6
PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK PEMANTAUAN PROSES FERMENTASI PEMBUATAN ASAM CUKA, ANTIBIOTIKA DAN HORMON STEROID A.T. Karossi dan Julia Kantasubrata Pusat Penelitian dan Pengembangan Kimia Terapan - LlPI .Jalan Cisitu - Sangkuriang, Bandung 40135 INTI SARI tnatisa kimia mempunyai peranan yang tidak dapat diabaikan, , scbogai alat pemandu proses maupun dalam mcnentukan mutu T t'<k ;mlg dihasilkan dari proses [ermentasi. Kemajuan yang cukup F r- datam metoda analisa kimia, diawali oleh metoda yang relatif konvensional menuju pada metoda instrumental, merupakan kenyataan saat ini. Perkembangan tersebut tidak hanya meningkatkan kepckaan dan ketelitian, tetapi juga mampu mengungkapkan terdapatnya ber- bagai jenis senya •••. a/komponen dalam campuran hasil [ermentasi, yang tak mungkin ditemukan dengan metoda konvensional. Beberapa hasil penelitian dati metoda analisa kitnia dcngan teknik kromatografi cairan kincrja tinggi (HPLC) yang digunakan dalam mcmantau proses [ermen- tasi untuk produksi asam cuka makan, antibiotika dan harmon steroid diuraikan dalam rnakalalt ini. Pada [ermentasi asam cuka, jenis analisa tersebut meliputi analisa gula, etanol dan asam-asam organik, sedangkan pada proses [ermentasi antibiotika, selain analisa gula dilakukan pula analisa derivat tetrasiklin sebagai produk hasil [ermen- tasi. Pada fermentasi steroid dilakukan analisa solasodine sebagai sub- strat, dan AD serta ADD sebagai produk yang dihasilkan pada proses [ermentasi. ABSTRACT Chemical analysis plays an important role in monitoring fern/enta- tion process and determining product quality of the process. No •••. adays the development of analytical methods, •••. hich commenced from relative- Iy conventional method to instrumental method, has become a reality. The development does not only increase either sensitivity or reproducibility, but also could identify the existence of substances produced during fermentation, which could not be achieved by cOIII'cn- tional methods. In this article, several chemical analyses used for monitoring the production of vinegar, antibiotic and steroid harmon are described. II} vinegar fern/entation, analyses cover the determination of sllgars, ethanol and organic acids, while in antibiotic [ermentation, in addition to determination of sugar, analyses of tetracycline derivatives as fermentation products, is also carried out. In steroid fermentation, analysis covers the determination of solasodine as substrate, AD and ADD as fermentation products. PENDAHULUAN Secara umum dalam suatu proses fermentasi dibutuhkan analisa dari komponen senyawa yang terdapat dalam substrat dan produk yang terbentuk dalam campuran hasil fermentasi. Kondisi optimum suatu proses fermentasi dapat dipelajari de- ngan jalan memantau kandungan komponen senyawa tersebut selama proses berlangsung. Jelas terlihat analisa yang cermat dan tepat memegang peranan yang sangat penting, sarna pen- tingnya dengan teknik fermentasinya sendiri. Metoda analisa konvensional membutuhkan waktu analisa yang relatif panjang dan umumnya hanya memberikan kan- dungan total senyawa. Hampir tidak mungkin dengan metoda analisa konvensional dapat ditentukan misalnya kandungan senyawa secara individual. Sejalan dengan berkembangnya teknik kromatografi, analisa senyawa secara individual mulai dapat dirintis. Kromatografi kertas, kromatografi lapisan tipis (TLC), kromatografi gas (GLC) dan kromatografi cairan kiner- ja tinggi (HPLC) tclah banyak dipakai untuk keperluan' ter- sebut. Kromatografi kertas dan TLC sangat menarik karena sederhana, murah dan dapat dipakai untuk analisa berbagai contoh secara serentak. Namun dcmikian untuk keperluan analisa kuantitat1f, kedua cara diatas kurang dapat diandalkan karena masih berada pada tingkat semi-kuantitatif, Dengan metoda GLC, pada umumnya komponen senyawa yang akan dianalisa harus diubah terlebih dahulu menjadi turunannya (derivat ) yang mudah menguap. Cara ini kurang disukai karena ketepatan hasil analisa menjadi kurang dapat diandalkan. Kromatografi cairan kinerja tinggi (HPLC) banyak dikem- bangkan untuk analisa komponen yang tidak mudah menguap. Terlihat adanya harapan yang cukup besar dari HPLC ini, untuk dapat digunakan sebagai suatu metoda yang spesifik, peka, cepat, cermat dan tepat. Disampaikan pada Seminar Nasional Bioteknologi Industri. Peningkatan Peranan Bioteknologi Industri dalam Era Industrialisasi, Jakarta, 4 - 5 Maret 1991 50 JKTI Vol. 1No.2 Juli 1991

PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUKPEMANTAUAN PROSES FERMENTASI PEMBUATAN ASAM

CUKA, ANTIBIOTIKA DAN HORMON STEROID

A.T. Karossi dan Julia Kantasubrata

Pusat Penelitian dan Pengembangan Kimia Terapan - LlPI.Jalan Cisitu - Sangkuriang, Bandung 40135

INTI SARItnatisa kimia mempunyai peranan yang tidak dapat diabaikan,, scbogai alat pemandu proses maupun dalam mcnentukan mutu

T t'<k ;mlg dihasilkan dari proses [ermentasi. Kemajuan yang cukupF r- datam metoda analisa kimia, diawali oleh metoda yang relatifkonvensional menuju pada metoda instrumental, merupakan kenyataansaat ini. Perkembangan tersebut tidak hanya meningkatkan kepckaandan ketelitian, tetapi juga mampu mengungkapkan terdapatnya ber-bagai jenis senya •••.a/komponen dalam campuran hasil [ermentasi, yangtak mungkin ditemukan dengan metoda konvensional. Beberapa hasilpenelitian dati metoda analisa kitnia dcngan teknik kromatografi cairankincrja tinggi (HPLC) yang digunakan dalam mcmantau proses [ermen-tasi untuk produksi asam cuka makan, antibiotika dan harmon steroiddiuraikan dalam rnakalalt ini. Pada [ermentasi asam cuka, jenisanalisa tersebut meliputi analisa gula, etanol dan asam-asam organik,sedangkan pada proses [ermentasi antibiotika, selain analisa guladilakukan pula analisa derivat tetrasiklin sebagai produk hasil [ermen-tasi. Pada fermentasi steroid dilakukan analisa solasodine sebagai sub-strat, dan AD serta ADD sebagai produk yang dihasilkan pada proses[ermentasi.

ABSTRACTChemical analysis plays an important role in monitoring fern/enta-

tion process and determining product quality of the process. No •••.adaysthe development of analytical methods, •••.hich commenced from relative-Iy conventional method to instrumental method, has become a reality.The development does not only increase either sensitivity orreproducibility, but also could identify the existence of substancesproduced during fermentation, which could not be achieved by cOIII'cn-tional methods. In this article, several chemical analyses used formonitoring the production of vinegar, antibiotic and steroid harmon aredescribed. II} vinegar fern/entation, analyses cover the determination ofsllgars, ethanol and organic acids, while in antibiotic [ermentation, inaddition to determination of sugar, analyses of tetracycline derivatives asfermentation products, is also carried out. In steroid fermentation,analysis covers the determination of solasodine as substrate, AD andADD as fermentation products.

PENDAHULUANSecara umum dalam suatu proses fermentasi dibutuhkan

analisa dari komponen senyawa yang terdapat dalam substratdan produk yang terbentuk dalam campuran hasil fermentasi.Kondisi optimum suatu proses fermentasi dapat dipelajari de-ngan jalan memantau kandungan komponen senyawa tersebutselama proses berlangsung. Jelas terlihat analisa yang cermatdan tepat memegang peranan yang sangat penting, sarna pen-tingnya dengan teknik fermentasinya sendiri.

Metoda analisa konvensional membutuhkan waktu analisayang relatif panjang dan umumnya hanya memberikan kan-dungan total senyawa. Hampir tidak mungkin dengan metodaanalisa konvensional dapat ditentukan misalnya kandungansenyawa secara individual. Sejalan dengan berkembangnyateknik kromatografi, analisa senyawa secara individual mulaidapat dirintis. Kromatografi kertas, kromatografi lapisan tipis(TLC), kromatografi gas (GLC) dan kromatografi cairan kiner-ja tinggi (HPLC) tclah banyak dipakai untuk keperluan' ter-sebut. Kromatografi kertas dan TLC sangat menarik karenasederhana, murah dan dapat dipakai untuk analisa berbagaicontoh secara serentak. Namun dcmikian untuk keperluananalisa kuantitat1f, kedua cara diatas kurang dapat diandalkankarena masih berada pada tingkat semi-kuantitatif, Denganmetoda GLC, pada umumnya komponen senyawa yang akandianalisa harus diubah terlebih dahulu menjadi turunannya(derivat ) yang mudah menguap. Cara ini kurang disukai karenaketepatan hasil analisa menjadi kurang dapat diandalkan.Kromatografi cairan kinerja tinggi (HPLC) banyak dikem-bangkan untuk analisa komponen yang tidak mudah menguap.Terlihat adanya harapan yang cukup besar dari HPLC ini,untuk dapat digunakan sebagai suatu metoda yang spesifik,peka, cepat, cermat dan tepat.

