Pembuatan Asam Laktat dari Limbah TKKS

Pembuatan Asam Laktat dari Limbah TKKS (Empty Bunch Fruit) dengan
Hidrolisis Enzimatik oleh T. reseei dan Fermentasi oleh Lb. acidhophillus
Fashya Larasati*, Khoirun Nisa Sahid*
*Jurusan Teknik Kimia UNTIRTA Jl. Sudirman Km 03 Cilegon Banten

Abstrak
TKKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit) adalah salah satu produk samping pabrik kelapa sawit yang
jumlahnya sangat melimpah dan memiliki potensi diolah. Komponen dalam TKKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit)
terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Penelitian inimengkaji tentang potensi TKKS untuk digunakan
sebagai bahan baku dalam industry pembuatan asam laktat. Diawali dengan menghidrolisis padatan TKKS dengan
metode enzimatik oleh bakteri bakteri hidrolisa yaitu T. reseei untuk menghasilkan glukosa yang kemudian akan
difermentasikan menjadi asam laktat oleh bakteri Lb. achidhophillus.

Keyword: Hidrolisis Enzimatik; EB; Inokulasi Bakteri; Fermentasi

Pendahuluan
Kelapa sawit sebagai tanaman penghasil
minyak sawit dan inti sawit merupakan salah satu
primadona tanaman perkebunan yang menjadi
sumber penghasil devisa non migas bagi Indonesia.
Cerahnya prospek komoditi minyak kelapa sawit

dalam perdagangan minyak nabati dunia telah
mendorong pemerintah Indonesia untuk memacu
pengembangan areal perkebunan kelapa sawit.
Berkembangnya sub‐sektor perkebunan kelapa sawit
di Indonesia tidak lepas dari adanya kebijakan
pemerintah yang memberikan berbagai insentif,
terutama kemudahan dalam hal perijinan dan bantuan
subsidi investasi untuk pembangunan perkebunan
rakyat dengan pola PIR‐Bun dan dalam pembukaan
wilayah baru untuk areal perkebunan besar swasta.
[1]
Setiap pengolahan 1 ton TBS (Tandan
Buah Segar) akan dihasilkan Tandan Kosong
Kelapa Sawit (TKKS) sebanyak 22 – 23%
atau sebanyak 220 – 230 kg. Diperkirakan saat ini
limbah TKKS di Indonesia mencapai 20 jutaton.
[2]
Umumnya pabrik kelapa sawit mengolah
TKKS dengan dibakar untuk dijadikan kompos
guna menghindari biaya transportasi pembuangan

limbah. Selulosa yang dihaslkan dapat diubah
menjadi sakrosa (glukosa dan pentosa) melalui

proses hidrolisis enzimatik (Sitorus,. 2011). Saat
ini, bahan lignoselulosa dari agrikultur, agroindustri dan hasil hutan menunjukan potensi yang
murah dan menyimpan karbohidrat untuk
fermentasi asam laktat dalam skala besar dengan
biaya yang rendah [3]
Asam laktat dan turunannya telah banyak
digunakan secara luas pada industri pangan, farmasi,
kulit dan tekstil. Saat ini, asam laktat menjadi salah
satu aplikasi paling menjanjikan untuk digunakan
dalam pembuatan bahan plastik biodegradable
karena berasal dari bahan baku biomassa yang ramah
lingkungan dengan jumlah yang berlimpah.
Dari yang dijabarkan diatas, dapat dikatakan
bahwa pemanfaatan limbah TKKS belum
dimaksimalkan dengan baik. Sedangkan jumlahnya
terus meningkat seiring dengan semakin luasnya
lahan kelapa sawit di Indonesia. Di lain hal asam

laktat yang telah umum digunakan dalam berbagai
bidang indusri mulai dikembangkan ke arah
polimer biodegradable. Sehingga dibutuhkan
sumber bahan baku terbarukan untuk memproduksi
asam laktat secara berkelanjutan. Sehingga
diharapkan dari penilitian ini, diketahui pengaruh
persentase bakteri hidrolisis dengan menggunakan
Trichoderma ressei dalam menghasilkan gula pada
proses hidrolisis dan pengaruh persentase bakteri
asam laktat dengan menggunakan Lactobacillus

