SIFAT FISIKOKIMIAWI SELULOSA PRODUKSI ISOLAT BAKTERI
Gluconacetobacter xylinus
.5(3$'$0(72'()(50(17$6,%(5%('$
Physicochemical Properties of Cellulose Produced by Bacterial Isolate Gluconacetobacter
xylinus KRE-65 in Different Fermentation Methods
Sarkono
1,3, Sukarti Moeljopawiro
1, Bambang Setiaji
2, Langkah Sembiring
113URJUDP3DVFDVDUMDQD)DNXOWDV%LRORJL8QLYHUVLWDV*DGMDK0DGD-O7HNQLND6HODWDQ6HNLS8WDUD<RJ\DNDUWD -XUXVDQ.LPLD)DNXOWDV0DWHPDWLNDGDQ,OPX3HQJHWDKXDQ$ODP8QLYHUVLWDV*DGMDK0DGD6HNLS8WDUD<RJ\DNDUWD
3-XUXVDQ%LRORJL)DNXOWDV0DWHPDWLNDGDQ,OPX3HQJHWDKXDQ$ODP8QLYHUVLWDV0DWDUDP
-O0DMDSDKLW0DWDUDP1XVD7HQJJDUD%DUDW Email: sarkonobiologi@gmail.com
ABSTRAK
6LIDW ¿VLNRNLPLDZL VHOXORVD \DQJ GLKDVLONDQ ROHK VWUDLQ ORNDO EDNWHULGluconacetobacter xylinus .5( GHQJDQ
PHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLIWHODKGLWHOLWL3URGXNVLVHOXORVDROHKG. xylinus.5(GLODNXNDQGDODPPHGLD
GDVDUDLUNHODSDGHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLI6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQVHODQMXWQ\DGLEDQGLQJNDQEHUDW NHULQJEHQWXNPRUIRORJLGDQVLIDW¿VLNRNLPLDZLQ\DPHQJJXQDNDQPHWRGH6(0;5'GDQ)7,5+DVLOSHQHOLWLDQ PHQXQMXNNDQEDKZDG. xylinus.5(PHQJKDVLONDQVHOXORVDOHELKWLQJJLSDGDPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGLEDQGLQJNDQ
IHUPHQWDVL DJLWDWLI 0HWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EDNWHUL \DQJ EHUEHQWXN OHPEDUDQ VHGDQJNDQ IHUPHQWDVLDJLWDWLIPHQJKDVLONDQVHOXORVD\DQJWHUSHFDKSHFDKGHQJDQEHQWXNGRPLQDQEXODW3HQJDPDWDQVWUXNWXU SHUPXNDDQ VHOXORVD EDNWHUL GHQJDQ 6(0 PHPSHUOLKDWNDQ EDKZD PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD GHQJDQDQ\DPDQPLNUR¿EULO\DQJSDGDWVHGDQJNDQIHUPHQWDVLDJLWDWLIPHQ\HEDENDQWHUMDGLQ\DSHUXEDKDQVWUXNWXU SHUPXNDDQ\DLWXPHORQJJDUQ\DDQ\DPDQPLNUR¿EULOGDQWHUEHQWXNQ\DSRULSRUL\DQJOHELKEHVDUGDQOHELKEDQ\DN 'HUDMDW NULVWDOLQLWDV VHOXORVD EDNWHUL GHQJDQ DQDOLVLV ;5' SDGD PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV VHEHVDU IHUPHQWDVL DJLWDWLIUSPVHEHVDUGDQIHUPHQWDVLUSPVHEHVDU6SHNWUD)7,5PHQJLQGLNDVLNDQEDKZDSHOLNHO yang dihasilkan oleh G. xylinus.5(SDGDNHGXDPHWRGHIHUPHQWDVLWHUVHEXWPHUXSDNDQVHOXORVD6HOXORVD\DQJ
GLKDVLONDQGDULIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLIPHPSXQ\DLVLIDW¿VLNRNLPLDZL\DQJEHUEHGDVHKLQJJDGDSDWGLWHUDSNDQ GDODPDSOLNDVL\DQJEHUEHGDVHVXDLGHQJDQVLIDW¿VLNRNLPLDZL\DQJGLEXWXKNDQ
Kata kunci: Gluconacetobacter xylinusVHOXORVDEDNWHULIHUPHQWDVLVWDWLVIHUPHQWDVLDJLWDWLI
ABSTRACT
3K\VLFRFKHPLFDOSURSHUWLHVRIFHOOXORVHSURGXFHGE\ORFDOEDFWHULDOVWUDLQGluconacetobacter xylinus.5(E\VWDWLF
DQGDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQPHWKRGVZDVVWXGLHG&HOOXORVHSURGXFWLRQE\G. xylinus.5(ZDVFDUULHGRXWLQFRFRQXW
EDVH PHGLXP ZLWK VWDWLF DQG DJLWDWHG IHUPHQWDWLRQ PHWKRGV7KHGU\ ZHLJKW PRUSKRORJLFDO DQG SK\VLFRFKHPLFDO SURSHUWLHVRIEDFWHULDOFHOOXORVHZHUHFRPSDUHGEDVHGRQ6(0;5'DQG)7,5DQDO\VHV7KHUHVXOWVVKRZHGWKDWWKH
G. xylinus.5(LQWKHVWDWLFIHUPHQWDWLRQSURGXFHGFHOOXORVHKLJKHUWKDQDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQ6WDWLFIHUPHQWDWLRQ
