UJI KUALITATIF ETANOL YANGDIPRODUKSI SECARA ENZAMATIS

MENGGUNAKAN Z. MOBILISPERMEABEL

Dian PinataNRP. 1406 100 005

DOSEN PEMBIMBING Drs. Refdinal Nawfa, M.S

LATAR BELAKANG

Krisis Energi Sumber Energi Alternatif

Zymomonas mobilisPermeabilisasi

Etanol

Optimasi Suhu dan pH

Permasalahan

Pada penelitian produksi etanol secara enzimatismenggunakan Z. Mobilis permeabel belum dilakukanoptimasi temperatur dan pH untuk memperolehproduksi etanol yang optimum, sehingga perlu dilakukanpenelitian untuk mengetahui pengaruh temperatur danpH terhadap produksi etanol secara enzimatis.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur dan pH terhadap produksi etanol secara enzimatis dengan menggunakan Z.mobilis permeabel.

METODOLOGIZ. Mobilis Stock

-diregenerasikan pada nutrien agar

Z. mobilis hasil regenerasi

-diinokulasikan ke dalam media kompleks

-di shaker selama 24 jam

Starter

-diinokulasikan ke dalam media kompleks

-di shaker selama 26 jam

-diambil sampelnya setiap 2 jam

-ditentukan kurva pertumbuhannyaKurva Pertumbuhan Z. mobilis

Z. mobilis hasil regenerasi

-diinokulasikan ke dalam media kompleks

Z. mobilis pada media kompleks

Hasil fermentasi

-difermentasikan selama 22 jam

-disentrifuge pada 3000 rpm selama 15 menit

Biomassa Supernatan

-dipermeabilisasi dengan rasio etanol:toluen = 1:4 dan kadar glukosa 10%

-ditentukan yield etanol dari sel bebas Z.mobilis

Sel Terpermeabilisasi Yield etanol Sel Bebas Z. mobilis

0,1 gr Sel Terpermeabilisasi

-diinkubasi selama 15 menit dalam campuran 15 mM MgCl2, 2 mM ATPNa2, 1 mM NAD , 10 % glukosa

-dilakukan variasi suhu pada 25, 30, 35, 40 dan 45°C

-dilakukan variasi pH pada pH 5,5; 6, 6,5; 7; 7,5; dan 8

-disentrifuge dan diambil supernatannya

-disentrifuge dan diambil supernatannya

Supernatan Supernatan

-ditentukan kadar etanolnya -ditentukan kadar etanolnya

Kadar etanolKadar etanol

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kurva Pertumbuhan Z. mobilis

Waktu pemanenan 22 jam

Gambar 4.2 Grafik Kadar Etanol dan Sisa Gula Reduksi Sel Bebas Z.mobilis

Grafik menunjukan bahwa pada jam ke 22, kadar etanol yang diperoleh adalah maksimum yaitu sebesar 5,28%v/v.

PERMEABILISASI SEL Z. MOBILIS

Proses mengubah permeabilitas membran darisemipermeabel permeabel.

Bahan yang digunakan:Etanol:ToluenEDTASDS

PENENTUAN KADAR ETANOL SECARAKOLORIMETRI

Merupakan metode yang lebih sederhana, murah dan membutuhkanenergi yang lebih rendah untuk mendapatkan etanol murni.

Etanol pada penelitian ini dihitung kadarnya dengan menggunakan K2CrO 4 . Prinsip yang digunakan adalah reaksi redoks antara etanol dengan kalium dikromat dalam suasana asam. Reaksi yang terjadi adalah:

Metode ini merupakan modifikasi dari metode cawan Conway

Gambar 2.19 Diagram Cawan Conway

Gambar 4.4. Kurva Standar Alkohol

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAPAKTIVITAS ENZIM PEMBENTUK ETANOL

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Suhu dan Kadar Etanol Pada Sel Amobil Zymomonas mobilis Dengan Variasi Suhu

Grafik 3.Yield Etanol HasilFermentasi Pada Sel AmobilZymomonas mobilis Dengan VariasiSuhu

Temperatur optimum pada 30°C yang menghasilkan etanol sebesar 5,73 % v/v dengan yield etanol sebesar 97,06%

PENGARUH PH SUBSTRAT TERHADAPAKTIVITAS ENZIM PEMBENTUK ETANOL

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara pH dan Kadar Etanol

Grafik 4. Yield Etanol Hasil Fermentasi Pada Sel Amobil Zymomonas mobilis Dengan Variasi pH

pH optimum pada pH 7 yang menghasilkan etanol sebesar 5,91 % v/v dengan yield etanol sebesar 99,64%.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang diperoleh berdasarkanpenelitian yang telah dilakukan adalah:Temperatur optimum pada produksi etanolsecara enzimatis menggunakan Zymomonasmobilis permeabel adalah 30°C, yangmenghasilkan etanol sebesar 5,73 % v/v denganyield etanol sebesar 97,06% dan pH optimumnyapada pH 7, yang menghasilkan etanol sebesar5,91 % v/v dengan yield etanol sebesar 99,64%.