acidhopillus terhadap kadar asam laktat yang
dihasilkan.
Fundamental
Komponen bahan padat terbesar TKKS
terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam
jumlah yang lebih kecil sehingga limbah TKKS ini
disebut juga lignoselulosa. Komposisi kimiawi
TKKS dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi kimiawi tandan

kosong kelapa sawit
Komponen

Persentase (%)

Selulosa

3.76

Hemiselulosa

14.62

Lignin

31.68

Extractive

1.34


Kadar abu

6.69
Sumber : [4]

. Fermentasi merupakan metoda yang
paling banyak digunakan oleh industri untuk
menghasilkan asam laktat. Sekitar 90 % total
produksi asam laktat di seluruh dunia dibuat
melalui fermentasi oleh bakteri dan sisanya
diproduksi secara sintetis melalui hidrolisis
lactonitrile [5] [6]
Kisaran pH untuk memproduksi
o
asam laktat adalah 5,4-6,4 dan suhu 38-42 C
serta konsentrasi oksigen rendah. Reaksi
pembuatan asam laktat :

Beberapa penelitian menunjukan

bahwa hidrolisa dan fermentasi dapat
dilakukan secara simultan dalam satu
tahapan proses biologis dengan satu
bioreaktor. Fermentasi dilakukan dengan
proses batch, selama 4 sampai 6 hari.
Yield laktat yang diperoleh dari dekstrosa
ataupun karbohidrat diperkirakan 90%
(w/w) [7]
Metodologi
Prosedur penelitian dimulai dengan
inokulasi Trichoderma reesei yang berperan
dalam mengubah selulosa menjadi glukosa
dan
Lactobacillus
delbrueckii
yang
mengkonversikan glukosa menjadi asam
laktat.



Inokulasi Trichoderma reesei

Trichoderma reesei dimasukkan
ke dalam erlenmeyer 500 ml yang diisi
dengan 60 mL media yang mengandung 20
g/L glukosa, 4,7 g/L ekstrak yeast, 2 g/L
KH 2 PO 4 , 0,3 g/L CaCl 2 . 2H 2 O, 0,3
g/L MgSO 4 .7H 2 O, 1 ml/L Tween 80, 5
mg/L FeSO 4 . 7H 2 O, 3,7 mg/L CoCl 2 .
7H 2 O, 1.56 mg/L MnSO 4 . H 2 O dan
1,4 mg/L ZnSO 4 .7H 2 O (pH 5,4), pada
shaker dengan putaran 200 rpm suhu 28 °
C selama 24 jam.
• Inokulasi Lactobacillus acidophilus

C 6 H 12 O 6 + 2 ADP + 2 H 3 PO 4
Glukosa
+
2 CH 3 COCOOH + 2ATP + 2 H 2 O + 4 H
Asam piruvat


+
2 CH 3 COCOOH + 2 NADH + 2 H
Asam piruvat
+
2 CH 3 CHOHCOOH + 2 NAD
Asam laktat

Lb. acidophilus dimasukkan ke
dalam erlenmeyer 200 ml yang berisikan 100
ml media yang mengandung
20 g/L
glukosa, 10 g/L pepton bakteriologis, 10 g/L
ekstrak daging sapi, 5 g/L ekstrak yeast, 5 g/L
natrium asetat, 2 g/L natrium sitrat, 2 g/L
K 2 HPO 4 , 1 mL/L Tween 80, 0,58 g/L
MgSO 4 .7H 2 O, 0,12 g/L MnSO 4 .H 2 O,
dan 20 g/L agar (pH 6,4). Lactobacillus
acidophilus dibiakan pada suhu 45°C selama
20 jam.

