Submitted : 2 Oktober 2019 Revised : 8 November 2019 Accepted : 23 Desember 2019

## PENGARUH LAJU PEMBEBANAN SUBSTRAT TERHADAP PRODUKSI ASAM LAKTAT BERBAHAN BAKU MOLASE
Rahmayetty * , Nufus Kanani, Intan Fauziah, Nurul Ukhdiya Jurusan Teknik kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jalan Jendral Sudirman Km. 3, cilegon-Banten Email: rahmayetty@untirta.ac.id

## Abstrak
Asam laktat merupakan bahan baku untuk industri polimer PLA (poliasam laktat) yang bersifat biodegradable dan biocompatible.  Harga  PLA  masih  di  atas  harga  plastik  konvensional.  Upaya  terus  dilakukan  untuk  mengurangi harga produksi PLA agar bisa bersaing dengan plastik konvensional, salah satunya adalah mencari alternatif bahan baku yang murah. Bahan baku yang menjanjikan adalah molase. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan laju pembebanan substrat molase yang menghasilkan asam laktat optimum. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu inokulasi Lactobacillus acidophilus, fermentasi molase dan pemurnian asam laktat. Bioreaktor yang digunakan  adalah  biorektor  anaerobik  dengan  volume  1000  ml.  Inokulasi  Lactobacillus  acidophilus  dilakukan dalam medium MRS pada suhu 38 ° C selama 12 jam. Pada sistem fed batch, substrat dimasukkan secara simultan, dengan  variasi  laju  alir  pembebanan  substrat  22,2;  33,3; 44,4;  dan  66,7  ml/jam.  Temperatur  fermentor  dijaga konstan  pada  38 ° C  selama  72  jam.  Proses  pemisahan  asam  laktat  dilakukan  dengan  menambahkan  kalsium hidroksida  (Ca(OH) 2 )  dan  diasamkan  dengan  larutan  asam  sulfat  0,01M  pada  temperatur  70 ° C  sehingga menghasilkan asam laktat dan kalsium sulfat (gipsum). Gipsum dan asam laktat disaring sehingga asam laktat terpisah dari gipsum. Laju spesifik pembentukkan produk (q p ) tertinggi adalah 16,065 gP/gS dengan konsentrasi asam laktat sebesar 8,3 g/L pada laju pembebanan substrat sebesar 33,3 mg/L.
Kata Kunci: Asam laktat, Fed batch, Lactobacillus acidophilus, Molase

## Abstract
Lactic acid is a raw material for the biodegradable and biocompatible PLA (polylactic acid) polymer industry. PLA prices  are  more  expensive  than  conventional  plastic.  Efforts  continue  to  be  made  to  reduce  the  cost  of  PLA production in order to compete with conventional plastics, one of which is to find alternative raw materials that are inexpensive. A promising raw material is molasses. The purpose of this study is to obtain the rate of loading of molasses  substrate  which  produces  optimum  lactic  acid.  This  research  was  conducted  in  stages,  namely inoculation of Lactobacillus acidophilus, fermentation of molasses and purification of lactic acid. The bioreactor used in this study was an anaerobic biorector with a volume of 1000 ml. Lactobacillus acidophilus inoculation was carried out in MRS medium at 38°C for 12 hours. In fed batch system the substrate was put simultaneously, with variations in the substrate loading flow rate of 22.2; 33.3; 44.4 and 66.7 ml/hr. The temperature of the fermenter was kept constant at 38 o C for 72 hours. The purification process was carried out by adding calcium hydroxide (Ca (OH) 2) and acidifying with 0.01 M sulfuric acid solution at a temperature of 70°C to produce lactic acid and calcium sulfate (gypsum). Gypsum and lactic acid were filtered so that lactic acid was separated from gypsum. The highest specific rate of product formation (q p ) is 16.065 gP/gS with lactic acid concentration is 8,3 g/L at substrate loading rate of 33.3 m/hr.
Keywords: Fed batch, Lactic acid, Lactobacillus acidophilus, Molasses

