PENAPISAN KHAMIR UNTUK PRODUKSI BIOETANOL DARI … · 2 Konsentrasi bioetanol rerata (%) yang...
34
PENAPISAN KHAMIR UNTUK PRODUKSI BIOETANOL DARI NIRA Sorghum bicolor L. SITI FEBRIANTI DEPARTEMEN BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017
Transcript of PENAPISAN KHAMIR UNTUK PRODUKSI BIOETANOL DARI … · 2 Konsentrasi bioetanol rerata (%) yang...
PENAPISAN KHAMIR UNTUK PRODUKSI BIOETANOL
DARI NIRA Sorghum bicolor L.
SITI FEBRIANTI
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2017
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penapisan Khamir
untuk Produksi Bioetanol dari Nira Sorghum bicolor L. adalah benar karya saya
sebagai bagian dari kegiatan penelitian di Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong, Bogor dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor dan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Bogor, Januari 2017
Siti Febrianti
NIM G84120030
ABSTRAK
SITI FEBRIANTI. Penapisan Khamir untuk Produksi Bioetanol dari Nira Sorghum
bicolor L.. Dibimbing oleh DIMAS ANDRIANTO dan ATIT KANTI.
Salah satu upaya dalam mengatasi krisis energi yang terjadi saat ini dilakukan
dengan memanfaatkan energi alternatif terbarukan berupa bioetanol. Bioetanol
tersebut berasal dari bagian pada tumbuhan yang bukan sebagai sumber pangan.
Penelitian ini bertujuan menentukan khamir yang tepat dalam proses fermentasi
gula asal Sorghum bicolor L. untuk menghasilkan konsentrasi bioetanol yang tinggi,
serta melihat potensi sorgum sebagai bahan produksi bioetanol selain sebagai bahan
pangan. Penelitian diawali dengan penapisan sepuluh isolat khamir yang dilakukan
dengan menggunakan media glukosa. Setelah itu dipilih tiga isolat penghasil etanol
tertinggi. Ketiga isolat diuji kemampuan fermentasi pada media nira sorgum.
Khamir yang dapat menghasilkan konsentrasi bioetanol tertinggi dari kesepuluh
isolat ialah Saccharomyces cerevisiae dengan kode isolat JSAT13-2-Y249.
Konsentrasi bioetanol yang dihasilkan dengan menggunakan media nira sorgum
sebesar 4.14% pada hari keenam dengan nilai rerata sebesar 3.93%. Konsentrasi
bioetanol yang dihasilkan dari media nira ditambahkan dengan sumber N ialah
0.76% pada hari keempat dengan nilai rerata sebesar 0.59%.
Kata kunci: bioetanol, khamir, nira, penapisan, sorgum.
ABSTRACT
SITI FEBRIANTI. Yeast Screening for Bioethanol Production from Sorghum
bicolor L. Sap. Supervised by DIMAS ANDRIANTO and ATIT KANTI.
One of the effort in overcoming today’s energy crisis was done by the use of
alternative renewable energy in form of bioethanol. The bioethanol was obtained
from the part of the plant that are not food sources. This study aimed to determine
the appropriate yeast to be used in the fermentation process of sugar origin of
Sorghum bicolor L., in order to produce high levels of bioethanol can be produced,
as well as evaluate the sorghum potential as bioethanol production material other
than food source. The research was started by screening of ten yeast isolates that
was done using glucose medium. Then three isolates were chosen with the highest
ethanol production. All three isolates were tested for their fermentation in sorghum
sap medium. Yeast that produce high levels of bioethanol was Saccharomyces
cerevisiae by isolates code JSAT13-2-Y249. Bioethanol concentration that was
produced using sorghum sap medium was 4.14% on day six with a mean value of
3.93%. Bioethanol concentration that was produced from media sorghum sap was
added to the source of N is 0.76% on the fourth day to an average value of 0.59%.
Keywords: bioethanol, sap, screening, sorghum, yeast.
PENAPISAN KHAMIR UNTUK PRODUKSI BIOETANOL
DARI NIRA Sorghum bicolor L.
SITI FEBRIANTI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biokimia
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2017
Judul Skripsi : Penapisan Khamir untuk Produksi Bioetanol dari Nira Sorghum
bicolor L.
Nama : Siti Febrianti
NIM : G84120030
Disetujui oleh
Dr Dimas Andrianto, SSi MSi Dr Atit Kanti, MSc
Pembimbing I Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir I Made Artika, MAppSc.
Ketua Departemen
Tanggal lulus:
ii
PRAKATA
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Karya tulis ini merupakan
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains pada program studi. Judul
skripsi ini adalah Penapisan Khamir untuk Produksi Bioetanol dari Nira Sorghum
bicolor L.. Penelitian ini dilaksanakan selama enam bulan. Pelaksanaan penelitian
yaitu bulan Februari s.d Juli 2016. Penelitian dilakukan di Laboratorium Khamir
Indonesian Culture Collection (InaCC)-Pusat Penelitian Biologi LIPI, Cibinong.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr Dimas Andrianto, SSi MSi dan
Dr Atit Kanti, MSc selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan
saran. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada dosen Biokimia atas segala arahan
dan bimbingannya selama ini, terutama kepada Drs Edy Djauhari, PK, Msi (alm)
yang telah membimbing penulis hingga dapat menjalani sidang praktik lapang
dengan baik. Selain itu, terima kasih juga penulis ucapkan pada ayah, ibu, dan
keluarga yang senantiasa mendoakan kelancaran dalam setiap proses, Pak Made
sebagai pembimbing di laboratorium, Bu Yeni yang selalu membantu proses
penelitian di InaCC, Bachtiar yang selalu membantu di laboratorium biologi serta
rekan-rekan Biokimia 49 terutama Navia Belladina dan M Fakhri Ramadhan
sebagai teman seperbimbingan ibu Atit, Anik Setyorini dan Rosliana
Purwaningdyah sebagai teman satu laboratorium, Silviredeta Anindya P dan
Fadlan Fakhrul A yang selalu memberi tumpangan menuju LIPI.
