2019 : PENGARUH KONTROL pH DAN MIKROORGANISME TERHADAP PEMBENTUKAN L-ASAM LAKTAT PADA PEMANFAATAN LIMBAH AMPAS AREN (Arenga Pinnata)

Prof.Ir. Ali Altway M.Sc
Dr. Ir. Lily Pudjiastuti MT.
Prof. Dr. Ir. Tri Widjaja M.Eng.

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Asam laktat adalah asam karboksilat dengan rumus molekul (CH3CHOHCOOH) yang mempunyai dua bentuk isomer, yaitu L (+) atau D (-). Asam laktat isomer L (+) sering digunakan pada industri kosmetik, makanan, kimia, dan farmasi daripada asam laktat isomer D (-) karena asam laktat isomer D (-) tidak dapat di metabolisme oleh tubuh. Selain itu, asam laktat isomer L (+) juga dapat diaplikasikan secara komersial pada industri polimer PLA (Poly Lactic Acid) yang ramah lingkungan (biodegradable polymer). Karena penggunaannya cukup luas, diharapkan melalui penelitian ini Indonesia mampu mengembangkan industri asam laktat yang lebih efisien dan efektif. Asam laktat dapat dibuat dari berbagai biomassa yang mengandung lignoselulosa. Salah satu sumber biomassa lignoselulosa yang melimpah di Indonesia adalah limbah (ampas) industri tepung aren (Arenga pinnata). Ampas aren diperoleh dari proses parutan batang pohon aren yang kemudian dipisahkan dan diambil tepungnya dari serbuk halus. Dimana setiap proses produksi tepung aren, hanya 4% mampu digunakan sebagai tepung aren dan 96% sisanya adalah limbah padat yang belum dimanfaatkan secara optimal. Komposisi limbah ampas pati aren terdiri dari selulosa (60,61%), hemiselulosa (15,74%), lignin (14,21%), air (7,87%), gula reduksi (0,5689%). Dengan tingginya komposisi selulosa pada limbah ampas pati aren sangatlah berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan asam laktat. Kandungan lignin pada limbah ampas aren yang cukup tinggi dapat mengganggu proses pembuatan asam laktat. Sehingga perlu dihilangkan dengan proses pre-treatment. Proses pretreatment dilakukan secara mekanik dan kimiawi dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan dengan menggunakan pelarut asam (0,2 M H2SO4 encer) yang kemudian dilanjutkan pada tahap kedua dengan pelarut organik (ethanol) dan alkali (3% w/w NaOH) sebagai katalis. Penggunaan dua tahap pada proses pretreatment ini terbukti mampu menurunkan kadar lignin hingga 70% dan mengubah struktur material dengan aksestabilitas tinggi sehingga keseluruhan bagian dari material dapat diakses untuk hidrolisa enzimatik. Pada hidrolisa, penggunaan enzim selulase dibutuhkan untuk mengubah selulosa menjadi selobiosa oleh fraksi terikat seperti endogluconase dan exogluconase. Kemudian enzim selobiose ditambahkan untuk merubah selobiosa menjadi gula reduksi glukosa. Penambahan surfaktan Tween 80 digunakan untuk meningkatkan efisiensi proses hidrolisa enzimatik dengan mengurangi tegangan permukaan antara dua fase cair. Gula reduksi hasil hidrolisa enzimatik kemudian difermentasi untuk menghasilkan asam laktat dengan bantuan mikroorganisme asam laktat. Pemilihan mikroorganisme yang tepat untuk fermentasi asam laktat dapat menentukan kemurnian asam laktat dan yield yang diperoleh. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii dan Lactobacillus casei dipilih karena merupakan bakteri homofermentatif yang menghasilkan asam laktat. Selain itu, digunakan co-culture mikroorganisme untuk meningkatkan yield dari asam laktat. Penggunaan dua mikroorganisme tersebut dianggap sangat menjanjikan untuk efisiensi produksi substansi bermanfaat dan konversi cepat pada substansi. Pengaruh kondisi operasi terutama pH juga menjadi fokus dalam proses fermentasi karena aktivitas katalitik enzim dan aktivitas metabolisme mikroorganisme tergantung pada pH. Bakteri asam laktat umumnya tidak dapat tumbuh dengan pH dibawah 4, maka pada penelitian ini digunakan variasi pH 4-7. Range pH optimum berada pada 5-6,5. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan L-asam laktat sebagai bahan baku PLA dari limbah ampas industri tepung aren (Arenga Pinnata) secara fermentasi dengan mengetahui pengaruh mikroorganisme dan kondisi operasi pH fermentasi sehingga dapat dibandingkan yield asam laktat dari L. acidophilus, L. delbrueckii dan co culture L. acidophilus dan L. casei. Penelitian ini berada pada level TKT 3, diharapkan dapat memenuhi ketersediaan bahan baku polimer PLA yang kompetitif dan menunjang proses hilirisasi produksi L-asam laktat