Disampaikan pada Seminar Nasional Bioteknologi Industri. Peningkatan Peranan Bioteknologi Industri dalam Era Industrialisasi, Jakarta, 4 - 5 Maret1991

50 JKTI Vol. 1No.2 Juli 1991

Page 2: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

PROSES FERMENTASI CUKA METEDalam beberapa tahun terakhir ini, industri mete telah

menarik minat yang cukup besar, terutama sebagai komoditiekspor disamping juga membuka lapangan pekerjaan yangcukup luas bagi penduduk disekitarnya. Pemerintah Indonesiatelah turut menunjang peningkatan produksi biji mete denganmembuka perkebunan- perkebunan jambu mete terutama diJawa, Sumatra, Sulawesi dan daerah Indonesia bagian timur.Hingga saat ini pemanfaatan jambu mete masih mengutamakanpengolahan biji (cashew nut) untuk mendapatkan kacang mete,sedangkan buahnya yang mempunyai kandungan karbohidratcukup tinggi, kaya akan vitamin dan mineral belum banyakdimanfaatkan. Sebagian besar buah jambu mete membusuk danterbuang, dan sedikit sekali buah yang dikonsumsi oleh masya-rakat, terutama karena rasanya yang sepat. Salah satu peman-faatan buah mete adalah dengan mengubahnya menjadi anggurmete, yang kemudian dapat dilanjutkan menjadi asam cukaberaroma melalui proses fermentasi dengan Acetobacter aceti.

Untuk itu dipandang perlu untuk meneliti mula-mula kon-disi fermentasi anggur mete dan selanjutnya kondisi fermentasiasam asetat pada proses pembuatan asam cuka buah mete,sehingga akhirnya dapat diperoleh proses fermentasi yangefesien (1,2,3,4,5,6,7).

Dalam memantau proses fermentasi sari buah jarnbu meteuntuk menghasilkan anggur dan cuka, dibutuhkan analisa guladan analisa dari berbagai produk yang terbentuk (etanol danasam-asam organik) dalam campuran hasil fermentasi. Perban-dingan kandungan gula terhadap etanol dapat dipakai untukmenentukan titik optimum terminasi proses ferrnentasi anggurmete. Kandungan asarn-asam organik merupakan indikatorhasil metabolisme gula dalam campuran hasil fermentasi.

Jadi jelas terlihat dibutuhkannya penentuan yang akuratdari etanol dan asam-asam organik dalam suatu campuran yangjuga mengandung gula. Analisa dari campuran komponen inimerupakan suatu pekerjaan yang cukup rumit, yang tidak dapatdiselesaikan melalui cara analisa konvensional.

Dengan HPLC, analisa asam-asam organik juga agak sukarditangani, karena sering terjadi reaksi ionisasi selama prosespemisahan kromatografi berlangsung. SeringkaJi pula terjadiinteraksi yang cukup kuat antara asarn-asam terscbut denganberbagai jenis fasa diam yang umum digunakan pada HPLC,hingga dapat menyebabkan terbentuknya puncak yang berekor.Cara yang paling mudah untuk menanggulanginya adalah de-ngan jalan berusaha menghalangi terjadinya reaksi ionisasiasam-asam tadi secara sempuma, melalui cara pengaturan pH(menyangga pH) dari fasa gerak pada suatu harga yang terten-tu. Cara penekanan ion (ion supression) seperti ini dapat men-jamin bahwa dalam fasa gerak hanya terdapat asarn-asamdalam bentuk tak terionisasi. Jenis mekanisme kromatografipenekan ion ini telah dicoba diterapkan pada analisa campuranhasil fermentasi jambu mete (8).

Akan tetapi dalam pemisahan tersebut, glukosa dan fruk-tosa mempunyai waktu retensi yang sarna, segera setelah wakturetensi pelarut (to) dan hampir sarna dengan waktu retensiasam tartrat. Dari kenyataan ini dapat disimpulkan bahwa sis-tim kromatografi yang digunakan hanya dapat memisahkanmonosakarida dari disakarida (sakarosa), sedangkan tiap jenismonosakarida (glukosa, fruktosa) tidak dapat dipisahkan satusarna lain. Untuk dapat mernisahkan glukosa dari fruktosa,harus dicari kondisi pemisahan yang lain, yang khusus diperun-tukkan bagi pemisahan gula.

JKTI Vol. 1No.2 Juli 1991

Suatu jenis pemisahan yang relatif baru telah dikernbangkanoleh WATERS (9), menggunakan kolom dengan bahan dasarsilika dan eluen yang mengandung senyawa poliamina (pereaksiSAM), yang sifatnya tidak reaktif. Pereaksi SAM (Silica AmineModifier) ini mempunyai fungsi mengubah permukaan silikasecara in situ melalui proses impregnasi. Telah dilakukanpemisahan dari gliserol dan tujuh jenis mono- dan disakaridalainnya (10). Pada saat campuran hasil fermentasi diinjeksikankedalam kolom, dapat didetcksi terdapatnya gliserol, fruktosa,glukosa dan sukrosa dalam campuran tersebut. Kurva kalibrasiyang diperoleh untuk gliserol, fruktosa, glukosa dan sukrosamenunjukkan garis lurus dengan koefisien korelasi berturut-turut 0,9608; 0,9992; 0,9992 dan 0,9986.

