LAPORAN PRAKTIKUM BIOPROSESIMMOBILISASI SEL DAN EVALUASI KINERJA
SEL DALAM REAKTOR KOLOM
(Disusun untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah
Bioproses)MATA KULIAH: BioprosesPEMBIMBING: Ir. Unung Leoanggraini,
MT
TANGGAL PRAKTIKUM: 8 & 15 Oktober 2014TANGGAL PENYERAHAN: 27
Oktober 2014
Oleh :Kelompok 6Kelas 2A
Aas Nurhasanah NIM. 131411001 Fajar Muhammad Ramadhan NIM.
131411006 Raden Ajeng Feby Lailani Beladina NIM. 131411023 Ulfa
Nurul Azizah NIM. 131411063
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK
KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014IMMOBILISASI SEL DAN EVALUASI
KINERJA SEL IMMOBILISASI DALAM REAKTOR KOLOM
BAB 1PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Salah satu masalah dalam proses ferementasi
yang menggunakan sel bebas sebagai biokatalis adalah pemisahan sel
dari kaldu fermentasi yang mengandung produk. Biaya recovery dan
recycle sel dapat dikurangi dengan menerapkan metoda untuk menahan
sel agar tetap berada dalam reaktor yaitu dengan cara immobilisasi
sel. Sel immobilisasi adalah sel yang dibatasi ruang
gerak/mobilitanya di dalam matriks tertentu sehingga tidak terbawa
dalam aliran produk dan dapat digunakan kembali.
1.2 TUJUAN PERCOBAAN a) Memahami dan menguasai prosedur
penggunaan sel terimmobilisasi dalam proses fermentasi.b) Memahami
tipe reactor yang tepat untuk sel terimmobilisasi.c) Memahami
karakteristik reaktor batch dan kontinyu yang menggunakan sel
terimmobilisasi.d) Mengevaluasi kinerja reaktor Packed Column.e)
Memahami dan menguasai prosedur pembuatan sel terimmobilisasi.f)
Memahami karakteristik matriks pendukung sel terimmobilisasi.
BAB 2DASAR TEORI2.1 SEL IMMOBILISASI Sel terimobilisasi adalah
suatu sel yang dilekatkan pada suatu bahan inert dan tidak larut
dalam bahan tersebut, misal dalam sodium alginat atau kalsium
alginat. Dengan sistem ini, sel dapat lebih tahan terhadap
perubahan kondisi seperti pH, juga temperatur. Sistem ini juga
membantu sel berada di tempat tertentu selama berlangsungnya reaksi
sehingga memudahkan proses pemisahan dan memungkinkan untuk dipakai
lagi di reaksi lain (Sumo dkk., 1993). Sel/enzim tersebut tetap
mempunyai aktivitasnya sebagai biokatalisator/katalis, serta
sel/enzim tersebut dapat dipergunakan secara terus menerus dan
sangat penting untuk proses berkesinambungan.Immobilisasi sel
mikroba dibedakan atas 3 macam yakni:1. Sel mati: untuk reaksi
konversi sederhana (1 tahap)2. Sel hidup: untuk reaksi konversi
yang melibatkan biokatalis heterogen (multi enzim)/memerlukan ATP
atau biokoenzim seperti NADP atau koenzim A.3. Sel dalam fase
pertumbuhan: keadaan dimana terdapat aktivitas enzim untuk
pertumbuhan.Imobilisasi dapat dilakukan terhadap sel maupun
terhadap enzim. Imobilisasi enzim dapat dianggap sebagai metode
yang merubah enzim dari bentuk larut dalam air bergerak menjadi
keadaan tak begerak yang tidak larut. Imobilisasi mencegah difusi
enzim ke dalam campuran reaksi dan mempermudah memperoleh kembali
enzim tersebut dari aliran produk dengan teknik pemisahan
padat/cair yang sederhana. Imobilisasi dapat dilakukan dengan
berbagai cara, antara lain melalui pengikatan kimiawi molekul enzim
pada bahan pendukung, pengikatan silang intermolekuler sesama
enzim, atau dengan cara menjebak enzim di dalam gel atau membran
polimer (Palmer, 1991).Imobilisasi sel berkembang setelah
imobilisasi enzim. Dalam teknologi imobilisasi enzim terdapat
hambatan pada regenerasi koenzim dan keterbatasan metode yang dapat
diterapkan untuk menyusun molekul enzim dalam rangkaian tertentu,
sehingga dapat melakukan tahapan reaksi katalitis enzim yang
berkesinambungan. Untuk mencegah hambatan tersebut dilakukan
penelitian-penelitian, sehingga terjadi pengembangan pada
imobilisasi sel, yang dapat digunakan sebagai biokatalis. Hal ini
memungkinkan untuk melakukan imobilisasi seluruh sel dan menjaga
sel tetap hidup (viabel). Dalam praktiknya, metode yang digunakan
adalah menjebak sel dalam gel dengan adsorpsi. Selain itu,
pengontrolan perlu dilakukan untuk mencegah inaktivasi dari
aktivitas metabolisme yang penting, sehingga pemisahan biokatalis
dari produk lebih mudah dan membuat biokatalis lebih stabil (Sumo
dkk., 1993).Dewasa ini, teknologi immobilisasi memegang peranan
penting dalam perkembangan proses biokimia dalam suatu boreaktor.
