Pemanfaatan Tetes Tebu dalam Pembuatan Gum Xanthan dengan Menggunakan Inokulum Xanthomonas campestris NRRL B - 1459 dan Asam Glumatat sebagai Sumber Nitrogen

(1)

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM XANTHAN

DRNGAN MENGGUNAKAN INOKULLIM

_{Xanthomonss campestris}

NRRL

B-1459

DAN ASAM GLUTAMAT SEBAGAI SUMBER NITROGEN

Oleh

ALEXIE HERRYANDIE BRONTO AD1

F 21. 1831

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

Alexie Herryandie Bronto Adi. F 2 1.183 1. Pernanfaatan Tetes Tebu dalarn Pembu- a t a n Gum Xanthan dengan Menggunakan Inokulum Xanthomonas campesttis

NJXRL, B-1459 dan Asam Glutamat sebagai Sumber Nitrogen. Di bawah bimbingan Abdul Aziz Danvis dan Liesbetini Hartoto.

RINGKASAN

Tetes tebu merupakan hasil sa~nping industri gula yang penting dan dihasilkan dalam jumlah yang cnkrrp besar. Kandungan gulanya yang tinggi memungkinkan untuk dirnanfaatkan sebagai bahan baku untuk menghasilkan produk-produk yang bernilai ekonomis tinggi seperti gum xanthan.

Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu penelitian pendali~iluan (penentuan perlakuan untuk peiii~~rnian tetes tebu, penentuan waktu propagasi dan fermentasi) dan penelitian lanjutan. Untuk menentukan perlakuan pendahuluan yang diperlukan, clilak- ukan fermentasi uiienggunakan tetes tebu (!)tanpa perlakuan, (2)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif satu kali, (3) tetes tebu yang dipi~catkan dengan arang aktif tiga kali dan (4)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif dilanjutkan dengan clekatio- nisasi dan deanionisasi dengan resin penukar ion (ion cjxchcrt~gcr). Pacla penelitian lanjutan dilakukan fermentasi dengan tiga taraf konsentrasi gula (30 gll, 40 gll dan 50 gll) dan tiga taraf konsentrasi asam glutamat (5 inM, 15 rnM dan 25 inM). Pengainatan dilakukan terhadap pH cairan fennentasi, viskositas cairan fermentasi, rendemen xanthan, konsentrasi biomassa, efisiensi pemanfaatan substrat dan produktivitas sel clan viskositas larutan gum yang diperoleh.

Hasil fer~nentasi ~nenu~~jukkan, perlakuan pendahuluan yang diperlukan adalah pernucatan dengan arang nktif, dilanjutkan dengan dekationisasi dan deanionisasi dengan resin penukar ion (ion clxcl~nngc~r). Waktu propagasi opti~nal 18 jam dan waktu fermentasi 96 jam.

(3)

(4)

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM

XANTRAN

DENGAN MENGGUNAXAN

INOKULUM

Xanthomonas campesbis

NRRL

B-1459

Oleh

ALEXE HERJXYANDIE BRONTO

AD1

F 21.1831

SKRE'SI'

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTAMAN Fakultas Tekuologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1 9 9 4

FAICULTAS TEKNOLOGI PERTAMAN JNSTITUT PERTANIAN BOGOR

(5)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

-

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM XANTHAN

DENGAN MENGGUNAKAN INOKULUM

Xantlzornonas carnpestris

NRRL B-1459

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian

Oleh

ALEXlE HERRYANDIE BRONTO AD1 F 21.1831

Dilahirltan pada tanggal 10 Juli 1-965 di Yogyaltarta

Tanggal lulus: 31 Desember 1993

(6)

Alhamdulillah, pu j i syukur penulis sampaikan kepada

Allah swt. yang dengan pertolongan dan karuniaNya skripsi

ini dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun untuk memenuhi

salah satu syarat menyelesaikan studi di Jurusan Teknologi

Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut

Pertanian Bogor. Materi skripsi ini merupakan hasil peneli-

tian yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Kimia, Jurusan

TIN, FATETA dan Laboratorium Rekayasa Bioproses, PAU-Biotek-

nologi, Institut Pertanian Bogor.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir. Abdul

Aziz Darwis, MSc. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Lies-

betini Hartoto, MS. selaku Dosen Pembimbing 11. Terima

kasih juga penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah

membantu kelancaran penelitian dan penulisan skripsi ini.