Uji banding metoda HPLC ini terhadap metoda analisa gulayang lain, menggunakan spcktrofotometri (metoda Nelson-Somogyi) juga telah dilakukan. Untuk keperluan tersebut, 22jenis contoh yang diambil dari suatu campuran hasil fermentasidengan waktu fermentasi yang berbeda dianalisa menggunakanmetoda Nelson-Somogyi dan HPLC. Apabila kemudian hasilanalisa dari ke 22 contoh yang diperoleh dengan metoda HPLCdibandingkan terhadap hasil analisa yang diperoleh darimetoda Nelsen-Somogyi, dapat disimpulkan bahwa antarakedua metoda terdapat korelasi yang cukup baik (11,12).

Namun demikian ternyata batas dcteksi metoda HPLCmasih relatif lebih tinggi dibandingkan dengan metodaspektrofotometri. Hal ini disebabkan karena detektor yangdigunakan untuk mendeteksi gula pada percobaan ini adalahdetektor indeks refraksi (RI). Detektor ini memang bersifatuniversal, hanya saja kemampuan dctcksinya masih tcrlalu ren-dah. Sebenarnya dctcktor UV atau f1uoresensi mcmpunyaikepekaan yang relatif tinggi bila dibandingkan dengan detektorRI, oleh karena itu untuk memperkecillimit deteksi, sebaiknyadigunakandetektor UV atau f1uoresensi.

Gula memang memberikan penyerapan pada panjanggelombang 192 nm, tetapi umumnya pelarut-pclarut organikyang banyak digunakan sebagai fasa gerak pada HPLC jugamenyerap kuat pada daerah panjang gelombang ini. Untukmendeteksi gula pada daerah panjang gelombang tersebutdiperlukan kemurnian fasa gcrak yang sangat tinggi, suatu halyang sangat sulit untuk dipenuhi.

Suatu jalan penyelesaian yang harus diusahakan adalahbagaimana caranya agar gula dapat memberikan penyerapanpada daerah panjang gelombang yang lebih tinggi misalnyapada daerah panjang gclombang sinar nampak, karena pen-gukuran pada 192 nm mempunyai kelemahan. Prosesderivatisasi akan dapat menyclesaikan masalah ini. Pada prosesderivatisasi, gula direaksikan dengan pcrcaksi kromoforik atauf1uoroforik sehingga dapat menyerap pada daerah UV atautampak. Yang penting dicari adalah reaksi pembentukanderivat gula yang sesuai untuk keperluan reaksi derivatisasisebelum atau setelah melalui kolom pemisah. Mcncari caradeteksi yang lcbih memadai ini akan rnerupakan salah satukelanjutan penelitian dalam bidang analisa gula.

PROSESFERMENTASIPEMBUATANTETRASIKLIN

Dala~ usa~a memberikan pelayanan kesehatan yang cukupmem.ada!. ba~! penduduk Indonesia dengan populasi yangrelatif ~m~,. t::lah dipertimbangkan untuk mempelajariproduksi antibiotik secara fermentasi.

51

Page 3: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

Tetrasiklin merupakan kelompok antibiotika denganspektrum luas yang aktif terhadap hampir semua bakteripatogen. Antibiotika dapat diproduksi melalui proses fermen-tasi dan mengingat bahwa bahan baku untuk membuatnyabanyak tersedia di Indonesia, usaha untuk melakukan studipembuatan antibiotika melalui proses fermentasi denganmemanfaatkan bahan baku yang tersedia di Indonesia banyakdilakukan.

Usaha yang telah dilakukan adalah mencari kondisi fermen-tasi yang optimal, yang selain tergantung dari aktifitas mikroor-ganisme dan kondisi proses fermentasinya, juga tergantung darijenis dan konsentrasi substrat yang digunakan. Dalam suatuproses fermentasi dibutuhkan sumber karbon dan sumbernitrogen untuk keperluan pertumbuhan mikroorganisme danbiosintesa senyawa antibiotika tersebut.

Sebagai sumber karbon telah diteliti kemungkinan pernan-faatan tetes tebu (13,14,15,16,17,18) yang merupakan hasilsamping industri gula, sukrosa (19) yang merupakan gula hasilproduksi dalam negeri dan HFS (high fructose syrup) (20),yang mempunyai harga relatif rendah apabila dibandingkandengan sukrosa (20,21).