• Persiapan bahan baku
TKKS dikeringkan dengan sinar
matahari dan kemudian dicincang dengan
ukuran partikel 1-3 mm. TKKS yang telah
dicincing kemudian dihancurkan dengan
menggunakan pulverizer.

Pretreatment TKKS
TKKS yang telah dihancurkan
dengan pulverizer dimasukkan ke dalam
cawan dan dilakukan pretreatment dengan
menambahkan air 10%b/b, NaOH 10%b/b.
Pretreatment dilakukan pada temparatur
o
140-145 C selama 30 menit. Kemudian
dilakukan pencucian dengan menggunakan
air dan dilakukan pemisahan antara
padatan dan air dengan menggunakan
vakum
filtrasi. TKKS

yang telah
dipretreatment kemudian ditambahkan air
dan
dilakukan netralisasi dengan
menggunakan H 2 SO 4 97% sampai pH 7-9.
Setelah itu dilakukan sterilisasi dengan
o
pemanasan 80 C. Sampel diambil untuk
dianalisa kadar selulosa dan ligninnya.


Bahan dan Alat Penelitian
• Bahan
Bahan yang digunakan adalah TKKS yang
berasal dari PTPN VIII, Serang-Banten, jamur
Trichoderma
reesei
dan
Lactobacillus
acidophilus yang berasalop dari laboratorium

mikrobiologi ITB, media pertumbuhan mikroba
(Merck), NaOH, H 2 SO 4 (Merck), CaCO 3 dan
Ca(OH) 2 .
• Alat
Alat yang digunakan adalah bioreaktor anaerob
yang terbuat dari kaca, pH meter, pulverizer, alatalat gelas ( gelas ukur, beaker dan lain-lain ), serta
alat analisa berupa HPLC dengan kolom XDB C18
dan spektrofotometer.

• Hidrolisa

Variabel Penelitian

TKKS yang telah disterilisasi dan
berbentuk bubur dimasukkan ke dalam bioreaktor
dan dicampur dengan inokulum Trichoderma reesei
dengan rasio substrat dan mikroorganisme 1, 3 dan
5% b/b. Hidrolisa dilakukan selama 3 hari.
Konsentrasi glukosa dianalisa dengan menggunakan
spektrofotometri.

Dalam penelitian tahun pertama ini terdapat
variabel tetap dan bebas, dimana variabel tetapnya
meliputi massa dan ukuran serbuk TKKS yang
digunakan yaitu 100 gram dan 1-3 mm, sedangkan
variabel bebas meliputi massa inokulum jamur
Trichoderma reesei dan Lactobacillus acidophilus
yang digunakan yaitu 1, 3 dan 5 gram dan analisa
sampel dilakukan setiap 24 jam

• Fermentasi
Setelah melalui proses hidrolisa, hidrolisat
TKKS ditambahkan Lactobacillus acidophilus
sebanyak 1, 3 dan 5% (b/b) dari TKKS. Pada saat
awal ditambahkan CaCO 3 pada medium fermentasi
untuk menjaga pH medium berkisar
4.7-5.9.
Bioreaktor diinjeksikan nitrogen untuk mengusir
oksigen yang ada. Proses fermentasi dilakukan
selama 5 hari dan dilakukan analisa kadar glukosa
terfermentasi dan asam laktat setiap 24 jam sekali
menggunakan HPLC.
• Pemurnian Asam Laktat
Proses pemurnian
dilakukan dengan
menambahkan kalsium hidroksida (Ca(OH) 2 )
1% b/b dari cairan hasil fermentasi, sehingga
terbentuk
Ca-laktat. Kemudian dilakukan
penyaringan. Untuk mendapatkan asam laktat,
kalsium laktat selanjutnya diasamkan dengan
menambahkan larutan asam sulfat 0,01M pada
temperatur 70°C sehingga menghasilkan asam laktat
dan kalsium sulfat (gipsum). Gipsum dan asam
laktat disaring sehingga asam laktat terpisah dari
gipsum.

