Efektivitas Bio-Oil Berbahan Baku Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dalam Penghambatan Pertumbuhan Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli.

Abstract

Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas perkebunan utama dan paling berpengaruh di Indonesia. Dua produk utama yang dihasilkan adalah crude palm oil (CPO) dan palm kernel oil (PKO), yang keduanya memiliki nilai ekonomi tinggi dibandingkan komoditas perkebunan lainnya. Peran kelapa sawit sangat fundamental bagi Indonesia, di mana industri kelapa sawit bukan hanya menopang pembangunan perkebunan nasional, tetapi juga membuka lapangan kerja dengan serapan tenaga kerja sekitar 16,5 juta orang pada tahun 2025 dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat di sekitarnya. Produksi industri sawit pada tahun 2025 diperkirakan mencapai 53,6 juta ton dengan konsumsi CPO dan turunannya berkisar 11,45 juta ton pada tahun 2024. Industri kelapa sawit berkontribusi besar terhadap perekonomian nasional, di mana pada tahun 2025, industri kelapa sawit mampu menghasilkan devisa negara sekitar USD 20-25 miliar. Sejalan dengan kontribusinya, industri kelapa sawit berpotensi menghasilkan limbah biomassa bervolume besar yang akan mencemari lingkungan jika tidak diolah dengan tepat. Limbah industri sawit yang dihasilkan berupa limbah cair (39,10%), emisi udara, cangkang inti (5,47%), tandan kosong kelapa sawit (17,98%), dan serat (8,62%). Pada penelitian ini, dilakukan pendekatan metode pirolisis guna mengolah, optimalisasi pemanfaatan limbah TKKS, mengurangi dampak pencemaran lingkungan, dan meningkatkan nilai tambah dari limbah padat kelapa sawit. Pirolisis merupakan suatu proses konversi termokimia di mana biomassa yang terdiri dari bahan organik C, H, dan O terurai pada temperatur tinggi dalam kondisi inert, sehingga tidak terjadi pembakaran. Pada proses pemanasannya, terjadi pemecahan selulosa, lignin, dan hemiselulosa sehingga dihasilkan tiga fraksi produk utama yakni bio-oil, biochar, dan biogas. Pirolisis menawarkan metode yang lebih efisien dan tidak menghasilkan emisi pembakaran langsung dalam mengeliminasi limbah padat, serta tidak menimbulkan bau yang tidak sedap dibandingkan dengan metode lain. Bio-oil merupakan cairan kental berwarna coklat kehitaman yang dihasilkan dari proses kondensasi uap terutama uap volatil yang terbentuk dari degradasi biomassa pada suhu tinggi pirolisis. Bio-oil mengandung senyawa dominan berupa senyawa fenolik dengan gugus hirdoksil (OH-) yang diketahui memiliki sifat antibakteri. Sifat antibakteri bio-oil ini dianalisis dengan uji daya hambat bakteri terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus (Gram positif) dan Escherichia coli (Gram negatif) dengan menggunakan konsentrasi fenol dalam bio-oil untuk basis pengenceran. Penelitian ini memiliki tiga tujuan utama: (1) mengetahui dan mengidentifikasi pengaruh suhu pirolisis (300°C, 350°C, dan 400°C) dan waktu pirolisis selama 45 dan 60 menit dari limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) terhadap rendemen dan kualitas bio-oil meliputi warna dan total padatan, (2) mengevaluasi efektivitas bio-oil pada berbagai konsentrasi fenol terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli, (3) mengidentifikasi dan menganalisis senyawa aktif dalam bio-oil dari perlakuan terbaik menggunakan analisis GC–MS. Kebaruan penelitian ini terletak pada pendekatan terintegrasi antara komposisi kimia dan aktivitas biologis bio-oil. Penelitian ini tidak hanya mengukur total fenol, tetapi juga menghubungkan senyawa fenolik spesifik hasil identifikasi GC–MS dengan daya hambat antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Pendekatan ini berbeda dari penelitian sebelumnya, yang berfokus pada rendemen serta karakterisasi fisikokimia bio-oil tanpa menilai aktivitas biologisnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: (1) suhu dan waktu paling efektif untuk menghasilkan bio-oil dengan hasil dan kualitas terbaik adalah pada suhu pirolisis 400°C selama 45 menit, (2) aktivitas antimikroba bio-oil limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) antibakteri terhadap Escherichia coli nilai zona penghambatan 8,08 mm dan Staphylococcus aureus 8,50 mm, (3) senyawa bioaktif utama bio-oil hasil GC-MS dari perlakuan terbaik berupa fenol dan turunannya, yang didukung oleh keberadaan senyawa lain seperti keton, alkohol, asam karboksilat, aldehida, ester, dan eter. Senyawa-senyawa tersebut bersinergi dalam memberikan aktivitas antibakteri, sehingga mengonfirmasi bahwa aktivitas biologis bio-oil berkaitan erat dengan komposisi kimianya. Penelitian lanjutan disarankan dilakukan pada skala lebih besar atau pilot plant untuk menilai kelayakan proses pirolisis dalam menghasilkan bio-oil. Studi berikutnya juga dapat memfokuskan pada pemisahan senyawa dominan dari hasil GC–MS dan menguji daya inhibisi tiap fraksi. Formulasi fenol yang lebih efektif (2%) berpotensi dikembangkan sebagai antiseptik alami, menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan dan tidak mudah menguap dibanding alkohol 70%. Selain itu, diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai pemisahan senyawa fenolik serta evaluasi efektivitas antibakterinya secara in vivo. Temuan ini menunjukkan bahwa bio-oil dari limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) memiliki nilai praktis sebagai bahan dasar antiseptik alami untuk bioproduk skala industri. Kandungan fenolik aktif memiliki aktivitas antibakteri akan memperkuat peluang pemanfaatannya sebagai antiseptik, disinfektan, atau pengawet alami berbasis biomassa terbarukan.