Pre-treatment dan Fermentasi Hidrolisat Kulit Buah Kakao menjadi Asam Laktat menggunakan Lactobacillus Plantarum

DOI: https://doi.org/10.14710/reaktor.16.3.123-127
Copyright (c) 2017 REAKTOR

Article Info
Submitted: 25-07-2016
Published: 09-01-2017
Section: Research Article

Abstract

 

COCOA POD HUSK PRE-TREATMENT AND HYDROLYZATE FERMENTATION INTO LACTIC ACID USING LACTOBACILLUS PLANTARUM. Lactic acid is a raw material that is widely used in food industry as preservatives in meat, vegetables or canned fish. In the pharmaceutical industry is used as raw material for the manufacture of drugs. Lactic acid can be made from natural materials such as lignocellulosic waste one of them is cocoa shell waste. Indonesia is number three cocoa-producing country in the world. 70% cacao fruit components such as pod husk are composed of cellulose, hemicellulose and lignin, so it has the potential to be converted into lactic acid. In this study been the conventional method to determine the overall process in order to know what parts need to be further developed to become a method more effective and efficient. The conventional method is done through several processes, namely the delignification, hydrolysis and fermentation using microorganisms. This study aims to determine the extent of the potential for cocoa pod husk waste to be converted into lactic acid. The results showed that the pod husks delignification with sodium hydroxide solution reaches optimum at a concentration of 6% which results in lower levels of lignin from 30.46 to 24.64%. The process of acid hydrolysis of the pod husks achieve optimum conditions at a concentration of 2.0%, a temperature of 120°C and a 30 minute production of glucose at 32g/L. Glucose is the result of acid hydrolysis produces lactic acid by 13.268g/L.

 

Keywords: lactic acid; delignification; fermentation; hydrolysis; cocoa pod husks

 

 

Abstrak

 

Asam laktat adalah salah satu bahan baku yang banyak dimanfaatkan pada industri makanan sebagai bahan pengawet daging, sayuran atau ikan kalengan. Dalam industri farmasi digunakan sebagai bahan baku pembutan obat-obatan. Asam laktat dapat dibuat dari bahan alam berupa limbah lignoselulosa yang salah satunya adalah limbah kulit kakao. Indonesia merupakan negara penghasil kakao nomor tiga di dunia. Komponen buah kakao 70% berupa kulit buah yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin, sehingga berpotensi untuk dikonversi menjadi asam laktat. Pada penelitian ini dipilih metode konvensional untuk mengetahui proses secara keseluruhan sehingga diketahui bagian mana yang perlu dikembangkan lebih lanjut untuk menjadi metode yang lebih efektif dan efisien. Metode konvensional dilakukan melalui beberapa proses, yakni delignifikasi, hidrolisis, dan fermentasi menggunakan mikroorganisme. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana potensi limbah kulit buah kakao untuk dikonversi menjadi asam laktat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa delignifikasi kulit buah kakao dengan larutan sodium hidroksida mencapai kondisi optimum pada konsentrasi 6% yang menyebabkan penurunan kadar lignin dari 30,46% menjadi 24,64%. Proses hidrolisis asam terhadap kulit buah kakao terdelignifikasi mencapai kondisi optimum pada konsentrasi 2,0%, suhu 120°C dan waktu 30 menit yang menghasilkan glukosa sebesar 32g/L. Glukosa hasil hidrolisis asam menghasilkan asam laktat sebesar 13,268g/L.

 

Kata kunci: asam laktat; delignifikasi; fermentasi; hidrolisis; kulit buah kakao 

  1. Dodi Irwanto 
    Balai Besar Kulit, Karet dan Plastik, Kementerian Perindustrian RI Jl. Sokonandi No. 9 Yogyakarta 55166, Indonesia
  2. Wiratni Wiratni 
    Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM Yogyakarta
  3. Rochmadi Rochmadi 
    Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM Yogyakarta
  4. Siti Syamsiah 
    Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM Yogyakarta

Adsul, M.G., Varma, A.J., and Gokhale, D.V., (2007), Lactic acid production from waste sugarcane bagasse derived cellulose, Green Chem., 9, pp. 58-62.

Albalasmeh, A.A., Berhe, A.A., and Ghezzehei, T.A., (2013), A new method for rapid determination of carbohydrate and total carbon concentrations using UV spectrophotometry, Carbohydr. Polym., 97, pp. 253– 261.

