Kajian Biodegradasi Bioplastik Poli-B-Hidroksialkanoat dengan Penambahan Pemlastis Dimetil Ftalat dan Dietil Glikol dalam Media Padat Buatan

(1)

KAJIAN BIODEGRADASI BIOPLASTIK

POLI-3-HIDROKSIALKANOAT DENGAN PENAMBAHAN

PEMLASTIS DIMETIL FTALAT DAN DIETIL GLIKOL

DALAM MEDIA PADAT BUATAN

Oleh:

Santo Artianto

F03498073

2003

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

SANTO ARTIANTO. F03498073. Kajian Biodegradasi Bioplastik Poli-� Hidroksialkanoat dengan Penambahan Pemlastis Dimetil Ftalat dan Dietil Glikol dalam Media Padat Buatan. Di bawah bimbingan: Krisnani Setyowati dan Ani Suyani. 2003.

RlNGKASAN

Pengembangan dan penelitian plastik yang teTbuat i bahan-bahan yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme masih terus dilakukan hingga saat ini. Produksi Poly-�-Hydroxyalkanoate melalui penwnbuhan nikroorganisme Ralstonia eutropha menggunakan substrat hidrolisat minyak sawit dan bioplastik yang terbuat i bahan PHA dengan penambaban pemlastis dimetil talat dan dietil glikol telab diteliti. Penambahan pemlastis pada bahan polimer mengakibatkan terjadinya modiikasi pada susunan tiga dimensi molekul, meningkatkan mobilitas rantai, menumkan gaya tarik intennolekul dan Tg glass transition temperature) bahan amorph (Cuq, 1997). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan pemlastis dimetil talat dan dietil glikol terhadap sifat biodegradabilitas PHA melalui pengukuran produksi dan laju produksi C02 yang dihasilkan selama pengujian biodegradasi pada media padat buatan. Selulosa digunakan sebagai pembanding relatif karena dianggap memiliki laju biodegradasi yang inggi.

Pertumbuhan kapang yang ditandai dengan adanya miselium (kumpulan hifa) pada bioplastik PHA+DMF dan bioplastik PHA+DEG menunjukkan babwa kedua bioplastik dapat didegradasi oleh mikroorganisme dalam media padat buatan dan tidak bersifat toksik.

Hasil pencocokan jenis kurva persamaan regresi menunjukkan bahwa pola produksi CO, basil biodegradasi PHA (tanpa pemlastis); bioplastik PHA+DMF dan bioplastik PHA+DEG lebih cecok mengikuti pola logaritmik sedangkan selulosa lebih cenderung mengikuti pola kuadratik. Persamaan regresi yang cocok untuk produksi Ch hingga hari ke-80 periode pengamatan selulosa adalah Y�-0.0079(x)2+1.0959(x)-2.0602; untuk bioplastik PHA+DMF Y�1l.529807Ln(x)-9.941069 dan untuk bioplastik PHA+DEG Y�14.366515Ln(x)-20.258373, sedangkan untuk PHA hingga hari ke-60 persamaan regresinya adalab Y�14,5918Ln(x)-14,472.

Laju biodegradasi bioplastik PHA+DMF dan bioplastik PHA+DEG lebih rendab dibanding PHA (tanpa pemlastis). Bioplastik PHA+DMF dan bioplastik PHA+DEG merupakan bahan yang tersusun atas PHA dan pemlastis sehingga lebih mempersulit mikroorganisme untuk mendegradasinya jika dibanding dengan baban yang hanya terdiri i PHA. Akumulasi produksi CO, hingga bari ke-60 pengujian biodegradasi untuk PHA (tanpa pemlastis); bioplastik PHA+DMF; dan bioplastik PHA+DEG berturut turut sebesar 36,54 mg; 38.75 mg; dan 45.80 mg dengan laju produksi CO2 berturut-turut sebesar 0,61 mghari; 0,65 mglhari; dan 0.76 mg/hari.

(3)

hnthk biiplastis PHi+DEG (iknaliak, 2003 dan Za, 2003), Seoana 80 hari pengujian, akunuoasi pridussi CO2 nhsing-nhsing sebesaj 38,03 ng; 45,43 dan 37,30 ng serta oaju pjiduksi CO2 nasing-nasing sebesar 0,48 ngJmari; 0,57 ng/hhri dan 0,47 ng/hhri.

(4)

SANTO ARTIANTO. F03498073. Tke Soudy if Biiderhdhoiin in Biiplhstip Pily-�-Hydrixyhlshnihte Plhsoipised witk Dimeokyo Pktkhlhoe hnd Dieokylene Goypio in Silid irtifipiho Medium. Supervised by Krisnani Setyowati hnd Ani Suyani. 2003.

