3 Metodologi Percobaan

Transkripsi

1 3 Metodologi Percobaan 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Kimia Analitik, Program Studi Kimia, FMIPA Institut Teknologi Bandung. Waktu penelitian tugas akhir ini berlangsung sejak Agustus 2007 sampai dengan Mei Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah poli(metil metakrilat) atau (PMMA) produk Sigma-Aldrich, dimetil formamid (DMF) produk Merck, campuran akrilamid-bis akrilamid 40% produk Sigma-Aldrich, amonium persulfat, tetrametilendiamin (TEMED), bufer fosfat ph 6, pereaksi asam dinitro salisilat (DNS), air destilasi dari PAU- ITB, HCl pekat, glukosa, dan larutan KI 3. Sumber pati berasal dari soluble starch, konsentrasi pati yang digunakan adalah 0,1%. Enzim yang digunakan untuk amobilisasi adalah ekstrak kasar enzim α-amilase yang telah diisolasi dan dikarakterisasi oleh Kelompok Keahlian Biokimia Program Studi Kimia FMIPA ITB. 3.3 Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah gelas kimia, labu Erlenmeyer, pipet tetes, tabung reaksi, batang pengaduk, spatula besi, corong, gelas ukur, dan labu takar. Peralatan pendukung yang digunakan adalah pelat kaca, pengaduk magnetik, stirrer, dan neraca analitis. Penentuan fluks air menggunakan sel filtrasi dengan aliran kontinu. Penentuan jumlah produk hidrolisis dengan spektrofotometer UV-sinar tampak, spektronic 20D. Morfologi permukaan dan penampang melintang membran dikarakterisasi dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) JEOL JSM-6360LA di PPPGL Bandung.

2 3.4 Diagram Alir Penelitian Gambar Diagram alir percobaan 20

3 3.5 Cara Kerja Penelitian Pembuatan Membran PMMA 8% Membran PMMA 8% (w/w) dibuat dengan berat total 20 gram. PMMA berupa serbuk berwarna putih ditimbang sebanyak 1,6002 gram, kemudian ditempatkan di dalam labu Erlenmeyer berukuran 50 ml, kemudian ditambahkan dengan pelarut DMF sebanyak 19,4 ml menggunakan pipet ukur. Campuran tersebut diaduk dengan pengaduk magnetik selama 24 jam. Setelah terbentuk larutan yang homogen, larutan cetak didiamkan untuk menghilangkan gelembung udara. Larutan cetak kemudian dicetak diatas pelat kaca dengan bantuan batang pengaduk. Setelah dicetak, lapisan polimer di atas kaca didiamkan selama 10 menit, 15 menit, dan 20 menit agar terjadi penguapan sebagian pelarut. Setelah 10, 15, dan 20 menit, lapisan polimer di atas kaca dicelupkan ke dalam bak koagulasi yang berisi air destilasi dan dibiarkan sampai membran terlepas dari pelat kaca. Membran PMMA yang terbentuk direndam di dalam air destilasi Karakterisasi Awal Membran PMMA 8% Karakterisasi awal membran PMMA 8% adalah pengukuran permeabilitas air menggunakan sel filtrasi dengan aliran kontinu. Permeabilitas membran PMMA terhadap air diukur pada berbagai laju alir. Sebelum pengukuran, membran PMMA dikompaksi terlebih dahulu. Setelah struktur pada membran PMMA menjadi kompak maka dilakukan pengukuran volum permeat setiap satu menit sebanyak lima kali pengukuran. Volum permeat yang ditampung di dalam gelas ukur kemudian dicatat dan digunakan untuk menghitung fluks. Permeabilitas membran terhadap air diperoleh sebagai linearnya kurva aliran fluks terhadap laju alir Amobilisasi Ekstrak Kasar Enzim α-amilase ke dalam Gel Poliakrilamid Dalam penelitian tugas akhir ini, amobilisasi enzim dilakukan dengan menggunakan teknik penjebakan enzim ke dalam matriks gel poliakrilamid. Campuran larutan akrilamid dengan bis-akrilamid (39:1) sebanyak 624 µl ditempatkan di dalam labu Erlenmeyer berukuran 25 ml. Ke dalam labu ini ditambahkan bufer fosfat ph 6 sebanyak 950 µl dan ekstrak kasar enzim α-amilase sebanyak 800 µl. Campuran larutan ini diaduk dengan pengaduk magnetik, kemudian ditambahkan amonium persulfat (APS) 10 % sebanyak 50 µl. Campuran ini diaduk kembali selama satu menit, kemudian ditambahkan tetrametilendiamin (TEMED) sebanyak 50 µl. Setelah satu menit penambahan TEMED, campuran larutan ini dituang ke 21