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Asam  laktat  merupakan  salah  satu  bahan  kimia yang  penggunaannya  sangat  luas.  Asam  laktat digunakan untuk aroma dan pengawet dalam industri makanan,  obat-obatan,  kosmetik,  detergen,  dan  susu. Saat  ini,  asam  laktat  juga  digunakan  sebagai  bahan baku  industri  polimer  PLA  (poli  asam  laktat)  yang bersifat  biodegradable  dan  biocompatible  sebagai alternatif  pengganti  plastik  non-biodegradable  yang dihasilkan dari minyak bumi, batu bara, atau gas alam (Huang et al., 2005; Zhou et al., 1999; Efremenko et al., 2006).  Dengan  perkembangan  dan  komersialisasi biopolimer  ini,  penggunaan  asam  laktat  meningkat sangat  pesat.  Permintaan  global  asam  laktat  untuk bahan baku biopolimer pada tahun 2016 sebesar 1220 kt  (kilo  ton)  diperkirakan  akan  meningkat  menjadi 1960 kt (kilo ton) pada tahun 2025 (de Oliveira et al., 2018).  Peningkatan  penggunaan  asam  laktat  sebagai bahan  baku  biopolimer,  memicu  para  peneliti  untuk mengembangkan penelitian di bidang produksi bahan kimia tersebut.
Kendati  prospek  asam  laktat  sebagai  bahan  baku bioplastik  sangat  menjanjikan,  namun  upaya  masih diperlukan untuk mengurangi biaya produksi PLA agar dapat  bersaing  dengan  plastik  konvensional  berbasis petrokimia.  Salah  satunya  adalah  mengurangi  biaya produksi bahan baku berupa asam laktat. Diperkirakan bahwa  biaya  produksi  asam  laktat  harus  dikurangi sebesar 50% agar PLA menjadi kompetitif di  pasaran (Wee et al., 2004; Okano et al.,2010). Beberapa aspek dalam  pengurangan  biaya  produksi  asam  laktat  telah banyak  diteliti.  Mulai  dari  bahan  baku,  jenis mikroorganisme,  substrat,  metode  produksi,  aplikasi, dan lain-lain.
Bahan baku pembuatan asam laktat dapat berasal dari gula dalam bentuk murni seperti glukosa, sukrosa, laktosa,  gula  yang  berasal  dari  molase,  pati-patian, selulosa, dan gliserin sisa biodiesel (Lasprilla, Martinez, Lunelli, & Jardini, 2012). Asam laktat dapat dihasilkan melalui proses kimiawi dan juga biologis (fermentasi). Pembuatan  asam  laktat  dengan  proses  fermentasi memiliki  beberapa  keunggulan  dibandingkan  dengan sintesis  secara  kimia  yaitu  biaya  produksi  rendah karena beroperasi pada temperatur rendah (John et al., 2007).  Selain  itu  pemilihan  bahan  baku  juga  sangat mempengaruhi biaya produksi. Penggunaan polisakarida  seperti  pati  dan  selulosa  membutuhkan tahapan  proses  yang  kompleks  yaitu  proses delignifikasi untuk menghilangkan ligin pada selulosa, sakariﬁkasi  untuk  memecahkan  ikatan  karbohidrat menjadi glukosa serta fermentasi untuk menghasilkan asam  laktat.  Rahmayetty,  dkk  (2015)  melaporkan bahwa sintesis asam laktat dari tandan kosong kelapa sawit  (TKKS)  dengan  metode  sakarifikasi  fermentasi simultan  menghasilkan  konsentrasi  asam  laktat  yang masih  rendah  yaitu  sebesar  0,568  g/L.  Penggunaan glukosa  pada  pembuatan  asam  laktat  hanya membutuhkan  satu  tahapan  proses  yaitu  fermentasi. Penggunaan substrat murni glukosa dan laktosa tidak ekonomis karena harganya yang sangat mahal. Bahan baku  yang  murah  dan  dapat  dikembangkan  untuk memproduksi  asam  laktat  adalah  limbah  yang
mengandung  glukosa  diantaranya  adalah  limbah industri  gula  berupa  molase  (Nandasana  &  Kumar, 2007). Molase mengandung 50% (b/b) dari total gula (Wee et al, 2004). Fermentasi glukosa dapat dilakukan oleh  bakteri  asam  laktat  dan  beberapa  jamur berfilamen diantaranya adalah Lactobacilli amylophilus, Lactobacilli bavaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus maltaromicus, dan Salivarius lactobacilli, Lactobacillus  delbrueckii  jensenii,  dan  Lactobacillus acidophilus.
Keberhasilan proses fermentasi sangat dipengaruhi oleh  beberapa  faktor  diantaranya  adalah jenis  dan  konsentrasi  substrat,  pH,  dan  konsentrasi bakteri.  Wee  et  al.,  (2004)  melaporkan  bahwa penggunaan substrat molase untuk sintesis asam laktat dengan  fermentasi  batch  menggunakan  Enterococcus faecalis  menghasilkan  konsentrasi  asam  laktat maksimum  sebesar  134,9  g/L. Kelemahan  fermentasi batch adalah konsentrasi dan produktifitas asam laktat menurun karena terhambat oleh konsentrasi substrat yang tinggi (Hujanen et al., 2001).
Metode  fed  batch  adalah  metode  pemasukkan substrat  yang  dilakukan  secara  bertahap  atau  terus menerus.  Metode  ini  merupakan  salah  satu  solusi untuk mengurangi pembebanan substrat yang berlebih pada  awal  proses.  Hingga  saat  ini  belum  ditemukan adanya  laporan  mengenai  penggunaan  metode  fed batch  untuk  produksi  asam  laktat  dari  molase. Berdasarkan uraian di atas maka penelitian mengenai pengaruh  sistem  pemasukkan  substrat  terhadap konsentrasi  asam  laktat  yang  dihasilkan  pada fermentasi  molase  menggunakan Lactobacillus achidopillus  perlu  dilakukan  untuk  mendapatkan sistem feeding terbaik.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asam Laktat Asam laktat merupakan  senyawa  serbaguna yang banyak  digunakan  untuk  aroma  dan  pengawet  dalam industri  makanan,  obat-obatan,  kosmetik,  detergen, dan susu. Asam laktat selain digunakan sebagai bahan pengawet  juga    merupakan    bahan    baku  industri polimer  biodegradable,    oxygenated    chemicals, pengatur  pertumbuhan  tanaman,  dan pelarut  yang ramah  lingkungan.  Salah  satu  terapan  yang  paling menjanjikan  dari  asam  laktat  adalah  sebagai  bahan baku  pembuatan  PLA  (polylactic  acid)  yang    bersifat biodegradable  dan  biocompatible  sebagai  alternatif pengganti  plastik  non-biodegradable  yang  dihasilkan dari minyak bumi, batu bara, atau gas alam (Huang, et al. 2005; Zhou, et al. 1999; Efremenko, et al. 2006). Pada subbab  ini  akan  dijelaskan  mengenai  sifat  fisik  dan kimia  dari  asam  laktat  serta  produksi  asam  laktat melalui fermentasi dan sintesis kimiawi.
Gambar 1. Potensi Produk dan Teknologi Asam Laktat (Vaidya, 2005)

