21
3.3.1 Karakteristik ubi kayu
Karakterisasi ubi kayu dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui karakteristik bahan baku yang meliputi analisis kadar air, lemak, protein,
pati, abu, selulosa,
hemiselulosa dan serat kasar. Prosedur analisis dapat dilihat pada Lampiran 1.
3.3.2 Persiapan kultur
T. viride.
Kultur T. viride sebelum dipergunakan disegarkan supaya dapat memproduksi selulase dengan optimal.
T. viride digoreskan dalam media PDA Potato Dextrose Agar yang dibuat miring pada tabung reaksi dan dibiarkan tumbuh dalam inkubator
pada suhu 28
o
C. Pertumbuhan maksimal T. viride ditentukan dengan membuat kurva pertumbuhan jumlah spora yang diamati setiap hari selama 7 hari.
Jumlah spora maksimal yang diperoleh selanjutnya dipergunakan untuk memproduksi enzim selulase.
Gambar 4 Tahapan penelitian
22
3.3.3 Persiapan kultur
A. niger
Isolat A. niger diperbanyak dan diremajakan dengan menginokulasikannya ke dalam media padat aagr miring PDA, kemudian diinkubasi pada suhu kamar 25 – 28
o
C selama 5 hari. Media padat dibuat dengan cara diambil 3,9 gram media PDA dilarutkan
dalam 100 ml air kemudian disterilisasi pada suhu 121
o
C selama 15 menit.
3.3.4 Persiapan kultur
S. cerevisiae
Isolat yeast Saccharomyces cerevisiae diremajakan pada media PDA dan diinkubasi selama 2 hari. Setelah itu isolat ditumbuhkan lagi pada 50 ml media YMGP
yang terdiri dari ekstrak yeast 5 gl, malt 5 gl, glukosa 10 gl dan pepton 5 gl di dalam erlenmeyer 200 ml. Inkubasi dilakukan pada shaker berkecepatan 125 rpm dengan suhu
30°C selama 24 jam.
3.3.5 Produksi enzim glukoamilase
A. niger
Isolat A. niger yang telah diremajakan disuspensikan dengan larutan buffer
fosfat 10 ml untuk setiap tabung agar miring. Larutan spora yang diperoleh dimasukkan ke dalam media fermentasi yang telah disterilkan dengan konsentrasi 10 . Media
fermentasi cair yang dipergunakan terdiri dari substrat tapioka dan larutan mineral. Produksi dilakukan dalam erlenmeyer 250 ml dengan volume kerja 100 ml. Media
produksi kemudian ditutup dengan kapas dan disterilisasi dalam otoklaf suhu 121
o
C selama 15 menit. Larutan mineral terdiri dari 1 tapioka, 0,14 NH
4 2
SO
4
, 0,01 MgSO
4
. 7H
2
O, 0,60 KH
2
PO
4
, 0,20 K
2
HPO
4
, 0,50 ekstrak yeast dan 0,20 pepton. Inkubasi dilakukan pada inkubator goyang dengan kecepatan 100 rpm selama 7 hari
pada huhu 30
o
C. Pada masa akhir inkubasi dilakukan pengukuran aktivitas enzim glukoamilase Gomes et al. 2005.
3.3.6 Produksi enzim selulase
T. viride
Media yang dipergunakan untuk memproduksi enzim selulase adalah modifikasi media Andreoti Jenie, 1990. Media mengandung 14 ml NH
4 2
SO
4
10 , 15 ml KH
2
PO
4
1M, 3 ml urea 10 , 3 ml CaCl
2
10 , 3 ml MgSO
4
. 7H
2
O 10 , 1 ml stok unsur kelumit dan 2 ml Tween 80, kemudian dijadikan 1 liter. Unsur kelumit terdiri dari
495 ml aquades, 5 ml HCl pekat, 2,5 gram FeSO
4
, 0,89 gram MnCl
2
. 4H
2
O, 1,76 gr
23 ZnSO
4
.H
2
O, 1,25 gr CoNO
3 2
. 6H
2
O. Untuk produksi selulase ditambahkan 5 -10 gr onggok dan 0,5-1,0 gr polipepton untuk 1 liter media.
Proses produksi dilakukan pada suhu 30
o
C dan pH 4,0 Jenie, 1990. Kemampuan untuk menghasilkan enzim selulase diamati dengan mengukur antivitas
FP-ase dan CMC-Ase setiap 24 jam selama 7 hari. Kurva aktivitas enzim dibuat dan dipergunakan untuk melihat waktu tercapainya aktivitas maksimum T. viride untuk
menghasilkan selulase.
