EFEKTIVITAS JAMUR Marasmius spUNTUK MENDEGRADASI

LIMBAH PENGOLAHAN AGAR (Gracilaria sp) SEBAGAI BAHAN BAKU BIOETANOL

Disajikan Oleh

Rudy Kurniadi

230110080055

Dibawah bimbingan :

Dr. Ir. Zahidah Hasan M.S

Yeni Mulyani S.Si., M.Si

Program Studi PerikananFakultas Perikanan dan Ilmu KelautanUniversitas Padjadjaran2012

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak bumi yang

ketersediaannya yang terus berkurang

Peraturan presiden No. 5

tahun 2005 tentang

kebijakan energi nasional

Produk alternatif yang berpeluang

untuk dikembangkan

adalah bioetanol dan biodisel

Bioetanol adalah etanol yang

diproduksi dari makhluk hidup

dengan bantuan makhluk hidup (Luthfi, 2008)

Pabrik besar berkapasitas

produksi 80 ton menghasilkan

limbah sebanyak 56 ton (Ujiani,

2007)

Jamur yang dapat

diinokulasikan ke dalam bahan

yang berlignoselulosa

adalah jamur Marasmius sp

Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka masalah yang dapat diidentifikasi adalah bagaimana mengelola limbah industi pabrik agar (Gracilaria sp) untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.

Tujuan Penelitian

Mengetahui efektivitas dosis inokulum dan lama waktu fermentasi jamur Marasmius sp untuk mengelola limbah industi pabrik agar (Gracilaria sp) sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.

Manfaat Penelitian

1. Pemanfatan limbah industi pabrik agar (Gracilaria sp) sebagai bahan baku bioetanol dapat dijadikan salah satu upaya untuk pengelolaan limbah.

2. Pemanfaatan limbah industi pabrik agar (Gracilaria sp) untuk bioetanol sebagai renewable energy dapat dijadikan sebagai salah satu solusi terhadap kelangkaan bahan bakar minyak di Indonesia yang masih mengandalkan bahan baku fosil.

Kerangka Pemikiran

Gracilaria sp merupakan rumput laut penghasil agar-agar, dapat tumbuh dengan lebih baik pada perairan dangkal serta memiliki intensitas cahaya tinggi. Suhu optimum untuk pertumbuhannya adalah 20-28 oC serta dapat hidup pada kisaran salinitas yang tinggi (Wiratmaja 2011).

Limbah agar-agar dari ganggang merah adalah produk samping pabrik agar-agar yang jumlahnya sangat melimpah. Lima puluh enam ton dari 80 ton bahan baku dalam pembuatan agar-agar jelly di pabrik terbuang sebagai limbah karena pabrik hanya memakai ekstraknya saja. (ujiani 2008)

Menghasilkan

Dimanfaatkan

menjadi

karena biomassa yang mengandung lignoselulosa dapat digunakan sebagai sumber glukosa yang murah dan mudah didapat untuk menggantikan bahan pati dalam proses fermentasi (Graf dan Koehler 2000)

Kimiawi

Enzimatik

Marasmius sp

Marasmius sp dapat menghasilkan enzim selulase yang dapat memecah

ikatan glikosidik (Widjastuti 2007).

Model bioproses yang dilakukan untuk konversi selulosa menjadi bioetanol yaitu menggunakan model SHF (separate hidrolysis and fermentation) (Wingren et al. 2003)

Hipotesis

Penggunaan Marasmius sp dengan dosis 7,5% lama fermentasi 3 minggu memberikan rendemen glukosa tertinggi.

METODOLOGI

Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu

Penelitian telah dilaksanakan pada tanggal 28 Mei s/d 3 September 2012. Tempat• Analisis Proksimat telah dilaksanakan di Laboratorium

Nutrisi Ternak Ruminansia dan Kimia Makanan Ternak Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran.

• Produksi etanol dari limbah agar (Gracilaria sp) telah dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Padjadjaran

• Analisis kadar etanol telah dilaksanakan di Laboratorium Kimia Bahan Alam dan Lingkungan, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Padjadjaran.