Sebagai sumber nitrogen, telah dicoba untuk menggunakanragi pakan (22,24) dan membandingkannya terhadappemakaian amonium sulfat (22,23). Telah diteliti pula pe-ngaruh penambahan metionin ke dalam media fermentasi yangmengandung HFS (25). Kondisi yang paling optimal, yangdiperoleh dari hasil penelitian dalam skala laboratorium initelah pula dicoba diterapkan dalam skala 4 dan 80 liter (26),dengan tujuan untuk mencari kondisi optimal yang paling men-dekati untuk pembuatan dalam skala besar.

Dalam memantau kemajuan proses fermentasinya, perludilakukan analisa dari derivat tetrasiklin yang terbentuk dalamcampuran hasil fermentasi dari waktu ke waktu. Pada mulanyaanalisa dilakukan dengan cara mikrobiologi, menggunakan S.lutea, S. aureus atau B. pumilis sebagai bakteri penguji (13).Dalam uji aktifitas ini, contoh ditotolkan diatas media uji danhambatan terhadap pertumbuhan bakteri diukur, dimana besarhambatan yang diberikan akan sebanding dengan konsentrasiantibiotika yang ditotolkan. Meskipun cara rnikrobiologi inicukup spesifik, ternyata cara ini memberikan hasil yang kurangakurat karena dipengaruhi banyak faktor, antara lain porositasdari kertas cakrarn yang digunakan dan terdapatnya kesulitanteknis dalam menotolkan noda antibiotika yang sarna besarpada .media pertumbuhan bakteri tersebut. Selain itu, ber-dasarkan hasil yang diperoleh, dengan cara mikrobiologi hanya ...dapat dilakukan analisa dengan batas konsentrasi minimum 20ppm. Nilai hambatan yang diberikan oleh oksitetrasiklin de-ngan konsentrasi dibawah 20 ppm tidak lagi memberikan hasilyang teliti.

Karena adanya kendala ini, dicoba untuk mencari metodaanalisa yang lain. Dengan dasar pertimbangan bahwa penen-tuan derivat tetrasiklin secara individual hanya dapat dilakukandengan metoda kromatografi, dipilih metoda kromatograficairan kinerja tinggi (HPLC) (27). Lima jenis derivat tetrasiklinyaitu minosiklin-HCI (MC), oksitetrasiklin-HCI (OTC), tetra-siklin-HCl (TC), demeklosiklin-HCI (DMC) dan dosisiklin-HCI(DC) telah berhasil dipisahkan (Garnbar 1) dan dengan meng-gunakan kondisi pemisahan tersebut, diooba untuk mencaribatas deteksi minimum dan membuat kurva kalibrasi darikelima derivat tetrasiklin yang dipisahkan. Batas deteksi mini-mum yang dapat dicapai adalah 40; 12,5; 30; 50 dan 200nanogram, berturut-turut untuk minosiklin-HCl, oksitetrasiklin-

52

menit

Gambar 1.Pemisahan dari 5 derivat tetrasiklin (27).

HCI, tetrasiklin-HCI, demeklosiklin-HCI dan dosisiklin-HCI.Kurva kalibrasi yang diperoleh untuk setiap derivat merupakangaris lurus dengan koefesien korelasi mendekati nilai satu.Metoda HPLC ini dicoba diterapkan untuk memantau kandun-gan derivat tetrasiklin dalam campuran hasil fermentasi yangdiambil dari waktu ke waktu. Dari campuran hasil fermentasipada hari pertama (Gambar 2), terdeteksi adanya tiga puncakyang terpisah dengan waktu retensi masing-masing 4,98; 5,62dan 6,15 menit. Apabila data waktu retensi ini dibandingkandengan waktu retensi senyawa standar, maka puncak denganwaktu retensi 5,62 menit, dapat diduga merupakan puncaksenyawa oksitetrasiklin. Puncak tersebut selanjutnya dikonfir-masikan dengan menggunakan detektor "spectrodiode-array".Namun demikian puncak yang keluar sebelum (waktu retensi

men itmenit

III

menit

menit

Gambar 2 Kromatogram campuran hasil fermentasi tetrasiklin padahari pertama (HI), kedua (H2) dan ketiga (H3).

Page 4: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

4,98 menit) dan sesudah (waktu retensi 6,15 menit) puncak ok-sitetrasiklin, belum dapat diidentifikasi. Akan tetapi apabiladilihat pada kromatogram dari campuran hasil fermentasi padahari kedua (H2) terlihat bahwa puncak oksitetrasiklin menjadisemakin tinggi, sedangkan dua puneak disebelah kiri dankanannya menjadi semakin pendek. Berdasarkan pengamatanini, besar kemungkinan kedua puneak tersebut adalah puneakdari senyawa-antara yang terbentuk selama proses fermentasi.Apabila untuk selanjutnya kedua puneak tersebut diberi notasiberturut-turut puneak A dan B, maka pada saat puneak OTC(oksitetrasiklin) meneapai maksimum pada hari ketiga (H3),terlihat bahwa puneak OTC dan puneak B tidak dapat terpisahdengan baik. Hal ini disebabkan karena tingginya kandunganOTC apabila dibandingkan terhadap kandungan senyawa B. .Karena keadaan yang seperti ini akan menyulitkan perhitungankuantitatif, maka larutan contoh yang akan dianalisasebaiknyadieneerkan terlebih dahulu, sehingga kedua puncak, puneakOTC dan puneak B dapat terpisah eukup baik.

