1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Scleroglucan adalah eksopolisakarida alami yang dihasilkan oleh jamur sclerotium
rolfsii yang telah dipelajari secara ekstensif untuk berbagai aplikasi komersial dan juga
menunjukkan beberapa sifat farmakologis. Sifat fisika-kimia :
a. Menyebar lebih mudah dalam air pada suhu ruang karena adanya -D-(1-6 - glukopiranosil yang meningkatkan kelarutan polisakarida dan β mengurangi kemampuan untuk membentuk gel.
b. Kompatibel, dan menghasilkan sifat yang menguntungkan untuk pelepasan obat yang dimodifikasi.
Kegunaan:
a. Di industri kosmetik, scleroglucan dapat digunakan dalam komposisi krim rambut dan dalam berbagai persiapan perawatan kulit, krim dan lotion pelindung.
b. Untuk produk farmasi scleroglucan dapat digunakan sebagai Laksatif dalam lapisan tablet dan secara umum untuk menstabilkan suspensi.
c. Penggunaan scleroglucan sebagai antitumor, senyawa antivirus dan antimikroba juga telah diselidiki. Scleroglucan telah menunjukkan efek stimulasi kekebalan tubuh dibandingkan dengan biopolimer lain.
1.2 Tujuan
Secara khusus mahasiswa diharapkan:
1. Mempelajari proses fermentasi aerobik dalam memproduksi metabolit. 2. Mempelajari proses hilir dalam suatu proses produksi.
2 BAB II
LANDASAN TEORI
Skleroglucan merupakan senyawa polimer yang terdiri dari rantai lurus unit β-D-1(1-3)-glukopyranosyl dan mengandung cabang β-D-1 (1-3) – β-D-1(1-3)-glukopyranosyl.
Skleroglucan dihasilkan dalam bentuk cairan, tetapi demikian zat ini mempunyai viskositas dan berat molekul yang sangat tinggi, yaitu masing-masing sekitar 300 Cps dan 1.000.000. Selain itu, skleroglucan mempunyai kisaran pH, salinitas dan suhu yang cukup tinggi.
Di beberapa negara skleroglucan banyak digunakan sebagai moisturizer, thickening agent, stabilizer pada industry kosmetik, medis, makanan dan oil recovery industry. Bila dilihat dari sifat dan karakteristiknya skleroglucan mempunyai kesamaan dengan xanthan gum. Perbedaannya adalah di Indonesia zat ini belum dikenal, sedangkan xanthan gum sudah banyak digunakan walaupun masih harus diimport. Skelroglucan dipasarkan dalam bentuk serbuk, hal ini menunjukan bahwa dalam proses pemurniannya telah mengalami beberapa tahapan seperti, homogenisasi, netralisasi, sentrifugasi, presipitasi dan pengeringan.
Skelroglucan dihasilkan dari hasil fermentasi (submerged fermentation). S.glucanicum dan S.Roflsii menggunakan berbagai jenis substrat berbahan dasar karbohidrat atau gula. Dalam proses metabolismenya S.Glucanicum dan S.roflsii akan menghasilkan enzim diantaranya selulase, fosfatidase, arabinose, eksogalaktanase, poligalaktrunase, galactosidase dan eksomanase. Melalui proses fermentasi enzim-enzim tersebut dapat mengubah bahan baku menjadi skleroglucan. Di beberapa negara penelitian mengenai manfaat ke dua jamur ini sudah banyak khususnya S.Roflsii. Dari beberapa penelusuran literature disebutkan bahwa untuk menghasilkan skleroglucan dapat menggunakan bahan baku sukrosa.
3 BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Waktu dan Tempat
Kegiatan percobaan ini dilaksanakan pada: Hari/Tanggal : 06 Oktober 2016
Tempat : Laboratorium Bioproses Teknik Kimia POLBAN
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yang digunakan adalah sebagai berikut:
No Alat Jumlah
1 Tabung Reaksi 1
2 Erlenmeyer 250 mL 1
3 Gelas Kimia 100 mL 1
4 Gelas Kimia 500 mL 2
5 Fermentor berbentuk Erlenmeyer 1000 mL yang dilengkapi dengan saluran pengambilan sample. Labu angsa selang dan alat pengalir oksigen.
