Pembuatan Material Selulosa Bakteri dari Limbah Air Kelapa Dengan Penambahan Ekstrak Buah Nanas Menggunakan Aacetobacter Xylinum

(1)

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM

TESIS

Oleh

LODDEN SILITONGA 097006025/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N 2 0 1 1

(2)

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

T E S I S

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Oleh

LODDEN SILITONGA 097006025/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N 2 0 1 1

(3)

Judul Tesis

: PEMBUATAN MATERIAL

SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN

PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH

NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

Nama Mahasiswa : LODDEN SILITONGA Nomor Pokok : 097006025

Program studi : Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing,

Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Dr. Yugia Muis, M.Si

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Dr. Sutarman, M. Sc

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

T E S I S

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 21 Juni 2011 Penulis,

LODDEN SILITONGA

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Lodden Silitonga Nomor Pokok : 097006025

Program Studi : Magister Kimia Jenis karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu penetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Rotalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul :

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian ppernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 21 Juni 2011

(6)

Telah diuji pada

Tanggal : 21 Juni 2011

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Anggota : 1. Dr. Yugia Muis, M.Si

2. Prof. Dr. Harlem Marpaung

3. Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Si. M.Phil 4. Dr. Marpongahtun, M.Si

(7)

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

ABSTRAK

Salah satu manfaat air kelapa adalah untuk pembuatan material selulosa bakteri. Dengan penambahan modifikasi ekstrak buah nanas akan diperoleh polimer material selulosa bakteri ananas yang dapat digunakan untuk keperluan pelapis elektronika. Penelitian dilakukan dengan menggunakan campuran 100 g air kelapa, 10 g sukrosa, 0,5 g urea, kemudian dipanaskan sambil diaduk hingga mendidih. Selanjutnya ditambahkan asam asetat 25 % hingga mencapai pH = 4. Selanjutnya ditambahkan sari buah nanas dengan variasi massa 0 g, 10 g, 20 g, 30 g, 40 g, 50 g. Setelah dingin kedalam campuran ditambahkan 10 ml acetobacter xylinum

kemudian di fermentasi selama 7 hari. Material selulosa bakteri yang diperoleh berupa lapisan pelikel yang mengambang pada permukaan media, kemudian lapisan material selulosa bakteri ananas dikeringkan hingga terbentuk lapisan tipis. Kemudian hasil yang diperoleh dilakukan pengujian dengan analisa FT-IR dan Uji tarik. Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh hasil yang paling baik adalah dengan variasi 30 g ekstrak buah nanas dengan 70 g limbah air kelapa karena memiliki kekuatan tarik 14,95 MPa dan kemuluran 14,80 %.

(8)

BACTERIA FROM MAKING MATERIAL CELLULOSE

WITH ADDITION COCONUT WATER WASTE

PINEAPPLE FRUIT EXTRACT USING

ACETOBACTER XYLINUM

ABSTARCT

On of the coconut liquid uses is for making material bacterial cellulose. By the modification of both pineaple and strach, that is, they can be used for medical elktonic. This experiment is performed by mixing 100 ml coconut liquid with 10 gr of sucrose, 0,5 gr of fertilizer then, the mixture is stirred and added with 25 % of viniger acid. The mixture will be come pH = 4. The following steps is with massa variation 0 gr, 10 gr, 20 gr, 30 gr, 40 gr, 50 gr. 10 ml of Acetobecter Xylinum is the added o the mixture, nex fermented for 7 days. It resulted in floating pellicle fiberon the media. After the pellicle layers is dried, athin layer is formed. By the FT-IR, and tensile strength analysis test. The best result is found that is, the variation of 30 gr of pineapple with 70 g coconut liquid has the smoothest serface and the higher tensile strength as 14,95 MPa and engolation is 14,80 %.

(9)

KATA PENGANTAR

Puji Syukur ke hadirat Tuhan Maha Kuasa yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis penelitian yang berjudul ” Pembuatan Material Selulosa Bakteri dari Limbah Air Kelapa Dengan Penambahan Ekstrak Buah Nanas Menggunakan Aacetobacter Xylinum ”.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Gubernur Sumatera Utara, H Gatot Pudjonogroho ST c.q. Ketua Bappeda Provinsi Sumatera Utara memberikan beasiswa kepada penulis sebagai mahasiswa Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof.Dr. dr. Syahril Pasaribu, DT & H.MScz(CTM), Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk memperoleh pendidikan.

3. Ketua Program Studi Kimia Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr Hamonangan Nainggolan selaku Sekretaris Prodi Kimia yang senantiasa memberikan bimbingan dalam perkuliahan.

4. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Pembimbing Utama dan Ibu Dr. Yugia Muis, M.S , selaku anggota komisi pembimbing tesis yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran dalam penyusunan tesis ini. 5. Rekan- rekan mahasiswa Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana USU angkatan

2009 yang telah banyak membantu penulis selama menjalani perkuliahan dan penelitian.

6. Kepada keluarga, yaitu Istri dan anak-anakku Tersanyang, yang memberikan semangat dengan penuh perhatian, doa restu serta dorongan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Sekolah Pascasarjana USU Medan.

Semoga Tuhan selalu menyertai dan melimpahkan berkat dan rahmatnya kepada kita semua dan tesis ini dapat bermanfaat.

Medan, Juni 2011 Penulis

(10)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 4

1.3 Tujuan Penelitian 4

1.4 Manfaat Penelitian 4

1.5 Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 Kelapa 6

2.2 Buah Nanas 7

2.3 Fermentasi 9

2.4 Selulosa 10

2.5 Selulosa bakteri 11

(11)

2.7 Kegunaan FTIR 13

2.8 Syarat-syarat FTIR 14

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 15

3.1 Alat-alat 15

3.2 Bahan 15

3.3 Prosedur Penelitian 15

3.3.1 Persiapan Substat iv 15

3.3.2 Penyapan Starter 16

3.3.3 Pembuatan selulosa Bakteri 16

3.3.4 Pembuatan Material Selulosa Bakteri dengan

Variasi Sari Buah Nanas 16

3.3,5 Analisis FTIR 17

3.3.6 Uji Tarik 17

3.3.7 Bagan Penelitian sintesa selulosa Bakteri 19 3.3.8 Bagan Pembuatan Selulosa Bakteri Sari Buah

Nanas dengan A.Xylinum 20

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 21

4.1 Hasil 21

4.1.1 Analisa Spektroskopi Inframerah (FTIR) 21 4.1.2 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri Tanpa

Penambahan Ekstrak Buah Nanas 22 4.1.3 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan

Penambahan 30 ml Ekstrak Buah Nanas 23

4.2 Uji Tarik 24

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 31

5.1 Kesimpulan 31

5.2 Saran 31

DAFTAR PUSTAKA 32

(12)

DAFTAR GAMBAR

No. J u d u l Halaman

1 Struktur kimia Selulosa 11

2. Uju kekuatan tarik ASTM-D-638 17

3. Spektrum FT-IR Material Selulosa Bakteri Tanpa Penambahan

Ekstrak Buah Nanas 22

4. Spektrum FT-IR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan

30 ml Ekstrak Buah Nanas 23

5. Grafik Linier Stroke dan Regangan 26 6. Grafik Kemuluran dan Kekuatan tarik 28

(13)

DAFTAR TABEL

No. J u d u l Halaman

1 Komposisi Kimia Air Kelapa 7

2 Data pengukuran Sampel Pengujian Tarik 25

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor J u d u l Halaman

1 Perhitungan kemuluran ( ε ) dan Perhitungan kekuatan tarik ( σ ) L-1 2 Gambar Universal Testing Machine (UTM) adalah Uji Tarik