Melalui metoda pemisahan HPLC ini, dilakukan analisakandungan derivat tetrasiklin yang terbentuk dalam eampuranhasil fermentasi dengan berbagai kondisi fermentasi yang ber-beda.

PROSES FERMENTASI STEROIDSebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi yang

eukup besar sebagai pemasok pra-zat steroid yang diperlukanuntuk sintesa berbagai obat antifertilitas. Perubahan dari pra-zat steroid menjadi bahan steroid yang mempunyai sifat aktiffisiologis, dapat dilakukan' baik melalui proses kimia maupunmikrobiologi. Konversi seeara 'mikrobiologi seringkali ber-langsung lebih eepat dan ekonomis.

Senyawa 1,4-androstadiene-3,17-dione (ADD) merupakanpra-zat bagi sintesa bahan aktif obat anti fertilitas. SenyawaADD dapat diperoleh melalui proses fermentasi kolesterolmenggunakan bakteri Mycrobaeterium sp. (28). Pembentukansenyawa ADD ini didahului dengan terbentuknya senyawa an-tara yang lain yaitu AD (4-androstene-3, 17-dione).

Di Indonesia banyak terdapat tumbuhan jenis solanum(terong), yang mengandung komponen senyawa solasodin.Melihat adanya kemiripan antara struktur diosgenin yang biasadigunakan sebagai pra-zat dan solasodin, diharapkan prosesfermentasi solasodin juga dapat menghasilkan AD dan ADD.Dengan menggunakan jenis mikroorganisme yang tepat, kon-versi mikrobiologi dari solasodin menuju senyawa-antara ADD,diikuti dengan proses sintesa kimia menjadi obat steroid, akanmerupakan suatu topik penelitian yang cukup menarik. Hasilpenelitian ini selanjutnya dapat diterapkan dalam suatu bioin-dustri untuk memenuhi adanya permintaan obat steroid di In-donesia.

Pada penelitian mengenai proses fermentasi solasodin untukrnenghasilkan AD dan ADD (29), dibutuhkan metoda analisayang eepat dan akurat untuk dapat mendeteksi produk yangterbentuk dalam campuran hasil fermentasi. Dalam hal inipun,dipilih HPLC karena metoda ini menawarkan banyakkemudahan dan keunggulan.

Untuk menemukan sistim dan kondisi yang coeok bagi suatupernisahan dalam HPLC, dibutuhkan banyak sekali waktu danbahan. Terlihat adanya kepentingan untuk memperkirakanparameter-parameter pemisahan melalui pereobaan pen-dahuluan yang relatif sederhana. Teknik yang dianggap eoeok

untuk keperluan ini adalah TLC (30), karena TLC mudahdikerjakan dan relatif murah. Tambahan pula denganmenggunakan TLC, berbagai kombinasi sistem fasa diam dan.fasa gerak dapat diselidiki seeara simultan, dengan hanyamenggunakan peralatan yang relatif tidak mahal.

Salah satu alasan paling penting dalam memilih TLCsebagai teknik pendahuluan adalah karena rasa diam dan fasagerak pada TLC dan HPLC identik atau sekurang-kurangnya

menit

Gambar 3. Kromatogram pemisahan AD dan ADD

dapat dibandingkan. Dengan demikiart terdapat persesuaianyang eukup banyak pada mekanisme retensi yang merupakandasar pemisahan dari kedua metoda ini.

Transposisi data hasil pemisahan solasodin, AD dan ADDdari pelat TLC pada kolom HPLC telah mulai dieoba (31).Dari 37 komposisi pelarut yang dicobakan untuk pemisahanTLC pada pelat silika, diperoleh delapan komposisi pelarutyang memberikan hasil yang positif. Dari komposisi pelarut inidiambil salah satu komposisi pelarut untuk diaplikasikan padaHPLC yaitu campuran benzen : etil asetat : kloroform(40:80:10). Dengan kondisi pernisahan tersebut, AD dan ADDdapat terpisah dengan resolusi cukup baik (Gambar 3).