Metode Analisa
Karakteristik bahan baku (TKKS) yang
meliputi analisa selulosa dan lignin dilakukan di
laboratorium Balai selulosa-Bandung, analisa kadar
glukosa
hasil
hidrolisa
menggunakan
spektrofotometer dengan metode standar adisi
dan
analisa asam laktat hasil fermentasi
menggunakan
High
performance
liquid
chromatography (HPLC).
Daftar Pustaka
[1]
Departemen
Perindustrian
2007,www.kemenperin.go.id/

RI,

[2]PuslitbangPerkebunan.2012/perkebunan.litbang.
pertanian.go.id/
[3] Buttris, J. 1997. Nutritional properties of
fermented milk products. International Journal of
Dairy Technology 50(1):21-27
[4] Sandine WE. 1979. Roles of Lactobacillus in the
Intestinal Tract. J Food Protection 42(3):259-62

[5] Lynd, L. R., W. H. van Zyl, et al. (2005).
"Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass:
an update." Current Opinion in Biotechnology 16(5):
577-583, 0958-1669
[6] Matsumoto, Ken'ichiro., Taguchi, Seiichi., Ooi,
Toshihiko., Nduko, M. John. 2013. Peningkatan
produksi poli (lactate- co -3-hidroksibutirat) dari
xylose dalam rekayasa Escherichia coli yang
mengekspresikan transporter galaktitol.

[7] Rojan P. John., K. Madhavan Nampoothiri,.
Ashok Pandey. 2008. L(+)-Lactic acid recovery from
cassava bagasse based fermented medium using
anion exchange resins

Dokumen yang terkait

Analisis komparatif rasio finansial ditinjau dari aturan depkop dengan standar akuntansi Indonesia pada laporan keuanagn tahun 1999 pusat koperasi pegawai

15 355 84

ANALISA BIAYA OPERASIONAL KENDARAAN PENGANGKUT SAMPAH KOTA MALANG (Studi Kasus : Pengangkutan Sampah dari TPS Kec. Blimbing ke TPA Supiturang, Malang)

24 196 2

Kajian Karakteristik Fisik, Kimia dan Mikrobiologis Edible Film dari Tiga Jenis Pati (Kimpul, Ubi Jalar Putih dan Singkong) dengan Penambahan Filtrat Kunyit (Curcuma longa Linn.) Sebagai Penghambat Bakteri Salmonella.

16 119 21

OPTIMASI FORMULASI dan UJI EFEKTIVITAS ANTIOKSIDAN SEDIAAN KRIM EKSTRAK DAUN KEMANGI (Ocimum sanctum L) dalam BASIS VANISHING CREAM (Emulgator Asam Stearat, TEA, Tween 80, dan Span 20)

97 464 23

EVALUASI PENGELOLAAN LIMBAH PADAT MELALUI ANALISIS SWOT (Studi Pengelolaan Limbah Padat Di Kabupaten Jember) An Evaluation on Management of Solid Waste, Based on the Results of SWOT analysis ( A Study on the Management of Solid Waste at Jember Regency)

4 28 1

Identifikasi Jenis Kayu Yang Dimanfaatkan Untuk Pembuatan Perahu Tradisional Nelayan Muncar Kabupaten Banyuwangi dan Pemanfaatanya Sebagai Buku Nonteks.

26 327 121

Isolasi Senyawa Aktif Antioksidan dari Fraksi Etil Asetat Tumbuhan Paku Nephrolepis falcata (Cav.) C. Chr.

2 95 93

Perbandingan Sifat Fisik Sediaan Krim, Gel, dan Salep yang Mengandung Etil p-Metoksisinamat dari Ekstrak Rimpang Kencur (Kaempferia galanga Linn.)

7 83 104

Aplikasi penentu hukum halal haram makanan dari jenis hewan berbasis WEB

48 291 143

Model Stokastik Curah Hujan Harian dari beberapa Stasiun Curah Hujan di Way Jepara

6 35 58