Slide 1

IMOBILISASI SELKelompok 2 :Selvy Nurhayati1113102000035Gamal Al isra1113102000062Zakiyatul Munawaroh1113102000079Anggi Indah H1113102000041Asyraq Fakhruzzaman1113102000034Auliyani Rosdiyana1113102000015Sri Komala Sari1113102000057Putri Agni Kreativita1113102000023Renaldi 11121020000

Pengertian Imobilisasi selImobilisasi sel merupakan suatu teknik untuk mempertahankan mikroorganisme agar tetap berada di dalam matriks sehingga dapat meningkatkan efisiensi kerja mikroorganisme untuk mendapatkan hasil yang diinginkan dan merupakan katalis makroskopik yang dapat digunakan berulang kali (reuse biocatalyst) sehingga tidak diperlukan penggantian sel dan dapat diaplikasikan secara luas pada berbagai macam konfigurasi bioreactor.

Imobilisasi sel telah banyak diterapkan dalam fermentasi misalnya produksi alkoholm,asam amino,antibiotic atau pada degradasi polutan limbah cair.

Sel atau enzimimobilisasi adalah suatu sel yang secara fisik terlokalisasi/terjerat pada suatu daerah tertentu. Sel/enzim tersebut tetap mempunyai aktivitasnya sebagai biokatalisator/katalis, serta sel/enzim tersebut dapat dipergunakan secara terus menerus dan sangat penting untuk proses berkesinambungan.

Sel terimobilisasi adalah suatu sel yang dilekatkan pada suatu bahan inert dan tidak larut dalam bahan tersebut, misal dalam sodium alginat atau kalsium alginat. Dengan sistem ini, sel dapat lebih tahan terhadap perubahan kondisi seperti pH, juga temperatur. Sistem ini juga membantu sel berada di tempat tertentu selama berlangsungnya reaksi sehingga memudahkan proses pemisahan dan memungkinkan untuk dipakai lagi di reaksi lain (Sumo dkk., 1993).

Immobilisasi sel mikroba dibedakan atas 3 macam yakni:

1.Sel mati: untuk reaksi konversi sederhana (1 tahap)2.Sel hidup: untuk reaksi konversi yang melibatkan biokatalis heterogen (multi enzim)/memerlukan ATP atau biokoenzim seperti NADP atau koenzim A.3.Sel dalam fase pertumbuhan: keadaan dimana terdapat aktivitas enzim untuk pertumbuhan.

Jenis-Jenis Immobilisasi selSecara umum, ada dua jenis sel immobilisasi yakni:1.Immobilisasi AktifImmobilisasi ini dilakukan dengan dua metoda yaitu metoda penjeratan dan metoda pengikatan. Metoda penjeratan dilakukan secara fisik dalam matriks pendukung. Matriks pendukung yang bisa digunakan yaitu polimer porous (agar, alginate, carragenan, polyacrylamide, chitosan, gelatin, collagen), porous metal screen, polyurethane, silicagel, polystyrene, dan selulosa triacetate. Polymeric beads harus cukup porous untuk keluar masuknya substrat dan produk. Polymeric beads biasanya dibentuk dengan menggunakan sel hidup di dalamnya.2.Immobilisasi PasifBerbentuk biological films yang berbentuk lapisan-lapisan koloni sel yang tumbuh dan melekat pada permukaan pendukung yang padat. Material pendukung dapat bersifat inert atau aktif secara biologis. Biological films digunakan pada pengolahan limbah atau fermentasi mikroba dengan jamur.Metode ImmobilisasiBeberapa ahli menggolongkan metode imobilisasi dengan tiga kelompok, yaitu:metodecarrier binding,metodecross linking, danmetodeentrapping(Said, 1987).MetodeCarrier BindingPada metodecarrier binding,enzim diikatkan pada suatu matriks yang bersifat tidak larut adalam air. Sebagai matriks dapat digunakan bahan organik maupun anorganik. Bila menggunakan metode ini, hal yang perlu diperhatikan adalahpemilihan matriks dan pengikatan enzim pada matriks tersebut. Teknik pengikatan enzim pada matriks dapat dilakukan berdasarkan adsorpsi fisik, gaya elektrostatik atau ikatan kovalen(Chibata, 1978).

MetodeCross LinkingMetodecross linking didasarkan pada pembentukan ikatan intermolekuler antara molekul-molekul enzim. Gugus fungsional dalam molekul enzim yang biasa digunakan untuk pembentukan ikatan intermolekmuler adalah gugus amino pada asam amino terminal, gugus amino dari lisin, gugus fenolik dari tirosin, gugus sulhidril dari sistein dan gugus imidazole dari histidin.

