PEMISAHAN ASAM LAKTAT HASIL FERMENTASI Broth MENGGUNAKAN RESIN PENUKAR ION
ABSTRAK
PEMISAHAN ASAM LAKTAT HASIL FERMENTASI Broth
MENGGUNAKAN RESIN PENUKAR ION
Oleh
RIYA ADLAILA
Proses pemurnian asam laktat menggunakan resin penukar ion merupakan
salah satu metode adsorpsi.
Metode ini banyak diaplikasikan karena
kesederhanaan proses dan keekonomisannya yang cukup tinggi dibandingkan
metode pemurnian lainnya. Untuk itu menjadi penting dalam mengidentifikasi
proses adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan faktor-faktor pada proses
pemisahan asam laktat dari larutan yang terkontaminasi oleh pengotor. Penelitian
ini bertujuan mengetahui apakah resin penukar ion dapat digunakan untuk
memisahkan asam laktat dari campuran asam-asam organiknya, mengetahui
adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan recovery asam laktat, menentukan
konsentrasi asam laktat dari campurannya menggunakan HPLC.
Hasil penelitian untuk analisis IR didapat serapan gugus C-Cl dan C-OH
pada resin yang telah diubah dalam bentuk Cl- dan OH- ditunjukkan pada 704,23
cm-1 dan 1085,97 cm-1, sedangkan hasil adsorpsi isoterm asam laktat adalah proses
adsorpsi asam laktat yang lebih cenderung mengikuti persamaan Langmuir.
Kapasitas adsorpsi tertinggi pada resin bentuk Cl- terdapat pada asam laktat
dengan konsentrasi 90% yaitu sebesar 0,1610 g/g resin sedangkan resin dalam
bentuk OH- kapasitas adsorpsi tertinggi pada asam laktat dengan konsentrasi 90%
yaitu sebesar 0,1603 g/g resin. Recovery asam laktat tertinggi pada eluen asam
sulfat dan metanol 10%. Recovery asam laktat dengan menggunakan eluen 1M
H2SO4 pada resin dalam Cl- dan OH- diperoleh sebesar 93,84 % dan 81,74%.
Sedangkan untuk eluen metanol diperoleh recovery asam laktat tertinggi pada
metanol 10%, dimana resin dalam Cl- dan OH- diperoleh sebesar 93,84% dan
81,96%. Hasil analisis menggunakan HPLC, konsentrasi asam laktat yang
tertinggi sebesar 12,2% v/v dengan resin dan metanol 10%.
Kata kunci : Asam laktat, resin penukar ion, Inframerah, Hight Performance
Liquid Cromathography
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Asam laktat merupakan asam organik yang telah luas digunakan sebagai bahan
baku di berbagai industri. Asam laktat dalam industri
(Yuwono, 2008)
Asam laktat dalam industri kosmetik, umumnya digunakan
sebagai pelembab dan penyeimbang pH, sifat lainnya seperti antimikroba, skin
lightening dan skin hydration. Asam laktat dalam industri farmasi dan kimia
digunakan antara lain sebagai elektrolit dan larutan dialisis (Yuwono, 2008).
Asam laktat akhir-akhir ini dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
polimer (poli asam laktat) dan monomer yang sangat potensial karena memiliki
dua gugus fungsional yang sangat reaktif, yaitu gugus karboksil dan gugus
hidroksil.
fermentasi dan
sintesis kimia. Keuntungan produksi asam laktat secara fermentasi antara lain
menghasilkan L(+) asam laktat, mudah, murah dan dapat dilakukan satu tahap
sedangkan produksi asam laktat secara sintesis kimia menghasilkan campuran
2
rasemik DL-asam laktat, sulit dan mahal (Yuwono, 2008). Beberapa faktor yang
harus diperhatikan dalam produksi asam laktat adalah harga bahan baku, kadar
kontaminan rendah, sedikit atau tidak ada pemisahan awal, laju produksinya
cepat, perolehannya tinggi dan tersedianya bahan baku sepanjang tahun
(Hofvendahl and Hahn-Hargerdal, 2000).
