BIOSOLUBILISASI BATUBARA HASIL IRADIASI GAMMA

DALAM BERBAGAI DOSIS OLEH KAPANG Penicillium sp.

ASTRI ANA

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2010 M/1431 H

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur dengan tulus dipersembahkan kehadirat Allah SWT. Dia-lah

Tuhan yang menurunkan agama melalui Wahyu yang disampaikan kepada Rasul

pilihan-NYA Muhammad SAW. Melalui agama ini terbentang luas jalan lurus

yang dapat mengantar manusia kepada kehidupan di dunia. Atas berkah dan

Hidayah-NYA penulis dapat membuat dan menyelesaikan skripsi ini. Tidak lupa

pula shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW,

semoga kita tetap beristiqamah mengikuti ajarannya.

Skripsi ini berjudul “Biosolubilisasi Batubara Hasil Iradiasi Gamma

Dalam Berbagai Dosis Oleh Kapang Penicillium sp.”, yang disusun dengan tujuan

untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana sains (S1) pada program studi

Biologi Fakultas Sains dan Teknologi di Universitas Islam Negeri Syarif

Hidayatullah Jakarta.

Dalam kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan banyak terimakasih

kepada pihak-pihak yang telah memberikan bantuannya baik berupa material

maupun moril. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih

sebesar-besarnya kepada:

1. DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. DR. Lily Surayya Eka Putri, M,Env, Stud selaku Ketua Program Studi Biologi

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

ii

3. Priyanti, M.Si selaku Sekretaris Jurusan Program Studi Biologi UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta.

4. Irawan Sugoro, M.Si dan Megga Ratnasari Pikoli, M.Si selaku Dosen

Pembimbing. Penulis mengucapkan banyak terimakasih atas kesediaan dan

kesabaran Bapak dan Ibu dalam menuntun, membimbing, serta nasihat yang

membangun semangat dan pendirian penulis selama berlangsungnya penelitian.

5. Dra. Nani Radiastuti, M.Si dan Reno Fitri, M.Si selaku dosen penguji,

terimakasih penulis ucapkan atas saran, masukan, serta nasihat yang

membangun semangat bagi penulis.

6. Ayah dan Mama tersayang dan tercinta yang selalu membuat penulis semangat,

terimakasih atas doa dan dukungannya, kasih sayang, kesabaran, kepercayaan,

pengertian, motivasinya, dan juga materi yang diberikan kepada anakmu ini

yang belum dapat membahagiakan dan mewujudkan impian kalian. “Ayah

tetesan keringatmu selalu membuatku semangat dan bangkit akan hidup disaat

aku sedang merasa gagal, Mama kelelahanmu membuatku selalu ingin menjadi

yang lebih baik lagi dalam kehidupan. Kalian adalah bagian dari jiwaku dan

harta yang paling berharga bagiku saat ini dan untuk selamanya, semoga Allah

selalu menyertai kalian dan memberikan kesehatan selalu untuk kalian. Amin..

Tak lupa pula ucapan terimakasih dan ucapan tersayang kepada kakakku Uwie

yang baik hatinya, Ade-adeku Dinda, Bilal, Fira, dan Alung, dan untuk seluruh

keluarga besar ku, aba dan umiku, tante-tanteku (Ci Tata, Tante, dan Ci Yanti),

pamanku, dan lain-lain yang tak bisa disebutkan satu persatu.

iii

7. Untuk yang terspesial Abang Ryan yang selalu ada untukku, yang

menemaniku dengan penuh kesabaran dan kasih sayang. Terimakasih banyak

ku ucapkan untuk semua nasehat, masukan, saran, dan ketulusan hatimu

untukku.Kasih sayangmu tak akan ku lupakan.

8. Saudaraku Eka dan mama eka di Mamuju, Sulawesi Selatan.

9. Sahabatku di SMA yang selalu setia dan kusayangi Yora, Ulan, Rara, Amel,

dan Marzukoh yang selalu kurindukan serta sahabatku dari kecil Diah dan

Dian yang selalu membuatku tersenyum dan bahagia.

10. Teman-teman Biologi angkatan 2006 yang tercinta yaitu; Nita (Cinta) yang

selalu baik hati, sabar, serta memotivasiku, Hera yang selalu memberikan

nasehat untuk kemajuanku dan kebahagiaanku, Fitri dan Anggi yang selalu

buat aku rindu, Nana yang selalu membuatku bahagia dan selalu ngangenin,

Lidia yang membuatku nyaman, Zihan yang baik hati dan suka menolong,

Nunung yang buat aku mengerti arti teman, Apdus yang selalu memberi

informasi dan baik hati, Adeng dan Iis yang rendah hati, dan teman-temanku

yang lainnya yang penulis tidak dapat sebutkan satu persatu, terimakasih atas

dukungan, perhatian, kebaikan, kasih sayang, nasihat, kesediaan, kepeduliaan,

dan cinta kasih yang telah kalian berikan. Sampai kapanpun silahturahmi dan

doa kita jangan pernah terputus walaupun dipisahkan oleh jarak dan waktu.

Terimakasih kalian sudah menemaniku dalam susah maupun senang.

11. Untuk Yelvi, Mitha, Rizka, dan Dede yang selama penelitian ditempat yang

sama walaupun jarang bertemu, penulis ucapkan banyak terimakasih.

iv

12. Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya untuk kak Melly atas kebaikan dan

ketulusan hatinya, dukungan serta informasi-informasi yang dibutuhkan yang

diberikan kepada penulis, Love u Kak…. Untuk kak Amy, kak Tiwi, kak Evi,

dan kak Bahri serta semua kakak-kakak yang tidak bisa saya sebutkan,

terimakasih atas kebaikan dan informasi yang telah diberikan.

13. Pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu karena

keterbatasan ruang, hanya Allah yang dapat membalasnya. Amin…

Demikianlah penyusunan laporan ini, disadari sepenuhnya bahwa laporan ini

masih jauh dari kesempurnaan, baik dari segi isi, dan metodologi penulisan.

Untuk itu saran dan kritik dari pembaca yang bersifat membangun sangat penulis

harapkan guna penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga

skripsi ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi penulis, tetapi juga bagi pembaca

pada khususnya untuk menambah wawasan, pengetahuan serta informasi dari

skripsi ini.

Jakarta, 20 Mei 2010

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR……..……………………………………………... i

DAFTAR ISI ……………………………………………………………... v

DAFTAR TABEL….…………………………………………………….. viii

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………….. ix

DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………… x

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang……………………………………………………….. 1

1.2. Perumusan Masalah…………...……………………………………… 4

1.3. Hipotesis……………………………………………………………… 4

1.4. Tujuan Penelitian…………………………………………………….. 4

1.5. Manfaat Penelitian…………………………………………………… 5

1.6. Kerangka Berpikir…………………………………………………… 5

BAB II . TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Batubara………………………………………………………………. 6

2.1.1.Pembentukan Batubara………………………………………… 7

2.1.2. Klasifikasi Batubara…………………………………………… 9

2.1.3. Batubara di Indonesia…………………………………………. 13

2.1.4. Biosolubilisasi Batubara………………………………………. 15

2.2.Kapang………………………………………………………………… 17

2.3.Kapang Penicillium sp. ……………………………………………….. 20

2.4. Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang………………………..……… 22

2.5.Iradiasi Gamma………….…………………………………………….. 26

2.6. Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (GCMS).................................. 27

vi

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat…………………………………………………… 31

3.2. Alat dan Bahan….……………………………………………………. 31

3.3. Prosedur Kerja….…………………………………………………..... 32

3.3.1. Persiapan dan Sterilisasi Alat………………………………… 32

3.3.2. Persiapan Serbuk Batubara……………………………………. 32

3.3.3. Iradiasi Batubara Dengan Sinar Gamma…………….………… 33

3.3.4. Pembuatan Medium Potato Dextrose Agar…………………… 33

3.3.5. Pembuatan Medium Minimal Salt (MMS)…………………… 33

3.3.6. Pembuatan Medium Potato Dextrose Agar Medium Minimal

(PDAM)……………………………………………………….. 34

3.3.7. Pembuatan Medium Minimal Salt Sucrose (MMSS)………… 34

3.3.8. Kultur Isolat Kapang Penicillium sp. ………………………… 34

3.3.9. Biosolubilisasi Batubara…………………………………….. 35

3.3.10.Pengukuran pH, Solubilisasi, dan Kolonisasi Miselia

Kapang……………………………………………………….. 35

3.3.10.1. Pengukuran pH…………………………………….. 35

3.3.10.2. Solubilisasi Batubara……………………………….. 36

3.3.10.3. Kolonisasi Miselia Kapang Batubara……………….. 36

3.3.11. Analisis Aktivitas Enzim……………..………………………… 37

3.3.12. Analisis Hasil Solubilisasi Batubara Oleh Kapang Penicillium

sp. Dengan Menggunakan GC-MS…………………………… 37

3.3.13. Analisis Data………………………………………………….. 38

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Kolonisasi Kapang Penicillium sp. Pada Substrat Batubara…………... 39

4.2. Nilai pH Medium Solubilisasi Batubara................................................. 42

4.3. Aktivitas Enzim Hasil Biosolubilisasi Batubara..................................... 46

4.4. Absorbansi Solubilisasi Pada Panjang Gelombang 250 nm

dan 450 nm............................................................................................. 49

vii

4.5. Hasil Identifikasi Senyawa Hasil Solubilisasi Kapang Penicillium sp.

Pada analisis GC-MS………………………………………………… 53

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan………………………………………………………….. 59

5.2. Saran………………………………………………………………… 59

DAFTAR PUSTAKA………..……………………………………………. 60

LAMPIRAN………………………………………………………………..64

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kandungan Unsur Karbon, Hidrogen, dan Oksigen

Pada Tahap Pembentukan Batubara…............................................ 6

Tabel 2. Bahan Mineral Yang Terdapat Dalam Batubara………………… 13

Tabel 3. Produksi dan Pemasaran Batubara di Indonesia……..…………… 15

Tabel 4. Enzim Ekstraseluler Pendegradasi Lignin Dari Kapang…………. 25

Tabel 5. Komposisi Medium Biosolubilisasi Batubara Oleh Penicillium sp.

.…………………………………………………………………… 32

Tabel 6. Perlakuan Biosolubilisasi Batubara Oleh Penicillium sp. ……… 35

Tabel 7. Senyawa Hasil GC-MS…………………………………………… 56

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Periode Pembentukan Jenis-jenis Batubara............................... 8

Gambar 2. Batubara Antrasit….……..……………………………………. 10

Gambar 3. Batubara Bituminus…………………………………………… 11

Gambar 4. Batubara Subbituminus………………………………………. 11

Gambar 5. Batubara Lignit………………………………………………… 12

Gambar 6. Peta Persebaran Cadangan Batubara di Indonesia……………. 14

Gambar 7. Batubara Cair………………………………………………….. 16

Gambar 8. Penicillium sp. ………………………………………………… 20

Gambar 9. GC-MS Shimadzu....................................................................... 28

Gambar 10. Interaksi antara batubara dengan kapang Penicillium sp.

dalam periode inkubasi dan dosis tertentu………………… 41

Gambar 11. Nilai pH Pada Berbagai Variasi Dosis Batubara....................... 44

Gambar 12. Absorbansi Aktivitas Enzim Hasil Biosolubilisasi

Batubara Pada Dosis Yang Berbeda.......................................... 47

Gambar 13. Absorbansi Pada Panjang Gelombang 250 nm Hasil

Solubilisasi Pada Berbagai Dosis Yang Berbeda…………….. 51

Gambar 14. Absorbansi Pada Panjang Gelombang 450 nm Hasil

Solubilisasi Pada Berbagai Dosis Yang Berbeda…………….. 52

Gambar 15. Produk Biosolubilisasi Batubara Pada Dosis Yang Berbeda

Oleh Kapang Penicillium sp. Hasil Analisis GC-MS……….. 57

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Komposisi Medium………………………………………….. 64

Lampiran 2. Skema Penelitian……………………………………………. 65

Lampiran 3. Uji Biosolubilisasi Batubara.................................................... 66

Lampiran 4. Uji Statistik Anova.................................................................. 67

Lampiran 5.Hasil Pengamatan Biosolubilisasi Batubara ........................... 68

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Minyak bumi merupakan Sumber Daya Alam (SDA) yang tidak dapat

diperbaharui, sedangkan kebutuhan manusia terhadap sumber daya energi akan

terus mengalami peningkatan seiring dengan berkembang pesatnya sektor industri,

transportasi dan perumahan. Telah diketahui bahwa tingkat produksi minyak bumi

di Indonesia sebesar 390 juta ton per tahun. Diperkirakan produksinya hanya

dapat bertahan dalam 11 tahun ke depan saja (Beyond Petroleum, 2006).

Menurut laporan Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2008),

potensi sumber daya batubara di Indonesia pada akhir tahun 2008 sebanyak 105

miliar ton. Potensi sumber daya batubara di Indonesia sangat melimpah, terutama

di Pulau Sumatera dengan kualitas yang rendah yaitu seperti lignit (batubara

muda) dan subbituminus. Oleh karena itu, batubara merupakan sumber energi

pilihan yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai bahan bakar utama.

Minyak bumi dan batubara memiliki kesamaan yaitu mengandung senyawa

karbon (Sebayang et al., 2008).

Salah satu usaha alternatif yang dilakukan adalah mengolah batubara padat

menjadi bahan bakar cair (BBC). Beberapa teknologi telah dilakukan untuk

mengolah batubara menjadi energi alternatif, dua cara yang dipertimbangkan

dalam hal ini adalah likuifikasi (pencairan) dan gasifikasi (penyubliman) batubara

(Calvin, 2007). Pada umumnya metode yang digunakan dalam proses pencairan

2

batubara adalah dengan metode kimia dan fisika (Natural Resources Defense

Council, 2007). Berdasarkan data statistik energi dunia, pengolahan batubara

dengan metode tersebut menghasilkan 40% dari total emisi gas rumah kaca dunia.

(International Energy Agency, 2006). Untuk itu, perlu dikembangkan suatu

teknologi pengolahan batubara menjadi energi alternatif dengan meminimalisasi

emisi gas rumah kaca. Metode yang bisa dikembangkan dalam pencairan

(liquifikasi) batubara adalah penggunaan mikroorganisme. Istilah tersebut dikenal

dengan biosolubilisasi.

Beberapa jenis fungi yang mampu mengubah batubara padat menjadi

produk cair yang lebih ekonomis karena tidak membutuhkan tekanan dan

temperatur yang tinggi, serta lebih ramah lingkungan. Cara yang digunakan dalam

biosolubilisasi ini adalah dengan memanfaatkan jamur indigenous. Sejumlah

strain jamur diketahui berinteraksi dengan batubara kualitas rendah, melalui

proses ekstraselular untuk menghasilkan medium yang lebih gelap selama proses

kultur (Cohen et al., 1990).

Menurut Kuraesin et al. (2009), kapang Penicillium sp. merupakan salah

satu kapang terseleksi yang dapat mencairkan batubara. Hasil yang didapatkan

dalam penelitiannya adalah nilai absorbansi batubara yang terlarut berbanding

terbalik dengan pH, jika pH menurun maka nilai absorbansi mengalami kenaikan.

Kapang Penicillium sp. memiliki kemampuan untuk mendegradasi batubara

karena aktivitas enzim lignoselulasenya (Cohen et al., 1990). Enzim tersebut

mampu mendegradasi polimer organik yang berasal dari karbohidrat dan

lignoselulosa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang menyusun

3

batubara (Hatakka, 2001). Pemanfaatan kapang Penicillium sp. akan memudahkan

saat pengaplikasian, karena kapang tersebut secara alami telah teradaptasi dengan

substrat batubara.

