12
3. Produksi F ermentable Sugar
Proses produksi gula terfermentasikan dilakukan secara hidrolisis enzimatis dan dibagi menjadi 1 perlakuan pendahuluan atau pretreatment yaitu pemanasan menggunakan gelombang mikro
microwave pretreatment, dan 2 hidrolisis enzimatis. a. Pemanasan dengan gelombang mikro
Penggunaan gelombang mikro untuk pemanasan empulur sagu dilakukan berdasarkan perlakuan terbaik yang diperoleh dari penelitian Derosya 2010, yaitu tepung empulur sagu yang telah dicampur
dengan air sehingga membentuk slurry 8 bv pada wadah gelas, lalu dipanaskan menggunakan oven gelombang mikro merk SHARP tipe R-348 C pada aras daya 30 dan 50. Sebagai kontrol, slurry 8
dipanaskan dengan menggunakan otoklaf pada 121
o
C selama 15 menit. Slurry hasil pemanasan menggunakan gelombang mikro pada aras daya 30 dan 50 serta pemanasan menggunakan otoklaf
akan diamati pada tingkat gelatinisasi substrat empulur sagu di dalam air, ketersediaan air pada slurry yang telah dipanaskan, dan tidak terjadinya browning. Pengamatan ini dilakukan secara visual dan
mikroskopik. Selain itu dilakukan juga analisa yang bersifat kuantitatif, yaitu : 1 volume filtrat, 2 analisa gula gula pereduksi dan total gula, dan 3 pengukuran bobot residu.
b. Hidrolisis enzimatis Hidrolisis enzimatis pada substrat empulur sagu yang telah dikenai perlakuan pemanasan terdiri
dari dua tahap, yaitu likuifikasi menggunakan enzim α-amilase dan sakarifikasi yang menggunakan
konsorsium enzim dextrozyme, selulase, dan xilanase. Pada tahap likuifikasi, empulur sagu slurry 8 ditambahkan enzim
α-amilase sebanyak 3.5 Ug, 7 Ug, dan 1.75 Ug sebagai kontrol Derosya 2010 yang dikondisikan pada suhu 95
o
C selama 3 jam pada shaker waterbath. Pada akhir masa inkubasi, filtrat dipisahkan untuk diukur volumenya sedangkan ampas yang diperoleh dikeringkan di dalam oven pada
suhu 105
o
C agar diketahui bobot residu yang diperoleh. Filtrat diambil untuk diketahui volume, total gula dan gula pereduksinya sehingga dapat ditentukan perlakuan terbaik dari tahap ini untuk selanjutnya masuk
ke tahap sakarifikasi. Selain itu juga dilakukan analisa terhadap kejernihan filtrat. Pada tahap sakarifikasi, perlakuan terbaik yang berasal dari tahap likuifikasi akan disakarifikasi
menggunakan konsorsium enzim. Konsorsium enzim tersebut terdiri atas dexrozyme AMG dan pullulanase pada konsentrasi 0.3 Ug dan 0.6 Ug, serta selulase dan xilanase pada konsentrasi masing-
masing 1 Ug dan 2 Ug. Proses sakarifikasi dilakukan pada suhu 50
o
C yang merupakan titik optimum aktivitas enzim-enzim konsorsium tersebut selama 48 jam pada shaker waterbath. Pada akhir inkubasi,
filtrat dipisahkan untuk diukur volumenya serta dianalisa total gula dan gula pereduksinya sedangkan ampas yang masih tersisa dikeringkan di oven pada suhu 105
o
C untuk mengetahui bobot residunya. Dari tahap likuifikasi dan sakarifikasi ini akan ditentukan perlakuan terbaik untuk selanjutnya memasuki tahap
fermentasi.
4. Produksi Bioetanol
a. Persiapan biakan mikroba Biakan mikroba yang digunakan pada tahap produksi bioetanol yaitu Saccharomyces elippsoides
Derosya 2010 dan Pichia stipitis. Kedua jenis mikroba ini diinokulasikan pada agar miring PDA Potato Dextrose Agar
. Inkubasi dilakukan menggunakan inkubator pada suhu ruang selama 24 jam. Hasil inokulasi pada medium PDA dipindahkan pada medium agar PDB Potato Dextrose Broth sebanyak 1
ose setiap 50 ml medium agar PDB dan diinkubasikan pada suhu ruang menggunakan shaker incubator
13 selama 24 jam. Setelah diinkubasi pada medium PDB, biakan Saccharomyces elippsoides dan Pichia
stipitis digunakan untuk fermentasi bioetanol sebanyak 10 ml kultur tiap 100 ml substrat.
b. Fermentasi Tahap fermentasi sirup glukosa untuk menghasilkan bioetanol ini menggunakan metode
modifikasi berdasarkan penelitian Derosya 2010. Untuk tahap fermentasi ini, perlakuan yang dipilih sebagai substrat ialah : 1 sirup glukosa dari perlakuan dari pemanasan gelombang mikro dan kombinasi
konsentrasi enzim terbaik, 2 sirup glukosa dari perlakuan kombinasi enzim terbaik dengan pemanasan otoklaf sebagai pembanding, dan 3 sirup glukosa dari glukosa teknis. Substrat yang digunakan
diinkubasi menggunakan Saccharomyces elippsoides dan Pichia stipitis secara simultan atau tanpa inaktivasi enzim.
Masing-masing sirup glukosa dari 1 perlakuan dari pemanasan gelombang mikro dan kombinasi konsentrasi enzim terbaik, 2 perlakuan kombinasi enzim terbaik dengan pemanasan otoklaf
sebagai pembanding, dan 3 glukosa teknis diperkaya dengan pupuk NPK 0.04 g dan ZA 0.15 g. Fermentasi dilakukan pada sistem tertutup tanpa aerasi Derosya 2010 menggunakan labu leher angsa
seperti yang disajikan pada Gambar 6. Pembentukan CO
2
dari proses fermentasi alkohol diukur setiap 6 jam dan ditetapkan sebagai laju pembentukan gas. Inkubasi berlangsung selama 72 jam, setelah masa
inkubasi berakhir, kultur ditetapkan pH-nya, kandungan total gula residu, gula pereduksi, total asam, dan konsentrasi etanol P. Konsentrasi etanol dianalisa menggunakan metode Kromatografi Gas GC.
Prosedur analisa gula, kejernihan filtrat, dan kaldu fermentasi disajikan pada Lampiran 3 hingga 7.
Gambar 6. Rangkaian peralatan pada fermentasi etanol sistem tertutup
5. Rancangan Percobaan
Kategori