Pemanfaatan Legen (Nira Siwalan) Sebagai Low-Cost-Medium Alternatif Penghasil Bacterial Nanocellulose Menggunakan Komagataeibacter Xylinus

Hapsari, Dara Puspita (2023) Pemanfaatan Legen (Nira Siwalan) Sebagai Low-Cost-Medium Alternatif Penghasil Bacterial Nanocellulose Menggunakan Komagataeibacter Xylinus. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008211009 - Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Bakterial nanocellulose (BNC) merupakan polimer alami dengan karakter yang sangat baik. Jika dibandingkan dengan selulosa yang didapatkan dari proses ekstraksi selulosa tumbuhan, BNC memiliki kemurnian yang sangat tinggi, karena tidak mengandung pengotor seperti lignin, hemiselulosa, dan lainnya. Hal ini dikarenakan proses produksi BNC yang merupakan proses pembentukan selulosa dari monosakarida dengan bantuan bakteri asam asetat. Namun hingga saat ini proses produksi BNC masih belum bisa diaplikasikan di industri karena bahan baku yang digunakan tergolong mahal, sehingga meningkatkan biaya produksi. Legen merupakan produk yang berasal dari penyadapan bunga tanaman siwalan. Legen memiliki kandungan gula yang cukup tinggi yaitu sekitar 10 – 12% sehingga memiliki potensi untuk dijadikan sebagai media alternatif penghasil BNC. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui faktor apa saja yang memengaruhi produksi BNC dengan menggunakan bakteri Komagataeibacter xylinus, pengaruh penggunaan legen, serta kondisi operasi optimum untuk menghasilkan BNC dengan menggunakan legen. Media legen murni tidak mampu menghasilkan BNC sehingga diperlukan modifikasi dengan memanfaatkan limbah molasses sebagai sumber gula tambahan, dan ammonium sulfate sebagai sumber nitrogen. Faktor yang dipelajari diantaranya pengaruh pretreatment pada legen, penambahan molasses, penambahan NaOH serta usia inokulum yang digunakan. Kondisi operasi optimum yang didapatkan adalah dengan menggunakan sterilisasi sebagai pretreatment, penambahan 1 g molasses, 10 ml NaOH, dan usia inokulum 30 jam, media alternatif ini mampu menghasilka BNC dengan yield 3.83 g/L, sedangkan BNC yang dihasilkan menggunakan media HS pada percobaan ini hanya mampu menghasilkan yield maksimal 1.46 g/L. Dengan pengembangan lebih lanjut maka media alternatif legen ini mampu menjadi solusi untuk penggunaan sumber daya yang efisien dalam proses produksi BNC. BNC yang dihasilkan kemudian dianalisa untuk melihat karakteristik nya dengan menggunakan SEM, FTIR, dan TGA. Hasil analisa menunjukkan adanya kemiripan pada ketiga BNC yang dihasilkan dari tiga media berbeda. Hasil dari analisa SEM menunjukkan BNC yang dihasilkan memiliki serat berukuran nano yang saling bertumpukan, dan BNC yang dihasilkan dari media LA memiliki lapisan yang paling rapat. Berdasarkan analisa FTIR ketiga lapisan yang dihasilkan dari tiga media berbeda memiliki ikatan yang merupakan ikatan penyusun selulosa sehingga lapisan tersebut dapat dikategorikan sebagai BNC. Hasil TGA menunjukkan ketiga BNC yang dihasilkan memiliki pola degradasi yang serupa, dengan BNC yang dihasilkan dari media LA memiliki termobilitas yang lebih tinggi pada suhu 290-365⁰C.

======================================================================================================================================

Bacterial nanocellulose (BNC) is a natural polymer with excellent characteristics. When compared to cellulose obtained from the extraction process of plant cellulose, BNC has a better purity, because it does not contain impurities such as lignin, hemicellulose, and others. This was due to the BNC production process which came from the process of forming cellulose from monosaccharides with the help of acetic acid bacteria. However, the BNC production process still cannot be applied in the industry because of the raw materials used, which are relatively expensive, and increasing production costs. Legen is a product that comes from tapping the flowers of the siwalan plant. Legen has a fairly high sugar content, which is around 10-12%, so it has the potential to be used as an alternative medium for producing BNC. The aim of this study was to determine the factors that influence BNC production using Komagataeibacter xylinus, the effect of using legen, and the optimum operating conditions for producing BNC using legen. Pure legen media was unable to produce BNC, so a modification was needed by utilizing molasses waste as a source of added sugar, and ammonium sulfate as a nitrogen source. Factors studied included the effect of pretreatment on legen, the addition of molasses, the addition of NaOH and the age of the inoculum used. The optimum operating conditions obtained were using an sterilization as pretreatment, adding 1 g of molasses, 10 ml of NaOH, and an inoculum age of 30 hours. This alternative medium was able to produce BNC with a yield of 3.83 g/L, while the BNC produced using HS media in this experiment was only capable of producing a maximum yield of 1.46 g/L. With further development, this legen alternative media can be a solution for the efficient use of resources in the BNC production process. The BNC produced then analyzed to see the characteristics using SEM, FTIR, and TGA. The analysis result showed that there are similarities in the BNCs produced from three different media. The SEM analysis result showed that the resulting BNC has nano-sized fibers that stacked on top of each other, and the BNC produced from LA medium has the densest layer. Based on the FTIR analysis, the three layers produced from three different media have bonds which are the fingerprint of cellulose so that these layers can be categorized as BNC. The TGA results showed that the BNCs produced had similar degradation patterns, with BNC produced from LA media having higher thermobility at 290-365⁰C.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Bakterial nanoselulosa, Legen, Komagataeibacter xylinus, Media alternatif, Penggunaan sumber daya yang efisien, Alternative medium, Bacterial nanocellulose, Efficient use of a resource, Legen, Komagataeibacter xylinus
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD320 Cellulose. Hydrolysis Q Science > QH Biology > QH601 Cell membranes Q Science > QR Microbiology > QR74.8 Bacteria
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Dara Puspita Hapsari
Date Deposited:	06 Aug 2023 13:58
Last Modified:	06 Aug 2023 13:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103141

Actions (login required)

View Item