Sel yang mengalami immobilisasi (immoblized mivrobial cells) telah
banyak diterapkan dalam fermentasi misalnya produksi alkohol, asam
amino, antibiotik atau pada degradasi polutan limbah cair.
2.1.1 Kelebihan Sel ImmobilisasiKelebihan penggunaan sel
immobilisasi dibandingkan dengan sel bebas antara lain sebagai
berikut:1. Immobilasi menyediakan konsentrasi sel yang tinggi.2.
Immobilisasi memungkinkan penggunaan sel kembali dan mengurangi
biaya recovery sel dan recycle sel.3. Immobilisasi mengurangi
masalah wash out sel pada laju alir yang tinggi.4. Kombinasi
konsentrasi sel yang tinggi dan laju alir yang tinggi (tanpa
batasan wash out) menghasilkan produktivitas volumetric yang
tinggi.5. Immobilisasi menyediakan kondisi micro environmental yang
menguntungkan seperti kontak antar sel, gradient nutrient-produk,
gradient pH untuk sel sehingga menghasilkan kinerja biokatalis yang
lebih baik (kecepatan pembentukan dan yield produk yang lebih
tinggi).6. Immobilisasi menyebabkan kestabilan genetik.7.
Immobilisasi menyediakan perlindungan terhadap kerusakan sel.
2.1.2 Kekurangan Sel ImmobilisasiKekurangan penggunaan sel
terimobilisasi adalah hambatan pada proses difusi baik substrat
maupun produk yang terbentuk. Untuk sel yang hidup, pertumbuhan dan
evaluasi gas sering merusak matriks pendukung sel
terimmobilisasi.
2.1.3 Jenis-Jenis Immobilisasi SelSecara umum, ada dua jenis sel
immobilisasi yakni:1. Immobilisasi AktifImmobilisasi ini dilakukan
dengan dua metoda yaitu metoda penjeratan dan metoda pengikatan.
Metoda penjeratan dilakukan secara fisik dalam matriks pendukung.
Matriks pendukung yang bisa digunakan yaitu polimer porous (agar,
alginate, carragenan, polyacrylamide, chitosan, gelatin, collagen),
porous metal screen, polyurethane, silicagel, polystyrene, dan
selulosa triacetate. Polymeric beads harus cukup porous untuk
keluar masuknya substrat dan produk. Polymeric beads biasanya
dibentuk dengan menggunakan sel hidup di dalamnya.2. Immobilisasi
PasifBerbentuk biological films yang berbentuk lapisan-lapisan
koloni sel yang tumbuh dan melekat pada permukaan pendukung yang
padat. Material pendukung dapat bersifat inert atau aktif secara
biologis. Biological films digunakan pada pengolahan limbah atau
fermentasi mikroba dengan jamur.