(tensile test) dan Uji Lentur (bending/flexural test) L-2 3 Gambar Buah Nanas yang Sudah Matang L-3 4. Gambar Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi L-4 5. Gambar Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan L-5 6. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan

Penambahan 10 ml Ekstrak Buah Nanas L-6 7. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan

Penambahan 20 ml Ekstrak Buah Nanas L-7 8. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan

Penambahan 40 ml Ekstrak Buah Nanas L-8 9. Gambar Spektrum FTIR material Selulosa Bakteri dengan

(15)

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

ABSTRAK

(16)

BACTERIA FROM MAKING MATERIAL CELLULOSE

WITH ADDITION COCONUT WATER WASTE

PINEAPPLE FRUIT EXTRACT USING

ACETOBACTER XYLINUM

ABSTARCT

(17)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Material selulosa bakteri adalah hasil proses fermentasi air kelapa dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum. Secara kimiawi, serat yang terkandung di dalam nata de coco adalah serat selulosa, yang dikenal sebagai selulosa bakteri (Yoshinaga et al., 1997). Bakteri selulosa mempunyai beberapa keunggulan antara lain memiliki kemurnian yang tinggi tanpa adanya lignin, pektin dan hemiselulosa, dimana zat-zat tersebut biasa ditemukan pada selulosa tanaman (Lapuz, et al., 1967). Selain itu serat selulosa yang diproduksi oleh bakteri Acetobacter xylinum, memiliki sifat-sifat fisik tertentu yang berbeda dari selulosa tumbuhan. Sifat fisik yang unik dari selulosa yang berasal dari bakteri ini antara lain adalah memiliki kemurnian, kristalinitas, kekuatan mekanik, dan porositas yang tinggi serta memiliki kapasitas dalam menyerap air yang cukup besar dan mudah terurai, hal ini yang membuat serat selulosa bakteri berpotensi untuk dikembangkan lebih jauh bukan hanya sebagai bahan olahan makanan atau minuman, tetapi juga dapat digunakan untuk industri-industri penting seperti membrane separasi, bahan pencampur dalam industri kertas, produksi karbon film elektrokonduktif, alat optik dan bahan-bahan untuk keperluan biomedis (Surdia, N. M., 2002).

Nata de coco atau bioselulosa merupakan salah satu produk pangan di negara kita, dengan kualitas yang berbeda-beda. Di negara maju bioselulosa bukan hanya sekedar untuk keperluan pangan, melainkan dapat digunakan untuk beberapa macam keperluan. Salah satu produk yaitu kristalin murni sangat penting untuk bahan baku industri, sebagai bahan material baru untuk digunakan dalam memproduksi kertas berkualitas (Johnson dan Winslow., 1990). Uji coba lainnya, selulosa bakteri dibuat sebagai kulit buatan (Fontana dkk., 1990), dan sebagai membrane ultrafiltrasi (Takai dkk., 1991).

(18)

Selulosa bakteri memiliki karakteristik yang lebih menguntungkan

dibanding selulosa dari tanaman. Karakteristik tersebut antara lain kemurniannya tinggi, dapat terurai, seratnya halus (berdiameter 0.1 nm atau 300 kaIi lebih kecil dibanding serat kayu), kekuatan tarik mekaniknya bagus, kapasitas pengikatan airnya yang tinggi dan derajat kristalinitasnya yang tinggi (Ross ., 1991).

Istilah Nata diterjemahkan kedalam bahasa latin sebagai Natare yang berarti terapung-apung. Nata dapat dibuat dari air kelapa, tetes tebu, limbah cair tahu, maupun ekstrak buah nanas (Pambayun, R., 2002). Nata de coco merupakan selulosa bakterial yang diperoleh melalui fermentasi oleh bakteri Acetobacter

Xylinium, bakteri ini merupakan aerob gram negatip yang mampu menyusun

glukosa alami yang terkandung dalam sari buah nanas maupun yang sengaja ditambahkan kedalamnya menjadi serat-serat selulosa yang sangat halus. Material selulosa bakteri dibentuk oleh spesies bakteri asam asetat pada permukaan cairan yang mengandung gula, sari buah, atau ekstrak tanaman lain (Lapuz, et al., 1967). Beberapa spesies yang termasuk bakteri asam asetat dapat membentuk selulosa, namun selama ini yang paling banyak dipelajari adalah A. xylinum (Swissa, et al., 1980). Bakteri A. xylinum termasuk genus Acetobacter (Ley., 1974). Bakteri A.

xylinum bersifat gram negatip, aerob, berbentuk batang pendek atau kokus (Moat,

1986., Forng, et al., 1989).

Pemanfaatan limbah pengolahan kelapa berupa air kelapa merupakan cara mengoptimalkan pemanfaatan buah kelapa. Dalam air kelapa terdapat berbagai nutrisi yang bisa dimanfaatkan bakteri penghasil selulosa bakteri. Nutrisi yang terkandung dalam air kelapa antara lain : gula sukrosa 1,28%, sumber mineral yang beragam antara lain Mg+2 3,54 gr/l ( Pracaya., 1982), serta adanya faktor pendukung pertumbuhan (growth promoting factor) merupakan senyawa yang mampu meningkatkan pertumbuhan bakteri penghasil nata (Acetobakter xylinum)

(Lapus, et al., 1967). Adanya gula sukrosa dalam air kelapa akan dimanfaatkan oleh

(19)

senyawa metabolit diantaranya adalah selulosa. Senyawa peningkat pertumbuhan mikroba (growth promoting factor) akan meningkatkan pertumbuhan mikroba, sedangkan adanya mineral dalam substrat akan membantu meningkatkan aktifitas enzim kinase dalam metabolisme di dalam sel A. xylinum untuk menghasilkan material selulosa bakteri.

Menurut para peneliti dari Lab of Active Bio-based Material-Kyoto

University, selulosa bakteri dapat dijadikan komposit yang sangat kuat dengan

teknik pengolahan yang cukup sederhana. Lembar selulosa bakteri yang sudah dihilangkan airnya dicelupkan terlebih dahulu ke dalam perekat polifenol formaldehid dengan berat molekul rendah. Setelah melalui proses pengeringan kemudian dipres panas pada suhu 1800C selama 10 menit sehingga akan dihasilkan komposit yang sangat kuat ( l_suryanegara (at) yahoo.com)

Material komposit tersebut mempunyai keteguhan patah (bending strength)

450 MPa, dengan kerapatan 1.4 g/cm3. Bahkan kekuatan komposit tersebut dapat disetarakan dengan kekuatan baja ringan SS400 (kerapatan 1,8 g/cm3) yang mempunyai keteguhan patah sekitar 500 MPa. Sumber: Layar Monitor Fleksibel Berbahan Dasar Nata de Coco? http://www.indoforum.org

Komposit material selulosa bakteri bisa memiliki kekuatan yang sangat baik karena memiliki microfibrils yang seragam dengan ukuran fiber kurang dari 10 nm, lurus serta membentuk jaringan seperti jaring laba-laba. Kekuatan jaringan inilah yang menjadikan komposit selulosa bakteri mendekati kekuatan baja ringan namun dengan kerapatan yang jauh lebih rendah bila dibandingkan baja

ringan. Keunggulan tersebut memungkinkan komposit selulosa bakteri untuk dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi seperti industri otomotif, elektronik, maupun konstruksi. Selain keunggulannya yang ringan, kuat, murah dan mudah dalam proses pembuatannya, keunggulan lainnya adalah komposit tersebut dibuat dari bahan alami (renewable resources) yang ketersediaannya di alam sangat melimpah.

