AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015
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 Sarkono1,3, Sukarti Moeljopawiro1, Bambang Setiaji2, Langkah Sembiring1 3URJUDP3DVFDVDUMDQD)DNXOWDV%LRORJL8QLYHUVLWDV*DGMDK0DGD-O7HNQLND6HODWDQ6HNLS8WDUD
ABSTRAK 6LIDW ¿VLNRNLPLDZL VHOXORVD \DQJ GLKDVLONDQ ROHK VWUDLQ ORNDO EDNWHUL Gluconacetobacter xylinus .5( GHQJDQ PHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLIWHODKGLWHOLWL3URGXNVLVHOXORVDROHKG. xylinus.5(GLODNXNDQGDODPPHGLD GDVDUDLUNHODSDGHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGDQDJLWDWLI6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQVHODQMXWQ\DGLEDQGLQJNDQEHUDW NHULQJ EHQWXN PRUIRORJL GDQ VLIDW ¿VLNRNLPLDZLQ\D PHQJJXQDNDQ PHWRGH 6(0 ;5' GDQ )7,5 +DVLO SHQHOLWLDQ PHQXQMXNNDQEDKZDG. xylinus.5(PHQJKDVLONDQVHOXORVDOHELKWLQJJLSDGDPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVGLEDQGLQJNDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI 0HWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EDNWHUL \DQJ EHUEHQWXN OHPEDUDQ VHGDQJNDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQJKDVLONDQ VHOXORVD \DQJ WHUSHFDKSHFDK GHQJDQ EHQWXN GRPLQDQ EXODW 3HQJDPDWDQ VWUXNWXU SHUPXNDDQ VHOXORVD EDNWHUL GHQJDQ 6(0 PHPSHUOLKDWNDQ EDKZD PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD GHQJDQ DQ\DPDQ PLNUR¿EULO \DQJ SDGDW VHGDQJNDQ IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQ\HEDENDQ WHUMDGLQ\D SHUXEDKDQ VWUXNWXU SHUPXNDDQ\DLWXPHORQJJDUQ\DDQ\DPDQPLNUR¿EULOGDQWHUEHQWXNQ\DSRULSRUL\DQJOHELKEHVDUGDQOHELKEDQ\DN 'HUDMDW NULVWDOLQLWDV VHOXORVD EDNWHUL GHQJDQ DQDOLVLV ;5' SDGD PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV VHEHVDU IHUPHQWDVL DJLWDWLI USP VHEHVDU GDQ IHUPHQWDVL USP VHEHVDU 6SHNWUD )7,5 PHQJLQGLNDVLNDQEDKZD SHOLNHO 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 PHWKRGV 7KH GU\ 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( ZLWK VWDWLF DQG DJLWDWHG IHUPHQWDWLRQ ZHUH IRXQG DV FHOOXORVH &HOOXORVH SURGXFHGIURPERWKIHUPHQWDWLRQPHWKRGVVKRZHGGLIIHUHQWSK\VLFRFKHPLFDOSURSHUWLHVWKHUHIRUHWKH\FDQEHDSSOLHG IRUGLIIHUHQWSXUSRVHVLQDFFRUGLQJO\ Keywords: Gluconacetobacter xylinusEDFWHULDOFHOOXORVHVWDWLFIHUPHQWDWLRQDJLWDWHGIHUPHQWDWLRQ
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015
PENDAHULUAN 6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQROHKEDNWHULGluconacetobacter xylinus berbeda dan memiliki keunggulan dibandingkan VHOXORVDWXPEXKDQ6DQWD0DULDGNN WHUXWDPDNDUHQD kemurnian struktur kimianya yang bebas dari lignin dan KHPLVHOXORVD %URZQ -U GNN %LHOHFNL GNN 0ROHNXO Velulosa bakteri berukuran nano dengan ketebalan SLWD QP VDPSDL QP GDQ SDQMDQJ QP VDPSDL QP =DDU GHQJDQGHUDMDWSROLPHULVDVLEHUNLVDUDQWDUD VDPSDL-RQDVGDQ)DUDK EDKNDQGDSDWPHQFDSDL :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 NHUWDV1LVKLGNN PHPEUDQ6KLEDVKDNLGNN 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 GNN 0HWRGHSURGXNVLVHOXORVD\DQJELDVDGLJXQDNDQ GDODPVNDODLQGXVWUL\DLWXPHWRGHSURGXNVLVWDWLV/HH GDQ DJLWDWLI 7VXFKLGD GDQ
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 \DQJ GLKDVLONDQ SDGD PHWRGH IHUPHQWDVL \DQJ EHUEHGD ROHK 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 \DQJ GLJXQDNDQ GDODP SHQHOLWLDQ LQL DGDODK 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( DGDODK medium VWDQGDU +6 FDLU \DQJ WHUVXVXQ GDUL 'JOXNRVD EY 3HSWRQEY Yeast extractEY 1D+32 EY GDQ DVDP VLWUDW EY 0HGLXP SURGXNVL \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 PHGLXP SURGXNVL GLLQRNXODVL GHQJDQ VWDUWHU VHEDQ\DN YY NHPXGLDQ GLLQNXEDVL SDGD VXKX & VHODPD KDUL GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVDJLWDWLIUSPDJLWDWLI USPGDQDJLWDWLIUSP Pemanenan selulosa bakteri dilakukan berdasarkan PRGL¿NDVL PHWRGH \DQJ GLNHPEDQJNDQ ROHK Ishihara dkk.
