Pengaruh Konsentrasi Polifenol pada Produksi Asam Laktat dari Substrat Menggunakan Rhizopus oryzae

Abstract

Polyphenol is antioxidant compound naturally present in plants e.g in cacao shell (Thebrema cacao L.). The cacao shell has high cellulose content (30-50%), and therefore it is potential to be converted into various types of products. Cellulose could be hydrolyzed to produce glucose, and glucose could be fermented to become lactic acid. However, polyphenol presence in the cacao shell is suspected to be inhibitory to fermentation process. This research aimed to figure out the polyphenol effect in lactic acid fermentation with glucose as substrate by the fungus Rhizopus oryzae. Polyphenol concentrations in the fermentation broth were varied with value of 0, 10, 15, and 20 g/L. Along the course of the experiment, lactic acid concentration was measured by means of gravimetric and conductometric method. Fungus growth was measured through dry mass method while consumption of glucose was observed by glucose determination with Nelson-Samogyi method. The results showed that polyphenol presence in fermentation system would decrease lactic acid production from 40.55 g/L (system without polyphenol) to 18.24 g/L (system with 20 g/L polyphenol). Microbe growth inhibition also observed from 3.68 g/L (system without polyphenol) to 0.51 g/L (system with 20 g/L polyphenol). However, polyphenol presence did not affect the total glucose consumption. Final glucose concentrations in all system were about 10.94 to 19.28 g/L. Some possible factors for this phenomenon were glucose conversion to another product and glucose utilization for cell maintenance. This research also found that the best kinetic model to represent the fermentation system was uncompetitive inhibition model. Keywords: fermentation kinetics, inhibitor, polyphenol, cacao Kulit buah cokelat (Theobrema cacao L.) merupakan salah satu limbah perkebunan dengan kandungan selulosa yang relatif tinggi (30-50%) yang berpotensi sebagai bahan baku berbagai produk. Selain itu, kulit buah cokelat juga mengandung polifenol sebagai antioksidan dalam jumlah yang relative besar. Selulosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa dan hasil hidrolisis tersebut dapat difermentasi menjadi asam laktat. Namun keberadaan polifenol dalam kulit kakao berpotensi menghambat proses fermentasi selulosa. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh polifenol terhadap fermentasi asam laktat dengan bahan baku glukosa menggunakan Rhizopus oryzae. Variasi konsentrasi polifenol yang digunakan adalah 0, 10, 15, dan 20 g/L dalam cairan fermentasi. Sepanjang penelitian konsentrasi asam laktat dianalisis dengan metode gravimetri dan konduktometri. Konsentrasi mikroba diukur dengan menggunakan metode berat kering sedangkan pengukuran konsentrasi glukosa menggunakan metode Nelson-Samogyi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi polifenol dapat menurunkan produksi asam laktat dari 40,55 g/L (sistem tanpa polifenol) menjadi 18,24 g/L (sistem dengan 20 g/L polifenol). Pertumbuhan mikroba pun mengalami penurunan dari 3,68 g/L (sistem tanpa polifenol) menjadi 0,51 g/L (sistem dengan 20 g/L polifenol). Walaupun demikian, konsumsi glukosa tidak terlalu dipengaruhi oleh penambahan polifenol. Nilai konsentrasi akhir glukosa sistem pada berbagai variasi polifenol berkisar 10,94 s/d 19,28 g/L. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh terkonversinya glukosa menjadi produk samping lain dan alokasi untuk maintenance sel. Penelitian ini menyimpulkan bahwa model kinetika yang dapat merepresentasikan sistem ini dengan baik adalah model uncompetitive inhibition. Kata kunci: kinetika fermentasi, inhibitor, polifenol, kakao