ( survival rate ) larva  pada  kondisi  lingkungan  dengan  pH 2–4  (>90%).  Pada  penelitian  ini, survival rate larva  berada  dalam  rentang  74–87%, sedangkan mortality  rate berada  pada kisaran  14–25%,  sama  dengan  penelitian yang dilakukan oleh Oonincx dkk. [35].
Tabel 3. Rasio C/N dan pH selama proses penelitian
Komposi si sampah Feeding rate Rasio C/N Awal Rasio C/N Akhir pH Awal pH Akhir Pertambahan berat larva Survival rate (mg/larva) (%) SM:SY 0 29,9 13,8 ± 0,0 4,4 6,8 - - 20 29,6 11,1 ± 0,5 4,4 6,8 32,69 ± 7,9 83 – 85 35 30,2 12,5 ± 0,4 4,3 6,7 53,27 ± 1,6 80 – 82 50 27,5 14,2 ± 1,1 4,5 6,8 48,80 ± 10,9 74 – 79 SM:B 0 22,2 16,9 ± 0.0 4,3 3,9 - - 20 23,6 14,1 ± 0,5 4,3 6,5 103,81 ± 39,0 81 – 82 35 23,5 15,5 ± 0,4 4,3 4,4 127,06 ± 4,7 83 – 84 50 23,0 10,7 ± 0,1 4,3 3,8 124,11 ± 13,0 82 – 85 SM:K 0 38,9 13,3 ± 0,0 5,8 7,8 - - 20 28,0 12,9 ± 0,7 5,6 7,8 60,83 ± 10,9 86 – 87 35 28,7 15,6 ± 2,0 5,0 7,5 45,04 ± 9,0 86 – 87 50 28,7 13,7 ± 3,0 5,3 7,5 46,13 ± 1,9 87
Tabel 4. Karakteristik Residu Sampah Hasil Pengolahan Larva BSF
Komposisi sampah Feeding rate Suhu pH Kadar air C N Rasio C/N (mg/larva/hr) (°C) (%) (%) (%) Standar SNI Kompos air tanah 6,80–7,49 <50 9,8–32 >0,4 10–20 SM:SY 0 25,5 6,8 83,4 16,3 1,2 13,8 20 26,0 6,8 85,6 15,0 1,4 11,1 35 26,0 6,7 88,9 15,4 1,2 12,5 50 26,0 6,8 91,3 17,2 1,2 14,2 SM:B 0 26,0 3,9 90,1 17,3 1,0 16,9 20 26,5 6,5 77,5 16,2 1,1 14,1 35 26,5 4,4 91,5 16,3 1,0 15,5 50 25,5 3,8 88,7 15,8 1,5 10,7 SM:K 0 26,0 7,8 24,2 23,2 1,7 13,3 20 26,5 7,8 9,2 19,0 1,5 12,9 35 25,0 7,5 20,9 23,0 1,5 15,6 50 25,0 7,5 22,8 23,2 1,7 13,7 3.4.  RESIDU

## SAMPAH HASIL PENGOLAHAN LARVA BSF
Berdasarkan Tabel 4, ketiga residu sampah (SM:SY;  SM:B;  dan  SM:K)  belum sepenuhnya  memenuhi  syarat  standar kriteria kompos sesuai SNI 19-7030-2004. Kandungan  C  dan  N  seluruh  komposisi sampah  telah  sesuai  standar.  Nilai  rasio C/N  yang  didapat  pada  penelitian  ini
sedikit  lebih  rendah  dibandingkan  dengan penelitian  oleh  Kawasaki  dkk.  [36],  yang memperoleh  hasil  rasio  C/N  sebesar  16,6 pada  sampah  domestik  rumah  tangga. Beberapa  parameter  lain,  seperti  kadar  air dan  pH,  belum  memenuhi  kriteria  standar kompos. Rata-rata kadar air residu sampah masih  berkisar  antara  70–90%,  hanya sampah dengan komposisi SM:K saja yang
kadar airnya <50%. Ditinjau dari nilai pH, komposisi sampah SM:B dan SM:K belum memenuhi  syarat,  karena  berada  di  luar rentang  pH  yang  diinginkan.  Residu sampah  hasil  pengolahan  dapat  dilihat pada  Gambar  8.  Untuk  mengatasi  hal tersebut,  perlu  ada  pengeringan  lanjutan pada  residu  sampah  SM:SY,  agar  kadar airnya  sesuai  dengan  kriteria  standar kompos.  Sedangkan  untuk  residu  sampah yang lain, residu tersebut dapat dicampurkan  ke  dalam  proses  komposting konvensional,  untuk  membantu  proses pematangan kompos.
