16 Labu erlenmeyer ditutup dengan menggunakan kapas dan aluminium foil
untuk selanjutnya dimasukkan ke dalam otoklaf dan disterilisasi pada suhu 121
o
C selama 15 menit. Setelah sterilisasi selesai, erlenmeyer dikeluarkan dari otoklaf untuk didinginkan pada suhu kamar.
Inokulasi kultur dilakukan dengan cara memindahkan kultur murni khamir Saccharomyces cereviseae var. ellipsoideus dengan jarum
ose secara aseptis ke dalam media yang telah disterilisasi, lalu erlenmeyer ditutup kembali. Inokulum diinkubasi pada suhu ruang 30
o
C serta diberi aerasi dan agitasi menggunakan shaker pada kecepatan 125 rpm.
2. Pemilihan Laju Aerasi dan Konsentrasi Substrat
Pada penelitian pertama dilakukan penentuan nilai laju pertumbuhan maksimum μ
maks
Sacharomycess cereviseae var. ellipsoides
pada beberapa laju aerasi dan konsentrasi total gula. Substrat fermentasi berupa hidrolisat pati sagu sebanyak 400 ml dimasukkan ke
dalam botol dengan konsentrasi gula yang berbeda. Nilai pH cairan substrat diatur pada pH 5. Kemudian media disterilisasi pada suhu 121
o
C selama 15 menit, setelah itu media didinginkan hingga 30
o
C. Ditambahkan amonium sulfat 1 gl dan trace element 1. Selanjutnya
inokulum sebanyak 10 volume substrat ditambahkan pada media. Fermentasi berlangsung secara aerobik pada suhu ruang dengan lama
fermentasi 24 jam. Pengamatan dilakukan tiap 6 jam, yang meliputi analisa biomassa, total gula sisa, dan pH. Analisa kadar etanol dan
penghitungan kinetika fermentasi dilakukan di akhir fermentasi. Parameter kinetika fermentasi yang dihitung antara lain laju pertumbuhan
maksimum μ
maks
, Yxs, Yps, Ypx, dan efisiensi pemanfaatan substrat. Perhitungan nilai yield rendemen sebagai berikut :
Yxs = ∆X
Yps = ∆P
Ypx = ∆P
∆S ∆S
∆X
Perlakuan yang diterapkan pada penelitian pendahuluan ini adalah perlakuan konsentrasi gula yang berbeda, yaitu 18 bv, 24 bv,
17 30 bv, dan 36 bv. Serta perlakuan laju alir aerasi yang berbeda
yaitu 1 vvm dan 2 vvm. Konsentrasi total gula pada substrat diuji dengan uji total gula metode fenol, sedangkan laju aerasi diukur menggunakan
flow meter .
3.
Rekayasa Bioproses
Setelah didapatkan laju alir aerasi dan konsentrasi yang terbaik untuk pertumbuhan Sacharomycess cereviseae var. ellipsoides dari
penelitian pertama, kemudian pada penelitian lanjutan dilakukan rekayasa bioproses fermentasi berupa penghentian pemberian aerasi pada saat nilai
μ
maks
telah dicapai. Fermentasi dilakukan selama 24 jam dengan pengamatan setiap 6 jam. Parameter yang diukur terhadap hasil
fermentasi meliputi analisa biomassa, total gula sisa, analisa kadar etanol dan penghitungan kinetika fermentasi. Metode analisis pada tiap-tiap
parameter dapat dilihat pada Lampiran 5.
18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PERSIAPAN FERMENTASI
Bahan baku pati sagu yang digunakan pada penelitian ini mengandung kadar pati rata-rata sebesar 84,83. Pati merupakan polimer senyawa glukosa
yang terdiri dari dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Pada saat dilarutkan dalam air, pati akan terpisah menjadi dua fraksi. Fraksi terlarut yaitu
amilosa yang memiliki struktur lurus dan fraksi tak larut yaitu amilopektin yang memiliki struktur bercabang. Winarno, 1997. Sekitar sepertiga bagian dari pati
sagu merupakan amilosa dan sisanya amilopektin. Perbandingan antara amilosa dan amilopektin berpengaruh pada proses likuifikasi. Amilopektin yang tinggi
menyebabkan pati tahan terhadap hidrolisis oleh enzim α-amylase Zhang dan Oates, 1999. Sehingga hal ini akan berpengaruh pada jumlah enzim yang akan
digunakan. Pati sagu harus dihidrolisis terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai
substrat dalam fermentasi. Hidrolisis pati sagu dilakukan dengan metode enzimatis karena hidrolisis menggunakan enzim menghasilkan rendemen yang
lebih tinggi dan mutu yang lebih baik dibandingkan hidrolisis menggunakan asam Tjokroadikoesomo, 1986. Pada proses hidrolisis secara enzimatis ikatan
pati dipotong sesuai dengan jenis enzim yang digunakan, sedangkan apabila menggunakan asam pemotongan dilakukan secara acak.
Hasil yang diperoleh dengan cara hidrolisis parsial likuifikasi yaitu dekstrin yang mengandung gula kompleks oligosakarida, disakarida, dan sedikit
gula sederhana monosakarida. Sirup hasil hidrolisis parsial dari pati sagu ini yang digunakan sebagai substrat sumber karbon pada produksi etanol.
Setelah proses hidrolisis, dekstrin dan sirup glukosa dianalisa kandungan total gulanya. Hasil pengukuran total gula ini digunakan untuk membuat substrat
sesuai konsentrasi total gula yang diinginkan. Substrat yang digunakan dalam proses fermentasi adalah sirup dekstrin dari pati sagu dengan 4 taraf konsentrasi
total gula, yaitu 18 , 24 , 30 dan 36 bv.