2.1.4 Metode ImmobilisasiBeberapa ahli menggolongkan metode
imobilisasi dengan tiga kelompok, yaitu: metode carrier binding,
metode cross linking, dan metode entrapping (Said, 1987). Pada
metode carrier binding, enzim diikatkan pada suatu matriks yang
bersifat tidak larut adalam air. Sebagai matriks dapat digunakan
bahan organik maupun anorganik. Bila menggunakan metode ini, hal
yang perlu diperhatikan adalah pemilihan matriks dan pengikatan
enzim pada matriks tersebut. Teknik pengikatan enzim pada matriks
dapat dilakukan berdasarkan adsorpsi fisik, gaya elektrostatik atau
ikatan kovalen (Chibata, 1978).Metode cross linking didasarkan pada
pembentukan ikatan intermolekuler antara molekul-molekul enzim.
Gugus fungsional dalam molekul enzim yang biasa digunakan untuk
pembentukan ikatan intermolekmuler adalah gugus amino pada asam
amino terminal, gugus amino dari lisin, gugus fenolik dari tirosin,
gugus sulhidril dari sistein dan gugus imidazole dari histidin.Pada
metode entrapping, imobilisasi, enzim/sel didasarkan pada
penempatan enzim di dalam kisi dari suatu polimer atau di dalam
membran yang bersifat semi permiabel. Bila enzim ditempatkan dalam
kisi, maka metode yang digolongkan adalah jenis kisi, sedang bila
ditempatkan dalam membran yang bersifat semipermiabel, maka
metodenya digolongkan ke dalam jenis mikrokapsul (Chibata, 1978).
Selain itu metode imobilisasi dapat digolongkan sebagai berikut:
Adsorpsi. Penjeratan dalam matriks polimer. Penjeratan dalam
membran.Teknik imobilisasi yang paling baik adalah yang memenuhi
kriteria utama tidak terjadi perubahan konformasi enzim dan tidak
mengganggu gugus fungsi di pusat aktif enzim sehingga enzim tetap
dapat berfungsi. Metode penjebakan enzim lebih banyak digunakan
karena enzim ada dalam keadaan bebas dan tidak terikat pada bahan
pendukung sehinga secara relatif fungsi katalitik dan struktur
alami molekul enzim tidak mengalami gangguan goncangan
(Wirahadikusumah, 1988).
2.1.5 Penjerat Atau Pembawa Immobilisasi SelKarakteristik yang
harus dimiliki oleh penjerat/pembawa immobilisai sel, antara lain
:a. Mudah digunakan serta ukuran dan porositas media penjerat dapat
dikontrol, terutama pada skala industri.b. Media penjerat berbentuk
matrik stabil pada kondisi fermentasi (temperature dan pH
optimum).c. Harga murah dan mudah didapat.d. Mempunyai sifat
mekanik yang stabil, sehingga dapat tahan dalam waktu yanglama
dalam reaktor yang digunakan.e. Penjerat harus inert terhadap
mikrorganisme yang akan dijerat.f. Substrat, produk, dan
metabolisme lain harus dapat berdiffusi secara bebas dengan media
penjerat.Natrium alginat merupakan bahan yang digunakan sebagai
penjerat sel, spesifikasi sebagai berikut : Alginat merupakan
koloid ganggang (fikokoloid) yang dapat diekstrak dari ganggang
coklat (phasophyceae), terutama anggota laminariates, berbentuk
asam alginat atau natrium alginat. Asam alginat adalah suatu getah
selaput membran (membrane mucilage). Garam alginat dapat larut
dalam air, seperti natrium alginat, potassium alginat, dan ammonium
alginat, sedikit larut dalam air, sedang kalsium alginat tidak
larut dalam air. Umumnya alginat berbentuk serbuk putih kekuningan
dan kadang-kadang dalam bentuk pasta yang merupakan senyawa organik
kompleks dengan selulosa atau polisakarida. Senyawa alginat dapat
dimurnikan sebgai garam natrium alginat dengan alginat atau garam
alginat yang lain.Karakteristik natrium alginat : Berbentuk serbuk
berwarna putih atau kekuningan, tidak berbau, dan tidan berasa.
Secara umum susut pengeringan tidak lebih dari 22 %. Larut lambat
dalam air membentuk larutan koloid yang kental, berwarna putih
pucat sampai coklat kekuningan. Tidak larut dalam alkohol,
kloroform dan eter,serta larutan air yang mengandung lebih besar
dari 30 % alkohol. Variasi mutu natrium algianat ditentukan oleh
variasi viscositas, antara 20-400 cp dari larutan 1% pada suhu 20o
C. Larutan alginat stabil pada pH 4 sampai 10. Natrium alginat
harus disimpan dalam wadah yang terlindung dari cahaya, bentuk
larutan tidak boleh disimpan pada wadah logam. Alginat sebagai
hydrophylic polysakarida menyerap uap air dari udara.