## 2.1.1 Sifat fisik dan kimia asam laktat
Asam laktat yang memiliki nama resmi (IUPAC) 2- hydroxypropanoic acid dengan rumus kimia CH 3 CHOHCOOH.  Senyawa  ini  termasuk  asam  lemah dengan  tingkat  penguapan  yang  rendah.  Asam  ini memiliki  sebuah  atom  asimetri,  dimana  di  alam terdapat dalam bentuk D-, L-, dan DL-.(Lasprilla, et al., 2012; Madhavan Nampoothiri, et al. 2010).
Gambar 2.  L- dan D- asam laktat (Lasprilla, et al., 2012; Madhavan Nampoothiri et al., 2010)
Walaupun  asam  laktat  memiliki  dua  bentuk enansiomer,  namun  secara  umum  kedua  enansiomer asam  laktat  memiliki  sifat  fisik  yang  sama.  Sifat  fisik asam laktat terangkum dalam Tabel 1.
Tabel 1. Sifat Fisik Asam Laktat Sifat Fisik Simbol Nilai Satuan Rumus molekul C 3 H 6 O 3 - - Berat molekul Mr 90,098  gram/mol Titik  leleh  (D  atau L) Tm 52,8-54 o C Kelarutan dalam air (20 o C,  monomer  L- asam laktat) 86 %(b) Titik didih (14 mmHg) Td 122 o C Densitas (20 o C) ρ 1,224 gram/ml Viskositas (25 o C) µ 28,5 mPa.s Kapasitas panas (Cp pada 20 o C) Cp 190 J/mol o C

