INKORPORASI ASAM ASKORBAT PADA
PEMBENTUKAN SELULOSA BAKTERI DENGAN
MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM
DISERTASI
Oleh
YUNIARTI YUSAK
NIM 068103006
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Judul Disertasi : Inkorporasi Asam Askorbat pada Pembentukan
Selulosa Bakteri Dengan Menggunakan
Acetobacter xylinum
Nama : Yuniarti Yusak
Nomor Induk Mahasiswa : 068103006
Program Studi : Ilmu Kimia.
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Harlem Marpaung Promotor
Prof.Basuki Wirjosentono,MS,PhD Prof.Dr.Jansen Slalahi,M.App.Sc.Apt.
Co Promotor Co Promotor
:
Ketua Program Studi Dekan
Prof.Basuki Wirjosentono,MS,PhD Prof.Eddy Marlianto,MSc
PROMOTOR
Prof.Dr.Harlem Marpaung
Guru Besar Tetap Ilmu Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
CO PROMOTOR
Prof.Basuki Wirjosentono,MS.PhD. Guru Besar Tetap Ilmu Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
CO PROMOTOR
Prof.Dr.Jansen Silalahi ,M App,Sc.Apt Guru Besar Tetap Farmasi
Fakultas Ilmu Farmasi Unuversitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal 1 Maret 2010
Panitia Penguji Disertasi
Ketua Prof.Dr. Harlem Marpaung
Anggota Prof.Basuki Wirjosentono,MS.PhD.
Prof.Dr.Jansen Silalahi,M.App.Sc.Apt
Prof.Dr. Harry Agusnar MSc,M Pill
Prof.Dr.Yunazar Manjang.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama : Yuniarti Yusak
Tempat/tgl Lahir : Medan/27 Januari 1949
Nip : 130809726
Pangkat/golongan : Pembina Utam Madya Tk I / IV c
Alamat : Jln,Gelatik 7 No. 137 P.Mandala Medan
No teleponemail : 060 8221412/ yuni yusak@yahoo.com.
I.Riwayat Pendidikan
No Pendidikan Tahun Lulus Bidang Studi
1 SD Muhammadiyah Medan 1962 -
2 SMP Kesatria Medan 1965 -
3 SMA Kesatria Medan 1068 Paspal
4 S 1 FMIPA USU Medan 1979 Kimia
5 S 2 ITB Bandung 1987 Kimia
II.Pengalaman Jabatan
No Tahun Bertugas Jabatan
1 1980- sekarang Staf Pengajar Kimia FMIPA USU
2 1996 – 2006 Kepala Laboratorium Kimia Dasar FMIPA USU
III. Karya Tulis Ilmiah
IV. Pengalaman Penelitian
No Judul Penelitian Tahun
1 Kontruksi Mutan E 831 Glutamat Menjadi Glutamin pada
Gene Pengkode DNA Polimerase Termostabil Isolat Lokal
2004
2 Pembuatan Nata de Coco dari Limbah Kulit Pisang Kepok
dengan Menggunakan bakteri Acetobacter xylinum
2007
V. Pengalaman Mengajar
Mata Kuliah Jenjang Program Studi
Biokimia Industri S 1 Kimia FMIPA
Biokimia Hormon S 1 Kimia FMIPA
Pengantar Biokimia D 3 Kimia Analis USU
Bioteknologi D 3 Kimia Industri USU
iv
No Judul Karya ilmiah Tahun Nama Jurnal
1 Perbandingan Kadar Gula Reduksi Hasil
Hidrolisa Serat Kasar Tebu dengan Enzim Selulase dan HCl
2003 Jurnal Sains Kimia
2 Pengaruh Variasi pH Bufer asetat terhadap
Kadar Gula Reduksi Hasil Hidrolisa Seat Kasar wortel oleh ekstrak jamur Trichoderma Koningi
2004 Nur Edukasi Jurnal
ABSTRAK
Air kelapa sebagai bahan dasar, digunakan untuk pembuatan selulosa bakteri, melalui jalur pentosa fosfat dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum dan bakteri ini, mula-mula digunakan untuk pembuatan starter. Starter air kelapa inilah yang kemudian, digunakan untuk mensintesis selulosa bakteri. Pembuatan selulosa bakteri dengan menvariasikan asam askorbat dari 0,0,5, 1,0, 1,5 dan 2,0 g ,membentuk selulosa bakteri selama 14 hari.Produk yang dihasilkan kemudian dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif. Pada penambahan asam askorbat 1 g , didapat hasil yang optimum dimana didapat ketebalan sebesar 0,935 cm, kadar abu 1,57 %, kadar air 86,73 % dan kadar serat 3,55 %, dan kadar vitamin C makin bertambah jumlah vitamin C, kadar vitamin C makin meningkat.Analisa dilanjutkan dengan spektrofotometri inframerah untuk mengetahui terjadinya inkorporasi dengan adanya pergeseran gugus karbnilnya, .Kemudian dianalisa dengan SEM untuk mengetahui partikel-partikel permukaan dari selulosa bakteri tersebut.Hasil penelitian ini, diharapkan dapat menghasilkan produk yang murah,sehat dan alami untuk digunakan sebagai tambahan makanan .