(20)

Berdasarkan penemuan mutakhir dari para peneliti Kyoto University, ukuran fiber dari selulosa bakteri yang berskala nano, memungkinkannya untuk mentransmisikan cahaya tanpa pembelokan. Sifatnya nyaris seperti kaca dengan keunggulan lebih tahan terhadap panas dan memiliki kelenturan seperti plastic. Hal ini menjadikan komposit selulosa bakteri sebagai material impian dengan berbagai keunggulan.

Berdasarkan hal diatas dan merujuk pada penelitian sebelumnya, peneliti ingin melakukan penelitian lanjutan tentang “Pembuatan Material Sellulosa Bakteri Dari Limbah Air Kelapa Dengan Penambahan Ekstrak Buah Nanas menggunakan Acetobacter Xylinum “

1.2 Perumusan masalah

1. Bagaimana pengaruh penambahan limbah air kelapa dengan ekstrak buah nanas dalam membentuk material selulosa baktreri dengan kekuatan tarik melalui medium nata de coco dengan bantuan A. Xylinum.

2. Apakah melalui penambahan variasi volume ekstrak buah nanas memberikan pengaruh terhadap material selulosa bakteri yang dihasilkan.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Memanfaatkan limbah air kelapa dengan ekstrak buah nanas, dan membandingkan variasi penambahan ekstrak buah nanas dalam menghasilkan material selulosa bakteri,

2. Serta mencari perbandingan yang paling optimum antara limbah air kelapa dengan ekstrak limbah buah nanas sebagai substrat campuran untuk menghasilkan material selulosa bakteri dengan kekuatan tarik dan kemuluran yang optimum.

(21)

1.4 Manfaat Penelitian

1. Diharapkan dengan panambahan variasi limbah ekstrak buah nanas dapat membentuk material selulosa bakteri

2. Material selulosa bakteri dapat digunakan dengan baik sebagai kemasan untuk elektronika, automotif dan pelapis kaca oleh masyarakat luas.

1.5 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di laboratorium Bio Kimia FMIPA USU Medan, dan laboratorium Polimer FMIPA USU Medan. Karakterisasi secara spektroskopi FT-IR di Laboratorium Organik FMIPA UGM Yogjakarta dan Uji Tarik dilakukan di Laboratorium Penelitian FMIPA USU Medan.

(22)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelapa

Tanaman kelapa (Cocos nucifera L.) merupakan tanaman serbaguna, baik untuk keperluan pangan maupun nonpangan.

Klasifikasi Tanaman Kelapa

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)

Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas : Liliopsida (berkeping satu / monokotil) Sub Kelas : Arecidae

Ordo : Arecales

Famili : Arecaceae (suku pinang-pinangan) Genus : Cocos

Spesies : Cocos nucifera L

Air kelapa mengandung sejumlah zat gizi, yaitu protein, lemak, gula, vitamin, asam amino, dan hormon pertumbuhan. Kandungan gula maksimal, yaitu 3 gram per 100 ml air kelapa, tercapai pada bulan keenam umur buah, kemudian menurun dengan semakin tuanya kelapa. Jenis gula yang terkandung glukosa, fruktosa, sukrosa, dan sorbitol. Selulosa bakteri merupakan hasil fermentasi air kelapa dengan bantuan mikroba Acetobacter xylinum. Gula pada air kelapa diubah menjadi asam asetat dan benang-benang selulosa (Philips., 2000).

(23)

Tabel 1. Komposisi kandungan kimia air kelapa

No. Komponen Persentase (%)

1. Air 95,50

2. Kalium 6,60

3. Zat padat total 4,71

4. Gula total 2,08 5. Gula reduksi 0,80

6. Kalium oksida 0,69 7. Mineral (abu) 0,62 8. Magnisium oksida 0,59 9. Asam fosfat 0,56 10. Zat besi 0,50 11. Nitrogen 0,05 Sumber : Sutarminingsih., (2004).

Air kelapa mempunyai potensi yang baik untuk di buat minuman fermentasi karena kandungan zat gizinya yang kaya dan relatif lengkap, sehingga sesuai untuk pertumbuhan mikroba. Komposisi gizi air kelapa tergantung pada umur kelapa dan varietasnya. Air kelapa per 100 ml mengandung sejumlah zat gizi, yaitu protein 0,2 g, lemak 0,2 g, gula 3,8 g, vitamin C 1,0 mg, asam amino, dan hormon pertumbuhan. Jenis gula yang terkandung pada air kelapa adalah : glukosa,

fruktosa, sukrosa, dan sorbitol (Astawan., 2004).

2.2 Buah Nanas

Buah Nanas (Ananas comosus) merupakan substrat pertama yang digunakan untuk pembentukan nata, namun karena sifatnya yang musiman maka

dicarikan beberapa alternatif lain untuk memproduksi nata yang bisa tersedia dengan mudah sepanjang tahun dan murah harganya. Ditinjau dari komposisinya nanas terdiri atas sebagian besar air yang di dalamnya banyak mengandung gula dan vitamin serta mineral penting (Muljohardjo., 1984). Kandungan kalori dari nanas per 100 gram bahan dapat dimakan terdiri atas : air 80‐85%, gula 12‐15 %,

(24)

asam 0,6%, protein 0,4%, abu 0,5% dan lemak 0,1% (Samson., 1986). Selain karbohidrat, di dalam buah nanas juga terdapat lemak, nitrogen, asam‐asam organik, pigmen, dan vitamin. Asam organik utama yang terkandung di dalam nanas adalah asam sitrat, yang merupakan asam‐asam non volatil yang terbanyak dalam buah nanas (Jacob., 1985).

Acetobbakter xylinum merupakan bakteri asam asetat yang bersifat gram

negatip, aerob, berbentuk batang, nonmotil, suhu optimumnya 25‐30 0C, dan mampu mengoksidasi etanol menjadi asam aetat pada pH 4,5 (Madigan, et al.,1997). Proses pembuatan selulosa bakteri oleh A. xylinum merupakan kegiatan sintesa selulosa yang dikatalis oleh enzim pensintesis selulosa yang terikat pada membran sel bakteri. Penguraian/fermentasi gula dilakukan melalui jalur heksosa monofosfat dan siklus asam sitrat (Susilawati., 2002)

Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah Ananas comosus. Dalam bahasa Inggris disebut pineapple dan orang-orang Spanyol menyebutnya pina. Nanas berasal dari Brasilia (Amerika Selatan)

yang telah di domestikasi disana sebelum masa Colombus. Pada abad ke-16 orang Spanyol membawa nanas ini ke Filipina dan Semenanjung Malaysia,masuk

ke Indonesia pada abad ke-15. Di Indonesia pada mulanya hanya sebagai tanaman pekarangan, dan meluas dikebunkan di lahan kering di seluruh wilayah nusantara. Tanaman ini kini dipelihara di daerah tropik dan sub tropik.

http://www.ristek.go.id.

Nanas (Ananas comosus) merupakan salah satu komoditi tanaman hortikultura buah-buahan yang telah dikembangkan masyarakat secara turun-temurun di Kabupaten Tapanuli Utara dan merupakan komoditi andalan masyarakat, dimana penanamannya tersebar di beberapa kecamatan, seperti: Kecamatan Sipahutar, Pangaribuan, Siborongborong dan Tarutung. Namun pertanaman nenas yang paling dominan berada di Kecamatan Sipahutar,

(25)

Pangaribuan dan Siborongborong, yang merupakan sentra produksi tanaman nenas di Kabupaten Tapanuli Utara.

Klasifikasi Tanaman Nanas adalah:

Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan) Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Kelas : Angiospermae (berbiji tertutup) Ordo : Farinosae (Bromeliales)

Famili : Bromiliaceae

Genus : Ananas

Species : Ananas Comosus (L) Merr

Bagian utama yang bernilai ekonomi penting dari tanaman nanas adalah buahnya. Buah nanas bermanfaat bagi kesehatan tubuh, sebagai obat penyembuh penyakit sembelit, gangguan saluran kencing, mual-mual, flu, wasir dan kurang darah.

