PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG
SAWIT(TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM
LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN
MENGGUNAKAN BAKTERI
Lactobacillus bulgaricus
SKRIPSI
OKI OKTARINA
070802018
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT (TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA FERMENTASI DENGAN
MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus bulgaricus
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
OKI OKTARINA 070802018
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2011
PERSETUJUAN
Judul : PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN
KOSONG SAWIT(TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA
FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus Bulgaricus
Kategori : SKRIPSI
Nama : OKI OKTARINA Nomor Induk Mahasiswa : 070802018
Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Agustus 2011 Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dr. Ir. Tjahyono Herawan, M.Sc Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001 Diketahui/disetujui Oleh :
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
PEMANFAATAN SELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT (TKS) UNTUK MENGHASILKAN ASAM LAKTAT SECARA
FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Lactobacillus bulgaricus
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 19 Agustus 2011
OKI OKTARINA 070802018
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Selanjutnya penulis menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada Ibunda Hamidah S.Pd , Ayahanda Alm.Adi Irianto, Abang Hamdani, Adik-adik M.Hamadi, Aini Mardiah, dan Dian Irianto serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moril, materi, kasih sayang dan doa restu kepada Penulis.
Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Dr.Rumondang Bulan Nst,M.S. selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr.IR.Tjahjono Herawan,M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberi pengarahan dan bimbingan hingga skripsi ini dapat diselesaikan.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst,M.S. dan Drs. Albert Pasaribu M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU yang telah mensahkan skripsi ini. 3. Bapak dan Ibu Staf Laboratorium Biokimia/KBM, seluruh staf pengajar
Departemen Kimia FMIPA USU, serta Bapak Drs. Ahmad Darwin Bangun, M.Sc selaku dosen wali.
4. Kak Metta Rivani ST, Kak Novri Darti SP, Kak Rita Fitriani, Kak Susi Handayani, Bang Andre, Bang Salim dan seluruh karyawan PPKS Medan yang telah banyak membantu hingga selesainya skripsi ini.
5. Rekan-rekan Asisten dan Laboran di Laboratorium Biokimia/KBM : Bang Agung, Bang Ardi,Bang Egy, Bang Eko, Kak Nurmala, Kak Nora, Decy, Erpina, Arini, Annisa, Ferri, Tiwi, Zoraya, Kak Via, Kak Fika yang telah banyak memberi dukungan dan perhatian kepada penulis.
6. Sahabat-sahabatku Decy, Erpina, Destia, Reni, yang telah memberikan kasih sayang, dan teman-teman seperjuangan stambuk 2007 yang telah banyak mendukung hingga selesainya skripsi ini, dan temen seperjuangan kak dilla dan kak tia.
7. Teman dekat penulis Muammar Saddam Rusdi,SH yang telah banyak mendukung dalam menyelesaikan skripsi ini.
8. Seluruh pihak yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat penulis cantumkan satu per satu.
Penulis menyadari banyak kekurangan dalam skripsi ini yang disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan penulis. Penulis mengharapkan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga ALLAH SWT senantiasa melindungi setiap gerak langkah dan aktivitas kita.Amin Ya Rabbal Alamin.
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan selulosa dari Tandan Kosong Sawit(TKS) untuk menghasilkan asam laktat secara fermentasi dengan menggunakan bakteri Lactobacillus Bulgaricus. Sampel berupa selulosa yang berasal dari Tandan Kosong Sawit(TKS) yang diperoleh dari PPKS Medan. Fermentasi glukosa ini menggunakan variasi lama fermentasi yaitu 1,2,3,4,5,6, dan 7 hari. Selulosa ini dihidrolisis dengan H2SO4 3% untuk menghasilkan glukosa yang dianalisa dengan
metode Nelson Somogy. Asam laktat hasil fermentasi dianalisa dengan menggunakan metode Titrasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar asam laktat tertinggi adalah 1,29% dari hasil fermentasi glukosa 7% dengan lama fermentasi 3 hari pada suhu kamar.