Bogor, Januari 2017
Siti Febrianti
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL iv
DAFTAR GAMBAR iv
DAFTAR LAMPIRAN iv
PENDAHULUAN 1
METODE PENELITIAN 2
Waktu dan Tempat 2
Alat dan Bahan 2
Prosedur Percobaan 3
HASIL 6
Isolat khamir penghasil etanol dengan media glukosa 6
Isolat khamir penghasil etanol tertinggi dengan media nira sorgum 8
PEMBAHASAN 9
Isolat khamir penghasil etanol dengan media glukosa 9
Isolat khamir penghasil etanol tertinggi dengan media nira sorgum 12
SIMPULAN DAN SARAN 14
Simpulan 14
Saran 14
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 17
RIWAYAT HIDUP 24
iv
DAFTAR TABEL
1 Isolat khamir dari koleksi InaCC 3
2 Konsentrasi bioetanol rerata (%) yang dihasilkan dalam proses fermentasi
dari tiga isolat pada media sorgum 8
3 Perbandingan komposisi nira sorgum dengan nira tebu 13
DAFTAR GAMBAR
1 Konsentrasi etanol rerata (%) hari keempat hingga ketujuh selama proses
fermentasi dari sepuluh isolat 6
2 Hubungan antara OD 600 dengan konsentrasi sisa glukosa selama
proses fermentasi pada isolat Saccharomyces cerevisiae JSAT13-2-Y249 7 3 Hubungan antara OD 600 dengan konsentrasi etanol selama proses
fermentasi pada isolat Saccharomyces cerevisiae JSAT13-2-Y249 7
4 Konsentrasi bioetanol hari ketiga hingga ketujuh dari ketiga
isolat yang menggunakan media sorgum 8
5 Konsentrasi bioetanol hari ketiga hingga ketujuh dari ketiga
isolat yang menggunakan media sorgum ditambah sumber N 8
6 Mekanisme proses pengubahan glukosa menjadi etanol 10
7 Reaksi antara DNS dengan glukosa 12
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian
2 Konsentrasi etanol sepuluh isolat
3 Data konsentrasi glukosa, konsentrasi etanol dan OD 600
4 Kurva standar konsentrasi etanol
5 Konsentrasi etanol tiga isolat
19
20
21
22
23
20
PENDAHULUAN
Pertumbuhan populasi dan ekonomi yang terus meningkat disertai dengan
aktivitasnya akan meningkatkan kebutuhan energi. Bahan bakar minyak (BBM)
memegang posisi yang sangat dominan dalam pemenuhan kebutuhan energi
nasional. Komposisi konsumsi energi nasional pada tahun 2015 adalah BBM :
52.50%; gas : 19.04%; batu bara : 21.52%; air : 3.73%; panas bumi: 3.01%; dan
energi baru: 0.2%. Kondisi demikian terjadi sebagai akibat dari kebijakan subsidi
masa lalu terhadap bahan bakar minyak dalam upaya memacu percepatan
pertumbuhan ekonomi (Kholiq 2015). Selama kurun waktu 2000-2013 total
konsumsi BBM meningkat dari 315 juta setara barrel minyak (SBM) pada tahun
2000 menjadi 399 juta SBM pada tahun 2013 atau meningkat rata-rata 1.83% per
tahun (Sugiyono et al. 2015). Meningkatnya penggunaan bahan bakar minyak di
Indonesia, menyebabkan penurunan cadangan energi yang ada (Amin et al. 2012).
Isu krisis energi menjadi ramai diperbincangkan beberapa tahun belakangan
ini. Krisis energi terjadi karena mulai menipisnya cadangan bahan bakar fosil.
Konsumsi energi oleh manusia yang berlebih dan ketergantungannya pada bahan
bakar fosil menyebabkan cadangan bahan bakar tersebut menjadi semakin menipis,
sedangkan untuk pembaharuannya diperlukan waktu ribuan bahkan jutaan tahun.
Bahan bakar berbasis nabati (biofuel) diharapkan dapat mengurangi terjadinya
kelangkaan BBM, sehingga kebutuhan akan bahan bakar dapat terpenuhi. Bahan
bakar berbasis nabati juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan, sehingga
lebih ramah lingkungan (Biba 2011).
Biofuel adalah energi yang terbuat dari materi hidup, biasanya berasal dari
tanaman. Terdapat tiga jenis biofuel, yaitu bioetanol, biodiesel dan biogas.
Bioetanol adalah bahan bakar yang merupakan alkohol yang dihasilkan dari
fermentasi gula tanaman berupa jagung, sorgum, kentang, gandum, tebu, bahkan
biomassa seperti batang jagung dan limbah sayuran. Biodiesel merupakan minyak
dari tumbuhan atau hewan yang telah digunakan sebagai alternatif atau dicampur
dengan minyak solar di mobil dan armada industri dengan mesin diesel. Sementara
biogas adalah metana dan karbon dioksida yang merupakan produk sampingan dari
membusuknya tanaman dan hewan limbah lingkungan (Kuncahyo et al. 2013)
Salah satu upaya untuk mengurangi konsumsi masyarakat terhadap Bahan
Bakar Minyak (BBM) adalah dengan memanfaatkan energi alternatif terbarukan
seperti yang tertuang dalam Peraturan Presiden (Perpres) Republik Indonesia
Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, adalah melalui
pengembangan energi terbarukan berbasis nabati atau sering disebut Bahan Bakar
Nabati (BBN). Selain itu, pemerintah juga menargetkan pada tahun 2016
pemanfaatan BBN bisa mencapai angka 5%. Salah satu bahan bakar berbasis nabati
yang ramah lingkungan ialah bioetanol. Saat ini sudah banyak ditemukan
pemanfaatan bioetanol sebagai bahan campuran (aditif) dari bensin yang sering
disebut dengan gasohol E-10. Gasohol E-10 merupakan campuran antara bensin
dengan 10% bioetanol murni. Gasohol E-10 memiliki angka oktan 92 yang hampir
setara dengan pertamax yang memiliki nilai oktan 92-95. Oleh karena itu, sangatlah
mungkin jika bioetanol dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif pensubstitusi
BBM yang ramah lingkungan karena hasil pembakarannya hanya menghasilkan
H2O dan CO2 (Azizah et al. 2012). Bioetanol dapat dengan mudah diproduksi dari
2
tanaman-tanaman yang mengandung gula. Tanaman tersebut berupa tetes tebu, nira
bergula, sagu, jagung, singkong dan sorgum (Triyani dan Asngad 2010).
Bioetanol dari biomas sorgum manis (Sorghum bicolor L.) dapat berfungsi
sebagai substitusi BBM bensin dan menjadi alternatif sumber energi terbarukan.
Selama ini bioetanol diproduksi menggunakan tetes tebu dan biji jagung. Namun
ketahanan pangan merupakan kebutuhan yang lebih penting. Pemanfaatan sorgum
manis sebagai bahan baku bioetanol tidak mempengaruhi ketahanan pangan, karena
bijinya digunakan untuk pangan, biomas batang untuk bahan baku bioetanol, daun
dan bahan kering lainnya untuk pakan. Tanaman sorgum manis berpotensi
digunakan sebagai sumber bioetanol yang mungkin lebih murah dan tidak bersaing
dengan bahan pangan (Pabendon et al. 2012).
Kelebihan lainnya pada tanaman sorgum manis ialah mempunyai lingkungan
adaptasi yang luas, membutuhkan jumlah air yang sedikit, tahan kondisi marginal,
umur tanaman pendek, dan biaya produksi relatif rendah sehingga menguntungkan
untuk produksi bioetanol (Efendi et al. 2013). Potensi tanaman sorgum digunakan
sebagai bahan baku pembuatan bioetanol sangat besar karena sumber bahan
bakunya dapat diambil dari pati, nira, dan ampas dari sorgum (Suarni 2004).
Konversi gula dari nira batang sorgum menjadi bioetanol membutuhkan energi
lebih rendah dibanding pati yang membutuhkan banyak energi untuk depolimerisasi
pati (Adelekan 2010). Selain itu, sorgum manis telah diidentifikasi sebagai
komoditas energi karena kandungan gula pada batang tinggi dan mampu
menghasilkan etanol 6000-7000 L/ha, di Indonesia kemampuan tanaman sorgum
menghasilkan bioetanol berkisar antara 3000-6600 L/ha (Pabendon et al. 2012).
Penelitian ini bertujuan menentukan khamir yang tepat yang digunakan
pada proses fermentasi gula asal Sorghum bicolor L., sehingga dapat dihasilkan
konsentrasi bioetanol yang tinggi. Selain itu, penelitian ini bertujuan melihat
potensi sorgum sebagai bahan produksi bioetanol selain sebagai bahan pangan.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat
terkait penggunaan gula yang berasal dari Sorghum bicolor L. sebagai alternatif
bahan dasar produksi bioetanol dalam skala besar, serta dapat memberikan
informasi penggunaan khamir yang tepat dalam proses fermentasi Sorghum bicolor
L. untuk menghasilkan konsentrasi bioetanol optimum.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan selama enam bulan. Pelaksanaan penelitian yaitu
bulan Februari s.d Juli 2016. Penelitian dilakukan di Laboratorium Khamir
Indonesian Culture Collection (InaCC)-Pusat Penelitian Biologi LIPI, Cibinong.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan untuk penumbuhan isolat khamir antara lain cawan Petri,
kawat ose, autoklaf, neraca analitik, labu Erlenmeyer, laminar air flow dan stirrer.