Dalam penelitian ini digunakan pemanfaatan teknik nuklir yaitu iradiasi

gamma untuk meningkatkan solubilisasi. Iradiasi gamma merupakan sebuah

bentuk iradiasi pengion yang lebih menembus ke dalam suatu substrat daripada

iradiasi alfa atau beta. Tujuan iradiasi adalah untuk membantu memecah senyawa

kompleks menjadi senyawa sederhana (Rahayu et al., 2009), sehingga diharapkan

hasil solubilisasi batubara menjadi lebih sempurna. Dosis iradiasi gamma yang

dipakai dalam penelitian ini adalah dosis 0 kGy, 5 kGy, 10 kGy, dan 20 kGy.

Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Selvi et al. (2006), menggunakan

dosis 20 kGy dengan hasil bahwa dosis tersebut dapat mempercepat degradasi

produk biosolubilisasi batubara. Akan tetapi, diantara dosis iradiasi gamma yang

dipakai dalam penelitian ini belum diketahui dosis mana yang paling optimal

untuk biosolubilisasi batubara. Dengan demikian tujuan dari penelitian ini adalah

untuk memperoleh dosis yang terbaik dari iradiasi gamma dalam pencairan

batubara. Diharapkan hasil produk biosolubilisasi batubara ini dapat memperoleh

metode produksi batubara yang mampu mendegradasi batubara untuk

menghasilkan senyawa yang berpotensi sebagai bahan bakar serta dapat

meningkatkan kualitas batubara.

4

1.2. Perumusan Masalah

1. Berapakah dosis iradiasi gamma yang terbaik dalam mempercepat degradasi

proses biosolubilisasi batubara oleh kapang Penicillium sp.?

2. Apakah produk batubara cair hasil biosolubilisasi kapang Penicillium sp. dari

batubara subbituminus hasil iradiasi gamma dapat digunakan sebagai energi

alternatif?

1.3. Hipotesis

1. Terdapat satu dosis yang terbaik dari hasil iradiasi gamma dalam

mempercepat degradasi proses biosolubilisasi batubara oleh kapang

Penicillium sp.

2. Produk batubara cair hasil biosolubilisasi kapang Penicillium sp. dari batubara

subbituminus dengan pemanfaatan iradiasi gamma dapat digunakan sebagai

energi alternatif.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mencari dosis yang terbaik dari hasil iradiasi gamma dalam

mensolubilisasikan batubara.

2. Mengetahui karakteristik produk batubara hasil biosolubilisasi kapang

Penicillium sp. dari batubara subbituminus sehingga dapat ditentukan

fungsinya sebagai energi alternatif.

5

1.5. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi dan pengetahuan tentang

penggunaan dosis yang terbaik (optimal) hasil iradiasi gamma terhadap batubara

dan proses biosolubilisasinya menggunakan kapang Penicillium sp.

1.6. Kerangka Berpikir

Kebutuhan masyarakat terhadap

minyak bumi yang semakin bertambah

Melimpahnya cadangan batubara

di Indonesia dengan kualitas rendah

Biosolubilisasi batubara

untuk meningkatkan kualitas

Iradiasi gamma dengan dosis Kapang Penicillium sp.

O kGy, 5 kGy, 10 kGy, dan 20 kGy

Batubara cair

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batubara

Batubara didefinisikan sebagai batuan sedimen yang berasal dari material

organik (organoclastic sedimentary rock), dapat dibakar dan memiliki kandungan

utama berupa karbon, hidrogen, dan oksigen. Secara proses, batubara adalah

lapisan yang merupakan hasil akumulasi tumbuhan dan material organik pada

suatu lingkungan pengendapan tertentu, sehingga menghasilkan peringkat dan tipe

tertentu (Haris, 2009). Oleh karena itu, batubara termasuk dalam kategori bahan

bakar fosil. Proses yang mengubah tumbuhan menjadi batubara disebut dengan

pembatubaraan (coalification).

Tabel 1. Kandungan Unsur Karbon, Hidrogen, dan Oksigen Pada Tahap

Pembentukan Batubara

Bahan C % H % O %

Kayu (Wood) 50 6 44

Gambut (Peat) 55 – 60 5.5 – 6.5 30 – 40

Lignit

(Brown Coal )

60 – 70 5.0 – 6.0 20 – 30

Bituminus

(Hard Coal)

75 – 90 4.5 – 5.5 5 – 15

Antrasit 90 – 96 2.0 – 4.5 2 – 5

Kandungan karbon, hidrogen, dan oksigen yang terkandung dalam

batubara dapat dilihat pada Tabel 1. Batubara antrasit mempunyai kandungan

karbon yang sangat tinggi dibandingkan pada tahap sebelumnya sehingga

batubara antrasit menjadi lebih keras dan berwarna hitam pekat, sedangkan

7

kandungan oksigen lebih rendah. Hal tersebut dipengaruhi oleh tekanan dan

temperatur pembentukan batubara yang terjadi (Kentucky Geological Survey,

2006).

Batubara secara umum adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat

fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk.

Analisa unsur memberikan rumus formula empiris seperti C137H97O9NS untuk

bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit, selain itu batubara juga diartikan

sebagai sisa tumbuhan dari zaman prasejarah yang berubah bentuk yang awalnya

berakumulasi di rawa dan lahan gambut. Batubara adalah batuan yang mudah

terbakar yang lebih dari 50% -70% berat volumenya merupakan bahan organik

yang merupakan material karbonat (Speight, 1994).

2.1.1. Pembentukan Batubara

Periode pembentukan karbon atau batubara (Carboniferous Period)

dikenal sebagai zaman batubara pertama yang berlangsung antara 360 juta sampai

290 juta tahun yang lalu. Mutu dari setiap endapan batubara ditentukan oleh suhu

dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas

organik’. Proses awal pembentukan batubara adalah gambut (peat) yang

kemudian berubah menjadi lignit (batubara muda) atau batubara coklat. Batubara

muda adalah batubara dengan jenis maturitas organik rendah. Dibandingkan

dengan batubara jenis lainnya, batubara muda agak lembut dan warnanya

bervariasi dari hitam pekat sampai kecoklat-coklatan. Setelah mendapat pengaruh

suhu dan tekanan terus menerus selama jutaan tahun, maka batubara muda akan

8

mengalami perubahan yang secara bertahap dengan menambah maturitas

organiknya, sehingga mengubah batubara muda menjadi batubara subbituminus.

Periode pembentukan jenis-jenis batubara dapat dilihat pada Gambar 1. Perubahan

kimia dan fisika terus berlangsung hingga batubara menjadi lebih keras dan

warnanya lebih hitam sehingga membentuk bituminus atau antrasit yang

merupakan jenis batubara dengan kualitas yang tinggi (Kentucky Geological

Survey, 2006).

Gambar 1. Periode Pembentukan Jenis-jenis Batubara

(Kentucky Geological Survey, 2006)

Proses pembentukan batubara secara umum dikenal terdiri dari dua tahap

yaitu tahap biokimia (penggambutan) dan tahap geokimia (pembatubaraan).

Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap di mana sisa-sisa tumbuhan

yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi reduksi di daerah rawa dengan sistem

pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman 0,5 – 50 meter.

Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan H, N, O, dan C dalam bentuk

9

senyawa karbondioksida, air, dan asam nitrat untuk menjadi humus. Selanjutnya

oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah menjadi gambut (Speight, 1994).

Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan gabungan proses biologi,

kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang

menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari

gambut (Kentucky Geological Survey, 2006). Pada tahap ini prosentase karbon

akan meningkat, sedangkan prosentase hidrogen dan oksigen akan berkurang.

Proses ini akan menghasilkan batubara dalam berbagai tingkat kematangan

material organiknya mulai dari lignit, subbituminus, bituminus, semi antrasit,

antrasit, hingga meta antrasit.

2.1.2. Klasifikasi Batubara

Faktor tumbuhan purba yang jenisnya berbeda-beda sesuai dengan zaman

geologi dan lokasi tempat tumbuh dan berkembangnya, ditambah dengan lokasi

pengendapan (sedimentasi) tumbuhan, pengaruh tekanan batuan dan panas bumi

serta perubahan geologi yang berlangsung akan menyebabkan terbentuknya

batubara yang jenisnya bermacam-macam. Oleh karena itu, karakteristik batubara

berbeda-beda sesuai dengan lapangan batubara (coal field) dan lapisannya (coal

seam) (Tekmira, 2005).

Secara umum batubara diklasifikasikan menjadi empat tipe utama

berdasarkan kandungan karbon, yaitu batubara antrasit, bituminus, subbituminus,

dan lignit, sedangkan gambut (peat) biasanya tidak diklasifikasikan sebagai

batubara, sehingga tidak dimasukkan ke dalam tipe batubara (Speight, 1994).

10

Batubara antrasit merupakan batubara yang memiliki rumus molekul

C240H90O4NS, dikenal memiliki tampilan yang hitam mengkilat seperti permukaan

logam. Kandungan karbonnya mencapai 80-96 % dengan kadar air kurang dari

8% dari beratnya sehingga dapat menghasilkan energi paling tinggi dari jenis

batubara lainnya, yaitu mencapai 20-28 juta British thermal unit (Btu)/ton.

Meskipun sulit dibakar, pembakaran batubara antrasit tergolong pembakaran yang

sangat bersih dan bebas asap. Antrasit merupakan golongan batubara yang tinggi

(Tekmira, 2005).

Gambar 2. Batubara Antrasit (Myles, 2008 )

Batubara bituminus berwarna hitam dengan komposisi air sangat kecil,

mengandung bahan yang mudah menguap seperti sulfur yaitu sekitar 15-20 %,

yang memiliki rumus molekul C137H97O9NS, kandungan karbonnya sebanyak

45-80 %, dan berkadar air 8-10% dari beratnya dan energi hasil pembakarannya

mencapai 19-32 juta Btu/ton. Hasil pembakaran batubara bituminus berupa api

berwarna kuning yang berasap dan berabu. Sebagian besar penggunaan batubara

bituminus ditujukan untuk pembangkit listrik dan dikonversi menjadi arang (coke)

yang digunakan dalam industri baja. Bituminus merupakan kelas batubara yang

paling banyak ditambang di Australia (Tekmira, 2005).

11

Gambar 3. Batubara Bituminus (Departement of Geosciences, 2009)

Batubara subbituminus berwarna hitam dengan kandungan karbon sebesar

35-45 %, banyak mengandung air, dan merupakan energi yang dihasilkan berkisar

antara 16-24 juta Btu/ton. Jika dibandingkan dengan batubara bituminus, batubara

subbituminus menghasilkan pembakaran yang lebih bersih karena kandungan

sulfurnya yang lebih rendah, selain itu juga menghasilkan sumber panas yang

kurang efisien dibandingkan dengan bituminus (Tekmira, 2005).

Gambar 4. Batubara Subbituminus (Farland, 2008)

Batubara lignit merupakan jenis batubara yang secara geologis tergolong

jenis batubara paling muda, memiliki warna yang bervariasi mulai dari cokelat

hingga hitam kecokelatan. Lignit sebagian besar terdiri dari material kayu kering

12

yang terkena tekanan tinggi dan merupakan batubara yang sangat lunak.

Kandungan karbon berkisar antara 20-35 % dari beratnya dan energi yang

dihasilkan berkisar antara 9-17 Btu/ton. Kandungan airnya lebih tinggi (35-75%)

daripada batubara subbituminus sehingga perlu dikeringkan terlebih dahulu

sebelum dibakar. Sebagian besar lignit digunakan untuk keperluan pembangkit

listrik (Tekmira, 2005).

Gambar 5. Batubara Lignit (Departement of Geosciences, 2009)

Bahan mineral di dalam batubara berasal dari unsure anorganik yang terdapat

dalam tumbuhan pembentuk batubara dan dari bahan mineral yang berasal dari

luar yang tergabung dalam proses pembentukan batubara. Jumlah dan tipe mineral

yang ditemukan dalam batubara sangat bervariasi, bergantung pada sejarah

pembentukan batubara tersebut. Mineral yang ditemukan dalam jumlah yang

melimpah adalah clay mineral dengan illite, kaolinite, dan montmorillonite yang

merupakan jenis yang sering ditemukan (Speight, 1994). Mineral utama yang

ditemukan dalam batubara dapat diklasifikasikan sebagai shale, kaolin, sulfida,

karbonat, klorida atau accessory mineral (Indahwati, 2009).

13

Beberapa kelompok mineral yang terkandung dalam batubara dapat dilihat

pada tabel berikut ini.

Tabel 2. Bahan Mineral Yang Terdapat Dalam Batubara

Kelompok Senyawa Formula

Shale Muscovite

Hydromuscobite

Illite

Montmorillonite

KAl3Si3O10 (OHF)2

(AlSi)8O20 (OHF)4

(HO)4K2(Si6Al2) Al4O20

Na2 (AlMg)Si4O110(OH)2

Kaolin Kaolinite

Livesite

Metahallolysite

Al2(Si2O5)(OH)4

Al2(Si2O5)(OH)4

Al2(Si2O5)(OH)4

Sulfida Pyrite

Marcasite

FeS2

FeS2

Karbonat Ankerite

Calcite

Dolomite

Siderite

CaCO3. (Mg,Fe,Mn) CO3

CaCO3

CaCO3. MgCO3

FeCO3

Klorida Sylvire

Halite

KCl

NaCl

Accessory mineral Quartz

Feldspar

Garnet

Hornblende

Gypsum

Apatite

Zircon

Epidote

Biotite

Augite

Pro Chloride

Diaspore

Lepidocrocite

Magnetite

Kyanite

SiO2

(K,Na)2O.Al2O3.6SiO2

3CaO.Al2O3.SiO2

CaO.3FeO.4SiO2

CaSO4.2H2O

9CaO.3P2O5.CaF2

ZrSiO4

4CaO.3Al2O3.6SiO2.H2O

K2O.MgO.Al2O3.3SiO2.H2O

CaO.MgO.2SiO2

2FeO.2MgO.Al2O3.2SiO2.2H2O

Al2O3.H2O

Fe2O3.H2O

Fe3O4

Al2O3.SiO2

2.1.3. Batubara di Indonesia

Di Indonesia, endapan batubara yang bernilai ekonomis terdapat di

cekungan Tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda (termasuk Pulau

14

Sumatera dan Kalimantan), pada umumnya endapan batubara ekonomis tersebut

dapat dikelompokkan sebagai batubara berumur Eosen atau sekitar Tersier Bawah

(kira-kira 45 juta tahun yang lalu) dan Miosen atau sekitar Tersier Atas (kira-kira

20 juta tahun yang lalu) (Indonesian Coal Mining Association, 1998). Persebaran

cadangan batubara di Indonesia dapat dilihat pada Gambar 6. Pada gambar

tersebut dapat terlihat bahwa cadangan batubara di Indonesia yang paling banyak

adalah di Sumatera dan Kalimantan.

Gambar 6. Peta Persebaran Cadangan Batubara di Indonesia

(Indonesian Coal Mining Association, 1998)

Data Statistik Beyond Petroleum (2006) mengatakan bahwa, Indonesia

saat ini hanya memiliki cadangan yang relatif terbatas, yaitu sebesar 4.968 juta ton

atau 0,55% dari total cadangan batubara dunia. Dengan tingkat produksi mencapai

120 juta ton per tahun, diperkirakan batubara di Indonesia dapat diproduksi

selama 41,43 tahun.

15

Data pada Tabel 3, dapat terlihat bahwa pada tahun 2007 dan 2008,

menunjukkan produksi tambang skala kecil ini dapat mencapai 2 juta ton dengan

harga jual internasional US $ 70-90 per ton (Firmansyah, 2010).