v ABSTRACT
Incorporation of ascorbic acid at forming bacterial cellulose by using
Acetobacter xylinum. Coconut water as a substance, use for making bacterial cellulose
thrugh phosphate pentose pathway with juice Acetobacter xylinum bacteria and it was used for making starter. And starter of coconut water used to synthesize bacterial cellulose . Making of bacterial cellulose by ascorbic acid various 0, 0,5, 1,0 ,1,5 and 2,0 gram from cellulose for fourteen days. The product was produced and then analyzed with qualitative and quantitative. The optimum result can be obtained by the addition of 1 g ascorbic acid which the thickness was 0,935 cm, ash concentration resut 1,57 %, water concentration 86,73 %,fiber concentration 3,55 %. Analysis of vitamin ( ascorbic acid) by iodometry method and the result got increasingly ascorbic acid concentration and reached vitamin C with high concentration. The analysis to be continued with infrared spectrophotometric to analysis absorption peak of carbonyl group and the surface of particle of bacterial cellulose was analyzed by scanning electrone microscopy(SEM). From the result of research can produce a sheap product, natural, and healthy used for a supplement food.
vi KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan disertasi saya yang berjudul Inkorporasi Asam Askorbat Pada Pembentukan Selulosa Bakteri Dengan Menggunakan Acetobacter xylinum. Yang dilaksanakandi Laboratorium Biokimia,
Laboratorium Mikrobiologi, Laboratorium Penelitian FMIPA USU, Laboratorium Bea Cukai Belawan
Sebagai insan yang senantiasa mengenang budi baik sesama,perkenankanlah saya menyampaikan rasa hormat dan terima kasih serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat :
1. Rektor Universitas Sumatera Utara ,Prof.Dr Chairuddin.P..Lubis,DTM &H.Sp.A(K), yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti program pendidikan Doktor dalam bidang Kimia pada Fakultas Matematika Sumatera Utara Medan dan berkenan memberikan bantuan pendidikan ,
2. Dekan Fakultas Ilmu Pengtahuan Alam USU, Prof Dr. Eddy Marlianto,MSc, atas bantuan dan proses administrasi yang baik di Fakultas MIPA USU. 3. Ketua Program Studi Ilmu Kimia, Prof.Basuki Wirjosentono,MS,PhD dan
sekertaris Program Studi Ilmu Kimia Prof.Dr.Harry Agusnar, MSc,M.Phil, yang telah memberikan dorongan dan bantuan yang sedemikian besar kepada peserta program Doktor Ilmu Kimia.
4. Promotor, Prof.Dr.Harlem Marpaung, Co promotor Prof. Basuki Wirjosentono,MS,PhD dan Co promotor Prof .Dr.Jansen Silalahi.M.App,Sc,Apt, yang dengan kesabaran dan tanpa bosan-bosannya
telah banyak memberikan bimbingan dan pemikiran serta memacu saya dalam menyelesaikan disertasi ini.
