Pengaruh Konsentrasi Pemlastis Dietil Glikol Terhadap Karakteristik Bioplastik dari Polyhydroxyalkanoates (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

(1)

PENGARUH KONSENTRASI PEMLASTIS DETL GLKOL TERHADAP

KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI POLYHYDROXYAKANOATES

(PHA) YANG DHASILKAN Ralstollia eutroplta PADA SUBSTRAT

HlDROLISAT MNYAK SAWT

Olclt

NISAZARA

03498031

203

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

NSTTUT PERTANIAN BOGOR

(2)

ISA . _{F03498031. Pengaruh Konsentrasi Pemlastis Dietil G1ikol Terhadap} Karakteristik Bioplastik dari PolyhYdroxyalkanoates (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit. Di bawah bimbingan:

Endang Gumbira Sa'id. da.'l Khaswar Syamsu. 2003

RINGKASAN

PHA (Poli-p-hydrosialanoates) merupakan salah satu altemaif komponen piastik yang dapat didegradasi secara biologis. PHA terbentuk secara alamiah, merupakan sumber karbon intraseluler dan cadangan eneIji yang terakumulasi dalam sejumlah strain bakteri. Selain itll, PHA sebagai suatu polimer memiliki kekuatan dan kekerasan yang baik, resisten terhadap kelembaban dan memiliki penneabilitas O2 yang sangat rendah. Berdasarkan sifat PHA tersebut, maka PHA merupakan komponen penting dalam pemhuatan bioplastik. Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi pemlastis dietil glikol (DEG) yang ditambahkan pada saat pembuatan bioplastik dari PHA yang dihasilkan oleh Ralstonia eutropha dengan menggunakan hidrolisat minyak sawit sebagai sumber karbon. Selain itu juga untuk mengetahui karakteristik bioplastik yang dihasilkan akibat variasi konsentrasi pemlastis yang digunakan.

Hidrolisat minyak sawit diperoleh melalui proses hidrolisa enzimatis terhadap minyak sawit menggunakan lipase. Proses kultivasi dilakukan selama tujuh hari dan parameter yang diukur adalah pH selama kultivasi, OD n biomassa. PHA yang diperoleh merupakan bahan dasar bioplastik. Konsentrasi pemlastis yang ditambahkan adalah 10%, 15% dan 20% dan PHA tanpa pemlastis dibuat sebagai kontrol.

Berdasarkan hasil uji terhadap hidrolisat minyak sawit diperoleh persentase hidrolisa sebesar 77.031. bilangan asam hidrolisa 162.391 dan bilangan penyabunan 206.535. Nilai absorbansi cairan kultivasi selama kultivasi berada pada kisaran 0.0795-1.\01 dan menunjukkan bahw. bakteri mengalami pol. pertumbuhan diauksik. PHA yang diperoleh sebesar 0.397 gliiter. Karakterisasi PHA diln dengan cara mengukur titik leleh (Tm) PHA n analisis gugus fungsinya. Polimer PHA yang dihasiIkan Ralstonia eutropha dengan subsrat hidolisat minyak sawit sebagai sumber krbon bersifat semiristalin dengan derajat kristalinitas yang keil (2.88%).

(3)

Berdasarkan hasil uji FTIR terhadap sampel PHA mumi terdeteksi adanya gugus OH bebas(pada bilangan gelombang 3100-3500 em-I) dan gugus ester butirat (-CH,-CO-O-R) (bilangan gelombang 1375-1445 em-I, 1265-1345 em-I, n 1055-1160 em-I). Penambahan pemlastis DEG meningkatkan persentase- transmisi inra merah· pada gugus OH bebas polimer. yaitu pada penambahan DEG 10%, penambahan DEG 15%, sedangkan pada penambahan DEG 20% tida. terdeteksi adanya gugus OH bebas pada sampel. Hal tersebut menunjukan bahwa teIjadi pengurangan intensitas ikatan gugus OH bebas akibat terbentucnya ikatan hidrogen antara gugus OH pada rantai polimer PHA dengan pemlastis DEG. Tebentuknya ikatan hidrogen antara polimer PHA dengan molekul pemlastis dapat meningkatkan fleksibilitas bioplastik yang dihasilkan.

(4)

NISA ZHA. F03498031. Effcts of Different Concentration of Diethylene Glycol as Plastisizer on Bioplastic Properties Made From Polyhydroxyalkanotaes (PHAs) Cultivatd by Ralstonia eutropha Using Palm Oil Hydrolysate as The Carbon Source Substrate. Academic Supervisor: Endang Gumbira Sa'id. And khaswar Syamsu. 2003.

SUMMARY

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are intracellular carbon and energy reserve materials that are accumulated by a variety of microorganisms under certain unbalanced growth conditions. PHAs posses thennoplastic or elastomeric properties depending on the monomer composition and are completely biodegradable when they are disposed. They have been considered good candidates for biodegradable polimers. A majour problem in commercialization of PHAs as subsitutes for conventional petrochemical-based polymers is the high production cost of these compounds.