Tabel 3. Produksi dan Pemasaran Batubara Indonesia

Pelaku

Produksi (juta ton) Pemasaran (juta ton)

Usaha 2007 2008 2007 2008

Domestik Ekspor Domestik Ekspor

BUMN 8,609 10,138 6,879 3,808 7,980 4,079

PKP2B 167,243 176,998 38,603 132,429 40,525 135,289

KP& KUD 2,939 1,527 0,708 3,812 0,521 1,151

Total 178,791 188,663 46,190 140,049 49,020 140,519

Keterangan:

KP : Kepemilikan Kuasa Pertambangan

PKP2B: Perjanjian Karya Pengusahaan Pertambangan Batubara

2.1.4. Biosolubilisasi Batubara

Menurut Crawford and Gupta (1990), biosolubilisasi adalah proses

pelarutan batubara dalam suatu medium dengan bantuan mikroorganisme.

Biosolubilisasi dapat berupa upaya untuk mencairkan batubara yang nantinya

dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak bumi. Disamping untuk

mencairkan batubara, biosolubilisasi dapat pula digunakan untuk mengurangi

kandungan sulfur atau logam toksik pada batubara.

Terdapat beberapa jenis mikroorganisme dari jenis bakteri maupun fungi

yang dapat mengubah batubara padat menjadi produk cair, dengan minimalisasi

hilangnya kandungan energi total awal. Proses pencairan dengan memanfaatakan

16

mikroorganisme dikenal dengan biosolubilisasi atau bioliquifaksi. Sejumlah strain

jamur dan bakteri filamentous diketahui berinteraksi dengan batubara kualitas

rendah, melalui proses ekstraselular untuk menghasilkan medium yang lebih gelap

selama proses kultur atau cairan gelap pada permukaan batubara ketika

ditumbuhkan pada permukaan kultur agar (Crawford and Gupta, 1990).

Fungi yang dapat dimanfaatkan untuk proses biosolubilisasi ini diantaranya

Polyporus versicolor, Trametes versicolor, Penicillium, Streptomyces,

Phaerochaete chrysosporium, Candida sp., dan Cunninghamella sp. Pencairan

batubara dengan metode biologi relatif dapat menekan biaya operasional karena

tidak dilakukan dalam tekanan dan temperatur yang tinggi serta lebih ramah

lingkungan karena tidak menghasilkan produk sampingan yang berbahaya (Cohen

et al., 1990).

Batubara

padat yang

terlarut

Gambar 7. Batubara Cair (Dokumen Pribadi, 2010)

Batubara cair seperti yang terlihat pada Gambar 7, dihasilkan dari proses

biosolubilisasi dengan menggunakan mikroorganisme. Proses biosolubilisasi

17

adalah berupa campuran senyawa yang larut dalam air, senyawa polar dengan

berat molekul yang relatif tinggi. Tanpa adanya air atau pelarut yang cocok,

produk yang dihasilkan tetap padat. Kebanyakan mikroorganisme membutuhkan

gula untuk media pertumbuhannya (Liu et al., 1990).

Biosolubilisasi batubara dengan bantuan mikroorganisme dapat

menghasilkan produk yang biasanya setara dengan komponen minyak bumi.

Produk biosolubilisasi yang setara dengan senyawa yang terdapat dalam bensin

mempunyai rantai atom karbon yang pendek yaitu C4 sampai C12, sedangkan

untuk komponen minyak solar mempunyai atom karbon C8 sampai C25 (American

Petroleum Institute, 2001). Menurut Laboratorium Pangan PLT UIN Jakarta

(2009), senyawa solar adalah senyawa yang mempunyai rantai karbon C10 sampai

C13 dengan senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya berupa n-Dekana

(C10H22), Trans-Decahidronapthalen, Undekana (C11H24), N-Dodekana (C12H26),

dan Trigekana (C13H28).

2.2. Kapang

Kapang merupakan organisme multiseluler, eukariotik, tidak berklorofil,

dinding selnya tersusun dari kitin, bersifat heterotrof, menyerap nutrien melalui

dinding selnya, mengeksresikan enzim ekstraseluler ke lingkungan, menghasilkan

spora atau konidia, bereproduksi seksual dan atau aseksual. Tubuh kapang terdiri

dari hifa. Hifa berfungsi menyerap nutrien dari lingkungan serta membentuk

struktur reproduksi. Hifa adalah suatu struktur berbentuk tabung menyerupai

seuntai benang panjang yang terbentuk dari pertumbuhan spora atau konidia.

18

Kumpulan hifa yang bercabang-cabang membentuk suatu jala dan umumnya

berwarna putih disebut miselium. Ada beberapa kapang dengan miselia longgar

atau seperti bulu kapas sedangkan yang lainnya kompak. Penampakan miselia ada

yang seperti beludru (velvet) pada permukaan atasnya, beberapa kering seperti

bubuk (powdery), dan basah atau memiliki massa seperti gelatin (Hidayat et al.,

2006).

Diameter hifa kapang umumnya tetap, yaitu berkisar 3-30µm dan ukuran

diameter tersebut dapat juga dipengaruhi oleh keadaan lingkungan. Hifa yang tua

mempunyai tebal berkisar antara 100-150µm sedangkan tebalnya pada bagian

apeks kurang lebih 50µm. Hifa yang telah tua mempunyai tambahan bahan pada

dinding selnya yaitu senyawa melanin dan lipid. Komponen penting dalam

dinding sel sebagian besar fungi adalah kitin, suatu polisakarida yang merupakan

komponen utama dari kerangka luar serangga dan arthropoda lainnya. Kitin

adalah polimer linier dari N-asetil-glukosamin yang subunitnya dihubungkan oleh

ikatan β-(1,4)-glukosida (Gandjar et al., 2006).

Pada umumnya, kapang mengekskresikan enzim ekstraselular ke

lingkungan untuk mengurai komponen-komponen kompleks pada substrat

menjadi komponen-komponen sederhana yang dapat dengan mudah diserap

kapang untuk mensintesis berbagai bagian sel dan sebagai sumber energinya.

Keberadaan kapang pada suatu substrat dapat diketahui dengan adanya perubahan

warna atau kekeruhan pada substrat cair, timbul bau, dan substrat berubah menjadi

lunak. Hal tersebut mengindikasikan adanya pertumbuhan kapang berupa

pertambahan massa sel atau volume sel (Gandjar et al., 2006).

19

Setiap mikroorganisme memiliki fase-fase pada kurva pertumbuhannya,

fase-fase tersebut meliputi; 1) fase permulaan atau fase adaptasi; 2) fase akselerasi

atau fase pertumbuhan yang dipercepat; 3) fase eksponensial atau logaritma; 4)

fase pertumbuhan yang mulai terhambat (fase deselerasi); 5) fase stasioner yang

maksimum; dan 6) fase kematian dipercepat dan fase kematian logaritma (Hidayat

et al., 2006).

Sifat-sifat fisiologi kapang sangat penting dipenuhi agar pertumbuhan

kapang menjadi optimal. Sifat-sifat fisiologi kapang yaitu dalam kebutuhan air;

suhu; kebutuhan oksigen; derajat keasaman; substrat; dan komponen penghambat.

Kebutuhan air pada umumnya, fungi tingkat rendah seperti Rhizopus sp. dan

Mucor sp. memerlukan lingkungan dengan kelembaban nisbi 90 %, kapang

Aspergillus sp., Penicillium sp., Fusarium sp. dan banyak hypomycetes lainnya

dapat hidup pada kelembaban yang lebih rendah yaitu 80 % sedangkan kapang

xerofilik mampu hidup pada kelembaban 70 %. Kebanyakan kapang bersifat

mesofilik yaitu tumbuh baik pada suhu kamar. Suhu optimum pertumbuhan untuk

kebanyakan kapang adalah sekitar 25-30˚ C, tetapi beberapa kapang dapat tumbuh

pada suhu 35-37˚ C atau lebih tinggi seperti Aspergillus. Beberapa kapang mampu

tumbuh pada suhu dingin (bersifat psikrotrofik) dan juga pada suhu tinggi

(termofilik). Semua kapang bersifat aerobik yaitu membutuhkan oksigen yang

cukup untuk pertumbuhannya. Kebanyakan kapang mampu tumbuh pada kisaran

pH yang luas yaitu 2-8.5, akan tetapi pertumbuhannya akan lebih baik pada

kondisi asam atau pH rendah. Substrat merupakan sumber nutrien utama bagi

kapang. Nutrien dalam substrat baru dapat dimanfaatkan apabila kapang telah

20

mengekskresikan enzim-enzim ekstraseluler untuk menguraikan senyawa

kompleks menjadi sederhana (Gandjar et al., 2006).

2.3. Kapang Penicillium sp.

Kapang Penicillium sp. diklasifikasikan menurut sistem nama binomial,

yaitu kingdom Fungi, filum Ascomycota, class Eurotiomycetes, ordo Eurotiales,

famili Trichocomaceae, genus Penicillium, dan spesies Penicillium sp. Bentuk

spesies kapang Penicillium sp. dapat dilihat pada Gambar 8.

hifa

konidiofora

fialid

konidia

Gambar 8. Penicillium sp. (Kuraesin et al., 2009)

Penicillium sp. tergolong fungi jenis kapang. Kapang ini sering

menyebabkan kerusakan pada sayuran, buah-buahan, dan serelia. Penicillium sp.

banyak digunakan dalam industri untuk memproduksi antibiotik, misalnya

penisilin yang diproduksi oleh Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum

(Gandjar et al., 2006). Penicillium sp. mempunyai ciri-ciri spesifik yaitu; 1) hifa

septat, miselium bercabang biasanya tidak berwarna; 2) konidiofora septat dan

21

muncul di atas permukaan, berasal dari hifa di bawah permukaan, bercabang atau

tidak bercabang; 3) kepala yang membawa spora berbentuk seperti sapu, dengan

sterigmata atau fialida muncul dalam kelompok; 4) konidia membentuk rantai

karena muncul satu persatu dari sterigmata; 5) Konidia pada waktu masih muda

berwarna hijau, kemudian berubah menjadi kebiruan atau kecoklatan (Fardiaz,

1992). Penicillium sp. pada beberapa spesies, miselium berkembang menjadi

sklerotium (Pelczar, 2005).

Kapang Penicillium sp. mempunyai hifa vegetatif yang disebut dengan hifa

udara (aerial hyphae). Penicillium sp. berkembangbiak secara seksual dengan

membentuk spora yang dihasilkan dalam suatu kantung (askus) yang disebut

askospora dan secara aseksual dengan membentuk konidiospora, yaitu spora yang

dihasilkan secara berantai pada ujung suatu hifa (Pohan, 2009). Bentuk sel

konidiospora pada kapang Penicillium sp. adalah seperti botol dengan leher

panjang atau pendek, jamur ini berwarna hijau kebiruan. Penicillium sp. termasuk

jamur yang tidak bersifat patogen kecuali Penicillium marneffei (Gandjar et al.,

2006).

Ada dua macam bentuk Penicillium sp. yang dapat diamati, yaitu secara

makroskopis dan mikroskopis. Secara makroskopis, ciri-ciri yang dapat dilihat

adalah koloni tumbuh sekitar 4 hari pada suhu 25°C pada medium sabouraud

dextrose agar dan koloni mula-mula berwarna putih kemudian akan berwarna

kehijauan, sedangkan secara mikroskopis dengan ciri-ciri yang dapat dilihat

adalah hifa bersepta dan konidiofor mempunyai cabang yang disebut dengan

metula, di atas metula terdapat fialid (Pohan, 2009).

22

Penicillium sp. mempunyai kebutuhan akan air untuk pertumbuhannya

(water activity) yaitu 0,78-0,88. Penicillium sp. umumnya ditemukan pada

berbagai substrat, khususnya dalam debu rumah. Beberapa spesies tumbuh di

dalam ruangan yaitu di dinding, tanaman membusuk, kain lembab, dan cat. Selain

itu, ditemukan pada apel yang membusuk, makanan kering, keju, rempah-rempah,

biji-bijian kering, kacang-kacangan, bawang, dan jeruk (Gandjar et al., 2006).

Pertumbuhan kapang Penicillium sp. dipengaruhi oleh faktor-faktor yang

penting, yaitu; substrat, kelembaban, suhu, dan pH (derajat keasaman). Substrat

merupakan sumber nutrien utama yang dapat dimanfaatkan sesudah fungi

mengekskresikan enzim-enzim ekstraselular, yang dapat mengurai senyawa-

senyawa kompleks menjadi senyawa yang sederhana. Kapang Penicillium sp.

dapat hidup pada kelembaban nisbi yang lebih rendah yaitu 80%. Suhu yang

optimum bagi pertumbuhan Penicillium sp. sekitar 25°C. Menurut penelitian yang

telah dilakukan oleh Indahwati (2009), pH optimum yang dihasilkan oleh kapang

Penicillium sp. berkisar 3,15 sampai 4,34. Fungi umumnya menyukai pH di

bawah 7,0 yaitu sekitar 2-8,5 (Gandjar et al., 2006).

2.4. Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang

Batubara mempunyai kandungan senyawa organik kompleks yang

mengandung unsur utama C, H, dan O. Penicilium sp. merupakan kapang yang

dapat mendegradasi senyawa hidrokarbon polisiklik aromatik sehingga dapat

mensolubilisasikan batubara yang mempunyai gugus hidrokarbon aromatik

(Haris, 2009).

23

Batubara diperkaya dengan berbagai macam polimer organik yang berasal

dari karbohidrat dan lignoselulosa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan

lignin. Fungi diketahui melakukan dekomposisi selulosa secara aktif di alam

dengan menghasilkan enzim selulase ekstraselular (Zabel and Morell, 1992).

Mikroorganisme yang baik dalam mendegradasi batubara terdapat pada kelas

Basiodiomycetes dan Ascomycetes, karena dapat mendegradasi lignin secara lebih

cepat dan ekstensif dibandingkan dengan mikroorganisme lain. Kapang dari

genus-genus seperti Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, dan sebagainya

diketahui memiliki kemampuan mendekomposisi kayu (Lynd et al., 2002).

Selulosa merupakan salah satu komponen pembangun tumbuhan. Selulosa

adalah polimer yang tersusun atas unit-unit glukosa melalui ikatan α-1,4-

glikosida. Enzim yang dapat mengurai selulosa adalah selulase dan merupakan

enzim kompleks yang terdiri dari tiga komponen. Endoglukanase, mengurai

polimer selulosa secara random pada ikatan internal α-1,4-glikosida untuk

menghasilkan oligodekstrin dengan panjang rantai bervariasi. Eksoglukanase,

mengurai selulosa dari ujung pereduksi dan nonpereduksi untuk menghasilkan

selobiosa/glukosa. Enzim α-glukosidase, mengurai selobiosa untuk menghasilkan

glukosa (Lynd et al., 2002).

Selulosa merupakan polisakarida komplek yang tersusun dari polimer linier

ikatan glukosa melalui ikatan α-1,4- dan biasanya tersusun dalam struktur

mikrokristalin yang sangat sulit dilarutkan atau dihidrolisis pada kondisi alami.

Selulase adalah enzim komplek yang dapat menghidrolisis selulosa menjadi β-

24

glukosa. Selulase tersusun dari campuran komplek protein enzim dengan

spesifitas berbeda-beda dalam menghidrolisis ikatan glikosidik. Selulase terbagi

menjadi tiga kelas; endoglukanase, eksoglukanase, dan β-glukosidase. Selulase

dari Lysobacter sp., Phaseolus vulgaris, Humicola grisea, Bacillus sp. Aspergillus

niger, dan Trichoderma viridae mempunyai kestabilan pada pH 6-10 dan suhu 25-

35°C (Kuraesin et al., 20009).