## 2.1.2 Produksi asam laktat
Asam  laktat  dapat  dihasilkan  melalui  proses fermentasi  dan  kimiawi.  Fermentasi  merupakan metoda  yang  paling  banyak  digunakan  oleh  industri untuk  menghasilkan  asam  laktat.  Sekitar  90  %  total produksi  asam  laktat  di  seluruh  dunia  dibuat melalui fermentasi oleh bakteri dan sisanya diproduksi melalui
hidrolisis  lactonitrile  (Lasprilla,  et  al.,  2012;  Lopes  & Jardini, 2012). Proses fermentasi untuk mendapatkan asam laktat dapat diklasifikasikan sesuai dengan jenis bakteri  yang  digunakan. Fermentasi  bisa  berlangsung dengan  kondisi  anaerob  atau  aerob  (Matsumoto  & Taguchi,  2010).  Sumber  karbon  mikroba  dalam memproduksi  asam  laktat  dapat  berupa  gula  dalam bentuk  murni  seperti  glukosa,  sukrosa,  laktosa,  gula yang berasal dari molase, whey, ampas tebu, singkong, dan  gula  dari  bahan  tepung  dari  ubi,  gandum,  dan barley.  Ampas  tebu  digunakan  untuk  memproduksi asam  laktat  oleh  Rhizopus  oryzae  dan  Lactobacillus dalam  fermentasi  solid-state  dengan  menambah  gula atau  hidrolisat  pati  sebagai  sumber  karbon  (Lopes  & Jardini, 2012).
Sumber utama mikroba asam laktat adalah bakteri asam laktat dan beberapa jamur berfilamen. Organisme utama  yang  menghasilkan  L-asam  laktat  adalah Lactobacilli  amylophilus,  Lactobacilli  bavaricus, Lactobacillus  casei,  Lactobacillus  maltaromicus,  dan Salivarius  lactobacilli.  Strain  seperti  Lactobacilli, Lactobacillus  delbrueckii  jensenii  atau  Lactobacillus acidophilus  menghasilkan  D-asam  laktat  atau campuran  dari  keduanya  (Madhavan  Nampoothiri  et al., 2010). Kisaran pH untuk memproduksi asam laktat adalah  5,4-6,4  dan  suhu  38-42 ° C  serta  konsentrasi oksigen rendah.

## 2.2 Molase
Molase  merupakan  produk  samping  dari  proses pembuatan  gula.  Molase  umumnya  mengandung sekitar 50% (b/b) dari total gula. Saat ini molase hanya digunakan  sebagai  pakan  ternak.  Beberapa  penelitian yang dilaporkan sebelumnya mengenai produksi asam laktat dari molase, didapatkan asam laktat sebesar 17- 90  g/l  dan  produktivitas  volumetrik  sebesar  2-4 g/L.jam  dalam  fermentasi  batch.    Selain  itu, pretreatment  tambahan  molase,  seperti  asam  sulfat, tricalcium  phosphate,  potassium  ferrocyanide,  dan EDTA,  mungkin  diperlukan  untuk  meningkatkan efisiensi fermentasi, karena molase mengandung logam berat  sampai  taraf  tertentu  (misalnya  besi,  seng, tembaga, mangan, magnesium, kalsium, dan lain-lain), yang  mungkin  menghambat  pertumbuhan  sel, mempengaruhi pH medium, dan menonaktifkan enzim yang  terkait  dengan  pembentukan  produk  Namun, langkah-langkah  tambahan  itu  untuk  pretreatment secara ekonomi tidak menguntungkan karena mereka dapat  mempersulit  proses  fermentasi  (Wee  et al.,2004).
2.3 Sistem Pemasukkan Substrat dalam Fermentor Saat ini, sebagian besar fermentasi asam laktat di industri terjadi dalam sistem batch.  Fermentasi secara batch  membutuhkan  waktu  yang  lama  dengan produktivitas  rendah  dan  biaya  modal  tinggi  (Abdel- Rahman  et  al.,  2013).  Selain  itu,  prosesnya  bisa berkurang karena asidikasi media dan penghambatan substrat (Castillo, 2013). Sistem fermentasi berkelanjutan  berpotensi  meningkatkan  kapasitas produksi  asam  laktat  dan  mengurangi  masalah  yang berkaitan dengan  biaya produksi. Selain keterbatasan
umum  dari  proses  batch,  ada  beberapa  karakteristik yang  melekat  dari  produksi  asam  laktat  yang mendorong pengembangan proses yang berkelanjutan. Pada  sistem  berkelanjutan,  konstanta  penghambatan produk  bisa  dihilangkan.  Tidak  seperti  dalam  proses batch,  proses  kontinu  ataupun  fed  batch  dapat dioperasikan  dalam  periode  waktu  yang  lebih  lama tanpa  perlu  berhenti.  Dari  sudut  pandang  ekonomi, sistem  berkelanjutan  memberikan  manfaat  karena terbentuk  produk  dengan  jumlah  yang  besar  dengan hanya  menggunakan  satu  inokulum.  Meskipun menguntungkan  namun  dari  beberapa  literatur menyatakan  bahwa  penerapan  proses  produksi  asam laktat  berkelanjutan  di  industri  hanya  sedikit (Mimitsuka et al., 2015).
Pengembangan sistem fed batch merupakan upaya untuk  menghilangkan  kendala  dalam  sistem  batch. Pada  sistem fed batch substrat  akan dialirkan  dengan laju  tertentu  secara  simultan  sehingga  kendala penghambatan substrat pada proses fermentasi dapat dihilangkan.  Teratasinya  kendala  substrat  sebagai penghambat  maka  akan  meningkatkan  pertumbuhan dan  laju  pembentukan  produk  fermentasi  (Lopez- Gomez et al., 2018).

