Pengaruh Konsentrasi Pemlastis Dietil Glikol Terhadap Karakteristik Bioplastik dari Polyhydroxyalkanoates (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

('111
O Oy
DO!

PENGARUH KONSENTRASI PEMLASTIS DETL GLKOL TERHADAP
KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI POLYHYDROXYAKANOATES
(PHA) YANG DHASILKAN Ralstollia eutroplta PADA SUBSTRAT
HlDROLISAT MNYAK SAWT

Olclt
NISAZARA
03498031

203
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
NSTTUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

ISA . F03498031. Pengaruh Konsentrasi Pemlastis Dietil G1ikol Terhadap
Karakteristik


Bioplastik

dari

PolyhYdroxyalkanoates

(PHA)

yang

dihasilkan

Ralstonia eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit. Di bawah bimbingan:
Endang Gumbira Sa'id. da.'l Khaswar Syamsu. 2003

RINGKASAN

PHA (Poli-p-hydrosialanoates) merupakan salah satu altemaif komponen

piastik yang dapat didegradasi secara biologis. PHA terbentuk secara alamiah,


merupakan sumber karbon intraseluler dan cadangan eneIji yang terakumulasi dalam

sejumlah strain bakteri. Selain itll, PHA sebagai suatu polimer memiliki kekuatan

dan kekerasan yang baik, resisten terhadap kelembaban dan memiliki penneabilitas
O2 yang sangat rendah. Berdasarkan sifat PHA tersebut, maka PHA merupakan

komponen penting dalam pemhuatan bioplastik. Adapun tujuan penelitian ini adalah
untuk

mengetahui

ditambahkan

pengaruh

konsentrasi

pemlastis


dietil

glikol

(DEG)

yang

pada saat pembuatan bioplastik dari PHA yang dihasilkan oleh

Ralstonia eutropha

dengan menggunakan hidrolisat minyak sawit sebagai sumber

karbon. Selain itu juga untuk mengetahui karakteristik bioplastik yang dihasilkan
akibat variasi konsentrasi pemlastis yang digunakan.

Hidrolisat minyak sawit diperoleh melalui proses hidrolisa enzimatis terhadap


minyak sawit menggunakan lipase. Proses kultivasi dilakukan selama tujuh hari dan
parameter yang diukur adalah pH selama kultivasi, OD n biomassa. PHA yang

diperoleh

merupakan

bahan

dasar

bioplastik.

Konsentrasi

pemlastis

yang

ditambahkan adalah 10%, 15% dan 20% dan PHA tanpa pemlastis dibuat sebagai


kontrol.

Berdasarkan hasil uji terhadap hidrolisat minyak sawit diperoleh persentase

hidrolisa sebesar 77.031. bilangan asam hidrolisa 162.391 dan bilangan penyabunan

206.535. Nilai absorbansi cairan kultivasi selama kultivasi berada pada kisaran
0.0795-1.\01

dan

menunjukkan

diauksik. PHA yang diperoleh

bahw.

bakteri


mengalami

pol.

pertumbuhan

sebesar 0.397 gliiter. Karakterisasi PHA diln

dengan cara mengukur titik leleh (Tm) PHA n analisis gugus fungsinya. Polimer
PHA yang dihasiIkan Ralstonia eutropha dengan subsrat hidolisat minyak sawit

sebagai sumber krbon bersifat semiristalin dengan derajat kristalinitas yang keil

(2.88%).

Bioplastik yang terbentnk dengan penambahan DEG 10 %, 15% n 20%

memiliki derajat ristalinitas berturut-turut 3%, 0.55% dan 0.58%. Penambahan

pemlastis DEG pada konsentrasi yang berbeda-beda tidak mempengauhi kebeningan

bioplastik yang dihasilkan. Wama bioplastik seperti kuning muda, rem dan putih

lebih diseb.bkan karen.
ketig• biopl.stik

tersebut

wn. PHA yang dijadikan bahan baku. Nilai densitas

berturut-turut 0.234 gicm3, 0.030 gicm3, dan 0.01678

glem3. Nilai densitas pada sampel bioplastik menunjukkan kcenderungan menurun
dengari penambahan konsentrasi pemlastis DEG.