Hemiselulosa merupakan kelompok polisakarida heterogen dengan berat

molekul rendah, relatif lebih mudah dihidrolisis dengan asam menjadi monomer

yang mengandung glukosa, mannosa, galaktosa, xilosa dan arabiosa. Lignin

merupakan polimer dengan struktur aromatik yang terbentuk melalui unit-unit

penilpropan, lebih dari 30 % tanaman tersusun atas lignin yang memberikan

bentuk yang kokoh. Lignin sulit didegradasi karena strukturnya kompleks dan

heterogen yang berikatan dengan selulosa dan hemiselulosa dalam jaringan

tanaman. Mikroorganisme yang mampu mendegradasi lignin berarti mampu

mendegradasi batubara (Cohen et al., 1990).

Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa senyawa organik kompleks

dapat dihidrolisis oleh enzim menjadi senyawa organik yang lebih sederhana

sehingga lebih mudah dimetabolisme sel mikroorganisme. Menurut Laborda et al.

(1999), batubara dapat didegradasi oleh enzim sehingga menghasilkan batubara

cair. Enzim tersebut dapat mendegradasi batubara tidak hanya batubara lignit saja,

tetapi juga batubara subbituminus maupun bituminus dapat dinduksi dengan

enzim yaitu enzim; Mn-peroxidase, esterase, dan phenoloxidase. Enzim yang

dapat mendegradasi batubara adalah enzim ekstraseluler, Penicillium sp.

25

merupakan salah satu kapang yang dapat mendegradasi batubara, hal tersebut

diperkuat dengan penelitian bahwa proses solubilisasi pada batubara dikatalis

melalui aktivitas enzim ekstraseluler (Ward, 1985). Enzim ekstraseluler adalah

enzim yang diekskresikan oleh kapang ke luar tubuhnya untuk mendegradasi

substrat. Enzim ekstraseluler tersebut akan menghasilkan medium yang lebih

gelap selama proses kultur cair atau cairan gelap pada permukaan batubara ketika

ditumbuhkan pada permukaan kultur agar (Faison et al., 1989). Enzim

ekstraseluler yang dihasilkan oleh kapang dpat dilihat pada Tabel berikut ini.

Tabel 4. Enzim Ekstraseluler Pendegradasi Lignin Dari Kapang

(Akhtar et al., 1997).

Enzim Tipe enzim Peran dalam degradasi Kerja bersama

dengan

LiP Peroksidase Degradasi unit non–fenolik H2O2

MnP Peroksidase Degradasi unit fenolik dan

non-fenolik dengan lipid H2O2, lipid

Laccase Fenol oksidase

Oksidasi unit fenolik dan

non fenolik dengan

mediator

O2, mediator : 3-

hidroxybenzotriazole

Lain-lain Oksidase

penghasil H2O2 Produksi H2O2 Peroksidase

Di dalam proses solubilisasi batubara terdapat beberapa faktor yang

berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroorganisme yang digunakan. Faktor-

faktor tersebut dapat berupa kondisi lingkungan, nutrien, lamanya waktu proses

biosolubilisasi, perlakuan awal terhadap batubara, dan sebagainya. Faktor-faktor

tersebut memiliki efek yang bervariasi, tergantung pada jenis mikroorganisme

26

yang digunakan. Pengetahuan mengenai faktor-faktor ini diperlukan untuk

memperoleh hasil yang paling optimal (Laborda et al., 1999).

2.5. Iradiasi Gamma

Iradiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam

bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik dari sumber iradiasi,

sedangkan secara umum iradiasi diartikan sebagai pemancaran suatu energi

elektromagnetik atau partikel-partikel dengan kecepatan tinggi (Darussalam,

1996).

Iradiasi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu iradiasi panas dan

iradiasi pengion. Iradiasi panas menggunakan frekuensi rendah atau dengan

panjang gelombang, misalnya infra merah. Iradiasi pengion menggunakan

frekuensi tinggi, misalnya sinar alfa, beta, dan gamma. Iradiasi dibagi berdasarkan

bentuknya, yaitu iradiasi dalam bentuk partikel dan iradiasi dalam bentuk

gelombang elektromagnetik. Dalam bentuk partikel adalah jenis iradiasi yang

mempunyai massa terukur. Iradiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau

disebut juga dengan foton adalah jenis iradiasi yang tidak mempunyai massa dan

muatan listrik, misalnya adalah gamma (Darussalam, 1996).

Sinar gamma adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik

yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya

seperti penghancuran elektron-positron (Hall, 1994). Sinar gamma merupakan

sebuah bentuk iradiasi pengion yang lebih menembus ke dalam suatu substrat

daripada iradiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tetapi

27

kurang mengionisasi. Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi

tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma bermuatan netral,

panjang gelombang pendek, dan daya tembus paling tinggi sehingga energi sinar

gamma yang dipancarkan sumber terhadap target dapat menimbulkan perubahan

pada komposisinya (Darussalam, 1996).

Iradiasi pengion yang mengenai suatu medium akan menyerahkan sebagian

energinya kepada medium tersebut. Dalam kejadian ini medium menyerap

iradiasi. Untuk mengetahui banyaknya iradiasi yang terserap oleh suatu medium

digunakan satuan dosis terserap. Jadi dosis serap (absorpsi), merupakan ukuran

banyaknya energi yang diberikan oleh iradiasi pengion kepada medium. Satuan

dosis iradiasi dalam penelitian ini yang dipakai adalah Gray (Gy). Gray (Gy)

adalah satuan SI diserap dosis. Dosis iradiasi mempengaruhi pH, dimana pH

makin rendah sebanding dengan meningkatnya dosis iradiasi (Rahayu et al.,

2009). Alat iradiasi gamma yang banyak digunakan dalam penelitian adalah

iradiator gamma IRKA (Iradiasi Karet Alam) yang dipasang pada tahun 1982

dengan sumber radiasi gamma C0-60 dan volume maksimum bahan yang

diiradiasi per batch ialah + 1,2 m3

(BATAN, 1995).

2.6. Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (GCMS)

Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa atau sering disebut GCMS (Gas

Chromatography Mass Spectrometry) adalah teknik analisis yang menggabungkan

dua metode analisis yaitu Kromatografi Gas dan Spektroskopi Massa.

Kromatografi gas adalah metode analisis, dimana sampel terpisahkan secara fisik

28

menjadi bentuk molekul-molekul yang lebih kecil (hasil pemisahan dapat dilihat

berupa kromatogram). Sedangkan spektroskopi massa adalah metode analisis,

dimana sampel yang dianalisis akan diubah menjadi ion-ion gasnya, dan massa

dari ion-ion tersebut dapat diukur berdasarkan hasil deteksi berupa spektrum

massa. Pada GC hanya terjadi pemisahan untuk mendapatkan komponen yang

diinginkan, sedangkan bila dilengkapi dengan MS (berfungsi sebagai detektor)

akan dapat mengidentifikasi komponen tersebut, karena bisa membaca spektrum

bobot molekul pada suatu komponen, juga terdapat reference pada software

(Hermanto, 2008).

Gambar 9. GC-MS Shimadzu (Dokumen Pribadi, 2010)

Pemisahan komponen senyawa dalam GCMS terjadi di dalam kolom

(kapiler) GC dengan melibatkan dua fase, yaitu fase diam dan fase gerak. Fase

diam adalah zat yang ada di dalam kolom, sedangkan fase gerak adalah gas

pembawa (Helium maupun Hidrogen dengan kemurnian tinggi, yaitu ± 99,995%).

Proses pemisahan dapat terjadi karena terdapat perbedaan kecepatan alir dari tiap

29

molekul di dalam kolom. Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan

afinitas antar molekul dengan fase diam yang ada di dalam kolom. Selanjutnya

komponen-komponen yang telah dipisahkan tersebut masuk ke dalam ruang MS

yang berfungsi sebagai detektor secara instrumentasi, MS adalah detektor bagi GC

(Hermanto, 2008).

Teknik sampling GC digunakan injeksi sampel berupa cairan, yaitu teknik

memasukkan sampel yang paling umum. Sampel langsung dimasukkan atau di

injeksi setelah mendapat preparasi. Direct Inlet Probe digunakan untuk sampel

yang memiliki titik uap yang lebih tinggi dari kemampuan injektor GC atau untuk

analisis sampel yang tidak stabil secara termal. Sampel langsung dimasukkan ke

dalam MS tanpa melalui GC. Teknik Headspace digunakan untuk sampel hasil

ekstraksi dari senyawa-senyawa organik yang mudah menguap. Senyawa-

senyawa tersebut terdapat di dalam produk berbentuk cair atau padat. Misalnya,

senyawa yang mudah menguap di dalam air, aroma di dalam produk makanan dan

sebagainya. Sampel dimasukkan ke dalam wadah khusus, lalu diinkubasi. Setelah

terjadi ekuilibrium gas yang berada di atas diambil oleh syringe. Lalu sampel

dimasukkan ke dalam GC. Teknik sampling ini menggunakan alat khusus yang

terpisah dari instrumen GCMS, sedangkan pirolis digunakan untuk sampel yang

tidak dapat diuapkan oleh injektor GC, misalnya polimer-polimer. Sampel

pertama kali diuraikan terlebih dahulu oleh pemanasan dalam alat khusus, hasil

dekomposisi dapat dianalisis oleh GC. Purge dan Trap, digunakan untuk sampel

hasil ekstraksi dari senyawa-senyawa organik yang mudah menguap. Zat yang

mudah menguap (zat volatil) pertama kali dikeluarkan dari sampel dengan

30

menggunakan gas inert. Kemudian zat volatil tersebut diabsorb oleh zat khusus

untuk meng-absorb seperti karbon aktif. Kemudian absorben dipanaskan untuk

melepaskan senyawa yang diinginkan ke dalam GC untuk dianalisis (Hermanto,

2008).

31

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2010 sampai dengan bulan

Juni 2010. Penelitian bertempat di Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN)

Lebak Bulus, Jakarta Selatan dan Laboratorium Pangan Pusat Laboratorium

Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3.2. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah Erlenmeyer, timbangan analitik,

mikroskop dan kamera, pH meter, corong Buchner, Laminar Air Flow Cabinet

(LAFC), Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GC-MS) Shimadzu dan

Spektrofotometer UV-Vis Genesys 2, Shacking incubator, mortar, saringan,

mikropipet, cawan petri, tabung reaksi, vortex, penangas air, autoklaf, iradiator

IRKA (Iradiator Karet Alam), sentrifuse, oven, dan ependorf.

Bahan-bahan yang digunakan adalah batubara jenis subbituminus yang

berasal dari Sumatera Selatan yang diisolasi langsung dari pertambangan batubara

pada tahun 2009, isolat kapang Penicillium sp. hasil seleksi oleh Kuraesin tahun

2009, medium Potato Dextrose Agar (PDA), Medium Minimal Salt (MMS), agar

bakto, larutan fisiologis (NaCl 0,85 %), sukrosa, alumunium foil, akuades,

alkohol 70%, kertas parafilm, kertas Whatman No.1, heksana, benzena, dietil eter,

KH2PO4, aseton, FDA (Fluorescen Diacetat), NaOH, dan methylene blue.

32

Komposisi medium yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel

5 sebagai berikut.

Tabel 5. Komposisi Medium Biosolubilisasi Batubara Oleh Penicillium sp.

Nama

Medium

PDA

(ml)

Agar

bakto

(g)

MMS

(ml)

Sukrosa

(g)

Serbuk

Batubara

(g)

Keterangan

Potato

Dextrose

+

Medium

Minimal

Salt

(PDAM)

75 0,75 75 - -

Untuk

Peremajaan

dan media

pertumbuhan

Medium

Minimal

Salt +

Sukrosa

(MMSS)

- - 600

1% dari

volume

total

(6g)

2 % dari

volume

total

( 12g)

Untuk

solubilisasi

batubara

3.3. Prosedur Kerja

3.3.1. Persiapan dan Sterilisasi Alat

Alat-alat gelas yang akan digunakan dibersihkan, lalu disterilkan dengan

menggunakan autoklaf pada suhu 121ºC pada tekanan 1 atm selama 15 menit.

Peralatan yang tidak tahan panas disterilkan dengan menggunakan alkohol 70%.

3.3.2. Persiapan Serbuk Batubara

Batubara digerus dengan mortar, lalu disaring menggunakan penyaringan

dengan ukuran 70 mesh (kurang dari 0,2 mm) hingga menjadi serbuk batubara.

33

Sebanyak 5 g sampel batubara yang sudah halus ditimbang dan dimasukkan ke

dalam plastik polyetilen serta ditutup rapat menggunakan sealer.

3.3.3. Iradiasi Batubara Dengan Sinar Gamma

Serbuk batubara ditimbang dalam plastik polyetilen masing-masing 5 g dan

ditutup dengan menggunakan sealer, kemudian batubara diiradiasi dengan iradiasi

gamma dengan dosis 0 kGy, 5 kGy, 10 kGy, dan 20 kGy di iradiator IRKA-Pusat

Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR) BATAN.

3.3.4. Pembuatan Medium Potato Dextrose Agar (PDA)

Sebanyak 2,92 g medium PDA ditimbang, lalu ditambahkan sebanyak 0,75

g agar bakto dan dilarutkan ke dalam 75 ml akuades di atas penangas air hingga

larut. Setelah larut kemudian disterilisasi ke dalam autoklaf dengan suhu 121°C

pada tekanan 1 atm selama 15 menit.

3.3.5. Pembuatan Medium Minimal Salt (MMS)

Medium Minimal Salt (MMS) dibuat dengan cara menimbang sebanyak

0,52g MgSO4.7H2O; 0,003 g ZnSO4.7H2O; 5 g K2HPO4; 0,005 g FeSO4, dan 1 g

NH4(SO4), pH 5,5. Kemudian ditambah 1 liter akuades, lalu dilarutkan sampai

homogen (Silva et al., 2007). Kemudian MMS disterilisasi dengan autoklaf pada

tekanan 1 atm selama 15 menit.

34

3.3.6. Pembuatan Medium Potato Dextrose Agar + Medium Minimal Salt

(PDAM)

Medium PDAM dibuat dengan mencampurkan medium PDA dan Medium

Minimal Salt (MMS) dengan perbandingan 1:1 dari volume medium yang telah

dibuat. Kemudian medium PDAM dihomogenkan dengan cara pengadukan.

Medium PDAM disterilisasi dengan autoklaf dengan suhu 1210C pada tekanan 1

atm selama 15 menit.

3.3.7. Pembuatan Medium Minimal Salt + Sukrosa (MMSS)

Medium MMSS dibuat sebanyak 600 ml medium MMS dengan komposisi

yang dapat dilihat pada Lampiran 1 dan ditambahkan sukrosa sebanyak 1% b/v,

lalu dihomogenkan. Setelah itu, disterilisasi dengan autoklaf dengan suhu 1210C

pada tekanan 1 atm selama 15 menit.

3.3.8. Peremajaan Kapang dan Kultur Isolat Kapang Penicillium sp.

Isolat kapang Penicillium sp. diambil sebanyak 1 ose, diremajakan pada

cawan petri untuk memperbanyak spora kapang. Setelah itu, diinkubasi pada suhu

ruang selama lima hari sampai kapang Penicillium sp. menghasilkan spora.

Sebanyak 10 ml NaCl 0,85 % dimasukkan ke dalam cawan petri. Kemudian

miselia kapang dilepaskan menggunakan ose steril sampai kapang melarut dengan

NaCl. Inokulum spora tersebut dimasukkan ke dalam tabung yang akan digunakan

untuk langkah selanjutnya.

35

3.3.9. Biosolubilisasi Batubara

Penelitian ini dilakukan duplo atau dengan pengulangan. Kultur inokulum

spora Penicillium sp. sebanyak 10 % v/v dimasukkan ke dalam 30 ml medium

MMSS dengan jumlah spora yang diinginkan 108 sel/ml, lalu dihomogenkan.