THE USING OF CELLULOSA FROM EMPTY FRUIT BUNCHES (EFB) TO PRODUCE LACTID ACID FERMENTATIVELY BY
USING BACTERIA Lactobacillus bulgaricus
ABSTRACT
The using of cellulose from empty fruit bunches (EFB) to produce lactid acid fermentatively by using lactobacillus Bulgaricus bacteria has been carried out. Samples in the form of cellulose derived from palm empty fruit bunches obtained from Medan PPKS. It uses a variation of glucose fermentation time of fermentation that 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7 days. This cellulose is hydrolyzed with 3% H2SO4 to
produce glucose which is analyzed by Nelson-Somogy’s method. Result lactic acid fermentation where analyzed by using titration method. Result showed that the highest levels of lactid acid was 1,29% of the fermented glucose 7% longly fermentation 3 days at room temperature.
DAFTAR ISI Halaman Judul i Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Daftar Lampiran xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 2 1.3. Pembatasan Masalah 2 1.4. Tujuan Penelitian 2 1.5. Manfaat Penelitian 3 1.6. Lokasi Penelitian 3 1.7. Metodologi Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Tandan Kosong Sawit(TKS) 5
2.2. Selulosa 6
2.2.1 Lignin 7
2.3. Hidrolisis Asam 7
2.4. Glukosa 8
2.5. Fermentasi Asam Laktat 9
2.5.1. Fermentasi 9
2.5.2. Asam Laktat 10
2.5.3. Bakteri Penghasil Asam Laktat 11 2.5.3.1. Bakteri Homofermentatif dan Heterofermentatif 11
2.5.3.2. Mikroba 13
2.5.3.2.1 Lactobacillus bulgaricus 14 2.5.3.3. Pewarnaan Gram 14 2.6. Pertumbuhan Bakteri 15 2.6.1. Grafik Pertumbuhan Mikroba 15 2.6.2. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba 16 2.7. Metode Analisa Kuantitatif Glukosa 19 2.7.1. Metode Nelson Somogy 19 2.7.2. Metode Lane-Eynon 19 2.7.3. Metode Shaffer-Somogy 19 2.7.4. Metode Anthrone 20 2.7.5. Metode Munsen walker 20
2.8. Spektrofotometer UV-Visible 20 2.8.1. Aspek Kualitatif dan Kuantitatif Spektrofotometri 21
UV-Visible
2.9. Kromatografi Gas 22
2.10. Spektrofotometer Massa 23 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 24
3.1. Alat dan Bahan 24
3.1.1. Alat 24
3.1.2. Bahan 25
3.2. Prosedur Penelitian 25 3.2.1. Pembuatan Larutan H2SO4 3% 25
3.2.2. Pembuatan Larutan NaOH 0,01 N 25 3.2.3. Pembuatan Larutan Glukosa 20 mg/100 mL 26 3.2.4. Pembuatan Larutan Pereaksi Nelson 26 3.2.5. Pembuatan larutan Arsenomolibdat 26 3.2.6. Pengukuran Panjang Gelombang Maksimal Larutan 26
Glukosa Standar
3.2.7. Penyiapan Kurva Standar Glukosa 27 3.2.8. Media Laktose Broth(Luria Bertani) 27 3.2.9. Media Nutrien Agar 27 3.2.10. Pembuatan Media Nutrien Agar dalam Tabung Miring 27 3.2.11. Penanaman Lactobacillus Bulgaricus dengan Metode 28
Cawan Gores
3.2.12. Penyediaan Biakan Stok Lactobacillus bulgaricus 28 3.2.13. Pengukuran Absorbansi untuk Starter 28 3.2.14. Pembuatan Starter 29 3.2.15. Pembuatan Larutan Glukosa dari Proses Hidrolisis 29
Selulosa dengan Berbagai variasi Konsentrasi
3.2.16. Pembuatan Larutan Fermentasi Glukosa Hasil 29 Hidrolisis Selulosa 7%
3.2.17. Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis selulosa 7% 30
3.3. Metode Analisa 30
3.3.1. Penentuan Konsentrasi Glukosa dengan Metode 30 Nelson-Somogy
3.3.2. Penentuan Kadar Asam Laktat dengan Metode Titrasi 30
3.4. Bagan Penelitian 31
3.4.1. Pembuatan Media Nutrien Agar pada Tabung Miring 31 3.4.2. Penanaman Lactobacillus bulgaricus dengan Metode 32
Cawan Gores
3.4.2.1. Penyedian biakan stok Lactobacillus bulgaricus 33 3.4.3. Pengukuran Absorbansi untuk Starter 34 3.4.4. Pembuatan Starter 35 3.4.5. Pembuatan Larutan Glukosa dari proses Hidrolisis 36
Selulosa dengan Berbagai Variasi Konsentrasi
3.4.6. Pembuatan Larutan Fermentasi 37 3.4.7. Fermentasi dengan Glukosa Tandan Kososng Sawit Hasil 38