2.2 REAKTOR KOLOM Beberapa konfigurasi reaktor dapat digunakan
untuk system sel terimmobilisasi. Matriks pendukung sel
terimmobilisasi umumnya bersifat rapuh, karena itu dipilih
bioreaktor yang memiliki gesekan hidronamik yang rendah seperti
packed-column, fluidized-bed, atau airlift reactor. Reaktor yang
menggunakan produk mekanik dapat digunakan untuk matriks pendukung
yang kuat dan liat. Reaktor tersebut dioperasikan dengan cara
mengalirkan larutan nutrient melewati sel immobilisasi.
2.2.1 Reaktor dengan PengadukanReaktor dengan pengadukan dapat
dilakukan dengan system batch maupun system continue.
Gambar 2.1 Reaktor Sistem Batch dan Continue
2.2.2 Fluidized BedDalam sistem reaktor ini, enzim/sel immobil
mengalir dari bawah ke atas dengan kecepatan aliran yang cukup
tinggi untuk partikel dapat bergerak bebas. Sistem ini bersifat
semi kontinyu sebab substrat dapat dikembalikan lagi ke dalam
reaktor beberapa kali untuk mendapatkan produk yang diinginkan.
Gambar 2.2 Fluidized Bed Reactor
2.2.3 Reaktor KolomKolom Plug-Flow merupakan reaktor yang
digunakan untuk substrat yang viskositasnya rendah dan kelarutannya
tinggi untuk mencegah penyumbatan.
2.3 ASAM ASETATAsam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah
senyawa kimiaasamorganikyang dikenal sebagai pemberi rasa
asamdanaromadalammakanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C2H4O2.
Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH3-COOH, CH3COOH, atau
CH3CO2H. Asam asetat murni (disebutasam asetat glasial)
adalahcairanhigroskopistak berwarna, dan memiliki titik beku
16.7C.Asam asetat merupakan salah satuasam karboksilatpaling
sederhana, setelahasam format. Larutan asam asetat dalam air
merupakan sebuahasam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian
menjadiionH+dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi
kimiadanbahan bakuindustriyang penting. Asam asetat digunakan
dalamproduksipolimersepertipolietilena tereftalat,selulosa asetat,
danpolivinil asetat, maupun berbagai macamseratdankain. Dalam
industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengaturkeasaman.
Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan
sebagaipelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat
mencapai 6,5 jutatonper tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh
dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari
industripetrokimiamaupun dari sumberhayati.Asam asetat diproduksi
baik secara sintetis maupun alami melalui proses fermentasi.
Sekarang hanya 10% dari produksi asam asetat dihasilkan melalui
jalur alami, namun kebanyakan hukum yang mengatur bahwa asam asetat
yang terdapat dalam cuka haruslah berasal dari prosesbiologis. Dari
asam asetat yang diproduksi oleh industri kimia, 75% diantaranya
diproduksi melalui karbonilasimetanol. Sisanya dihasilkan melalui
metode-metode alternatif.
BAB 3METODOLOGI
3.1 PERCOBAAN A. Sel Immobilisasi 1. Alat dan Bahan a. Satu
tabung biaka murni Acetobactrer aceti berumur 2-4 hari.b. Air garam
sterilc. Media aktivasi/starter dengan komposisi: Bacto pepto 2%
Ekstrak ragi 0,5% Glukosa 2% Aquadestd. Natrium alginat e. Larutan
CaCl2f. Erlenmeyerg. Spuit (perangkat suntik) sterilh. Hot platei.