Pada saat kondisi pemisahan HPLC zat-zat standar AD danADD ini dicoba diaplikasikan pada contoh campuran hasil fer-mentasi, maka melalui kromatogram yang diperoleh dapatdimonitor pembentukan dari AD, ADD dan senyawa antaralainnya, yang saat ini belum teridentifikasi. Terlihat dari hasilanalisa (Gambar 4) bahwa pada waktu awal fermentasi (Ho)belum terbentuk senyawa apapun. Pada hari kedua (H2) mulaitampak adanya senyawa AD dan senyawa ini terlihat makinjelas pada hari ketiga (H3).

53

Page 5: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

~-e

menitmenit

menit

Gambar 4. Kromatogram campuran hasil [ermentasi solasodine padawaktu awal [ermentasi (HO), hari kedua (H2) dan hariketiga (H3)

Pada hari kelirna (H5) disamping AD, terbentuk pulasenyawa ADD (Gambar 5), sedangkan pada hari: ketujuh

H5

0H7

;;J

'"~~

~ 31

menit

menit

menit

Gambar 5 Kromatogram campuran hasil [ermentasi solasodine padahari kelima (H5), hari ketujuh (H7) dan kesepuluh (H10).

(H7) senyawa ADD menghilang dan digantikan dengansenyawa-l yang terdapat di belakang puncak AD dan ADDPada hari kesepuluh (HIO), baik senyawa AD maupun ADDmenghilang seluruhnya dan digantikan dengan senyawa-2.Pemantauan dari terbentuknya senyawa-senyawa antara ini

54

baru dilakukan secara kualitatif. Pemantauannya secara kuan-titatif merupakan pekerjaan yang perlu dilakukan.

KESIMPULANDalarn mernpclajari proses fermentasi, analisa kimia

memegang peranan yang penting, sarna pentingnya dengantcknik fermentasi itu sendiri. Dukungan metoda analisa yangtepat dan dapat langsung ditcrapkan, memcrlukan studi tcrscn-diri. Teknik kromatografi, dianraranya HPLC rncnawarkanbanyak kemudahan dan keunggulan untuk rnendctcksi produkyang terbentuk sclama proses fermentasi berlangsung.

DAFTAR PUSTAKA1. AT. Karossi, T.I\. l3udiwati dan S.P. Raharti, Cashew apples as a

potential substrate from cashew nut production. for wine andvinegar making, Makalah dipresentasikan pada s'" AustralianBiotechnology Conference, Sydney, 6 - 9 February 1989.

2. T.A Budiwati, S.P. Raharti dan AT Karossi, Konversi sari buahjambu mete menjadi anggur menggunakan berhagai konsentrasidan jenis inokulum, Makalah dipresentasikan pada SeminarNasional PERHIBI VIII, Palembang, 19 - 20 Nopcmher 1988.

3. AS. Pramudi, Skripsi, Universitas Pajajaran, (1988).4. AT. Karossi, AS. Pramudi dan O. Suwaryono, Study on forma-

tion of cashew vinegar, Proceedings of the Food Conference '88,Bangkok, 1988, hal 394.

5. S.P. Raharti, T.A l3udiwati dan AT. Karossi, Fermentasi anggursari buah jambu mete untuk produksi asam cuka, Makalahdipresentasikan pada Seminar Nasional PERlIlfli VIII. Palcm-bang, 19 - 20 Nopemher 1988.

6. T.I\. Budiwati, S.P. Raharti dan I\.T. Karossi, Pengaruh pem-berian gelatin pada fermentasi sari buah jamhu mete terhadapetanol dan asam asetat yang dihasilkan, Proseding Kajian KimiawiPangan II, PAU Pangan Gizi, Universitas Gadjah Mada,Yogyakarta, 1989, hal233

7. S.P. Raharti, TA l3udiwati dan AT Karossi, Fermentasi anggurdan asam asetat skala fermentor 4L dari sari huah jambu mete,Proseding Kajian Kimiawi Pangan II. PAU Pangan Gizi, Univer-sitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 1989, 175

8. Julia Kantasubrata dan AT Karossi, The determination of car-boxylic acids, saccharose and ethanol of fermentation broth 'usingion suppression reversed phase HPLC, Proceedings of the FoodConference '88. Bangkok, 1988. hal 475.

9. Choosing the Right Column Chemistry for CarbohydrateAnalysis, Notes Food & Beverage, Waters Chromatography DivisionMillipore Corporation, 2: 4-6 (1987).

10. Julia Kantasubrata, AT. Karossi dan AS. Pramudi, I1PLC in theanalysis of cashew apple juice fermentation broths, Makalahdipresentasikan pada International Conference: Biotechnologyand Food, Stuttgart, 20 - 24 February 1989.

11. Julia Kantasubrata dan I\.T Karossi, Alternative methods usedfor monitoring cashew-apple fermentation process. Food ForumsProceedings, Chemistry International, I3risbane, 1989, hal 133.