1
6 Inkubator Shaker 1
7 Tabung Spirtus 1
8 Korek Api 1
Catatan: Alat yang digunakan sudah dalam keadaan steril. 3.2.2 Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
No Bahan Jumlah 1 Kentang 10 gram 2 Dextros 1 gram 3 CaCO3 0.001 gram 4 MgSO4.7H2O 0.001 gram 5 Aquades 500 mL 6 Gula Teknis 5% 30 mL
4 3.3 Skema Kerja
3.3.1. Pembuatan Scleroglucan
Gum yang diperoleh dilarutkan pada aquades sebanyak 1%.
Gum yang diperoleh dioven sampai kering, kemudian ditimbang. Sedangkan larutan IPA yang terpisah disimpan pada tempat khusus.
Berat kosong centrifuge tube ditimbang. Untuk memisahkan Gum, larutan di centrifuge kembali.
30 ml supernatan yang diperoleh ditambahkan dengan 90 ml isopropil alkohol (IPA). Larutan didiamkan selama 1 hari, sehingga akan didapatkan endapan (Gum). Sel yang diperoleh di oven hingga menegering, kemudian berat sel ditimbang.
Berat kosong centrifuge tube ditimbang. Larutan yang telah dipasteurisasi dimasukkan ke dalam centrifuge tube hingga beratnya sama. Larutan dipisahkan
menggunakan sentrifuge sehingga didapatkan sel dan supernatan. Larutan dipasteurisasi selama 20 menit pada suhu 80°C.
Sampel dilakukan pengecekan pH dan kadar gula (brix) setiap hari selama 3 hari. Pembuatan larutan gula, gula yang digunakan yaitu gula teknis. Kandungan gula
tersebut yaitu 5%.
PDB dibuat dengan cara melarutkan 20 gram kentang, 2 gram dextrose, 0,002 gram CaCO3 dan 0,002 gram MgSO4.7H2O ke dalam 100 ml aquades. PDB disterilkan lalu didiamkan pada suhu ruang, kemudian diinokulasi pada 28°C, 180 rpm selama 2
5 3.4 Keselamatan Kerja
3.4.1 Praktikan wajib mengenakan alat keselamatan kerja antara lain: jaslab, masker, penutup kepala, sarung tangan. Hal ini dilakukan agar mikroba maupun senyawa kimia yang digunakan tidak terhirup.
3.4.2 Menggunakan alat spirtus harus hati-hati untuk menghindari terjadinya kebakaran.
6 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
4.1.1 Data nilai pH dan brix sampel
Waktu (t) pH Brix 1 7 5 2 4 5 3 3 3,5 4.1.2 Data Sentrifugasi Sentrifugasi 1 Sentrifugasi 2
Berat kosong centrifuge tube 1 (gram) 1245,6 1245,6
Berat kosong centrifuge tube 2 (gram) 1246,2 1246,2
Berat isi centrifuge tube (gram) 1475,7 1356,0
Berat gum (gram) 0,0612 0,12
4.1.3 Pengolahan Data Sentrifugasi 1
30 mL supernatan + 90 mL isopropyl alkohol = 0,0612 0,0612 gram dari 30 mL 0,0612 30 𝑚𝐿
x
1000/30 1000/30=
0,0612𝑥1000/30 𝐿=
2,04 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 Sentrifugasi 230 mL supernatan + 90 mL isopropyl alkohol = 0,12 0,12 gram dari 30 mL 0,12 30 𝑚𝐿
x
1000/30 1000/30=
0,12𝑥1000/30 𝐿=
4 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟7 4.2 Pembahasan
4.2.1 Pembahasan Oleh Tantri Prasetyani
Pada praktikum kali ini tujuan yang hendak dicapai adalah terbentuknya schlerogum. Proses pembentukan schlerogum ini dilakukan melalui proses fermentasi secara aerob. Pada proses fermentasi aerob ini perlu disiapkan media terlebih dahulu, yaitu PDB serta gula teknis dengan kandungan 5 % sebagai suplai nutrient bagi mikroba. Kemudian PDB mengalami masa inokulasi setelah penanaman mikroba selama 2 hari pada 28°C, 180 rpm untuk menjadi inokulum aktif.
Proses fermentasi berlangsung di dalam reaktor Erlenmeyer yang telah dipasangkan dengan leher angka yang telah diisi dengan larutan asam sulfat pekat sebanyak setengah bola dan dipasangkan dengan sumber udara yang menghasilkan gelembung pada saat proses fermentasi. Penambahan larutan asam sulfat pada leher angka bertujuan agar tidak ada bakteri atau mikroba yang masuk pada media fermentasi yang dapat menyebabkan kontaminasi pada hasil feremntasi. Kondisi yang perlu diperhatikan ketika berlangsung proses fermentasi, yaitu sumber udara yang harus dijaga agar terus mengalir ketika berlangsungnya proses fermentasi agar pasakon oksigen tetap terjaga.
