commit to user
PRODUKSI BIOETANOL DARI JERAMI ALANG-ALANG
Imperata cylindrica
L. Beauv. OLEH
Aspergillus niger
L. van Tieghem. DAN
Saccharomyces cerevisiae
Meyen.
Naskah Publikasi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Disusun oleh: Muhammad Jundi Fathurrahman
M0410042
PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2015
commit to user
PRODUKSI BIOETANOL DARI JERAMI ALANG-ALANG
Imperata cylindrica
L. Beauv. OLEH
Aspergillus niger
L. van Tieghem. DAN
Saccharomyces cerevisiae
Meyen. Muhammad Jundi Fathurrahman
Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Alang-alang
Imperata cylindrica
L. Beauce. merupakan gulma yang pertumbuhannya cepat. Pemanfaatan jerami alang-alang sebagai bahan baku produksi
bioetanol merupakan alternatif untuk meminimalkan ancaman pertumbuhan gulma tersebut. Penelitian ini bertujuan mengetahui produksi kadar bioetanol yang dihasilkan
dari jerami alang-alang dengan proses fermentasi menggunakan
Aspergillus niger
L. van Tieghem.
dan
Saccharomyces cerevisiae
Meyen. Penelitian ini terbagi atas dua tahap, yaitu pada tahap perombakan selulosa
menjadi gula oleh
A. niger
menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan konsentrasi substrat fermentasi berupa jerami alang-alang sebagai perlakuan pertama
yakni 5 g100 ml, 7,5 g100 ml, dan 10 g100 ml, dan waktu inkubasi yakni 0, 7 dan 10 hari. Tahap kedua yaitu fermentasi gula menjadi alkohol oleh
S. cerevisiae
menggunakan rancangan percobaan dan konsentrasi substrat yang sama dengan perlakuan tahap pertama, dan waktu inkubasi yang berbeda yakni 0, 3 dan 6 hari.
Setiap perlakuan dibuat 3 ulangan. Analisis kadar glukosa dilakukan dengan metode DNS
Dinitrosalicylic acid
dan analisis kadar bioetanol menggunakan metode berat jenis. Data hasil pengukuran kadar gula dan hasil produksi bioetanol jerami
alang-alang dianalisis dengan menggunakan
Analysis of Variance
ANOVA dilanjutkan dengan uji LSD
Least Significant Difference
. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kadar bioetanol paling tinggi dihasilkan
sebanyak 0,59 dari proses delignifikasi NaOCl 1 bv dan NaOH 4 bv substrat jerami alang-alang 10 g100 ml. Adapun waktu fermentasi oleh
A. niger
terbaik yaitu selama 10 hari
dan
S. cerevisiae
selama 6 hari.
Kata Kunci :
Aspergillus niger
, Bioetanol, Jerami Alang-alang
Imperata cylindrica
L. Beauv.,
Saccharomyces cerevisiae
commit to user
commit to user
Pendahuluan
Dalam krisis kelangkaan bahan bakar sebagai sumber energi, biomassa dari sampahlimbah pasar dan limbah pabrik gula dapat digunakan untuk sumber energi
langsung maupun dapat diolah atau dikonversikan menjadi bahan bakar. Bahan bakar berbasis produk proses biologi seperti bioetanol dapat dihasilkan
dari hasil pertanian yang tidak layak atau tidak dapat dikonsumsi, seperti dari sampahlimbah pasar dan limbah pabrik gula tetes
mollase
. Bahan apapun yang mengandung karbohidrat gula, pati, selulosa, dan hemiselulosa dapat diproses
menjadi bioetanol melalui proses sakarifikasi pemecahan gula komplek menjadi gula sederhana, fermentasi, dan destilasi Komarayati, 2010. Alang-alang
Imperata cylindrica
L. Beauv. merupakan jenis tanaman liar pengganggu. Menurut Sutiya
et al.
2012, salah satu kandungan kimia alang-alang yaitu a-selulosa merupakan selulosa murni, suatu polimer sakarida yang terdiri dari unit-unit monomer glukosa.
Penelitian ini bertujuan mengetahui produksi kadar bioetanol yang dihasilkan dari jerami alang-alang dengan proses fermentasi menggunakan
Aspergillus niger
L. van Tieghem.
dan
Saccharomyces cerevisiae
Meyen. Salah satu cara memproduksi bioetanol yaitu dengan memfermentasi sirup
glukosa dengan mikroba
Saccharomyces cerevisiae
. Khamir
S. cerevisiae
merupakan mikroba yang toleran terhadap alkohol yang cukup tinggi 12-18 bv, tahan
terhadap kadar gula tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-32 ºC Hidayah, 2012. Di dalam industri,
Aspergillus niger
banyak dipakai dalam proses
commit to user
produksi asam sitrat. Sedangkan di dalam laboratorium spesies ini digunakan untuk mempelajari tentang metabolisme pada jamur, kegiatan enzimatis, dan produksi
bioetanol.
Metode Persiapan kultur
Kultur yang digunakan adalah
A. niger
dan
S. cerevisiae
yang berasal dari biakan murni, kemudian diremajakan
dengan menginokulasikan ke dalam masing-masing 5 tabung PDA miring yang
telah disterilkan. Kemudian dari 5 tabung PDA miring dibagi menjadi : 2 tabung
untuk stok dan 3 tabung dijadikan sebagai kultur
kerja.
Persiapan Substrat Alang-alang
Jerami alang-alang yang sebelumnya dilakukan delignifikasi terlebih dahulu menggunakan NaOCl 1 selama 5 jam pada suhu 28
O
C. Selanjutnya dilakukan pencucian dan penyaringan, kemudian substrat jerami alang-alang dikeringkan pada
suhu 50
O
C selama 48 jam. Setelah itu dilakukan perendaman dalam NaOH 4 selama 24 jam pada suhu 28
O
C dan disaring, sehingga dihasilkan ampas dari jerami alang-alang. Ampas tersebut dicuci dan dikeringkan pada suhu 50
O
C selama 48 jam, sehingga dihasilkan substrat jerami alang-alang. Lalu kemudian dilanjutkan dengan
proses hidrolisis H
2
SO
4
4 selama 180 menit pada suhu 21
O
C Sari
et al.,
2008.
commit to user
Fermentasi Alang-alang oleh
Aspergillus niger
dan
Saccharomyces cerevisiae
A. niger
sebanyak satu ose digoreskan pada agar PDA miring dan diinkubasi dalam suhu kamar selama 7 hari. Spora biakan jamur
A. niger
yang sudah berumur 7 hari sebanyak satu agar miring disuspensikan dalam 1 ml akuades steril. Suspensi
konidiospora sebanyak 10 vv diinokulasi ke dalam substrat fermentasi yang sudah disediakan. Kemudian diinkubasi pada suhu kamar selama 0, 7, dan 9 hari. Kemudian
dilanjutkan dengan fermentasi oleh
S. serevisiae
. Tahap awal yaitu sebanyak 10 volume substrat
starter
kapang
S. serevisiae
yang sudah disiapkan, dimasukkan ke dalam sampel dan pH cairan substrat diatur menjadi basa . Media fermentasi berupa
substrat gula dari jerami alang-alang dalam kondisi anaerob. Fermentasi dilakukan pada suhu kamar selama 0, 3, dan 6 hari .
Analisis Gula Reduksi
Analisis kadar glukosa dilakukan dengan metode
Dinitrosalicylic acid
DNS. Sampel larutan jerami alang-alang dipipet sebanyak 2 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang bersih. Selanjutnya ditambahkan 1 ml akuades dan 2 ml
reagen DNS. Tabung reaksi dipanaskan pada air mendidih selama 5 menit agar terjadi reaksi antara glukosa dalam sampel dengan DNS, lalu ditambahkan Garam Rochelle.
Tabung didinginkan hingga mencapai suhu ruang Angka absorbansi sampel diukur pada panjang gelombang 540 nm dengan
spektrofotometer
UV-Vis Kodri, 2013.
commit to user
Analisis Etanol
Prosedur pengujian kadar alkohol dilakukan dengan metode piknometer sesuai dengan petunjuk Putri dan Sukandar 2008. Pertama-tama sampel larutan jerami
alamg-alang sebanyak 100 ml dimasukkan ke dalam labu destilasi Kjeldahl kemudian ditambahkan dengan aquades sebanyak 100 ml. Selanjutnya sampel tersebut didestilasi
pada suhu 80 C, sampai terbentuk destilat.. Destilat ditampung di dalam erlenmeyer
hingga volume 50 ml. Destilat tersebut kemudian dimasukkan ke dalam piknometer yang telah ditimbang sebelumnya. Destilat dimasukkan hingga memenuhi piknometer.
Kelebihan destilat pada puncak pipa kapiler dibersihkan. Piknometer yang berisi destilat ditimbang dan beratnya dicatat. Prosedur yang sama dilakukan pada aquades
sebagai pembanding. Berat jenis alkohol dihitung dari berat piknometer + destilat dikurangi berat piknometer kosong kemudian dibagi berat piknometer + aquades
dikurangi berat piknometer kosong. Hasil penghitungan berat jenis alkohol kemudian dikonversikan dengan menggunakan tabel konversi alkohol Azizah
et al.,
2012.
Analisis Data
Data hasil pengukuran kadar gula dan hasil produksi etanol jerami alang-alang yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan
Analysis of Variance
ANOVA untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi substrat. Apabila terdapat perbedaan yang
nyata pada taraf pengujian 5 p 0,05 dilakukan analisis lanjutan dengan uji LSD
Least Significant Difference
.
commit to user
Hasil dan Pembahasan Delignifikiasi Lignoselulosa
Penelitian ini diawali dengan perlakuan awal terhadap substrat jerami alang-alang. Proses perlakuan awal tahap pertama yaitu proses delignifikasi dengan menggunakan
NaOCl 1 bv dan larutan NaOH 4 bv. Tujuan dari perlakuan awal oleh NaOCl 1 bv dan NaOH 4 bv adalah untuk meluruhkan dinding lignin dan membuka
struktur lignoselulosa agar struktur selulosa menjadi lebih mudah terurai menjadi gula sederhana.
Hidrolisis lignoselulosa secara biologis menggunakan
A. niger
Kategori