Pemanfaatan Minyak Sawit yang Disaponifikasi sebagai Sumber Karbon dan Diamonium Hidrogenfosfat [(NH4)2HPO4] sebagai Sumber Nitrogen dalam Produksi Poli-β-Hidroksialkanoat

Abstract

medis, perabot rumah tangga, mainan anak-anak, dan lain-lain Sifatnya yang fleksibel, relatif murah, mudah diperoleh dan ringan adalah keunggulan plastik yang mendukung ketergantungan terhadapnya. Plastik yang umum digunakan berasal dari bahan baku minyak bumi yang telah mengalami proses-proses kimiawi dan bersifat non biodegradable. Pencemaran plastik terutama akan menyebabkan terganggunya lingkungan tanah dan perairan. Di tahun 1990, produksi plastik dunia mencapai 100 juta ton. Salah satu solusi yang dianggap paling lepat adalah dengan mengganti plastik non biodegradable dengan plastik yang dapat didaur ulang di alam PHA (Poli-β-hidroksialkanoat), salah satu jenis polimer plastik yang bersifat biodegradable dapat diandalkan sebagai substitusi plastik non biodegradable. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan formula media sehingga meminimalkan penggunaan substrat dan memaksimalkan perolehan PHA dengan mengatur konsentrasi C dan rasio C/N, serta untuk mengetahui pengaruh formulasi media tersebut terhadap karakteristik PHA yang dihasilkan Penelitian dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menyiapkan minyak sawit sebagai substrat dalam proses kultivasi R. Eutropha Pada tahap ini, sejumlah minyak sawit disabunkan dan kemudian dianalisis dengan kromatografi gas untuk diketahui komposisi asam lemaknya. Tahap kedua adalah kultivasi R. Eutropha ke dalam media dengan berbagai variasi konsentrasi karbon (10, 20 dan 30 g/l) dan rasio C/N (10:1, 50:1, 100:1, 200:1). Kultivasi dilakukan selama 168 jam. Setelah kultivasi dilakukan pemanenan dan isolasi PHA. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap faktorial dengan perlakuan konsentrasi karbon dan rasio C/N. Hasil terbaik dianalisis sifat thermalnya dengan menggunakan DSC (Differential Scanning Calorimetry). Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa minyak sawit yang disaponifikasi mempunyai 6 jenis asam lemak. Asam lemak yang tertinggi adalah palmitat (47,44%) dan oleat (35,92). Selama kultivasi berlangsung dilakukan pengamatan terhadap nilai OD, biomassa dan pH. Nilai pH selama kultivasi berada dalam rentang 6.45-9,28 Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pH mengalami penurunan nilai dari jam ke-6 sampai jam ke-72 dan selanjutnya konstan Dapat disimpulkan bahwa kesemua perlakuan telah mengalami fase stasioner. Dari grafik optical density diketahui bahwa konsentrasi karbon yang meningkat akan berpengaruh pada peningkatan nilai OD dan memperpanjang fase eksponensial dan stasioner. Sedangkan dengan semakin menurunnya nilai rasio C/N fase eksponensial cenderung lebih singkat dan fase stasioner cenderung lebih panjang. Berdasarkan hasil analisis ragam diketahui bahwa konsentrasi karbon pada ketiga taraf faktor tersebut berpengaruh nyata terhadap jumlah bobot kering sel, bobot kering PHA dan persen bobot kering PHA (g PHA/g sel), sedangkan faktor rasio C/N tidak berpengaruh nyata terhadap ketiga variabel respon yang sama. Namun hasil analisis ragam interaksi faktor konsentrasi karbon dan rasio C/N berpengaruh nyata terhadap bobot kering PHA dan persen bobot kering PHA. Dari uji Duncan diperoleh bahwa bobot kering PHA dan persen bobot kering PHA tertinggi diperoleh pada perlakuan C3R3 (konsentrasi karbon 30 g/l, rasio C/N 100:1), yaitu 8,22 g/l dan 70,90%. Sedangkan perlakuan C1R2 dan C,R3 merupakan rata-rata bobot kering PHA dan persen bobot kering PHA terendah. Bobot kering PHA dan persen bobot kering PHA perlakuan C1R2 adalah 0,75 g/l dan 22,4%, sedangkan perlakuan C1R3 adalah 0,65 g/l dan 21,46%. Analisis thermal yang dilakukan meliputi titik leleh dan panas pembentukan. Hasil analisis dengan DSC (Differential Scanning Calorymetry) menunjukkan terbentuknya empat jenis homopolimer pada perlakuan C3R2, (konsentrasi karbon 30 g/l, rasio C/N 50:1, dan lima jenis polimer pada perlakuan C3R3(konsentrasi karbon 30 g/l, rasio C/N 100:1). Homopolimer-homopolirner yang terbentuk dan minyak sawit yang disaponifikasi mempunyai karakteristik sebagai berikut terbentuk 4 jenis homopolimer pada perlakuan C3R2 dan 5 jenis homopolimer pada perlakuan C3R3, titik leleh yang tertinggi pada polimer hasil perlakuan C3R2 adalah 126 °C, sedangkan panas fusi yang tertinggi adalah 17,8 J/g; titik leleh yang tertinggi pada polimer hasil perlakuan C3R3 adalah 131 oC. sedangkan panas fusi yang tertinggi adalah 17,4 J/g.