OPTIMASI FERMENTASI DALAM PEMBUATAN PEMBUATAN BIOETANOL KLOBOT JAGUNG MENGGUNAKAN YEAST ISOLAT RAGI TAPE
LAPORAN PRAKTIKUM
Disusun untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Mikrobiologi I ndustri yang dibimbing oleh Ibu Dr. Endang Suarsini, M.Ked dan Ibu Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si
Disusun Oleh: Kelompo ! " O##e$in% G&K Lailatul Qomariyah (!"!#$%"!#&'
)a*isatu++amrudah
(!"!#$%!$- (!"!#$%!$-
Silm Silmy y ul ulia ia /u* /u*ia iati tin n )isa )isa
(!" (!"!# !#$% $% ! !$ $
Soeyati Po Poe0iani
(#"!#$%"&$"
UNI'ERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETA&UAN ALAM JURUSAN BIOLOGI Ap$il ()!*
A+ Tu,u-n Tu0uan dari 1raktikum ini sebagai berikut. . Mengka0i *aktor2*aktor yang ber1engaruh dalam 1embuatan bioetanol
dari klobot 0agung, diantaranya konsentrasi 3 $S4# yang digunakan saat sakari*ikasi atau hidrolisis, konsentrasi yeast isolat ragi ta1e yang diberikan saat *ermentasi, 5ariasi 1enambahan 1u1uk )PK sebagai tambahan nutrisi, dan lama *ermentasi yang dilakukan. $. Menganalisis dan membandingkan konsentrasi etanol yang dihasilkan dari setia1 1erlakuan untuk kemudian diran6ang flow chart e*isiensi 1roduksi etanol (bioetanol dari klobot 0agung. B+ D-s-$ Teo$i
7ioetanol adalah salah satu bentuk energi alternati* dari bahan organik yang ber*ungsi sebagai 1engganti energi utama saat ini. Penda1at ini didukung
oleh
Pud0iastuti
('''
yang
menyatakan
bah8a
7ioetanol (9$343 adalah 6airan biokimia dari 1roses *ermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. 7ioethanol tidak sa0a men0adi alternati* yang sangat menarik untuk substitusi bensin, namun mam1u 0uga menurunkan emisi 94 $. Pada dasarnya 1embakaran bioethanol tidak men6i1takan 94$ netto ke lingkungan karena +at yang sama akan di1erlukan untuk 1ertumbuhan tanaman sebagai bahan baku bioethanol. 7ioethanol bisa dida1at dari tanaman se1erti tebu, 0agung, gandum, singkong, 1adi, lobak dan gandum hitam. Proses 1embuatan bioethanol melalui taha1an2taha1an kimia se1erti hidrolisis dan *ermentasi. Dalam 1roses kon5ersi karbohidrat men0adi gula (glukosa larut air dilakukan dengan 1enambahan air dan en+yme (hidrolisis kemudian dilakukan 1roses 1eragian atau *ermentasi gula men0adi ethanol dengan menambahkan yeast atau ragi. Selain bioethanol da1at di1roduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung 1ati atau karbohydrat, 0uga da1at di1roduksi dari bahan tanaman yang mengandung selulosa, namun dengan adanya lignin mengakibatkan 1roses 1enggulaannya men0adi lebih sulit, sehingga
1embuatan
ethanol:bio2ethanol
dari
selulosa
tidak
1erlu
direkomendasikan. Meski1un teknik 1roduksi ethanol:bioethanol meru1akan teknik yang sudah lama diketahui, namun ethanol:bio2ethanol untuk bahan
bakar kendaraan memerlukan ethanol dengan karakteristik tertentu yang memerlukan teknologi yang relati* baru di Indonesia antara lain mengenai nera6a energi (energy balance dan e*isiensi 1roduksi, sehingga 1enelitian lebih lan0ut mengenai teknologi 1roses 1roduksi ethanol masih 1erlu dilakukan (;erdia+,'&-.
.+ Al-/ 0-n B-h-n 2 Al-/ :
2
saringan, kertas saring, 13 meter, auto6la5e, 1lastik, botol selai. B-h-n: Klobot 0agung, air, )a43 $=, a>uades. 3 $S4# konsentrasi =, $=, !=, #= dan =, )a43 #M, )PK $ g, # g, % g, & g dan " g.
D+ P$ose0u$ Ke$,-
. Proses pre-treatment Klobot 0agung dibersihkan dengan air kemudian di1otong ke6il2ke6il menggunakan gunting, kemudian dibungkus dengan kertas koran dikeringkan dalam o5en 1ada suhu $" o9 selama $# 0am. Proses ini dilakukan untuk menghilangkan kelebihan air 1ada klobot 0agung.