Terima kasih yang sedalam-dalamnya penulis sampaikan kepada

bapak, ibu, isteri dan anak-anak yang telah memberikan

dorongan dan motivasi dengan penuh ikhlas sehingga skripsi

ini dapat diselesaikan.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari

sempurna, karenanya kritik dan saran yang membangun sangat

diharapkan. Harapan penulis semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Desember 1993

Penulis

(7)

DAFTAR IS I

. . .

KATA PENGANTM

. . .

DAFTAR IS1

. . .

D A F T M TABEL

. . .

D A F T M GAMBAR

. . .

DAFTAR LAMPIRAN

. . .

.

I PENDAHULUAN

. . .

.

A LATAR BELAKANG

. . .

.

B TUJUAN PENELITIAN

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA . . .

. . .

A

.

TETES TEBU

1

.

Produksi dan Pemakaian Tetes

. . .

2

.

Komposisi Kimia Tetes

. . .

3

.

Pemurniian tetes

B

.

GUM XANTHAN . . .

. . .

.

1 Sifat dan Kegunaan

. . .

.

2 Struktur Kimia

. . .

3

.

Biosintesis Gum Xanthan

. . .

.

4 Produksi

. . .

I11

.

BAHAN DAN METODA

. . .

.

A BAHAN DAN ALAT

. . .

.

1 Bahan

2

.

Alat

. . .

Hal aman

iii

iv

vi

vi i

(8)

B

.

METODA PENELITIAN

. . .

20

1

.

Penelitian pendahuluan

. . .

20

.

Identifikasi Faktor

. . .

a

.

Penenttuan Perlakuan Pendahuluan untuk tetes tebu

. . .

21

b

.

Penentuan Lama Propagasi . . . 23

c

.

Penentuan Lama Fermentasi . . . 24

2

. Penelitian Lanjutan

. . .

24

IV HASIS DAN PEMBAHASAN . . .

.

26

A

.

PENELITIAN PENDAHULUAN . . . 26

1

.

Komposisi Kimia Tetes Tebu . . . 26

2

.

Perlakuan Pendahuluan untuk Tetes Tebu . 2 7 3

.

Penentuan Waktu Propagasi

. . .

30

4

.

Penentuan Waktu Fermentasi Optimal

. . .

32

B

.

PENELITIAN LANJUTAN

. . .

34

1

.

Nilai pH Akhir Cairan Fermentasi . . . 34

2

.

Viskositas Cairan ~ e m e n t a s i

. . .

36

3

.

Yield Xanthan

. . .

38

4

.

Konsentrasi Biomassa . . . 39

5

. Efisiensi Pemanfaatan Substrat . . .

40

6

.

Produktivitas Sel

. . .

41

7

.

Viskositas Larutan Gum Xanthan

. . .

43

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

. . .

47

A

.

KESIMPULAN

. . .

47

B

.

SARAN

. . .

48

DAFTAR PUSTAKA

. . .

49

(9)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Pemakaian tetes untuk beberapa industri di

Indonesia

...

6

Tabel 2. Komposisi tetes tebu

...

8

Tabel 3. Standar mutu gum xanthan

...

12

Tabel 4. Komposisi kimia tetes tebu hasil penelitian 26

Tabel 5. Hasil penyukuran viskositas dan perolehan

gum xanthan

...

27

Tabel 6. Kandungan gula dan unsur logam dalam tetes

[image:9.602.87.529.72.815.2] [image:9.602.102.524.81.350.2]

(10)

DAFTAR GAMBAR

[image:10.599.101.523.195.591.2]

Halaman

Gambar 1. Produksi tetes dan gula Indonesia

. . .

5

Gambar 2. Struktur primer gum xanthan

. . .

13

Gambar 3. Jalur Metabolisme glukosa dan biosintesis

gum xantan

. . .

14

Gambar 4. Sagan alir proses produksi gum xanthan

. . .

18

Gambar 5. Kurva pertumbuhan mikroorganisme dalam me-

dium propagasi

. . .

31

Gambar 6 . _{Grafik hubungan antara viskositas dengan}

waktu fermentasi

. .

.

,

.

. .

.

. . .

33 Gambar 7. Grafik pengaruh perlakuan terhadap pH akhir

cairan fermentasi

. . .

34

Gambar 8 . Grafik pengaruh perlakuan terhadap visko-

sitas cairan fermentasi

. . .

37

Gambar 9. Histogram pengaruh perlakuan terhadap yield xanthan

. . .

38

Gambar 10. Histogram pengaruh perlakuan terhadap

konsentrasi biomassa

. . .

39

efisiensi pemanfaatan substrat

. . .

40

Gambar 12. Histogram perngaruh perlakuan terhadap

produktivitas sel

. . .

