BIOKONVERSI GLISEROL

BIOKONVERSI GLISEROL MENJADI 1,3-PROPANEDIOL MENGGUNAKAN Klebsiella pneumoniae

Latar Belakang

            Energi terbarukan dan ramah lingkungan saat ini mulai dikembangkan untuk menggantikan energi berbahan bakar fosil. Penggunaan energi berbahan bakar fosil menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan salah satunya yaitu menghasilkan emisi gas rumah kaca. Emisi gas rumah kaca dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil. Selain berdampak negatif terhadap lingkungan ketersediaan bahan bakar fosil juga terbatas, karena bahan bakar fosil tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu energi terbarukan dan ramah lingkungan mulai dikembangkan untu mengatasi permasalahan penggunaan bahan bakar fosil. Salah satu energi terbarukan dan ramah lingkungan yang mulai dikembangkan yaitu biodiesel [1]. Biodiesel merupakan mono alkil ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan ataupun lemak hewan. Dalam proses produksi biodiesel terdapat reaksi transesterifikasi  antara minyak dan alkohol dengan bantuan katalis. Reaksi transesterifikasi memproduksi hasil samping/limbah  berupa gliserol sebanyak 10% dari total biodiesel yang diproduksi [2]. Konversi limbah gliserol menjadi produk yang bernilai tinggi tidak hanya memberikan keuntungan dalam hal ekonomi bagi industri, tetapi juga dapat berdampak positif bagi lingkungan, yaitu dapat mengurangi jumlah limbah gliserol yang dihasilkan dari industri biodiesel. Salah satu produk potensial dari konversi gliserol yaitu 1,3-propanediol (1,3-PD) [3]. Pada awalnya 1,3-PD diproduksi secara kimia dengan proses hidroformilasi etilen dan menghabiskan biaya produksi yang mahal, sehingga konversi gliserol menjadi 1,3-PD dapat menghemat biaya produksi. Selain itu konversi glisrol menjadi 1,3-PD bersifat ramah lingkungan dan menghasilkan yield yang lebih besar [4]. Konversi gliserol menjadi 1,3-PD menggunakan proses fermentasi. Proses fermentasi saat ini mulai digunakan karena selektivitasnya tinggi dan kondisi operasinya yang ringan. Selain itu proses fermentasi juga lebih bernilai ekonomis dibandingkan dengan sintesis secara kimia. Pada proses fermentasi gliserol menjadi 1,3-PD digunakan bakteri Klebsiella pneumoniae karena yield dan produktivitas yang dihasilkan tinggi  Hasil fermentasi gliserol menggunakan bakteri Klebsiella pneumoniae yaitu berupa 1,3-PD  yang banyak diaplikasikan di industri kosmetik, makanan, minyak pelumas, dan farmasi 

            Review jurnal ini bertujuan untuk menganalisis kondisi optimum proses fermentasi gliserol menjadi 1,3-PD menggunakan bakteri Klebsiella pneumoniae serta memperoleh nilai konsentrasi dan yield terbesar dari 1,3-PD.

Suhu Optimum untuk Bakteri  Klebsiella pneumoniae

Suhu merupakan salah satu faktor yang penting dalam pertumbuhan mikroorganisme dan fermentasi. Investigasi dilakukan menggunakan reaktor batch dengan menggunakan konsentrasi gliserol 20 g/L. Pada tabel 1 menunjukkan pengaruh suhu terhadap pembentukan 1,3-PD [9].

Tabel 1. Pengaruh Suhu terhadap Pembentukan 1,3-PD

T (oC)	M 1,3-PD (g/l)	Productivitas (g/lh)	Yield
28	6,29	0,12	0,51
30	6,77	0,13	0,52
37	6,84	0,13	0,53
40	6,98	0,15	0,56
45	2,22	0,04	0,26

(Sumber: G. Zhang et al. 2007)