Kemudian, ditambahkan sebanyak 2% b/v serbuk batubara ke dalam tabung

dengan masing-masing dosis 0 kGy, 5 kGy, 10 kGy, dan 20 kGy, lalu diinkubasi

menggunakan shacking incubator dengan kecepatan 120 rpm, pada suhu ruang,

selama 28 hari. Pencuplikan sampel kultur dilakukan pada hari ke 0, 7, 14, 21, dan

28 untuk dilakukan pengamatan kolonisasi miselia kapang, pH medium, dan

solubilisasi terhadap batubara. Untuk perlakuan biosolubilisasi batubara dapat

dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Perlakuan Biosolubilisasi Batubara Oleh Penicillium sp.

3.3.10. Pengukuran pH, Solubilisasi, dan Kolonisasi Miselia Kapang

3.3.10.1. Pengukuran pH Sampel

Sampel diukur nilai pHnya dengan menggunakan pH meter. Selanjutnya

dibuat grafik perubahannya.

Medium Jumlah Dosis

MMSS + 2% Serbuk batubara

+ 10% inokulum spora

30 ml 0 kGy

MMSS + 2% Serbuk batubara

+ 10% inokulum spora

30 ml 5 kGy

MMSS + 2% Serbuk batubara

+ 10% inokulum spora

30 ml 10 kGy

MMSS + 2% Serbuk batubara

+ 10% inokulum spora

30 ml 20 kGy

36

3.3.10.2. Solubilisasi Batubara

Sampel diambil sebanyak 10 ml pada tiap pencuplikan, kemudian

dipisahkan antara supernatan dan pellet dengan sentrifugasi kecepatan 5400 rpm

selama 15 menit. Supernatan kemudian diukur nilai absorbansinya menggunakan

Spektrofotometer UV-Vis Genesys 2 pada panjang gelombang 250 nm dan 450

nm untuk mengetahui tingkat biosolubilisasi batubara padat yang diurai menjadi

batubara terlarut (Selvi and Banerjee, 2007). Pengukuran absorbansi pada panjang

gelombang 250 nm ini bertujuan untuk mendeteksi adanya gugus fenolik dan pada

panjang gelombang 450 nm bertujuan untuk mendeteksi gugus karbonil dan

hidroksil hasil solubilisasi batubara oleh kapang Penicillium sp. Blanko yang

digunakan adalah medium MMSS. Nilai absorbansi yang tinggi berbanding lurus

dengan tingkat solubilisasi batubara yang tinggi pula. Supernatan dengan nilai

absorbansi tertinggi akan diuji lanjut menggunakan GC-MS Shimadzu.

3.3.10.3. Kolonisasi Miselia Kapang Pada Batubara

Kumpulan miselia yang berwarna kehitaman dari sampel kultur yang

diambil pada tiap pencuplikan. Setelah itu miselia tersebut diambil menggunakan

pinset steril kemudian diletakan di atas kaca objek bersih. Pengamatan dilakukan

secara mikroskopi, yaitu dengan cara meneteskan Methylene Blue 0,1 % ke atas

kumpulan miselia kemudian diamati panjang hifa kapang Penicillium sp. yang

tumbuh pada substrat batubara. Pengamatan dilakukan dengan bantuan mikroskop

cahaya perbesaran 400 kali. Kolonisasi digunakan untuk mengetahui pertumbuhan

37

yang terjadi pada kapang sehingga dapat diketahui kapang tersebut mampu

menggunakan substrat batubara.

3.3.11. Analisis Aktivitas Enzim

Sampel sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian

ditambahkan 4 ml KH2PO4 buffer (pH 7,6) 60 mM. Reaksi dimulai dengan

menambahkan 80µg FDA (Fluorescen Diacetat). Setelah itu, Pengocokkan

dilakukan selama beberapa menit sampai terjadi reaksi yang ditandai dengan

terbentuknya warna kuning akibat reaksi penambahan FDA. Sebanyak 4 ml aseton

ditambahkan ke dalam medium untuk menghentikan reaksi, lalu suspensi disaring

dengan menggunakan kertas Whatman No.1 dan filtrat dimasukkan ke dalam

tabung lalu ditutup kertas parafilm dan disimpan di dalam lemari es selama 24 jam

untuk menguapkan aseton. Nilai OD (Optical Density) filtrat yang sudah

dipersiapkan ditera dengan menggunakan spektrofotometer Genesys 2 pada

panjang gelombang 490 nm (Breeuwer, 1996).

3.3.12. Analisis Hasil Solubilisasi Batubara oleh Kapang Penicilium sp.

Dengan Menggunakan GC-MS

Supernatan dan pelarut dicampurkan dengan perbandingan 1:1. Pelarut

yang digunakan adalah benzena : heksana : dietil eter dengan perbandingan 3:1:1.

Campuran tersebut dimasukkan ke dalam corong Buchner lalu diaduk sampai

bercampur kemudian didiamkan beberapa saat sampai terbentuk fase atas dan

bawah. Fase atas dipakai untuk identifikasi jenis senyawa produk hasil solubilisasi

38

batubara dan menentukan kadarnya dengan menggunakan GC-MS Shimadzu.

Kolom yang digunakan adalah Dimetil polysiloxana dengan kondisi suhu kolom

oven 50 0C, suhu injeksi 280

0C, laju alir 1,54 ml/menit, dan fase gerak gas

helium. Kontrol yang digunakan adalah medium MMSS yang ditambahkan serbuk

batubara yang diiradiasi dan tidak diiradiasi (Silva et al., 2007).

3.3.13. Analisis data

Penelitian ini dianalisis dengan menggunakan Rancangan Acak lengkap

(RAL) yang dianalisis dengan Analisis Varian (ANOVA) satu arah untuk

mengetahui apakah ada perbedaan atau pengaruh pada tiap perlakuan. Uji Analisis

Varian ini (ANOVA) dibantu dengan bantuan program SPSS 16.

Uji Anova dengan hipotesis :

H0 : Tidak ada perbedaan antara rata-rata nilai parameter yang diuji pada tiap

dosis iradiasi.

H1 : Ada perbedaan antara rata-rata nilai pada parameter yang diuji pada tiap dosis

iradiasi.

Jika probabilitasnya (signifikansinya) > 0,05 maka H0 diterima.

Jika probabilitasnya (signifikansinya) < 0,05 maka H0 ditolak atau H1 diterima.

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Kolonisasi Kapang Penicillium sp. Pada Substrat Batubara

Kapang Penicillium sp. dapat tumbuh pada substrat batubara yang ditandai

dengan adanya kolonisasi berupa terselimutinya substrat batubara oleh hifa

kapang Penicillium sp. Hasil pengamatan kolonisasi pada substrat batubara

memperlihatkan bagaimana hifa kapang Penicillium sp. mengkolonisasikan

dirinya pada substrat batubara dengan perlakuan dosis berbeda. Pada Gambar 10

adalah contoh hasil pengamatan yang diambil pada hari ke-0 dan hari ke-7

inkubasi. Untuk gambar selengkapnya pada setiap dosis iradiasi dan hari inkubasi

dapat dilihat pada Lampiran 5.

Pada hari ke-0 inkubasi, tampak bahwa tidak terjadinya proses kolonisasi

karena belum terjadi proses degradasi batubara oleh kapang dan kapang masih

menggunakan nutrien yang berada dalam medium. Kolonisasi miselia kapang

pada substrat batubara, baru mulai terlihat pada hari ke-7 inkubasi. Pada Gambar

10, secara kualitatif ditunjukkan bahwa pertumbuhan Penicillium sp. ditandai

dengan adanya peningkatan produksi dan kerapatan hifa yang sebanding dengan

makin tingginya dosis iradiasi serta lamanya hari inkubasi yang digunakan. Hal

ini membuktikan bahwa penggunaan iradiasi gamma dalam solubilisasi batubara

memberikan pengaruh pada cepatnya proses degradasi yang dilakukan oleh

kapang. Perbedaan panjang dan kerapatan hifa yang terjadi pada masing-masing

dosis merupakan akibat dari perbedaan setiap perlakuan dosis yang mengubah

40

senyawa kompleks menjadi senyawa yang sederhana dengan panjang rantai

karbon yang berbeda sehingga kolonisasi pun terjadi perbedaan pada tiap

perlakuan.

Pada dosis 0 kGy hari ke-7 inkubasi kolonisasi belum mengalami kerapatan

hifa dan pemanjangan hifa kapang Penicillium sp (Gambar 10), panjang hifa pun

masih dapat diukur. Pada dosis 5 kGy hari ke-7 jika dibandingkan dengan dosis 0

kGy hari ke-7 inkubasi terlihat kolonisasi kapang Penicillium sp. memperbanyak

sporanya untuk menghasilkan kolonisasi yang lebih banyak lagi, sedangkan pada

dosis 10 kGy dan 20 kGy hari ke-7 telah mengalami kolonisasi yang kerapatannya

sudah mulai padat dan panjang hifa kapang yang tidak dapat terukur (Gambar 10).

Terjadinya kolonisasi membuktikan bahwa kapang Penicillium sp. dapat

menggunakan substrat batubara untuk proses metabolismenya dan dapat

mensolubilisasi batubara dengan bantuan enzim sehingga dihasilkannya senyawa

yang lebih sederhana. Enzim-enzim yang dihasilkan oleh kapang Penicillium sp.

terikat di permukaan hifa sehingga terjadi kontak dengan lignin yang ada pada

batubara (Cathcheside and Ralph, 1994).

Menurut Selvi et al. (2006), biosolubilisasi yang dilakukan oleh kapang

sudah baik pada masa inkubasi hari ke-7, ditandai terjadinya interaksi antara

batubara yang terjebak dengan hifa kapang sehingga hifa kapang dapat

melarutkan senyawa yang terkandung dalam substrat batubara. Selama

pertumbuhannya, produksi hifa kapang semakin meningkat dan mulai

mengelilingi partikel-partikel batubara seiring dengan lamanya masa inkubasi

(Lampiran 5). Menurut Mustikasari (2009), peningkatan hifa menandakan bahwa

41

kapang makin lama dapat menjebak air serta partikel batubara yang terlarut dalam

medium.

Dosis 0 kGy H-0 Dosis 0 kGy H-7 Dosis 5 kGy H-7

Dosis 10 kGy H-7 Dosis 20 kGy H-7

Gambar 10. Interaksi antara batubara dengan kapang Penicillium sp. dalam

periode inkubasi dan dosis iradiasi yang berbeda (Pembesaran

400X). Keterangan: Tanda Panah hijau menunjukkan miselia fungi,

panah kuning menunjukkan partikel batubara, dan panah orange

menunjukkan spora fungi.

Pada gambar di atas tampak hifa sedang mengadakan kontak dengan

menyelubungi partikel batubara dihari ke-7 inkubasi. Pemberian medium sukrosa

pada penelitian ini merupakan sumber karbon yang dapat membantu dalam proses

degradasi batubara guna memberikan energi awal untuk kapang agar dapat

menggunakan substrat batubara pada proses selanjutnya. Hasil penelitian yang

telah dilakukan oleh Liu et al. (1990), didapatkan hasil bahwa pertumbuhan

42

kapang dapat dipacu dengan pemberian medium yang mengandung gula sehinga

batubara dapat tersolubilisasikan. Produk hasil solubilisasi akan tetap padat tanpa

adanya medium yang cocok, sehingga pertumbuhan kapang terhambat dan

kolonisasi kapang tidak dapat terlihat.

Terjadinya kolonisasi kapang Penicillium sp. dapat juga dilihat dari

perubahan nilai pH yang menjadi lebih asam pada masa inkubasi (Gambar 11).

Telah diketahui bahwa kapang dapat tumbuh pada pH berkisar antara 2 sampai

8,5. pH yang asam menunjukkan bahwa kapang Penicillium sp. dapat tumbuh dan

dapat menggunakan substrat batubara, sehingga kapang dapat mengkolonisasi

dengan substrat batubara. Hasil yang didapatkan dari penelitian Scott and Lewis

(1990), menunjukkan bahwa terjadinya proses kolonisasi pada substrat batubara

karena kapang mampu mengkolonisasi dirinya dengan partikel batubara yang

berada pada medium. Proses pengkolonisasian yang telah dilakukan oleh kapang

Penicillium sp. merupakan cara yang dilakukan kapang agar mempermudah

proses degradasi substrat batubara sehingga terjadi pelarutan senyawa di dalam

medium.

4.2. Nilai pH Medium Solubilisasi Batubara

Nilai pH medium yang dihasilkan pada proses solubilisasi batubara pada

pengamatan cenderung menghasilkan pH yang rendah. Berdasarkan pada Gambar

11, pola perubahan nilai pH medium dari kapang Penicillium sp. memiliki pola

yang hampir sama pada masing-masing dosis iradiasi selama proses fermentasi

dengan nilai pH yang berfluktuasi antara 2,6-3,8. Nilai pH medium pada masa

43

inkubasi lebih rendah dibandingkan pada hari ke-0. Nilai pH medium pada hari

ke-0 tiap varian dosis iradiasi memiliki kesamaan derajat keasamannya, namun

pada dosis 20 kGy terjadi perbedaan nilai pH mediumnya dibandingkan dengan

dosis lainnya. Pada hari ke-7 inkubasi pH medium mengalami penurunan yang

tidak jauh berbeda dengan varian dosis lainnya, namun setelah hari ke-7 inkubasi

pH medium solubilisasi mengalami peningkatan yang cenderung stabil sehingga

tampak stasioner pada kurva. Hasil pengujian statistik menunjukkan bahwa nilai

pH medium kapang Penicillium sp. pada seluruh varian dosis iradiasi tidak

signifikan (probabilitas > 0,05) (Lampiran 4).

Perubahan pH merupakan hal yang menjadi salah satu faktor pengukuran

dalam proses solubilisasi batubara. Proses solubilisasi yang dilakukan oleh kapang

cenderung menghasilkan pH asam. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh

Indahwati (2009), didapatkan hasil bahwa aktivitas kapang Penicillium sp.

cenderung menghasilkan pH yang asam dengan kisaran pH 3,15 sampai 4,34.

Nilai pH yang asam menunjukkan bahwa kapang mampu tumbuh pada medium

batubara. Kebanyakan kapang mampu tumbuh pada kisaran pH yang luas yaitu 2

sampai 8,5, akan tetapi pertumbuhannya akan lebih baik lagi pada kondisi asam

atau pH rendah. pH yang optimum untuk pertumbuhan fungi pada umumnya 3,8

sampai 5,6 (Pelczar dan Chan, 2005).

Pada dosis 20 kGy hari ke-0 (Gambar 11), terjadi perbedaan nilai pH medium

bila dibandingkan dengan dosis yang lain. Hal tersebut karena adanya perbedaan

gugus yang dihasilkan dari tiap perlakuan dosis iradiasi. Menurut Selvi et al.

(2006), yang menggunakan dosis 20 kGy dalam penelitiannya mengatakan bahwa

44

iradiasi dapat menyebabkan pemecahan senyawa kompleks yang ada pada lignin

menjadi senyawa yang sederhana yang menghasilkan gugus hidroksil dan karbonil

dari pemecahan senyawa hidrokarbon. Menurut Indahwati (2009), material

organik batubara terbentuk dari makromolekul yang tersusun dari unit dasar

berupa cincin benzena dan cincin aromatik (misal gusus metil atau hidroksil).

Interaksi diantara molekul tersebut ternyata diketahui sebagai faktor yang

mempengaruhi perubahan sifat material dan karakteristik reaksi termokimia pada

batubara saat mendapat perlakuan panas sehingga iradiasi dapat mempengaruhi

perubahan dari sifat material batubara.