)a43 $= sebanyak "" mL di6am1urkan dengan klobot 0agung yang sudah dikeringkan dan di1anaskan di atas hot plate 1ada suhu ""?9, kemudian didinginkan untuk selan0utnya diblender.
;iltrat yang di1eroleh kemudian di6u6i menggunakan akuades dan dikeringkan selama $ hari hingga 13 *iltrat netral
Ekstrak kasar selulosa klobot 0agung $. Proses 3idrolisis Selulosa klobot 0agung ditimbang sebanyak $" gram, kemudian di6am1urkan dengan 3 $S4# 1ada konsentrasi =, $=, !=, #=, dan = 1ada gelas Erlenmeyer, 6am1uran kemudian dihidrolisa menggunakan hot plate 1ada suhu ""?9
/endemen klobot 0agung hasil hidrolisis dikeringkan dan disaring
menggunakan kertas saring. Larutan hasil hidrosilat meru1akan 1roduk utama
Larutan hasil hidrolisat diatur 132nya men0adi #, diukur dengan 13 meter. Penambahan 13 dilakukan dengan menambahkan )a43 # M
Disterilisasi 1ada auto6la5e dengan suhu $"?9 selama menit !. ;ermentasi /agi ta1e dimasukkan ke dalam *ermentor yang terbuat dari botol selai berisi larutan hidrolisat klobot 0agung dengan 5ariasi bobot =, "=, =, $"=, dan $= (dari berat feed . ;ermentor ditutu1 ra1at dengan 1lastik, diberi selang dan dimasukkan dalam air agar tidak berhubungan dengan udara luar
Pada masing2masing konsentrasi ragi ta1e (berdasarkan bobot ragi ta1e diberikan tambahan )PK sebanyak $ g, # g, % g, & g, dan " g
;ermentasi dilakukan selama ! hari, # hari, % hari, & hari, dan " hari 1ada masing2masing 1erlakuan #. Destilasi dan 3PL9
E+ D-/-
&-$i
Pe$l-u-n Konsen/$-si &(SO1 234
&-sil R-%i 2%4
Gul$e0usi &
$
%
!
p&
A$om-
sam
Kuning bening
&
sam @@
-
'
#
&
%
sam a1ek @@@ sam @@
$
%
' -
Manis Manis
! #
&
% &
Manis Manis
%"
Manis
$
%
%"
Manis
! # $ ! # $ !
& % & % -
% %" % % %$ % %$ %$ %$
Manis Manis Manis Manis Manis Manis Manis Manis Manis
#
&
%!
Manis
Kuning keruh Kuning sekali Putih keruh Kuning Kuning bening Keruh Keruh sekali Kuning bening Kuning keruh Keruh Putih Kuning Keruh Keruh Keruh 7ening Keruh Keruh sekali Keruh
-
'
!
5-$n-
F+ An-lisis D-/-
nalisis data dilakukan dengan menggunakan sotfware SPSS % dengan hasil sebagai berikut. Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable:hasil Type III Sum Source
of Squares
Corrected
Mean df
Square
F
Sig.
!."#a
$
$"&"#.##
&
.$##
)
&%.'"
&.*&$
.###
+,-
.###
#
.
.
.
ragi
.###
#
.
.
.
(rror
.$##
&"
.!'"
Total
$"&!'.###
"#
*!.'#
&'
Model Intercept hari
Corrected Total
!.%"&
'.%%"
.###
$"&"#.## !.#!!()
.###
a. Squared / 0!) 12d3usted Squared / 0$)4
7erdasarkan
1engu0ian
dengan
menggunakan
analisis
Multi5ariat,
di1eroleh hasil bah8a *aktor hari 1engambilan data, konsentrasi 3$S4# dan ragi ber1engaruh signi*ikan terhada1 hasil 1enelitian. hasil Duncan Subset hari
5
&
"
%
)
-
)
'.##
'
)
*#."
&&
)
&%
)
Sig.
)
$.#
*#." *&."
*&." *"."
&.###
.#!*
.&*#
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. 6ased on obser7ed means. The error term is Mean Square1(rror4 / 0!'".
.&*#
Karena hasil yang di1eroleh beru1a signi*ikan, maka dilakukan u0i lan0ut dengan menggunakan u0i Dun6an. 7erdasarkan 1engu0ian dengan u0i Dun6an, di1eroleh hasil bah8a hari ke2- meru1akan hari yang 1aling ber1engaruh dalam 1engambilan data. hasil Duncan Subset +,-
5
&
"
'.*#
&
*#.##
%
*#.##
)
*#.*#
Sig.
.&)*
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. 6ased on obser7ed means. The error term is Mean Square1(rror4 / 0!'".
