PENENTUAN ISOLAT BAKTERI ASETOGENIK YANG MAMPU MENGHASILKAN TOTAL ASAM TERTINGGI PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TAHU SECARA ANAEROB

SKRIPSI

Oleh : HANA AFIFAH

NIM 115100301111011

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG 2015

i

PENENTUAN ISOLAT BAKTERI ASETOGENIK YANG MAMPU MENGHASILKAN TOTAL ASAM TERTINGGI PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TAHU SECARA ANAEROB

Oleh : HANA AFIFAH

NIM 115100301111011

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG 2015

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul TA : Penentuan Isolat Bakteri Asetogenik yang

Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi Pada Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob

Nama Mahasiswa : Hana Afifah NIM : 115100301111011 Jurusan : Teknologi Industri Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian Tanggal persetujuan : Tanggal Persetujuan:

............................................. .......................................

Pembimbing Pertama,

Dr.Ir. Nur Hidayat, MP NIP. 19610223 198701 1 001

Pembimbing Kedua,

Dr.Ir. Wignyanto, MS NIP. 19521102 198103 1 001

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul TA : Penentuan Isolat Bakteri Asetogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi Pada Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob

Nama Mahasiswa : Hana Afifah NIM : 115100301111011 Jurusan : Teknologi Industri Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian Tanggal Lulus TA :...........................................................

Dosen Penguji I,

Irnia Nurika,STP,MP,PhD NIP.19740526 199903 2 001

Dosen Penguji II,

Dr. Ir.Nur Hidayat,MP NIP.19610223 198701 1 001

Dosen Penguji III,

Dr.Ir.Wignyanto,MS NIP.19521102 198103 1 001

Ketua Jurusan,

Dr. Ir. Sucipto, MP NIP. 19730602 199903 1 001

iv

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Malang, 19 April 1993 dari Ibu yang bernama Dra.Nailah dan Ayah yang bernama Drs.Ahmad Murtaji Razak.Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Blimbing III Malang dan menyelesaikan pendidikan tingkat menengah di SMPN 3 Malang. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMAN 1 Malang dan pada tahun 2011 penulis diterima di Jurusan Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNM-PTN) Undangan. Pada tahun 2015 penulis berhasil menyelesaikan pendidikannya di Universitas Brawijaya pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian. Pada masa pendidikannya, penulis aktif sebagai anggota muda di lembaga kedaulatan mahasiswa ARSC (Agritech Research and Study Club) Fakultas Teknologi Pertanian pada tahun 2011 – 2012, staff pengabdian masyarakat ARSC (Agritech Research and Study Club) pada tahun 2012 – 2013, dan Ketua Umum ARSC (Agritech Research and Study Club) pada tahun 2013 – 2014. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum pada mata kuliah Teknologi dan Pemodelan Sistem dan Bioindustri.

v

Alhamdulillahirabbilaalamiin.. Terimakasih Ya Allah... Karya kecil ini ku persembahkan kepada:

Lentera jiwaku Abah dan Mama, Kakak, dan Adik,

terimakasih atas segala doa, semangat, nasihat,dan kasih sayang..

Dwi Pujiana, Andriani Sukma Witari, dan Reny Nurul Utami sebagai rekan satu tim dalam penelitian ini. Terimakasih untuk semangat, motivasi, dan

kebersamaan yang luar biasa..

Kawan – kawan di Laboratorium Bioindustri (Saundra, Novi, Ikhlal, Randy, Agus, Sonya, Mbak Fitri, Mbak Alfi)

yang selalu memberikan semangat kepada penulis..

Novita, Aisah, Lindah, Wina, Atikah, Nia, serta teman – teman TIP 2011 atas segala dukungan, doa, dan semangat kepada penulis..