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015 ( \DLWX Jel 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.
USP GDQ DJLWDWLI USP EHUWXUXWWXUXW DGDODK VHEHVDU ±0 J PO ±0 J PO ±0 J ml dan 0,10±0,JPO3DGDNHWLJDSHUODNXDQDJLWDVL isolat G. xylinus .5(PHQXQMXNNDQSHQXUXQDQSURGXNVL VHOXORVD \DQJ WDMDP GLEDQGLQJNDQ IHUPHQWDVL VWDWLV +DO LQL PHQMHODVNDQ EDKZD SURGXNVL VHOXORVD SDGD LVRODW LQL OHELK RSWLPXPGLODNXNDQSDGDNRQGLVLIHUPHQWDVLVWDWLV
Penentuan Struktur Permukaan Selulosa Bakteri dengan SEM
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 ǖ 7HJDQJDQ GDQ DUXV \DQJ GLSDNDL PDVLQJPDVLQJ .Y GDQ P$ 'DWDGLIUDNVLGLDPELOSDGDscan rangeVXGXWș VDPSDL 30 derajat, scan mode kontinyu, scan speed GHUDMDW SHU 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 $QDOLVLV JXJXV IXQJVL GLODNXNDQ WHUKDGDS VHOXORVD standar Carboxy Methyl Cellulose (CMC) dan sampel selulosa yang diproduksi oleh isolat G. xylinus KRE 65 dengan menggunakan alat Fourier Transform Infra Red )7,5 6+,0$'=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
Berat kering selulosa JPO
Pengamatan struktur permukaan selulosa bakteri pada PDVLQJPDVLQJ SHUODNXDQ GLJXQDNDQ Scanning Electron Microscope 6(0 6DPSHO¿OPVHOXORVDEDNWHULGLNHULQJNDQ KLQJJDEHUDWQ\DNRQVWDQ6HODQMXWQ\DGLLULVNHFLOVHNLWDU cm dan ditempatkan dalam specimen holder dan dilapisi GHQJDQORJDPHPDVVHWHEDOcNHPXGLDQGLDPDWLGHQJDQ LQVWUXPHQ 6(0 -(2/ WLSH -60/$ *DPEDU GLDPELO GHQJDQNHNXDWDQWHJDQJDQNYGDQSHUEHVDUDQNDOL
0.60 0.50 0.30 0.10 0.00 0 rpm
50 rpm
100 rpm
150 rpm
Gambar 1. Berat kering selulosa yang diproduksi oleh isolat bakteri G. 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 .5( GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLI PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EDNWHUL GHQJDQ EHQWXN PRUIRORJL \DQJEHUEHGD*DPEDU 6HOXORVD\DQJGLKDVLONDQGHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV GDODP SHQHOLWLDQ LQL EHUXSD OHPEDUDQVHOXORVD\DQJWHEDOVHGDQJNDQIHUPHQWDVLDJLWDWLI PHQJKDVLONDQVHOXORVDEDNWHUL\DQJEHUXSDSHFDKDQSHFDKDQ VHOXORVDGHQJDQEHQWXNGRPLQDQEXODW+DOLQLVHVXDLGHQJDQ KDVLOSDUDSHQHOLWLVHEHOXPQ\D\DLWXEDKZDSHUODNXDQDJLWDWLI
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015 PHQJKDVLONDQ VHOXORVD EHUEHQWXN EXODW &]DMD GNN 6XZDQQDSLQXQW GNN 0HQXUXW .U\VW\QRZLF] GNN SDGD NXOWXU VWDWLV DNDQ WHUEHQWXN OHPEDUDQ VHOXORVD 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.