3
Alat yang digunakan untuk proses fermentasi antara lain tabung reaksi, silikon
penutup, tabung Durham, pipet mikro, autoklaf, neraca analitik, labu Erlenmeyer
dan stirrer. Alat yang digunakan untuk uji 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) antara
lain tabung reaksi, tabung sentrifus, pipet mikro, penangas air, sentrifugasi dan
spektrofotometer MAPADA V-1100D. Alat yang digunakan untuk monitoring
pertumbuhan khamir antara lain, pipet mikro, kuvet dan spektrofotometer
MAPADA V-1100D. Alat yang digunakan untuk mengukur konsentrasi biotanol
antara lain pipet mikro, Eppendorf, dan GCMS-QP 2010.
Bahan yang digunakan untuk penumbuhan isolat khamir antara lain isolat
khamir dari koleksi InaCC (Tabel 2), potato dextrose agar (PDA) (CONDA
1022.00) dan akuades. Bahan yang digunakan untuk proses fermentasi antara lain
glukosa (Merck 1.08337.0250), nira Sorghum bicolor L., isolat khamir, yeast
extract (OXOID LP0021), pepton (OXOID LP0037) dan akuades. Bahan yang
digunakan untuk uji DNS antara lain, glukosa, DNS (SIGMA D055.100G), NaOH
(Merck 1.06498.1000) dan akuades. Bahan yang digunakan untuk mengukur
konsentrasi etanol antara lain akuades dan etanol absolut.
Tabel 1 Isolat khamir dari koleksi InaCC No. Kode Isolat Nama Spesies
1 JSAT13-2-Y002 Saccharomyces cerevisiae
2 JSAT13-2-Y078 Saccharomyces exiguus
3 JSAT13-2-Y082 Saccharomycopsis fibuligera
4 JSAT13-2-Y141 Saccharomyces cerevisiae
5 JSAT13-2-Y175 Saccharomycopsis fibuligera
6 JSAT13-2-Y176 Saccharomycopsis fibuligera
7 JSAT13-2-Y216 Pichia amylophila
8 JSAT13-2-Y247 Pichia amylophila
9 JSAT13-2-Y249 Saccharomyces cerevisiae
10 JSAT13-2-Y251 Pichia novegensis
Prosedur Percobaan
Penumbuhan Isolat Khamir (Dewi et al. 2011)
Sepuluh isolat khamir tersebut ditumbuhkan pada media PDA. Media PDA
dibuat dari 39 g PDA yang dilarutkan dalam 1 L akuades. Sterilisasi media
menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C selama 15 menit. Tuang media ke cawan
Petri yang dilakukan di laminar air flow. Goreskan isolat menggunakan kawat ose
ke media. Media yang telah berisi isolat kemudian diinkubasi pada suhu ruang
selama tiga hari. Isolat yang telah ditumbuhkan tersebut dapat digunakan dalam
percobaan.
Uji Fermentasi dengan Substrat Glukosa (Aristya et al. 2013)
Media fermentasi yang terdiri atas 200 mL larutan glukosa 6% dan 400 mL
larutan campuran yeast extract dan pepton (4.5 g yeast extract, 7.5 g pepton dalam
1 L akuades) dituang ke dalam sepuluh tabung reaksi. Perbandingan campuran
larutan tersebut ialah 1:2. Masing-masing tabung reaksi diisikan 20 mL larutan
glukosa 6% dan 40 mL larutan campuran yeast extract dan pepton. Selanjutnya
tabung tersebut ditutup dengan menggunakan silikon penutup. Media tersebut
disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C 1 atm selama 15 menit.
4
Kemudian, sepuluh isolat khamir dimasukkan ke dalam masing-masing tabung
reaksi yang berisi media tersebut. Fermentasi dilakukan selama tujuh hari pada
ruang terbuka dengan suhu ruang. Setiap hari selama masa fermentasi dilakukan uji
DNS untuk sisa konsentrasi glukosa dan pengukuran konsentrasi etanol
menggunakan kromatografi gas pada hari keempat hingga ketujuh.
Uji Fermentasi dengan Substrat Nira Sorgum (Aristya et al. 2013)
Masing-masing tabung reaksi diisikan 15 mL nira sorgum. Selanjutnya
tabung tersebut ditutup dengan menggunakan silikon penutup. Media tersebut
disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C 1 atm selama 15 menit.
Kemudian, tiga isolat khamir dimasukkan ke dalam masing-masing tabung reaksi
yang berisi media tersebut. Fermentasi dilakukan selama tujuh hari pada ruang
terbuka dengan suhu ruang. Pengukuran konsentrasi etanol dilakukan pada hari
ketiga hingga ketujuh.
Uji Fermentasi dengan Substrat Nira Sorgum dan Sumber N (Aristya et al.
2013)
Media fermentasi yang terdiri atas 15 mL nira sorgum dan 30 mL larutan
campuran yeast extract dan pepton (4.5 g yeast extract, 7.5 g pepton dalam 1 L
akuades) dituang ke dalam tabung Eppendorf. Masing-masing tabung Eppendorf
diisikan 5 mL nira sorgum dan 10 mL larutan campuran yeast extract dan pepton.
Selanjutnya tabung tersebut ditutup dengan menggunakan penutup. Media tersebut
disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C 1 atm selama 15 menit.
Kemudian, tiga isolat khamir dimasukkan ke dalam masing-masing tabung yang
berisi media tersebut. Fermentasi dilakukan selama tujuh hari pada ruang terbuka
dengan suhu ruang. Pengukuran konsentrasi etanol dilakukan pada hari ketiga
hingga ketujuh.
Uji DNS (Oktavia et al. 2014)
Standar glukosa. Sebanyak 1 mL larutan glukosa dengan konsentrasi
masing-masing sebesar 0, 200, 400, 600, 800 dan 1000 ppm dicampurkan dengan
2 mL larutan campuran yeast extract dan pepton (4.5 g yeast extract, 7.5 g pepton
dalam 1 L akuades) pada tabung reaksi. Selanjutnya, 1 mL masing-masing larutan
tersebut dicampurkan dengan 1 mL reagen DNS (2 g NaOH, 1 g DNS yang
dilarutkan dalam 100 mL akuades). Kemudian campuran larutan tersebut ditutup
dengan silikon penutup dan diletakkan pada penangas air yang bersuhu 100 °C
selama 10 menit. Absorbansi masing-masing larutan diukur dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Hasil yang didapat kemudian
dibuat persamaan garis linearnya untuk menentukan konsentrasi gula pereduksi
pada sampel yang diuji.
Uji konsentrasi gula pereduksi. Sebanyak 1.5 mL sampel hari ke-1, 2, 3,
4, 5, 6 dan 7 dimasukkan kedalam tabung sentrifus. Sampel tersebut disentrifus
pada kecepatan 10000 rpm selama 20 menit dengan suhu 4 °C. Supernatan sampel
tersebut diambil sebanyak 1 mL, lalu ditambahkan 1 mL reagen DNS. Campuran
larutan tersebut ditutup dengan silikon penutup dan diletakkan pada penangas air
yang bersuhu 100 °C selama 10 menit. Absorbansi sampel diukur dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Konsentrasi gula pereduksi
5
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan garis linear dari kurva standar
glukosa.