Gambar 8. Residu Hasil Pengolahan Sampah: a) residu campuran SM:B; b) residu campuran SM:SY

## 4.  KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, tingkat  reduksi  sampah  organik  dapat mencapai  40–80%  dari  berat  basah sampah. Persentase reduksi sampah paling tinggi  (81,98%)  diperoleh  dari  komposisi SM:SY,  sedangkan  pada  komposisi  SM:B tingkat  reduksi sampah  mencapai  81,23%. Pada  komposisi  SM:K,  tingkat  reduksi sampah  sebesar  42.71%.  Berdasarkan berat  akhir  larva,  tingkat  biokonversi tertinggi didapat pada larva yang diberikan campuran  sampah  SM:B  dan feeding  rate 35  mg  sampah/larva.hari  (yaitu  127,06 mg/larva),  sehingga  sangat  tepat  dalam budidaya  larva  BSF  dan  mendukung penerapan  pengolahan  sampah  organik. Selain  itu,  dengan  kandungan  protein mencapai 34–59%, maka hasil pertumbuhan  larva  BSF  selama  12  hari telah layak dimanfaatkan sebagai alternatif pakan hewan. Namun demikian, berdasarkan  hasil  residu  sampah  terolah,
semua  komposisi  sampah  masih  belum memenuhi  standar  kriteria  kompos  yang dipersyaratkan  dalam  SNI:  19-7030-2004. Untuk  memenuhi  standar  tersebut,  nilai kadar  air  yang  tinggi  pada  residu  sampah SM:SY  perlu  dikurangi  melalui  proses pengeringan.  Sedangkan  residu  sampah SM:B  dan  SM:K,  dapat  ditambahkan  ke dalam proses komposting konvensional.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Aprilia, T. Tezuka, G. Spaargaren, Inorganic and Hazardous Solid Waste Management:  Current  Status  and Challenges  for  Indonesia, Procedia Environ. Sci. , vol. 17, hal. 640–647, 2013.
[2] D.  C.  Wilson, Global  Waste Management Outlook . Nairobi: United Nations
Environment
Programme, 2015.
[3] F. Hamish, Q. Tom, O. Clementine, Food  Waste  Index  Report  2021 . 2021.
[4] J.  Gustavsson,  C.  Cederberg,  U. Sonesson, Global  Food  Losses  and Food  Waste:  Extent,  Causes,  and Prevention .  Rome,  Italy:  Food  and Agriculture  Organization  of  the United Nations, 2011.
[5] S.  H.  Lee,  K.  I.  Choi,  M.  Osako,  J. I. Dong, Evaluation of environmental  burdens  caused  by changes of food waste  management systems  in  Seoul,  Korea, Sci.  Total Environ. , vol. 387, no. 1–3, hal. 42– 53, 2007.
[6] B.  M.  Verstappe,  F.  F.  Pawa,  B. Dortmans,  A.  Y  Bagastyo,  Market- driven Upcycling of Urban Organic Solid Waste in  Indonesia, SANDEC News , no. 17, hal. 4–5, 2016.
[7] B. Dortmans, S. Diener, B. Verstappen,  C.  Zurbrügg, Black
Soldier  Fly  Biowaste  Processing . Dübendorf,  Switzerland:  Eawag- Swiss  Federal  Institute  of  Aquatic Science and Technology, 2017.
[8] M.  Gold,  J.  K.  Tomberlin,  S. Diener,  C.  Zurbrügg,  A.  Mathys, Decomposition of biowaste
macronutrients, microbes, and chemicals in black soldier fly larval treatment: A review, Waste Manag. , vol. 82, hal. 302–318, 2018.
[9] C.  Zurbrügg,  B.  Dortmans,  A. Fadhila,  B.  Vertsappen,  S.  Diener, From pilot to full scale operation of a waste-to-protein treatment facility, Detritus , vol. 1, hal. 18–22, 2018.
[10]  C. H. Kim, J. Ryu, J. Lee, K. Ko, J. Lee, K. Y. Park, H. Chung,  Use of black  soldier  fly  larvae  for  food waste treatment and energy production  in  asian  countries:  A review, Processes , vol. 9, no. 1, hal. 1–17, 2021.
