Perpustakaan Digital ITB

Nanoselulosa bakteri (bacterial nanocellulose, BNC) adalah material biopolimer berupa selulosa murni yang disintesis oleh mikroba seperti bakteri asam asetat. BNC memiliki karakteristik yang unik, antara lain memiliki porositas dan kemampuan menyerap air dengan baik, diameter serat berukuran 20-100 nm, memiliki kristalinitas tinggi, mudah didegradasi, non toksik, dan tidak menimbulkan alergi. Karakteristik tersebut menjadikannya ideal untuk digunakan sebagai bioproduk dengan nilai tambah tinggi. Tantangan dalam produksi BNC pada industri adalah biaya produksi yang cenderung tinggi terutama berasal dari komponen biaya medium. Penggunaan ekstrak kulit buah nanas untuk medium pertumbuhan SCOBY (symbiotic culture of bacteria and yeast) memiliki peluang untuk mengatasi tantangan tersebut. Kulit nanas (KN) yang merupakan limbah buah-buahan memiliki keunggulan untuk dimanfaatkan sebagai medium fermentasi karena ketersediaannya melimpah, biaya relatif murah, dan mengandung gula sebagai sumber karbon untuk mikroorganisme penghasil BNC. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi ekstrak kulit nanas dan konsentrasi gula optimum untuk produksi BNC dan menentukan karakteristik BNC. Tahapan penelitian meliputi persiapan medium dan inokulum, perbanyakan inokulum, adaptasi bertahap, optimasi konsentrasi ekstrak (KN) dan konsentrasi gula, produksi BNC pada konsentrasi ekstrak (KN) dan konsentrasi gula optimum, dan analisis. Adaptasi SCOBY terhadap medium (KN) dilakukan dengan meningkatkan persentase medium (KN) (80%v/v) secara bertahap, yaitu sebanyak 25% v/v terhadap medium teh hitam, setiap 7 hari. Inokulum yang teradaptasi di medium kulit nanas digunakan untuk optimasi. Optimasi konsentrasi ekstrak KN (20; 40; 60; 80 % v/v) dan konsentrasi gula (10; 40; 70; 100; 130 g/L) dilakukan berdasarkan analisis berat BNC, pH (pH meter), konsentrasi gula (High Performance Liquid Chromatography, HPLC), dan konsentrasi total asam tertitrasi (metode titrasi dan High Performance Liquid Chromatography, HPLC), selanjutnya produksi BNC dilakukan pada konsentrasi ekstrak kulit nanas dan konsentrasi gula yang optimum. BNC yang dihasilkan dikarakterisasi lebih lanjut, meliputi analisis morfologi dan komposisi menggunakan Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), analisis kristalinitas menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), dan analisis gugus fungsi menggunakan Fourier Transform-Infrared Spectroscopy (FT-IR). Keseluruhan proses fermentasi pada produksi BNC menggunakan inokulum SCOBY 3% b/v dan inokulum cair (cairan kombucha) 10% v/v serta dilakukan tanpa agitasi pada suhu 30oC dengan pH awal medium 5 selama 7 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi konsentrasi ekstrak KN pada konsentrasi gula 100 g/L menunjukkan bahwa konsentrasi ekstrak KN 80% v/v menghasilkan rendemen dan laju pembentukan BNC terbaik berturut-turut, yaitu 171,15?16,76 g/L dan 24,45?2,39 g/L.hari. Optimasi konsentrasi gula pada konsentrasi ekstrak KN 80% v/v menghasilkan rendemen dan laju pembentukan BNC terbaik berturut-turut, yaitu 57,80±22,25 g/L dan 8,26±3,18 g/L.hari pada konsentrasi gula 40 g/L. Konsentrasi ekstrak kulit nanas 80% v/v dan konsentrasi gula 40 g/L merupakan konsentrasi optimum untuk produksi BNC tanpa agitasi dan pH awal medium 5 menggunakan SCOBY 3% b/v dan inokulum cair 10% v/v selama 7 hari pada suhu 30oC. Rendemen dan laju pembentukan BNC yang dihasilkan sebesar 38,05?6,72 g/L dan 5,44?0,96 g/L.hari. Karakteristik BNC yang diperoleh, antara lain berbentuk menyerupai lembaran yang memiliki struktur jaringan serat selulosa yang berpori dengan ukuran rata-rata diameter serat 112±34 nm. BNC memiliki gugus-gugus fungsi khas selulosa dan derajat kristalinitas mencapai 55,88%.