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Operasi Teknik  Kimia  Universitas  Sultan  Ageng  Tirtayasa. Adapun bahan-bahan dan prosedurnya diuraikan pada subbab di bawah ini.

## 3.1 Bahan dan Alat Penelitian
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah water  batch,  pengaduk,  erlenmeyer,  dan  leher  angsa. Bahan yang digunakan adalah molase yang didapat dari salah satu pabrik gula yang berada di kawasan Cilegon, Banten.  Lactobacillus  achidopillus  didapatkan  dari Laboratorium Mikrobiologi Institut Teknologi Bandung (ITB).

## 3.2 Prosedur Penelitian
3.2.1 Inokulasi Lactobacillus achidopillus
Inokulum  Lactobacillus  achidopillus  dimasukkan ke  dalam  erlenmeyer  yang  berisikan  100  ml  media yang  mengandung  20  g/L  glukosa,  10  g/L  pepton bakteriologis, 10 g/L ekstrak daging sapi, 5 g/L ekstrak yeast, 5 g/L natrium asetat, 2 g/L natrium sitrat, 2 g/L K 2 HPO 4 , 1 mL/L Tween 80, 0,58 g/L MgSO 4 .7H 2 O, 0,12 g/L MnSO 4 .H 2 O, dan 20 g/L agar (pH 6,4). Lactobacillus achidopillus dibiakkan pada suhu 38 °C selama 12 jam, agar  mikroorganisme  mencapai  fase  pertumbuhan eksponensial.

## 3.2.2. Fermentasi asam laktat
Proses pemasukkan substrat dilakukan secara fed batch  dengan  mengisi  fermentor  dengan  substrat molase 500 ml. Kemudian medium fermentasi (molase) disterilisasi pada temperatur 120 ° C selama 15 menit. Setelah medium kembali pada temperatur ruang, maka dimasukkan  10%  inokulum  ke  dalam  fermentor. Selanjutnya  substrat  dimasukkan  secara  simultan menggunakan pompa dosing dengan laju pembebanan
bervariasi  yaitu  22,2;  33,3;    44,4;  dan  66,7  ml/jam, hingga volume total mencapai 1000 ml. Nilai pH kultur dipertahankan  pada  6,0  dengan  menambahkan  10  M NaOH. Temperatur fermentor dijaga konstan pada 38 ° C  dan  pengadukan  dilakukan  dengan  kecepatan  150 rpm  agar  kaldu  fermentasi  tercampur  sempurna. Fermentasi  dilakukan  selama  72  jam  dengan pengambilan sampel setiap 8 jam.

## 3.2.3 Pemurnian asam laktat
Proses pemurnian dilakukan dengan menambahkan  kalsium  hidroksida  (Ca(OH) 2 )  1%  b/b dari  cairan  hasil  fermentasi,  sehingga  terbentuk  Ca- laktat.  Kemudian  dilakukan  penyaringan.  Untuk mendapatkan  asam  laktat,  kalsium  laktat  selanjutnya diasamkan dengan menambahkan larutan asam sulfat 0,01M pada temperatur 70 °C sehingga menghasilkan asam  laktat  dan  kalsium  sulfat  (gipsum).  Gipsum  dan asam laktat disaring sehingga asam laktat terpisah dari gipsum.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Fermentasi molase secara fed batch menggunakan konsentrasi  bakteri  5%  (v/v)  dengan  variasi  laju pembebanan substrat. Substrat diberikan sebesar 22,2 ml/jam; 33,3 ml/jam;  44,4 ml/jam, dan 66,7 ml/jam. Nilai pH, konsentrasi asam laktat, dan konsentrasi sel selama  fermentasi  berlangsung  dijelaskan  dalam subbab berikut.