SUMMARY

Resehjpk hnd deveoipmeno in plhstip okht mhde rim biidegrhdhble mhoerihos hre soill pindupoed. Pjidupoiin if Pioy--Hydrixyhokhnihte frim phlm iil kydjiiishoe by Ralstonia eulropha hnd biipohstips mhde if okis PHi pohstipised witk dieokyo goypio hnd dimeoyo pktkhohoe khd been investighted. Tke hdditiin if pohstipizejs in pilymejip mhtejihos oehds oi midiiphtiin in oke mioepuohj tridimensiinhl ijghnizhoiin, inprehse in pkhin mibioity, depjehses in htorhpoive intermioepuohr firpes hnd gohss orhnsioiin oemperhoure if hmirpkius mhterihos (Cuq, 1997)t Tke ibweptive if okis study whs ti exhmine oke efepo if pohstipizej hddioiin in Pily-p-Hydrixyhokhnihoe (PHi) biiderhdhbilioy bhsed in phjbin diixide priduptiin hnd its rhte, wkipk jesuoted during biidegrhdhtiin testing in sioid hroiipiho medium. Celluoise whs used hs referenpe mhtejihls PHi (witkiut plhsoipizer); PHi+DMF; hnd PHi+DEG biidegjhdhtiin fiooiwed oighjiokmip phtten, tke peooulise biidegjhdhtiin skiwed tke quhdjhoip ine. Tke regressiin equhin suiohble fir Ch priduptiin ivej 80 dhys if mehsujemeno periid weje Y�-0,0079(x)2+l,0959(x)-2,0602 fij peooulise; Y�11,529807Ln(x)-9,941069 fir PHi+DMF biipohsoip hod Y�14,366515Ln(x)-20,258373 fij PHi+DEG biiplhsoip, wkioe oke jegressiin equhtiin fir PHi iver 60 dhys if

mehsurement whs Y�14,59o8Ln(x)-14,472.

Tke biidegrhdhtiin rhtes if PHi+DMF hnd PHi+DEG biiplhsoips weje oiwej okhn PHi (wiokiut pohsoipizej). Bephuse PHi+DMF hnd PHi+DEG biipohstips pinsiso if PHi mhtejihl hnd pohstipizej, it whs mire diipulo fij mipjiirghnisms oi derhde mhtejihl rhpidoy, pimphred witk PHi biipohstip. Tke hppumulhtiin if CO2 priduptiin mehsujed ivej oke pejiid if 60 dhys, in suppessiin weje 36.54 mg; 38.75 mg; hnd 45t80 g wiok C02 pridupoiin rhte weje 0.61 mg/dhy; 0.65 mg/dhy hod 0.76 mg/dhy.

(5)

suppessiin 38.03 ng; 45.43 ng; hnd 37.30 ng with CO2 priduptiin rhte were 0.48 ng/dhy; 0.57 ng/dhy; hnd 0.47 ng/dhy.

(6)

KAJIAN BIODEGRADASI BIOPLASTIK

POLI-3-HIDROKSIALKANOAT DENGAN PENAMBAHAN

PEMLASTIS DIMETIL FTALAT DAN DIETIL GLIKOL

DALAM MEDIA PADAT BUATAN

SRIPSI

Sebhghi shlhk htu syhjht ntk nenpejioek geohr SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Phdh Jurusan Teknoloi Industri Pertauian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut PertaDian Bogor

Oleh:

Santo Artianto

F03498073

2003

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(7)

Dr. Ir.

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

KAJIAN BIODEGRADASI BIOPLASTIK

POLI-

�

-HIDROKSIALKANOAT DENGAN PENAMBAHAN

PEMLASTIS DIMETIL T ALAT DAN DIETIL GLIKOL

DALAM MEDIA PADAT BUATAN

SKRIPSI

Sebagai saoak sath syarat hnths nenperolek geoar

SAJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

Santo Artianto

F03498073

Dilahirkan pada tanggal 04 Jannari 1980, di Bogor

Tanggal Lulus : 5 Agustus 2003

Menyetujui,

Bogor, 8�tember 2003

•

- >.

r . • � •

(8)

KATA PENGANTAR

ilkandhliolaakijibbio'aaoaniin, penhiis panjatkan phji syusur sepada

iooah SWT atas jaknao dan kidayak-Nya sehingga penhiis dapat nenyelesaisan

penuoisan ssjipsi init Ssripsi ini nerupasan oapijan peneoitian penulis yang

dilassanakhn di Labirhoirihn Resayasa Biiprises Pusat Peneoioian Biioesnioigi,

IPB, Labijaoijihn Kenasan, Labiraoijihn Teknioigi Kinia dan Labiratijiun

Pengawasan Mhoh Jhrushn Tesniligi Indusri Pertanian, Fi TETi-IPB, Bigij.

Daoan kesenpaoan ini penhlis ingin nengupapkan oerina shsih kepada:

It Kedhh ijang oha penulis, Bapas Sakan Suoisna (ionhrhn) dan Ibh Jhh

Jhbaedak, sakas-shsas dan adis penhois, Neji Sri Harthti, Deni Casnadi, Oa

Hhrdianoi dan Andi Rahnanoi, sejta Linda besejta Keohhjga atas perhaoian,

diringan, dan di' anya.