[11]  A.  Singh,  K.  Kumari,  An  inclusive approach for organic waste treatment  and  valorisation  using Black Soldier Fly larvae: A review, J.  Environ.  Manage. ,  vol.  251,  no. April, hal. 109569, 2019.
[12]  Y. S. Wang, M. Shelomi, Review of black soldier fly (Hermetia illucens) as  animal  feed  and  human  food, Foods ,  vol.  6,  no.  10,  hal  1-23, 2017.
[13]  K.  Proc,  P.  Bulak,  D.  Wiącek,  A. Bieganowski, Hermetia illucens exhibits  bioaccumulative  potential for 15 different elements – Implications  for  feed  and  food production, Sci. Total Environ. , vol.
723, hal. 138125, 2020.
[14]  S.  Bortolini,  L.  I.  Macavei,  J.  H. Saadoun,  G.  Foca,  A.  Ulrici,  F. Bernini,  D.  Malferrari,  L.  Setti,  D. Ronga,  L.  Maistrello,  Hermetia illucens  (L.)  larvae  as  chicken manure management tool for circular  economy, J.  Clean.  Prod. , vol. 262, hal. 121289, 2020.
[15]  E.  S.  Saragi,  A.  Y.  Bagastyo, Reduction  of  Organic  Solid  Waste By  Black  Soldier  Fly  (Hermetia Illucens ) Larvae, in ETMC (The 5th
Environmental Technology and Management  Conference,  Bandung,
Nov.2015 , .
[16]  L. Setti, E. Francia, A. Pulvirenti, S. Gigliano,  M.  Zaccardelli,  C.  Pane, F.  Caradonia,  S.  Bortolini,  L. Maistrello,  D.  Ronga,  Use  of  black soldier  fly  (Hermetia  illucens  (L.), Diptera: Stratiomyidae) larvae processing  residue  in  peat-based growing media, Waste Manag. , vol. 95, hal. 278–288, 2019.
[17]  Z.  Gao,  W.  Wang,  X.  Lu,  F.  Zhu, W.  Liu,  X.  Wang,  C.  Lei, Bioconversion performance and life table  of  black  soldier  fly  (Hermetia illucens) on fermented maize straw, J. Clean. Prod. , vol.  230,  hal.  974– 980, 2019.
[18]  K.  B.  Barragan-Fonseca,  M.  Dicke, J. J. A. van Loon, Nutritional  value of  the  black  soldier  fly  (Hermetia illucens  L.)  and  its  suitability  as animal feed - a review, J. Insects as Food  Feed ,  vol.  3,  no.  2,  hal.  105– 120, 2017.
[19]  H. Guo, C. Jiang, Z. Zhang, W. Lu, H.  Wang,  Material  flow  analysis and  life  cycle  assessment  of  food waste bioconversion by black soldier fly larvae (Hermetia illucens
L.), Sci.  Total  Environ. ,  vol.  750, hal. 141656, 2021.
[20]  AOAC, Official Methods of Analysis , 15th ed. Virginia: Association  of  Official  Analytical Chemists, 1990.
[21]  S.  Diener, Valorisation  of  Organic Solid Waste using the Black Soldier Fly , Hermetia illucens , in Low and Middle-Income Countries. PhD Thesis. ETH Zurich, Swiss, 2010.
[22]  Y. Lu, S. Zhang, S. Sun, M. Wu, Y. Bao,  H.  Tong,  M.  Ren,  N.  Jin,  J. Xu,  H.  Zhou,  W.  Xu,  Effects  of different nitrogen sources and ratios to carbon on larval development and bioconversion  efficiency  in  food waste treatment by black soldier fly larvae  (Hermetia  illucens), Insects , vol. 12, no. 6, hal. 1-14, 2021.
[23]  S. Diener, C. Zurbrügg, K. Tockner, Conversion  of  organic  material  by black soldier fly larvae:
Establishing  optimal  feeding  rates, Waste  Manag.  Res. ,  vol.  27,  no.  6, hal. 603–610, 2009.
[24]  M.  Gold,  J.  Egger,  A  Scheidegger, C. Zurbrugg, D. Bruno, M. Bonelli, G.  Tettamanti,  M.  Casartelli,  E. Schmitt, B. Kerkaert, J. D. Smet, L. V. Campenhout, A. Mathys, Estimating  black  soldier  fly  larvae biowaste  conversion  performance by  simulation  of  midgut  digestion, Waste Manag. , vol. 112, hal. 40–51,
2020.