## 4.1 Nilai pH Selama Proses Fermentasi
Nilai pH dengan variasi pemasukkan substrat (fed batch) selama proses fermentasi terlihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Perubahan pH Selama Proses Fermentasi
Selama  proses  fermentasi  berlangsung  pH  sistem menurun. Penurunan pH disebabkan oleh terakumulasinya  asam  laktat.  Penurunan  pH  terbesar terjadi pada pemasukkan umpan 33,3 ml yaitu dari 6,5- 5,0.  pH  sistem  masih  dalam  batas  toleransi  kondisi hidup Lactobacillus acidophilus.  Hasil yang sama juga dilaporkan  oleh  Tay  and  Yang  (2002),  dimana pembentukkan asam laktat, etanol, dan asam fumarat menurunkan pH dari 6-4.

## 4.2 Konsentrasi Asam Laktat Selama Fermentasi
Pada  metode  fed  batch  konsentrasi  asam  laktat mengalami  kenaikan  setiap  waktu.  Konsentrasi  asam
laktat  tertinggi  didapat  pada  laju  pembebanan  33.3 ml/jam yaitu sebesar 8,3 g/L. Laju pembebanan yang terlalu kecil menyebabkan mikroorganisme kekurangan  substrat  dalam  perkembangbiakannya, sebaliknya  laju  pembebanan  substrat  yang  terlalu besar menyebabkan mikroorganisme akan mengalami fase lag (adaptasi)  yang cukup panjang. Kedua hal ini akan  mempengaruhi  metabolisme  sel  sehingga produksi asam laktat menjadi tidak maksimum.

## Gambar 4. Pengaruh Laju Pembebanan Terhadap Konsentrasi Asam Laktat
4.3 Konsentrasi Sel Selama Proses Fermentasi Konsentrasi  sel  selama  proses  fermentasi  untuk setiap  variasi  laju  pembebanan  terlihat  mengalami kenaikan,  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  5.  Dari hasil  analisa  konsentrasi  sel  terlihat  bahwa  fase  lag (adaptasi)  tidak  membutuhkan  waktu  yang  lama. Pertumbuhan sel terlihat mengalami fase eksponensial mulai jam ke-8. Kenaikan konsentrasi sel secara cepat disebabkan  oleh  laju  pembebanan  yang  tidak  begitu besar  di  awal  sehingga  sel/mikroorganisme  mudah beradaptasi  dengan  laju  substrat  yang  diberikan. Konsentrasi  tertinggi  sel  yang  didapatkan  pada  laju pembebanan  33,3  ml/jam  yaitu  sebesar  1,2  g/L. Tingginya konsentrasi sel seiring dengan bertambahnya waktu fermentasi dan konsentrasi asam laktat yang dihasilkan.
Gambar 5.  Konsentrasi Sel Selama Proses Fermentasi 4.4 Kinetika Reaksi Pembentukan Asam Laktat
Pada  kultur  fed  batch,  nutrisi  diberikan  secara kontinu  dan  effluent  dikeluarkan  diskontinu.  Dalam metode fed batch volume kultur berubah setiap waktu. Pada  substrat  molase  yang  digunakan  dengan
melakukan pengenceran 100 × , didapatkan konsentrasi substrat awal sebesar 56 g/l. Persamaan yang digunakan dalam perhitungan:
𝜇 𝑛𝑒𝑡 = ln 𝑋 2 − ln 𝑋 1 𝑡 2 − 𝑡 1 𝑆 = 𝐾 𝑠 𝐷 𝜇 𝑚 − 𝐷 𝑋 = 𝑋 𝑜 +  𝑌 𝑋 𝑆 ⁄ 𝑀 (𝑆 0 − 𝑆) 𝑃 =   𝑃 0 𝑉 0 𝑉 +  𝑞 𝑝 𝑋 𝑚 ( 𝑉 0 𝑉 + 𝐷𝑡 2 ) 𝑡 Tabel 2. Parameter kinetika reaksi pembentukkan asam laktat Parameter Laju pembebanan substrat (ml/jam) 22,2 33,3 44,4 66,7 So (g/L) 56 56 56 56 Xo (g/L) 0,22 0,27 0,28 0,2 X (g/L) 0,65 1,2 0,93 0,58 P (g/L) 5,2 8,3 6,5 4,1 𝜇 𝑔 (jam -1 ) 0,0150  0,0207  0,0167  0,0148 𝜇 𝑚 (jam -1 ) 0,0226  0,0337  0,0451  0,0683 q p (gproduk/gsel)  10,174  16,065  12,447  7,687 Dari  hasil  perhitungan  kinetika  reaksi  pembentukkan produk  didapatkan  bahwa  laju  pertumbuhan  sel tertinggi 𝜇 𝑔 sebesar  0,0207  jam -1 pada  laju pembebanan 33,3 ml/jam. Laju maksimum pertumbuhan  sel 𝜇 𝑚 tertinggi  pada  laju  pembebanan 66,7 ml/jam sebesar 0,0683 jam -1 . Laju pembentukan produk spesifik tertinggi q p pada laju pembebanan 33,3 ml/jam  sebesar  16,065  gP/g  Sel).  Tinggi  laju pembentukkan  produk  asam  laktat  menandakan bahwa  aktifitas  bakteri  dalam  mendegradasi  substrat semakin  baik.  Hal  ini  juga  didukung  oleh  kondisi lingkungan yang sesuai. Laju maksimum pertumbuhan sel 𝜇 𝑚 menunjukan  seberapa  banyak  substrat digunakan  untuk  pembentukkan  sel.  Seiring  dengan meningkatnya laju maksimum pertumbuhan, semakin banyak  juga  substrat  yang  digunakan  untuk membentuk  sel,  sehingga  pembentukkan  produk sekunder  semakin  kecil.  Hal  ini  bisa  dilihat  dengan perolehan asam laktat.