4 dalam cawan petri dan membran PMMA ditempelkan pada bagian atas gel ini dengan lapisan selektif membran PMMA yang menempel pada permukaan gel poliakrilamidnya, kemudian didiamkan agar membran PMMA dapat melekat kuat pada gel poliakrilamid Uji Aktivitas Ekstrak Kasar Enzim α-amilase Teramobilkan Aktivitas ekstrak kasar enzim α-amilase teramobilkan diuji dengan menggunakan metode Fuwa [16]. Ekstrak kasar enzim α-amilase teramobilkan direndam di dalam substrat yaitu larutan pati 0,1% (w/v) sebanyak 30 ml selama 30 menit dan diinkubasi pada temperatur 50 o C. Setiap 5 menit, substrat diambil sebanyak 100 µl dengan pipet Eppendorf, kemudian ditempatkan di dalam tabung mikro dan ditambahkan larutan HCl 1 M sebanyak 25 µl. Ke dalam campuran larutan ini ditambahkan larutan KI 3 sebanyak 50 µl dan diaduk dengan bantuan alat Vortex. Setelah diaduk, kemudian ditambahkan larutan bufer fosfat ph 6 sebanyak 825 µl. Campuran larutan ini diaduk kembali dan absorban diukur menggunakan spektrofotometer UV-sinar tampak pada panjang gelombang 600 nm. Larutan standar pati dibuat dengan rentang variasi konsentrasi sebesar 0,001% (w/v), 0,003% (w/v), 0,006% (w/v), 0,009% (w/v), dan 0,01% (w/v). Absorban larutan standar pati diukur pada panjang gelombang 600 nm Uji Kinerja Membran Bioreaktor Uji kinerja membran bioreaktor berupa pengukuran kemampuan membran bioreaktor menghidrolisis pati menghasilkan oligosakarida. Larutan umpan yang digunakan adalah larutan pati dengan konsentrasi sebesar 0,1% (w/v). Laju alir yang diberikan pada membran bioreaktor sebesar 283,4 L/jam. Permeat ditampung ke dalam gelas ukur dan dicatat volumnya setiap 30 menit. Fraksi larutan umpan dan permeat ditampung setiap 30 menit. Fraksi ini kemudian dianalisis dengan menggunakan metode Fuwa untuk menentukan konsentrasi pati di fasa umpan dan fasa permeat, serta metode DNS untuk menentukan konsentrasi glukosa di dalam fasa permeat Penentuan Konsentrasi Larutan Pati di dalam Umpan dan Permeat Konsentrasi larutan pati di dalam fasa umpan dan fasa permeat ditentukan dengan metode Fuwa [16]. Larutan umpan diambil per 30 menit sebanyak 100 µl. Larutan umpan ini ditempatkan ke dalam tabung mikro. Kemudian ditambahkan larutan HCl 1 M sebanyak 25 22

5 µl. Campuran larutan ini diaduk menggunakan alat Vortex, kemudian ditambahkan larutan KI 3 sebanyak 50 µl. Campuran larutan ini diaduk kembali dan ditambahkan bufer fosfat ph 6 sebanyak 825 µl. Setelah campuran ini diaduk, absorbansinya diukur pada panjang gelombang 600 nm. Larutan blanko terdiri dari 25 µl larutan HCl 1 M, 50 µl larutan KI 3, dan bufer fosfat ph 6 sebanyak 925 µl. Untuk menkonfirmasi kemungkinan enzim lolos ke dalam fasa permeat, larutan umpan diambil per 30 menit sebanyak 100 µl, tetapi ke dalam larutan ini tidak ditambahkan dengan larutan HCl 1 M. Larutan umpan ini ditempatkan ke dalam tabung mikro dan ditambah larutan KI 3 sebanyak 50 µl, kemudian diaduk dengan alat Vortex. Ke dalam campuran larutan ini ditambahkan bufer fosfat ph 6 sebanyak 850 µl dan diaduk kembali. Absorbansi larutan ini diukur pada panjang gelombang 600 nm. Larutan permeat yang ditampung per 30 menit diambil sebanyak 100 µl. Larutan permeat ini ditempatkan ke dalam tabung mikro. Kemudian ditambahkan larutan HCl 1 M sebanyak 25 µl. Campuran larutan ini diaduk menggunakan alat Vortex, kemudian ditambahkan larutan KI 3 sebanyak 50 µl. Campuran larutan ini diaduk kembali dan ditambahkan bufer fosfat ph 6 sebanyak 825 µl. Setelah campuran ini diaduk, absorbans diukur pada panjang gelombang 600 nm Penentuan Jumlah Produk Hasil Degradasi Pati Jumlah produk hasil hidrolisis pati ditentukan dengan metode DNS [17]. Larutan permeat sebanyak 100 µl ditempatkan di dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml pereaksi DNS dan diinkubasi pada temperatur 100 o C selama 10 menit. Setelah diinkubasi, campuran larutan ini didinginkan sampai temperatur ruang. Absorbansi larutan ini diukur pada panjang gelombang 570 nm. Larutan standar glukosa dibuat dengan rentang variasi konsentrasi sebesar 0,02% (w/v), 0,04% (w/v), 0,06% (w/v), 0,08% (w/v), dan 0,1% (w/v). Absorbans larutan standar glukosa diukur pada panjang gelombang 570 nm. 23