SACCHAROMYCES CEREVISIAE LATAR BELAKANG

10 Kismurtono didapat volume starter optimum untuk proses fermentasi nira aren adalah 25 dengan kondisi standar [15]. Proses pemurnian bioetanol setelah proses fermentasi dilakukan dengan proses distilasi [43]. Pada tahap ini dihasilkan distilat dengan kadar alkohol 45-50, untuk meningkatkan kadar bioetanol hingga 95 dilakukan proses disitilasi bertingkat. Selanjutnya untuk mengeluarkan sisa air 4-5 dapat dilakukan dengan cara penambahan senyawa anhidrus, distilasi azeotrop atau dengan cara filterisasi molecular sieve [17].

2.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Mikroorganisme yang paling banyak digunakan untuk memproduksi bioetanol adalah ragi, khususnya Saccharomyces cerevisiae. S.cerevisiae sering dipilih untuk produksi etanol karena sangat baik dalam melakukan fermentasi dan kemampuannya untuk tumbuh dengan cepat dibawah kondisi anaerobik dan toleransi yang tinggi terhadap etanol [41] S.cerevisiae banyak diaplikasikan pada bioteknologi karena memiliki fitur penting yaitu genomik DNA nya tidak mengandung intron, urutan genom yang telah ditentukan dan teknologi fermentasi cukup berbeda [44]. Salah satu media untuk pertumbuhan mikroorganisme adalah nira. Nira aren dapat mengalami fermentasi secara alami karena dari asalnya nira aren telah membawa sel ragi yaitu Saccharomyces tuac, Dengan itu Saccharomyces sangat aktif dalam mensintesis gula sehingga menghasilkan alkohol [33]. Universitas Sumatera Utara 1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Energi adalah kebutuhan fundamental bagi kelangsungan hidup suatu Negara [1] sementara itu ketersediaan sumber energi minyak bumi dan gas alam di Indonesia diperkirakan hanya akan bertahan hingga 53 tahun mendatang [2]. Selain itu, pertumbuhan penduduk yang cepat, industrialisasi, keterbatasan minyak bumi dan dampak negatif yang ditimbulkan dari hasil pembakaran fosil, mendorong pencarian alternatif baru yakni energi terbarukan [3]. Salah satu jenis energi terbarukan adalah energi yang berasal dari makhluk hidup energi biomassa. Hal ini sangat tepat diterapkan di Indonesia yang memiliki hasil perkebunan dan pertanian biomassa yang melimpah, baik produk maupun limbahnya [4]. Penggunaan biomassa secara langsung dibakar tidak lah efisien dan dapat mencemari lingkungan. Sehingga konversi biomassa ke sumber energi yang lebih efisien [5] seperti etanol [3] [6] sangat diperlukan. Bioetanol atau etil alkohol C 2 H 5 OH [7] sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan dan juga terbarukan menjadi perhatian dunia dewasa ini [8] hal ini dibuktikan dengan semakin meningkatnya produksi bioetanol dari tahun ke tahun yakni 17,3 juta liter pada tahun 2000, meningkat menjadi 46 juta liter di tahun 2007, dan diestimasi akan meningkat secara drastis pada tahun 2020 yakni sebanyak 125 juta liter [9]. Bahan baku utama pembuatan bioetanol dengan proses fermentasi pada dasarnya berasal dari glukosa, pati [6] dan lignoselulosa [10]. Bioetanol dapat diproduksi dari berbagai jenis biomassa seperti jagung, gandum, selulosa, alga [8] dan ampas tebu [11] yang mana bahan baku ini berwujud padatan. Adapun bahan baku cair yang pernah digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol adalah nira kelapa [12], nira nipah Nypa fructicans [13] [14], dan nira aren Arenga pinnata [15] [16]. Kelebihan bahan baku cairan nira adalah karena nira merupakan larutan gula yang dapat langsung memulai proses fermentasi sehingga dapat mempersingkat tahapan produksi etanol [17]. Hal ini berbeda jika bahan baku berasal dari pati dan selulosa, dimana pati harus melalui proses hidrolisis untuk masuk ke tahapan fermentasi gula Universitas Sumatera Utara 2 sedangkan selulosa harus dikonversi terlebih dahulu untuk mendapatkan gula dengan bantuan mineral asam [18]. Produk terpenting dari aren Arenga pinnata adalah nira [19]. Nira adalah cairan manis yang diperoleh dari air perasan batang atau getah tandan bunga tanaman [20]. Nira biasanya dijadikan gula aren [21] namun saat ini para peneliti fokus terhadap produksi bioetanol dari nira aren melalui proses fermentasi [22] karena kadar gulanya yang tinggi 13,9-14,9 [23]. Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang pembuatan bietanol dari berbagai bahan baku cair dan penggunaan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae dapat dilihat pada tabel 1.1. Pembuatan bioetanol berbahan baku gula dan pati melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroba S.cerevisiae adalah metode yang paling umum dan sering digunakan di industri [6]. S.cerevisiae digunakan untuk memecah glukosa dalam proses fermentasi [24] untuk menghasilkan kadar etanol yang tinggi [25]. Berdasarkan uraian di atas, maka penggunaan nira aren Arenga pinnata dengan bantuan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae sangat berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan bioetanol. Universitas Sumatera Utara 3 Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil 1 Fahrizal et al 2013 The Effect of Temperature and Length of Fermentation on Bioethanol Production from Arenga Plant Arenga pinnata MERR - Variabel tetap : Tanpa penambahan nutrisi Variabel berubah : waktu fermentasi 72,96,120,144,168 jam, temperatur 27 o C dan 32 o C Kondisi optimal dengan waktu fermentasi 120 jam dengan temperatur 32 o C 2 Betiku Taiwa 2014 Modeling and Optimization of Bioethanol Production From Breadfruit Starch Hydrolizate vis-à- vis Response Surface Methodology and Artificial Neural Network Dry Yeast Variabel tetap : Suhu 30 o C Variabel berubah : waktu fermentasi 6,12,18,24,30,36 jam, nutrisi dengan dan tanpa penambahan nutrisi, metode optimasi RSM ANN Yield bioetanol: RSM= 4,10, 21,33 jam ANN= 4,22, 24 jam dengan penambahan nutrisi 3 Hadi dkk 2013 Karateristik dan Potensi Bioetanol dari Nira Nipah Nypa fructicans untuk Penerapan Skala Teknologi Tepat Guna Saccharomyces cerevisiae Variabel tetap : suhu reaksi 25 o C - 30 o C, Variabel berubah : keadaan fermentasi terbuka, tidak sirkulasi dan tertutup, sirkulasi dan tertutup Rendemen bioetanol tertinggi 8,1 dengan kadar 4,3 pada tahap fermentasi sirkulasi dan tertutup Universitas Sumatera Utara 4 Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil 4 Kismurtono 2012 Fed Batch Alcoholic Fermentation of Palm Juice Arenga pinnata Merr : Influence of The Feeding Rate on Yeast, Yield and Productivity Saccharomyces cerevisiae Variabel tetap : waktu fermentasi 24 jam Variabel berubah : proses treatment p1,p2,p3,p4 Yield bioetanol: 99,5 25 volume starter, 0,4 NPK, 5 bread yeast 5 Shahirah et al 2014 Influence of Nutrient Addition on The Bioethanol Yield From Oil Palm Trunk Sap Fermented by Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae Variabel tetap : suhu reaksi 32 o C, kecepatan pengadukan 170 rpm, pH 6, jumlah penambahan nutrisi 0,2 berat Variabel berubah : jenis nutrisi Na 2 HPO 4 , MgSO 4 , NH4 2 SO 4 , C 3 H 7 NO 2 , nutrisi dengan dan tanpa penambahan nutrisi Yield bioetanol: Tanpa nutrisi: 55,39, Terbaik dengan penambahan nutrisi MgSO 4 81,89 6 Chairul dan Yenti 2013 Pembuatan Bioetanol dari Nira Nipah Menggunakan Sacharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae Variabel tetap : suhu kamar, volume starter 10, kecepatan pengadukan 200 rpm, Urea 46 N 0,4 grl dan NPK 16 P 0,5 grl Variabel berubah : volume ragi 15 dan 20 grl, waktu pengambilan sampel 24, 36, 48, 60, dan 72 jam, pH awal fermentasi 4,5 ; 5,0, ; dan 5,5 Volume etanol yang dihasilkan 14 vv pada kondisi optimum pH 4,5 ; waktu fermentasi 36 jam ; dan massa ragi 15 grl Universitas Sumatera Utara 5

1.2 PERUMUSAN MASALAH