PHWKRGSURGXFHGEDFWHULDOFHOOXORVHLQWKHVKHHWVIRUPZKLOHDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQSURGXFHGIUDJPHQWHGFHOOXORVHZLWK SUHGRPLQDQWO\VSKHULFDOVKDSH7KHREVHUYDWLRQRIWKHVXUIDFHVWUXFWXUHRIEDFWHULDOFHOOXORVHE\6(0VKRZHGWKDWWKH VWDWLFIHUPHQWDWLRQPHWKRGJHQHUDWHGZRYHQGHQVHO\FHOOXORVHPLFUR¿EULOVZKLOHDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQVLJQL¿FDQWO\ FKDQJHGWKHVXUIDFHVWUXFWXUHQDPHO\ZRYHQPLFUR¿EULOVEHFRPHPRUHORRVHZLWKIRUPHGODUJHUDQGKLJKHUQXPEHU RISRUHV7KHGHJUHHRIFU\VWDOOLQLW\RIEDFWHULDOFHOOXORVHE\;5'DQDO\VLVLQVWDWLFIHUPHQWDWLRQZDVDJLWDWHG IHUPHQWDWLRQDWUSPZDVDQGDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQDWUSPZDV)7,5VSHFWUDLQGLFDWHGWKDWWKH pellicles produced by G. xylinus.5(ZLWKVWDWLFDQGDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQZHUHIRXQGDVFHOOXORVH&HOOXORVH
SURGXFHGIURPERWKIHUPHQWDWLRQPHWKRGVVKRZHGGLIIHUHQWSK\VLFRFKHPLFDOSURSHUWLHVWKHUHIRUHWKH\FDQEHDSSOLHG IRUGLIIHUHQWSXUSRVHVLQDFFRUGLQJO\
PENDAHULUAN
6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQROHKEDNWHULGluconacetobacter xylinus berbeda dan memiliki keunggulan dibandingkan
VHOXORVDWXPEXKDQ6DQWD0DULDGNNWHUXWDPDNDUHQD kemurnian struktur kimianya yang bebas dari lignin dan KHPLVHOXORVD %URZQ -U GNN %LHOHFNL GNN 0ROHNXO Velulosa bakteri berukuran nano dengan ketebalan SLWDQPVDPSDLQPGDQSDQMDQJQPVDPSDLQP =DDUGHQJDQGHUDMDWSROLPHULVDVLEHUNLVDUDQWDUD VDPSDL-RQDVGDQ)DUDKEDKNDQGDSDWPHQFDSDL :DWDQDEH GNN 6HODLQ NHPXUQLDQQ\D selulosa bakteri mempunyai kelebihan lain yakni indeks kristanilitas, derajat polimerisasi, daya regang dan daya serap DLU\DQJWLQJJL6KRGDGDQ6XJDQD&KDZODGNN,
sehingga lebih berpotensi sebagai bahan baku biomaterial dalam berbagai industri. Keunggulan yang dimiliki selulosa bakteri telah menarik minat banyak peneliti untuk menerapkannya pada berbagai aplikasi seperti pembuatan NHUWDV1LVKLGNNPHPEUDQ6KLEDVKDNLGNN Iguchi dkk.,LQGXVWULPDNDQDQ0LUDQGDGNN
dan sebagai biomaterial untuk aplikasi pengobatan khususnya VHEDJDLSHQXWXSOXND&LHQFKDQVND
Produksi selulosa pada bakteri dipengaruhi oleh EHEHUDSD IDNWRU \DNQL VWUDLQ EDNWHUL PHWRGH IHUPHQWDVL 6DUNRQR GNN PHGLXP SHUWXPEXKDQ NRQGLVL OLQJNXQJDQ GDQ SHPEHQWXNDQ SURGXN VDPSLQJDQ &KDZOD GNN0HWRGHSURGXNVLVHOXORVD\DQJELDVDGLJXQDNDQ GDODPVNDODLQGXVWUL\DLWXPHWRGHSURGXNVLVWDWLV/HH GDQ DJLWDWLI 7VXFKLGD GDQ <RVKLQDJD /HH 0HQXUXW /HH GDQ 7VXFKLGD GDQ <RVKLQDJD PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV GHQJDQ VXPEHU NDUERQ JOXNRVD dapat menurun produksinya disebabkan terbentuknya DVDP JOXNRQLN 6HPHQWDUD LWX IHUPHQWDVL DJLWDWLI GDSDW menurunkan produksi selulosa karena berkaitan erat dengan PXQFXOQ\D PXWDQ QHJDWLI /HH 7DQWUDWLDQ GNN &KHQJGDQ&DWFKPDUN\DQJWLGDNPHPSXQ\DL NHPDPSXDQPHQJKDVLONDQVHOXORVD0HWRGHIHUPHQWDVLDWDX NRQGLVL NXOWXU MXJD VDQJDW EHUSHQJDUXK WHUKDGDS PRUIRORJL makroskopik selulosa bakteri yang dihasilkan (Watanabe GNN <DPDQDND GNN 3HUEHGDDQ PRUIRORJL VHOXORVD VWDWLV GDQ DJLWDWLI EHUSHQJDUXK WHUKDGDS YDULDVL derajat kristalinitas dan perbedaan ukuran kristal (Watanabe GNN 'HQJDQ GHPLNLDQ GDODP XSD\D SHQLQJNDWDQ SURGXNWLYLWDVVHOXORVDEDNWHULVDODKVDWXKDO\DQJPHQGDVDU DGDODK GLODNXNDQQ\D HNVSORUDVL VHFDUD WHUXVPHQHUXV XQWXN mendapatkan keanekaragaman strain bakteri penghasil selulosa potensial dari berbagai habitat alami.