Monitoring Pertumbuhan Khamir pada Media (Arianto et al. 2013)
Analisis pertumbuhan mikroba dilakukan dengan mengukur nilai Optical
Density (OD) pada panjang gelombang 600 nm menggunakan spektrofotometer
MAPADA V-1100D. Sampel diambil sebanyak 300 µL tiap harinya selama tujuh
hari untuk pengukuran OD. Pengukuran dilakukan dengan mengukur nilai
absorbansi sampel sebagai hasil Optical Density.
Pengukuran Konsentrasi Etanol dengan Kromatografi Gas (Karta et al. 2015) Konsentrasi etanol sampel diukur dengan menggunakan kromatografi gas.
Sampel diambil sebanyak 1 mL kemudian disentrifugasi pada kecepatan 10000 rpm.
Ambil supernatan dan diukur dengan menggunakan kromatografi gas. Penentuan
konsentrasi etanol dilakukan dengan pendekatan luas area yang dibandingkan dengan
luas area standar. Standar etanol yang digunakan untuk penentuan konsentrasi etanol
hasil fermentasi yaitu standar etanol dehidrasi 99.8 %. Kemudian konsentrasi etanol
masing-masing sampel yang dihitung dengan persamaan berikut.
konsentrasi etanol sampel (%) = luas area sampel
luas area standar × konsentrasi standar (%)
Selain itu, pengukuran konsentrasi etanol dengan menggunakan kurva standar
etanol. Standar etanol dibuat dengan berbagai konsentrasi yaitu, 1%, 5%, 10% dan
20%. Setelah itu, masing-masing larutan diukur konsentrasi etanol dengan
menggunakan kromatografi gas. Luas area yang dihasilkan merupakan sumbu y dan
konsentrasi etanol merupakan sumbu x. Luas area pada sampel dimasukkan ke
perhitungan dengan menggunakan persamaan garis linier yang dihasilkan oleh
kurva standar untuk mengetahui persentase konsentrasi etanol pada sampel.
6
HASIL
Isolat khamir penghasil etanol dengan media glukosa
Sepuluh isolat khamir yang berasal dari koleksi InaCC ditumbuhkan pada
media PDA. Isolat tersebut terdiri atas Saccharomycopsis fibuligera dengan kode
strain 82, 175, 176; Saccharomyces cerevisiae dengan kode strain 02, 141, 249;
Pichia amylophila dengan kode strain 216, 247; Pichia norvegensis dan
Saccharomyces exiguus. Setelah selama tiga hari ditumbuhkan pada media PDA,
isolat tersebut diuji kemampuan fermentasinya pada media tumbuh yang
mengandung 2% konsentrasi glukosa. Proses fermentasi ialah proses pengubahan
glukosa menjadi etanol. Hasil fermentasi tersebut berupa etanol yang
konsentrasinya diketahui dengan pengukuran menggunakan kromatografi gas
(Gambar 1). Berdasarkan konsentrasi etanol dapat diketahui isolat khamir yang
memiliki kemampuan terbaik dalam proses fermentasi. Hasil pengukuran
konsentrasi etanol menunjukkan bahwa isolat Saccharomyces cerevisiae, Pichia
amylophila dan Saccharomycopsis fibuligera merupakan tiga isolat teratas yang
menghasilkan konsentrasi etanol tertinggi dari kesepuluh isolat.
Gambar 1 Konsentrasi etanol rerata (%) hari keempat hingga ketujuh selama proses
fermentasi dari sepuluh isolat; Saccharomycopsis fibuligera : JSAT13-2-
Y082, JSAT13-2-Y175, JSAT13-2-Y176; Saccharomyces cerevisiae :
JSAT13-2-Y002, JSAT13-2-Y141, JSAT13-2-Y249; Pichia
amylophila : JSAT13-2-Y216, JSAT13-2-Y247; Pichia norvegensis :
JSAT13-2-Y251; Saccharomyces exiguus : JSAT13-2-Y078
Terdapat proses lain yang terjadi selama proses fermentasi berlangsung.
Proses tersebut ialah pertumbuhan isolat dan perubahan konsentrasi sisa glukosa.
Pertumbuhan isolat dapat dilihat dengan menggunakan spektrofotometer pada
panjang gelombang 600 nm atau sering disebut Optical Density (OD) 600 nm.
Pengukuran nilai OD 600 nm dilakukan setiap harinya pada hari pertama hingga
hari ketujuh. Sementara pengukuran konsentrasi sisa glukosa yang terdapat di
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
isolat khamir
konse
ntr
asi et
anol
(%) 0.75 0.74
0.64
0.800.75
0.81
0.700.78
0.510.55
7
dalam sampel menggunakan metode DNS. Pengukuran ini juga dilakukan selama
tujuh hari berturut-turut selama masa fermentasi berlangsung. Hubungan antara OD
dengan konsentrasi sisa glukosa dapat dilihat pada Gambar 2. Pada Gambar 2
terlihat bahwa semakin meningkatnya nilai OD, maka konsentrasi sisa glukosa
semakin menurun. Hal ini dipengaruhi oleh proses pertumbuhan isolat dan proses
fermentasi yang dilakukan isolat. Isolat memerlukan sumber karbon untuk terus
tumbuh. Sumber karbon tersebut dapat diperoleh dari glukosa. Alasan inilah yang
menyebabkan hubungan OD dengan konsentrasi sisa glukosa berbanding terbalik.
Selain itu, pada keadaan anaerobik isolat yang telah tumbuh akan melakukan proses
fermentasi. Gambar 3 menunjukkan selama fase pertumbuhan isolat terjadi proses
fermentasi. Konsentrasi etanol tertinggi dihasilkan pada fase logaritmik.
Gambar 2 Hubungan antara OD 600 dengan konsentrasi sisa glukosa selama proses
fermentasi pada isolat Saccharomyces cerevisiae JSAT13-2-Y249;
keterangan : (■) adalah OD 600, (▲) adalah konsentrasi gula (ppm).
Gambar 3 Hubungan antara OD 600 dengan konsentrasi etanol selama proses
fermentasi pada isolat Saccharomyces cerevisiae JSAT13-2-Y249;
keterangan : (■) adalah OD 600, (▲) adalah konsentrasi etanol (%).
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8
OD
600
ko
nsen
trasi gula (p
pm
)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8
OD
60
0
kon
sentrasi
etano
l (%)
8
Isolat khamir penghasil etanol tertinggi dengan media nira sorgum
Setelah tiga isolat terpilih, selanjutnya dilakukan penapisan dari ketiga isolat
tersebut dengan mengganti media glukosa menjadi media sorgum. Pada penapisan
media sorgum kali ini dilakukan pada dua kondisi dimana terdapat kondisi
menggunakan media sorgum dan media sorgum ditambah dengan media tumbuh.
Media tumbuh tersebut berasal dari campuran antara yeast extract dan pepton yang
merupakan sumber nitrogen (N) bagi pertumbuhan isolat. Grafik konsentrasi
bioetanol hari ketiga sampai hari ketujuh dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar
5. Hasil perhitungan konsentrasi bioetanol rerata antara ketiga isolat dapat dilihat
pada Tabel 2.