Gambar 11. Nilai pH Pada Berbagai Variasi Dosis Batubara

Selama masa inkubasi solubilisasi batubara terjadi perubahan nilai pH naik

dan turun, namun tidak terjadi perubahan yang terlalu tinggi. Penurunan pH

medium yang terjadi selama awal inkubasi dapat menunjukkan terjadinya proses

fermentasi sumber karbon sederhana yang terkandung dalam medium MMSS

45

yang menghasilkan asam organik. Menurut Hammel et al. (1993), nilai pH yang

menurun pada hari inkubasi merupakan hasil dari degradasi proses biosolubilisasi

batubara oleh kapang akibatnya terbentuklah asam-asam organik hasil degradasi

komponen lignin pada batubara.

Penurunan pH yang terjadi kemungkinan disebabkan pula telah terjadinya

proses desulfurisasi sehingga sulfur dalam batubara terlarut ke dalam medium cair

dalam bentuk ion sulfat (SO42-

). Batubara mengandung senyawa kompleks yang

salah satunya adalah senyawa pirit (FeS2) (Speight, 1994). Pemanfaatan

mikroorganisme dapat mempercepat reaksi oksidasi senyawa sulfur sehingga

menghasilkan pH yang asam pada medium yang mengandung senyawa terlarut.

Reaksi terjadinya proses desulfurisasi dapat dilihat dalam persamaan reaksi

berikut ini:

2FeS2+ 7O2+2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4

Pirit as.sulfat

Pada hari inkubasi selanjutnya setelah hari ke-7 inkubasi, pH cenderung

mengalami peningkatan yang relatif stabil dengan peningkatan nilai pH yang tidak

terlalu tinggi (Gambar 11). Menurut Mustikasari (2009), kenaikan pH medium

dikarenakan terbentuknya gugus hidroksil (OH-) hasil degradasi senyawa komplek

yang merupakan komponen lignin pada batubara serta dihasilkannya protein

enzim untuk mendegradasi lignin di dalam batubara sehingga meningkatkan

kandungan hidroksil. Proses degradasi akan menurunkan kandungan gugus

metoksil (-OCH3) serta meningkatkan kandungan oksigen dan gugus hidroksil

sehingga di dapatkan meningkatnya nilai pH (Indahwati, 2009).

Penicillium sp

sp.

46

4.3. Aktivitas Enzim Hasil Biosolubilisasi Batubara

Nilai absorbansi aktivitas enzim yang didapatkan dari hasil biosolubilisasi

oleh kapang Penicillium sp. mengalami kenaikan ataupun penurunan nilai yang

berfluktuatif antara tiap varian dosis. Nilai absorbansi aktivitas enzim yang di

dapatkan dari hasil solubilisasi dengan hari ke-7, 14, 21, dan 28 inkubasi

menunjukkan nilai yang lebih tinggi aktivitas enzimnya jika dibandingkan dengan

hari ke-0 (Gambar 12). Aktivitas enzim tertinggi terjadi pada dosis 20 kGy dengan

inkubasi 14 hari. Kenaikan terjadi lebih besar bila dibandingkan dengan dosis

yang lainnya yaitu dengan nilai absorbansi sebesar 0,068. Pada hari ke-7 inkubasi

aktivitas enzim mengalami kenaikan absorbansinya dibandingkan hari ke-0. Hal

tersebut dapat terlihat pada seluruh varian dosis. Kenaikan absorbansi aktivitas

enzim tersebut terlihat pada dosis 10 kGy hari ke-7. Hasil pengujian statistik

menunjukkan bahwa nilai aktivitas enzim antara tiap dosis iradiasi tidak

signifikan (nilai probabilitas > 0,05) (Lampiran 4).

Peningkatan yang terjadi setelah hari inkubasi ke-0 kemungkinan merupakan

akibat dari penambahan buffer pada reaksi aktivitas enzim. Menurut Mustikasari

(2009), perubahan pH medium mempengaruhi aktivitas enzim. Hasil

penelitiannya menunjukkan bahwa pH yang terlalu asam akan menyebabkan

aktivitas enzim menurun, karena enzim dapat mengalami kerusakan. Jika dilihat

pada nilai pH yang dihasilkan dari fermentasi kapang Penicillium sp., pH

cenderung asam dengan kisaran 2,65-3,57 (Gambar 11), maka penambahan buffer

perlu dilakukan pada uji analisis aktivitas enzim.

47

Pada nilai absorbansi aktivitas enzim terjadi penurunan dan kenaikan yang

berfluktuatif (Gambar 12). Menurut penelitian yang dilakukan oleh Laborda et al.

(1999), batubara mempunyai struktur yang kompleks dan heterogen yang tidak

diduga sehingga enzimnya pun berbeda-beda dari mikroba. Kemampuan

Penicillium sp. dalam mendegradasi batubara disebabkan oleh perbedaan sistem

enzim yang dimiliki oleh kapang. Penicillium sp. selain menghasilkan enzim

ligninolitik ekstraseluler juga menghasilkan enzim intraseluler yang merupakan

kofaktor penting untuk ligninolisis oleh enzim lignin peroksidase (Indahwati,

2009).

Gambar 12. Absorbansi Aktivitas Enzim Hasil Biosolubilisasi Batubara Pada

Dosis Yang Berbeda

Pada dosis 20 kGy nilai absorbansi aktivitas enzim tertinggi berada pada

puncak hari ke-14 inkubasi (Gambar 12). Aktivitas enzim yang meningkat

menandakan meningkatnya jumlah FDA terhidrolisis. Terhidrolisisnya FDA dapat

dilihat pada panjang gelombang 490 nm yang menunjukkan jumlah enzim

ekstraseluler seperti lipase, protease, dan esterase yang dihasilkan oleh kapang

48

(Breeuwer, 1996). Bila jumlah kapang banyak, maka enzim yang dihasilkan akan

banyak. Jika dilihat kurva nilai absorbansi aktivitas enzim tersebut berkorelasi

dengan pertumbuhan kapang dan perkembangbiakan sel kapang. Pada dosis 20

kGy tersebut menunjukkan bahwa kapang Penicillium sp. kemungkinan memiliki

kemampuan yang lebih besar dalam menghasilkan enzim ektraseluler yang

mampu mendegradasi batubara.

Enzim ekstraseluler adalah enzim yang diekskresikan oleh kapang ke luar

tubuhnya untuk mendegradasi substrat batubara. Menurut penelitian yang telah

dilakukan oleh Faison et al. (1989), enzim ekstraseluler akan menghasilkan

medium yang lebih gelap selama proses kultur cair atau cairan gelap pada

permukaan batubara ketika ditumbuhkan pada permukaan kultur agar. Enzim

ekstraseluler yang dihasilkan oleh kapang Penicillium sp. diantaranya adalah

enzim laccase (Lac) dan peroksidase yang terdiri dari lignin peroksidase (LiP) dan

mangan peroksidase (MnP). Ketiga enzim tersebut bertanggung jawab terhadap

pemecahan awal polimer lignin dan menghasilkan produk dengan berat molekul

rendah, larut dalam air dan CO2 (Kuraesin et al., 2009).

Meningkat atau menurunnya aktivitas enzim sejalan dengan hasil dari

solubilisasi yang dapat dilihat pada nilai absorbansinya (Gambar 13), maka dari

hal itu aktivitas enzim berperan penting dalam mendegradasi batubara sehingga

batubara dapat larut dalam medium. Menurut Faison et al. (1989) menyatakan

solubilisasi batubara oleh jamur melalui proses ekstraselulernya akan

menghasilkan medium yang lebih gelap dan keruh yang mengandung senyawa

terlarut didalam medium sehingga nilai absorbansi aktivitas enzim semakin tinggi.

49

4.4. Absorbansi Solubilisasi Pada Panjang Gelombang 250 nm dan 450 nm

Proses solubilisasi batubara dapat diamati tingkat solubilisasinya dengan

absorbansi pada panjang gelombang 250 nm (sinar tak tampak) dan panjang

gelombang 450 nm (sinar tampak), yang tujuannya untuk mendeteksi senyawa

fenolik, senyawa karboksil, dan senyawa karbonil hasil dari pemecahan senyawa

yang lebih sederhana dari komponen lignin. Senyawa-senyawa tersebut

merupakan produk hasil solubilisasi batubara oleh kapang Penicillium sp.

Nilai absorbansi dari supernatan hasil fermentasi kapang selama inkubasi

bernilai antara 0,21 sampai 2,744 pada panjang gelombang 250 nm (Gambar 13)

dan untuk panjang gelombang 450 nm berkisar antara 0,08 sampai 0,097 (Gambar

14). Jika dibandingkan dengan hari ke-0, hasil solubilisasi pada panjang

gelombang 250 nm mengalami kenaikan absorbansi pada masa inkubasi.

Penurunan terjadi pada hari ke-14 inkubasi pada tiap varian dosis iradiasi, namun

pada dosis 20 kGy tetap mengalami peningkatan di hari ke-14 inkubasi dan baru

mengalami penurunan nilai absorbansi pada hari ke-28. Peningkatan solubilisasi

berdasarkan nilai absorbansi pada panjang gelombang 450 nm sebanding dengan

semakin tingginya dosis iradiasi. Berdasarkan pengujian statistik menunjukkan

bahwa nilai absorbansi pada panjang gelombang 450 nm dan 250 nm adalah tidak

signifikan pada tiap dosis (nilai probabilitas > 0,05) (Lampiran 4).

Nilai absorbansi solubilisasi kapang Penicillium sp. dalam dosis iradiasi

yang berbeda, antara nilai absorbansi pada panjang gelombang 250 nm (Gambar

13) dengan panjang gelombang 450 nm (Gambar 14) terjadi perbedaan yang

sangat jelas nilai absorbansinya. Secara kualitatif terdapat perbedaan pada

50

kekeruhan supernatan pada hari ke-0 dan seterusnya. Pada hari ke-0 perbedaan

sangat jelas pada tiap dosis iradiasi yang pada umumnya supernatan berwarna

kuning bening dan pada hari inkubasi selanjutnya berubah menjadi cokelat.

Menurut penelitian yang telah dilakukan oleh Cohen et al. (1990), perubahan

tersebut menunjukkan bahwa batubara yang terlarut bercampur dengan medium.

Perbedaan absorbansi menunjukan adanya perbedaan pada tingkat degradasi atau

solubilisasi batubara oleh kapang melalui aktivitas enzim ekstraseluler menjadi

produk yang larut dalam air.

Secara kualitatif pengujian supernatan dari hasil inkubasi diukur dengan

menentukan nilai absorbansinya. Perbedaan absorbansi menunjukkan adanya

perbedaan pada tingkat degradasi atau biosolubilisasi batubara oleh kapang

melalui aktivitas enzim ekstraselulernya menjadi sebuah produk yang mencair

(terlarut) dan dihasilkan pula gas CO2 (Ward, 1985).

Nilai absorbansi solubilisasi pada panjang gelombang 250 nm (Gambar 13),

menunjukkan bahwa pada tiap dosis mengalami penurunan nilai absorbansi pada

hari ke-28. Penurunan juga terjadi pada dosis 0 kGy, 5 kGy, dan 10 kGy pada

hari ke-14 inkubasi. Nilai absorbansi yang menurun pada hari inkubasi disebabkan

proses degradasi batubara yang sudah melarut kemudian diurai kembali menjadi

komponen yang lebih sederhana dan dihasilkan pula gas CO2. Terjadinya

penurunan absorbansi menurut Ralph (1997), produk solubilisasi memiliki potensi

untuk didekolorisasi atau dilakukan penguraian kembali sehingga memungkinkan

terjadinya penguraian senyawa yang lebih sederhana lagi yaitu turunan dari

senyawa fenolik.

51

Gambar 13. Absorbansi Pada Panjang Gelombang 250 nm Hasil Solubilisasi Pada

Berbagai Dosis Yang Berbeda

Pada dosis 20 kGy pada hari ke-14 inkubasi nilai absorbansinya mengalami

kenaikan yang sangat drastis, sehingga dapat dikatakan bahwa pada dosis 20 kGy

dapat mendegradasi batubara dengan baik. Nilai absorbansi tertinggi

menunjukkan tingkat degradasi batubara yang dilakukan oleh kapang Penicillium

sp. Kapang Penicillium sp. mampu tumbuh menggunakan substrat batubara

dengan nilai pH yang rendah dan nilai absorbansi solubilisasi yang tinggi.

Menurut Selvi and Banerjee (2007), nilai absorbansi yang tinggi berbanding lurus

dengan tingkat solubilisasi batubara yang tinggi pula.

Nilai absorbansi solubilisasi batubara pada panjang gelombang 450 nm

(Gambar 14), terjadi perbedaan yang sangat jelas nilai absorbansinya

dibandingkan dengan panjang gelombang 250 nm. Pada hari ke-7, tiap dosis

mengalami kenaikan nilai absorbansinya, begitupun pada hari ke-14 yang semakin

meningkat. Pada dosis 20 kGy hari ke-7 inkubasi mengalami kenaikan nilai

absorbansinya jika dibandingkan dengan dosis yang lainnya, namun penurunan

52

nilai absorbansi solubilisasi pada dosis 20 kGy terjadi pada hari ke-14 masa

inkubasi.

Gambar 14. Absorbansi Pada Panjang Gelombang 450 nm Hasil Solubilisasi Pada

Berbagai Dosis Yang Berbeda

Jika dicocokkan dengan data pH maka dapat dilihat adanya hubungan yang

terbalik antara pH dengan absorbansi yang terukur. Ketika pH mengalami

penurunan maka nilai absorbansi mengalami peningkatan sedangkan jika pH

meningkat, absorbansi menurun. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang

dilakukan oleh Selvi and Banerjee (2007), yang menghasilkan solubilisasi

tertinggi dengan pH yang rendah.

Akibat dari aktivitas solubilisasi mengakibatkan adanya perbedaan dan pola

perubahan absorbansi. Produk solubilisasi melalui depolimerisasi adalah substansi

campuran teroksidasi berwarna coklat gelap yang bersifat larut dalam air. Dengan

demikian akan terjadi peningkatan nilai absorbansi pada panjang gelombang 450

nm. Menurut Scott (1986), karakter lain dari produk solubilisasi ini adalah materi

53

yang kaya dengan gugus karbonil dan hidroksil. Degradasi yang dilakukan oleh

kapang merupakan proses oksidatif dan tidak spesifik dengan mengurangi

kandungan metoksi, fenolik, dan alifatik lignin yang memecah cincin aromatik

serta membentuk kelompok karbonil baru, hal tersebut merupakan proses

dekolorisasi. Berdasarkan data solubilisasi, maka sampel yang akan di analisis

lanjut dengan GC-MS adalah nilai absorbansi solubilisasi yang tertinggi yaitu

pada dosis 0 kGy, 5 kGy, dan 10 kGy hari ke-7 serta dosis 20 kGy hari ke-14.

4.5. Hasil Identifikasi Senyawa Hasil Solubilisasi Kapang Penicillium sp.

Pada analisis GC-MS

Persentase area senyawa dari proses solubilisasi oleh kapang Penicillium sp.

diperoleh dari hasil jumlah total sampel berupa supernatan yang telah diinjeksi,

hasil tersebut menunjukkan bahwa solubilisasi menghasilkan senyawa-senyawa

hidrokarbon yang terkandung di dalam minyak bumi. Dengan mengetahui

senyawa-senyawa yang terkandung dari hasil biosolubilisasi batubara dapat

ditentukan senyawanya dalam penggunaan sebagai sumber bahan bakar. Sampel

yang digunakan pada analisis GC-MS merupakan sampel yang diambil

berdasarkan nilai absorbansi solubilisasi tertinggi pada tiap varian dosis iradiasi.