Bahan baku yang telah digunakan
untuk produksi asam laktat antara lain pati, selulosa, whey dan molasses
(Yuwono, 2008). Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa bahan baku pati
yang digunakan untuk memproduksi asam laktat antara lain gandum (Vankatesh
et al., 1993), jagung (Narita et al., 2005) dan singkong (Yuwono et al., 2006).
Asam laktat merupakan produk utama hasil fermentasi, asam-asam lain seperti
asam asetat, asam piruvat, asam format, asam butirat juga didapat pada hasil
fermentasi. Oleh karena itu membutuhkan pemisahan asam laktat dari asam-asam
organik lainnya. Beberapa metode pemisahan asam laktat dari campurannya yang
telah digunakan adalah ultrafiltrasi (Gonzaleza et al., 2008), destilasi
(Vijayakumar et al., 2008), elektrodialisis (Yi et al., 2008) dan resin penukar ion
(Tong et al., 2004).
Beberapa penelitian yang telah melakukan pemisahan asam laktat menggunakan
resin penukar ion antara lain : Tong et al. (2004), melaporkan bahwa hasil
pemurnian asam laktat hasil fermentasi broth dari paper sludge menggunakan
Amberlit IRA 92 penukar anion lemah menghasilkan asam laktat 82.6 %,
kemurnian 96.2 % dan produktifitas 1.16 g asam laktat/gram resin sedangkan
Sun et al. (2006), menggunakan dua reaktor dengan kolom pembawa untuk
memisahkan asam laktat hasil fermentasi broth, dimana resin penukar kation
3
dengan modifikasi SnCl2 menghasilkan asam laktat murni sebesar 90%. Dari
beberapa laporan penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa resin penukar ion
dapat digunakan untuk memisahkan asam laktat dari pengotor hasil proses
fermentasi. Dalam penelitian ini dilakukan pemisahan asam laktat yang diperoleh
dari hasil fermentasi broth dari onggok yang ada di laboratorium kimia organik
FMIPA Unila kemudian campuran asam laktat yang diperoleh dipisahkan
menggunakan resin penukar ion Amberlite IRA 410. Metode pemisahan dengan
resin penukar ion banyak diaplikasikan karena kesederhanaan proses dan
keekonomisannya yang cukup tinggi dibandingkan metode pemurnian lainnya.
Resin Amberlite IRA 410 sebelum dan sesudah diubah menjadi bentuk Cl- dan
OH- dianalisis menggunakan spektoskopi inframerah (IR) dan konsentrasi asam
laktat diukur menggunakan Hight Performance Liquid Cromathography (HPLC).
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah
1. Mengetahui apakah resin penukar ion dapat digunakan untuk memisahkan
asam laktat dari campuran asam-asam organiknya.
2. Mengetahui adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan recovery asam
laktat.
3. Menentukan konsentrasi asam laktat dari campurannya menggunakan HPLC.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah tentang pemisahan
asam laktat dari campuran asam-asam organik menggunakan resin penukar ion.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1.
Asam laktat hasil fermentasi onggok dan asam-asam organik dapat
dipisahkan menggunakan resin penukar ion Amberlite IRA 410.
2.
Recovery asam laktat tertinggi yang diperoleh pada eluen asam sulfat pada
resin bentuk Cl- dan OH- yaitu sebesar 93,84% dan 81,74% dan metanol 10%
sebesar 93,84% dan 81,96%.
3.
Hasil analisis menggunakan HPLC, konsentrasi asam laktat yang tertinggi
sebesar 12,2% v/v dengan resin dan metanol 10%.
B. Saran
Dalam penelitian ini kapasitas dan recovery asam laktat yang diperoleh
menggunakan metode titrasi, dimana konsentrasi asam laktat yang dihasilkan
menggunakan metode ini kurang akurat dan manual. Maka penulis menyarankan
dilakukan uji menggunakan HPLC untuk mengetahui kemurnian dan konsentrasi
asam laktat yang diperoleh.