3.3.7 Pembuatan etanol
Tahapan pembuatan etanol dalam penelitian dilakukan melalui sistem batch dengan tujuh perlakuan proses fermentasi Lampiran 2. Proses hidrolisis dilakukan
secara asam dan enzimatik. Penggunaan kultur campuran T. viride, A. niger dan S. cerevisiae dilakukan dengan dua cara yaitu secara SFS dan secara bertahap. Kultur yang
ditambahkan sebanyak 10 dari total volume substrat. Kondisi hidrolisis dan fermentasi tujuh alternatif tahapan proses disajikan pada Tabel 4.
Masing-masing alternatif proses diulang tiga kali dan diamati secara periodik selama 4 hari terhadap perubahan total gula dan pH selama fermentasi. Pada akhir fermentasi
dianalisa kadar etanol dan sisa serat kasar. Dari data yang diperoleh dihitung efisiensi fermentasi, rendemen dan efisiensi penggunaan substrat. Pemilihan proses produksi
terbaik didasarkan pada produksi etanol tertinggi. Efisiensi fermentasi merupakan persentase perbandingan antara konsentrasi etanol yang diperoleh secara aktual dengan
konsentrasi etanol secara teoritis berdasarkan jumlah gula yang dikonsumsi. Rendemen merupakan persentase perbandingan volume etanol yang diperoleh dengan bobot tepung
yang dipergunakan.
Rendemen vb = 100
x kayu
ubi ng
Bobot tepu aktual
secara diperoleh
yang etanol
Volume
Efisiensi substrat dss = 100
x S
S -
S
o o
Efisiensi fermentasi =
100 x
teoritis secara
etanol i
Konsentras aktual
secara diperoleh
yang etanol
i Konsentras
24 Tabel 4 Kondisi hidrolisis dan fermentasi tujuh alternatif tahapan proses.
Perlakuan Hid. asam
Likuifikasi Sakarifikasi
Fermentasi P
1
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu H
2
SO
4
0,4 M 121
o
C, 1 atm -
10 menit -
T. viride 10
28-30
o
C 5,0
48 jam S.cerevisiae
10 28-30
o
C 5,0
96 jam P
2
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu H
2
SO
4
0,4 M 121
o
C, 1 atm -
10 menit -
SSF T. viride, S .cerevisiae 1 : 1 masing-masing 10
28-30
o
C 5,0
96 jam P
3
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu -
α -amilase 1 mlkg pati
90
o
C 4,8
1 jam SSFT. viride, S. .cerevisiae A.niger
1 : 1 :1 masing-masing 10 28-30
o
C 5,0
96 jam P
4
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu -
α-amilase 1 mlkg pati
90
o
C 4,8
1 jam AMG, selulase kasar
1,2kg pati, 10 50
o
C 4,8
48 jam S.cerevisiae
10 28-30
o
C 5,0
96 jam P
5
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu -
α -amilase 1 mlkg pati
90
o
C 4,8
1 jam T. viride, A.niger
1 : 1 10 28-30
o
C 5,0
48 jam S.cerevisiae
10 28-30
o
C 5,0
96 jam P
6
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu -
α-amilase 1 mlkg pati
90
o
C 4,8
1 jam AMG, selulase komrsial
1,2kg pati, 15 U g 50
o
C 4,8
48 jam S.cerevisiae
10 28-30
o
C 5,0
96 jam P
7
Bahan Konsentrasi
Suhu pH
Waktu -
α-amilase 1 mlkg pati
90
o
C 4,8
1 jam AMG
1,2kg pati 50
o
C 4,8
48 jam S.cerevisiae
10 28-30
o
C 5,0
96 jam Kontrol
3.4 Teknik Analisis Data 3.4.1 Produksi enzim selulase
Untuk mengetahui pengaruh lama fermentasi terhadap besarnya aktivitas selulase, maka dilakukan Uji F dengan Rancangan Acak Lengkap RAL faktor tunggal.
Faktornya adalah lama fermentasi dengan tujuh taraf perlakuan yaitu 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari, 5 hari, 6 hari dan 7 hari. Masing-masing perlakuan diulang 3 kali. Apabila
perlakuan lama fermentasi berpengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan Uji Duncan. Parameter yang diamati adalah aktivitas selulase yang meliputi aktivitas FP-ase dan
CMC-ase.
Kategori