7erdasarkan 1engu0ian dengan u0i Dun6an, di1eroleh hasil bah8a konsentrasi 3$S4# sebesar #= meru1akan konsentrasi yang 1aling ber1engaruh dalam 1engambilan data. 7erdasarkan hasil 1engamatan dari 1enelitian ini 1ada hari ke2 konsentrasi = dengan ragi gram menghasilkan gula reduksi sebanyak & briA dengan 13 , aroma asam dan 8arna kuning bening. Konsentrasi $= dengan ragi % gram menghasilkan gula reduksi sebanyak & briA dengan 13 , aroma asam (@@ dan 8arna kuning keruh. Konsentrasi != dengan ragi - gram menghasilkan gula reduksi sebanyak ' briA dengan 13 , aroma asam a1ek (@@@ dan 8arna kuning sekali. Konsentrasi #= dengan ragi & gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma asam (@@ dan 8arna 1utih. Pada hari ke2-, konsentrasi = dengan ragi gram menghasilkan gula reduksi sebanyak ' briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna kuning. Konsentrasi $= dengan ragi % gram menghasilkan gula reduksi sebanyak - briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna kuning bening. Konsentrasi != dengan ragi - gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma manis
dan 8arna keruh. Konsentrasi #= dengan ragi & gram menghasilkan gula reduksi sebanyak & briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh sekali. Pada hari ke2', konsentrasi = dengan ragi gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %" briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna kuning bening. Konsentrasi $= dengan ragi % gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %" briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna kuning keruh. Konsentrasi != dengan ragi - gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh. Konsentrasi #= dengan ragi & gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %" briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna 1utih. Pada hari ke2, konsentrasi = dengan ragi gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna kuning. Konsentrasi $= dengan ragi % gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh. Konsentrasi != dengan ragi - gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %$ briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh. Konsentrasi #= dengan ragi & gram menghasilkan gula reduksi sebanyak % briA dengan 13 , aroma manis dan keruh. Pada hari ke2!, konsentrasi = dengan ragi gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %$ briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna bening. Konsentrasi $= dengan ragi % gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %$ briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh. Konsentrasi != dengan ragi - gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %$ briA dengan 13 , aroma manis dan 8arna keruh sekali. Konsentrasi #= dengan ragi & gram menghasilkan gula reduksi sebanyak %! briA dengan 13 , aroma manis dan keruh.
G+ Pem6-h-s-n
7ioetanol
adalah
etanol
yang
di1roduksi
dengan
6ara
*ermentasi
mengunakan bahan baku nabati. 7ioetanol meru1akan salah satu 0enis sumber energi yang sedang di1a6u 1engembangannya oleh Pemerintah Indonesia. Sedangkan etanol atau ethyl al6ohol (9 $343 adalah senya8a organik golongan alkohol yang mengandung gugus hidroksil (43 dengan rumus kimia 93 !93$43 (/i6hanna, $".
G$-#i !+ Pen%-$uh l-m- 7-/u #e$men/-si /e$h-0-p %ul- $e0usi 8-n% 0ih-sil-n
Peningkatan nilai ini diduga
disebabkan adanya akti5itas selulase se6ara sinergis antara endo2B2glukanase (9M9ase, ekso2 B2glukanase, dan B2glukosidase (7elit+ et al., $""&. Tingginya kadar glukosa 1ada hari ke2! diduga telah menghambat akti5itas selulase sehingga 1embentukan glukosa men0adi terhambat. 3al tersebut diduga telah ter0adi feedback inhibition 1ada hari ke2- yang mengakibatkan menurunnya nilai total gula 1ereduksi. Pada hidrolisis en+imatis ini ter0adi 1enghambatan
re5ersibel
kom1etiti*,
kadar
glukosa
yang
berlebih
menghambat akti5itas selulase dengan 6ara membentuk kom1leks dengan
en+im tersebut sehingga ter0adi 1ersaingan antara glukosa dan substrat untuk membentuk kom1leks dengan selulase. Cika kadar glukosa berlebih maka 1embentukan glukosa 0uga men0adi berkurang (I++ati et al ., $"". Selain itu, adanya 5ariasi konsentrasi gula reduksi sisa 1ada akhir *ermentasi kemungkinan disebabkan adanya 5ariasi konsentrasi gula reduksi a8al. kti5itas kelom1ok en+im in5ertase selama *ermentasi yang meme6ah disakarida
men0adi
gula2gula
sederhana
0uga
menyebabkan
5ariasi
konsentrasi sisa gula reduksi.
&+ Kesimpul-n
Semakin lama 8aktu *ermentasi maka akan semakin banyak 1ula gula reduksi yang dihasilkan. Sehingga seharunya akan semakin banyak 1ula kadar etanol yang dihasilkan.
DAFTAR RUJUKAN
7e6ker, E. . $""%. Microalgae as A Sourco of Protein.