PEMISAHAN ASAM LAKTAT HASIL FERMENTASI Broth
MENGGUNAKAN RESIN PENUKAR ION
Oleh
RIYA ADLAILA
Proses pemurnian asam laktat menggunakan resin penukar ion merupakan
salah satu metode adsorpsi.
Metode ini banyak diaplikasikan karena
kesederhanaan proses dan keekonomisannya yang cukup tinggi dibandingkan
metode pemurnian lainnya. Untuk itu menjadi penting dalam mengidentifikasi
proses adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan faktor-faktor pada proses
pemisahan asam laktat dari larutan yang terkontaminasi oleh pengotor. Penelitian
ini bertujuan mengetahui apakah resin penukar ion dapat digunakan untuk
memisahkan asam laktat dari campuran asam-asam organiknya, mengetahui
adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan recovery asam laktat, menentukan
konsentrasi asam laktat dari campurannya menggunakan HPLC.
Hasil penelitian untuk analisis IR didapat serapan gugus C-Cl dan C-OH
pada resin yang telah diubah dalam bentuk Cl- dan OH- ditunjukkan pada 704,23
cm-1 dan 1085,97 cm-1, sedangkan hasil adsorpsi isoterm asam laktat adalah proses
adsorpsi asam laktat yang lebih cenderung mengikuti persamaan Langmuir.
Kapasitas adsorpsi tertinggi pada resin bentuk Cl- terdapat pada asam laktat
dengan konsentrasi 90% yaitu sebesar 0,1610 g/g resin sedangkan resin dalam
bentuk OH- kapasitas adsorpsi tertinggi pada asam laktat dengan konsentrasi 90%
yaitu sebesar 0,1603 g/g resin. Recovery asam laktat tertinggi pada eluen asam
sulfat dan metanol 10%. Recovery asam laktat dengan menggunakan eluen 1M
H2SO4 pada resin dalam Cl- dan OH- diperoleh sebesar 93,84 % dan 81,74%.
Sedangkan untuk eluen metanol diperoleh recovery asam laktat tertinggi pada
metanol 10%, dimana resin dalam Cl- dan OH- diperoleh sebesar 93,84% dan
81,96%. Hasil analisis menggunakan HPLC, konsentrasi asam laktat yang
tertinggi sebesar 12,2% v/v dengan resin dan metanol 10%.
Kata kunci : Asam laktat, resin penukar ion, Inframerah, Hight Performance
Liquid Cromathography
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Asam laktat merupakan asam organik yang telah luas digunakan sebagai bahan
baku di berbagai industri. Asam laktat dalam industri
(Yuwono, 2008)
Asam laktat dalam industri kosmetik, umumnya digunakan
sebagai pelembab dan penyeimbang pH, sifat lainnya seperti antimikroba, skin
lightening dan skin hydration. Asam laktat dalam industri farmasi dan kimia
digunakan antara lain sebagai elektrolit dan larutan dialisis (Yuwono, 2008).
Asam laktat akhir-akhir ini dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
polimer (poli asam laktat) dan monomer yang sangat potensial karena memiliki
dua gugus fungsional yang sangat reaktif, yaitu gugus karboksil dan gugus
hidroksil.
fermentasi dan
sintesis kimia. Keuntungan produksi asam laktat secara fermentasi antara lain
menghasilkan L(+) asam laktat, mudah, murah dan dapat dilakukan satu tahap
sedangkan produksi asam laktat secara sintesis kimia menghasilkan campuran
2
rasemik DL-asam laktat, sulit dan mahal (Yuwono, 2008). Beberapa faktor yang
harus diperhatikan dalam produksi asam laktat adalah harga bahan baku, kadar
kontaminan rendah, sedikit atau tidak ada pemisahan awal, laju produksinya
cepat, perolehannya tinggi dan tersedianya bahan baku sepanjang tahun
(Hofvendahl and Hahn-Hargerdal, 2000).
