Tahap pertama. Hasil analisis menunjukkan bahwa aktivitas CGTase kasar dengan

Transkripsi

1

2 ASEP PRIADI. F KAJIAN AWAL PENGGUNAAN REAKTOR UNGGUN DIAM SEL IMOBIL Bc~cill~is maceruns UNTUK BIOKONVERSI PAT1 BATANG KELAPA SAWIT MENJADI SIKLODEKSTRIN. Di bawah bimbingan DJUMALI MANGUNWIDJAJA. Siklodekstrin merupakan oligosakarida non reduksi berbentuk siklik, tersusun atas enam, tujuh dan delapan monomer glukosa yang dihubungkan ole11 ikatan a-1,4-glikosidik. Berdasarkan jumlah glukosa yang menyusunnya, siklodekstrin dibedakan atas a- (enam unit), 0- (tujuh unit) dan y- siklodekstrin (delapan unit). SiModekstrin dapat pula dibentuk lebih dari delapan monomer glukosa. Siklodekstrin juga merupakan jenis pati termodifikasi yang dihasilkan secara biokimiawi oleh siklodekstrin glikosiltransferase (CGTase). Salah satu mikroba penghasil CGTase adalah B(~cillr(s macerans. CGTase dapat mengatalisis tiga jenis reaksi, yaitu (1) transglikolisasi intramolekular (siklisasi), (2) transglikolisasi intermolekular (coupling dan disproporfionation) dan (3) hidrolisis pati. CGTase tergolong enzim transferase walaupun enzim tersebut dapat menghidrolisis pati. Penelitian ini menggunakan substrat pati batang kelapa sawit, imobilisasi dilakukan mengunakan metoda jerapan, peyangga yang digunakan adalah manik kaca (diameter 4,O mm). Volume kerja reaktor 200 ml, jumlah sel yang masuk k 1,344 x lo9 sellml - 7,2 x 10" glml. Perbandingan bobot jumlah sel yang masuk dengan penyangganya adalah + 1,0 : 345. Persentase sel yang terjerap rt: 75,2 persen. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah penetapan induser (induser yang digunakan adalah pati terlarut dan pati batang kelapa sawit), dan penetapan kondisi terbaik dengan variasi suhu serta ph (suhu 30 "C, ph 6,O; suhu 30 "C, ph 7,O; suhu 30 "C kemudian dirubah suhu 45 "C (pada saat sel memasuki fasa stasioner), ph 6.0). Tahap kedua adalah biokonversi pati batang kelapa sawit menjadi siklodekstrin menggunakan sel imobil pada reaktor unggun diam (biokonversi dilakukan pada taraf laju alir substrat 20, 40 dan 60 mlljam, adapun konsentrasi substrat yang digunakan 10, 30 dan 50 gll). Tahap pertama. Hasil analisis menunjukkan bahwa aktivitas CGTase kasar dengan menggunakan induser pati terlarut lebih tinggi dibandingkan dengan pemakaian induser pati batang kelapa sawit. Aktivitas maksimal dengan menggunakan induser pati terlarut sebesar 25,22 Ulml (dicapai pada jam ke-43, sedangkan dengan menggunakan induser pati batang

3 kelapa sawit sebesar 8,64 Ulml (dicapai pada jam ke-25). Aktivitas maksimal CGTase pada sel dengan inenggunakan induser pati terlarut sebesar 80,11 Ulg (aktivitas CGTase pada sel dengan menggunakan induser pati batang kelapa sawit tidak terdeteksi). Pati terlarut ditetapkan sebagai induser. Kondisi proses suhu 30 "C dan ph 6,O merupakan kondisi proses terbaik. Aktivitas CGTase pada sel terus meniilgkat hingga akhir fasa stasioner kemudian turun drastis pada saat sel memasuki fasa lisis (aktivitas CGTase pada sel maksimal sebesar 80,11 Ulg dicapai pada jam ke-40). Tahap kedua. Selama proses konversi pati batang kelapa sawit menjadi siklodekstrin, terjadi penurunan visltositas (pengukuran tidak dilakukan hanya pengamatan visual dibandingkan kondisi awal pati) dan penurunan nilai ph. Secara umum, peningkatan gula total diikuti dengan peningkatail gula pereduksi. Pembentukan gula pereduksi untuk semua perlakuan berkisar 0,03-1,20 g/l. Pada laju alir substrat yang tinggi, pembentukan gula pereduksi lebih tinggi dibandingkan dengan laju alir substrat rendah. Hasil analisis juga menunjukkan bahwa dengan meningkatnya laju atir substrat maka konsentrasi gula total yang terbentuk akan semakin menurun. Gula total yang terukur terdiri dari monosakarida, disakarida, oligosakarida (termasuk siklodekstrin) dan polisakarida (pati) yang tidak terkonversi ole11 CGTase. Konsentrasi gula total yang terukur setelah dikurangkan dengan konsentrasi gula pereduksi dapat menentukan konsentrasi siklodekstrin secara kualitatif walaupun tidak dilakukan pengukuran pati sisa, karena pada sistem sinambung, konsentrasi substrat [S] tetap dan laju konversi substrat dipertahankan tetap, sehingga pati sisa yang tidak terkonversi oleh CGTase jumlahnya tetap. Hasil analisis HPLC menunjukkan bahwa jenis siklodekstrin yang terbentuk sebagian besar a-siklodekstrin, dengan persentase pembentukannya stabil setiap satu satuan waktu.

4 KAJIAN AWAL PENGGUNAAN REAKTOR UNGGUN D IM SEL IMOBIL Bncillzls ir&ncerarzs UNTUK BIOKONVERSI PAT1 BATANG KELAPA SAWIT MENJADI SXKLODEKSTRIN Oleb ASEP PRIADI F SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk mernperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian E'akultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 1995 JURUSAN TEKNOLOGI 1NI)USTRI PERTMAN FAKULTAS TEKPITOLOGI PERTMAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

5 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN- KAJIAN AWAL PENGGUNAAN REAKTOR UNGGUN DIAM SEL IMOBIL Bacillrcs rtiaceratzs UNTUK BIOKONVERSI PAT1 BATANG KELAPA SAWIT MENJADI SIKLODEKSTRIN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Tekliologi Industri Pertanian Fakultas Tekliologi Pertanian lnstitut Pertanian Bogor ASEP PRIADI F Dilahirkan pada tanggal 28 September 1971 di Jakarta

6 KATA PENGMAR BISMILLAHIRAHMANIRAHIM Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT yang senantiasa memberikan rahinat dau hidayah-nya, sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi ini merupakan salali satu rangkaian penelitian dengan judul Karakterisasi Pati dan Pengembangan Proses Produksi Pati Termodifikasi yang dilaksanakan dalam kegiatan Riset Unggulan Terpadu bidang Teknologi Proses. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : I. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA., selaku dosen pembimbing yang telah inemberikan pengarahan, bantuan fisik dan moril hingga terselesaikannya skripsi ini, 2. Dr. Ir. E. Gumbira-Sa'id, MADev., selaku kepala Laboratorium Bioindustri, Teknologi Industri Pertanian, FATETA-IPB yang telah memberikan dukungan moral dan keinudahan-kemudahan selama pelaksanaan penelitian, 3. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA dan Ir. Titi Candra Sunarti, MS., selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk perbaikan slcripsi ini. 3. Dr. Ir. Dedi Fardiaz yang telah memberikan pinjaman perlengkapan reaktor selama kegiatan penelitiau,

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82