Buah nanas mengandung vitamin (A dan C), kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa, sukrosa (gula tebu), dan enzim bromelain. Bromelain berkhasiat antiradang, membantu melunakkan makanan di lambung, mengganggu pertumbuhan sel kanker, menghambat agregasi platelet, dan mempunyai aktivitas fibrinolitik. Kandungan seratnya dapat mempermudah buang air besar pada penderita sembelit (konstipasi).

2.3 Fermentasi

Fermentasi adalah suatu proses pengubahan senyawa yang terkandung didalam substrat oleh mikroba (kulture). Fermentasi polisakarida mikrobial yang tersusun oleh serat yang dihasilkan oleh strain xylinum dari Acetobacter aceti, bakteri non patogen yang dinamakan sebagai selulosa bacterial yang diperoleh dari hasil fermentasi. Struktur selulosa bakteri sama dengan struktur selulosa dari

(26)

tumbuhan dan merupakan rantai lurus yang tersusun oleh D-glukosa melalui ikatan - 1,4. Fermentasi bisa terjadi secara proses katabolisme maupun proses anabolisme. prosesnya sebagai berikut; substrat air kelapa disterilkan dengan menggunakan autoklaf atau dengan cara didihkan selama 15 menit. Substrat didinginkan hingga suhu 40 0C. Substrat dimasukkan pada gelas kimia jenis pyrex ukuran 500 ml yang telah distrerilkan melalui autoklav, dengan kedalaman substrat kira-kira 5 cm, kemudian diinokulasi dengan menggunakan starter atau bibit sebanyak 10 % (v/v). Substrat kemudian diaduk rata, ditutup dengan menggunakan kain kasa. Substrat diinkubasi atau diperam dengan cara diletakan pada tempat yang bersih, terhindar dari debu, ditutup dengan menggunakan kain bersih untuk menghindari terjadinya kontaminasi. Inkubasi dilakukan selama 7-12 hari, pada suhu kamar. Media starter di atur pada pH 4-4,5 dengan menambahkan asam asetat glasial, kemudian disterilisasi selama 15 menit. Starter dapat dibuat dengan menanamkan satu tabung biakan murni bakteri ke dalam 100 ml media starter kemudian difermentasi selama 3 hari. Setelah itu, 100 ml stater tersebut ditambahkan ke dalam media baru sebanyak 1 liter dan diperam lagi selama 3 hari. Hasil pemeraman yang kedua ini merupakan starter yang siap ditambahkan pada media fermentasi atau bahan induk untuk produksi nata de coco.

2.4 Selulosa

Merupakan material yang terdapat pada kayu, kapas dan tumbuhan lainnya. Selulosa diisolasi oleh Charles F.Cross yang berkebangsaan Inggris. Selulosa merupakan polimer dari -glukosa dengan ikatan -1-4 antara unit-unit glukosa. Selulosa merupakan material penyusun jaringan tumbuhan dalam bentuk campuran polimer homolog dan biasanya terdapat bersama-sama dengan polisakarida lainnya serta lignin dalam jumlah bervariasi. Pemeriksaan dengan sinar X menunjukkan bahwa pada selulosa terdapat rantai linier unit selobiosa yang oksigen cincinnya berselang-seling dengan posisi ke depan dan ke belakang. Molekul ini mengandung

(27)

5000 unit glukosa, beragregasi menghasilkan fibril yang terikat bersama oleh ikatan hydrogen pada gugus OH, struktur selulosa ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur Kimia Selulosa 2.5 Selulosa Bakteri

Klasifikasi ilmiah Bakteri Acetobacter xylinum. Kerajaan : Bacteria

Filum : Proteobacteria

Kelas : Alpha Proteobacteria

Ordo : Rhodospirillales

Familia : Psedomonadaceae

Genus :Acetobacter

(28)

Acetobacterxylinum merupakan bakteri yang menghasilkan serat‐serat

selulosa yang sangat halus. Serat‐serat ini dapat membentuk suatu jaringan pada

lapisan permukaan antara udara dan cairan yang disebut pelikel. Pelikel ini

memiliki ketebalan kira‐kira 10 mm bergantung pada masa pertumbuhan mikroba.

Pelikel yang berada pada permukaan udara cairan ini terdiri atas pita‐pita yang

mengandung kristalin yang tinggi. Pita–pita tersebut memiliki lebar 40‐100 nm,

namun panjangnya sulit diukur karena membentuk jaringan yang berkaitan satu dengan yang lainnya. Pita tersebut tersusun atas bagian mikrofibril yang berhubungan melalui ikatan hidrogen (Figini., 1982).

(29)

Menurut Krystinowicz selulosa bekteri mempunyai keunggulan, diantaranya : kemurnian tinggi, derajat kristalinitas tinggi, mempunyai kerapatan antara 300 – 900 kg/m3, kekuatan tarik tinggi, elastisitas dan terbiodegradasi (Krystinowicz., 2001).

2.6 Spektrofotometer Fourier Transform Inframerah (FTIR)

Konsep radiasi infra merah diajukan pertama kali oleh Sir William Herschel (1800) melalui percobaannya mendispersikan radiasi matahari dengan prisma. Ternyata pada daerah sesudah sinar merah menunjukkan adanya kenaikan temperatur tertinggi yang berarti pada daerah panjang gelombang radiasi tersebut banyak kalori (energi tinggi). Daerah spektrum tersebut selanjutnya disebut

infrared. Spektroskopi inframerah ditujukan untuk maksud penentuan gugus-gugus fungsi molekul pada analisa kualitatif, disamping untuk tujuan analisis kuantitatif (Mulja., 1995 ). Spektrofotometer inframerah konfensional dikenal sebagai alat dispersi. Dengan terhubung pada komputer dan mikroprosesor sebagai alat dasarnya, hal ini telah tersebar luas dan dikenal dengan nama alat Fourier transform infrared (FTIR) spektrometer, yang mana mempengaruhi sejumlah keuntungan. Dibandingkan suatu kinerja pada monokromator, alat FTIR memakai suatu interferometer untuk mendeteksi peak yang mengandung pengganggu yang terdeteksi.

Pada alat interferometer. Radiasi dari sumber IR konfensional dibedakan kedalam dua alur oleh suatu pemisah berkas cahaya , satu alur menuju posisi cermin yang ditentukan, dan yang lainnya menjauhi cermin. Ketika berkas cahaya dipantulkan, salah satu cahaya dipindahkan (keluar dari tahap) dari yang lainnya sehingga menjadi lebih kecil ( ataupun lebih besar) tujuan jaraknya untuk menjauhi cermin, dan mereka dikombinasikan kembali untuk menghasilkan suatu rumus gangguan (semua panjang gelombang dalam berkas cahaya) sebelum melewati sampel. Sampel mendeteksi secara serentak semua panjang gelombang, dan

(30)

menukar rumus gangguan dengan waktu seperti cermin yang terusmenerus diteliti pada percepatan linier.Hasil penyerapan radiasi oleh sampel merupakan suatu spectrum dalam daerah waktu, yang disebut suatu interferogram, yang menyerap intensitas sebagai fungsi dari lintasan optis yang membedakannya dengan kedua berkas cahaya tersebut (Cristian., 2005).