Gambar 4 Konsentrasi bioetanol hari ketiga hingga ketujuh dari ketiga isolat yang
menggunakan media sorgum; keterangan : (■) Saccharomyces cerevisiae
JSAT13-2-Y249, (▲) Saccharomycopsis fibuligera JSAT13-2-Y082,
() Pichia amylophila JSAT13-2-Y247
Gambar 5 Konsentrasi bioetanol hari ketiga hingga ketujuh dari ketiga isolat yang
menggunakan media sorgum ditambah sumber N; keterangan : (■)
Saccharomyces cerevisiae JSAT13-2-Y249, (▲) Saccharomycopsis
fibuligera JSAT13-2-Y082, () Pichia amylophila JSAT13-2-Y247
Tabel 2 Konsentrasi bioetanol rerata (%) yang dihasilkan dalam proses fermentasi
dari tiga isolat pada media sorgum
Isolat khamir Konsentrasi bioetanol (%)
Media sorgum Media sorgum + sumber N
Saccharomycopsis fibuligera 3.78 0.40
Pichia amylophila 3.84 0.43
Saccharomyces cerevisiae 3.93 0.59
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
3 4 5 6 7
konse
ntr
asi et
ano
l (%
)
hari ke-
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
3 4 5 6 7
konse
ntr
asi et
anol
(%)
hari ke-
9
PEMBAHASAN
Isolat khamir penghasil etanol dengan media glukosa
Hasil pengukuran konsentrasi etanol dengan menggunakan kromatografi gas
menunjukkan dari sepuluh isolat yang diuji terdapat tiga spesies yang menghasilkan
konsentrasi etanol tertinggi (Gambar 1). Ketiga isolat tersebut ialah Saccharomyces
cerevisiae dengan kode strain 249, Pichia amylophila dengan kode strain 247,
Saccharomycopsis fibuligera dengan kode strain 82. Masing-masing isolat
menghasilkan 0.81%, 0.78%, 0.75% konsentrasi etanol. Hasil ini didapat dari
membagi luas area sampel dengan luas area standar dan hasilnya dikalikan dengan
konsentrasi standar. Standar yang digunakan ialah etanol absolut. Perhitungan ini
dilakukan terhadap hasil pengukuran konsentrasi etanol dari hari keempat sampai
hari ketujuh. Setelah itu, untuk menentukan hasil tertinggi dengan menghitung
konsentrasi etanol rerata (Karta et al. 2015).
Konsentrasi etanol hasil fermentasi oleh khamir dapat diketahui dengan
pengukuran menggunakan kromatografi gas. Kromatografi gas adalah teknik
pemisahan yang didasarkan atas sampel di antara suatu fase gerak yang bisa berupa
gas dan fase diam yang juga bisa berupa cairan ataupun suatu padatan. Fase gerak
yaitu berupa gas inert yang bersifat folatil atau mudah menguap umumnya helium,
nitrogen dan hidrogen. Sementara fase diam yaitu berupa padatan yang disebut
kolom. Prinsip utama pemisahan dalam kromatografi gas adalah berdasarkan
perbedaan laju migrasi masing-masing komponen fase gerak dalam melalui kolom.
Komponen-komponen yang terelusi dikenali dari nilai waktu retensinya. Secara
sederhana prinsip kromatografi gas adalah udara dilewatkan melalui nyala hidrogen
selanjutnya uap organik tersebut akan terionisasi dan menginduksi terjadinya aliran
listrik pada detektor, kuantitas aliran listrik sebanding dengan ion (Suaniti 2015).
Mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi ialah khamir.
Khamir merupakan organisme uniselular yang memiliki ukuran sel dengan panjang
sekitar 2-50 µm dan lebarnya sekitar 1-10 µm. Sel khamir mempunyai berbagai
bentuk, ukuran, dan warna yang bervariasi. Struktur dinding sel pada khamir terdiri
atas polisakarida, protein, dan beberapa lipid serta fosfat anorganik (Kavanagh
2011). Khamir termasuk organisme uniseluler namun memiliki ukuran yang lebih
besar dari pada bakteri. Khamir dapat membentuk miselium palsu sehingga disebut
sebagai pseudomiselium. Berdasarkan alat perkembangbiakannya, khamir dibagi
menjadi khamir sejati dan khamir palsu. Khamir sejati dapat berkembang biak
dengan spora dan tidak membentuk spora. Khamir palsu dapat berkembang biak
dengan pertunasan, pembelahan atau kombinasi pertunasan dan pembelahan
(Fardiaz 1992).
Khamir seperti kebanyakan jamur, melakukan respirasi secara aerobik, tetapi
tanpa udara mereka memperoleh energi dengan fermentasi gula dan karbohidrat
untuk memproduksi etanol dan karbon dioksida. Ketika khamir diberi asupan gula
dan oksigen, koloni tumbuh hingga dua puluh kali lebih cepat melalui pembelahan
sel daripada tanpa oksigen (Fardiaz 1992). Pada kondisi anaerob, khamir
memproduksi etanol, berdasarkan persamaan Gay-Lussac:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
Berdasarkan reaksi fermentasi diatas, 1 molekul glukosa yang di fermentasi
akan menghasilkan 2 molekul etanol dan karbondioksida. Berdasarkan bobotnya
10
secara teoritis 1 gram glukosa akan menghasilkan 0,51 gram etanol. Karena
sebagian sumber karbon digunakan untuk pembentukan biomassa, sehingga yield
etanol sebenarnya berkisar 90–95 % dari teoritis. Mekanisme pembentukan etanol
oleh kamir melalui jalur Embden-Meyerhof-Parnas Pathway (EMP) atau glikolisis
dapat dilihat pada Gambar 6. Hasil dari EMP adalah memecah glukosa menjadi 2
molekul piruvat. Setelah melalui tahap glikolisis, piruvat yang terbentuk kemudian
diubah menjadi asetaldehid dan CO2 oleh enzim piruvat dekarboksilase.
Asetaldehid kemudian diubah menjadi etanol oleh enzim alkohol dehidrogenase
(Ullman’s 2003).
Gambar 6 Mekanisme proses pengubahan glukosa menjadi etanol
(Tjokroadikoesoemo 1986)
11
Terdapat proses lain yang terjadi selama proses fermentasi berlangsung.
Proses tersebut ialah pertumbuhan isolat dan perubahan konsentrasi sisa glukosa.
Pertumbuhan isolat dapat dilihat dengan menggunakan spektrofotometer pada
panjang gelombang 600 nm atau sering disebut Optical Density (OD) 600 nm.
Sementara pengukuran konsentrasi sisa glukosa yang terdapat di dalam sampel
menggunakan metode DNS. Hubungan antara OD dengan konsentrasi sisa glukosa
dapat dilihat pada Gambar 2. Pada Gambar 2 terlihat bahwa semakin meningkatnya
nilai OD, maka konsentrasi sisa glukosa semakin menurun. Hal ini dipengaruhi oleh
proses pertumbuhan isolat dan proses fermentasi yang dilakukan isolat. Isolat
memerlukan sumber karbon untuk terus tumbuh. Sumber karbon tersebut dapat
diperoleh dari glukosa. Selain itu, isolat yang telah tumbuh akan melakukan proses
fermentasi yang mengubah glukosa menjadi etanol pada keadaan anaerobik. Alasan
tersebut yang menyebabkan hubungan OD dengan konsentrasi sisa glukosa
berbanding terbalik (Asngad dan Triyani 2010).
Gambar 3 menunjukkan hubungan antara kurva pertumbuhan isolat
Saccharomyces cerevisiae dengan konsentrasi etanol yang dihasilkan selama masa
fermentasi. Kurva pertumbuhan tersebut berupa fase adaptasi, fase logaritmik, fase
stasioner dan fase kematian. Fase adaptasi digambarkan dengan garis kurva dari
keadaan nol kemudian sedikit ada kenaikan. Pada fase ini khamir mengalami masa
adaptasi dengan lingkungan. Gambar 3 menunjukkan konsentrasi etanol tertinggi
dihasilkan pada fase logaritmik. Fase logaritmik yang digambarkan dengan garis
kurva yang mulai menunjukkan adanya peningkatan yang tajam. Pada fase ini
khamir mengalami pertumbuhan yang sangat cepat. Terjadi pemecahan gula secara
besar-besaran guna memenuhi kebutuhan pertumbuhan khamir. Hasil pemecahan
gula oleh khamir dalam kondisi anaerob menghasilkan alkohol. Fase stasioner
digambarkan dengan garis kurva mendatar yang menunjukkan jumlah khamir yang
hidup sebanding dengan jumlah yang mati. Konsentrasi etanol yang dihasilkan juga
semakin lama semakin berkurang. Fase kematian digambarkan dengan penurunan
garis kurva. Pada fase ini jumlah khamir yang mati lebih banyak sampai akhirnya
semua mati dan etanol sudah tidak diproduksi lagi (Azizah et al. 2012).