## 5. KESIMPULAN
Laju pembebanan subsrat mempengaruhi konsentrasi  produk  asam  laktat  yang  dihasilkan. Semakin tinggi laju pembebanan substrat, mikroorganisme  akan  mengalami  fase  lag  yang semakin  lama.  Laju  pembentukkan  produk  tertinggi dihasilkan pada laju pembebanan subsrat sebesar 33,3 ml/jam  dengan  nilai q p = 16,065  gP/gS.  Konsentrasi asam  laktat  tertinggi  dihasilkan  sebesar  8,3  g/L  pada laju pembebanan 33,3 ml/jam.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Abdel-Rahman, Y. Tashiro, K. Sonomoto. 2013. Recent advances  in  lactic  acid  production  by  microbial
fermentation  processes,  Biotechnol.  Adv.  31  877– 902.
A.  Tay,  S.T.  Yang.  2002.   Production  of l(+)-lactic  acid from  glucose  and  starch  by  immobilized  cells  of Rhizopus oryzae in a rotating ﬁbrous bed bioreactor, Biotechnol. Bioeng. 80, 1–12. de  Oliveira,  Regiane  Alves,  Komesu,  Andrea,  Rossell, Carlos Eduardo Vaz, & Maciel Filho, Rubens. 2018. Challenges  and  opportunities  in  lactic  acid bioprocess  design—From  economic  to  production aspects. Biochemical Engineering Journal, 133, 219- 239.
Castillo  Martinez,  E.M.  Balciunas,  J.M.  Salgado,  J.M. Domínguez González, A. Converti, R.P. de S. Oliveira. 2013.  Lactic  acid  properties,  applications  and production:  a  review,  Trends  Food  Sci.  Technol.30 70–83
Efremenko,  Elena  N,  Spiricheva,  Olga  V,  Veremeenko, Dmitri  V,  Baibak,  Alena  V,  &  Lozinsky,  Vladimir  I. 2006. L (+)‐Lactic acid production using poly (vinyl alcohol)‐cryogel‐entrapped Rhizopus oryzae fungal cells.  Journal  of  Chemical  Technology  and Biotechnology, 81(4), 519-522.
Huang,  Li  Ping,  Jin,  Bo,  Lant,  Paul,  &  Zhou,  Jiti.  2005. Simultaneous  saccharification  and  fermentation  of potato starch wastewater to lactic acid by Rhizopus oryzae  and  Rhizopus  arrhizus.  Biochemical Engineering Journal, 23(3), 265-276.
Hujanen,  M,  Linko,  S,  Linko,  Y-Y,  &  Leisola,  M.  2001. Optimisation of media and cultivation conditions for L  (+)(S)-lactic  acid  production  by  Lactobacillus casei  NRRL  B-441.  Applied  Microbiology  and Biotechnology, 56(1-2), 126-130
John,  R.P.,  K.M.  Nampoothiri,  and  A.  Pandey.  2007. Fermentative  production  of  lactic  acid  from biomass: an overview on process developments and future  perspectives.  Applied  Microbiology  and Biotechnology. 74(3): p. 524-534.
Lasprilla,  Astrid  JR,  Martinez,  Guillermo  AR,  Lunelli, Betânia H, & Jardini, André L. 2012. Poly-lactic  acid synthesis  for application  in   biomedical   devices— A   review. Biotechnology advances, 30(1), 321-328 Lopes, M Savioli, & Jardini, A L. 2012. Poly (lactic acid) production  for  tissue  engineering  applications. Procedia Engineering, 42, 1530-1542.
López-Gómez, José Pablo, Alexandri, Maria, Schneider, Roland,  &  Venus,  Joachim.  2018.  A  review  on  the current  developments  in  continuous  lactic  acid fermentations and case studies utilising inexpensive raw materials. Process Biochemistry. Madhavan Nampoothiri, K, Nair, Nimisha Rajendran, & John, Rojan Pappy. 2010. An overview of the recent developments  in  polylactide  (PLA)  research. Bioresource Technology, 101(22), 8493-8501 Matsumoto,  Ken’ichiro,  &  Taguchi,  Seiichi.  2010. Enzymatic  and  whole-cell  synthesis  of  lactate- containing  polyesters:  toward  the  complete biological  production  of  polylactate.  Applied Microbiology and Biotechnology, 85(4), 921-932. Mimitsuka,  K.  Sawai,  K.  Kobayashi,  T.  Tsukada,  N. Takeuchi, K. Yamada, H. Ogino, T. Yonehara. 2015. Production  of  d-lactic  acid  in  a  continuous
membrane  integrated  fermentation  reactor  by genetically  modiﬁed  Saccharomyces  cerevisiae: enhancement in d-lactic acid carbon yield, J. Biosci.