Nilai konsentrasi, produktivitas, dan yield dari 1,3-PD mengalami kenaikan dari suhu 28^oC-40^oC, tetapi pada suhu 45^oC mengalami penurunan. Hal tersebut dikarenakan pada suhu tinggi dapat menghambat pembentukan 1,3-PD. Berdasarkan investigasi G. Zhang et al (2007) suhu optimum pada pertumbuhan mikroorganisme dan pembentukan 1,3-PD adalah 40^oC. Investigasi dari Ya-nan Zhao et al (2006) menunjukkan bahwa suhu optimum pada pertumbuhan mikroorganisme dan produksi 1,3-PD menggunakan sistem batch dan kosentrasi gliserol 20 g/l sebesar 37^oC. Konsentrasi 1,3-PD yang dihasilkan sebesar 14,8g/l dan yield yang dihasilkan 0,47. Selain menggunakan sistem batch, investigasi lainnya digunakan sistem fix-bed pada suhu 37^oC dan dihasilkan konsentrasi 1,3-PD sebesar 51,86 g/l dan yield yang dihasilkan sebesar 0,39 [10]. Sistem batch menghasilkan nilai yield yang lebih besar dibandingkan dengan sistem fix-bed, namun konsentrasi 1,3-PD pada sistem fix-bed lebih besar. Hal tersebut dikarenakan pada sistem batch bakteri lebih cepat mengkonversi gliserol menjadi 1,3-PD sehingga yield yang dihasilkan lebih besar [9].

pH Optimum untuk Bakteri  Klebsiella pneumoniae

Pembentukan 1,3-PD dipengaruhi oleh nilai pH. Nilai pH yang rendah dapat menghambat pertumbuhan sel mikroorganisme dan proses produksi. Sedangkan nilai pH yang tinggi merupakan kondisi kondusif untuk pembentukan 1,3-PD [5]. G. Zhang et al (2007) melakukan investigasi mengenai pengaruh pH terhadap konsentrasi, produktivitas, dan yield 1,3-PD pada sistem batch dan konsentrasi giserol sebesar 20 g/l.  Hasil investigasi dijelaskan pada tabel 2.

Tabel 2. Pengaruh pH terhadap Pembentukan 1,3-PD

pH	M 1,3-PD (g/l)	Productivitas (g/lh)	Yield
6,5	5,16	0,34	0,33
7	5,55	0,38	0,38
7,5	9,71	0,78	0,58
8	10,20	0,94	0,61
8,5	9,12	0,7	0,53

(Sumber: G. Zhang et al. 2007)

Hasil investigasi G. Zhang et al. (2007) menunjukkan bahwa konsentrasi, produktivitas, dan yield  maksimum 1,3-PD diperoleh pada pH 8. Berdasarkan laporan sebelumnya bahwa nilai pH optimum untuk pertumbuhan bakteri K.pneumoniae adalah 7 [11]. Sedangkan hasil investigasi yang diperoleh G. Zhang et al. (2007) adalah 8.

Hasil investigasi yang berbeda ditunjukkan oleh G.P. da Silva et al (2014). Konsentrasi, produktivitas, dan yield 1,3-PD yang diperoleh dengan menggunakan sistem batch pada pH netral (pH=7) berturut-turut sebesar 20,49 g/l, 2,92 g/lh, dan 0,51 [2]. pH netral memberikan hasil konsentrasi, produktivitas, dan yield yang lebih besar.

Konsentrasi Optimum Gliserol untuk K.pneumoniae

Substrat alami untuk produksi 1,3-PD adalah gliserol. Gliserol merupakan substrat penghasil karbon dan energi untuk sintesisi 1,3-PD. Pembentukan 1,3-PD pada fermentasi bergantung pada ketersediaan gliserol. Tabel 3 menunjukkan pengaruh konsentrasi gliserol terhadap pembentukan 1,3-PD [9].

Tabel 3. Pengaruh Konsentrasi Gliserol terhadap Pembentukan 1,3-PD

M glisrol (g/l)	M 1,3-PD (g/l)	Productivitas (g/lh)	Yield
10	4,78	0,14	0,29
20	8,09	0,34	0,51
30	6,75	0,27	0,35
40	4,15	0,19	0,14
50	0,85	0,02	0,08

(Sumber: G. Zhang et al. 2007)

Konsentrasi optimum gliserol adalah 20 g/l menghasilkan nilai konsentrasi, prosuktivitas, dan yield yang lebih besar yaitu 4,78 g/l, 0,34 g/lh, dan 0,5. Konsentrasi gliserol yang tinggi dapat menghambat pertumbuhan dari mikroorganisme dan konversi gliserol menjadi 1,3-PD.

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share

About Admin

This is dummy text. It is not meant to be read. Accordingly, it is difficult to figure out when to end it. But then, this is dummy text. It is not meant to be read. Period.

Related Post