12. Julia Kantasubrata dan AT Karossi, Studi Perbandingan MetodaAnalisa Gula mcnggunakan Tcknik Spektrofotometri dan IIPLC,Makalah dipresentasikan pada Seminar Nasional PERHIBI ke IX,Mcdan, 22 - 24 Januari 1991.

13. Karossi, I\.T., Thelma A dan Linar Z. Udin, Utilization ofAgroindustrial by-product for biosynthesis of oxytetracycline,Makalah dipresentasikan pada Seventh Australian BiotechnologyConference, Melbourne, 25 - 28 Agustus 1986.

14. T.A l3udiwati dan AT Karossi, Pemanfaatan tetes tebu padapembuatan antibiotika oleh Streptomyces rimosus ATCC 33022,l3uletin Limbah Pangan II: 190 -200 (1986)

JKTI Vol. 1NO.2 Juli 1991

Page 6: PENGEMBANGAN METODA ANALISA KIMIA UNTUK …

15. Linar Z. Udin, AT. Karossi dan Thelma A Budiwati, Ok-sitetrasiklin hasil ferrnentasi media tetes tebu oleh Streptomycesrimosus ATCC 33022, Makalah dipresentasikan pada SeminarNasional dan Temu I1miah Himpunan Kimia Indonesia, Surabaya,17 -19 November 1986.

16. AT. Karossi, Thelma A Budiwati dan Linar Z. Udin, Suatu usahaproduksi oksitetrasiklin menggunakan tetes tebu dan bahanturunannya, Makalah dipresentasikan pada Seminar NasionalProduk A1ami Bioaktif, Bandung, 11 - 12 Maret 1987.

17. Linar Z Udin, TA. Budiwati dan AT. Karossi, Sukrosa sebagaikomponen media penumbuh Streptomyces rimosus untuk prod uk-si oksitetrasiklin, Laporan Penelitian 1988/1989, Puslitbang KirniaTerapan - LIP!.

18. Raharti S.P., Skripsi, Institut Teknologi Bandung (1988).19. Mona, Skripsi, Universitas Padjadjaran (1989).20. Sri Handayani, Skripsi, Universitas Indonesia (1989)21. L.Z. Udin, T A. Budiwati, S.P. Raharti dan A.T. Karossi, I'e-

ngaruh konsentrasi asam sitrat pada produksi oksitetrasiklindalam media yang mengandung IIFS, Laporan Pcnelitian1989/1990, Puslitbang Kimia Terapan - LIP!.

22. Thelma A Budiwati, Ar.Kaross.i dan Linar Z.U., Studi pem-buatan oksitetrasiklin pada media tetes dcngan amonium sulfatatau ragi pakan sebagai surnber nitrogen, Buletin Limbah PanganIV: 430-436 (1988).

23. TA. Budiwati dan AT. Karossi, Penggunaan amonium sulfat de-ngan berbagai konscntrasi pada media teres untuk pembentukanantibiotik, Laporan Penelitian 1988/1989, I'uslitbang KimiaTerapan - LIP!.

JKTI Vol. 1NO.2 Juli 1991

24. T.A Budiwati, AT. Karossi dan L.Z. Udin, Utilization of fodderyeast in the medium of molasses for antibiotic production byStreptomyces rirnosus ATCC 33022, Makalah : dipresentasikanpada 8'h International Biotechnology Symposium, Paris, 17 - 22Juli 1988.

25. L.Z. Udin, S.P. Raharti dan AT. Karossi, Pengaruh penambahanmetionin pada biosintesa oksitetrasiklin oleh S.rimosus ATCC33022, Laporan Pcnclitian 1989/W)(), Puslitbang Kimia Terapan -LIP!.

26. Lindajati T.W., Lik Anah dan I1ari Rom II, Pcmbuatan ok-sitetrasiklin skala 4 liter dan 80 liter, Laporan Penelitian1989/1990, Puslitbang Kimia Terapan - LIP!.

27. Evita Does, Julia Kantasubrata dan AT. Karossi, Metoda HPLCdan Spektrofotometer untuk monitoring hasil fermentasi tetrasik-lin, Makalah dipresentasikan pada Seminar Nasional PERHIBI keIX, Medan, 22 - 24 Januari 1991.

28. Kim H.S., Choi CK, Park Y.I!., Determination of cholesterol andits fermentation products by HPLC, J. Chromo 398: 372 - 374(1987) .

29. T.A Budiwati, S.Pujiraharti, J. Kantasubrata, AT. Karossi,Biokonversi steroid oleh Mycobacterium phlei DSM 43286,Laporan intern P3KT-LIPI, 1991

30. Jost W., Hauck H.E., Eisenbeif3 F., Thin Layer Chromatographyas a pilot technique for transfering retention data to HPLC, Kon-takte 3: 45 (1984).

31. Loyniwati, Julia Kantasubrata, AT. Karossi, Syafsir Akhlus,Transposisi data dari pclat KIT pada kolom KCKT. LaporanIntern.