Optimasi produksi dan karakterisasi poly-B-hydroxyalkanoates PHA hasil kultivasi R. eutropha menggunakan hirolisat minyak sawit

Abstract

Sejalan dengan meningkatnya kepedulian akan kualitas lingkungan, maka perlu dicari bahan baku plastik alternatif yang kompatibel dan dapat didegradasi secara biologis seperti poly--hydroxyalkanaates (PHA). Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan formulasi media dan kondisi proses kultivasi R. eutropha yang optimum dengan hidrolisat minyak sawit sebagai sumber karbon, serta karakteristik dasar PHA yang dihasilkan. Optimasi media kultivasi yang dirancang menggunakan Rancangan Komposit Fraksional Berfaktor 2 (2 fractional-factorial composite design) dengan metoda permukaan respon menghasilkan produksi PHA maksimum sebesar 10.9586 g/L. pada konsentrasi karbon sebesar 40 g/L; konsentrasi nitrogen sebesar 4.5 g/L; konsentrasi K,HPQ, sebesar 8.7 g/L; konsentrasi KH,PO, sebesar 1.9 g/L; den 5 mL larutan MgSO, 0.1 M. Optimasi kondisi proses loltivasi yang dirancang menggunakan Rancangan Komposit Pusat Faktorial Penub 2 (2 full factorial central compotite design) dengan metoda permukaan respon menghasilkan produksi PHA tertinggi sebesar 10.6685 g/L pada pH media kultivasi 8.6, suhu kultivasi 20 °C, laju agitasi sebesar 240 rpm, dan tanpa serasi. Optimasi lanjutan perlu dilakukan melalui strategi kultivasi dua tahap yang melibatkan formulasi media dan kondisi proses kultivasi secara simultan. Hasil analisis termal menunjukkan bahwa PHA hasil kultivasi R. eutropho pada substrat karbon yang bersumber dari hidrolisat minyak sawit memiliki tik leleb yang bervariasi dari 75.00 C hingga 153.85 °C sehingga memungkinkan untuk diaplikasikan baik sebagai termoplastik maupun sebagai elastomer. Namun demikian struktur dominannya amorf dengan derajat kekristalan yang relatif rendah. Hasil analisis gugus fungsi menggunakan FTIR menunjukkan bahwa PHA hasil kultivasi R. estapha menggunakan hidrolisat minyak sawit sebagai sumber karbon tergolong ke dalam famili polyhydroxyalkanoutes (PHA). Spektrum gugus fungsi utama yakni ester alkanoat (-CH-CO-O-R-) muncul di sekitar bilangan gelombang 1720-1750 cm dan 1125-1225 cm. Berdasarkan hasil analisis termal, analisis gugus fungsi, dan uji daerah bening (Clear Zone Test) menggunakan mikroorganisme P. fluorescens disimpulkan bahwa PHA yang dihasilkan terdiri atau fraksi PHA berantai pendek (PHBV dengan fraksi hydroxyvalerate/HV > 12%) dan fraksi PHA berantai menengah (bukan polyhydrasyoctanoate) Analisis lanjutan ("C and 'H NMR dan GPC) terhadap PHA yang dihasilkan perlu dilakukan untuk mengkonfirmasi kesimpulan ini. Terjadinya pola pertumbuhan incel dalam kultivasi eutropha menggunakan hidrolisst minyak sawit dan terbentukuya beberapa tipe PHA dengan sifat termal PHA yang berlainan mengindikasikan adanya hubungan substrat-produk-karakteristik termal. Disarankan untuk melakukan stadi penggumaan sumber karbon tunggal berbasis minyak sawit sebagai substrat kultivaal R europha untuk memperoleh pemahaman mengenai spesifikasi substrat-produk-karakter serta spesifikasi telis PHA yang dihasilkan.