MetodeEntrappingPada metodeentrapping,imobilisasi, enzim/sel didasarkan pada penempatan enzim di dalam kisi dari suatu polimer atau di dalam membran yang bersifat semi permiabel. Bila enzim ditempatkan dalam kisi, maka metode yang digolongkan adalah jenis kisi, sedang bila ditempatkan dalam membran yang bersifat semipermiabel, maka metodenya digolongkan ke dalam jenis mikrokapsul (Chibata, 1978).

Selain itu metode imobilisasi dapat digolongkan sebagai berikut :AdsorpsiPenjeratan dalam matriks polimerPenjeratan dalam membranTeknik imobilisasi yang paling baik adalah yang memenuhi kriteria utama tidak terjadi perubahan konformasi enzim dan tidak mengganggu gugus fungsi di pusat aktif enzim sehingga enzim tetap dapat berfungsi. Metode penjebakan enzim lebih banyak digunakan karena enzim ada dalam keadaan bebas dan tidak terikat pada bahan pendukung sehinga secara relatif fungsi katalitik dan struktur alami molekul enzim tidak mengalami gangguan goncangan (Wirahadikusumah, 1988).Penjerat Atau Pembawa Immobilisasi SelKarakteristik yang harus dimiliki oleh penjerat/pembawa immobilisai sel, antara lain :a. Mudah digunakan serta ukuran dan porositas media penjerat dapat dikontrol, terutama pada skala industri.b. Media penjerat berbentuk matrik stabil pada kondisi fermentasi (temperature dan pH optimum).c. Harga murah dan mudah didapat.d. Mempunyai sifat mekanik yang stabil, sehingga dapat tahan dalam waktu yanglama dalam reaktor yang digunakan.e. Penjerat harus inert terhadap mikrorganisme yang akan dijerat.f. Substrat, produk, dan metabolisme lain harus dapat berdiffusi secara bebas dengan media penjerat.

Imobilisasi Sel Bacillus S1 dengan Matriks Alginat untuk Proses Reduksi Merkuri M. Ainul Mahbubillah1 dan Maya Shovitri1 1Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: maya@bio.its.ac.id Abstrak Merkuri (Hg2+) merupakan logam berat dengan toksisitas paling tinggi pada sel hidup yang tidak memberikan keuntungan fungsi secara biologis. Isolat Bacillus S1 koleksi laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Biologi ITS merupakan bakteri resisten merkuri yang dapat mereduksi Hg2+ menjadi Hg0 dengan aktivitas merkuri reduktase dan efisiensi reeduksi merkuri yang tinggi. Efisiensi reduksi HgCl2 pada Bacillus S1 tersebut perlu ditingkatkan dengan melakukan proses imobilisasi sel dengan menggunakan matriks Ca-alginat 1% berbentuk bead. Sel terimobilisasi dikulturkan dengan sistem batch reactor pada medium NB-HgCl2 3,899 ppm diinkubasi pada suhu kamar pada rotary shaker selama 24 jam. Bead dipindahkan ke medium baru hingga empat kali pemindahan dengan perlakuan yang sama. Konsentrasi akhir HgCl2 diamati dengan ICP-AES. Hasil didapatkan bahwa imobilisasi sel dapat meningkatkan kemampuan Bacillus S1 dalam mereduksi kadar HgCl2 hingga 100% pada setiap pemindahan kultur. Imobilisasi tersebut lebih baik dibandingkan dengan kultur sel bebas yang mempunyai stabilitas lebih rendah dalam mereduksi merkuri.

Cara kerja Rekonfirmasi isolat Bacillus S1Proses imobilisasi Proses reduksi merkuria) Isolat Bacillus S1 pada medium NA. b) Pengamatan morfologi isolat Bacillus S1 dengan pewarnaan sederhana berbentuk basil (perbesaran 1000x).

HasilGambar 2. Bead imobilisasi alginat 1% setelah kultur tahap ke-4.

Imobilisasi Sel Trichoderma reesei (T.reesei) dan Sporotrichum cellulophylum (S.cellulophylum) pada Matriks Ijuk yang Dilapisi Polimer Hidrofilik dan Hidrofobik dengan Teknik IridiasiPenelitian dilakukan untuk mendapatkan suatu system konversi biomassa dengan imobilisasi sel T.reesei dan S.cellulophylum pada matriks ijuk yang dilapisi polimer dengan teknik radiasi.

Ijuk kering direndam dalam larutan monomer 2-hidroksi etil metakrilat (HEMA) dan trimetil propane trimetakkrilat (TMPT) dengan perbandingan 1:1, 2:3 dan 2:6 b/b, selanjutnya diiradiasi dengan berkas electron pada dosis 30kGy.