Berdasarkan hasil uji FTIR terhadap sampel PHA mumi terdeteksi adanya
I
gugus OH bebas(pada bilangan gelombang 3100-3500 em- ) dan gugus ester butirat
I
-I
(-CH,-CO-O-R) (bilangan gelombang 1375-1445 em , 1265-1345 em- , n 1055I

1160 em- ). Penambahan pemlastis DEG meningkatkan persentase- transmisi inra
merah· pada gugus OH bebas polimer. yaitu pada penambahan DEG 10%,
penambahan DEG 15%, sedangkan pada penambahan DEG 20% tida. terdeteksi
adanya gugus OH bebas pada sampel. Hal tersebut menunjukan bahwa teIjadi
pengurangan intensitas ikatan gugus OH bebas akibat terbentucnya ikatan hidrogen
antara gugus OH pada rantai polimer PHA dengan pemlastis DEG. Tebentuknya
ikatan hidrogen antara polimer PHA dengan molekul pemlastis dapat meningkatkan
fleksibilitas bioplastik yang dihasilkan.
Bioplastik dengan DEG memiliki wama putih dengan permukaan halus. tidak
mudah hanellr, tidak rapuh dan tidak mudah sobek. Di hasil pengamatan fisik yang
dilakukan,

bioplastik dengan penambahan 20%

pemlastis DEG menghasilkan

bioplastik dengan sifat-sifat yang paling baik hila dibandingkan dengan sampel
bioplastik lain dan kontrol.

NISA ZHA. F03498031. Effcts of Different Concentration of Diethylene Glycol

as Plastisizer on Bioplastic Properties Made From Polyhydroxyalkanotaes (PHAs)
Cultivatd by Ralstonia eutropha Using Palm Oil Hydrolysate as The Carbon Source
Substrate. Academic Supervisor: Endang Gumbira Sa'id. And khaswar Syamsu.
2003.

SUMMARY

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are intracellular carbon and energy reserve
materials that are accumulated by a variety of microorganisms under certain
unbalanced growth conditions. PHAs posses thennoplastic or elastomeric properties
depending on the monomer composition and are completely biodegradable when
they are disposed. They have been considered good candidates for biodegradable
polimers. A majour problem in commercialization of PHAs as subsitutes for
conventional petrochemical-based polymers is the high production cost of these
compounds.
The aim of this study was to investigate the effects of adding different
concentration of plastisizer (Diethylene Glycol) on the physical properties of
bioplastics made from PHAs. PHAs were obtained by Ralstonia eutropha cultivation
using palm oil hydrolysate as the carbon source. Palm oil is considered as a cheaper
substrate for PHAs cultivation. especially in Indonesia. Palm oil hydrolisate was

produced by enzimatic process using lipase zyme. PHAs as the raw material of
bioplastic were produced in a 15 liters and 60 liters capacity bioreactors for seven
days. PHAs were isolated by three steps centiugation and purified by solvent
extraction methode using chlorofonn as the solvent. Bioplastic ilms were fonned by
solvent-east-ilm methode. Different concenration (10%. 15%. and 20%)
Diethylene Glycol
adding different
crystalinity,

(DEG) as plastisizer

of

were added to the solution. Effcts of

concentration of DEG were analizd by detennining bioplastic's

density and structural compotition analysis. Deree of crystalization

were investigated


by RD (X Ray Diractometer), and chemical sructure

compotition analysis were investigated by FTIR (Fourir Transfonn Infra Red
Spectroscopy).
The palm oil properties were also investigatd. The acidity number of palm
oil hydrolysate was 162.391 and the percentage of hydrolyzation was 77.03%.
Optical density that was investigated along the cultivation is in the range of 0.07951.101 (absorbancy). In the end of cultivation, 0.397 gIliter PHAs were obtained.
PHAs polymers that were produced by Ralstonia eutropha cultivation using palm oil
hydrolysate as the carbon source was a semicystaIine polymer with a low
crystalinity degree (2.88%).
PHA bioplastic ilms fonnation by adding 10, 15,

and 20% of DEG had

fonned ilms which deree of crystalinity as follow 3%, 0.55% and 0.58%. Adding
diferent concentration of DEG didn't affct on e clearence of the bioplastics.
Density of the thre kind of samples were 0.234 glcm3, 0.030 lcm3, and 0.01678
g/cm3. Densities value shown to be dcreased as the concenration of DEG
increased.

