25 Efisiensi pemanfaatan substrat yang ditampilkan pada Gambar 10
nampak sejalan dengan pertumbuhan biomassa Gambar 5 serta jumlah etanol yang dihasilkan Gambar 11. Secara umum nilai efisiensi
pemanfaatan substrat sirup dekstrin oleh Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus
masih rendah. Hal ini disebabkan karena gula yang terkandung dalam dekstrin masih berupa oligosakarida dan disakarida yang sukar
dimetabolisme oleh khamir secara langsung.
4. Kadar etanol
Fermentasi etanol merupakan sebuah proses biologis dimana gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa diubah menjadi energi seluler serta
produk sisa metabolisme berupa etanol dan karbon dioksida. Hasil pengukuran kadar etanol yang dihasilkan pada penelitian pertama
ditampilkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Histogram kadar etanol penelitian pertama
Kadar etanol pada fermentasi dengan laju aerasi 1vvm menunjukkan kecenderungan naik seiring dengan naiknya konsentrasi dekstrin yang
digunakan. Pada fermentasi dengan laju aerasi 2vvm peningkatan konsentrasi substrat tidak terlalu berpengaruh terhadap peningkatan jumlah etanol yang
dihasilkan. Dari data diatas juga dapat diketahui bahwa pemberian aerasi
5 10
15 20
25
18 24
30 36
E ta
nol g
l
Total Gula bv 1 vvm
2 vvm
26 yang lebih besar dari 1vvm tidak memberikan pengaruh terhadap peningkatan
jumlah etanol yang dihasilkan. Hal ini dapat disebabkan pada fermentasi dengan laju aerasi 2vvm kandungan oksigen dalam cairan fermentasi sangat
tinggi, sehingga mengurangi kemampuan khamir untuk mengkonversi substrat menjadi etanol. Khamir dapat melakukan fermentasi yang merubah
gula menjadi etanol pada kondisi lingkungan yang aerob, namun belum maksimal. Namun begitu hal ini membuktikan bahwa dekstrin dapat
digunakan sebagai alternatif sumber karbon pada pembuatan etanol.
5. Kinetika Fermentasi
Sistem fermentasi yang digunakan pada penelitian ini adalah sistem batch
tertutup. Kinetika
fermentasi pada
sistem batch dapat
menggambarkan pertumbuhan khamir dan pembentukan produk dari khamir. Parameter kinetika fermentasi yang dihitung diantaranya laju pertumbuhan
biomassa, rendemen substrat menjadi biomassa Yxs, rendemen substrat menjadi produk Yps, dan rendemen produk terhadap jumlah biomassa
Ypx.
Tabel 2. Nilai laju pertumbuhan spesifik maksimum μ
maks
pada fermentasi dengan laju aerasi 1vvm
Konsentrasi Total Gula
18 24
30 36
μ
maks
jam
-1
0,18 0,21
0,29 0,23
Dari data pada Tabel 2 diketahui bahwa nilai μ
maks
paling tinggi dihasilkan pada perlakuan fermentasi dengan konsentrasi total gula 30 dan
telah dicapai pada jam ke-6. Hal ini sesuai dengan data pertumbuhan biomassa, yang pada jam ke-6 telah berada pada akhir fase eksponensial. Laju
pertumbuhan spesifik dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien serta kondisi lingkungan hidup mikroorganisme seperti suhu, pH, dan ketersediaan
oksigen. Kecepatan pertumbuhan mempengaruhi ukuran sel dan jumlah asam nukleat Fardiaz, 1988. Pada penelitian utama akan dilakukan penghentian
aerasi yang dilakukan pada saat nilai μ
maks
telah tercapai atau saat
27 pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus berada pada fase
logaritmik, yaitu pada jam ke-6.
Tabel 3. Rendemen bb hasil fermentasi dengan laju aerasi 1vvm 18
24 30
36 Yps
0,49 0,49
0,33 0,38
Yxs 0,11
0,08 0,07
0,06 Ypx
4,29 6,00
4,64 6,55
Δ ss
0,12 0,17
0,18 0,14
Dari data pada Tabel 3 diketahui bahwa nilai rendemen produk per substrat Yps pada fermentasi dengan konsentrasi gula rendah lebih tinggi
dibandingkan nilai rendemen pada substrat dengan konsentrasi gula yang lebih tinggi, sedangkan untuk nilai rendemen biomassa per substrat Yxs
semakin menurun seiring meningkatnya konsentrasi total gula pada substrat.
C. REKAYASA BIOPROSES