Ketebalan film merupakan parameter kritis dalam mempelajari IR dari degradasi polimer. Suatu reaksi panas oksidatif mungkin menjadi kontrol difusi jika film tebal lebih besar dari pada nilai tertentu. Dalam degradasi termal pada polimer, tingkatan difusi pada produk yang mudah menguap menjadi lebih dominan dan sisi reaksi diantara produk dan rantai radikal mungkin menjadi lebih besar luasnya dengan meningkatnya ketebalan film, hal tersebut dicatat bahwa dalam film yang benar-benar tipis tingkat degradasi dapat ditinggkatkan untuk

volatilisasi pada radikal-radikal dengan hasil pada reaksi radikal yang non-steady-state. Ini merupakan awal tujuan dari Florin et all untuk menjelaskan peningkatan tingkat degradasi pada polytetrafluoroetilena irradisi- dengan berkurangnya

ketebalan film (Allen., 1983).

2.7 Kegunaan Spektrofotometer

Spektrofotometer infra merah pada umumnya digunakan untuk : 1. Menentukan gugus fungsi suatu senyawa organik.

2. Mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan membandingkan daerah sidik jarinya.

Pengukuran pada spektrum inframerah dilakukan pada daerah cahaya inframerah tengah (mid-infrared) yaitu pada panjang gelombang 2,5 - 50 μm atau bilangan gelombang. 4000 - 200 cm-1. Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini akan menyebabkan vibrasi atau getaran pada molekul. Pita absorbsi inframerah sangat khas dan spesifik untuk setiap tipe ikatan kimia atau gugus fungsi.

(31)

Spektrum yang dihasilkan berupa grafik yang menunjukkan persentase transmitan yang bervariasi pada setiap frekuensi radiasi inframerah (Dachriyanus., 2004).

2.8 Syarat – Syarat Interpretasi Spektrum

Tidak ada aturan yang pasti dalam menginterpretasikan spektrum IR. Tetapi beberapa syarat harus dipenuhi dalam menginterpretasikan spektrum :

1. Spektrum harus tajam dan jelas serta memiliki intensitas yang tepat. 2. Spektrum harus berasal dari senyawa yang murni.

3. Spektrofotometer harus dikalibrasi sehingga akan menghasilkan pita atau serapan pada bilangan gelombang yang tepat.

4. Metoda penyiapan sampel harus dinyatakan. Jika digunakan pelarut maka jenis pelarut, konsentrasi dan tebal sel harus diketahui.

Karakteristik frekuensi vibrasi IR sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sangat kecil pada molekul sehingga sangat sukar untuk menentukan struktur berdasarkan data IR saja. Spektrum IR sangat berguna untuk mengidentifikasikan suatu senyawa dengan membandingkannya dengan spektrum senyawa standar terutama pada daerah sidik jari. Secara praktikal, spektrum IR hanya dapat digunakan untuk menentukan gugus fungsi (Dachriyanus., 2004).

(32)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat-Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini, gelas beaker, gelas ukur , gelas Erlenmeyer semuanya dalam bentuk pyrex, Neraca analitik, indicator universal (Merck), autoklaf, oven, Bunsen, termometer, cawan porslen, tanur, statif dan klem labu takar. Uji tarik dilakukan dilaboratorium polimer FMIPA USU, sedangkan analisa spektrum FTIR dilakukan di laboratorium UGM Yogjakarta

3.2 Bahan-Bahan

Bahan-bahan yang digunakan terdiri dari Air kelapa yang sudah tua, urea (p.a merck), gula pasir, asam cuka 25 %, ekstrak buah nanas, bibit A.Xylinum, dan aquades, sedangkan Acetobacter Xylinium di peroleh dari Laboratorium IPB Bogor. 3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Persiapan Substrat

Substrat adalah media pertumbuhan bakteri A. xylinum, bentuk cair yang didalamnya mengandung nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan A. xylinum, untuk menghasilkan material selulosa bakteri. Air kelapa yang diperoleh dari pasar Tanjung Rejo Medan disaring dengan menggunakan penyaring kapas. Kedalam air kelapa ditambahkan sukrosa (gula pasir) sebanyak 10% (b/v). penambahan gula pasir dilakukan pemanasan sambil, diaduk hingga homogen. ZA (sebanyak 5 gram untuk setiap 1 liter air kelapa bergula yang disiapkan) ditambahkan dan diaduk sambil didihkan.

Substrat ini didinginkan, kemudian ditambah asam asetat sebanyak 2% atau asam cuka dapur 25% (16 ml asam asetat untuk setiap 1 liter air kelapa). Substrat

(33)

disterilkan dengan cara dimasukkan dalam autoklaf pada suhu 1210 C, tekanan 2 atm, selama 15 menit (atau didihkan selama 15 menit).

3.3.2 Penyiapan Starter

Starter adalah bibit A. xylinum yang telah ditumbuhkan dalam substrat pertumbuhan kultur tersebut sehingga populasi bakteri A. xylinum mencapai karapatan optimal untuk proses pembuatan nata , yaitu 1 x 109 sel/ml. substrat disterilkan dengan autoklaf atau dengan cara didihkan selama 15 menit. Setelah dingin kira-kira suhu 400 C, sebanyak 200 ml dimasukkan kedalam botol steril volume 400 ml. Substrat dalam botol steril diinokulasi (ditanami bibit bakteri A.

xylinum) sebanyak 10 %, bibit A. xylinum. Substrat digojog, sebaiknya

menggunakan shaker dengan kecepatan 140 rpm (Masaoka, et al., 1993)

Starter ditumbuhkan selama 2 hari, pada suhu kamar, dimana faktor yang mempengaruhi perkembangan bakteri axetobacter xylinum adalah tingkat keasaman medium, lama fermentasi, sumber karbon, sumber nitrogen, suhu dan konsentrasi bibit (starter). Pada dasarnya proses pembuatan biakan murni bakteri axetobacter

xylinum dapat dilakukan secara laboratories maupun secara sederhana

(Sutarminingsih., 2004).

3.3.3 Pembuatan Selulosa Bakteri

Sebanyak 100 ml air kelapa hasil penyaringan dituangkan kedalam gelas beaker dengan pengaduk magnet, lalu ditambah 10 gram gula pasir dan 0,5 gram urea, diaduk hingga larut. Kemudian di asamkan dengan CH3COOH 25 % hingga

pH = 4 sambil dipanaskan hingga suhu 1210 C, selanjutnya dituang kedalam gelas kimia 250 ml yang telah disterilkan. Setelah media dingin, diinokulasi dengan biakan A.Xylinum dan dibiarkan selama 1 minggu didalam ruangan yang steril. Lapisan material selulosa yang terbentuk dicuci dengan aquadest, kemudian dikeringkan dalam oven hingga suhu 700C– 800C. Produk yang dihasilkan dikarakterisasi dengan FT-IR lalu dilakukan Uji Tarik.

(34)

3.3.4 Pembuatan Material Selulosa dengan Variasi Sari Buah Nanas

Sebanyak 100 ml air kelapa hasil penyaringan dituangkan ke dalam beaker gelas, ditambahkan 10 gram gula pasir dan 0,5 gram urea, selanjutnya diaduk hingga larut. Kemudian diasamkan dengan CH3COOH 25 % sampai pH 4 dan

ditambahkan buffer asetat 0,2 M sebanyak 1 ml untuk mempertahankan pH 4. selanjutnya ditambahkan ekstrak buah nanas dengan variasi 0 g, 10 g, 20 g, 30 g, 40 g, 50 g kemudian diangkat dan didinginkan pada suhu kamar, lalu ditambahkan starter air kelapa yang mengandung bakteri A.Xylinum 10 %, kemudian di fermentasikan selama 7 hari. Lapisan material selulosa bakteri yang terbentuk dicuci dengan aquades lalu dikeringkan di dalam oven dengan suhu 700C– 800 C. Hasil yang diperoleh dikarakterisasi secara spektroscopi FTIR dan dilakukan Uji Tarik.