Pengukuran konsentrasi glukosa dilakukan dengan menggunakan metode
DNS. Metode DNS merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk
menentukan konsentrasi gula reduksi. Pereaksi yang digunakan pada metode DNS
ialah pereaksi dinitrosalisilat. Prinsip dasar pada metode DNS ialah DNS yang
merupakan senyawa aromatis dapat bereaksi dengan gula reduksi membentuk asam
3-amino-5-nitrosalisilat. Senyawa yang terbentuk mampu menyerap radiasi
gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang maksimum 540 nm. Semakin
tinggi konsentrasi gula reduksi yang terdapat dalam sampel, maka akan semakin
banyak pula molekul asam 3-amino-5-nitrosalisilat yang terbentuk, sehingga
absorbansi sampel akan semakin tinggi. Persamaan reaksi antara DNS dengan gula
reduksi dapat dilihat pada Gambar 7. Reaksi antara gula reduksi dengan DNS
merupakan reaksi redoks pada gugus aldehid gula dan teroksidasi menjadi gugus
karboksil. Sementara itu, DNS sebagai oksidator tereduksi membentuk asam 3-
amino-5- nitrosalisilat. Reaksi ini berlangsung dalam suasana basa dan suhu tinggi
sekitar 90-100 °C. Bila terdapat gula reduksi pada sampel, maka larutan DNS yang
awalnya berwarna kuning akan bereaksi dengan gula reduksi sehingga
menimbulkan warna jingga kemerahan (Oktavia et al. 2014).
12
Gambar 7 Reaksi antara DNS dengan glukosa (Oktavia et al. 2014)
Penurunan glukosa terjadi karena adanya penggunaan glukosa oleh khamir
untuk metabolisme. Glukosa digunakan sebagai sumber nutrisi untuk pertumbuhan
khamir dan pembentukan alkohol sebagai produk fermentasi, semakin besar jumlah
pengurangan glukosa maka alkohol yang terbentuk pun juga akan semakin tinggi.
Pengurangan konsentrasi total glukosa di dalam medium fermentasi terjadi akibat
adanya penggunaan sumber karbon oleh khamir. Khamir mengkonversi glukosa
melalui siklus glikolisis menjadi etanol dan karbondioksida. Berdasarkan teori yang
dikemukakan Gay-Lussac, setiap 180 g fermentasi glukosa oleh khamir akan
menghasilkan 92 g etanol. Hanya dua ATP yang dihasilkan per mol glukosa yang
dimetabolisme, dan khamir memanfaatkan energi tersebut untuk pertumbuhannya.
Selama fermentasi sebagian substrat digunakan untuk memproduksi lebih banyak
sel. Dengan demikian selama fermentasi, gula sebagai sumber karbon akan
digunakan untuk memperbanyak sel kemudian gula akan dikonversi oleh sel
menjadi etanol (Hawusiwa et al. 2015).
Isolat khamir penghasil etanol tertinggi dengan media nira sorgum
Pengukuran konsentrasi bioetanol yang dilakukan sama halnya dengan
pengukuran terhadap etanol dari media glukosa. Namun terdapat perbedaan pada
pengukuran persentase konsentrasi etanol. Contoh perhitungan dapat dilihat pada
Lampiran 5. Pengukuran persentase menggunakan kurva standar etanol dengan
persamaan y = 2(108)x + 2(106) (Lampiran 4). Masing-masing isolat menghasilkan
konsentrasi bioetanol rerata sebesar, untuk Saccharomyces cerevisiae 3.93%,
Pichia amylophila 3.84% dan Saccharomycopsis fibuligera 3.78%. Hasil
pengukuran pada media sorgum (Gambar 4 dan Tabel 2) menunjukkan bahwa isolat
Saccharomyces cerevisiae menghasilkan konsentrasi etanol tertinggi dengan nilai
4.14% pada hari keenam dan rerata sebesar 3.93%. Bila dilihat pada Gambar 4
semakin lama proses fermentasi yang dilakukan dengan menggunakan media
sorgum maka konsentrasi bioetanol yang dihasilkan semakin besar. Namun, bila
melebihi batas optimum maka konsentrasi etanol akan mengalami penurunan. Hal
ini dikarenakan fermentasi yang terlalu lama menyebabkan nutrisi dalam substrat
akan habis dan khamir tidak lagi dapat memfermentasi glukosa, sehingga
kekurangan makanan yang mengakibatkan kinerjanya menurun dan mengakibatkan
konsentrasi bioetanol yang dihasilkan akan menurun juga. Selain itu, hal ini juga
disebabkan konsentrasi gula yang semakin berkurang dan pembentukan bioetanol
produk dari fermentasi dapat menghambat pertumbuhan khamir, serta adanya
reaksi lanjut dari bioetanol yang teroksidasi menjadi asam asetat (Azizah et al.
2012).
13
Hasil pengukuran konsentrasi bioetanol yang berasal dari campuran nira
sorgum dan sumber N (Gambar 5 dan Tabel 2) menunjukan bahwa nilai tertinggi
dihasilkan oleh isolat Saccharomyces cerevisiae dengan nilai 0.76% pada hari
keempat dan rerata sebesar 0.59%. Nilai konsentrasi bioetanol yang dihasilkan
lebih kecil dari pada hanya menggunakan media sorgum saja. Hal ini karena sumber
N menyebabkan pertumbuhan khamir semakin meningkat karena adanya nutrisi
yang berlimpah. Pertumbuhan khamir yang tinggi diiringi oleh peningkatan
kebutuhan sumber karbon (C). Sehingga sumber C yang berasal dari nira sorgum
digunakan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi, setelah itu barulah proses fermentasi
dilakukan (Asngad dan Triyani 2010).
Penapisan dari ketiga isolat tersebut menggunakan media sorgum. Media
sorgum tersebut berasal dari nira batang sorgum. Jenis sorgum yang digunakan
ialah sorgum manis. Sorgum manis (Sorgum bicolor L.) merupakan tanaman
serealia yang termasuk tanaman C4. Pada penyinaran tinggi dan suhu panas mampu
berfotosintesis lebih cepat sehingga menghasilkan biomassa yang lebih banyak
dibandingkan dengan tanaman C3. Sebagai tanaman C4, produktivitas sorgum
tergolong tinggi dan memiliki lapisan lilin pada permukaan daun yang dapat
mengurangi laju evapotranspirasi, dan sistem perakarannya ekstensif. Kedua faktor
ini menjadikan sorgum sangat efisien dalam pemanfaatan air, sehingga
produktivitas biomassanya lebih tinggi dibandingkan dengan jagung atau tebu yang
sama-sama tanaman C4 (Subagio dan Aqil 2014). Sorgum yang mempunyai
konsentrasi gula brix tinggi pada batang digolongkan sebagai sorgum manis (Reddy
dan Sanjana 2003).