Pada proses fermentasi ini pengujian kadar gula serta pH dilakukan terhadap sampel. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh hasil bahwa kadar gula yang dinyatakan dalam nilai brix mengalami penurunan hingga pengambilan sampel terakhir. Penurunan kadar gula ini menunjukkan bahwa mikroba yang ditanamkan pada proses fermentasi sedang melakukan aktivitas sehingga gula sebagai nutriennya mengalami penurunan karena digunakan oleh mikroba.
Begitu juga dengan nilai pH yang mengalami penurunan hingga akhir pengampilan sampel menunjukkan pH=3. Hal ini juga menunjukkan bahwa fermentasi sedang berlangsung pada media tersebut dimana terjadi perombakan gula serta bahan lainnya menjadi asam.
Setelah proses fermentasi berakhir, produk berupa schlerogum dapat diperoleh melalui proses sentrifugasi dimana pada proses ini dilakukan pemisahan terhadap materi berdasarkan massa jenisnya. Pada proses sentrifugasi yang pertama dihasilkan schlerogum seberat 0.0612 gram dengan massa jenis 2.04 gram/ liter. Sementara untuk sentrifugasi kedua dilakukan dengan melarutkan 30 ml supernatant dengan 90 ml isopropyl alkohol. Hasil sentrifugasi kedua ini memiliki berat yang lebih besar dibandingkan sebelumya, yaitu sebesar 0.12 gram dengan massa jenis sebesar 4 gram/liter.
Pada praktikum ini masih banyak hal yang belum sesuai dimana aliran atau pasokan oksigen tidak dapat dijaga terus menerus karena pada saat berlangsungnya proses ferementasi kadang alirannya tidak jalan. Selain itu, jumalah gelembung udara yang dihasilkan tidak konstan.
8 4.2.2 Pembahasan Oleh Wulandari
Pada praktikum pembuatan sceleroglucan secara fermentasi dengan sclerotium raflfsii yaitu bertujuan untuk mempelajari proses fermentasi aerobik dalam memproduksi metabolit dan mempelajari proses hilir dalam suatu proses produksi.
Langkah pertama yang dilakukan yaitu membuat PDB, PDB dibuat dengan cara melarutkan 20 gram kentang, 2 gram dextrose, 0,002 gram CaCO3 dan 0,002 gram MgSO4.7H2O ke dalam 100 ml aquades. PDB disterilkan lalu didiamkan pada suhu ruang, kemudian diinokulasi pada 28°C, 180 rpm selama 2 hari untuk menjadi inokulum aktif. Disamping itu juga dibuat larutan gula, gula yang digunakan oleh praktikan yaitu gula teknis. Kandungan gula teknis nya yaitu sebesar 5%.
Setelah sampel dilakukan pengecekan pH dan %Brix selama 3 hari. Pada hasil pengamatan dapat ditunjukkan bahwa nilai pH dan %Brix semakin lama akan semakin turun. Setelah itu dilakukan pasteurisasi, yang dimana tujuan pasteurisasi itu sendiri yaitu untuk mematikan patogen yang ada dalam media tsb.
Langkah selanjutnya yaitu melakukan sentrifugasi yaitu dengan tujuan untuk pemisahan. Pemisahan dilakukan didalam alat sentrifugasi. Sentrifugasi yang dilakukan yaitu dua kali. Maka setelah dilakukan pemisahan akan terbentuk dua lapisan yaitu antara sel dan supernatan. Akan terbentuk endapan yaitu gum. Setelah itu endapan tersebut diambil dan di oven. Gum yang diperoleh setelah di oven yaitu 0,0612 gram atau 0,142 gram/liter dan 0,12 gram atau 4 gram/liter. Ada perbedaan berat gum yang diperoleh pada sentrifugasi pertama dan sentrifugasi yang kedua. Yang dimana berat gum yang diperoleh lebih banyak yaitu pada sentrifugasi kedua. Berat gum yang dihasilkan tidak terlalu banyak hal ini disebabkan pada saat praktikum alat dan bahan yang digunakan kurang steril, prosedur yang dilakukan masih belum sepenuhnya dilakukan dengan baik.