Penelitian sebelumnya mendapatkan beberapa strain bakteri penghasil selulosa potensial di antaranya adalah strain
G. xylinus KRE 65. Isolat baru perlu diuji kemampuannya
GDODP PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EDLN SDGD DVSHN NXDQWLWDWLI PDXSXQNXDOLWDWLIQ\D$VSHNNXDOLWDWLI\DQJSHUOXGLSHUKDWLNDQ GL DQWDUDQ\D DGDODK NDUDNWHU ¿VLNRNLPLDZL VHOXORVD \DQJ dihasilkan karena berhubungan langsung dengan potensinya sebagai bahan baku biomaterial dalam industri.
Pada penelitian ini dikaji perbandingan kemampuan SURGXNVL EHQWXN PRUIRORJL GDQ VLIDW ¿VLNRNLPLD VHOXORVD \DQJGLKDVLONDQSDGDPHWRGHIHUPHQWDVL\DQJEHUEHGDROHK isolat bakteri G. xylinus .5( \DQJ PHUXSDNDQ VWUDLQ
baru hasil isolasi dari inokulum nata di daerah Kretek Bantul Yogyakarta. Perlakuan yang diuji adalah perbedaan metode IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI GDODP PHGLXP berbahan dasar air kelapa.
METODE PENELITIAN
Mikrobia
0LNURELD\DQJGLJXQDNDQGDODPSHQHOLWLDQLQLDGDODK isolat bakteri asam asetat G. xylinus.5( yang merupakan
strain baru penghasil selulosa potensial, diisolasi dari inokulum pada sentra industri nata di Kretek Bantul Yogyakarta, Indonesia. Kemampuan produksi selulosa tertinggi yang SHUQDKGLFDSDLLVRODWLQLDGDODKVHEHVDUJPO SDGD PHGLXP SURGXNVL EHUEDVLV DLU NHODSD GDQ ± JPOpada medium standar Hestrin Schramm+6
Media dan Kondisi Kultur
0HGLXP SHUWXPEXKDQ \DQJ GLJXQDNDQ XQWXN menumbuhkan isolat G. xylinus .5( DGDODKmedium
VWDQGDU +6 FDLU \DQJ WHUVXVXQ GDUL 'JOXNRVD EY
3HSWRQEYYeast extractEY1D+32
EYGDQDVDPVLWUDWEY0HGLXPSURGXNVL\DQJ digunakan adalah media dasar air kelapa dengan suplementasi VXPEHU NDUERQ EY VXPEHU QLWURJHQ EY GDQ asam asetat glasial untuk mengkondisikan keasaman medium.
Produksi dan Pemanenan Selulosa Bakteri
Dalam penelitian ini digunakan medium produksi berbahan dasar air kelapa dengan penambahan sumber NDUERQ JXOD SDVLU EY VXPEHU QLWURJHQ DPPRQLXP VXOIDW EY GDQ S+ GDODP VNDOD SURGXNVL PO 8QWXN PHQJNRQGLVLNDQ S+ GLJXQDNDQ DVDP DVHWDW JODVLDO 6terilisasi medium dilakukan dengan DXWRNODI SDGD VXKX & SDGD WHNDQDQ DWP VHODPD 5 menit. 6HODQMXWQ\D PHGLXPSURGXNVLGLLQRNXODVLGHQJDQVWDUWHUVHEDQ\DN YY NHPXGLDQ GLLQNXEDVL SDGD VXKX & VHODPD KDUL GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVDJLWDWLIUSPDJLWDWLI USPGDQDJLWDWLIUSP
(\DLWXJel selulosa bakteri dipanen dan dibersihkan dengan air dingin untuk membersihkan sisa medium, selanjutnya direbus dalam air mendidih selama kurang OHELK PHQLW 6HWHODK LWX GLFXFL GHQJDQ DLU PHQJDOLU GLNHULQJDQJLQNDQ GDQ NHPXGLDQ GLNHULQJNDQ GHQJDQ RYHQ pada suhu 6& KLQJJD EHUDWQ\D NRQVWDQ 6HODQMXWQ\D ditimbang sebagai berat kering selulosa.
