Nama : Yulia Andriyani NIM : E1F108042
Judul Jurnal :Lactic Acid Production By New Lactobacillus
plantarum LMISM6 Grown In Molasses : Optimization Of Medium
CompositionBrazilian Journal of Chemical Engineering Vol. 28, No.
01, pp. 27-36, January-March, 2011
Abstracty Model eksperimen A Plackett-Burman telah digunakan
untuk mengevaluasi tujuh komponen media yang ditambahkan pada
molase (corn steep liquor, sodium asetat, magnesium sulfat, mangan
sulfat, amonium sitrat, potasium fosfat dan tween 80). CSL, K2HPO4
dan tween 80 meningkatkan produksi asam laktat. y Konsentrasi dari
ketiga komponen ini sama baiknya dengan molase dimana dalam
optimalisasi penggunaan metode respon permukaan. y Produksi
maksimal asam laktat yaitu sebesar 94.8 g/L dihasilkan ketika
konsentrasi dari molase, CSL, K2HPO4 dan tween 80 yaitu 193.50 g/L,
37.50 ml/L, 2.65 g/L dan 0.85 g/L.
Introductiony Asam laktat adalah asam organik dengan
berbagai
aplikasi dalam makanan, farmasi dan industri kosmetik (Datta et
al., 1995).y Asam Laktat baru-baru ini telah dipelajari dengan
minat
yang besar sebagai biodegradable polylactic acid (PLA) yang
dapat digunakan untuk memperbaiki sifat fisik dalam produksi
kemasan makanan, peralatan plastik, kantong sampah dan terpal
plastik pertanian, sehingga menggantikan produk yang dibuat dari
minyak bumi (Ohara, 2003).
Lanjutany Asam laktat dapat diperoleh dengan cara fermentasi
mikroorganisme atau sintesis
kimia.
y Proses fermentasi memiliki keuntungan yang lebih yaitu hemat
biaya (Silva dan
Mancilha, 1991). Sekitar 90% dari semua asam laktat di seluruh
dunia diproduksi oleh bakteri fermentasi (Zhou et al., 2006).
y Bakteri asam laktat secara tradisional mikroorganisme dan
memiliki nutrisi yang
kompleks karena kemampuan mereka yang terbatas untuk kebutuhan
biosynthesize Bvitamin dan asam amino (Fitzpatrick dan Keeffe,
2001). karbon untuk menghasilkan asam laktat dari substrat baku
tepung-tepungan, seperti seperti barley, jagung, atau gandum
(Hofvendahl dan Hahn-Hgerdal, 1997).
y Gula halus, seperti glukosa atau sukrosa, telah digunakan
lebih sering sebagai sumber
y Selain itu, dalam jumlah yang cukup sumber nitrogen yang mahal
yang kompleks,
seperti ekstrak ragi, harus ditambahkan ke medium dalam rangka
untuk memproduksi asam laktat dalam jangka waktu tertentu. Namun,
dalam hal ini ekonomi tidak menguntungkan. Menurut Tejayadi dan
Cheryan (1995), perhitungan bahan baku untuk 68% dari keseluruhan
biaya produksi asam laktat dari whey dan ragi ekstrak menggunakan
Lactobacillus bulgaricus.
y Sejumlah industri, limbah telah dievaluasi sebagai substrat
untuk
produksi asam laktat dengan tujuan menurunkan biaya proses,
seperti tebu (Calabia dan Tokiwa, 2007), molase (Dumbrepatil et
al., 2008) dan whey (Buyukkileci dan Harsa, 2004) sebagai sumber
karbon dan CSL (Bustos dkk., 2004) sebagai sumber nitrogen. dari
mikroorganisme asam amino dan polipeptida, dengan cukup jumlah
vitamin B kompleks (Kardinal dan Hedrick, 1948). dari pengolahan
gula dan alkohol dan kaya gula difermentasi (Lima dkk., 1975),
nitrogen dan vitamin. produksi 17,9 juta ton selama proses
manufaktur gula .
y CSL adalah sumber nitrogen untuk sebagian karena konsentrasi
tinggi
y Molase tebu adalah industri oleh-produk atau limbah
y Substrat ini adalah murah dan banyak tersedia di Brazil,
dengan tahunan y Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengoptimalkan asam
laktat Lactobacillus plantarum produksi LMISM6 tumbuh di
molase.