Kawan – kawan di ARSC (Agritech Research and Study Club) FTP-UB atas

segala dukungan, doa, dan semangat kepada penulis..

vi

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama Mahasiswa : Hana Afifah NIM : 115100301111011 Jurusan : Teknologi Industri Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian

Judul TA : Penentuan Isolat Bakteri Asetogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi Pada Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob

Menyatakan bahwa, TA dengan judul di atas merupakan karya asli penulis tersebut di atas. Apablia di kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar, saya bersedia dituntut sesuai hukum yang berlaku. Malang, 13 Agustus 2015 Pembuat Pernyataan, Hana Afifah NIM 115100301111011

vii

HANA AFIFAH. 115100301111011. Penentuan Isolat Bakteri Asetogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi Pada Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob. TA. Pembimbing: Dr.Ir.Nur Hidayat, MP dan Dr.Ir.Wignyanto,MS

RINGKASAN

Industri tahu dalam proses pengolahannya menghasilkan limbah padat dan limbah cair. Salah satu upaya untuk mengolah limbah cair tahu adalah dilakukan pengolahan limbah secara anaerob. Pengolahan limbah secara anaerob untuk degradasi senyawa organik kompleks adalah proses yang terjadi karena aktivitas mikroba pada saat tidak terdapat oksigen bebas. Pengolahan limbah secara anaerob akan menghasilkan biogas yang terdiri dari CO2 dan CH4. Tahapan utama proses anaerob yaitu hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis. Pada tahap asetogenesis, bakteri asetogenik berperan dalam pembentukan asetat, CO2, dan H2 dari asam-asam organik dan alkohol. Asam asetat merupakan substrat yang diperlukan oleh bakteri metanogen dalam memproduksi metan. Pada sistem biogas 55 - 70% terdiri dari gas metan (CH4), sehingga bakteri asetogenik merupakan kelompok mikroba penting dalam proses pengolahan limbah secara anaerob. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, beberapa bakteri yang termasuk dalam bakteri asetogenik adalah Clostridium aceticum, Acetobacterium woodii, Clostridium ljungdahlii, dan Clostridium thermoaceticum. Produksi asam asetat dengan bantuan mikroorganisme ini dipengaruhi oleh persentase inokulum dan waktu inkubasi.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh persentase inokulum dan waktu inkubasi terhadap kemampuan isolat bakteri asetogenik untuk memproduksi total asam yang dinyatakan sebagai asam asetat, serta mengetahui karakteristik dari isolat bakteri asetogenik yang mampu menghasilkan total asam tertinggi. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang disusun secara faktorial

viii

dengan dua faktor yaitu persentase inokulum (I) yang terdiri dari tiga level: I1: 10%, I2: 15%, dan A3: 20% serta faktor waktu inkubasi (W) yang terdiri dari tiga level: W1: 24 jam, W2: 48 jam dan, W3: 72 jam. Setiap kombinasi perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Pengujian yang dilakukan adalah pengukuran total asam, pengukuran pH, perhitungan total bakteri, dan pengukuran kadar glukosa. Kombinasi perlakuan terbaik pada isolat bakteri asetogenik dalam menghasilkan asam asetat adalah I1W1, yakni persentase inokulum 10% dan waktu inkubasi 24 jam. Pada perlakuan ini kadar asam asetat yang dihasilkan adalah 3,853%, pH 5,544, total bakteri 7,7 x 107 CFU/ml, dengan kadar glukosa 2,5237%. Karakteristik dari isolat bakteri asetogenik terpilih secara morfologi koloni yaitu memiliki kenampakan warna putih, bentuk tidak beraturan, permukaan (elevasi) datar, dan tepi yang bergelombang. Berdasarkan morfologi sel, isolat bakteri merupakan bakteri Gram negatif bentuk batang. Berdasarkan identifikasi secara biokimia, isolat bakteri ini adalah Acinetobacter sp dengan probabilitas 51,25%. Kata Kunci: Asam asetat, Bakteri Asetogenik, Isolasi,

Persentase Inokulum, Waktu Inkubasi

ix

HANA AFIFAH. 115100301111011. Determination of Isolated Acetogenic Bacteria which is able to Produce Highest Total Acid In Tofu’s Wastewater by Anaerobic Treatment. Final Assignment. Supervisor : Dr.Ir.Nur Hidayat, MP and Dr.Ir.Wignyanto,MS

