BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Selulosa Mikrobial
Selulosa merupakan biopolimer dan makromolekul yang sangat penting di alam yang diperkirakan lebih dari 10
11
ton disintesis tiap tahunnya. Selulosa disintesis oleh organisme yang sangat beragam Brown, 2004. Organisme prokariot seperti
bakteri Acetobacter, Rhizobium, Agrobacterium dan beberapa bakteri patogen juga dapat mensintesis selulosa Zogaj et al., 2001. Organisme eukariot seperti
jamur, amoeba, dan algae dapat memproduksi selulosa dengan baik. Selulosa juga disintesis oleh tumbuhan darat diantaranya lumut, tumbuhan paku, Angiosperma,
Gymnosperma, dan juga oleh algae air tawar dan air laut. Selulosa bahkan dapat dihasilkan oleh beberapa hewan Tunicata Kimura dan Itoh, 1995.
Selulosa merupakan senyawa kimia yang disusun oleh monomer glukosa dengan ikatan β-1,4. Jumlah unit monomer glukosa yang dibutuhkan untuk
menghasilkan produk yang tidak dapat larut sekitar 8 unit, diatas itu rantai glukan memembentuk ikatan yang lebih kuat terhadap larutan air Brown, 2004. Berikut
ini adalah gambar struktur dari selulosa:
Gambar 1.1Struktur Selulosa Sumber: Brown, 2004
Selulosa mikrobial atau sering disebut juga selulosa bakterial merupakan jenis selulosa yang dihasilkan oleh beberapa bakteri. Selulosa mikrobial dibentuk
dari ekstraselular nanofiber yang dihasilkan oleh beberapa jenis bakteri, diantaranya Acetobacter, Rhizobium, Agrobacterium, dan Sarcina. Bakteri
menghasilkan pelikel selulosa pada permukaan media cair dengan kultur statik Torres et al., 2012. Selulosa ini lebih murni dibandingkan selulosa yang
dihasilkan oleh tumbuhan, karena tidak mengandung lignin, pektin, dan hemiselulosa. Selulosa mikrobial merupakan selulosa yang memiliki bobot
mulekul tinggi, derajat polimerisasi tinggi, daya tarik tinggi, dan sangat hidrofilik Brown, 2004.
2.2 Acetobacter xylinum
A. xylinum merupakan bakteri non-patogen, gram-negatif, berbentuk batang, aerob obligat, dan dapat menghasilkan selulosa ekstraseluler Scionti,
2010. Bakteri ini membentuk biofilm selulosa pada permuakaan buah dan bunga di alam. Pembentukan selulosa ini menguntungkan bagi bakteri seperti
menyebabkan bakteri dekat dengan nutrisi, melindungi dari musuh dan radiasi UV, dan untuk mengangkat pada permukaan yang terdapat oksigen Iguchi et al.,
2000. A. xylinum menghasilkan selulosa sebagai metabolit sekunder, sedangkan
metabolit primernya adalah asam asetat. Semakin banyak kadar nutrisi maka akan semakin cepat pertumbuhan sel dan semakin banyak selulosa yang terbentuk.
Faktor – faktor yang mempengaruhi A. xylinum dalam menghasilkan selulosa yaitu sumber karbon, sumber nitrogen, pH, temperatur, dan metode kultivasi
Çoban dan Biyik, 2011. A. xylinum dapat menggunakan beberapa sumber karbon untuk
memhasilkan selulosa. Sumber karbon yang dapat digunakan diantaranya ialah sorbitol, glukosa, laktosa, mannitol, maltosa, sukrosa, air kelapa, dan sari buah-
buahan Ramana et al., 2000 ; Melliawati, 2008 ; Kurosumi et al., 2009. Produksi selulosa mikrobial akan dipengaruhi oleh sumber karbon dan konsentrasi
yang digunakan. Sumber nitrogen yang dapat digunakan oleh A. xylinum dapat berupa nitrogen organik maupun anorganik. Sumber nitrogen organik yang dapat
dimanfaatkan diantaranya ialah asam amino, monosodium glutamat, hidrolisat protein, pepton, dan sari kacang kedelai Son et al., 2003 ; Ramana et al., 2000.
Sedangkan sumber nitrogen anorganik yang sering digunakan ialah amonium sulfat, diamonium hidrogen fosfat, dan pupuk ZA Budhiono et al., 1999 ;
Melliawati, 2008. Menurut Ramana et al. 2000 sumber nitrogen organik atau
proteinaceous nitrogen juga dapat meningkatkan sintesis selulosa mikrobial oleh A. xylinum.
A. xylinum merupakan bakteri yang hidup pada kondisi asam, sehingga pH media pertumbuhan sangat mempengaruhinya. Menurut penelitian Çoban dan
Biyik 2011, A. xylinum pada umumnya tumbuh pada pH 3,5–8,5. Sedangkan pH optimum untuk sintesis dan produksi selulosa mikrobial adalah pH 4-6 Masaoka
et al., 1993. Suhu juga berpengaruh terhadap pertumbuhan sel dan pembentukan selulosa mikrobial. Suhu untuk pertumbuhan A. xylinum berkisar antara 28-31ºC.
Çoban dan Biyik 2011 menggunakan suhu kultivasi 22-37 ºC dalam penelitiannya tetapi suhu optimal untuk menghasilkan selulosa mikrobial yaitu
30ºC.
2.3 Konsorsium Mikroba
Kategori