Kemungkinan pada nilai absorbansi solubilisasi tertinggi tersebut akan di

dapatkan hasil yang optimal berupa senyawa yang dibutuhkan dalam

pembentukan bahan bakar seperti solar dan bensin. Berdasarkan hal tersebut,

maka sampel yang digunakan dalam analisis GC-MS adalah sampel dosis iradiasi

0 kGy hari ke-7 inkubasi, sampel dosis iradiasi 5 kGy hari ke-7 inkubasi, sampel

54

dosis iradiasi 10 kGy hari ke-7 inkubasi, dan sampel dosis iradiasi 20 kGy hari ke-

14 inkubasi. Hasil identifikasi senyawa dengan menggunakan GC-MS dari

ekstraksi campuran senyawa heksana, dietil eter dan benzena (Tabel 7)

menunjukkan terdeteksi 35 senyawa yang didominasi oleh struktur rantai

hidrokarbon (C7 – C22). Dengan produk yang dihasilkan adalah produk yang

setara dengan minyak solar pada dosis 5 kGy dan produk yang setara dengan

bensin pada dosis 10 kGy.

Pada puncak-puncak hasil kromatogram (Lampiran 5) jika dibandingkan

dengan kontrol, tampak adanya senyawa baru yang terbentuk dari hasil

solubilisasi batubara. Berdasarkan pada puncak kromatogram terlihat adanya

empat senyawa hidrokarbon yang mendominasi yaitu senyawa n-Nonena (C9H20),

2,4-dimetilheptana (C9H20), dan tetradekana (C14H30). Hasil identifikasi senyawa

solubilisasi telah terjadinya peningkatan persentase area pada rantai karbon

pendek dibandingkan dengan kontrol, seperti peningkatan persentase senyawa n-

Oktana (C8H18) pada dosis 10 kGy hari ke-7 menjadi 35,47 dan pada dosis 20 kGy

hari ke-14 inkubasi nampak adanya senyawa rantai pendek yaitu n-Nonena

(C9H20) dengan persentase area yang tinggi sebesar 27,26.

Senyawa solubilisasi hasil analisis GC-MS membuktikan telah terbentuknya

senyawa baru golongan senyawa hidrokarbon, seperti senyawa 2,3-

Dimetilheksana (C8H18) pada dosis 0 kGy hari ke-7 dan senyawa n-heptana pada

dosis 10 kGy hari ke-0 yaitu terbentuk. Hal ini terjadi karena selama inkubasi,

kapang menggunakan sumber karbon pada senyawa batubara tersebut untuk

proses metabolismenya. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Indahwati (2009)

55

menunjukkan adanya senyawa lain yang terbentuk dan mengalami peningkatan

serta pengurangan luas area puncak dibandingkan dengan kontrol merupakan

akibat dari degradasi batubara yang dilakukan oleh kapang Penicillium sp..

Menurut hasil penelitian Selvi et al. (2006), menunjukkan bahwa kapang

dapat menggunakan senyawa karbon dengan rantai pendek dalam

mensolubilisasikan batubara. Senyawa dengan rantai karbon pendek merupakan

hasil dari pemecahan iradiasi gamma yang memecah senyawa hidrokarbon

kompleks dari batubara. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa-senyawa organik

dimana setiap molekulnya hanya mempunyai unsur karbon dan hidrogen saja

(Indahwati, 2009).

56

Tabel 7. Senyawa Hasil GC-MS

No Nama Senyawa

%area/5 µl

Kontrol Perlakuan

0 kGy

H-0

5 kGy

H-0

10 kGy

H-0

20 kGy

H-0

0 kGy

H-7

5 kGy

H-7

10 kGy

H-7

20 kGy

H-14

1 n-Heptana (C7H16)

3,71

2 n-Oktana (C8H18) 11,07 6,26 6,28 22,16

35,47

3 2,3-Dimetilheksana (C8H18)

1,23

4 2,3,3-Trimetilpentana (C8H18)

3,33

5 3,3-Dimetilheksana (C8H18)

23,37 22,92

6 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18)

5,00 4,67 5,72 5,29

4,08

7 I-Iodononena (C9H19)

2,19

1,22

8 2,3,4-Trimetilheksana (C9H20)

9,53 9,67

9 2,3,5-Trimetilheksana (C9H20)

1,69

10

2,2,5-Trimetil-3,4-

Heksanadiona (C9H20)

7,38

11 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 19,43 17,73 16,32

18,10 22,79 19,75 19,90

12 4-Metiloktana (C9H20) 4,50 4,93 4,39

4,73 4,41

3,88

13 n-Nonena (C9H20)

2,12

27,26

14 I-Iododekana (C10H21)

4,52

4,42

15 2,5,5-Trimetilheptana (C10H22)

1,08

16 Oktana, 3,3-dimetil (C10H22)

1,25

17 6-Etil-2-metiloktana (C11H24)

5,23 4,98

18 Dodekana,1,1-difloro (C12H24) 5,49

19 n-dodekana (C12H26) 29,22

25,76

30,82

20 Isododekana (C12H26)

7,14

21

2,4,6-Trimetil-1-nonana

(C12H24)

1,57

22 4-Metil-1-undekana (C12H24)

5,53

23 2,4-dimetildekana (C12H26) 6,73

10,64 6,13

24 3,7-dimetildekana (C12H26)

5,03 15,65 1,22

25 1-Tridekana (C13H26)

1,67

26 2,8 dimetilundekana (C13H28)

11,03 3,34

2,75

27 3,7 dimetilundekana (C13H28)

16,07

23,18 6,71

28 4,7 dimetilundekana (C13H28)

13,58

9,39 10,53

9,65

39 n-Tetradekana (C14H30) 18,03

2,61 11,82 16,56 18,12 15,72

30 n-Pentadekana (C15H32) 5,53 1,92 2,03

1,64

31 n-Heksadekana (C16H34)

4,01 4,68 4,69 4,59

32 n-Nonadekana (C19H40)

3,43 3,51 3,96 4,12

33 Eikosana (C20H42)

1,48

34

2,6,10,14-tetrametil

heptadekana (C21H32)

1,84

35 n-Dokosana (C22H46)

2,67

0,87

1,93

Total % area 100 100 100 100 100 100 100 100

Total senyawa 8 12 14 9 20 8 7 11

Keterangan:

Kontrol : MMSS + Serbuk batubara

Perlakuan: MMSS + Sebuk batubara + Kapang Penicillium sp.

57

Komponen utama solar adalah panjang rantai karbon 10 sampai 13 (Lampiran

5), akan tetapi hasil penelitian yang lainnya menunjukkan bahwa fraksi minyak

solar mempunyai rantai atom karbon 8 sampai 25 (American Petroleum Institute,

2001). Hasil degradasi batubara menunjukkan bahwa produk solubilisasi kapang

Penicillium sp. berpotensi sebagai energi alternatif peganti bahan bakar minyak

yang setara dengan komponen minyak solar. Berdasarkan hasil analisis GC-MS,

pada dosis 5 kGy hari ke-7 didapatkan persentase area yang tertinggi (Gambar 15)

yang setara dengan minyak solar yaitu sebesar 48,05.

Gambar 15. Produk Biosolubilisasi Batubara Pada Dosis Yang Berbeda Oleh

Kapang Penicillium sp. Hasil Analisis GC-MS

Produk solubilisasi yang dihasilkan oleh kapang Penicillium sp. tidak hanya

setara dengan minyak solar. Selain minyak solar, senyawa hasil solubilisasi oleh

kapang Penicillium sp. dari hasil analisis GC-MS juga berpotensi sebagai energi

alternatif yang setara dengan bensin (Gambar 15). Formulasi kimia yang masuk

ke dalam fraksi bensin memiliki atom karbon 4 sampai 12 (American Petroleum

58

Institute, 2001). Pada dosis 10 kGy hari ke-7 memiliki persentase area yang lebih

tinggi dibandingkan dosis yang lainnya dalam menghasilkan senyawa yang setara

dengan bensin sebesar 73,24. Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh

Kuraesin et al. (2009), juga di dapatkan hasil bahwa kapang Penicillium sp. dapat

mencairkan batubara menjadi senyawa yang setara dengan bensin.

59

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Dosis iradiasi gamma dapat meningkatkan proses biosolubilisasi batubara.

Dosis yang terbaik dalam proses solubilisasi batubara jenis subbituminus oleh

kapang Penicillium sp. adalah dosis 20 kGy pada hari ke-14 inkubasi.

2. Batubara cair hasil biosolubilisasi kapang Penicillium sp. dari batubara

subbituminus Sumatera Selatan dapat digunakan sebagai energi alternatif dari

minyak bumi. Hasil produk biosolubilisasi ini dihasilkan dengan baik pada

hari ke-7 inkubasi yang setara dengan komponen minyak solar pada dosis 5

kGy, sedangkan yang setara dengan bensin pada dosis 10 kGy.

5.2. Saran

Pengamatan yang dilakukan dalam proses solubilisasi batubara oleh kapang

Penicillium sp. dari batubara subbituminus sebaiknya pada kisaran waktu kurang

dari 7 hari. Selain itu juga untuk pengukuran sisa subtrat batubara dan biomassa

perlu di uji lagi guna untuk melihat keakuratan data, serta perlunya pengujian

karakteristik enzim pada setiap perlakuan seperti analisis profil protein kapang

untuk melihat enzim apa saja yang berperan dalam proses biosolubilisasi batubara.

60

DAFTAR PUSTAKA

Akhtar, M., R.A. Blanchette and T.K. Kirk. 1997. Fungal delignification and

biomechanical pulping of wood. Advances in Biochemical Enginering

Biotechnology. 57:138-144.

American Petroleum Institute. 2001. Properties of Fuels.

http://www.Afdc.energy.gov.pdf, 5 Mei 2010, pk 13.00 WIB.

BATAN. 1995. Kelompok Iradiasi. http://www.batan.go.id, 5 Maret 2010, pk

16.00WIB.

Beyond Petroleum. 2006. Statistic Data of Energy Source. http://www.bni.co.id,10

Februati 2010, pk. 15.00 WIB.

Breeuwer, P. 1996. Assesment of Viability of Microorganism Employing Fluorescene

Techniques. Wageningen.

Calvin, F. 2007. Cadangan Batubara Indonesia Terbukti Mencapai 5,3 Miliar Ton.

http://www.antara.co.id,10 Februari 2010, pk. 15.00 WIB.

Catcheside, D.E.A and J.P. Ralph.1994. Decolourisation and Depolymerisation of

Solubilised Low Rank Coal by The White-rot Basidiomycete Phanerochaete

chrysosporium. Appl Microbial Biotechnol. 42: 536-542.

Cohen, S.M., B.W. Wilson and R.M. Bean. 1990. Enzymatic solubilization of coal.

In: Wise, L. D (editor). Bioprocessing and Biotreatment of Coal. Marcel

Dekker Inc. New York.

Crawford, D.L., and R.K. Gupta 1990. Characterization of Extracellular Bacterial

Enzymes Which Depolymerize & Soluble Lignite Coal polimer. Appl Biochem

Biotechnol. 24: 899–911.

Darussalam, M. 1996. Radiasi dan Radioisotop. Penerbit Tarsito. Bandung.

Departement of Geosciences. 2009. Sedimentary Rocks and Associated Minerals.

http://www.uwm.edu, 21 Maret 2010, pk.13.00WIB.

Faison, B.D., C.D. Scott and B.H. Davidson. 1989. Biosolubilization of Coal In

Aqueous and Non-Aqueous Media. Abstract Paper American Chemical Society

85:196.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan 1. PT Gramedia Pustaka Umum. Jakarta.

61

Farland, R. 2008. Sub-bituminous Coal. http://www.rzfarland.com, 21 Maret 2010,

pk.13.30 WIB.

Firmansyah, F. 2010. Batubara Kecil Itu Emas. TEMPO 10: 1-7.

Gandjar, I., W. Sjamsuridzal dan A. Oetari. 2006. Mikologi. Yayasan Obor

Indonesia. Jakarta.

Hall, E.J. 1994. Radiobiology of Radiobiologist. Lipicontt Williams and Walkin.

Philadelphia.

Hammel, KE., K.A.Jensen, M.D.Mozuch, L.L.Landucci, M.Tien, and E.A.Pease.

1993. Ligninolysis by A Purified Lignin Peroxidase. J Biol Chem. 268: 12274-

12281.

Haris, A. 2009. Ganesa Batubara. www. http:// Batubara.com, 9 Februari 2010,

pk.14.00 WIB.

Hatakka, A. 2001. Biodegradation of lignin. Biopolymers. 1: 129-180.

Hermanto, S. 2008. Mengenal Lebih Jauh Teknik Analisa Kromatografi dan

Spektrofotometri. Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah

Jakarta. Jakarta.

Hidayat, N., M.C. Padaga dan S. Suhartini. 2006. Mikrobiologi Industri. Penerbit

Andi. Yogyakarta.

Indahwati, E. 2009. Degradasi Batubara Subbituminus Asal Kalimantan Timur

Menggunakan Fungi Aspergillus sp. dan Penicillium sp. Skripsi Sarjana

Biologi. UIN Syahid. Jakarta.

Indonesian Coal Mining Association. 1998. Cadangan Batubara.

http://www.dtwh2.esdm.go.id, 11 Maret 2010, pk 17.00 WIB.

Kentucky Geological Survey. 2006. How Is Coal Formed?

http://www.uky.edu/KGS/coal/ coalform.htm, 10 Maret 2010, pk. 19.00 WIB.

Kuraesin, T., I. Sugoro, M.R.Pikoli, S. Hermanto dan P.Aditiawati. 2009. Isolasi dan

Seleksi Fungi Pelaku Solubilisasi Batubara Subbituminus. Jurnal Biologi

Lingkungan 3(2): 75-87.

Laborda, F., I.F. Monistrol, N. Luna and M. Fernandez. 1999. Processes of

liquefaction or solubilization of Spanish coal by microorganism. Apply

Microbiol Biotechnol. 57: 49-56.

62

Liu, R.Q., N.L. Johson, G.C.Magruder, M.D.Ackerson, J.L.Vega, E.C.Clausen, and

J.L. Gaddy. 1990. Serial Biological Conversion of Coal Into Liquid Fuels.

Biotechnol. Bioeng. 40: 1107–1114.

Lynd, L.R., P.J. Weimer., W.H. Van Zyl and I.S. Pretorius. 2002. Microbial

cellulose utilization : Fundamentals and Biotechnology. Microbiol. Mol. Biol.

Rev. 66 (3): 506-577.

Mustikasari, N.S. 2009. Pengaruh Jumlah Inokulum Phanerochaete chrysosporium

dan Konsentrasi Batubara Pada Pencairan (Solubilisasi Batubara). Skripsi

Sarjana Mikrobiologi. ITB. Bandung.

Myles, L. 2008. COAL – The Other Black Gold. http://www.larrymylesreports.com,

21 Maret 2010, pk.13.00 WIB.

Natural Resources Defense Council, Climate Fact. 2007. Why liquid coal is not

aviable option to move Amerika beyond oil?. http://www.nrdc.org, 5 Februari

2010, pk. 16.00 WIB.

Pelczar, M.J. dan E.C.S. Chan. 2005. Dasar-dasar Mikrobiologi. UI-Press. Jakarta.

Pohan, A. 2009. Kapang Penicillium sp. www. arthur@fk. Unair.ac.id, 10 Januari

2010, pk. 15.00 WIB.

Rahayu,L.F., M. R. Pikoli dan I. Sugoro. 2009. Pengaruh Tapioka Hasil Iradiasi

Sinar Gamma Terhadap Pertumbuhan Khamir. Jurnal Radiasi 1:1-7.

Ralph, J.P. 1997. Catabolism of Brown Coal Macromolecules by The White Roi

Fungus Phanerochaete chrysosporium and Other White-rot Fungi. Fuel Process

Technol. 52:79-93.

Scott, C. 1986. Biological Coal Conversion. Biotechnol. Prog. 2:131-139.

Scott, C.D. and S.N. Lewis. 1990. Solubilization of coal by microbial action. In :

Wise, L. D (editor). Bioprocessing and Biotreatment of Coal. Marcel Dekker

Inc. New York.