Penentuan Struktur Permukaan Selulosa Bakteri dengan SEM
Pengamatan struktur permukaan selulosa bakteri pada PDVLQJPDVLQJ SHUODNXDQ GLJXQDNDQ Scanning Electron Microscope 6(06DPSHO¿OPVHOXORVDEDNWHULGLNHULQJNDQ
KLQJJDEHUDWQ\DNRQVWDQ6HODQMXWQ\DGLLULVNHFLOVHNLWDU cm dan ditempatkan dalam specimen holder dan dilapisi
GHQJDQORJDPHPDVVHWHEDOcNHPXGLDQGLDPDWLGHQJDQ LQVWUXPHQ 6(0 -(2/ WLSH -60/$ *DPEDU GLDPELO GHQJDQNHNXDWDQWHJDQJDQNYGDQSHUEHVDUDQNDOL
Pengukuran Kristalinitas dengan X-ray Difraktometri
;5'
6DPSHO ¿OP WLSLV VHOXORVD EDNWHUL GLSUHSDUDVL berdasarkan metode yang dikembangkan oleh Kai dan Keshk 'LIUDNWRJUDPGDULVDPSHOGLUHNDPSDGDWHPSHUDWXU UXDQJ GHQJDQ 6+,0$'=8 VHUL ;5' 0D[LPD; PHQJJXQDNDQUDGLDVL1L¿OWHUHG&X.ĮȜ ǖ7HJDQJDQ GDQ DUXV \DQJ GLSDNDL PDVLQJPDVLQJ .Y GDQ P$ 'DWDGLIUDNVLGLDPELOSDGDscan rangeVXGXWș VDPSDL
30 derajat, scan mode kontinyu, scan speedGHUDMDWSHU
menit dan sampling pitchGHUDMDW.ULVWDOLQLWDVGLKLWXQJ
GDULGDWDLQWHQVLWDVGLIUDNVLPHQJJXQDNDQPHWRGH6HJDOGNN GHQJDQUXPXVLQGHNVNULVWDOLQLWDV&U, ,,am I , DGDODK LQWHQVLWDV PDNVLPXP GDUL GLIUDNVL NLVLNLVL sedangkan Iam adalah intensitas pada sudutș
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
$QDOLVLV JXJXV IXQJVL GLODNXNDQ WHUKDGDS VHOXORVD standar Carboxy Methyl Cellulose (CMC) dan sampel
selulosa yang diproduksi oleh isolat G. xylinus KRE 65
dengan menggunakan alat Fourier Transform Infra Red
)7,56+,0$'=83&SDGDELODQJDQJHORPEDQJ cmVDPSDLFP.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3URGXNVL6HOXORVDROHK,VRODW%DNWHUL$VDP$VHWDW.5(
Produksi selulosa oleh isolat G. xylinus .5(
GLSHQJDUXKL ROHK PHWRGH IHUPHQWDVL \DQJ GLJXQDNDQ *DPEDU 3URGXNVL VHOXORVD GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLVIHUPHQWDVLDJLWDWLIGHQJDQNHFHSDWDQUSPDJLWDWLI
USPGDQDJLWDWLIUSPEHUWXUXWWXUXWDGDODKVHEHVDU ±0 J PO ±0 J PO ±0 J ml dan 0,10±0,JPO3DGDNHWLJDSHUODNXDQDJLWDVL isolat G. xylinus.5(PHQXQMXNNDQSHQXUXQDQSURGXNVL
VHOXORVD\DQJWDMDPGLEDQGLQJNDQIHUPHQWDVLVWDWLV+DOLQL PHQMHODVNDQ EDKZD SURGXNVL VHOXORVD SDGD LVRODW LQL OHELK RSWLPXPGLODNXNDQSDGDNRQGLVLIHUPHQWDVLVWDWLV xylinus.5(GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLI
Produksi selulosa pada bakteri tidak hanya bergantung kepada jenis bakteri yang digunakan, tetapi juga dipengaruhi ROHK PHWRGH SURGXNVL \DQJ GLSDNDL 6HODPD LQL GLNHQDO ada dua metode produksi selulosa bakteri, yaitu metode IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLI 0HVNLSXQ PHWRGH IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQLQJNDWNDQ GLIXVL RNVLJHQ NH GDODP PHGLD IHUPHQWDVL SURVHV DJLWDVL GDSDW PHQ\HEDENDQ PXQFXOQ\D sel mutan yang kehilangan kemampuan untuk memproduksi selulosa (Cel VHKLQJJD PHQ\HEDENDQ SHQXUXQDQ SURGXNVL
selulosa secara keseluruhan (Yeo dkk., 3DGD NXOWXU
DJLWDWLIGHQJDQDHUDVL\DQJFXNXSGDQVHUDJDPSDGDVHOXUXK bagian media cair menyebabkan pemunculan secara spontan sel Cel yang tidak menghasilkan selulosa, yang kemudian
PHQGRPLQDVL SRSXODVL .U\VW\QRZLF] GNN 'HQJDQ demikian, proses aerasi pada media kultur dengan perlakuan DJLWDVL GLGXJD PHQMDGL IDNWRU SHQ\HOHNVL \DQJ PHQHNDQ pertumbuhan sel penghasil selulosa (Cel+
Morfologi Selulosa Bakteri
Produksi selulosa bakteri oleh isolat G. xylinus
PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EHUEHQWXN EXODW &]DMD GNN
6XZDQQDSLQXQW GNN 0HQXUXW .U\VW\QRZLF] GNN SDGDNXOWXUVWDWLVDNDQWHUEHQWXNOHPEDUDQVHOXORVD berbentuk seperti tikar dan bertekstur seperti gelatin di SHUPXNDDQPHGLDELDNDQFDLU\DQJGLGDODPQ\DWHUGDSDWVHO sel bakteri yang terperangkap dalam jaringan serat selulosa. 3DGDNRQGLVLNXOWXUDJLWDWLISHOLNHOOHPEDUDQWLGDNWHUEHQWXN dan selulosa berbentuk butiran yang tidak teratur dan untaian serat.