5. Tim penguji Prof.Dr.Harlem.Marpaung,Prof.Basuki Wirjosenton.MS .PhD ,Prof..Dr..Jansen..Silalahi.M.App,Sc.Apt,Prof..Dr..Harry.Agusnar..MSc,M,P hill,Prof.Dr.Yunazar Manjang dan Dr.Pandapotan Nasution,MPS, diucapkan terima kasih atas kesediaannya mengikhlaskan waktu untuk memberikan penilaian maupun saran-saran untuk perbaikan disertasi ini.
6. Rekan-rekan di Program Doktor Ilmu Kimia USU, untuk kerjasama yang saling menguatkan selama menuntut ilmu di Program Ilmu Kimia USU. Akhir kata terima kasih kepada keluarga atas bantuan dan perhatiannya, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rakhmatnya
Medan ,1 Maret 2010
vii DAFTAR ISI Halaman Abstrak iv Abstract v Kata Pengantar vi
Daftar isi vii
Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi BAB I. Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 5 1.3 Hipotesa Penelitian 6 1.4 Tujuan Penelitian 6 1.5 Manfaat Penelitian 6 1.6 Lokasi Penelitian 7
BAB II. Tinjauan Pustaka 8
2.1 Air Kelapa 8
2.2 Selulosa 10
2.3 Selulosa Bakteri 12
2.3.1 Aplikasi Selulosa Bakteri 17
2.3.2 Syarat Mutu Selulosa Bakteri 19
2.4 Acetobacter xylinum 20
2.4.1 Jenis-jenis Acetobacter 25
2.4.2 Media Pertumbuhan Mikroorganisme 25
2.5 Vitamin 25
2.5.1 Asam Askorbat 27
vii
2.6.1 Fermentasi Selulosa Bakteri 31
2.7 Teknik Spektroskopi 32
2.7.1 Analisa Secara FTIR 32
2.8 Scanning electron Microscope (SEM) 35
BAB III.Metodologi Penelitian 38
3.1 Bahan dan Alat 38
3.1.1 Peralatan 38
3.1.2 Bahan-bahan 38
3.2 Pembuatan Larutan Pereaksi 39
3.2.1 Pembuatan Larutan sam sulfat 1,25 % 39
3.2.2 Pembuatan Bufer Asetat 0,2 M 39
3.2.3 Pembuatan Larutan Yodin 0,1 N 39
3.2.4 Pembuatan Larutan Amilum 1 % 39
3.2.5 Pembuatan Larutan Asam Asetat 25 % 40
3.2.6 Pembuatan Larutan Natrium Hidroksida 40
3.2.7 Pembuatan Larutan Kalium Sulfat 10 % 40
3.2.8 Pembakuan Larutan Yodin 40
3.2.9 Sterilisasi Alat 41
3.3 Prosedur Penelitian 41
3.3.1 Pembuatan Biakan Acetobacter xylinum Pada media nutrient agar 41
3.3.2 Pembuatan Starter Air Kelapa 42
3.3.3 Pembuatan Selulosa Bakteri 42
3.3.4 Pembuatan Selulosa Bakteri -Asam Askorbat 43
3.4 Parameter Yang Diamati 43
3.4.1 Pengukuran Ketebalan Selulosa Bakteri 43
3.4.2 Penentuan Kadar Air 43
3.4.3 Penentuan Kadar Abu 44
viii
3.4.5 Penentuan Kadar Asam Askorbat( vitamin C) 45
3.4.6 Analisa Secara FTIR 46
3.4.7 Analisa Permukaan Partikel Secara SEM 46
BAB IV Hasil dan Pembahasan 47
4.1 Hasil Penelitian dan Pembahasan 47
4.1.1 Karakterisasi Selulosa Bakteri yang Di hasilkan secara FTIR 47
4.1.2 Karakterisasi Selulosa Bakteri yang Di hasilkan secara SEM 53
4.2 Uji Statistik Anava dengan Metode Rancang Acak Lengkap 55
4.2.1 Ketebalan Selulosa Bakteri dengan Penambahan Vitamin C 56
4.2.2 Kadar Air Selulosa Bakteri dengan Penambahan Vitamin C 58
4.2.3 Kadar Abu Selulosa Bakteri dengan Penambahan Vitamin C 61
