Etanol TINJAUAN PUSTAKA 1 Ubi Kayu

dapat menghambat aktivitas enzim glikolitik seperti piruvat dehidrogenase PDH, fosfat dehidrogenase, alkohol dehidrogenase ADH, dan aldehid dehidrogenase AlDH Modig et al. 2002. Pada keadaan anaerobik S. cerevisiae dapat mereduksi furan menjadi kelompok alkohol fungsional seperti mereduksi furfural menjadi furfuril alkohol dan HMF menjadi HMF alkohol Gambar 3. Gambar 3. Perubahan HMF menjadi HMF alkohol Gambar 4. Skema jalur metabolisme S. cerevisiae dan kemungkinannya berinteraksi dengan furfural Modig et al.2002 S. cerevisiae menggunakan nicotinamida adenin dinukleotida NADH- dependent sebagai kofaktor dalam mereduksi furfural dan nikotinamida adenin denukleoitida fosfat NADPH sebagai kofaktor dalam mereduksi HMF Diaz de Villegas et al. 1992; Palmqvist et al. 1999; Wahlbom dan Hann-Hageral 2002. ADH memiliki fungsi ganda yaitu mereduksi furfural dan mereduksi asetaldehide menjadi etanol. Begitu juga dengan AlDH, enzim ini dapat mereduksi furfural menjadi asam furoat namun juga berfungsi mereduksi asetaldehid menjadi asam asetat. Adanya fungsi ganda ADH dan AlDH menyebabkan kompetisi penggunaan enzim antara dua substrat Gambar 4 Modig et al. 2002. Kompetisi tidak hanya pada penggunaan enzim saja tetapi juga penggunaan kofaktor Palmqvist et al. 1999. Konsekuensi dari kompetisi tersebut adalah kofaktor NADH dan NADPH bebas harus tersedia untuk mendetoksifikasi inhibitor tersebut. Oleh karena itu, keteraturan jalur oksidasi dan reduksi menjadi sangat penting untuk toleransi furfural Gorsich et al. 2006. Reaksi-reaksi tersebut dapat dijelaskan dalam persamaan berikut : asetaldehid + NADH +H + ⎯ ⎯ → ⎯ ADH etanol + NAD + 1 furfural + NADH +H + ⎯ ⎯ → ⎯ ADH furfuril alkohol + NAD + 2 asetaldehid + NAD + ⎯ ⎯ → ⎯ AlDH asam asetat + NADH + H + 3 furfural + NAD + ⎯ ⎯ → ⎯ AlDH asam furoat + NADH +H + 4

2.9 Seleksi Galur S. cerevisiae

Inhibitor menyebabkan berkurangnya produktivitas S. cerevisiae. Seleksi galur adalah cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut, selain detoksifikasi terhadap hidrolisat asam Martin dan Jonsson 2003. Seleksi galur berdasarkan perbedaan toleransi tiap galur terhadap inhibitor sehingga berpotensi menghasilkan konsentrasi etanol yang tinggi. Seleksi ini sangat penting untuk optimalisasi proses produksi Brandberg et al. 2004. Beberapa galur S. cerevisiae dianggap memiliki kemampuan toleransi terhadap inhibitor sehingga Martin dan Johnsson 2003 menyeleksi sepuluh galur S. cerevisiae yang salah satunya adalah ragi roti dan dua strain Zygosaccharomyces. Fermentasi dilakukan pada medium sintetik dengan menambahkan campuran inhibitor yang mengandung 3,5gl asam format, 4,5gl asam asetat 2,9gl furfural, 3,8gl HMF, 0,15 gl asam sinamat dan 0,18 gl koniferyl aldehid. Pada fermentasi didapat bahwa ragi roti pada keadaan tanpa inhibitor sampai level inhibitor 50 menghasilkan etanol yang paling tinggi baik setelah 12 jam dan 24 jam fermentasi. Etanol yang dihasilkan sebesar 0,42 gg dan 0,106 gg. Artinya bahwa kemampuan ragi roti dalam menghasilkan etanol dapat diandalkan bila dibandingkan dengan galur lain yang telah direkayasa. Penelitian lain juga dilakukan oleh Brandberg et al 2004