WHUEHQWXNQ\D DQ\DPDQ PLNUR¿EULO PHQMDGL DQ\DPDQ \DQJ WHUDWXU$JLWDVLVHFDUDWHUXVPHQHUXVSDGDPHGLDIHUPHQWDVL menyebabkan pita selulosa merenggang sehingga terbentuk SRULSRUL\DQJOHELKEHVDU
Indeks Kristalinitas Selulosa Bakteri
'LIUDNWRJUDP ;5' VHOXORVD EDNWHUL \DQJ GLSURGXNVL GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLIGLVDMLNDQSDGD JDPEDU
1cm
D
FP
E
*DPEDU 0RUIRORJLVHOXORVD\DQJGLKDVLONDQROHKLVRODWG. xylinus.5(
D OHPEDUDQ VHOXORVD GDUL IHUPHQWDVL VWDWLV E EXWLUDQ VHOXORVDEHUEHQWXNEXODWGDULIHUPHQWDVLDJLWDWLI
+DVLOSHQJDPDWDQVWUXNWXUSHUPXNDDQVHOXORVDEDNWHUL GHQJDQPHWRGH6(0PHPSHUOLKDWNDQEDKZDVHOXORVD\DQJ dihasilkan oleh isolat G. xylinus.5(PHUXSDNDQDQ\DPDQ
SLWD PLNUR¿EULO 6HOXORVD \DQJ GLKDVLONDQ GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHPSHUOLKDWNDQ DQ\DPDQ PLNUR¿EULO \DQJ SDGDW 3HUXEDKDQ PHWRGH IHUPHQWDVL GDUL VWDWLV PHQMDGL DJLWDWLI PHQ\HEDENDQ VWUXNWXU SHUPXNDDQ VHOXORVD mengalami perubahan, yaitu terjadinya perenggangan DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD GDQ WHUEHQWXNQ\D SRUL \DQJ OHELKEHVDUGDQOHELKEDQ\DNGLDQWDUDDQ\DPDQPLNUR¿EULO VHOXORVD*DPEDU
*DPEDU6WUXNWXUSHUPXNDDQVHOXORVDEDNWHULKDVLOIHUPHQWDVLVWDWLVGDQ DJLWDWLIROHKLVRODWG. xylinus.5($IHUPHQWDVLVWDWLVGDQ
%IHUPHQWDVLDJLWDWLI
0HUHQJJDQJQ\D DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD SDGD PHWRGH IHUPHQWDVL DJLWDWLI GDSDW GLIDKDPL NDUHQD DJLWDVL \DQJGLEHULNDQVHODPDSURVHVIHUPHQWDVLVDQJDWPHQJJDQJJX
EDU
*DPEDU3ROD GLIUDNVL VLQDU ; VHOXORVD EDNWHUL \DQJ GLVLQWHVLV ROHK
isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL EHUEHGD
D IHUPHQWDVL VWDWLV E IHUPHQWDVL DJLWDWLI USP GDQ F IHUPHQWDVLDJLWDWLIUSP
3RODGLIUDNVLVLQDU;VHOXORVDEDNWHUL\DQJGLSURGXNVL oleh isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL
VWDWLVPHPSHUOLKDWNDQWLJDSXQFDNWHUNXDWSDGDVXGXWș 56ooGDQo GHQJDQLQGHNVNULVWDOLQLWDV3DGD
VHOXORVD\DQJGLSURGXNVLGHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLDJLWDWLI 100 rpm memperlihatkan tiga puncak terkuat pada sudut ș: oo, dan o dengan indeks kristalinitas
VHEHVDU3DGDSHUODNXDQPHWRGHIHUPHQWDVLDJLWDWLI USPWLJDSXQFDNWHUNXDWGLSHUOLKDWNDQSDGDVXGXWșo
oGDQo GHQJDQLQGHNVNULVWDOLQLWDV+DOLQL
PHQXQMXNNDQEDKZDDGDQ\DDJLWDVLPHPSHQJDUXKLEHVDUQ\D GDHUDK NULVWDOLQ GDQ DPRUI SDGD VHOXORVD \DQJ WHUEHQWXN 3URVHV DJLWDVL VHODPD IHUPHQWDVL PHQXUXQNDQ MXPODK GDHUDK NULVWDOLQ GDQ PHQLQJNDWNDQ MXPODK GDHUDK DPRUI pada selulosa yang terbentuk sehingga menurunkan derajat kristalinitas selulosa.
GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVPHPLONLLQGHNVNULVWDOLQLWDV OHELKWLQJJLELODGLEDQGLQJNDQGHQJDQVHOXORVDGDULIHUPHQWDVL DJLWDWLI 3URVHV DJLWDVL GHQJDQ SHQJJRMRJDQ VHODPD IHUPHQWDVLPHQ\HEDENDQLNDWDQKLGURJHQDQWDUDPLNUR¿EULO EHUNXUDQJ GDQ EHUDNLEDW WHUKDGDS SDQMDQJ PLNUR¿EULO \DQJ WHUEHQWXN%HUNXUDQJQ\DLNDWDQKLGURJHQDQWDUDPLNUR¿EULO LQLEHUDNLEDWWHUKDGDSUHQGDKQ\DLQGHNVNULVWDOLQLWDV0RRQ GNN6HPDNLQWLQJJLLQGHNVNULVWDOLQLWDVPDNDVHPDNLQ WLQJJLNHNXDWDQWDULNVHUDW/LXGNN-RQMDQNLDWGNN
3UR¿O*XJXV)XQJVL
6SHNWUXP )7,5pada produk selulosa bakteri yang dihasilkan oleh isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH
IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLIdibaca pada rentang panjang JHORPEDQJFP*DPEDU
3DGD*DPEDUWHUOLKDWEDKZDVSHNWUXPFTIR material selulosa bakteri yang dihasilkan oleh isolat G. xylinus.5(
GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHPLOLNL NHVDPDDQ spektrum dengan selulosa standar Carboxy Methyl Cellulose
&0& \DQJ GLDQDOLVLV EHUVDPD VDPSHO +DO WHUVHEXW PHQMHODVNDQEDKZDJXJXVIXQJVL\DQJWHUGDSDWSDGDPDWHULDO selulosa bakteri dalam penelitian ini mempunyai kemiripan GHQJDQ JXJXV IXQJVL \DQJ WHUGDSDW SDGD VSHNWUXP &0& 6HKLQJJD GDSDW GLQ\DWDNDQ EDKZD PDWHULDO SHOLNHO \DQJ dihasilkan oleh isolat G. xylinus.5(DGDODKPHUXSDNDQ
selulosa.
0DWHULDO VHOXORVD GDUL LVRODW G. xylinus .5(
GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHPSHUOLKDWNDQ SXQFDN puncak yang khas. Yakni pada daerah bilangan gelombang FPWHUGHWHNVLYLEUDVLXOXUJXJXVIXQJVL±2+GDQ
GLSHUNXDW GHQJDQ DGDQ\D YLEUDVL OHQWXU GDUL LNDWDQ WXQJJDO &2GDULHWHUXQWXNSLWDVHUDSDQFXNXSNXDWSDGDELODQJDQ gelombang 1033,85 cm ELODQJDQ JHORPEDQJ
cm PHQXQMXNNDQ DGDQ\D YLEUDVL WHNXN &+ DOLIDWLN \DQJ
GLSHUNXDW GHQJDQ YLEUDVL SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJ VHNLWDU ± FP YLEUDVL SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJ
FP menunjukkan adanya cincin siklis lingkar enam
GDUL PRQRPHU JOXNRVD \DLWX SLUDQ YLEUDVL SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJ FP \DQJ PHQXQMXNNDQ DGDQ\D &2&
untuk ȕJOLNRVLGLN. *XJXV IXQJVLJXJXV IXQJVL \DQJ
*DPEDU 6SHNWUDLQIUDPHUDKCarboxy Methyl Cellulose(CMC)GDQVHOXORVDEDNWHULD&0&EVHOXORVDGDUL
WHUEDFDSDGDVSHNWUXP&0&MXJDPHQXQMXNNDQDGD\DJXJXV IXQJVL 2+ SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJcm JXJXV
& 2NDUERQLOSDGDELODQJDQJHORPEDQJcm yang
GLSHUNXDW GHQJDQ DGDQ\D YLEUDVL WHNXN XQWXN &+ DOLIDWLN pada bilangan gelombang cm dan sekitar 1319,31 cm, serta &2& XQWXN ȕJOLNRVLGLN pada ELODQJDQJHORPEDQJVHNLWDUcm.
Perbedaan spektrum pada material selulosa yang GLSHUROHK GDUL IHUPHQWDVL DJLWDWLI \DQJ PHQFRORN DGDODK tampak adanya pergeseran panjang gelombang untuk tiap puncak dan berubahnya bentuk serta tinggi dari puncak XQWXN VHWLDS VSHNWUXP NKDV VHOXORVD +DO LQL NHPXQJNLQDQ GLVHEDENDQVHODPDIHUPHQWDVLGHQJDQPHWRGHDJLWDWLI selulosa gagal membentuk serat dan pelikel di permukaan medium yang disebabkan kecilnya kristalin yang terbentuk akibat WHUSHQFDUROHKSURVHVDJLWDVLVHODPDIHUPHQWDVLFenomena LQL VHMDODQ GHQJDQ SHQGDSDW &]DMD GNN EDKZD NULVWDOLQNULVWDOLQ\DQJVHKDUXVQ\DEHUNXPSXOPHQMDGLVHUDW atau jaringan terpecah karena proses agitasi dan kemudian NULVWDOLQNULVWDOLQ WHUVHEXW WHULVRODVL DNLEDW VHOVHO EDNWHUL PHQJHOLOLQJLNULVWDOLQNULVWDOLQWHUVHEXWVHKLQJJDLNDWDQDQWDU selulosa tidak terlalu kuat.