Alemawor, F., Victoria, P.D., Oddoye, E.O.K., and Oldham, J.H., (2009), Effects of pleurotus ostreatus fermatation on cocoa pod husk composition: influence of fermentation period and Mn2+ supplementation on the fermentation process, Afr. J. Biotechnol., 8(9), pp. 1950-1958.

Ariestanto, D., Lutfan, M., dan Furoida, Y., (2012), Potensi pemanfaatan flavonoid limbah kulit kakao sebagai bahan tambahan pembuatan permen antikariogenik. Maj BIMKGI, 1(1), hal. 1-4.

Cruz, G., Pirilä, M., Huuhtanen, M., Carrión, L., Alvarenga, E., and Keiski, R.L., (2012), Production of activated carbon from cocoa (theobroma cacao) pod husk, J. Civ. Env. Eng., 2(2), pp. 1-6.

Daud, Z., Kassim, A.S.M., Aripin, A.M., Awang, H., and Hatta, M.Z.M. (2013), Chemical composition and morphological of cocoa pod husks and cassava peels for pulp and paper production, Australian J. Basic Appl. Sci., 7(9), pp. 406-411.

Indrarti L., Rahimi, E., Tati. (2005), Biosintesis asam laktat sebagai bahan baku plastik biodegradabel, Prosiding Simposium Nasional Polimer, 5, hal 89-94.

Nisa, D. dan Putri, W.D.R., (2014), Pemanfaatan selulosa dari kulit buah kakao (theobroma cacao l.) sebagai bahan baku pembuatan carboxymethyl cellulose (CMC), J. Pangan dan Agro, 2(3), hal. 34-42.

Okano, K., Zhang, Q., Shinkawa, S., Yoshida, S., Tanaka, T., Fukuda, H., and Kondo A. (2009), Efficient production of optically pure d-lactic acid from raw corn starch by using genetically modified l-lactate dehydrogenase gene-deficient and α-amylase-secreting lactobacillus plantarum strain, Appl Environ Microbiol., 75, pp. 462–467.

Oshiro, M., Shinto, H., Tashiro, Y., Miwa, N., Sekiguchi, T., Okamoto, M., Ishizaki, A., and Sonomoto, K., (2009), Kinetic modeling and sensitivity analysis of xylose metabolism in Lactococcus lactis IO-1. J. Biosci. Bioeng., 108, pp. 376–384.

Pratama, A.Y., Febriani, R.N., dan Gunawa, S. (2013), Pengaruh ragi roti, ragi tempe, dan lactobacillus plantarum terhadap total asam laktat dan pH pada fermentasi singkong, Jurnal Teknik Pomits, 2(1), hal.45-49

Pratiwi, Eka, P., Yatim, M., dan Edahwati, L. (2010), Pemanfaatan kulit buah cokelat sebagai bioetanol, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Soebardjo Brotohardjono, D(7), hal. 1-10.

Puastuti, W. dan Susana, I.W.R. (2014), Potensi dan pemanfaatan kulit buah kakao sebagai pakan alternatif ternak ruminansia, WARTAZOA, 24(3), hal. 151-159.

Rodríguez-Chong, A., Ramírez, J.A., Garrote, G., and Vázquez, M. (2004), Hydrolysis of sugarcane bagasse using nitric acid: a kinetic assessment, J. Food Eng., 61, pp. 143–152.

Singhvi, M., Joshi, D., Adsul, M., Varma, A., and Gokhale, D. (2010), d-(-)-Lactic acid production from cellobiose and cellulose by Lactobacillus lactis mutant RM2-24, Green Chem., 12, pp. 1106–1109.

Taherzadeh, M.J. and Karimi, K. (2007), Acid-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials: a review, BioResour., 2, pp. 472-499.

Tashiro, Y., Kaneko, W., Sun, Y., Shibata, K., Inokuma, K., Zendo, T., and Sonomoto, K. (2011), Continuous d-lactic acid production by a novel thermotolerant Lactobacillus delbrueckii subsp lactis QU 41. Appl. Microbiol. Biotechnol., 89, pp. 1741–1750.

Wijaya, M.M., 2014, Pemanfaatan limbah kakao sebagai bahan baku produk pangan, Prosiding Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia, 6, hal.528-535.