SUMMARY

Tofu industry produces solid and liquid waste. Solution for tofu wastewater by making anaerobic wastewater treatment. Anaerobic wastewater treatment for degradation of complex organic compounds is a process that occurs due to microbial activity when there is no oxygen. Anaerobic wastewater treatment will produce biogas that consists of CO2 and CH4. The main stages of the anaerobic process are hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis, and methanogenesis. At acetogenesis stage, acetogenic bacteria produce acetic acid, CO2 and H2 from organic acids and alcohols. Acetic acid is a substrate that is required by methanogenic bacteria to produce methane. At the biogas system 55-70% consists of methane (CH4), so the acetogenic bacteria is an important microbial groups in anaerobic treatment process. Based on the research that has been done before, some bacteria are included in acetogenic bacteria are Clostridium aceticum, Acetobacterium woodii, Clostridium ljungdahlii, and Clostridium thermoaceticum. Acetic acid production from microorganisms are influenced by percentage of inoculum and incubation time. The purpose of this research was to understand the effect of incubation time and inoculum percentage of acetogenic bacteria to produce acetic acid and to understand the characteristics of acetogenic bacteria that could produce the highest acetic acid. The experimental design used was Randomized Block Design that were arranged in a factorial with two factors: percentage of inoculum (I) which consists of three levels: B1: 10%, B2: 15% and, B3: 20% and the factor Incubation time (W), which consist of three levels: W1: 24 hours, W2: 48 hours, and W3: 72 hours. Each combination was repeated 3 times. Tests that were

x

conducted in this experiment were levels acetic acid measurement, pH measurement, calculation of total bacteria, and glucose levels measurement. The best treatment combination on isolated acetogenic bacteria to produce acetic acid was I1W1 (percentage of inoculum 10% and incubation time of 24 hours). At this treatment produced acetic acid levels 3.853%, pH 5.544, total bacteria 7.7 x 107 CFU / ml, and glucose levels 2.5237%. Characteristics of isolated acetogenic bacteria based on colony morphology was white, irregular shape, surface (elevation) flat, and wavy edges. Based on cell morphology, the isolated bacteria was a Gram negative rod shape. Based on the biochemical identification, the isolated bacteria is Acinetobacter sp with a probability of 51.25%. Keywords: Acetic acid, Acetogenic Bacteria, Isolation,

Percentage of inoculum, Incubation time

xi

Penelitian ini merupakan bagian dari proyek penelitian dengan judul Studi Optimasi Proses dan Aspek Mikrobiologi pada

Daur Ulang Limbah Cair Tahu Melalui Aplikasi Waste Water Double Treatment yang dibiayai melalui

Bantuan Operasional PTN (BOPTN) DIKTI 2014 Kementrian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi

xii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) yang berjudul “Penentuan Isolat Bakteri Asetogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi Pada Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob”. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan akademik dalam menyelesaikan jenjang pendidikan sarjana Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya. Pada penulisan tugas akhir ini, penulis mendapatkan dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr.Ir.Nur Hidayat,MP selaku pembimbing pertama yang telah banyak memberikan bimbingan, saran, serta motivasi kepada penulis

2. Bapak Dr.Ir.Wignyanto,MS selaku pembimbing kedua yang telah banyak memberikan bimbingan, saran, serta motivasi kepada penulis

3. Ibu Irnia Nurika, STP,MP,PhD selaku selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang sangat bermanfaat bagi penulis

4. Ibu Sakunda Anggarini,STP,MP,MSc yang telah memberikan saran, bimbingan, serta motivasi kepada penulis

5. Bapak Dr. Ir. Sucipto, MP selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri Pertanian

6. Ibu Asmania selaku pemilik Pabrik Tahu ADMA yang telah bersedia memberikan ijin kepada penulis untuk melaksanakan penelitian terkait limbah cair tahu di Pabrik Tahu ADMA

xiii

7. Analis di LSIH (Laboratorium Sentral Ilmu Hayati) Universitas Brawijaya yang banyak membantu penulis selama penelitian

8. Ibu Yuli Erna Widyasari selaku Laboran laboratorium Bioindustri TIP atas masukan dan bantuan yang diberikan kepada penulis.

9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini

Penulis menyadari adanya kekurangan dalam penyusunan tugas akhir ini. Namun demikian, penulis berharap semoga tugas akhir ini ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Malang, Agustus 2015

Penulis