D
WHUEHQWXNQ\D DQ\DPDQ PLNUR¿EULO PHQMDGL DQ\DPDQ \DQJ WHUDWXU$JLWDVLVHFDUDWHUXVPHQHUXVSDGDPHGLDIHUPHQWDVL menyebabkan pita selulosa merenggang sehingga terbentuk SRULSRUL\DQJOHELKEHVDU Indeks Kristalinitas Selulosa Bakteri 'LIUDNWRJUDP ;5' VHOXORVD EDNWHUL \DQJ GLSURGXNVL GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLI GLVDMLNDQ SDGD EDU JDPEDU
E
FP
1cm *DPEDU 0RUIRORJLVHOXORVD\DQJGLKDVLONDQROHKLVRODWG. xylinus.5( D OHPEDUDQ VHOXORVD GDUL IHUPHQWDVL VWDWLV E EXWLUDQ VHOXORVDEHUEHQWXNEXODWGDULIHUPHQWDVLDJLWDWLI
+DVLOSHQJDPDWDQVWUXNWXUSHUPXNDDQVHOXORVDEDNWHUL GHQJDQ PHWRGH 6(0 PHPSHUOLKDWNDQ EDKZD VHOXORVD \DQJ dihasilkan oleh isolat G. xylinus.5(PHUXSDNDQDQ\DPDQ SLWD PLNUR¿EULO 6HOXORVD \DQJ GLKDVLONDQ GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHPSHUOLKDWNDQ DQ\DPDQ PLNUR¿EULO \DQJ SDGDW 3HUXEDKDQ PHWRGH IHUPHQWDVL GDUL VWDWLV PHQMDGL DJLWDWLI PHQ\HEDENDQ VWUXNWXU SHUPXNDDQ VHOXORVD mengalami perubahan, yaitu terjadinya perenggangan DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD GDQ WHUEHQWXNQ\D SRUL \DQJ OHELK EHVDU GDQ OHELK EDQ\DN GL DQWDUD DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD*DPEDU
*DPEDU6WUXNWXU SHUPXNDDQ VHOXORVD EDNWHUL KDVLO IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLIROHKLVRODWG. xylinus.5($ IHUPHQWDVLVWDWLVGDQ % IHUPHQWDVLDJLWDWLI
0HUHQJJDQJQ\D DQ\DPDQ PLNUR¿EULO VHOXORVD SDGD PHWRGH IHUPHQWDVL DJLWDWLI GDSDW GLIDKDPL NDUHQD DJLWDVL \DQJGLEHULNDQVHODPDSURVHVIHUPHQWDVLVDQJDWPHQJJDQJJX
*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
3ROD GLIUDNVL VLQDU; VHOXORVD EDNWHUL \DQJ GLSURGXNVL oleh isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLVPHPSHUOLKDWNDQWLJDSXQFDNWHUNXDWSDGDVXGXWș 56ooGDQo GHQJDQLQGHNVNULVWDOLQLWDV3DGD VHOXORVD \DQJ GLSURGXNVL GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL DJLWDWLI 100 rpm memperlihatkan tiga puncak terkuat pada sudut ș: o o, 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. 0HWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV PHQJKDVLONDQ VHOXORVD bakteri dengan indeks kristalinitas lebih tinggi dibandingkan GHQJDQIHUPHQWDVLDJLWDWLI+DOLQLVHMDODQGHQJDQSHQHOLWLDQ VHEHOXPQ\D\DQJGLODNXNDQROHK:DWDQDEHGNN VHUWD 0RRQ GNN EDKZD VHOXORVD EDNWHUL \DQJ GLSURGXNVL
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015 GHQJDQPHWRGHIHUPHQWDVLVWDWLVPHPLONLLQGHNVNULVWDOLQLWDV OHELKWLQJJLELODGLEDQGLQJNDQGHQJDQVHOXORVDGDULIHUPHQWDVL DJLWDWLI 3URVHV DJLWDVL GHQJDQ SHQJJRMRJDQ VHODPD IHUPHQWDVL PHQ\HEDENDQ LNDWDQ KLGURJHQ DQWDUD PLNUR¿EULO EHUNXUDQJ GDQ EHUDNLEDW WHUKDGDS SDQMDQJ PLNUR¿EULO \DQJ WHUEHQWXN%HUNXUDQJQ\DLNDWDQKLGURJHQDQWDUDPLNUR¿EULO LQLEHUDNLEDWWHUKDGDSUHQGDKQ\DLQGHNVNULVWDOLQLWDV0RRQ GNN 6HPDNLQWLQJJLLQGHNVNULVWDOLQLWDVPDNDVHPDNLQ WLQJJLNHNXDWDQWDULNVHUDW/LXGNN-RQMDQNLDWGNN 3UR¿O*XJXV)XQJVL 6SHNWUXP )7,5 pada produk