3.4.9. Penentuan Konsentrasi sampel Glukosa dengan 40 Spektrofotometer Metode Nelson-Somogy
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 41 4.1. Hasil Penelitian dan Perhitungan 41 4.1.1. Pengolahan Data Pengukuran Absorbansi Glukosa 41
Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Sawit(TKS)
4.1.2. Perhitungan Kadar Glukosa Standar 42 4.1.3. Perhitungan Kadar GLukosa Sampel 43 4.1.4. Perhitungan Kadar Asam Laktat Standar 44 4.1.5. Perhitungan Kadar Asam Laktat Sampel 45
4.2. Pembahasan 46
4.2.1. Pengukuran Absorbansi untuk Starter 46 4.2.2. Penentuan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 46
dengan Menggunakan Metode Nelson-Somogy
4.2.3. Untuk Variasi Lama Fermentasi Terhadap Kadar Asam 47 Laktat
4.2.4. Untuk variasi Konsentrasi Penambahan Nutrien Terhadap 48 Kadar Asam Laktat
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 49
5.1. Kesimpulan 49
5.2. Saran 49
DAFTAR PUSTAKA 50
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Sawit(TKS) 6 Tabel 4.1 Hasil analisa Kadar Glukosa dan Asam laktat setelah 41
Fermentasi
Tabel 4.1 Data Larutan Glukosa Standar pada Berbagai Konsentrasi 42 Tabel 4.2 Data Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Asam Laktat 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Struktur dari Selulosa 8 Gambar 2.2 Jalur Katabolit dalam Bakteri Asam Laktat 14
(Homofermentatif)
Gambar 2.3 Jalur Katabolit dalam Bakteri Asam Laktat 15 B (Heterofermentatif)
Gambar 2.4 Lactobacillus delbrueckii subsp Bulgaricus 16 Gambar 2.5 Grafik yang Menunjukkan Fase-fase Pembiakan 18
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A Pengukuran Absorbansi Lactobacillus Bulgaricus 54
dalam Media Laktosa Broth pada Panjang Gelombang 620nm
Lampiran B Data Absorbansi Larutan Glukosa Standar pada 55 Berbagai Konsentrasi pada λ maksimum 761nm
Lampiran C Data Kurva Kalibrasi Asam Laktat Standar dengan 55 Berbagai Variasi
Lampiran D Data Analisa Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 56 Sebelum Fermentasi dengan Menggunakan Metode
Luff Schoorl
Lampiran E Data Analisa Kadar Glukosa dan Asam Laktat setelah 56 Fermentasi
Lampiran F Komposisi Media Laktosa Broth(Luria Bertani) 58 Lampiran G Harga erf(t) atau ert(ht) dari harga T 59 Lampiran H Grafik Pertumbuhan Lactobacillus Bulgaricus dalam 60
Media Laktosa Broth pada Panjang Gelombang 620nm
Lampiran I Kurva Kalibrasi Glukosa Standar 60 Lampiran J Kurva Kalibrasi Asam Laktat Standar 61 Lampiran K Kurva Analisa Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa sebelum 61
Fermentasi dengan Metode Luff Schoorl
Lampiran L Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 62 Sampel TKS
Lampiran M Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 62 Sampel TKS(-)
Lampiran N Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 63 Sampel p.a
Lampiran O Grafik Sisa Kadar Glukosa setelah Fermentasi untuk 63 Sampel p.a(-)
Lampiran P Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 64 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada pH=5
Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel TKS
Lampiran Q Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 64 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada pH=5
Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel TKS(-)
Lampiran R Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 65 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada pH=5
Terhadap lama Fermentasi dengan Metode Titrasi Asam Untuk sampel p.a
Lampiran S Grafik Kadar Asam Laktat Hasil Hidrolisis Selulosa 65 Menggunakan Lactobacillus Bulgaricus pada pH=5
Lampiran T Grafik Analisa Kadar Asam Laktat dengan Kromatografi 66 Gas