Pembakaran spiritus
2. Langkah Kerja Penanaman Acetobacter Aceti5 mL air garam
steril Tabung Reaksi berisi biakan murni Acetobacter
AcetiMelepaskan koloni bakteri Memasukan kedalam media aktivasi
Inkubasi selama 24 jam pada suhu 30C
Pembuatan Natrium Alginat PelarutanPasteurisasi (T=80C, t=10
menit)Pendinginan hingga suhu ruang Pencampuran dengan media
aktivasi
16 gr Natrium Alginat200 mL aquadest
Pembuatan Beads Menyuntikkan campuran ke dalam larutan CaCl2
2%Beads Campuran media aktivasi dannatrium alginat
B. Evaluasi Kinerja Sel Immobilisasi dalam Reaktor Kolom 1. Alat
dan Bahana. Immobilisasi sel Acetobacter aceti.b. 400 mL media
produksi asam asetat steril untuk uji mikroba Acetobacter
Imobilisasi sel aceti dengan komposisi : Ethanol 8 % Glukosa 2 %
NH4NO3 2 % KH2PO4 0,1 % MgSO4.7H2O 0,02 %c. Larutan NaOH 0,05 Nd.
Ethanol 98%e. Satu perangkat reaktor packed columnf. Buretg. Gelas
Kimiah. Pipet Tetes
2. Langkah Kerja Merangkai Reaktor
Mensterilkan reaktor menggunakan etanol
Memasukan beads ke dalam kolom reaktor
Menuangkan media produksi ke dalam kolom reaktor
Menampung larutan setiap 2 menit
Mentitrasi larutan dengan larutan NaOH 0,05 N
BAB IV 4.1 DATA PENGAMATAN Evaluasi Kinerja Sel Immobilisasi
dalam Reaktor KolomNoWaktu (menit)Laju Alir (F) (mL/menit)Volume
Sampel yang di titrasi (mL)Volume NaOH 0,05 N (mL)
10,586109,8
229,7
3410,6
4611,4
56,56610,7
6811,3
71011,0
81210,7
912,55810,8
101410,7
111610,7
121810,5
4.2 PERHITUNGAN1. Laju alir 86 mL/menita. t = 0,5 menitV CH3COOH
x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N CH3COOH = 9,8 mL x 0,05 N N
CH3COOH = 0,049 N
b. t = 2 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 9,7 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0485 N
c. t = 4 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 10,6 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,053 N
d. t = 6 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 11,4 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,057 N 2. Laju alir 66
mL/menita. t = 6,5 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10
mL x N CH3COOH = 10,7 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0535 N
b. t = 8 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 11,3 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0565 N
c. t = 10 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 11,0 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,055 N
d. t = 12 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 10,7mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0535 N
3. Laju alir 58 mL/menita. t = 12,5 menitV CH3COOH x N CH3COOH =
VNaOH x N NaOH 10 mL x N CH3COOH = 10,8 mL x 0,05 N N CH3COOH =
0,054 N
b. t = 14 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 10,7 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0535 N
c. t = 16 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 10,7 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0535 N
d. t = 18 menitV CH3COOH x N CH3COOH = VNaOH x N NaOH 10 mL x N
CH3COOH = 10,5 mL x 0,05 N N CH3COOH = 0,0525 N
No.Laju Alir (mL/menit) Waktu (t=menit) Konsentrasi (N)
1. 860,50,049
20,0485
40,053
60,057
2. 666,50,0535
80,0565
100,055
120,0535
3. 5812,50,054
140,0535
160,0535
180,0525
Laju Alir rata-rata = 70 ml/detik
BAB VSIMPULAN5.1 PembahasanPada praktikum kali ini kami
melakukan percobaan produksi asam asetat dengan metode immobilisasi
sel. Sel immobilisasi adalah sel yang dibatasi ruang geraknya oleh
suatu matriks sehingga sel dapat recycle. Selain itu, penggunaan
immobilisasi sel ini juga dapat mengurangi wash out pada laju alir
yang tinggi, menyebabkan kestabilan genetik, juga menyediakan
perlindungan terhadap kerusakan sel.Immobilisasi sel dibagi menjadi
dua yaitu imobilisasi aktif dan pasif. Imobilisasi aktif dibagi
menjadi dua yaitu metode pengikatan dan metode penjeratan. Pada
praktikum kali ini praktikan melakukan percobaan dengan
immobilisasi aktif metode penjeratan dengan matriks pedukung
alginate. 1. Media AktivasiPertama-tama praktikan membuat media
aktivasi dengan bakteri yang digunakan adalah Acetobacter aceti.