By the pure PHA sample TR analysis, re -OH bond was detected
I
around 3100-3500 em- The esther group (-CH,-CO-O-R) unit was also detcted
I
I
-I
around 1375-1445 em , 1265-1345 em- , and 1055-1160 em- Increasing DEG
concenration that were added tho PHA caused
percentation of

re OH bond.

in decreasing on the ransmition
It indicatd that the original OH bond of PHA

polymer was bonded with the plasticizer by hydrogen bonding. Hydrogen bonding
involves a lengthening

of the original O-H bond. This bond is consequently

weakene, so the stretching frequency is lowered (Kemp, 1979). According to this
research,

adding 20

characteristic..

% DEG had resulted bioplastic with the best physical

PENGARUH KONSENTRASI PEMLASTIS DETL GLKOL TERHADAP
KARAKTERISTIK BIOPLASTK DARI POLYHYDROXYAKANOATES
(PHA) YANG DHASLKAN Ralsonia eutrpt. PADA SUBSTRAT
HDROLISAT MNYAK SAWT

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoieh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industi Pelt3nian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Peltanian Bogor

Oleh
NISAZARA
F03498031

2003
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN
NSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

NSTITIT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH KONSENTRASI PEMLASTIS DETL GLKOL TERHADAP
KARAKTERISTK BIOPLASTIK DARI POLYHYDROYALKANOATES
(PHA) YANG DIHASILKAN Ralstonia eutropha PADA SUBSTIAT
HIDROLISAT MINYAK SAWIT

SKRPSI
Sebagai salah sat u syarat UDtuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Te�ologi Industri Pertanian,
Fakutas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor

Oleh
NISARA
F03498031

Dilahirkan pada tanggal 29 November 1980
di Bogor

Tangga11u1us:
15 lanuari 2003

Dosen

I

Dosen Pembimbing II

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur kehadiral Allah SWT yang lelah melimpahkan rahmal n
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan sripsi ini. Skripsi i disusun
berdasarkan hasil penelilian yang diln selama bulan Februari-Desember 2002
di Laboratorium Jurusan Tenologi Indusri Pertanian, FATETA, PB; Laboratorium
Rekayasa Bioproses, PAU; dan Laboratorium Mirobiologi i Balai

Penelitian

Bioteknologi.
Penulis nenyampaikan terima kasih kepada.
1.

Kedua orang tua penulis, Bapak Chilwan Pandji n Ibu Novie Srinovani, kakak
dan adik-adik penulis, Chili Furqan Nadzir. Zainati Fna dan Haizah
Khaerina.

2.

Prof. Dr. IT. E. Gumbira Sa'id, MADev., dan Dr. r. Khaswar Syamsu sebagai
dosen pembimbing yang seialu membimbing selama penelitian dan penyusunan
sripsi.

3.

Ir. Andes Ismayana, MT. sebagai dosen penguji.

4.

Dr. r. Ani Suryani, DEA., dan Pak Bagus Wicaksono yang telah banyak
memberi masukan pada penulis.

5.

Prayoga Suryadarman, STp, Msi. atas konsultasinya dan Dr.Zainal Alin Mas'ud,
DEA.,

dosen jurusan kinia IPB yang telah menberi masukan yang sangat

berarti pada penulis.
6.

Popi Akmaliah, Rita Sugiarti, Dewi Anggraeni, Quatantyo, Santo Artyanto dan
Khalid Bayu A atas keja sana dan persahabatannya.

7.

Ibu Asni Ulfah, Bapak Zahridin, Bapak Soyan Hadi dan Thu Wina Herwina.

8.

Bapak Lalu, Ibu Rasti, Ibu Titi Tengtrero, dan staf Balai Penelitian Bioteknologi
yang telah menbantu dalam menyelesaikan penelitian ini.

9.

Ibu Sri, Ibu Rini, Ibu Kas, Ibu Ega, Bapak Edi, Bapak Sugih, Bapak Wagimin,
Ibu Pepi, Ibu Emi dan Bapak Mulya yang telah banyak roenbantu dan memberi
masukan.