4.2.4 Kadar Serat Selulosa Bakteri dengan Penambahan Vitamin C 64
4.3 Pembahasan dari Parameter Diatas 67
4.3.1 Ketebalan dari Pembentukan Selulosa Bakteri 67
4.3.2 Kadar Abu 69
4.3.3 Kadar Air 70
4.3.4 Kadar Serat 71
4.3.5 Pengaruh Temperatur Terhadap Kadar Vitamin C
Pada Media Fermentasi 72
4.3.6 Pengaruh Temperatur terhadap kadar vitamin C
pada selulosa bakteri 73
4.3.7 Pengaruh Kadar Asam Askorbat terhadap media fermentasi 74 4.3.8 Pengaruh Asam Askorbat terhadap S. bakteri yang dihasilkan 74
Bab V. Kesimpulan dan Saran 76
5.1. Kesimpulan 76
5.2. Saran 76
Daftar Pustaka 77
ix
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Komposisi Air Buah Kelapa 9
2.2 Syarat Mutu Selulosa Bakteri 19
2.3. Absorbsi Karakteristik Inframerah dari Gugus-
Molekul 34
2.4 Absorbsi Karakteristik gugus karbonil 35
x DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1 Skema Penelitian 81
Skema 1. Biakan A.Xylinum Pada Media Agar 81
Skema 2. Pembuatan Stater Air Kelapa 82
Skema 3.Pembuatan Selulosa Bakteri dengan
Penambahan Asam Askorbat. 83
Skema 4. Penentuan Kadar Air Selulosa Bakteri dengan
Metode Thermalgravimetri 84
Skema 5. Penentuan Kadar Abu Selulosa Bakteri dengan
Metode Gravimetri 85
Skema 6. Penentuan Kadar Serat dari Selulosa bakteri 86
Skema 7. Penetuan Kadar Vitamin C Selulosa Bakteri 87
2 Hasil analisa ketebalan dari selulosa bakteri 88 3 Hasil analisa kadar abu dari selulosa bakteri 89
4 Hasil analisa kadar air dari selulosa bakteri 90
5 Hasil analisa Kadar Serat dari Selulosa Bakteri 91
6 Hasil analisa Vitamin C dari Media Fermntasi dengan
Penambahan 0.g vitamin C. 92
7 Hasil analisa vitamin C dari Media Fermentasi dengan
Penambahan 0,5 g Vitamin C 92
8 Hasil analisa Vitamin C dari Media Fermentasi dengan
Penambahan 1,0 g Vitamin C 93
9 Hail analisa Vitamin C dri Media Fermentasi dengan
Penambahan 1,5 g Vitamin C 93
10 Hasil analisa Vitamin C dari Media Fermentasi dengan
xi
11 Hasil analisa vitamin C dari Selulosa Bakteri dengan
Penambahan 0 g Vitamin C 94
12 Hasil analisa vitamin C dari Selulosa Bakteri dengan
Penambahan 0,5 g Vitamin C 95
13 Hasil analisa Vitamin C dari Selulosa Bakteri dengan
Penambahan 1,0 g Vitamin C 95
14 Hasil analisa Vitamin C dari Selulosa Bakteri dengan
Penambahan 1,5 g Vitamin C 96
15 Hasil analisa Vitamin C dari Selulosa Bakteri
` xii DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR
Halaman
Gambar spektrum FTIR 98
Gambar 1.Spektrum FTIR asam askorbat padat 98
Gambar 2.Spektrum FTIR selulosa bakteri 0 g 98
Gambar 3.Spektrum FTIR selulosa bakteri 0,5 g 99
Gambar 4.Spektrum FTIR selulosa bakteri1 g 99
Gambar 5.Spektrum FTIR selulosa bakteri1,5 g 100
Gambar 6.Spektrum FTIR selulosa bakteri 2 g 100
Gambar SEM dari selulosa bakteri 101
Gambar 1 Selulosa bakteri 0 g asam askorbat 101
Gambar 2 Selulosa bakteri 1 g asam askorbat 101