Bahan baku yang telah digunakan
untuk produksi asam laktat antara lain pati, selulosa, whey dan molasses
(Yuwono, 2008). Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa bahan baku pati
yang digunakan untuk memproduksi asam laktat antara lain gandum (Vankatesh
et al., 1993), jagung (Narita et al., 2005) dan singkong (Yuwono et al., 2006).
Asam laktat merupakan produk utama hasil fermentasi, asam-asam lain seperti
asam asetat, asam piruvat, asam format, asam butirat juga didapat pada hasil
fermentasi. Oleh karena itu membutuhkan pemisahan asam laktat dari asam-asam
organik lainnya. Beberapa metode pemisahan asam laktat dari campurannya yang
telah digunakan adalah ultrafiltrasi (Gonzaleza et al., 2008), destilasi
(Vijayakumar et al., 2008), elektrodialisis (Yi et al., 2008) dan resin penukar ion
(Tong et al., 2004).
Beberapa penelitian yang telah melakukan pemisahan asam laktat menggunakan
resin penukar ion antara lain : Tong et al. (2004), melaporkan bahwa hasil
pemurnian asam laktat hasil fermentasi broth dari paper sludge menggunakan
Amberlit IRA 92 penukar anion lemah menghasilkan asam laktat 82.6 %,
kemurnian 96.2 % dan produktifitas 1.16 g asam laktat/gram resin sedangkan
Sun et al. (2006), menggunakan dua reaktor dengan kolom pembawa untuk
memisahkan asam laktat hasil fermentasi broth, dimana resin penukar kation
3
dengan modifikasi SnCl2 menghasilkan asam laktat murni sebesar 90%. Dari
beberapa laporan penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa resin penukar ion
dapat digunakan untuk memisahkan asam laktat dari pengotor hasil proses
fermentasi. Dalam penelitian ini dilakukan pemisahan asam laktat yang diperoleh
dari hasil fermentasi broth dari onggok yang ada di laboratorium kimia organik
FMIPA Unila kemudian campuran asam laktat yang diperoleh dipisahkan
menggunakan resin penukar ion Amberlite IRA 410. Metode pemisahan dengan
resin penukar ion banyak diaplikasikan karena kesederhanaan proses dan
keekonomisannya yang cukup tinggi dibandingkan metode pemurnian lainnya.
Resin Amberlite IRA 410 sebelum dan sesudah diubah menjadi bentuk Cl- dan
OH- dianalisis menggunakan spektoskopi inframerah (IR) dan konsentrasi asam
laktat diukur menggunakan Hight Performance Liquid Cromathography (HPLC).
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah
1. Mengetahui apakah resin penukar ion dapat digunakan untuk memisahkan
asam laktat dari campuran asam-asam organiknya.
2. Mengetahui adsorpsi asam laktat pada resin penukar ion dan recovery asam
laktat.
3. Menentukan konsentrasi asam laktat dari campurannya menggunakan HPLC.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah tentang pemisahan
asam laktat dari campuran asam-asam organik menggunakan resin penukar ion.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1.
Asam laktat hasil fermentasi onggok dan asam-asam organik dapat
dipisahkan menggunakan resin penukar ion Amberlite IRA 410.
2.
Recovery asam laktat tertinggi yang diperoleh pada eluen asam sulfat pada
resin bentuk Cl- dan OH- yaitu sebesar 93,84% dan 81,74% dan metanol 10%
sebesar 93,84% dan 81,96%.
3.
Hasil analisis menggunakan HPLC, konsentrasi asam laktat yang tertinggi
sebesar 12,2% v/v dengan resin dan metanol 10%.
B. Saran
Dalam penelitian ini kapasitas dan recovery asam laktat yang diperoleh
menggunakan metode titrasi, dimana konsentrasi asam laktat yang dihasilkan
menggunakan metode ini kurang akurat dan manual. Maka penulis menyarankan
dilakukan uji menggunakan HPLC untuk mengetahui kemurnian dan konsentrasi
asam laktat yang diperoleh.