Alat dan Bahan Penelitian

Alat

1. Peralatan Analisis Proksimat• Grinder• Gelas beaker• Hot plate• Filter 2-G-3• Oven 100oC• Timbangan Ohaus

2. Peralatan Untuk Hidrolisis• Wadah Plastik• Talenan• Gunting dan pisau• Oven 100oC• Hammer mill• Ayakan 80 mesh• Timbangan Ohaus• Cawan petri• Jarum ose• Bunsen• Erlenmeyer• Shaker• Hot plate• Autoclave• incubator

3. Peralatan Untuk Penentuan Kadar Glukosa• Tabung reaksi dan rak tabung• Hot plate• Corong kaca• Timbangan Ohaus• Gelas piala• Labu takar• Alat sentrifugasi• Spektrofotometer

4. Peralatan Untuk Fermentasi Alkohol• Cawan petri• Jarum ose• Bunsen• Erlenmeyer• Shaker• Hot plate• Autoclave• Incubator

Bahan

1. Bahan untuk Analisis Proksimat• Aquades• H2SO4 72%• Neutral Detergent Solution• Acid Detergent Solution• Aseton

2. Bahan yang Digunakan Untuk Hidrolisis• 3000 gram limbah pengolahan agar• Marasmius sp• PDA• PDB• Aquades• Kertas tisue• Kertas saring• Kertas alumunium foil

3. Bahan untuk perhitungan glukosa• Larutan glukosa 10 g / 100 ml• Reagensia Nelson• Reagensia Arsenomolibdat

4. Bahan untuk fermentasi alkohol• Saccaromyces serevisiae• PDA• PDB• Aquades• Kertas tisue• Kertas saring• Kertas alumunium foil

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen

• Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial 3x3

• faktor pertama adalah dosis inokulum yaitu D1=5%, D2=7,5%, D3=10%

• faktor yang kedua adalah lamanya fermentasi yaitu W1= 2 minggu, W2= 3 minggu, W3= 4 minggu

• setiap perlakuan terdiri atas tiga ulangan

• Menggunakan model percobaan Yijk = µ+αi+βj+(αβ)ij+Eijk

Keterangan :

Yijk = Nilai pengamatan pengaruh bersama dosis inokulum taraf ke-i dan lama inkubasi ke-j yang terdapat pada ulangan ke-k

µ = Nilai rataan umum

αi = Pengaruh aditif dari faktor dosis inokulum taraf ke-i

βj = Pengaruh dari faktor lama inkubasi ke-j

(αβ)ij= Pengaruh interaksi faktor inokulum taraf ke-i dan lama inkubasi taraf ke-j

Eijk = Pengaruh galat dari ulangan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan dosis inokulum taraf ke-i dan lama inkubasi taraf ke-j.

Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian yaitu terdiri dari analisis proksimat dan produksi bioetanol yang meliputi proses hidrolisis, penentuan kadar glukosa, fermentasi alkohol, dan penentuan kadar etanol

Analisis Proksimat

• Analisis proksimat dilakukan untuk mengetahui kadar lignoselulosa limbah pengolahan agar yang mengacu pada metode Van Soest (1982).

Produksi bioetanol

Hidrolisis

1. Persiapan bahan baku limbah pengolahan agar

2. Persiapan kultur Marasmius sp

3. Tepung limbah pengolahan agar sebanyak 41,75 g dimasukan ke dalam erlenmeyer

4. Aquades dimasukan sebanyak 150 ml yang telah dipanaskan sampai suhu 50oC

5. Dosis inokulum Marasmius sp pada kulutr besar dimasukan sebanyak 5 %, 7,5 % dan 10 % dari jumlah substrat.

6. Kemudian diinkubasi selama 2, 3 dan 4 minggu.

7. Adonan kemudian dimasukan kedalam autoclave hingga mencapai tekanan 1,4 bar

8. Adonan kemudian ditentukan kadar glukosa

Penentuan kadar glukosa

Penentuan kadar glukosa dilakukan untuk mengetahui glukosa yang terbentuk setelah proses hidrolisis. Metode penentuan kadar glukosa pada penelitian ini menggunakan metode Nelson-Somogyi (Apriyantono dkk. 1989 dalam Putra 2011)

Fermentasi alkohol• Persiapan kultur Saccharomyces cerevisiae• Kemudian ditambahkan 2% inokulum (10 ml)

ragi Saccharomyces cerevisiae pada kultur besar ke dalam adonan yang difermentasi pada suhu 30oC selama 96 jam

