PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT(TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI

Transkripsi

1 PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT(TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus bulgaricus SKRIPSI OKI OKTARINA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT (TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus bulgaricus SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains OKI OKTARINA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 PERSETUJUAN Judul : PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT(TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus Bulgaricus Kategori : SKRIPSI Nama : OKI OKTARINA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA Departemen Fakultas Komisi Pembimbing : : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Agustus 2011 Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Ir. Tjahyono Herawan, M.Sc Dr. Rumondang Bulan, MS NIP Diketahui/disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP

4 PERNYATAAN PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT (TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus bulgaricus SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 19 Agustus 2011 OKI OKTARINA

5 PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selanjutnya penulis menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada Ibunda Hamidah S.Pd, Ayahanda Alm.Adi Irianto, Abang Hamdani, Adik-adik M.Hamadi, Aini Mardiah, dan Dian Irianto serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moril, materi, kasih sayang dan doa restu kepada Penulis. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ibu Dr.Rumondang Bulan Nst,M.S. selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr.IR.Tjahjono Herawan,M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberi pengarahan dan bimbingan hingga skripsi ini dapat diselesaikan. 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst,M.S. dan Drs. Albert Pasaribu M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU yang telah mensahkan skripsi ini. 3. Bapak dan Ibu Staf Laboratorium Biokimia/KBM, seluruh staf pengajar Departemen Kimia FMIPA USU, serta Bapak Drs. Ahmad Darwin Bangun, M.Sc selaku dosen wali. 4. Kak Metta Rivani ST, Kak Novri Darti SP, Kak Rita Fitriani, Kak Susi Handayani, Bang Andre, Bang Salim dan seluruh karyawan PPKS Medan yang telah banyak membantu hingga selesainya skripsi ini. 5. Rekan-rekan Asisten dan Laboran di Laboratorium Biokimia/KBM : Bang Agung, Bang Ardi,Bang Egy, Bang Eko, Kak Nurmala, Kak Nora, Decy, Erpina, Arini, Annisa, Ferri, Tiwi, Zoraya, Kak Via, Kak Fika yang telah banyak memberi dukungan dan perhatian kepada penulis. 6. Sahabat-sahabatku Decy, Erpina, Destia, Reni, yang telah memberikan kasih sayang, dan teman-teman seperjuangan stambuk 2007 yang telah banyak mendukung hingga selesainya skripsi ini, dan temen seperjuangan kak dilla dan kak tia. 7. Teman dekat penulis Muammar Saddam Rusdi,SH yang telah banyak mendukung dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Seluruh pihak yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat penulis cantumkan satu per satu. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam skripsi ini yang disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan penulis. Penulis mengharapkan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga ALLAH SWT senantiasa melindungi setiap gerak langkah dan aktivitas kita.amin Ya Rabbal Alamin.

6 ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan selulosa dari Tandan Kosong Sawit(TKS) untuk menghasilkan asam laktat secara fermentasi dengan menggunakan bakteri Lactobacillus Bulgaricus. Sampel berupa selulosa yang berasal dari Tandan Kosong Sawit(TKS) yang diperoleh dari PPKS Medan. Fermentasi glukosa ini menggunakan variasi lama fermentasi yaitu 1,2,3,4,5,6, dan 7 hari. Selulosa ini dihidrolisis dengan H 2 SO 4 3% untuk menghasilkan glukosa yang dianalisa dengan metode Nelson Somogy. Asam laktat hasil fermentasi dianalisa dengan menggunakan metode Titrasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar asam laktat tertinggi adalah 1,29% dari hasil fermentasi glukosa 7% dengan lama fermentasi 3 hari pada suhu kamar.

7 THE USING OF CELLULOSA FROM EMPTY FRUIT BUNCHES (EFB) TO PRODUCE LACTID ACID FERMENTATIVELY BY USING BACTERIA Lactobacillus bulgaricus ABSTRACT The using of cellulose from empty fruit bunches (EFB) to produce lactid acid fermentatively by using lactobacillus Bulgaricus bacteria has been carried out. Samples in the form of cellulose derived from palm empty fruit bunches obtained from Medan PPKS. It uses a variation of glucose fermentation time of fermentation that 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7 days. This cellulose is hydrolyzed with 3% H 2 SO 4 to produce glucose which is analyzed by Nelson-Somogy s method. Result lactic acid fermentation where analyzed by using titration method. Result showed that the highest levels of lactid acid was 1,29% of the fermented glucose 7% longly fermentation 3 days at room temperature.

8 DAFTAR ISI Halaman Judul Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran i ii iii iv v vi viii xi xii xiii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian Metodologi Penelitian 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Tandan Kosong Sawit(TKS) Selulosa Lignin Hidrolisis Asam Glukosa Fermentasi Asam Laktat Fermentasi Asam Laktat Bakteri Penghasil Asam Laktat Bakteri Homofermentatif dan Heterofermentatif Mikroba Lactobacillus bulgaricus Pewarnaan Gram Pertumbuhan Bakteri Grafik Pertumbuhan Mikroba Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba Metode Analisa Kuantitatif Glukosa Metode Nelson Somogy Metode Lane-Eynon Metode Shaffer-Somogy Metode Anthrone Metode Munsen walker 20