3.3.5 Analisis FTIR

Material selulosa bakteri yang dihasilkan di pres dengan kekuatan 5 ton, kemudian dilakukan pengeringan dengan suhu 300C– 500C. Setelah diperoleh lapisan tipis atau pelikel dijepit pada tempat sampel kemudian diletakkan pada alat ke arah sinar Infra Red. Hasilnya akan direkam kedalam kertas berskala berupa aliran kurva bilangan gelombang terhadap intensitas.

3.3.6 Uji Tarik

Pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan alat uji tarik terhadap tiap specimen dengan ketebalan 0,5 mm dan ukuran specimen berdasrakan ASTM-D-638. Material yang akan diuji dipotong dalam bentuk dumb bell seperti gambar dibawah ini:

(35)

Lebar 1,5 cm Tebal

0,5 mm

2 cm 7 cm

Gbr. 2 Uji Kekuatan Tarik Berdasarkan ASTM-D-638

Material selulosa bakteri dipotong sesuai dengan ukuran lalu diletakkan pada kedua penjepit (grip) yang posisinya tegak lurus pada alat tarik. Sebelum dilakukan pengujian alat sudah dikondisikan dengan beban 100 Kgf dengan kecepatan 20 mm/menit, dengan ketebalan merata 0,5 mm, lalu specimen ditarik keatas, kemudian diamati hingga putus, lalu dicatat gaya dengan maximum (Fmaks) dan regangannya.

(36)

Bagan Penelitian Sintesa Material Selulosa Bakteri

◄ Ditambahkan 10 g gula pasir

◄ Ditambah 0,5 g Urea

◄ Distarter hingga larut

◄ Diasamkan dengan CH3COOH 25

% hingga pH=4

◄ Dituang kedalam wadah . fermentasi dalam keadaan panas … dan ditutup . ◄ Dibiarkan hingga suhu kamar

.. ◄ Ditambah 10 ml media starter .. .. A.Xylinum

. ◄ Difermentasi hingga 7 hari pada . . suhu kamar

◄ dicuci dengan aquadest

◄ dikeringkan dalam oven dengan suhu 70 – 800C

Uji Tarik FT-IR

Lapisan Ttipis Lapisan

100 ml Air Kelapa hasil penyaringan

Media Fermentasi

(37)

3.3.8 Bagan Pembuatan Pembuatan Material Selulosa Bakteri Ekstrak Buah Nanas dengan A.Xylinum

◄ Ditambah 10 g gula pasir

◄ Ditambah 0,5 g Urea

◄ Distarter hingga larut

◄ Ditambahkan : 10 ml; 20 ml; 30 ml ; 40 ml ; 50 ml ekstrak buah nanas

◄ Diasamkan dengan CH3COOH 25 %

hingga pH=4

◄ Distarter hingga larut dan di panaskan

◄ Dituang kedalam wadah fermetasi dalam keadaan panas dan ditutup

◄ Dibiarkan hingga suhu kamar

◄ Ditambah 10 ml media strarter A.Xylinium

◄ Difermentasi hingga 7 hari pada suhu kamar.

◄ dicuci dengan aquadest

◄ dikeringkan dalam oven pd suhu 70-800C

FT‐IR _Uji_Tarik

Lapisan Filtrat

Lapisan

Media Fermentasi

(38)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil

4.1.1 Analisa Spektroskopi Inframerah (FTIR)

Material selulosa bakteri merupakan salah satu turunan selulosa yang dibuat dengan mengganti gugus hidroksil (OH-) selulosa dengan gugus asil. Penelitian sebelumnya dalam pembuatan selulosa asetat diperoleh hasil yang kurang baik karena penggunaan katalis asam (H2SO4) dan reaktor dengan keadaan terbuka.

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan membran selulosa asetat dari bioselulosa nata de coco (BNC) dengan katalis basa (piridina) dan reaktor inert, menentukan karakter membran yang dihasilkan serta menguji kemampuan membran untuk melewatkan ion Mg+2.

Selulosa bakteri dibuat melalui bioselulosa nata de coco (BNC) dengan menggunakan pereaksi asam asetat anhidrida dan katalis basa (piridina) dalam reaktor inert. Produk selulosa asetat dibuktikan dengan analisis spektroskopi FTIR. Karakterisasi membran yang meliputi permeabilitas, selektivitas, diameter pori maksimum masing-masing dilakukan dengan alat mikrofiltrasi. Ketebalan membran diukur dengan mikrometer sekrup sedangkan kelarutan membran dilakukan dengan melarutkan membran dalam pelarut aseton, air dan n-heksana.

(39)

Gambar . 3 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri Tanpa Penambahan Ekstrak Buah Nanas

Pada Gambar 4.2 terlihat bahwa puncak serapan karakteristik dari material selulosa bakteri adalah gugus OH terjadi pada bilangan gelombang 3379,34 cm-1; 2900,99 cm -1 menunjukkan adanya rentangan C-H ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi tekuk C-H ; 1365,63 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1026,15cm -1 menunjukkan adanya pita serapan cukup kuat untuk gugus eter C-O-C dari ikatan glikosida antara monomer glukosa yang terpaut satu sama

(40)

lain. Serapan dengan intensitas medium pada 894,99 – 324,05 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi dari lentur C-H untuk -CH2 luar bidang.

Gambar. 4 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri Dengan Penambahan 30 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan serapan puncak-puncak pada bilangan gelombang : 3410,20 cm -1 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2924,13 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H alifatis ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya gugus/vibrasi tekuk C-H ; 1334,76 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H

(41)

bengkok ; 1057,01cm-1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C dan serapan pada 925,85 – 300,90cm -1 menunjukkan adanya gugus lentur C-H pada luar bidang.

4.2 UJI TARIK

Untuk mengetahui kekuatan tarik suatu bahan adalah dengan menggunakan pengujian tarik. Beban dikenakan pada spesimen yang ditarik dengan tarikan konstan. Untuk mengetahui kekuatan tarik suatu bahan adalah dengan

menggunakan pengujian tarik. Beban dikenakan pada spesimen yang ditarik dengan tarikan konstan.

Analisa kekuatan tarik dan kemuluran campuran air kelapa dengan variasi massa ekstrak buah nanas merupakan faktor penting untuk menetukan sifat mekanis suatu bahan yang diteliti. Hasil pengujian didapat Load (Kgf) dan Stroke (mm) . Hasil pengujian untuk mendapatkan kekuatan tarik dan kemuluran.

Harga kemuluran ( % ) dihitung dengan rumus dibawah ini ;

X 100 % Harga kekuatan tarik dapat dihitung dengan rumus:

Contoh perhitungan kemuluran dan kekuatan tarik untuk sampel material selulosa 1a. Perhitungan kemuluran

x 100 %

(42)

1b. Kekuatan tarik ( σ ) 25 F maks

σ =

tebal (mm) x lebar (mm) 48,61

σ =

0,5 x 6,5 = 14,95

Penentuan kekuatan tarik (σ ) dan kemuluran ( ε ) dapat dilakukan dengan pemberian beban pada specimen sehingga terjadi perubahan panjang (regangan ) yang menyebabkan specimen menjadi putus.

Tabel. 2 Data Hasil Pengukuran Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran No. Air

Kelapa (ml) Sari Buah Nanas (ml) Panjang Awal(cm) Load (Y) Stroke (X) Panjang Akhir (cm)

1. 100 0 7.0 5.71 14.28 8.036 2. 90 10 6.9 18.34 12.72 7.790 3. 80 20 7.3 19.59 11.15 7.777 4. 70 30 6.9 22.57 10.74 7.669 5. 60 40 6.9 9.51 4.22 7.086 6. 50 50 6.5 8.25 2.71 6.774

(43)

Gambar. 5 Grafik Linier Stroke dan Regangan Model Summaryb

Model

R Square

Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

Durbin -Watson dimension0 1 0,345a 0,119 -,102 735,397 1,338

a. Predictors: (Constant), X = Stroke /Regangan ( mm/menit ) b. Dependent Variable: Y = Load /Tegangan ( Kgf )

R = 0,345 : menyatakan bahwa keeratan hubungan (korelasi) variabel bebas regangan (Stroke) terhadap variabel terikat tegangan (Load) sebesar 34,5% yang

(44)

27 berarti “terdapat hubungan yang positif dan korelasi lemah antara Stroke terhadap Load”.

