IMOBILISASI SEL Zymomonas mobilis DAN Saccharomyces cerevisiae UNTUK MENINGKATKAN PRODUKSI BIOETANOL DARI GULA HASIL HIDROLISIS LIMBAH AMPAS TEBU

• Main Author: Mutiara Arum Kusumaningati, 081514153005
• Format: Theses and Dissertations NonPeerReviewed
• Language: English; English
• Published: 2017
• Subjects: QH301 Biology
• Online Access: http://repository.unair.ac.id/62408/1/abstrak.pdf; http://repository.unair.ac.id/62408/2/TESIS%20FIX.pdf; http://repository.unair.ac.id/62408/
• Institution: Universitas Airlangga

Imobilisasi adalah metode untuk menjerembab sel mikroba ke dalam suatu matriks. Penggunaan sel bebas atau sel yang tidak diimobilisasi memerlukan waktu yang lebih lama untuk menghasilkan etanol. Tujuan dalam penelitian ini yaitu untuk mendapatkan kadar etanol yang optimum dengan memerhatikan viabilitas sel di dalam beads selama beberapa siklus fermentasi. Beberapa variasi yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu ukuran diameter beads, konsentrasi inokulum, modifikasi matriks kalsium alginat dengan penambahan chitosan dan ampas tebu serta suhu fermentasi. Fermentasi menggunakan dua mikroba yang diimobilisasi, keduanya memiliki perbedaan jalur metabolik fermentasi etanol yaitu Zymomonas mobilis jalur metabolik Entner-Duodoroff (ED) dan Saccharomyces cerevisiae jalur Embden-Meyerhoff-Parnas (EMP). Substrat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu limbah ampas tebu yang dilakukan pre-treatment terlebih dahulu dengan 2% (v/v) NaOH untuk melarutkan lignin. Kandungan selulosa setelah pre-treatment sebesar 56,70%. Selanjutnya selulosa dipecah menjadi glukosa dengan enzim selulase yang dihasilkan oleh Pennicilium sp. kode H9 dengan nilai aktivitas enzim CMC-ase sebesar 3,82 U/ml didapatkan gula reduksi awal 9,97% (v/v). Dilakukan uji Anova dan dilanjutkan uji Duncan (α < 0,05) didapatkan hasil bahwa tidak ada perbedaan kadar etanol selama empat siklus fermentasi berlangsung, namun ada perbedaan signifikan antar variabel jika dibandingkan dengan kontrol (sel yang tidak diimobilisasi). Kadar etanol tertinggi pada Z. mobilis sebesar 9,98% (v/v), sedangkan pada S. cerevisiae sebesar 9,17% (v/v) dengan variasi ukuran diameter beads 3mm, konsentrasi inokulum 10%, modifikasi matriks kalsium alginat dengan penambahan ampas tebu, dan suhu fermentasi 35oC. Berdasarkan hasil perhitungan kinetika fermentasi menunjukkan bahwa Z. mobilis yang diimobilisasi memiliki waktu penggandaan diri 77,15 menit (μ=0,49) mampu menghasilkan etanol 0,41 ml/jam (Yp/x=49,11; Yp/s=5,25; Yx/s=0,10). Sedangkan S. cerevisiae yang diimobilisasi memiliki waktu penggandaan diri 80,563 menit (μ=0,47) mampu menghasilkan etanol 0,38 ml/jam (Yp/x=57,55; Yp/s=5,05; Yx/s=0,08). Hasil ini menunjukkan kadar etanol meningkat dengan menggunakan sel yang diimobilisasi dengan penambahan ampas tebu pada modifikasi matriks kalsium alginat, dimana efisiensi fermentasi pada Z. mobilis meningkat sebesar 1,8 kali lipat sedangkan pada S. cerevisiae sebesar 1,6 kali lipat.