%HUGDVDUNDQ DQDOLVLV GDWD NDUDNWHU ¿VLNRNLPLDZL GL DWDV GDSDW GLNHWDKXL EDKZD SURGXN VHOXORVD EDNWHUL \DQJ dihasilkan oleh isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH
IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLI PHPLOLNL NDUDNWHU \DQJ berbeda. Perbedaan ini dapat menjadi pertimbangan terhadap kemungkinan aplikasi biomaterial ini dalam industri. 6HOXORVD \DQJ GLSHUROHK GDUL IHUPHQWDVL VWDWLV OHELK FRFRN diaplikasikan sebagai biomembran, bahan dasar biomaterial penutup luka, bahan dasar baju anti peluru dan sebagainya. 6HGDQJNDQVHOXORVDGDULIHUPHQWDVLDJLWDVLOHELKFRFRNXQWXN aplikasi yang lain misalnya sebagai material campuran dalam pembuatan kertas.
KESIMPULAN
3URGXNWLYLWDVGDQNDUDNWHULVWLNVHOXORVD\DQJGLKDVLONDQ oleh isolat bakteri Gluconacetobacter xylinus .5(
GLSHQJDUXKL ROHK PHWRGH IHUPHQWDVL \DQJ GLJXQDNDQ 0HWRGHIHUPHQWDVLDJLWDWLIPHQ\HEDENDQSHQXUXQDQMXPODK produksi dan indeks kristalinitas selulosa yang dihasilkan.
0HWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EDNWHUL \DQJ EHUEHQWXN OHPEDUDQ VHGDQJNDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQJKDVLONDQ VHOXORVD \DQJ WHUSHFDKSHFDK GHQJDQ EHQWXN dominan bulat. Fermentasi statis menghasilkan selulosa GHQJDQ DQ\DPDQ PLNUR¿EULO \DQJ SDGDW VHGDQJNDQ
IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQ\HEDENDQ DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD PHQMDGL OHELK ORQJJDU GDQ PHPEHQWXN SRULSRUL \DQJ OHELK EHVDU 6SHNWUD )7,5 PHQJLQGLNDVLNDQ EDKZD
pelikel yang dihasilkan oleh strain G. xylinus KRE 65 dengan
PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHUXSDNDQ VHOXORVD VHPSXUQD VHGDQJNDQ \DQJ GLKDVLONDQ GHQJDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHUXSDNDQVHOXORVDWLGDNVHPSXUQD6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQ GDULNHGXDPHWRGHIHUPHQWDVLPHPSXQ\DLVLIDW¿VLNRNLPLDZL yang berbeda sehingga dapat diterapkan dalam aplikasi \DQJEHUEHGDVHVXDLGHQJDQVLIDW¿VLNRNLPLDVHOXORVD\DQJ dibutuhkan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dirjen DIKTI Kementerian Ristek dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah mendanai penelitian ini melalui SHPEHULDQ%HDVLVZD3HQGLGLNDQ3DVFDVDUMDQD%336
DAFTAR PUSTAKA
%LHOHFNL 6 .U\VW\QRZLF] $ 7XUNLHZLF] 0 GDQ .DOLQRZVND + %DFWHULDO FHOOXORVHDalam:
6WHLQEXFKHO $ GDQ 'RL < HGBiotechnology of
BiopolymersKDO:LOOH\9&+:HLQKHLP
%URZQ -U 50 :LOOLVRQ -+ GDQ 5LFKDUGVRQ &/ &HOOXORVHELRV\QWKHVLVLQAcetobacter xylinum:
YLVXDOL]DWLRQ RI WKe VLWH RI V\QWKHVLV DQG GLUHFW
PHDVXUHPHQWRIWKHLQYLYRSURFHVVProceedings of the National Academy of Sciences
&KDZOD 35 %DMDM ,% 6XUYDVH 6$ GDQ 6LQJKDO 56 0LFURELDO &HOOXORVH )HUPHQWDWLYH SURGXFWLRQ and applications. Food Technology and Biotechnology
47
&KHQJ . GDQ &DWKPDUN 0- (IIHFW RI GLIIHUHQW DGGLWLYHV RQ EDFWHULDO FHOOXORVH SURGXFWLRQ E\
Acetobacter xylinum DQGDQDO\VLVRIPDWHULDOSURSHUW\ Cellulose 16
&LHQFKDQVND'0XOWLIXQFWLRQDOEDFWHULDOFHOOXORVH FKLWRVDQFRPSRVLWHPDWHULDOVIRUPHGLFDODSSOLFDWLRQV
Fibres and Textiles in Eastern Europe
&]DMD ' 5RPDQRYLF] ' GDQ %URZQ -U 50 6WUXFWXUDOLQYHVWLJDWLRQRIPLFURELDOFHOOXORVHSURGXFHG in stationary and agitated culture. Cellulose 11
,JXFKL05HYLHZEDFWHULDOFHOOXORVH$PDVWHUSLHFH RIQDWXUH¶VDUWVJournal of Material Science
Technology
-RQDV5GDQ)DUDK/)3URGXFWLRQDQGDSSOLFDWLRQ RI PLFURELDO FHOOXORVH Polymer Degradation and
Stability59
-RQMDQNLDW 6 7KDZLQ : GDQ :DUDQ\RX 6 ,PSURYHPHQW RI SRO\YLQ\O DOFRKRO DGKHVLYHV ZLWK FHOOXORVH PLFUR¿EUH IURP VXJDUFDQH EDJDVVHIranian
Polymer Journal
.U\VW\QRZLF] $ .R]LRONLHZLF] 0 :LNWRURZVND -H]LHUVND$%LHOHFNL6.OHPHQVND(0DVQ\$GDQ 3OXFLHQQLF]DN$0ROHFXODUEDVLVRIFHOOXORVH ELRV\QWKHVLV GLVDSSHDUDQFH LQ VXEPHUJHG FXOWXUH RI
Acetobacter xylinum. Acta Biochimika Polonica
/HH&+5HGXFHGSURGXFWLRQE\PLFURELDOFHOOXORVH FDXVHG E\ DJJUHJDWLRQ RIAcetobacter xylinum under
shaking culture conditions. Applied Chemistry
95.