Materials and Methods1.
Mikroorganisme
Lactobacillus plantarum LMISM6 diisolasi dari air limbah
singkong. Media tumbuh yang digunakan yaitu Man, Rogosa and Sharpe
(MRS) dengan 20% (v/v) Gliserol pada suhu -20 derajat celcius.
Media MRS telah ditambahkan komposisi (g/L): glukosa (20.0),
peptone (10.0), sodium asetat (5.0), amonium sitrat (2.0), K2HPO4
(5.0), MgSO4.7H2O (0.1) dan MnSO4.4H20 (0.05). pH yang digunakan
6.0 untuk strelisasi pada suhu 121 derajat celcius selama 15
menit.
Preparasi Inoculumy Inoculum dipersiapkan melalui transferensi
dari 2% kultur
persediaan pada labu erlenmeyer yang mengandung media tumbuh
(MRS).y Temperatur inkubasi sebesar 35 derajat celcius selama
18
jam pada 150 rpm.
Substratey Molase dari gula tebu dihasilkan dari tumbuhan santa
lucia berlokasikan di brazil. y Dan substrat ini telah dihidrolisis
dengan ditambahkan 1 ml dari asam sulfat (20%) ke dalam 100 ml
larutan molase. y Larutan molase yang telah diasamkan dipanaskan
dalam pemanas air (water bath) selama 20 menit. y pH dari media
yaitu 6.0 dengan lebih dulu 4.0 M KOH untuk sterilisasi. y Molase
dari gula tebu mengandung100% gula pereduksi.
Analysisy Konsentrasi asam laktat ditentukan dengan sistem
peralatan HPLC,
dengan UV detektor dengan panjang gelombang 210 nm.
y Kolom A rezex ROA (300 x 7.8 mm, Phenomenex) dielusi
(proses
ekstraksi zat padat dengan menggunakan zat cair) dengan 5 mM
H2SO4 dengan laju aliran dari 0.4 mL/min dan temperatur kolom
berkisar antara 60 derajat celcius. (Miller, 1959).
y Takaran pengurangan gula menggunakan metode
3.5-dinitrosalicylic-acid y Pertumbuhan sel ditentukan menggunakan
spektrofotometer pada suhu
650 nm (OD650) diikuti dengan proses sentrifugasi dan pencucian
dari sel-sel tersebut. masa kering.
y Masa basah ditentukan dari kurva standar antara densitas
optical dengan
Plackett-Burman Experimental Designy Tujuan dari langkah pertama
dari optimalisasi adalah mengidentifikasi dampak
signifikan komponen media pada produksi asam lactic oleh
Lactobacillus plantarum LMISM6 menggunakan molase.
y Konsentrasi gula dari molase adalah konstan (150 g/L) dan 20
percobaan
dihasilkan dari 7 faktor yatu CSL, sodium asetat, magnesium
sulfat, mangan sulfat, amonium sitrat, potasium fosfat dan tween
80. pengaruh signifikan pada produksi asam laktat. iterasi antara
faktor.
y Dengan tingkat kepercayaan variabel sebesar 95% dianggap
memberikan y Desain percobaan PB, didasarkan pada urutan pertama
model dengat tanpa y Konsentrasi yang digunakan untuk setiap
variabel akan ditampilkan pada tabel.1
Lanjutany Percobaan itu dilakukan pada labu erlenmeyer 125
mL
mengandung 20 mL dari media produksi dan 100 g/L dari kalsium
karbonat pada 150 rpm selama 48 jam.