The aim of this study was to investigate the effects of adding different concentration of plastisizer (Diethylene Glycol) on the physical properties of bioplastics made from PHAs. PHAs were obtained by Ralstonia eutropha cultivation using palm oil hydrolysate as the carbon source. Palm oil is considered as a cheaper substrate for PHAs cultivation. especially in Indonesia. Palm oil hydrolisate was produced by enzimatic process using lipase zyme. PHAs as the raw material of bioplastic were produced in a 15 liters and 60 liters capacity bioreactors for seven days. PHAs were isolated by three steps centiugation and purified by solvent extraction methode using chlorofonn as the solvent. Bioplastic ilms were fonned by solvent-east-ilm methode. Different concenration (10%. 15%. and 20%) of Diethylene Glycol (DEG) as plastisizer were added to the solution. Effcts of adding different concentration of DEG were analizd by detennining bioplastic's crystalinity, density and structural compotition analysis. Deree of crystalization were investigated by RD (X Ray Diractometer), and chemical sructure compotition analysis were investigated by FTIR (Fourir Transfonn Infra Red Spectroscopy).

(5)

(6)

KARAKTERISTIK BIOPLASTK DARI POLYHYDROXYAKANOATES

(PHA) YANG DHASLKAN Ralsonia eutrpt. PADA SUBSTRAT

HDROLISAT MNYAK SAWT

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoieh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknologi Industi Pelt3nian, Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Peltanian Bogor

Oleh

NISAZARA

F03498031

2003

FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN

NSTITUT PERT ANIAN BOGOR

(7)

NSTITIT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

KARAKTERISTK BIOPLASTIK DARI POLYHYDROYALKANOATES

(PHA) YANG DIHASILKAN Ralstonia eutropha PADA SUBSTIAT

HIDROLISAT MINYAK SAWIT

Dosen

SKRPSI

Sebagai salah sat u syarat UDtuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Te�ologi Industri Pertanian,

Fakutas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh

NISARA

F03498031

Dilahirkan pada tanggal 29 November 1980

di Bogor

Tangga11u1us:

15 lanuari 2003

(8)

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur kehadiral Allah SWT yang lelah melimpahkan rahmal n karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan sripsi ini. Skripsi i _disusun berdasarkan hasil penelilian yang diln selama bulan Februari-Desember 2002 di Laboratorium Jurusan Tenologi Indusri Pertanian, FATETA, PB; Laboratorium Rekayasa Bioproses, PAU; dan Laboratorium Mirobiologi i Balai Penelitian Bioteknologi. dosen pembimbing yang seialu membimbing selama penelitian dan penyusunan sripsi.

3. Ir. Andes Ismayana, MT. sebagai dosen penguji.

4. Dr. r. Ani Suryani, DEA., dan Pak Bagus Wicaksono yang telah banyak memberi masukan pada penulis.

5. Prayoga Suryadarman, STp, Msi. atas konsultasinya dan Dr.Zainal Alin Mas'ud, DEA., dosen jurusan kinia IPB yang telah menberi masukan yang sangat berarti pada penulis.

6. Popi Akmaliah, Rita Sugiarti, Dewi Anggraeni, Quatantyo, Santo Artyanto dan Khalid Bayu A atas keja sana dan persahabatannya.

7. Ibu Asni Ulfah, Bapak Zahridin, Bapak Soyan Hadi dan Thu Wina Herwina. 8. Bapak Lalu, Ibu Rasti, Ibu Titi Tengtrero, dan staf Balai Penelitian Bioteknologi

yang telah menbantu dalam menyelesaikan penelitian ini.

(9)

11. Rekan-rekan TN 35 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan studio

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan sripsi" ini. Namun demikian, semoga sripsi ini dapat bennanfaat bagi pembaca yang memerlukannya.

(10)

DATARISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... III

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GABAR ... viii

DAFTAR LAMPRAN ... x

1. PEDLUN ... I A. LATAR BELAKANG ... I B. TUJUN... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. POLYHYDROXYALKANOATES (PHA)... 4

B. Ralstonia utropha... 5

C. HIDROLISAT Y . SA WIT SEBAGAI SUBSTRAT KULTIV ASI MIKROBIAL ... 6

D. TEORJ KULTIVASI MIKROBIAL... ... 8

E. FILM PHA... 10

F. PEMLASTIS DIETIL GLIKOL ... II G. KARAKTERJSTIK KEMASAN BIOPLASTIK ... 12

II. BAHAN DAN METODE PENELITIAN... 14

A. BAHAN DAN ALAT ... 14

B. METODE PENELITlAN... 16

1. Penyiapan Bahan Baku ... 17

a. Pembuatan Hidrolisat Minyak Sawit ... 17

b. Produksi PHA ... ... ... ... ... ... 18

(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)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)