Tanaman sorgum toleran terhadap kekeringan dan genangan air, dapat
berproduksi pada lahan marginal, serta relatif tahan terhadap gangguan hama atau
penyakit. Batang sorgum apabila diperas akan menghasilkan nira yang rasanya
manis. Konsentrasi air dalam batang sorgum kurang lebih 70% yang artinya
kandungan niranya kurang lebih sebesar itu. Batang sorgum yang menghasilkan
nira biasanya hanya digunakan sebagai pakan ternak dan belum memiliki nilai
ekonomis yang tinggi. Padahal kandungan gula pada nira sorgum tidak jauh
berbeda dengan nira tebu. Perbandingan konsentrasi gula antara tanaman sorgum
dan tebu disajikan pada Tabel 3 (Endah et al. 2009).
Tabel 3 Perbandingan komposisi nira sorgum dengan nira tebu (Endah et al. 2009) Komposisi Nira Sorgum Nira Tebu
Brix (%) 13.60-18.40 12-19
Sukrosa (%) 10.00-14.40 9-17
Gula reduksi (%) 0.75-1.35 0.48-1.52
Gula total (%) 11.00-16.00 10-18
Amilum (ppm) 209-1764 1.50-95
Asam akonitat (%) 0.56 0.25
Abu (%) 1.28-1.57 0.40-0.70
14
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Nira sorgum dapat digunakan sebagai substrat penghasil bioetanol. Khamir
yang dapat menghasilkan konsentrasi bioetanol tertinggi dari kesepuluh isolat ialah
Saccharomyces cerevisiae dengan kode isolat JSAT13-2-Y249. Konsentrasi
bioetanol yang dihasilkan dengan menggunakan media nira sorgum sebesar 4.14%
pada hari keenam dengan nilai rerata sebesar 3.93%. Konsentrasi bioetanol yang
dihasilkan dari media nira ditambahkan dengan sumber N ialah 0.76% pada hari
keempat dengan nilai rerata sebesar 0.59%.
Saran
Penelitian lebih lanjut mengenai optimasi produksi bioetanol dari nira sorgum
perlu dilakukan. Optimasi dapat dilakukan dengan mencari kondisi pH, suhu,
persentase konsentrasi isolat yang dimasukkan serta efisiensi jumlah minimum nira
sorgum yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Amin MNG, Hidayati D, Indarto C. 2012. Optimasi variabel proses terhadap
produksi etanol dari biji sorghum (Sorghum bicolor L.). Jurnal
Teknologi Pertanian. 13(3): 213-220.
Adelekan BA. 2010. Investigation of ethanol productivity of cassava crop as a
sustainable source of biofuel in tropical countries. African Journal of
Biotechnology. 9(35): 5643-5650.
Arianto DJ, Paramastri HP, Soetrisnanto D. 2013. Potensi air dadih (whey) tahu
sebagai nutrien dalam kultivasi Chlorella sp. untuk bahan baku pembuatan
biodisel. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri. 2(4): 233-242.
Aristya AL, Legowo AM, Al-Baarri AN. 2013. Karakteristik fisik, kimia dan
mikrobiologis kefir susu kambing dengan penambahan jenis dan konsentrasi
gula yang berbeda. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 2(3): 139-143.
Asngad A, Triyani. 2010. Kadar bioetanol limbah tapioka padat kering dengan
penambahan ragi dan H2SO4 pada lama fermentasi yang berbeda. Jurnal
Penelitian Sains & Teknologi. 11(2): 156-166.
Azizah N, Al-Baari N, Mulyani S. 2012. Pengaruh lama fermentasi terhadap kadar
alkohol, pH dan produksi gas pada proses fermentasi bioetanol dari whey
dengan substitusi kulit nanas. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 1(2): 1-6.
Biba. 2011. Pemanfaatan tanaman sorgum. Iptek Tanaman Pangan. 6(2): 257-269.
Dewi R, Nursanty R, Yulvizar C. 2011. The effect of storage time on total of fungi
in kanji pedah. Jurnal Natural. 11(2): 74-78.
15
Efendi R, Aqil M, Pabendon M. 2013. Evaluasi genotipe sorgum manis (Sorghum
bicolor (L.) Moench) produksi biomas dan daya ratun tinggi. Penelitian
Pertanian Tanaman Pangan. 32(2): 116-125.
Endah RD, Enny KA, Fadilah. 2009. Studi awal reaksi simultan sakarifikasi dan
fermentasi tepung soghum (Sorghum bicolor L. Moench) dengan katalis
enzim glukoamilase dan yeast (Saccharomyces cereviseae).
EKUILIBRIUM. 8(2):7-11.
Fardiaz S. 1992. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta (ID): Gramedia Pustaka Utama.
Hawusiwa ES, Wardani AK, Ningtyas DW. 2015. Pengaruh konsentrasi pasta
singkong (Manihot esculenta) dan lama fermentasi pada proses pembuatan
minuman wine singkong. Jurnal Pangan dan Agroindustri. 3(1): 147-155.
Karta IW, Puspawati NM, Ciawi Y. 2015. Pembuatan bioetanol dari alga Codium
geppiorum dan pemanfaatan batu kapur nusa penida teraktivasi untuk
meningkatkan kualitas bioetanol. Cakra Kimia. 3(12): 23-31.
Kavanagh K. 2011. Fungi: Biology and applications. New Delhi (IND): Aptara Inc.
Kholiq I. 2015. Pemanfaatan energi alternatif sebagai energi terbarukan untuk
mendukung substitusi BBM. Jurnal IPTEK. 19(2): 75-91.
Kuncahyo P, Fathallah AZM, Semin. 2013. Analisa prediksi potensi bahan baku
biodiesel sebagai suplemen bahan bakar motor diesel di Indonesia. JURNAL
TEKNIK POMITS. 2(1): 62-66.
Oktavia FI, Argo BD, Lutfi M. 2014. Hidrolisis enzimatik ampas tebu (bagasse)
memanfaatkan enzim selulase dari mikrofungi Trichoderma reseei dan
Aspergillus niger sebagai kataniraor dengan pretreatment microwave.
Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem. 2(3): 256-262.
Pabendon MB, Sarungallo RS, Mas’ud S. 2012. Pemanfaatan nira batang, bagas
dan biji sorgum manis sebagai bahan baku bioetanol. Penelitian Pertanian
Tanaman Pangan. 31(3): 180-187.
Reddy BVS, Sanjana RP. 2003. Sweet sorghum: characteristics and potential.
International Sorghum and Millets Newsletter. 44: 26-28.
Suaniti NM. 2015. Kadar etanol dalam tape sebagai hasil fermentasi beras ketan
(Oryza sativa glutinosa) dengan Saccaromyces cerevisiae. Jurnal Virgin.
1(1): 16-19.
Suarni. 2004. Pemanfaatan tepung sorgum untuk produk olahan. Jurnal Litbang
Pertanian. 4(23): 38-39.
Subagio H, Aqil M. 2014. Perakitan dan pengembangan varietas unggul sorgum
untuk pangan, pakan, dan bioenergi. Iptek Tanaman Pangan. 9(1): 39-50.
Sugiyono A, Anindhita, Boedoyo MS, Adiarso. 2015. Outlook Energi Indonesia
2015. Jakarta (ID): BPPT
Triyani dan Asngad A. 2010. Kadar bioetanol limbah tapioka padat kering dengan
penambahan ragi dan H2SO4 pada lama fermentasi yang berbeda. Jurnal
Penelitiam Sains & Teknologi. 11(2): 156-166
16
Tjokroadikoesoemo PS. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Jakarta (ID):
Gramedia
Ullmann’s. 2003. Encyclopedia of Industrial Chemistry.Vol. 12. Ed. 6. Weinheim
(US): Wiley-VCH Verlag GmbH & Co FgaA.