Acetobacter aceti adalah mikroba yang dapat menghasilkan asam
asetat sebagai produk fermentasinya. Hal pertama yang dilakukan
adalah mengembangbiakkan Acetobacter aceti dalam media pertumbuhan
(media aktivasi) dalam kondisi aseptis. Kondisi aseptis tersebut
bertujuan agar mencegah adanya mikroorganisme dari luar yang masuk
ke dalam media aktivasi. Media aktivasi tersebut terdiri dari
pepton, yeast extract dan glukosa sebagai sumber glukosa. Media
aktivasi yang digunakan mengandung nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan
selama pertumbuhan bakteri seperti pepton berfungsi sebagai sumber
nitrogen yang merupakan komponen penyusun protein sel dan asam
nukleat; ekstrak ragi (yeast extract) berfungsi sebagai sumber
vitamin (thiamin, riboflavin, niasin, piridoksin,dan asam
pantotenat), sebagai growth factor, substrat, sumber asam amino
tunggal, sumber peptida, dan sumber nitrogen; glukosa berfungsi
sebagai sumber karbon yang akan dirombak dan digunakan untuk
membangun massa sel, proses metabolisme, dan membentuk produk,
glukosa akan masuk ke dalam sel dan digunakan sebagai persediaan
energi yang dibutuhkan dalam perkembangbiakannya. Tujuan dari
pembuatan media aktivasi adalah memperbanyak sel Acetobacter aceti
yang akan dibuat dalam matriksnya (dalam bentuk beads) sebagai
sumber pembuatan asam asetat. Selanjutnya media aktivasi yang telah
steril dibiakkan bakteri Acetobacter aceti sebagai bakteri yang
memiliki kemapuan untuk mengkonversi alkohol menjadi asam asetat,
lalu yang telah berisi biakkan mikroba Acetobacter aceti ini
diinkubasi selama 24 jam pada suhu 30oC agar bakteri tumbuh secara
maksimal.Selain media aktivasi, media lain yang dibuat adalah media
produksi. Media produksi mengandung komposisi glukosa (sebagai
sumber karbon), NH4NO3 (sebagai sumber Nitrogen), KH2PO4 (sebagai
sumber fosfor), MgSO4.7H2O (sebagai sumber Mg) dan etanol. Media
produksi ini berfungsi sebagai laju alir dalam reaktor kolom.
Selain media-media tersebut, dibuat juga media penjerat sel berupa
16 gr natrium alginat dalam 200 mL aquadest yang berbentuk seperti
gel atau gelatin. Natrium alginat ini kemudian dipasteurisasi pada
suhu 70-80 oC selama 10 menit. Pasterurisasi merupakan suatu bentuk
sterilisasi yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme yang tidak
diinginkan tanpa merusak komponen komponen yang terdapat dalam
natrium alginat tersebut. Alginat merupakan polimer porous alami
yang digunakan sebagai matriks pendukung.2. Pembuatan BeadsMetode
immobilisasi sel yang digunakan pada percobaan kali ini adalah
metoda penjeratan yang dilakukan secara fisik dalam membran semi
permeabel (metoda encapsulation). Matriks pendukung yang bisa
digunakan salah satunya adalah jenis polimer porous yaitu alginate.
Beads/matriks yang akan dibentuk harus cukup porous untuk
memudahkan keluar masuknya substrat dan produk. Natrium alginat
yang telah dipasteurisasi dicampurkan dengan media aktivasi yang
telah selesai diinkubasi. Untuk membuat beads, natirum alginat yang
sudah dicampur dengan media aktivasi berisi bakteri dimasukkan
dengan cara disuntikkan ke dalam larutan CaCl2. Reaksi yang terjadi
dalam pembentukkan beads ini adalah :2Na-alginat + CaCl2 Ca-alginat
+ 2NaClJika larutan natrium alginat dilarutkan dengan larutan
kalsium klorida maka akan segera terbentuk gel kalsium alginat yang
tidak larut dalam air. Ikatan antara kalsium dengan alginat adalah
ikatan khelat yaitu antara kalsium dengan rantai L-guluronat dari
alginat (Morris et al, 1978), karena ikatan inilah beads akan
terbentuk dengan sendirinya. Beads yang dihasilkan selama percobaan
berbentuk bulat sempurna dan berwarna coklat, beads yang telah
dihasilkan tersebut telah sesuai dengan karakteristik beads yang
baik menurut teoritis. Proses tersebut harus dilakukan secara
aseptis dan semua alat yang digunakan harus disterilisasi terlebih
dahulu.