9 2.8. Spektrofotometer UV-Visible Aspek Kualitatif dan Kuantitatif Spektrofotometri 21 UV-Visible 2.9. Kromatografi Gas Spektrofotometer Massa 23 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Alat Bahan Prosedur Penelitian Pembuatan Larutan H 2 SO 4 3% Pembuatan Larutan NaOH 0,01 N Pembuatan Larutan Glukosa 20 mg/100 ml Pembuatan Larutan Pereaksi Nelson Pembuatan larutan Arsenomolibdat Pengukuran Panjang Gelombang Maksimal Larutan 26 Glukosa Standar Penyiapan Kurva Standar Glukosa Media Laktose Broth(Luria Bertani) Media Nutrien Agar Pembuatan Media Nutrien Agar dalam Tabung Miring Penanaman Lactobacillus Bulgaricus dengan Metode 28 Cawan Gores Penyediaan Biakan Stok Lactobacillus bulgaricus Pengukuran Absorbansi untuk Starter Pembuatan Starter Pembuatan Larutan Glukosa dari Proses Hidrolisis 29 Selulosa dengan Berbagai variasi Konsentrasi Pembuatan Larutan Fermentasi Glukosa Hasil 29 Hidrolisis Selulosa 7% Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis selulosa 7% Metode Analisa Penentuan Konsentrasi Glukosa dengan Metode 30 Nelson-Somogy Penentuan Kadar Asam Laktat dengan Metode Titrasi Bagan Penelitian Pembuatan Media Nutrien Agar pada Tabung Miring Penanaman Lactobacillus bulgaricus dengan Metode 32 Cawan Gores Penyedian biakan stok Lactobacillus bulgaricus Pengukuran Absorbansi untuk Starter Pembuatan Starter Pembuatan Larutan Glukosa dari proses Hidrolisis 36 Selulosa dengan Berbagai Variasi Konsentrasi Pembuatan Larutan Fermentasi Fermentasi dengan Glukosa Tandan Kososng Sawit Hasil 38 Hidrolisis Penentuan Kadar Asam Laktat dengan Metode Titrasi 39

10 Penentuan Konsentrasi sampel Glukosa dengan 40 Spektrofotometer Metode Nelson-Somogy BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian dan Perhitungan Pengolahan Data Pengukuran Absorbansi Glukosa 41 Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Sawit(TKS) Perhitungan Kadar Glukosa Standar Perhitungan Kadar GLukosa Sampel Perhitungan Kadar Asam Laktat Standar Perhitungan Kadar Asam Laktat Sampel Pembahasan Pengukuran Absorbansi untuk Starter Penentuan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 46 dengan Menggunakan Metode Nelson-Somogy Untuk Variasi Lama Fermentasi Terhadap Kadar Asam 47 Laktat Untuk variasi Konsentrasi Penambahan Nutrien Terhadap 48 Kadar Asam Laktat BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 49 DAFTAR PUSTAKA 50 LAMPIRAN 51

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Sawit(TKS) 6 Tabel 4.1 Hasil analisa Kadar Glukosa dan Asam laktat setelah 41 Fermentasi Tabel 4.1 Data Larutan Glukosa Standar pada Berbagai Konsentrasi 42 Tabel 4.2 Data Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Asam Laktat 44 Standar

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur dari Selulosa 8 Gambar 2.2 Jalur Katabolit dalam Bakteri Asam Laktat 14 (Homofermentatif) Gambar 2.3 Jalur Katabolit dalam Bakteri Asam Laktat 15 B (Heterofermentatif) Gambar 2.4 Lactobacillus delbrueckii subsp Bulgaricus 16 Gambar 2.5 Grafik yang Menunjukkan Fase-fase Pembiakan 18 Bakteri

13 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A Pengukuran Absorbansi Lactobacillus Bulgaricus 54 dalam Media Laktosa Broth pada Panjang Gelombang 620nm Lampiran B Data Absorbansi Larutan Glukosa Standar pada 55 Berbagai Konsentrasi pada λ maksimum 761nm Lampiran C Data Kurva Kalibrasi Asam Laktat Standar dengan 55 Berbagai Variasi Lampiran D Data Analisa Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 56 Sebelum Fermentasi dengan Menggunakan Metode Luff Schoorl Lampiran E Data Analisa Kadar Glukosa dan Asam Laktat setelah 56 Fermentasi Lampiran F Komposisi Media Laktosa Broth(Luria Bertani) 58 Lampiran G Harga erf(t) atau ert(ht) dari harga T 59 Lampiran H Grafik Pertumbuhan Lactobacillus Bulgaricus dalam 60 Media Laktosa Broth pada Panjang Gelombang 620nm Lampiran I Kurva Kalibrasi Glukosa Standar 60 Lampiran J Kurva Kalibrasi Asam Laktat Standar 61 Lampiran K Kurva Analisa Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa sebelum 61 Fermentasi dengan Metode Luff Schoorl Lampiran L Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 62 Sampel TKS Lampiran M Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 62 Sampel TKS(-) Lampiran N Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 63 Sampel p.a Lampiran O Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 63 Sampel p.a(-) Lampiran P Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 64 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada ph=5 Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel TKS Lampiran Q Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 64 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada ph=5 Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel TKS(-) Lampiran R Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 65 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada ph=5 Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel p.a Lampiran S Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 65 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada ph=5 Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel p.a(-)

14 Lampiran T Grafik Analisa Kadar Asam Laktat dengan Kromatografi 66 Gas