Sebayang, P., K.A.Z. Thosin, dan A.P. Tetuko. 2008. Pengaruh Aditif Lempung

Terhadap Sifat Mekanik dan Nilai Kalor dalam Pembuatan Briket Batubara.

www. Lemlit.unila.ac.id, 8 Maret 2010, pk.16.00 WIB.

Selvi, V.A, R. Banerjee, and L.C.Ram. 2006. Optimization process for

biodepolimerization of lower rank Indian coals with reference to carbon and

nitrogen sources. Biosciences Biotecnology Research Asia 3(1a):51-55.

63

Selvi, V.A. and R. Banerjee. 2007. Coal Biotechnlogy : Bio-conversion of Different

Rank Indian Coal for The Extraction of Liquid Fuel and Fertilizer 25:1713–

1720.

Silva, M.E., C.J.Vengadajellum, H.A.Janjua, S.T. L. Harrison, S.G.Burton, and

D.A.Cowan. 2007. Degradation of low rank coal by Trichoderma atroviride.

Jurnal Ind Microbiol Biotechnol . 34:625–631

Speight, J.G. 1994. The Chemistry and Technology of Coal, 2nd

edition, Revised and

Expanded. Marcel Dekker Inc. New York.

Tekmira. 2005. Teknologi Mineral dan Batubara. www.tekmira.esdm.go.id, 5 Maret

2010, pk.15.00 WIB.

Ward, B. 1985. Isolation and application of coal-solubilizing microorganism. In:

Wise, L.D (editor). Bioprocessing and Biotreatment of Coal. Marcel Dekker

Inc. New York.

Zabel, R.A. and J.J. Morrell. 1992. Microbiology: Decay and Its Prevention.

Academic Press. Inc.

64

LAMPIRAN

Lampiran 1. Komposisi Medium

Medium Potato Dextrose Agar (PDA)

Bahan Jumlah

PDA

Akuades

Agar bakto

2,92 g

75 ml

1% b/v

Medium Minimal Salt (MMS)

Bahan Jumlah

MgSO4.7H2O

ZnSO4.7H2O

K2HPO4

FeSO4

NH4(SO4)

Akuades

0,039 g

0,000225 g

0,375 g

0,000375 g

0,075 g

75 ml

Medium Minimal Salt Sucrose (MMSS)

Bahan Jumlah

MgSO4.7H2O

ZnSO4.7H2O

KH2PO4

FeSO4

NH4(SO4)

Akuades

Sukrosa

0,312 g

0,0018 g

3 g

0,003 g

0,6 g

600 ml

1% b/v

Catatan: Sampel perlakuan terdapat 20 sampel @ 30 ml MMS

65

Lampiran 2. Skema Penelitian

Batubara Subbituminus Isolat kapang Penicillium sp.

Iradiasi Gamma Peremajaan

0 kGy 5 kGy 10kGy 20 kGy Inokulum Spora

Inkubasi suhu ruang,

shacking incubator 120 rpm

0 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

Parameter

pH Solubilisasi Kolonisasi Karakterisasi senyawa Analisis aktivitas

hasil biosolubilisasi enzim (FDA)

GC-MS

250 nm 450 nm

Analisis Data

66

Lampiran 3. Uji Biosolubilisasi Batubara

No Dosis

Iradiasi

(kGy)

Hari

ke-

pH Nilai Absorbansi

Solubilisasi

Nilai

Absorbansi

Aktivitas

Enzim

250 nm 450 nm

1 0 0 3,58 0,222 0,032 0,00

7 2,65 1,753 0,044 0,009

14 2,79 1,261 0,097 0,041

21 2,88 1,067 0,053 0,023

28 2,88 1,03 0,045 0,03

2 5 0 3,57 0,224 0 0,00

7 2,65 1,688 0,052 0,009

14 2,82 1,008 0,094 0,021

21 2,91 1,054 0,08 0,045

28 2,92 0,856 0,044 0,029

3 10 0 3,55 0,244 0,007 0,00

7 2,67 1,901 0,064 0,028

14 2,84 1,334 0,082 0,036

21 2,90 1,677 0,081 0,028

28 2,95 1,023 0,085 0,045

4 20 0 3,80 0,21 0,011 0,00

7 2,70 2,225 0,071 0,011

14 2,88 2,744 0,048 0,068

21 3,01 2,042 0,066 0,027

28 2,91 1,097 0,095 0,032

67

Lampiran 4. Uji Statistik Anova

ANOVA

Parameter Sumber

Keragaman

Jumlah

kuadrat

Derajat

bebas

Kuadrat

tengah

F Signifikansi

pH pH 0,032 3 0,011 0,077 0,972

Galat 2,196 16 0,137

jumlah 2,227 19

250 nm Solubilisasi

250 nm

1,239 3 0,413 0,658 0,590

Galat 10,040 16 0,628

jumlah 11,279 19

450 nm Solubilisasi

450 nm

0,000 3 0,000 0,105 0,956

Galat 0,016 16 0,001

jumlah 0,016 19

aktifitas enzim Absorbansi

Aktivitas

Enzim

0,000 3 0,000 0,432 0,733

Galat 0,004 16 0,000

jumlah 0,004 19

Uji Anova dengan hipotesis :

H0 : Tidak ada perbedaan antara rata-rata nilai parameter yang diuji pada tiap

dosis iradiasi.

H1 : Ada perbedaan antara rata-rata nilai pada parameter yang diuji pada tiap dosis

iradiasi.

68

Lampiran 5. Hasil Pengamatan Biosolubilisasi Batubara

Gambar 1. Contoh Hasil Solubilisasi Batubara Oleh Kapang

Penicillium sp.

Kiri: dosis 0 kGy; Kanan: dosis 20 kGy. Tanda panah kuning

menunjukkan hifa kapang menempel dan menutupi seluruh partikel

batubara dan terlihat jelas perbedaan warna hasil solubilisasi antar

dosis. Pada dosis 20 kGy warna medium menjadi lebih keruh

dibandingkan yang tidak diiradiasi (kontrol)

Gambar 2. Solubilisasi Batubara Oleh Kapang Penicillium sp.

Kiri: dosis 0 kGy; Kanan: dosis 20 kGy. Tanda panah kuning

menunjukkan hifa kapang menempel dan menutupi seluruh partikel

batubara, terlihat jelas pada dosis 20 kGy dimana batubara menggumpal

karena diselimuti oleh hifa kapang dan terjadinya interaksi antara

partikel batubara dan hifa kapang

69

Gambar 3. Hasil Biosolubilisasi Batubara Pada 14 Hari

inkubasi.

Kiri: dosis 0 kGy; Kanan: dosis 20 kGy. Tanda panah

menunjukkan batubara yang terlarut dalam medium yang di

degradasi oleh kapang Penicillium sp. sehingga warna

berubah menjadi lebih keruh dan pada dosis 20 kGy lebih

banyak batubara yang terlarut daripada yang tidak diiradiasi

(kontrol).

Gambar 4. Hasil Analisis Aktivitas Enzim Dengan Menggunakan FDA (Fluorescen

Diacetat) Pada dosis 20 kGy. Kiri: Sebelum bereaksi; Kanan: Terjadi reaksi. Tanda

panah menunjukkan reaksi yang terjadi. Pada dosis 20 kGy cepat mengalami reaksi

dibandingkan dengan dosis yang lainnya, ditandai dengan berubahnya warna

menjadi warna kuning.

70

Gambar 5. Biomassa Hasil Biosolubilisasi Batubara Oleh

Kapang Penicillium sp. Sebelum di Oven

A: dosis 5 kGy Hari ke-28;

B: kontrol Hari ke-28;

C: dosis 20 kGy Hari ke-28;

D: dosis 10 kGy hari ke-28.

Tanda panah menunjukkan hifa yang menggumpal

(berinteraksi denga batubara)

A B

C D

71

Dosis

Inkubasi

0 kGy

5 kGy

10 kGy

20 kGy

Hari ke-0

Hari ke-7

Hari ke-14

Hari ke-21

Hari ke-28

Gambar 6. Hasil pengamatan kolonisasi yang menunjukkan adanya interaksi

antara batubara dengan kapang Penicillium sp. dalam periode

inkubasi dan dosis iradiasi. Keterangan: Tanda panah hijau

menunjukkan batubara yang terjebak dan panah kuning

menunjukkan bagian jamur yang menyelimuti batubara.

72

Gambar 7. Hasil GC-MS Kontrol 0 kGy 7. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 6. n-Tetradekana (C14H30)

8. 4-Metiloktana (C9H20) 7. Dodekana,1,1-difloro (C12H24F2)

9. n-dodekana (C12H26) 8. n-Pentadekana (C15H32)

10. 2,4-dimetildekana (C12H26)

11. n-Oktana (C8H18)

Gambar 8. Hasil GC-MS Solubilisasi 0 kGy H-7

1. 2,3-Dimetilheksana (C8H18) 11. 1-Tridekana (C13H26) 23. Dokosana (C22H46)

2. 2,3,5-Trimetilheksana (C9H20) 12. 1-Tridekanol (C13H28) 24. 2,6,10,14-

3. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 13. I-Iodononena (C9H19I) tetrametilheptadekana (C21H32)

4. 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 14. 4,7 Dimetilundekana (C13H28)

5. 4-Metiloktana (C9H20) 15. 2,8 dimetilundekana (C13H28)

6. 2,5,5-Trimetilheptana (C10H22) 17. n-Tetradekana (C14H30)

7. Oktana, 3,3-dimetil (C10H22) 18. n-Pentadekana (C15H32)

8. 3,7-dimetildekana (C12H26) 19. n-Heksadekana (C16H34

9. 3,7 Dimetilundekana (C13H28) 20. n-Nonadekana (C19H40)

10. 4,7 Dimetilundekana (C13H28) 21. Eikosana (C20H42)

73

Gambar 9. Hasil GC-MS Kontrol 5 kGy 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 7. 2,3,3-Trimetilpentana (C8H18)

2. 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 8. 4,7 Dimetilundekana (C13H28)

3. 4-Metiloktana (C9H20) 9. 6-Etil-2-metiloktana (C11H24)

4. 3,3-Dimetilheksana (C8H18) 10. I-Iododekana (C10H21I)

5. n-Oktana (C8H18) 11. n-Pentadekana (C15H32)

6. 2,3,4-Trimetilheksana (C9H20) 12. n-Nonena (C9H20)

Gambar 10. Hasil-GC-MS Solubilisasi 5 kGy H-7 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 6. n-Tetradekana (C14H30)

2. 4-Metiloktana (C9H20) 7. Heksadekana (C16H34)

3. dodekana (C12H26) 8. Nonadekana (C19H40)

4. 3,7 Dimetilundekana (C13H28) 5. 4,7 Dimetilundekana (C13H28)

74

Gambar 11. Hasil GC-MS Kontrol 10 kGy 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 8. n-Heptana (C7H16)

2. 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 9. 4,7 Dimetilundekana (C13H28)

3. 4-Metiloktana (C9H20) 10. I-Iodononena (C9H19I)

4. 3,3-Dimetilheksana (C8H18) 11. Pentadekana (C15H32)

5. n-Oktana (C8H18) 12. 6-Etil-2-metiloktana (C11H24)

6. 2,4,6-Trimetil-1-nonana (C12H24) 13. 3,7-dimetildekana (C12H26)

7. 2,3,4-Trimetilheksana (C9H20) 14. Dokosana (C22H46)

Gambar 12. Hasil GC-MS Solubilisasi 10 kGy H-7 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 9. n-Tetradekana (C14H30)

4. n-Oktana (C8H18) 11. n- Heksadekana (C16H34)

5. 2,2,5-Trimetil-3,4-Heksanadiona (C9H20) 12. n-Nonadekana (C19H40)

6. 2,4-dimetildekana (C12H26)

75

Gambar 13. Hasil GC-MS Kontrol 20 kGy 1. n-Oktana (C8H18) 7. 4-Metil-1-undekana (C12H24)

2. 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 8. I-Iododekana (C10H21I)

3. n-dodekana (C12H26)

4. Isododekana (C12H26)

5. 2,8 dimetilundekana (C13H28)

6. 3,7-dimetildekana (C12H26)

Gambar 14. Hasil GC-MS Solubilisasi 20 kGy H-14 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 7. 2,8 dimetilundekana (C13H28)

2. 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 8. n-Tetradekana (C14H30)

3. 4-Metiloktana (C9H20) 9. n-Heksadekana (C16H34)

4. n-Nonena (C9H20) 10. n-Nonadekana (C19H40)

5. 2,4-dimetildekana (C12H26) 11. n-Dokosana (C22H46)

6. 4,7 Dimetilundekana (C13H28)

76

Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang Penicillium sp. Yang

Setara Dengan Komponen Minyak Solar

No Nama Senyawa

% area/ 5 µl

Perlakuan (Solubilisasi)

0 kGy

H-7

5 kGy

H-7

10 kGy

H-7

20 kGy

H-14

1 I-Iododekana (C10H21)

2 2,5,5-Trimetilheptana (C10H22) 1,08

3 Oktana, 3,3-dimetil (C10H22) 1,25

4 6-Etil-2-metiloktana (C11H24)

5 Dodekana,1,1-difloro (C12H24)

6 n-dodekana (C12H26)

30,82

7 Isododekana (C12H26)

8 2,4,6-Trimetil-1-nonana(C12H24)

9 4-Metil-1-undekana (C12H24)

10 2,4-dimetildekana (C12H26)

10,64 6,13

11 3,7-dimetildekana (C12H26) 1,22

12 1-Tridekana (C13H26) 1,67

13 2,8 dimetilundekana (C13H28) 3,34

2,75

14 3,7 dimetilundekana (C13H28) 23,18 6,71

15 4,7 dimetilundekana (C13H28) 9,39 10,53

9,65

Total % area 41,77 48,05 10,64 18,52

Gambar 15. Hasil GC-MS Solar 1. N-Dekana (C10H22)

2. Trans-Decahidronapthalen

3. Undekana (C11H24)

4. N-Dodekana (C12H26)

5. Trigekana (C13H28)

77

Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang Penicillium sp. Yang Setara

Dengan Komponen Bensin

No Nama Senyawa

% area/ 5µl

Perlakuan (Solubilisasi)

0 kGy

H-7

5 kGy

H-7

10 kGy

H-7

20 kGy

H-14

1 n-Heptana (C7H16)

2 n-Oktana (C8H18)

35,47

3 2,3-Dimetilheksana (C8H18) 1,23

4 2,3,3-Trimetilpentana (C8H18)

5 3,3-Dimetilheksana (C8H18)

6 2,4-Dimetil-1-heptena (C9H18) 5,29

4,08

7 I-Iodononena (C9H19) 1,22

8 2,3,4-Trimetilheksana (C9H20)

9 2,3,5-Trimetilheksana (C9H20) 1,69

10

2,2,5-Trimetil-3,4-

Heksanadiona (C9H20)

7,38

11 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 18,10 22,79 19,75 19,90

12 4-Metiloktana (C9H20) 4,73 4,41

3,88

13 n-Nonena (C9H20)

27,26

14 I-Iododekana (C10H21)

15 2,5,5-Trimetilheptana (C10H22) 1,08

16 Oktana, 3,3-dimetil (C10H22) 1,25

17 6-Etil-2-metiloktana (C11H24)

18 Dodekana,1,1-difloro (C12H24)

19 n-dodekana (C12H26)

30,82

20 Isododekana (C12H26)

21

2,4,6-Trimetil-1-nonana

(C12H24)

22 4-Metil-1-undekana (C12H24)

23 2,4-dimetildekana (C12H26)

10,64 6,13

24 3,7-dimetildekana (C12H26) 1,22

Total % area 36,36 58,02 73,24 61,24