Nilai R korelasi Kriteria hubungan

0 Tidak ada Hubungan 0 - 0.5 Korelasi Lemah 0.5 - 0.8 Korelasi

Sedang/Cukup Kuat 0.8 - 1 Korelasi Kuat 1 Korelasi Sempurna

R2 atau R Square = 0,119 gunanya untuk mengetahui besarnya kontribusi variabel bebas regangan (Stroke) dalam menjelaskan variabel terikat tegangan

(Load) : menyatakan bahwa hanya 11,9 % perubahan pada variabel terikat tegangan

(Load) dapat dijelaskan oleh variabel bebas regangan (Stroke), sisanya dijelaskan oleh variabel yang tidak dimasukkan dalam model ini.

Persamaan Regresi Linier: Coefficientsa Unstandardized Coefficients Standardize d Coefficients Model B Std.

Error Beta T Sig. 1 (Constant) 923,217 714,820 1,292 ,266

(45)

X = Stroke /Regangan ( mm/menit )

,512 ,697 ,345 ,734 ,504

a. Dependent Variable: Y = Load /Tegangan ( Kgf )

Y = 923,217 + 0, 512 X

Data hasil kekuatan tarik dan kemuluran pada campuran selulosa bakteri dengan penambahan variasi volume sari buah nanas dapat dilihat pada tabel Tabel 4.2 Tabel. 3 Data Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik (σ) dan Kemuluran (ε)

pada Pembuatan Selulosa Sari Buah Nanas. No. Air Kelapa

(ml)

Sari Buah Nanas (ml)

Kekuatan Tarik (σ) ( Mpa ) ( Y )

Kemuluran (ε) ( % ) ( X ) 1. 100 0 13.31 14.8 2. 90 10 14.7 12.89 3. 80 20 14.80 6.53 4. 70 30 14.95 11.14 5. 60 40 14.08 2.69 6. 50 50 13.88 3.69

Gambar 4.9 Grafik Linier Kemuluran

(46)

Gambar .6 Grafik Kemuluran dan Kekuatan tarik

Model Summaryb Model

R Square

Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

Durbin-Watson dimension0 1 ,066a ,004 -,245 ,71195 1,368

a. Predictors: (Constant), X = Kemuluran ( % ) b. Dependent Variable: Y = Kekuatan Tarik ( Mpa )

R = 0,066 : menyatakan bahwa keeratan hubungan (korelasi) variabel bebas kemuluran terhadap variabel terikat kekuatan-tarik sebesar 6,6% yang berarti “terdapat hubungan yang positif tetapi korelasi lemah antara kemuluran terhadap kekuatan-tarik”.

(47)

0 Tidak ada Hubungan 0 - 0.5 Korelasi Lemah 0.5 - 0.8 Korelasi

Sedang/Cukup Kuat 0.8 - 1 Korelasi Kuat 1 Korelasi Sempurna

Korelasi positif menunjukkan bahwa hubungan antara variabel-variabel bebas dengan variabel terikat berlangsung searah, artinya semakin besar variable bebas, maka semakin besar pula variabel terikatnya. R2 atau R Square = 0,004 gunanya untuk mengetahui besarnya kontribusi variabel bebas regangan (Stroke) dalam menjelaskan variabel terikat tegangan (Load) : menyatakan bahwa hanya 0,4 % perubahan pada variabel terikat tegangan (Load) dapat dijelaskan oleh variabel bebas regangan (Stroke, sedangkan sisanya dijelaskan oleh variabel yang tidak dimasukkan dalam model ini. Pada table 4.2 memberikan informasi bahwa sifat mekanis film dari selulosa bakteri dengan penambahan nana optimum 30 ml, dimana kekuatan tarik 14,95 dan kemuluran 14,80 %.

(48)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

1. Dengan adanya variasi penambahan sari buah nanas pada air kelapa diperoleh tekstur permukaan yang berbeda

2. Dari variasi penelitian yang dilakukan diperoleh spesimen yang memiliki tekstur permukaan paling baik dengan kekuatan tarik 14,95 MPa dan kemuluran 14,80 % yang dihasilkan dengan variasi penambahan 30 g ekstrak buah nanas dan 70 g air kelapa.

5.2 Saran

Produk yang dihasilkan dalam penelitian ini diharapkan dapat digunakan dalam pelapis komponen elektronika, sehingga perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan informasi aplikasi dari material selulosa tersebut.

(49)

DAFTAR PUSTAKA

Astawan. M; 2004. Nata De Coco yang Kaya Serat. Kompas. http://www.ristek.go.id

Fessenden. R. J; and Fessenden. J. S. A; 1999. Kimia Organik. Edisi ketiga, jilid kedua Erlangga, Jakarta

Figini. M; 1982. Cellulose and Other Nature Polymer System. Plenum, New York. Fontana, J.D., A.M. Souza, C.K. Fontana, I.L. Torriani, J.C. Moreschi, B.J.

Gallotti, S.J. Souza, G.P. Narcisco, J.A. Bichara, and L.F.X. Farah, 1990. Acetobacter cellulose pellicle as a temporary skin substitute.

Applied Biochemistry and. Biotechnology 24-25: 253-264

Forng, E. R., Anderson, S .M., and Cannon, R. E; 1989. Synthetic Medium for Acetobacter xylinum That Can Be Used for Isolation of Auxotrophic

Mutan and Study of Cellulose Biosynthesis. App. and Environ.

Microbiol.

Jacobs, M. B; 1985. The Chemical Analysis of Food and Food Product. Van Nostrand Company. Inc. Princenton, New York.

Johnson, D.C. and A.R. Winslow. 1990. Bacterial cellulose has potential application as new paper coating. Pulp and Paper News: 105-107 Lapuz, M. M., Gollardo E.G., and Palo M .A; 1967. The Organism and Culture

Requirements, Characteristics and Identity. The Philippine J. Science. Ley, J. D.; and Frateur, J; 1974. Genus Acetobacter. Bejering.

Dalam R.E; Buchanan and N. E; Gibson (Ed) Bergeys Manual of DeterminatifBacteriology, Eight Edition. The Williams & Wilkins Co. Baltimore.

Madigan M. T; Martinko J. M; Parker .J; 1997. Brock Biology of Microorganism.

(50)

Moat, A.G; 1979. Microbial Physiology. Jhon Willey & Sons, New York.

Muljohardjo, M; 1984. Nanas dan Teknologi Pengolahannya: Ananas comosus

(L) Merr. Liberty. Yogyakarta

Pambayun, R., 2002, Teknologi Pengolahan Nata de Coco, Kanisius, Yogyakarta. Philip, G .O; and Williams, P. A; 2000, Handbook of Hydrocolloids, Cambridge,

Woodhead Publishing Limited.

Pracaya. Bertanam Nanas. Penebar Swadaya. Salatiga.

Ross, P., M. Raphael, B. Moshe. 1991. Cellulose of Biosynthetic and Function in bacteria. Microbiological Review. 55: 35

Samson J.A; 1986. Tropical Fruits. Second Edition. Longman Scientific & Technical. England.