/LX&)5HQ-/;X)/LX--6XQ--GDQ6XQ5& ,VRODWLRQ DQG FKDUDFWHUL]DWLRQ RI FHOOXORVH REWDLQHGIURPXOWUDVRQLFLUUDGLDWHGVXJDUFDQHEDJDVVH
Journal of Agricultural and Food Chemistry 54
0LUDQGD%70LUDQGD65&KDQ/3GDQ6DTXHWRQ(5 6RPHVWXGLHVRQQDWDNational Applied Science Bulletin 19
0RRQ6+3DUN-0&KXQ+<GDQ.LP6-&RPSDULVRQV RI SK\VLFDO SURSHUWLHV RI EDFWHULDO FHOOXORVHV SURGXFHG LQ GLIIHUHQW FXOWXUH FRQGLWLRQV XVLQJ VDFFKDUL¿HG IRRG ZDVWHVBiotechnology and Bioprocess Engineering 11
1LVKL<8U\X0<DPDQDND6:DWDQDEH..LWDPXUD 1GDQ,JXFKL07KHVWUXFWXUHDQGPHFKDQLFDO SURSHUWLHV RI VKHHW SUHSDUHG IURP EDFWHULDO FHOOXORVH
Journal of Material Science
6DQWD0DULD/&6DQWRV$/&2OLYHLUD3&%DUXG+6 0HVVDGHT<GDQ5LEHLUR6%/6\QWKHVLVDQG FKDUDFWHUL]DWLRQ RI VLOYHU QDQRSDUWLFOH LPSUHJQDWHG LQ bacterial cellulose. Materials Letters
6DUNRQR 0RHOMRSDZLUR 6 6HWLDML % GDQ 6HPELULQJ / 2SWLPDVL NRQGLVL IHUPHQWDVL XQWXN SURGXNVL VHOXORVDEDNWHULSDGDVWUDLQ6/.GDODPPHGLXPGDVDU air kelapa. Proseding Seminar Nasional Pendidikan Biologi IX, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Negeri Sebelas Maret, Surakarta 7 Juni 2012.
6HJDO / &UHHO\ - 0DUWLQ $ GDQ &RQUDG & $Q HPSLULFDO PHWKRG IRU HVWLPDWLQJ WKH GHJUHH RI FU\VWDOOLQLW\ RI QDWLYH FHOOXORVH XVLQJ GLIIUDFWRPHWHU
Textile Research Journal
6KLED]DNL + .XJD 6 2QDEH ) GDQ 8VXGD 0 Bacterial cellulose membrane as separation medium.
Journal of Applied Polymer Science 50
6KRGD0GDQ6XJDQR<5HFHQWDGYDQFHVLQEDFWHULDO cellulose production. Biotechnology and Bioprocess Engineering 10
6XZDQQDSLQXQW1%XUDNRUQ-GDQ7KDHQWKDQHH6 (IIHFWRIFXOWXUHFRQGLWLRQVRQEDFWHULDOFHOOXORVH%& SURGXFWLRQ IURPA. xylinum 7,675 DQG SK\VLFDO
SURSHUWLHVRI%&SDUFKPHQWSDSHUSuranaree Journal of Science and Technology 14
7DQWUDWLDQ 6 7DPPDUDWH 3 .UXVRQJ : %KDWWDUDNRVRO 3GDQ3KXQVUL$(IIHFWRIGLVVROYHGR[\JHQ on cellulose production by Acetobacter 7,675 Journal of Science and Research Chulalongkorn
University
7VXFKLGD7GDQ<RVKLQDJD)3URGXFWLRQRIEDFWHULDO cellulose by agitation culture systems. Pure and Applied
Chemistry 69
:DWDQDEH.7DEXFKL00RULQDJD<GDQ<RVKLQDJD) 6WUXFWXUDO IHDWXUHV DQG SURSHUWLHV RI EDFWHULDO cellulose produced in agitated culture. Cellulose 5
<DPDQDND 6 ,VKLKDUD 0 GDQ 6XJL\DPD - 6WUXFWXUDOPRGL¿FDWLRQRIEDFWHULDOFHOOXORVHCellulose
7
<HR+6/HH26/HH,6.LP+6<X76GDQ-HRQJ <-Gluconacetobacter persimmonis VSQRY
LVRODWHG IURP .RUHDQ WUDGLWLRQDO SHUVLPPRQ YLQHJDU
Journal of Microbiology and Biotechnology 14
=DDU.7KHELRJHQHVLVRIFHOOXORVHE\Acetobacter Xylinum. Cytobiologie European Journal of Cell