[25]  E.  T.  Danielsen,  M.  E.  Moeller,  K. F.  Rewitz,  Nutrient  signaling  and developmental timing of maturation, Curr.  Top.  Dev.  Biol. , vol. 105, hal. 37–67, 2013.
[26]  L.  P.  Musselman,  J.  L  Fink,  K.
Narzinski,  P.  V.  Ramachandran,  S. S.  Hathiramani,  S.  L  Cagan,  T.  J.
Baranski, A high-sugar diet produces obesity and insulin resistance  in  wild-type  Drosophila,
DMM Dis. Model. Mech. , vol. 4, no.
6, hal. 842–849, 2011.
[27]  B.  L.  and  I.  Miguel-Aliaga,  The digestive tract of Drosophila melanogaster, Annu.  Rev.  Genet. , vol. 47, no. 1, hal. 377–404, 2013.
[28]  A. C. N. Wong, A. S. Vanhove, P. I. Watnick,  The  interplay  between intestinal bacteria and host metabolism  in  health  and  disease:
Lessons from Drosophila melanogaster, DMM  Dis.  Model.
Mech. ,  vol.  9,  no.  3,  hal.  271–281, 2016.
[29]  L.  Palma,  J.  Fernandez-Bayo,  D. Niemeier, M. Pitesky, J. S. VanderGheynst,  Managing  high fiber  food  waste  for  the  cultivation of  black  soldier  fly  larvae, npj  Sci.
Food , vol. 3, no. 1, hal. 1-7, 2019.
[30]  D.  Beesigamukama,  B.  Mochoge, N.  K.  Korir,  K.  K.  M.  Fiaboe,  D. Nakimbugwe,  F.  M.  Khamis,  S. Subramanian,  M.  M.  Wangu,  T. Dubois,  S.  Ekesi,  C.  M.  Tanga, Low-cost  technology  for  recycling agro-industrial  waste  into  nutrient- rich  organic  fertilizer  using  black soldier fly, Waste Manag. , vol. 119, hal. 183–194, 2021.
[31]  R.  Manurung,  A.  Supriatna,  R.  R. Esyanthi,  Bioconversion  of  rice straw  waste  by  black  soldier  fly larvae  (Hermetia  illucens  L.) : Optimal  feed  rate  for  biomass production, J. Entomol.  Zool.  Stud. , vol. 4, no. 4, hal. 1036–1041, 2016.
[32]  W. Kim, S. Bae, K. Park, S. Lee, Y.
Chi,  S.  Han,  Y.  Koh,  Biochemical characterization of digestive enzymes  in  the  black  soldier  fly, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae), J. Asia. Pac. Entomol. , vol. 14, no. 1, hal. 11–14, 2011.
[33]  M.  Meneguz,  L.  Gasco,  J.  K. Tomberlin,  Impact  of  pH  and feeding  system  on  black  soldier  fly (Hermetia  illucens,  L;  Diptera: Stratiomyidae)  larval  development, PLoS One , vol. 13, no. 8, hal. 1–15, 2018.
[34]  J. Ma, Y. Lei, K. Rehman, Z. Yu, J. Zhang,  W.  Li,  Q.  Li,  J.  K. Tomberlin,  L.  Zheng,  Dynamic
Effects of Initial pH of Substrate on Biological Growth and
Metamorphosis of Black Soldier Fly
(Diptera:  Stratiomyidae), Environ. Entomol. ,  vol.  47,  no.  1,  hal.  159– 165, 2018.
[35]  D.  G.  A.  B.  Oonincx,  S.  Van Broekhoven,  A.  Van  Huis,  J.  J.  A. Van Loon, Feed conversion,
survival  and  development,  and composition  of  four  insect  species on  diets  composed  of  food  by- products, PLoS One , vol. 10, no. 12, hal. 1–20, 2015.
[36]  K.  Kawasaki,  T.  Kawasaki,  H. Hirayasu, Y. Matsumoto, Y. Fujitani,  Evaluation  of  fertilizer value  of  residues  obtained  after processing household organic waste with  black  soldier  fly  larvae (Hermetia  illucens), Sustain. ,  vol.
12, no. 12, hal. 1-14, 2020.