10. Renny Utami S, Maulidiani, Nurul Amalia, Arief Budiman, Hadrian Siregar,
Asep Ahmad, Galuh Chandra D, Alin NAT dan Ucu Ningsih alas masukan dan
dorongan seroangatnya.

iii

11. Rekan-rekan TN 35 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan studio
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan
sripsi" ini.

Namun demikian, semoga sripsi ini dapat bennanfaat bagi pembaca

yang memerlukannya.

Bogor, Januari 203

Penulis

IV

DATARISI

Halaman
KATA PENGANTAR.........................................................................................

III

DAFTAR TABEL ...............................................................................................

vii

DAFTAR GABAR .......................................................................................
DAFTAR LAMPRAN .......................................................................................
1.

II.

viii
x

PEDLUN .........................................................................................

I

A. LATAR BELAKANG ............................................................................

I

B. TUJUN.................................................................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................

4

A. POLYHYDROXYALKANOATES (PHA)............................................

4

B. Ralstonia utropha..................................................................................

5

C. HIDROLISAT Y. SAWIT SEBAGAI SUBSTRAT
KULTIV ASI MIKROBIAL .............. ................. .. ...............................

6

D. TEORJ KULTIVASI MIKROBIAL.................................... ...................

8

E. FILM PHA..............................................................................................

10

F.

PEMLASTIS DIETIL GLIKOL ....................... ......................................

II

G. KARAKTERJSTIK KEMASAN BIOPLASTIK ...................................

12

BAHAN DAN METODE PENELITIAN......................................................

14

A. BAHAN DAN ALAT . . ... ............................... ......... ...........................

14

B. METODE PENELITlAN. ................... ....................................................

16

Penyiapan Bahan Baku .......... ................................... .......................

17

a.

Pembuatan Hidrolisat Minyak Sawit ........................................

17

b.

Produksi PHA ..... ................................. ...................... ...............

18

.

II.

.

1.

.

.

.

.

v

.

.

Dokumen yang terkait

Produksi dan Karakterisasi Poly-β-hydroxyalkanoates (PHA) yang Dihasilkan oleh Ralstonia eutropha Menggunakan Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

0 7 79

Pengaruh Konsentrasi Tributil Fosfat terhadap Karakteristik Bioplastik dari Poli-B-Hidroksialkanoat (PHA) yang dihasilkan oleh Ralstonia eutropha dengan Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

0 5 97

Pengaruh Konsentrasi PemIastis Dimetil Ftalat terhadap Karakteristik Bioplastik dari Polyhydroalkanoates (PHA) yang Dihasilkan oleh Ralstonia eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

0 10 78

Optimasi Produksi, Karakterisisasi, Aplikasi dan Pengujian Biodegradasi Bioplastik yang Dihasilkan oleh Ralstonia Eutropha pada Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

0 7 7

Kajian Pengaruh Penambahan Dietilen Glikol sebagai Pemlastis pada Karakteristik Bioplastik dari Poli-Beta-Hidroksialkanoat (PHA) yang Dihasilkan Ralstronia eutropha pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu

0 13 96

Pembuatan Bioplastik Poli-Β-Hidroksialkanoat (Pha) Yang Dihasilkan Oleh Rastonia Eutropha Pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu Dengan Pemlastis Isopropil Palmitat

1 12 98

Pengaruh Suhu, Jenis dan Perbandingan Pelarut Terhadap Kelarutan Bioplastik Dari Pha (Poly-Β-Hydroxyalkanoates) yang Dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu

1 14 132

Pengaruh Konsentrasi Peg 400 terhadap Karakteristik Bioplastik Polihidroksialkanoat (Pha) yang Dihasilkan Oleh Ralstonia Eutropha Menggunakan Substrat Hidrolisat Pati Sagu

1 28 96

Pengaruh konsentrasi pemlastis dietil glikol terhadap karakteristik bioplastik dari polyhydroxyalkanoates (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada substrat hidrolisat minyak sawit

0 4 3

Pengaruh Konsentrasi Tributil Fosfat teihadap Karakteristik Bioplastik dari Poli-b-HidroksiatKanoat (PHA) yang Dihasilkan oleh Ralstonia eutropha dengan Substrat Hidrolisat Minyak Sawit

0 3 2