selulosa bakteri yang dihasilkan oleh isolat G. xylinus .5( GHQJDQ PHWRGH IHUPHQWDVL VWDWLV GDQ DJLWDWLI dibaca 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 FP WHUGHWHNVL YLEUDVL XOXU JXJXV IXQJVL ±2+ GDQ GLSHUNXDW GHQJDQ DGDQ\D YLEUDVL OHQWXU GDUL LNDWDQ WXQJJDO &2 GDUL HWHU XQWXN SLWD VHUDSDQ FXNXS NXDW SDGD ELODQJDQ 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&E VHOXORVDGDUL IHUPHQWDVLVWDWLVGDQF VHOXORVDGDULIHUPHQWDVLDJLWDWLI
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015
WHUEDFDSDGDVSHNWUXP&0&MXJDPHQXQMXNNDQDGD\DJXJXV IXQJVL 2+ SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJ cm JXJXV & 2 NDUERQLO SDGD ELODQJDQ JHORPEDQJ cm 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 0HWRGH IHUPHQWDVL DJLWDWLI PHQ\HEDENDQ SHQXUXQDQ MXPODK 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 \DQJ EHUEHGD VHVXDL GHQJDQ VLIDW ¿VLNRNLPLD VHOXORVD \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 FHOOXORVH Dalam: 6WHLQEXFKHO $ GDQ 'RL < HG Biotechnology 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 ,JXFKL0 5HYLHZEDFWHULDOFHOOXORVH$PDVWHUSLHFH RI QDWXUH¶V DUWV Journal of Material Science ,VKLKDUD 0 0DWVXQDJD 0 +D\DVKL 1 GDQ 7LVOHU 9 8WLOLVDWRQ RI '[\ORVH DV FDUERQ VRXUFH IRU SURGXFWLRQRIEDFWHULDOFHOOXORVHEnzyme and Microbial
AGRITECH, Vol. 35, No. 4, November 2015
Technology -RQDV5GDQ)DUDK/) 3URGXFWLRQDQGDSSOLFDWLRQ RI PLFURELDO FHOOXORVH Polymer Degradation and Stability 59 -RQMDQNLDW 6 7KDZLQ : GDQ :DUDQ\RX 6 ,PSURYHPHQW RI SRO\YLQ\O DOFRKRO DGKHVLYHV ZLWK FHOOXORVH PLFUR¿EUH IURP VXJDUFDQH EDJDVVH Iranian 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 RI Acetobacter 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 0RRQ 6+ 3DUN -0 &KXQ +< GDQ .LP 6- &RPSDULVRQV RI SK\VLFDO SURSHUWLHV RI EDFWHULDO FHOOXORVHV SURGXFHG LQ GLIIHUHQW FXOWXUH FRQGLWLRQV XVLQJ VDFFKDUL¿HG IRRG ZDVWHV Biotechnology and Bioprocess Engineering 11 1LVKL<8U\X0
Universitas Negeri Sebelas Maret, Surakarta 7 Juni 2012. 6HJDO / &UHHO\ - 0DUWLQ $ GDQ &RQUDG & $Q HPSLULFDO PHWKRG IRU HVWLPDWLQJ WKH GHJUHH RI FU\VWDOOLQLW\ RI QDWLYH FHOOXORVH XVLQJ GLIIUDFWRPHWHU Textile Research Journal 6KLED]DNL + .XJD 6 2QDEH ) GDQ 8VXGD 0 Bacterial cellulose membrane as separation medium. Journal of Applied Polymer Science 50 6KRGD0GDQ6XJDQR< 5HFHQWDGYDQFHVLQEDFWHULDO cellulose production. Biotechnology and Bioprocess Engineering 10 6XZDQQDSLQXQW1%XUDNRUQ-GDQ7KDHQWKDQHH6 (IIHFWRIFXOWXUHFRQGLWLRQVRQEDFWHULDOFHOOXORVH%& SURGXFWLRQ IURP A. xylinum 7,675 DQG SK\VLFDO SURSHUWLHV RI %& SDUFKPHQW SDSHUSuranaree Journal of Science and Technology 14 7DQWUDWLDQ 6 7DPPDUDWH 3 .UXVRQJ : %KDWWDUDNRVRO 3 GDQ 3KXQVUL$ (IIHFW RI GLVVROYHG R[\JHQ on cellulose production by Acetobacter 7,675 Journal of Science and Research Chulalongkorn University 7VXFKLGD7GDQ