Proses Pembuatan Asam Laktat dengan Menggunakan Metode
Fermentasi1. Tahap Fermentasi y C6H12O6 + Ca(OH)2
(2CH3CHOHCOO-)Ca2+ + 2H2O y Karbohidrat Kalsium Hidroksida Kalsium
Laktat Air 2. Tahap Hidrolisis dengan Asam kalsium laktat disaring
untuk memisahkan sel. Selanjutnya dilakukan proses pemurnian
menggunakan karbon, evaporasi dan pengasaman untuk mendapatkan asam
laktat y (2CH3CHOHCOO-)Ca2+ + H2SO4 2CH3CHOHCOOH + CaSO4 y Kalsium
Laktat Asam Sulfat Asam Laktat KalsiumSulfat
Proses Fermentasi Asam Laktat
Plackett-Burman Desain EksperimentalTabel 3 menampilkan desain
Plackett-Burman matriks (nilai nyata dan dikodekan) dari 12
percobaan dengan tujuh variabel ditambahkan ke molase (X1 = Asetat,
X2 = MgSO4, X3 = MnSO4, X4 = Sitrat, X5 = K2HPO4, X6 = Tween 80, X7
= CSL) dan masing hasil (asam laktat). CSL adalah variabel yang
paling berpengaruh dalam produksi asam laktat, diikuti oleh K2HPO4
dan Tween 80. Semua tiga variabel memiliki signifikan positif efek
pada produksi asam laktat pada 95% tingkat kepercayaan. Gambar 1
(Pareto chart) menggambarkan efek dari variabel-variabel, yang
karenanya digunakan untuk mengoptimalkan produksi asam laktat.
K2HPO4 memiliki efek positif pada asam laktat produksi (Gambar 1).
Menurut Honorato et al.(2007), penambahan fosfat ke media
meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme dan meningkatkan produksi
asam laktat, karena komponen ini mempertahankan nilai pH mendekati
pertumbuhan optimal, sehingga memungkinkan konduksi fermentasi
untuk waktu yang lama.
y Desain Plackett-Burman adalah tingkat dua multifaktorial
desain
berdasarkan pemikiran yang dikenal sebagai seimbang tidak
lengkap blok (Stanbury et al., 1986). Kunci untuk teknik ini adalah
membentuk berbagai kombinasi (yang disebut majelis) dari komponen
dengan jumlah yang bervariasi. Plackett-Burman desain adalah cara
yang efisien untuk faktor penting antara sejumlah besar variabel.
Karena ada tujuh parameter yang akan dievaluasi untuk produksi asam
laktat, Plackett-Burman adalah desain yang paling sesuai. Ada
sejumlah laporan di mana Plackett-Burman desain telah digunakan
untuk layar faktor dalam media fermentasi yang akan dioptimalkan di
percobaan berikutnya (Krishnan et al, 1998.; Reddy et al, 1999;.
Putra et al, 1998;. Srinivas et al,.1994; Yu et al, 1997)..
Permukaan Respon MetodologiTiga komponen yang disebutkan di atas
dan molase yang lebih dioptimalkan menggunakan respon permukaan
optimasi. Tabel 4 menampilkan desain matriks dari variabel dalam
unit kode dan nilai-nilai yang nyata dengan hasil masing-masing.
Produksi asam laktat tertinggi adalah 90,2 g L-1, diperoleh dari
220 g L1 dari molase, 45 mL L-1 dari CSL, 3 g L-1 dari K2HPO4 dan
1,5 ml L1 dari Tween 80 (Tabel 4). Penerapan regresi berganda
metode analisis regresi menghasilkan berikut Eq. (3) untuk data
eksperimental.y
Result and Discussiony Produksi asam laktat tertinggi yaitu
sebesar 90.2 g/L,
dihasilkan dari 220 g/L dari molase, 45 mL/L dari CSL, 3 g/L
dari K2HPO4 dan 1.5 mL/L dari tween 80.
Conclusiony Dalam kondisi optimal, hasil terbaik untuk produksi
asam laktat (94,8 g/L)
diperoleh setelah 48 jam dengan 193,50 g L-1 dari molase, 37,50
mL L-1 CSL, 2,65 g L-1 dan 0,83 mL K2HPO4 L-1 dari Tween 80.y
Dengan demikian, penggunaan molase oleh fermentasi
L. plantarum LMISM6 layak dan hasil produksi asam laktat yang
cukup besar, membutuhkan suplementasi murah hanya dengan sumber
nitrogen (CSL), dan Tween 80 K2HPO4. Kerja ini difokuskan pada
titer tinggi, namun di kedua, shaker dan bioreaktor, sekitar
seperempat (50 g L-1) gula yang ditambahkan awalnya tidak
dimanfaatkan. dalam produk akhir serta produktivitas volumetrik
yang tinggi diperlukan untuk meningkatkan proses fermentasi dan
untuk mengurangi biaya hilir.
y Masa depan penelitian yang menganggap konversi gula yang
tinggi ke