METODOLOGI

1. Pembuatan Media Padat1 gram NA

-dilarutkan dalam 50 ml aquades

Larutan NA

-dimasukan ke dalam 10 tabung reaksi-dimiringkan tabung reaksi-disimpan selama 1 hari

Media Padat

2. Pembuatan media cair50 gram Glukosa

-dilarutkan dalam 600 ml aquades-diautoclave

5 gram Yeast

-ditambah 0,5 gram KH2PO4-ditambah 0,5 gram NH4SO4-ditambah 0,25 gram MgSO4-dilarutkan dalam 400 ml aquades-diautoclave

-dicampur

Media Cair

3. Pembuatan Kurva Pertumbuhan BakteriZ. mobilis

-Diambil sebanyak 1 jarum oase-Dimasukan ke dalam 50 ml media cair-Diinkubasi selama 26 jam pada suhu 30°C

Starter

-dipindahkan ke dalam 100 ml media cair-Diinkubasi selama 26 jam pada suhu 30°C-diambil sampelnya setiap 2 jam

-dibuat kurva pertumbuhan

Kurva Pertumbuhan

-ditentukan kadar etanolnya

Kadar Etanol

4. Produksi BiomassaZ. mobilis

-Diambil sebanyak 1 jarum oase-Dimasukan ke dalam 50 ml media cair-Diinkubasi selama 22 jam pada suhu 30°C

Starter

-dipindahkan ke dalam 500 ml media cair-diinkubasi selama 22 jam pada suhu 30°C-disentrifuge selama 15 menit

Biomassa

-dikeringkan dengan frezee dryer-ditimbang beratnya

Biomassa keringSupernatan

5. Permeabilisasi Sel

0,1 gram Biomassa kering

-ditambahkan 2 mM EDTA-diinkubasi selama 5 menit pada suhu 30°C-ditambahkan campuran 0,075% SDS -ditambahkan etanol : toluen dengan variasi perbandingan konsentrasi 1:4-diinkubasi selama 15 menit pada suhu 30°C-disentrifuge selama 15 menit

Sel Terpermeabilisasi

Supernatan

6. Pengaruh Temperatur Lingkungan Terhadap Aktivitas Enzim Pembentuk Etanol

Sel Terpermeabilisasi

-diinkubasi dalam 10 ml larutan campuran 15 mM MgCl2, 2 mM ATPNa2, 1 mM NAD, 10% glukosa-dilakukan variasi suhu ; 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, dan 45°C-diinkubasi selama 15 menit-disentrifuge pada kecepatan 3000 rpm

Sel Terpermeabilisasi

Supernatan

-dihitung sisa gula reduksinya -dihitung kadar etanolnya

Pengaruh Temperatur

7. Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim Pembentuk Etanol

Sel Terpermeabilisasi

-diinkubasi dalam 10 ml larutan campuran 15 mM MgCl2, 2 mM ATPNa2, 1 mM NAD, 10% glukosa-dilakukan variasi pH 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; dan 8-diinkubasi selama 15 menit-disentrifuge pada kecepatan 3000 rpm

Sel Terpermeabilisasi

Supernatan

-dihitung sisa gula reduksinya -dihitung kadar etanolnya

Pengaruh Temperatur

8. Pemisahan EtanolSupernatan

-diambil 5 ml-dimasukan ke dalam tabung reaksi-ditambahkan 5 ml kloroform-dikocok-kocok selama 15 menit-disentrifuge selama 15 menit

Fase aquos Fase Organik (Etanol dalam kloroform)

9. Penentuan Kadar Etanol

3 ml Etanol

-ditambah 3 ml kalium bikromat-ditambah 1 tetes tween-dikocok-kocok selama 10 menit-disentrifuge selama 10 menit

Fase OrganikFase organik

-diukur absorbansinya pada 580 nm

Kadar Etanol

10. Penentuan Sisa Gula Reduksi3 ml Supernatan

-di masukan dalam tabung reaksi-ditambahkan dengan 3 ml reagen DNS-dipanaskan selama 10 menit dalam keadaan tabung tertutup rapat oleh alumunium foil-ditambahkan 1 tetes garam Rochelle-diambil 1 ml larutan-diencerkan menjadi 10 ml. Selanjutnya diukur absorbansinya pada 530 nm

Sisa gula Reduksi