Penentuan kadar etanol

Proses pemurnian bertujuan untuk memisahkan alkohol dan air dengan cara destilasi. Proses pemurnian bioetanol pada penelitian ini menggunakan prosedur yang dilakukan oleh Soerawidjaja dkk. (2007) dalam Putra (2011)

Analisis Data

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial 3x3. Pengaruh perlakuan yang diberikan dapat diketahui dengan menggunakan uji-F pada taraf 5 %. Apabila terdapat perbedaan yang signifikan, maka pengujian dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan antara perlakuan (Duncan New Multiple Range Test), sesuai dengan Steel dan Torries (1995)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Lignoselulosa

Limbah Pengolahan

Agar

Kadar Glukosa Kadar Etanol

Kadar lignoselulosa yang diperoleh

No Komponen Presentasi (%)

1 Lignin 3.05

2 Selulosa 17.04

3 Hemiselulosa 32.15

Kadar selulosa ini (sebesar 17,04 %) cukup tinggi bila dibandingkan dengan rumput laut jenis yang lain (Kim at al. 2008), menjadikan limbah ini berpotensi sebagai bahan baku bioetanol.

Kadar Selulosa Berbagai Jenis Rumput Laut

Jenis alga Selulosa (%)

Alga Merah Gelidium amansii.Marocco

16,8

Gelidium amansii, joju 23Eucheuma cottoni 7,1 Gracilaria sp 19,7 17,04*

Alga Hijau Codium fragile 10,9Alga Coklat Undaria pinattinda 2,4

Laminaria japonica 6,7

Kim dkk, 2008 dalam Wiratmaja, 2011* adalah data primer

Kadar Lignoselulosa

Limbah Pengolahan

Agar

Kadar Glukosa Kadar Etanol

Kadar etanol yang dianalisis berasal dari hasil hidrolisis pada dosis inokulum 7,5 % dan 10 % selama 3 minggu dan kemudian difermentasi menggunakan Saccharomyces cerevisiae dengan dosis inokulum 2 % dan lama fermentasi 6 hari.

No. Kode Sampel Kadar Etanol (%) Rata-rata

1 D2W2 (1) 0,8019

0,68712 D2W2 (2) 0,6201

3 D2W2 (3) 0,6394

4 D3W2 (1) 0,5135

0,45815 D3W2 (2) 0,4309

6 D3W2 (3) < 0,43Ket : (1),(2),(3) adalah ulangan perlakuan

Jumlah glukosa yang dihasilkan dari hasil hirolisis tidak selalu dapat merepresentasikan besarnya kadar etanol yang diperoleh dari proses fermentasi alkohol.

Hal ini dapat dijelaskan karena pengaruh beberapa faktor, diantaranya adalah performa dari agen fermentasi alkohol dan ketidak khususan produk akhir yang dihasilkan (Stanbury and Whitaker 2003).

Saccharomyces cerevisiae tidak hanya merubah glukosa menjadi etanol sebagai produk akhir. Produk lain yang dihasilkan yaitu berupa asam asetat, asam levulinat, dan gliserol (Iriani dkk. 2009)

Kadar etanol tertinggi pada penelitian ini 0,6871 %

HasilHidrolisis

Saccharomyces cerevisiae

FermentasiAlkohol

Bioetanol

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Limbah pengolahan Gracilaria sp berpotensi sebagai bahan baku bioetanol karena memiliki kandungan selulosa 17,04 %. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa dosis 10 % dengan lama waktu fermentasi 3 minggu merupakan kombinasi terbaik untuk menghasilkan kadar glukosa tertinggi yaitu sebesar 0,072 mg/mL, dan kadar etanol 0,4581 %.

Saran

• Dosis inokulum jamur Marasmius sp ditingkatkan pada kisaran 10 % sampai dengan 25 %,

• Pada tahap persiapan inokulum perlu ditentukan kepadatan / jumlah sel dan umur inokulum,

• Perlu dilakukan penelitian lanjutan pada fermentasi alkohol dengan penambahan dosis inokulum pada rentang 2 % sampai dengan 10 %.

Terima Kasih