9 4.2.3 Pembahasan Oleh Yaumi Istiqlaliyah
Pada praktikum kali ini, produk yang dihasilkan adalah schlerogum dengan cara fermentasi aerob. Hal yang pertama dilakukan adalah pembuatan media dengan cara mencampurkan semua bahan hingga larut, kemudian menumbuhkan mikroba yang akan digunakan. Mikroba yang akan digunakan ini ditumbuhkan pada stater 10 ml, lalu dipindahkan ke erlenmeyer dengan volume media 50 ml, baru dimasukkan ke dalam reaktor dengan volume total media 500 ml. Proses pemindahan media dilakukan dalam keadaan aseptis untuk meminimalisir terjadinya kontaminasi yang dapat menggagalkan proses fermentasi (membuat mikroba mati, dsb).
Reaktor yang digunakan adalah erlenmeyer yang telah dipasangi leher angsa di mulutnya yang diisi dengan H2SO4 sampai memenuhi ½ bola. Dari leher angsa dipasangkan selang yang akan mengalirkan udara masuk ke dalam reaktor, sehingga proses fermentasi dapat berlangsung dengan baik.
Dari pengamatan 3 buah sampel yang diambil, dapat dilihat bahwa pH larutan semakin lama semakin menurun, dan pada akhirnya didapatkan pH sebesar 3 (asam). Begitu pula dengan kadar gula yang terkandung (brix), semakin lama semakin menurun hingga dicapai brix 3,5 pada sampel ke 3.
Setelah selesai proses fermentasi, larutan dipasteurisasi pada suhu 80°C selama ±20 menit. Hal yang harus diperhatikan dalam pasteurisasi ini adalah suhu yang harus selalu dijaga agar tidak terjadi kenaikan yang drastis. Suhu yang terlalu tinggi dalam proses pasteurisasi dapat merusah bahan tersebut.
Setelah larutan disterilisasi dan didinginkan, larutan disentrifugasi untuk memisahkan antara supernatan dan gumnya. Sentrifugasi dilakukan dengan kecepatan 2000 rpm selama ±30 menit. Hasil dari sentrifugasi pertama ini didapatkan endapan/ gum bewarna coklat sebesar 0,0612 gram di dasar centrifuge tube. Hal ini menunjukkan bahwa massa jenis gum lebih besar dibandingkan supernatannya.
Supernatan yang diperoleh dari proses sentrifugasi pertama diambil sebanyak 30 ml dan dicampurkan dengan 90 ml isopropyl alkohol. Kemudian larutan didiamkan selama 1 hari sebelum dilakukan sentrifugasi kedua.
Hasil yang diperoleh dari sentrifugasi kedua sama seperti sentrifugasi pertama, yaitu terdapat endapan di bagaian dasar centrifuge tube. Yang membedakan dari sentrifugasi pertama ialah warna endapan pada hasil sentrifugasi kedua ialah putih. Selain itu berat gum yang didapatkan pada sentrifugasi ini lebih berat, yaitu 0,12 gram.
Salah satu kendala yang membuat fermentasi ini tidak menghasilkan hasil yang optimum adalah adanya orang yang mencabut selang udara dan mengganti leher angsa, sehingga selama kurang lebih 1 hari tidak ada suplai oksigen yang masuk ke dalam reaktor. Keadaan ini sangat mempengaruhi hasil fermentasi dikarenakan fermentasi yang dilakukan adalah fermentasi aerob, di mana oksigen sangatlah diperlukan.
10 BAB V SIMPULAN
Berdasarkan praktikum diperoleh simpulan sebagai berikut.
1. Proses pembentukan schleroglucan dilakukan melalui proses fermentasi aerob yang perlu diperhatikan sekali suplai oksigen selama proses fermentasi berlangsung.
2. Nilai pH serta kadar gula selama proses fermentasi berlangsung mengalami penurunan setiap harinya, diperoleh hasil akhir pH sebesar 3 dan kadar gula sebesar 3.5 brix.
3. Schlerogum yang dihasilkan diperoleh melalui proses sentrifugasi untuk memisahkan padatan dari larutannya.
4. Pada proses sentrifugasi pertama diperoleh schlerogum sebesar 0.0612 gram sementara pada sentrifugasi kedua sebesar 0.12 gram.
11
DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet Praktikum Bioproses Teknik Kimia, “Pembuatan Scleroglucan Secara Fermentasi Dengan Sclerotium Raflfsii” Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung,