17
LAMPIRAN
18
19
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Penumbuhan isolat khamir
Fermentasi
dengan substrat
sorgum
Uji DNS dan
penentuan
konsentrasi etanol
Penapisan isolat, dipilih
tiga terbaik
Fermentasi
dengan substrat
glukosa
Uji DNS dan
penentuan
konsentrasi
etanol
Monitoring
pertumbuhan
khamir
Preparasi sampel
Analisis data
20
Lampiran 2 Konsentrasi etanol sepuluh isolat
Kode isolat
Luas area Konsentrasi etanol (%) Konsentrasi etanol
rerata (%) Hari ke- Hari ke-
4 5 6 7 4 5 6 7
082 143988 113396 98758 92851 0.9760 0.7686 0.6694 0.6294 0.7470
216 134684 97564 93738 104374 0.9130 0.6614 0.6354 0.7075 0.7024
175 144048 108504 96776 98326 0.9765 0.7355 0.6560 0.6665 0.7377
078 98972 83601 69948 82899 0.6709 0.5667 0.4741 0.5619 0.5524
247 116132 120110 121701 89592 0.7872 0.8142 0.8249 0.6073 0.7788
002 145417 120285 110498 96854 0.9857 0.8154 0.7490 0.6565 0.7952
141 138974 119836 88705 103992 0.9420 0.8123 0.6013 0.7049 0.7457
176 104917 97716 85448 91394 0.7112 0.6624 0.5792 0.6195 0.6357
249 134908 122198 116873 99917 0.9145 0.8283 0.7922 0.6773 0.8055
251 46514 54829 91824 107206 0.3153 0.3716 0.6224 0.7267 0.5051
Contoh perhitungan :
1. Pengukuran konsentrasi etanol
konsentrasi etanol sampel (%) = luas area sampel
luas area standar × konsentrasi standar (%)
konsentrasi etanol sampel (%) = 143988
14722293 × 99,8 (%)
= 0.976071
2. Perhitungan nilai konsentrasi etanol rerata
konsentrasi etanol rerata = ((0.9760+0.7686)/2) + ((0.7686+0.6694)/2) + ((0.6694+0.6294)/2)
3
= 0.7470
21
Lampiran 3 Data konsentrasi glukosa, konsentrasi etanol dan OD 600
Kode isolat
Konsentrasi glukosa (ppm) OD 600 Konsentrasi etanol (%)
Hari ke- Hari ke- Hari ke-
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
082 10199 7624 3339.6 185.6 61.29 45.4 26.7 3.03 3.69 4.29 4.72 4.92 4.92 4.67 1,00 0,74 0,68 0,65
216 8149 2008 254.38 645.8 484.8 32 10.3 2.82 4.08 4.75 4.90 4.91 4.96 4.90 0,94 0,64 0,64 0,73
175 10255 7261 3525.5 1080 298.3 43.7 14.6 2.60 3.71 4.61 4.33 4.72 5.17 5.04 1,00 0,70 0,67 0,69
078 37.44 167.3 198.38 166.9 41.86 11.6 1.69 2.93 3.44 4.23 4.43 4.66 4.44 5.09 0,69 0,54 0,48 0,58
247 9557 2165 281.25 186.4 78.07 37.2 17.2 3.09 4.22 4.30 4.53 4.61 4.70 4.83 0,81 0,78 0,84 0,62
002 3390 245.8 282.38 230 87.75 45.5 22 2.73 3.53 4.05 4.81 4.90 4.92 5.08 1,01 0,78 0,76 0,68
141 7868 3483 313.94 243.8 72.36 37.2 59.9 2.48 3.50 4.05 4.56 4.45 4.62 4.79 0,97 0,78 0,61 0,72
176 9806 7547 3897.4 1409 29.14 56.6 27.7 2.51 3.66 4.55 4.69 5.13 4.94 4.80 0,73 0,64 0,59 0,64
249 8339 1401 315.38 241.3 111.6 55.9 33 2.49 3.58 3.47 4.42 4.88 5.29 5.03 0,94 0,80 0,81 0,70
251 13565 14172 11697 12166 3900 2552 6423 2.68 3.67 4.47 4.80 5.08 5.51 5.18 0,32 0,36 0,63 0,75
Contoh pembuatan grafik (JSAT13-12-Y249):
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8
OD
60
0
kon
sentrasi g
ula (p
pm
)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8
OD
60
0
ko
nsen
trasietan
ol (%
)
22
Lampiran 4 Kurva standar konsentrasi etanol
Konsentrasi Luas area
0% 0
1% 2606609
5% 12727181
10% 21256296
20% 35283789
y = 2E+08x + 2E+06
R² = 0,982
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
30000000
35000000
40000000
0% 5% 10% 15% 20% 25%
luas
are
a
konsentrasi etanol
23
Lampiran 5 Konsentrasi etanol tiga isolat
Kode isolat
Luas area Konsentrasi etanol (%) Konsentrasi
etanol
rerata (%)
Hari ke- Hari ke-
3 4 5 6 7 3 4 5 6 7
082a 8581163 10199319 9406477 10408541 9936417 3.27 3.93 3.59 3.99 3.90 3.78
247a 9192138 9236732 10386090 10302294 9941259 3.04 3.78 4.07 4.07 3.85 3.84
249a 9286037 9914711 9994382 10793697 10140006 3.52 3.93 3.93 4.14 3.89 3.93
082b 3039025 3510131 3205454 1721125 799729 0.59 0.65 0.54 0.11 0 0.40
247b 2570828 3539618 3461989 1529405 1058968 0.50 0.74 0.72 0 0 0.43
249b 3154591 3563168 3384049 2826863 2577285 0.66 0.76 0.69 0.42 0.26 0.59
Keteranga: (a) media nira sorgum, (b) media nira sorgum ditambah sumber N
1. Contoh perhitungan konsentrasi etanol
Persamaan garis linier kurva standar etanol
y = 2(108)x + 2(106)
konsentrasi etanol = 2(108) luas area sampel + 2(106)
= 2(108) 8581163 + 2(106)
= 0,0327 x 100%
= 3.27 %
2. Perhitungan nilai konsentrasi etanol rerata
Contoh perhitungan :
konsentrasi etanol rerata = ((3.27+3.93)/2) + ((3.93+3.59)/2) + ((3.59+3.99)/2) + ((3.99+3.90)/2)
3
= 3.78
24
RIWAYAT HIDUP
Siti Febrianti dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 27 Februari 1995.
Merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan Hamdi dan
Permaisari (alm). Penulis lulus dari SMA Negeri 3 Bandar lampung pada tahun
2012, pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswi Institut Pertanian
Bogor di Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
melalui jalur SNMPTN atau jalur undangan, serta menjadi penerima beasiswa
Bidikmisi dari Dikti dan Hana Nanum Foundation.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi mahasiswa dan
kepanitiaan seperti menjadi Sekretaris Badan Pengawas CREBs 2013-2015,
anggota divisi hubungan masyarakat (humas) pada IPB Goes to Village, anggota
divisi humas pada Semarak Bidik Misi 2013, kepala divisi dana dan usaha pada
Siang Keakraban Biokimia 2016. Penulis juga aktif mengikuti berbagai ajang
perlombaan di IPB. Salah satunya mengikuti lomba drama musikal bersama rekan-
rekan biokimia 49 dan menjadi juara satu pada acara SPIRIT yang diselenggarakan
BEM FMIPA.
Penulis pernah melaksanakan Praktik Lapang (PL) di Laboratorium QC
Liquid Organic Biofertilizer (LOB) Plant, PT Great Giant Pineapple, Lampung
Tengah. Laporan PL yang dibuat penulis berjudul “Analisis LOB (Liquid Organic
Biofertilizer) dan Manfaatnya Pada Pertumbuhan Vegetatif Tanaman Jagung (Zea
mays L.)”.