## Bioeng. 119 65–71
Nandasana, Anjana D, & Kumar, Surendra. 2008. Kinetic modeling  of  lactic  acid  production  from  molasses using  Enterococcus  faecalis  RKY1.  Biochemical Engineering Journal, 38(3), 277-284.
Okano, Kenji, Tanaka, Tsutomu, Ogino, Chiaki, Fukuda, Hideki,  &  Kondo,  Akihiko.  2010.  Biotechnological production  of  enantiomeric  pure  lactic  acid  from renewable resources: recent achievements, perspectives,  and  limits.  Applied  Microbiology  and Biotechnology, 85(3), 413-423.
Rahmayetty, Dwi Prasetio, Rosalia, Misri Gozan. 2014. Pembuatan  asam  laktat  berbahan  baku  tandan kosong  kelapa  sawit  menggunakan  metode sakarifikasi fermentasi  simultan. Prosding Seminar Nasional Integrasi Proses.
Rasrendra,  Carolus  B,  Fachri,  Boy  A,  Makertihartha, IGBN, Adisasmito, Sanggono, & Heeres, Hero J. 2011. Catalytic  conversion  of  dihydroxyacetone  to  lactic acid using metal salts in water. ChemSusChem, 4(6), 768-777.
Vaidya, A., et al.. 2005. Production and recovery of lactic acid for polylactide—an overview. Critical reviews in environmental  science  and  technology.  35(5):  p. 429-467.
Vink,  Erwin  TH,  Rabago,  Karl  R,  Glassner,  David  A,  & Gruber,  Patrick  R.  2003.  Applications  of  life  cycle assessment  to  NatureWorks™  polylactide  (PLA) production.  Polymer  Degradation  and  stability, 80(3), 403-419.
Wee, Young-Jung, Kim, Jin-Nam, Yun, Jong-Sun, & Ryu, Hwa-Won.  2004.  Utilization  of  sugar  molasses  for economical  L  (+)-lactic  acid  production  by  batch fermentation of Enterococcus faecalis.  Enzyme and Microbial Technology, 35(6-7), 568-573.
Zhou,  Ying,  Domínguez,  José  M,  Cao,  Ningjun,  Du, Jianxin, & Tsao, George T.  1999. Optimization of L- lactic  acid  production  from  glucose  by  Rhizopus oryzae  ATCC  52311.  Applied  Biochemistry  and Biotechnology, 78(1-3), 401-407.