Perbandingan Metode Operasi Hidrolisis Enzimatis Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Kinetika Fermentasi Xilitol Menggunakan Debaryomyces hansenii ITB CCR85
No Thumbnail Available
Date
2018-07-16
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Produksi xilitol secara bioproses dari bahan alam berlignoselulosa seperti Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dilakukan melalui dua tahapan yaitu hidrolisis enzimatis menggunakan enzim xilanase dan selanjutnya fermentasi dengan substrat xilosa yang terkandung dalam hidrolisat. Dalam rangka scale up produksi xilitol secara bioproses, perlu dilakukan analisis pada tahap hidrolisis serta kinetika fermentasi yang dilakukan untuk memprediksi rendemen hasil xilitol yang dihasilkan dan juga agar faktor – faktor yang mempengaruhi setiap tahapan prosesnya dapat diketahui dan lebih mudah dikendalikan.
Pada tahap hidrolisis, dilakukan perbandingan antara metode fed-batch dan batch. Berdasarkan analisis HPLC (High Performance Liquid Chromatography) didapatkan bahwa rendemen hasil xilosa metode fed-batch adalah 7,58% (g xilosa/g TKKS) dengan konsentrasi 2,23 g/L dan metode batch 6,86% dengan konsentrasi 2,02 g/L. Dari data yang diperoleh, rendemen dan konsentrasi produk dalam metode fed-batch lebih tinggi dari metode batch meskipun tidak signifikan.
Pemodelan kinetika fermentasi dilakukan dengan substrat hidrolisat TKKS serta substrat xilosa dan glukosa teknis murni menggunakan khamir D. hansenii ITB CCR85. Perumusan model kinetika fermentasi dengan substrat murni, dimaksudkan untuk menyederhanakan pemodelan kinetika fermentasi, mengingat data perumusan model kinetika dari hidrolisat TKKS yang merupakan campuran kompleks tidaklah mudah.
Berdasarkan hasil analisis HPLC di awal waktu fermentasi, perbandingan xilosa dan glukosa dalam substrat hidrolisat TKKS adalah A (42,44:1,29); B (72,17:11,28); C (112,87:24,5); D(124,1:29,8). Kemudian perbandingan xilosa dan glukosa dalam substrat murni adalah A (20,27:5,7); B (35,39:10,33); C (61,5:18,15); D (74,48:20,8). Selanjutnya konsentrasi biomassa diukur melalui pengukuran berat sel kering (g/L).
Berdasarkan hasil pengolahan data diketahui bahwa model kinetika fermentasi dalam percobaan ini termasuk dalam model substrat terbatas atau monod. Nilai μmaks hidrolisat TKKS adalah 0,05/jam dan 0,04/jam untuk substrat murni. Nilai Ks dalam percobaan ini tidak dapat ditentukan dari data yang ada karena pertambahan konsentrasi tidak mempengaruhi nilai μ atau nilai μ_(maks )= μ.
Maksimum rendemen hasil xilitol dalam percobaan ini terjadi pada substrat hidrolisat TKKS perlakuan A (42,44:1,29) dengan nilai perolehan xilitol sebesar 0,061g/L dan Qp 0,04g/L/jam, Laju pembentukan produk spesifik (qp) 0,001 g xilitol /L.sel/jam serta laju produksi xilitol maksimum (rp) 0,001 g xilitol/L/jam
Perhitungan kinetika pembentukan produk dilakukan dengan model Luideking piret. Melalui model tersebut, didapatkan bahwa xilitol dalam percobaan ini diproduksi dalam fase logaritmik dan stationer atau mix-growth product. Persamaan prediksi untuk produksi xilitol dalam substrat hidrolisat TKKS adalah q_p = 0,005 µ + 0,009 dan q_p = 0,05 µ + 0,005 untuk substrat murni teknis.
Kata Kunci: TKKS, hidrolisis enzimatis fed batch, hidrolisis enzimatis batch Kinetika fermentasi, Xilitol
Description
Keywords
TKKS, Hidrolisis enzimatis, Kinetika Fermentasi