42

(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)

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM XANTHAN

DRNGAN MENGGUNAKAN INOKULLIM

_{Xanthomonss campestris}

NRRL

B-1459

Oleh

ALEXIE HERRYANDIE BRONTO AD1

F 21. 1831

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(82)

RINGKASAN

Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu penelitian pendali~iluan (penentuan perlakuan untuk peiii~~rnian tetes tebu, penentuan waktu propagasi dan fermentasi) dan penelitian lanjutan. Untuk menentukan perlakuan pendahuluan yang diperlukan, clilak- ukan fermentasi uiienggunakan tetes tebu (!)tanpa perlakuan, (2)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif satu kali, (3) tetes tebu yang dipi~catkan dengan arang aktif tiga kali dan (4)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif dilanjutkan dengan clekatio- nisasi dan deanionisasi dengan resin penukar ion (ion cjxchcrt~gcr). Pacla penelitian lanjutan dilakukan fermentasi dengan tiga taraf konsentrasi gula (30 gll, 40 gll dan 50 gll) dan tiga taraf konsentrasi asam glutamat (5 inM, 15 rnM dan 25 inM). Pengainatan dilakukan terhadap pH cairan fennentasi, viskositas cairan fermentasi, rendemen xanthan, konsentrasi biomassa, efisiensi pemanfaatan substrat dan produktivitas sel clan viskositas larutan gum yang diperoleh.

(83)

(84)

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM

XANTRAN

DENGAN MENGGUNAXAN

INOKULUM

Xanthomonas campesbis

NRRL

B-1459

Oleh

ALEXE HERJXYANDIE BRONTO

AD1

F 21.1831

SKRE'SI'

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTAMAN Fakultas Tekuologi Pertanian

1 9 9 4

FAICULTAS TEKNOLOGI PERTAMAN JNSTITUT PERTANIAN BOGOR

(85)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

-

PEMANFAATAN TETES TEBU DALAM PEMBUATAN GUM XANTHAN

DENGAN MENGGUNAKAN INOKULUM

Xantlzornonas carnpestris

NRRL B-1459

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian

Oleh

ALEXlE HERRYANDIE BRONTO AD1 F 21.1831

Dilahirltan pada tanggal 10 Juli 1-965 di Yogyaltarta

Tanggal lulus: 31 Desember 1993

(86)

Alhamdulillah, pu j i syukur penulis sampaikan kepada

Allah swt. yang dengan pertolongan dan karuniaNya skripsi

ini dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun untuk memenuhi

salah satu syarat menyelesaikan studi di Jurusan Teknologi

Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut

Pertanian Bogor. Materi skripsi ini merupakan hasil peneli-

tian yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Kimia, Jurusan

TIN, FATETA dan Laboratorium Rekayasa Bioproses, PAU-Biotek-

nologi, Institut Pertanian Bogor.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir. Abdul

Aziz Darwis, MSc. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Lies-

betini Hartoto, MS. selaku Dosen Pembimbing 11. Terima

kasih juga penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah

membantu kelancaran penelitian dan penulisan skripsi ini.

Terima kasih yang sedalam-dalamnya penulis sampaikan kepada

bapak, ibu, isteri dan anak-anak yang telah memberikan

dorongan dan motivasi dengan penuh ikhlas sehingga skripsi

ini dapat diselesaikan.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari

sempurna, karenanya kritik dan saran yang membangun sangat

diharapkan. Harapan penulis semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Desember 1993

Penulis

(87)

DAFTAR IS I

. . .

KATA PENGANTM

. . .

DAFTAR IS1

. . .

D A F T M TABEL

. . .

D A F T M GAMBAR

. . .

DAFTAR LAMPIRAN

. . .

.

I PENDAHULUAN

. . .

.

A LATAR BELAKANG

. . .

.

B TUJUAN PENELITIAN

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA . . .

. . .

A

.

TETES TEBU

1

.

Produksi dan Pemakaian Tetes

. . .

2

.

Komposisi Kimia Tetes

. . .

3

.

Pemurniian tetes

B

.

GUM XANTHAN . . .

. . .

.

1 Sifat dan Kegunaan

. . .

.

2 Struktur Kimia

. . .

3

.

Biosintesis Gum Xanthan

. . .

.

4 Produksi

. . .

I11

.

BAHAN DAN METODA

. . .

.

A BAHAN DAN ALAT

. . .

.

1 Bahan

2

.

Alat

. . .

Hal aman

iii

iv

vi

vi i

(88)

B

.

METODA PENELITIAN

. . .