3. Evaluasi Kerja Reaktor KolomSelanjutnya sel immobilisasi yang
telah dibuat, dimasukkan ke dalam kolom yang telah disterilkan.
Lalu media produksi dilewatkan pada kolom tersebut dengan 3 varian
laju alir atau Q (volume/menit). TitrasiTitrasi dilakukan untuk
menentukan konsentrasi CH3COOH yang terbentuk. Penitran yang
digunakan adalah NaOH 0,05 N. Penambahan indikator PP berfungsi
sebagai indikator warna ketika mencapai titik ekivalennya.No.Laju
Alir (mL/menit) Waktu (t=menit) Konsentrasi (N)
1. 860,50,049
20,0485
40,053
60,057
2. 666,50,0535
80,0565
100,055
120,0535
3. 5812,50,054
140,0535
160,0535
180,0525
Dari grafik percobaan dengan laju alir rata-rata = 70 mL/detik
dibawah diperoleh grafik konsentrasi asam asetat terhadap waktu.
Berdasarkan grafik, terlihat bahwa waktu berbanding lurus dengan
konsentrasi. Semakin lama waktu produksi maka semakin tinggi pula
konsentrasi asam asetat yang dihasilkan.
Dari percobaan didapatkan, dibuat grafik konsentrasi asam asetat
yang terbentuk terhadap waktu fermentasi. Grafik yang terbentuk
berbentuk linier, semakin lama waktu fermentasi semakin tinggi pula
konsentrasi asam asetat yang terbentuk hal tersebut dapat
menunjukkan bahwa semakin lama pH asam asetat yang terbentuk,
semakin kecil sehingga larutan asam asetat semakin asam. (sesuai
dengan teori)
5.2 Kesimpulan Laju alir rata-rata adalah sebesar 70 mL/detik
Berdasarkan literature pH asam astetat adalah 3. Sedangkan, pH asam
asetat yang diperoleh dari percobaan adalah 1,28 Berdasarkan hasil
pengamatan dari grafik, semakin lama media produksi dialirkan pada
sel immobilisasi, maka konsentrasi asam asetat yang diperoleh
semakin besar. pH berbanding terbalik dengan konsentrasi, semakin
lama media produksi dialirkan pada sel immobilisasi maka pH yang
diperoleh pun akan semakin menurun sehingga suasana semakin
asam.
DAFTAR PUSTAKAChibata, I., 1978, Immobilized Enzymes. Research
and Development, Kodansha Ltd., Tokyo.Kennedy, J.F., 1995,
Principles of immobilization of enzymes. Di dalam Wiseman, A. (Ed.)
Handbook of Enzyme Biotechnology. 3rd Ed. Elis Hardwood, London,
UK.Kierstan MPJ, Cough D MP, 1985, Immobilisation Of Cells And
Enzymes By Gel Entrapment. Di dalam: J. Woodward (ed). Immobilised
Cells and Enzymes. A Practical Approach. Oxford: IRL Pr.Masyithah,
Zuhrina, 2005, Pemodelan Numerik Reaksi Enzimatik Imobilisasi,
Media Publikasi Karya Ilmiah Teknik Kimia, ISSN 1412-7814.Minovska,
Vilma.,Winkelhausen, Eleonora., dan Kuzmanova, Slobodan, 2007,
Lipase Immobilized By Diffferent Terchiques In Various Support
Material Applied In Oil Hydrolisis. University St Cyril and
Methodious. Faculty of Technology and Metalurgy.Palmer T., 1991,
Understanding Enzymes, Ed ke-3. New York: Ellis Horwood.Swaisgood,
HE., XL Huang and MK Walsh, 1997, Immobilization Of Enzymes By
Selective Adsorption On Biotinylaminopropyl Celite or Glass. In
Bickerstaff GF (Ed). Immobilization of Enzymes and Cells. Humana
Press. Totowa, New Jersey. 367pp.Wirahadikusumah M., 1988, Teknik
Amobilisasi Enzim Dalam Bidang Pengobatan. Acta Pharm Indon
13:32-42.