ContMatriks hasil iradiasi direndam dalam media yang mengandung sel T.reesai dan S.cellulophylum pada suhu 28C dan 48C dan diinkubasi dalam rentang waktu 0 jam hingga 350 jam. Aktivitas enzim dari masing-masing sel diuji terhadap kertas saring.

Hasil evaluasi menunjukkan nilai Glucose Papper Activity (GPA) dari sel T.reesei dalam keadaan bebas 2 kali lebih besar sel yang terimobilisasi pada matrik yang dilapisi poli(HEMA) dan 3 kali lebih besar dibandingkan sel yang terimobilisasi pada matriks yang dilapisi poli(TMPT).

ContSedangkan sel S.cellulophylum yang terimobilisasi pada matriks yg dilapisi poli(HEMA) maupun pada matriks poli(TMPT) memberikan aktivitas enzim 2 kali lebih besar dibandingkan sel dalam keadaan bebas.

Nilai GPA dari sel S.cellulophylum yang terimobilisasi pada matriks poli (HEMA) relative lebih besar baik dibandingkan terhadap nilai GPA yang terimobil pada matriks yang dilapisi poli (TMPT) maupun sel bebas. Hal ini mengindikasikan bahwa matriks poli(HEMA) yang bersifat hidrofilik merupakan media yang baik bagi pertumbuhan dan replikasi sel S.cellulophylum sehinggaa dapat menghasilkan enzim selulase lebih besar dibandingkan matrik poli (TMPT) baik sebagai matriks imobilisasi maupun sel dalam keadaan bebas.

23PEMANFAATAN LIMBAH SERBUK GERGAJI UNTUK PRODUKSI BIOETANOL MENGGUNAKAN SEL RAGI IMOBIL SECARA BERULANG

DIBUAT OLEH: Novianti, Mappiratu, Musafira (Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Tadulako)Desember 2013

AbstrakPenelitian tentang Pemanfaatan Limbah Serbuk Gergaji Untuk Produksi Bioetanol Menggunakan Sel Ragi Imobil Secara Berulang telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan rasio asam sulfat terhadap serbuk gergaji dan waktu hidrolisis yang menghasilkan kadar gula yang tinggi, serta mengetahui aktivitas sel ragiimobi terhadap kadar alkohol selama penggunaan berulang. Pada pengaruh rasio asam sulfat 50% terhadap serbuk gergaji diterapkan sembilan tingkatan masing-masing 2 : 1 (A), 3 : 1 (B), 4 : 1 (C), 5 : 1 (D), 6 : 1 (E), 7 : 1 (F), 8 : 1 (G), 9 : 1 (H) dan 10 : 1 (I) atas dasar volume per berat (v/b), sedangkan pengaruh waktu hidrolisis diterapkan lima tingkatan masing-masing 0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, dan 2,5 jam. Dari hasil penelitian diperoleh rasio terbaik asam sulfat 50% terhadap serbuk gergaji adalah pada rasio 8 : 1 (v/b) menghasilkan kadar gula total sebesar 43,52%. Waktu hidrolisis terbaik adalah 2 jam, menghasilkan kadar gula sebesar 43,72 %. Fermentasi gula hasil hidrolisis dilakukan pada suhu ruang selama 72 jam. Sel ragi imobil dalam fermentasi alkohol menggunakan produk hidrolisis asam sulfat mengalami penurunan aktivitas pada penggunaan berulang, dan pada penggunaan yang keempat kali, tidak ditemukan adanya alkohol dalam arti hanya dapat digunakan selama tiga kali pengulangan.

HASIL PEMBAHASAN JURNAL

Kadar Gula pada Berbagai Rasio Asam Sulfat 50% Terhadap Serbuk Gergaji

Dari hasil penelitian diperoleh rasio terbaik asam sulfat 50% terhadap serbuk gergaji adalah pada rasio 8 : 1 (v/b) menghasilkan kadar gula total sebesar 43,52%. Semakin besar konsentrasi asam sulfat maka proses pelarutan semakin cepat, sehingga fasa menjadi lebih homogen dan reaksipun berlangsung lebih cepat.Adanya kecenderungan penurunan kadar gula pada penggunaan rasio asam sulfat 50% serbuk gergaji di atas 8:1 (v/b) diduga disebabkan karena adanya perubahan gula glukosa yang terbentuk menjadi senyawa turunannya (bentuk siklik) karena dehidrasi.Kadar Gula pada Berbagai Waktu Hidrolisis

Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa hasil hidrolisis terus mengalami peningkatan seiring dengan penambahan waktu hidrolisis dari 0,5 jam hingga 2 jam.Dengan adanya penambahan waktu hidrolisis maka terjadinya kontak antara rekatan yang mengakibatkan konversi dari reaktan menjadi produk akan semakin sering terjadi.Kadar Alkohol Pada Penggunaan Berulang Sel Sacharomyces cereviceae Imobil