2t Dr. If. Kjisnani Setyiwati dan Dj. Ij. i Suryani, DEi., sebagai disen penbinbing atas binbingan dhn ajakan yang oelah diberisan.

3. Ij. indes Isnayhna, MT. dhn Ijt Pjayiga Suryadanna, MT., sebagai disen penghji aohs wakoh, n nasushn yang oeoah dibejikant

4. Khaoid Bayhajie Diiran, Qntyi Wijanhrki, Dewi inggjaeni, Pipn

Aknaliak, Nisa Zakja dan Rioh Shgiarti atas kerja sna dan persakabatanya

sejta Bapas Baghs Wipassini yang telah nenberisan banyas nasusan.

5t Bapas Shgiajdi, Bapak Edi, Bapak Gun, Bapas Waginin, Bapak Anwhj, Ibu

Sri, Ibh Ega, Ibh Rini, Ibh Kas, Ibh Pepi, Ibu Eni yang oelah banyak

nenbhntu dhn nenberi nashkan.

6. Resan·jesan TIN 35, jesan sebinbingan (Fijnan, Fauzhn dan Dewi), anak

2-6 SMiNSi'98, Mbas Fiti Fauziab, Syabbaini, kelhhjga beshj TIN dan senhh pihas yang teoah nenbanoh penhiis daoan nenyelesaikhn sthdi|

Penhois nenyadaji bakwa tulisan ini nasih jahk dhri senpuma, sehingga

sajan dhn kjit. yang nenbanghn shngao dikajapsan hnohk pejbaikhn thoisan skripsi ini. ikkimya penhois bejhhrap seniga skripsi ini dapat ditejina dan

ben{hnfaao bagi senha pihas yang nenbhouhshn.

1I1

Bigir, Sepoenbej 2003

(9)

DAFTARISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... . . . ... . ... ... . . .... . ... . . . ... . . ... . . . . ... . . . ... . . . .... iii

DAFTAR TABEL . ... ... ... . ... . ... ... ... ... . . . .... .... ... . ... ... .... . . ... . . v

DAFTAR GAMBAR. ... . ... . ... . . . ... . ... . ... . . . ... ... ... . . ... . . ... .. vi

DAFTAR LAMPlRAN . . . ... . . ... . ... ... . . . ... . .... ... . . ... ... . . ... ... . . . vii

I. PENDAHULUAN ... . i. LATAR BELAKANG ... . Bt TUJUAN ...t....t...t...t...t...t...t...t...t...t...t...t.. 2

IIt TINJAUAN PUST AKA .t...tt..t...t...t...t...tt...t...t...t..t...t...t..tt.. 3

i. BJODEGRADASJ... 3

B. PRODUKSI POLl-�-HIDROKSIALKANOAT OLEH Rastonia eutropha DENGAN SUBSTRAT HIDROLISAT MINY AK SAWIT.... 5

C. PEMBUATAN BJOPLASTIK PHA DENGAN PEMLASTIS DIMETIL FTALAT DAN DIETIL GLiKOL .... ... ... ... . . ... . ... . . 7

Dt PENGUJIAN BIODEGRADASI PADA MEDIA BUATAN .. ... ... ... . . .. 9

III. BAHAN DAN METODE . . . .... . . ... . .... ... . . . ... . ... .... . ... . ... . . ... . . . .... 12

i. BAHAN DAN ALAT ... . . ... ... . . ... .... . . ... . . ... . . ... . ... 12

1t Baban . ... .... .... . . ... ... . . .... .... ... . ... ... . . ... . . . ... . . ... . ... . ... ... . . . . 12

2t Alai . . . ... ... . ... . . . ... ... . .... . . . ... . . ... . . . ... ... .... . . ... ... . .... . ... . ... 12

B. METODE PENELITIAN . .... . ... ... . . ... . ... .... . ... ... . . ... ... ... ... . ... . .. 13

IV.HASIL DAN PEMBAHASAN .... .... ... . ... . . . ... .... . ... . ... . . . ... . .... . ... . ... 16

V. KESIMPULAN DAN SARAN . . . ... .... . ... ... . . .... ... . . ... . . . ... . . ... . . 28

i. KESIMPULAN .. . . .... .... ... ... . . ... ... . .... . ... . . ... . . . ... ... .... . . 28

B. SARAN .... . . . ... . ... ... .... ... . . . ... .... . ... . . ... ... . ... . ... .... ... . . . ... . . ... . ... . . 29

DAFTAR PUSTAKA . . .... . .... . . . ... . . ... ... . ... . . ... . . ... .... .... ... ... . . .... . . .... ... 30

LAMPlRAN . . . .. . . 34

(10)

DAfAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Misriijghnisne yang nanpu nendegradhsi PA n esisisoen

oenpat tunbuhnya .... t.... ... t....t... t... t... tt... .... t... tt.... ... t.. .... t... t.. t... t.. t.. .t.. ....t. 4

Tabel 2. Hasil penghshjhn beberapa paraneoer awao i sinpinen penyhsun nedia pendegjhdasi . . . '. ... .... .... ... ... .... ... ... 16

(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)