20

1

.

Penelitian pendahuluan

. . .

20

.

Identifikasi Faktor

. . .

a

.

Penenttuan Perlakuan Pendahuluan untuk

tetes tebu

. . .

21

b

.

Penentuan Lama Propagasi . . . 23

c

.

Penentuan Lama Fermentasi . . . 24

2

. Penelitian Lanjutan

. . .

24

IV HASIS DAN PEMBAHASAN . . .

.

26

A

.

PENELITIAN PENDAHULUAN . . . 26

1

.

Komposisi Kimia Tetes Tebu . . . 26

2

.

Perlakuan Pendahuluan untuk Tetes Tebu . 2 7

3

.

Penentuan Waktu Propagasi

. . .

30

4

.

Penentuan Waktu Fermentasi Optimal

. . .

32

B

.

PENELITIAN LANJUTAN

. . .

34

1

.

Nilai pH Akhir Cairan Fermentasi . . . 34

2

.

Viskositas Cairan ~ e m e n t a s i

. . .

36

3

.

Yield Xanthan

. . .

38

4

.

Konsentrasi Biomassa . . . 39

5

. Efisiensi Pemanfaatan Substrat . . .

40

6

.

Produktivitas Sel

. . .

41

7

.

Viskositas Larutan Gum Xanthan

. . .

43

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

. . .

47

A

.

KESIMPULAN

. . .

47

B

.

SARAN

. . .

48

DAFTAR PUSTAKA

. . .

49

(89)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Pemakaian tetes untuk beberapa industri di

Indonesia

...

6

Tabel 2. Komposisi tetes tebu

...

8

Tabel 3. Standar mutu gum xanthan

...

12

Tabel 4. Komposisi kimia tetes tebu hasil penelitian 26

Tabel 5. Hasil penyukuran viskositas dan perolehan

gum xanthan

...

27

Tabel 6. Kandungan gula dan unsur logam dalam tetes

[image:89.602.87.529.72.815.2] [image:89.602.102.524.81.350.2]

(90)

DAFTAR GAMBAR

[image:90.599.101.523.195.591.2]

Halaman

Gambar 1. Produksi tetes dan gula Indonesia

. . .

5

Gambar 2. Struktur primer gum xanthan

. . .

13

Gambar 3. Jalur Metabolisme glukosa dan biosintesis

gum xantan

. . .

14

Gambar 4. Sagan alir proses produksi gum xanthan

. . .

18

Gambar 5. Kurva pertumbuhan mikroorganisme dalam me-

dium propagasi

. . .

31

Gambar 6 . _{Grafik hubungan antara viskositas dengan}

waktu fermentasi

. .

.

,

.

. .

.

. . .

33 Gambar 7. Grafik pengaruh perlakuan terhadap pH akhir

cairan fermentasi

. . .

34

Gambar 8 . Grafik pengaruh perlakuan terhadap visko-

sitas cairan fermentasi

. . .

37

Gambar 9. Histogram pengaruh perlakuan terhadap yield xanthan

. . .

38

konsentrasi biomassa

. . .

39

efisiensi pemanfaatan substrat

. . .

40

Gambar 12. Histogram perngaruh perlakuan terhadap

produktivitas sel

. . .

42

(91)

(92)

RINGKASAN

Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu penelitian pendali~iluan (penentuan perlakuan untuk peiii~~rnian tetes tebu, penentuan waktu propagasi dan fermentasi) dan penelitian lanjutan. Untuk menentukan perlakuan pendahuluan yang diperlukan, clilak- ukan fermentasi uiienggunakan tetes tebu (!)tanpa perlakuan, (2)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif satu kali, (3) tetes tebu yang dipi~catkan dengan arang aktif tiga kali dan (4)tetes tebu yang dipucatkan dengan arang aktif dilanjutkan dengan clekatio- nisasi dan deanionisasi dengan resin penukar ion (ion i~xchcrt~gcr). Pacla penelitian lanjutan dilakukan fermentasi dengan tiga taraf konsentrasi gula (30 gll, 40 gll dan 50 gll) dan tiga taraf konsentrasi asam glutamat (5 inM, 15 rnM dan 25 inM). Pengainatan dilakukan terhadap pH cairan fennentasi, viskositas cairan fermentasi, rendemen xanthan, konsentrasi biomassa, efisiensi pemanfaatan substrat dan produktivitas sel clan viskositas larutan gum yang diperoleh.

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

(150)

(151)

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160)

(161)

(162)

(163)

(164)

(165)

(166)

(167)

(168)

(169)

(170)