Surdia, N.M., N. Hayati dan W. Master, 2002, Pembuatan dan Karakterisasi Film Selulosa dari Air Buah-buahan, di dalam Prosiding Seminar Kimia Bersama UKM-ITB Ke-5, Universitas Kebangsaan Selangor, Malasia. Susilawati. L; Mubarik. N. R; 2002. Pembuatan Nata de Coco dan Nata de Radia.

Laboratorium mikrobiologi, Jurusan Biologi FMIPA IPB, Bogor.

Swissa. M., Aloni. Y., Weinhouse. H; and Benziman. M; 1980. Intermediary step in Acetobacter xylinum Cellulose Synthesis” Studies whit whole Cells and Cell Free Preparation of the Wild Type and A Celluloses Mutant. J. Bacteriol. 143: 1142 – 1150.

Takai, M., F. Nonomura, T. Inukai, M. Fujiwara, and J. Hayashi. 1991.

Filtration and permeation characteristics of bacterial cellulose composite.

Sen”i Kaghaishi 47: 119-129.

Uning. S. B., 1974. Studi Mengenai Penggunaan Berbagai Umur Bakteri Acetobacter xylinum pada Pembentukan Nata de Coco secara

Fermentasi dari Medium air Kelapa. Jurusan Pengolahan Hasil

Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian . Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

(51)

Woodroof. J. G; 1970. Coconuts: Production, Processing Product, The AVI Publishing Company, Inc. Conecticut.

Yoshinaga. F; Tonouchi. N; Watanabe. K; 1997. Research Progress in Production of Bacterial Cellulose by Aeration and Agitation Culture and Its Application as a New Industrial Material. Biosci. Biotech. Biochem.,

61:219‐224

Yuliani. Galuh; 2005. Pembuatan Membran Selulosa Asetat Dari Nata de Coco, Tesis Magister, Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung, Bandung

(52)

LAMPIRAN

(53)

Lampiran :

Contoh perhitungan kemuluran dan kekuatan tarik untuk sampel material selulosa 1a. Perhitungan kemuluran ( ε )

x 100 %

= 14,80 %

1b. Kekuatan tarik ( σ ) F maks

σ =

tebal (mm) x lebar (mm) 48,61

σ =

0,5 x 6,5 = 14,95

(54)

Gambar 1. Universal Testing Machine (UTM) adalah Uji Tarik (tensile test) dan Uji Lentur (bending/flexural test)

(55)

Gambar 2. Buah Nanas yang Sudah Matang

(56)

Gambar 3. Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi

Gambar 4. Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi

(57)

Gambar 5. Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan

Gambar 6. Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan

(58)

Gambar 4.3 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 10 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan serapan puncak-puncak pada bilangan gelombang : 3379,34 cm -1 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2924,13cm -1 menunjukkan adanya rentangan C-H ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi tekuk C-H ; 1365,63 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1111,02 – 1026,15 cm -1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C ; serapan pada 933,56 – 316,33 cm -1 menunjukkan adanya gugus lentur C-H luar bidang.

(59)

Gambar 4.4 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 20 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan serapan puncak-puncak pada bilangan gelombang : 3379,34 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2900,99 cm -1 menunjukkan adanya rentangan C-H ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya gugus vibrasi tekuk C-H ; 1334,76 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1057,01 cm -1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C ; serapan pada 925,85 – 300,90 cm -1 menunjukkan adanya gugus lentur C-H pada luar bidang.

(60)

Gambar 4.6 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 40 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan serapan puncak-puncak pada bilangan gelombang : 3379,34 cm -1 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2924,13 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H alifatis ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya gugus/vibrasi tekuk C-H ; 1334,76 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1057,01 cm -1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C dan serapan pada 933,56 – 308,62 cm -1 menunjukkan adanya gugus lentur C-H pada luar bidang

(61)

Gambar 4.7 Spektrum FTIR material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 50 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan puncak-puncak pada bilangan gelombang 3379,34 cm -1 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2924,13 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H alifatis ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya gugus / vibrasi tekuk C-H ; 1334,76 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1057,01 cm -1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C ; dan serapan pada 925,85 – 300,90 cm -1 menunjukkkan adanya gugus lentur C-H pada luar bidang.

(1)

Gambar 3. Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi

Gambar 4. Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi

(2)

Gambar 5. Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan

Gambar 6. Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan

(3)

Gambar 4.3 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 10 ml Ekstrak Buah Nanas

(4)

Gambar 4.4 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 20 ml Ekstrak Buah Nanas

(5)

Gambar 4.6 Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 40 ml Ekstrak Buah Nanas

Pada gambar menunjukkan spektrum FT-IR selulosa bakteri dengan penambahan sari buah nanas dengan serapan puncak-puncak pada bilangan gelombang : 3379,34 cm -1 menunjukkan adanya gugus –OH ; 2924,13 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H alifatis ; 1651,09 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O aldehid pada ujung monomer ; 1427,35 cm -1 menunjukkan adanya gugus/vibrasi tekuk C-H ; 1334,76 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-O-H bengkok ; 1057,01 cm -1 menunjukkan adanya gugus eter C-O-C dan serapan pada 933,56 – 308,62 cm -1 menunjukkan adanya gugus lentur C-H pada luar bidang

(6)

Gambar 4.7 Spektrum FTIR material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 50 ml Ekstrak Buah Nanas

Pembuatan Material Selulosa Bakteri dari Limbah Air Kelapa Dengan Penambahan Ekstrak Buah Nanas Menggunakan Aacetobacter Xylinum

TESIS

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

Judul Tesis

: PEMBUATAN MATERIAL

SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN

PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH

NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

PANITIA PENGUJI TESIS

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

BACTERIA FROM MAKING MATERIAL CELLULOSE

WITH ADDITION COCONUT WATER WASTE

PINEAPPLE FRUIT EXTRACT USING

ACETOBACTER XYLINUM

vii

PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI

LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN

EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN

ACETOBACTER XYLINUM

BACTERIA FROM MAKING MATERIAL CELLULOSE

WITH ADDITION COCONUT WATER WASTE

PINEAPPLE FRUIT EXTRACT USING

ACETOBACTER XYLINUM

x 100 %

LAMPIRAN

x 100 %

Parts

Dokumen yang terkait

Pengaruh Penambahan Vitamin C Terhadap Kandungan Selulosa Bakterial Hasil Fermentasi Air Kelapa Oleh Bakteri Acetobacter xylinum

Pencirian membran selulosa asetat berbahan dasar selulosa bakteri dari limbah nanas

Pencirian membran selulosa asetat berbahan dasar selulosa bakteri dari limbah nanas

BIOSINTESIS SELULOSA OLEH Acetobacter xylinum MENGGUNAKAN LIMBAH CAIR TAHU SEBAGAI MEDIA PERTUMBUHAN DENGAN PENAMBAHAN MOLASE

PEMBUATAN NATA DE PHINA DARI LIMBAH BONGGOL BUAH NANAS MENGGUNAKAN SUMBER NITROGEN EKSTRAK KACANG HIJAU.

Pengaruh pemberian sediaan biomaterial selulosa bakteri acetobacter xylinum dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur wistar jantan.

Pengaruh pemberian sediaan biomaterial selulosa bakteri Acetobacter xylinum dari limbah ketela rambat (Ipomea batatas Poir) dengan penambahan chitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur wistar jantan.

Pengaruh pemberian sediaan biomaterial selulosa bakteri Acetobacter xylinum dari limbah air cucian beras dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur wistar jantan.

Fermentasi Sampah Buah Nanas menggunakan Sistem Kontinu dengan bantuan Bakteri Acetobacter Xylinum

Pengaruh pemberian sediaan biomaterial selulosa bakteri Acetobacter xylinum dari limbah air cucian beras dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur wistar jantan - USD Repository

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan