3
ubi jalar sebagai bahan baku pembuatan etanol diharapkan dapat dimanfaatkan oleh daerah-daerah yang berpotensi menghasilkan ubi jalar sehingga dapat
meningkatkan kesejahtraan masyarakatnya. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menghasilkan bioetanol dari
beberapa sumber. Diantaranya yaitu molases yang dikembangkan di negara Brasil, jagung yang dikembangkan oleh Negara Amerika dan China, gandum oleh
Zaldivar et al. 2005, bunga tanaman mahula Madhuca latifolia L oleh Swain et al.
2007. Ubi jalar pernah digunakan oleh Yu et al. 1996 sebagai bahan baku untuk pembuatan bioetanol tanpa melakukan proses ekstraksi pati. Hasil etanol
yang diperoleh sebesar 9.8 gl 1.23 vv. Namun hasil yang diperoleh tersebut masih sangat kecil. Kumar et al. 2006 menggunakan teknologi fed batch dengan
memanfaatkan tanaman Typha latifolia yang banyak terdapat di India. Pada sistem fed batch
hasil etanol yang diperoleh 28.5 ±0.46 gl 3.59 vv. Hasil yang
diperoleh dengan sistem fed batch ini lebih tinggi bila dibandingkan dengan sistem batch yaitu 9.74
±0.1 gl 1.23 vv. Teknologi pembuatan bioetanol yang ada di Indonesia dengan menggunakan singkong sebagai bahan bakunya
menghasilkan kadar etanol sekitar 8–11 persen Hidayat, 2007. Namun penelitian dengan melakukan rekayasa biproses terhadap
perubahan sistem petumbuhan dari S. cerevisiae belum pernah dilakukan. Perubahan yang dimaksud dalam hal ini adalah perubahan dari kondisi aerobik
menjadi anaerobik. Sehingga melalui penelitian ini diharapkan dapat dihasilkan rendemen kadar bioetanol yang lebih tinggi menggunakan bahan baku atau
substrat yang berasal dari ubi jalar dengan melakukan rekayasa bioproses.
1.2 Tujuan
Tujuan umum yang mendasari diadakannya penelitian ini adalah untuk melihat potensi pembuatan bioetanol dari sirup glukosa yang berasal dari pati ubi
jalar sebagai bahan baku. Sedangkan tujuan spesifik dari penelitian ini adalah untuk mencari sistem kultivasi yang terbaik bagi S. cerevisiae untuk
menghasilkan bioetanol pada tingkat rendemen yang lebih tinggi dengan melakukan rekayasa bioproses.
4
1.3 Ruang Lingkup
Ruang lingkup yang menjadi batasan pada penelitian ini adalah: • Melakukan karakerisasi bahan baku ubi jalar yang akan digunakan;
• Pembuatan pati ubi jalar yang dilanjutkan dengan pembuatan sirup glukosa
secara enzimatis; • Penggunaan kultur S. cerevisiae sebagai mikroorganisme untuk menghasilkan
bioetanol; • Pengaturan kondisi fermentasi untuk mendapatkan kadar etanol yang tertinggi
pada sistem batch maupun fed batch.
1.4 Hipotesa Awal
S. cerevisiae merupakan jenis mikroorganisme yang bersifat anaerobik
fakultatif. Mikroorganoisme ini dapat menghasilkan etanol pada kondisi anaerobik, dimana persediaan oksigen terbatas. Pada kondisi yang aerobik, S. cerevisiae
menggunakan substrat yang ada untuk pembentukan dan peningkatan jumlah sel. Melalui penelitian ini, diharapkan kadar etanol tertinggi diperoleh pada
saat terjadi perubahan kondisi dari aerobik menjadi anaerobik. Perubahan kondisi yang dimaksud yaitu pada awal fermentasi, kondisi bioreaktor dibuat dalam
keadaan aerobik dengan memberikan aerasi dan agitasi. Setelah mencapai kondisi biomassa yang maksimal, atau akhir dari fase logaritmik, kondisi fermentasi
dirubah menjadi anaerobik dengan meniadakan aerasi dan agitasi.
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ubi Jalar
Ubi jalar atau ketela rambat atau “sweet potato” diduga berasal dari Benua Amerika. Para ahli botani dan pertanian memperkirakan daerah asal tanaman ubi
jalar adalah Selandia Baru, Polinesia, dan Amerika bagian tengah. Nikolai Ivanovich Vavilov, seorang ahli botani Soviet, memastikan daerah sentrum primer
asal tanaman ubi jalar adalah Amerika Tengah. Ubi jalar mulai menyebar ke seluruh dunia, terutama negara-negara beriklim tropika pada abad ke-16. Orang-
orang Spanyol menyebarkan ubi jalar ke kawasan Asia, terutama Filipina, Jepang, dan Indonesia Prihatman 2000.
Klasifikasi lengkap Ubi jalar Ipomoea batatas L adalah: kingdom
: Plantae tumbuh-tumbuhan divisi
: Spermatophyte tumbuhan berbiji sub divisi
: Angiospermae berbiji tertutup kelas
: Dycotyledoneae biji berkeping dua ordo :
Concolvulalesm famili :
Convolvuceae genus :
Ipomoea spesies :
Ipomoea batatas L
Menurut Prihatman 2000, plasma nutfah sumber genetik tanaman ubi jalar yang tumbuh di dunia diperkirakan berjumlah lebih dari 1000 jenis, namun
baru 142 jenis yang diidentifikasi oleh para peneliti. Lembaga penelitian yang menangani ubi jalar, antara lain: International Potato centre IPC dan Centro
Internationale de La Papa CIP. Di Indonesia, penelitian dan pengembangan ubi jalar ditangani oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan atau
Balai Penelitian Kacang-Kacangan dan Umbi-Umbian Balitkabi, Departemen Pertanian. Varietas atau kultivar atau klon ubi jalar yang ditanam di berbagai
daerah jumlahnya cukup banyak, antara lain: Lampenueng, Sawo, Cilembu, Rambo, SQ-27, Jahe, Kleneng, Gedang, Tumpuk, Georgia, Layang-layang, Karya,
Daya, Borobudur, Prambanan, Sukuh, Mendut, dan Kalasan.
6
Menurut Lingga et al. 1986, umbi dari ubi jalar bermacam-macam tergantung dari varietas tanaman yang diusahakan. Tapi umumnya hasil umbi dibagi dua
golongan yakni ubi yang berumbi keras karena banyak mengandung tepung dan ubi yang berumbi lunak karena banyak mengandung air dan berdaging manis.
Umbi putih mengandung kadar air yang lebih sedikit dibandingkan dengan ubi merah.
Ubi jalar memiliki waktu panen yang lebih singkat jika dibandingkan dengan beberapa tanaman umbi di indonesia. Tabel 1 menunjukkan perbandingan
karakterisitik beberapa tanaman umbi di Indonesia. Umur panen ubi jalar lebih singkat 3–3.5 bulan serta produktivitas yang cukup tinggi 10–30 tonha, selain
itu ubi jalar merupakan tanaman yang cocok ditanam pada daerah yang marjinal yang tidak terlalu subur. Ubi jalar tidak membutuhkan pupuk yang banyak untuk
tumbuhnya. Melihat beberapa keunggulan dari ubi jalar tersebut, maka diharapkan ubi jalar dapat digunakan sebagai salah satu alternatif bahan baku pada
pembuatan bahan bakar yang bersumber dari alam biofuel.
2.2 Sirup Glukosa