Salah satu keuntungan dari proses fermentasi menggunakan sel imobil adalah fermentasi dapat berlangsung secara bersinambung dan fermentasi yang tidak bersinambung, sel imobil dapat digunakan secara berulang. Sel ragi diimobilisasi dengan alginate, kemudian digunakan untuk produksi alkohol secara berulang dalam arti setelah fermentasi berlangsung, sel ragi imobil digunakan kembali. Waktu fermentasi yang dibutuhkan untuk sehingga terbentuknya etanol adalah 72 jam.Penurunan kadar etanol dari setiap penggunaan berulang menunjukkan berkurangnya aktivitas sel ragi amobil. Terjadinya penurunan kadar etanol disebabkan oleh terjadinya kerusakan dan pelepasan pada sebagian kecil sel akibat pengaruh mekanik. Hal ini mungkin juga disebabkan karena masih terdapat asam sulfat yang tidak sepenuhnya terendapkan, mengingat konsentrasi asam sulfat yang digunakan cukup tinggi yaitu 50%. Sehingga mengakibatkan kerusakan pada sebagian kecil gel yang mengikat sel amobil dan menghambat aktivitas sel ragi imobil dalam proses fermentasi.PENELITIAN PRODUKSI ETANOL DENGAN IMOBILISASI SEL DARI KLUYVEROMYCES THERMOTOLERANS DENGAN MENGGUNAKAN BED REACTOROptimasi proses imobilisasi sel oleh Kluyveromyces thermotolerans pada kalsium alginat, sabut kelapa, bagasse, dan jute stick dari produksi etanol di dalam wadah bed bioreaktor. Spesifikasi maksimum produksi etanol dari imobilisasi sel adalah jute stick. Sel pembawa dalam rasio (9:10) adalah paling optimum.PENDAHULUAN Meningkatnya penggunaan minyak mentah yang efektif, untuk memproduksi bahan bakar transportasi dari tanaman Bahan bakar etanol dapat dicampur dengan bahan bakar konvensional atau digunakan pada mobil-mobil yang mengalami modifikasi Etanol telah diproduksi di brazil untuk bahan bakar Untuk produksi etanol yang baik dan mengurangi energi, beberapa teknik dilakukan yaitu imobilisasi sel atau retensi membran dan dua tingkata sistem reaktor

BAHAN DAN CARA KERJAKESIMPULANJute stick adalah paling baik sebagai agen imobilisasi. Kecepatan spesifikasi produksi etanol dari imobilisasi sel paling tinggi dibandingkan sel bebas. Sel-sel pembawa dari rasio (9:10) dan kecepatan aliran 100 ml/jam) adalah produksi maksimum etanol dalam sistem imobilisasi menggunakan wadah bed reaktor.Karakterisasi Kitosan sebagai Material Pendukung Imobilisasi Saccharomyces cerevisiae

; Rizki Izza. Naftalin, 101810301016; 2014: 57 halaman; Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas JemberMETODAMetode imobilisasi dilakukan dengan adsorpsi, penjebakan dalam matriks berpori, flokulasi dan membran penghalang. Karena adanya interaksi antara permukaan material imobilisasi dengan gugus aktif sel memungkinkan terbentuknya jaringan yang menyebabkan sel terperangkap dalam material pendukung tersebut. material pendukung : larutan kitosan dan penambahan bahan pengikat silang glutaraldehida dengan variasi konsentrasi 0.5%; 1.0%; 1.5% dan 2.0%. Penambahan glutaraldehida diharapkan dapat memberikan kekuatan mekanis pada kitosan agar tidak mudah rapuh sehingga dapat disimpan atau digunakan lebih lama.

PENGKAJIANviabilitas sel tertinggi terdapat pada beads kitosan dengan glutaraldehida 1% yaitu sebesar 85%. Beads kitosan 1% juga memiliki nilai daya serap air tertinggi dibanding beads kitosan terikat silang glutaraldehida 0,5%, 1,5%, dan 2% . Daya serap air berhubungan dengan syarat lingkungan untuk bertahan hidup sel S. cerevisiae, yaitu lingkungan hidup yang cukup lembab. Sel S. cerevisiae melekat secara adsorpsi pada beads kitosan karena interaksi van der Waals dan interaksi elektrostatik pada permukaan kitosan dan permukaan dinding sel S. cerevisiae. Proses adsorpsi yang tidak cukup kuat pada imobilisasi ini memerlukan penelitian lebih lanjut terhadap variabel lain, misalnya waktu inkubasi dan bentuk media imobilisasi.