ISOLASI KHAMIR NIRA AREN DAN POTENSINYA DALAM PRODUKSI ETANOL.
ISOLASI KHAMIR NIRA AREN I}AN
POTENSIIYYA DALAM PRODUKSI ETANOL
TESIS
Oleh
:
MEI}IAMEGA
a6 297 058
PROGRAM PASCASARJANA
T,NWERSITAS ANI}ALAS
20{}8
ISOLASI KHAMTR NIRA AREN DAN POTENSINYA DALAM
PRODUKSI ETANOL
Oleh : Media Mega
( Dibawah bimbingan Abdi Dharma dan Periadnadi)
RINGKASAN
Nira aren
merupakan
jenis minuman tradisional yang diperoleh dari
cairan yang keluar dari tandan bungajantan pohon aren- Dari rasanya yang khas
dapat diketahui bahwa nira aren mengandung etanol- Etanol dapat digunakan
sebagai bahan bakar alternatif pengganti bensin. Mikroorganisme utama yang
berperan pada fermentasi etanol dalam nira adalah khamir (ragi)-
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat khamir dari nira aren
di
yang berpotensi menghasilkan etanol Penelitian dilakukan
Laboratorium
Mikrobiologi FMIPA Unand Padang dan Politeknik Pertanian
Unand
Payakumbuh dari bulan Juni 2007 sampai dengan Juni 2008. Pelaksanaan
penelitian dilakukan dua tahap yaitu ; 1) isolasi dan seleksi khamir dari nira aren
dengan menggunakan medium agar,
2) fermentasi berbagai substrat oleh isolat
khamir terbaik. Untuk mengolah data digunakan Metoda Rancangan Tersarang
dengan
2 faktor perlakuan
selama
6 hari terhadap: populasi khamir nira aren, kadar gula sisa substrat
dan 2 kali ulangan. Pengamatan dilakukan setiap hari
fermentasi, nilai pH substrat dan laju fermentasi
Pada penelitian tahap awal diperoleh
3
isolat khamir, ketiga isolat
digunakan untuk fermentasi nira aren steril. Kadar gula awal nira aren
pH : 4,5 dan jumlah populasi awal isolat khamir
khamir
I:
503
x
2:486 x l0 6 sel/ml ; isolat khamir 3:3A2 x
10
10
b
6
:
13 Ya
;
sel/ml ; isolat
sel/ml.
Setelah
dilakukan seleksi isola* dan analisis data diperoleh isolat khamir 2 merupakan
isolat terbaik dalam memproduksi etarol, diikuti oleh isolat
1 daa 3.
Pada tahap kedua isolat terbaik digunakan untuk fermentasi berbagai
subsffat, seperti : nira aren, air tebu, glukos4 ftu*tosa dan arabinosa. pada saat
tidak te4adi pentbahan berat fermentor, srrbstrat fermentasi didestilasi
dan
diperoleh data potensi isolat khamir nira aren dalam memproduksi etanol
substrat nira aren (5 -0 % b/b;
dan ftuktcsa (1,6o/ab/b;1,3
ts#
6
:
.4 Ya v /v), air tebu {3 .2 Yo b/b; 4"2 Ya v/v\; glukosa
Vtvlv) dan arabinosa (0,5 %b/b;
A.7 Vov/v).
I. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Tanaman aren (Arenga pinnata) merupakan tumbuhan
biji
tertutup
(Angiospermae) yaitu bijinya terbungkus daging buah, banyak terdapat mulai dari
pantai timur India sampai ke Asia Tenggara.
Di
Indonesia tanaman
ini banyak
terdapat hampir seluruh wilayah Nusantara (Sunanto, lgg2). pada tahun 2004
Kabupaten Lima Puluh Kota mempunyai luas lahan produktif perkebunan rakyat
seluas 42.250 ha dengan produksi 85.200
ton (Biro Pusat Statistik Lima Puluh
Kota, 2005). Pemanfaatan nira aren masih dalam bentuk tradisional, dijadikan
minuman dan diolah menjadi gula merah.
Nira aren dihasilkan dari penyadapan tongkol (tandan) bung4 baik bunga
jantan maupun betina, akan tetapi biasanya tandan bunga jantan
dapat
menghasilkan nira dengan kualitas baik dan jumlahnya banyak. Oleh karena itu
penyadapan nira hanya dilakukan pada tandan bunga jantan. Nira aren mudah
mengalami kerusakan, mempunyai sifat mudah menjadi asam karena adanya
proses fermentasi oleh mikroba.
Nilai pH nira aren yang baru menetes dari tandan
bunga sekitar 7 (winarno, 1993). Mikroorganisme utama yang berperan pada
fermentasi alkohol adalah khamir (ragi). Khamir merupakan jamur aerob,dalam
lingkungan terisolasi dari udar4 dapat memfermentasi karbohidrat meniadi etanol
dan karbon dioksida. Selain khamir pembentukkan etanol juga dapat dilakukan
oleh beberapa bakteri anaerob dan anaerob fakultatif(Schlegel, 1gg4).
Etanol digunakan sebagai bahan bakar alternatif, seperti yang diberitakan
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), "Berharap presiden dapat
merealisasikan pengembangan bioetanol sebagai altematif bahan bakar minyak
karena dapat menghemat impor premium hingga 2,25 juta
kL senilai 1,35 miliar
uS dan impor methyl tertiary buthyl ether (MTBE) senirai
23,14
juta US".
Bersama dengan itu Bapak Presiden susilo Bambang yudhoyono pada berita di
Bisnis Indonesia tgl.17 Juni 2006 "Pengembangan Bioetanol dapat meningkatkan
tingkat kesejahteraan rakyat". Penggunaan etanol sebagai bahan bakar sangat baik
karena emisi gas buang rendah karbon monoksida, nitrogen oksida dan gas Co2
yang menjadi polutan {ramah lingkungan).
Pada penelitian Diana (2004) digunakan bakteria Zynomonas mobilis
untuk produksi etanol. Bakteria tersebut adalah hasil isolasi dari nira aren.
Kemampuan untuk menghasilkan etanolnya dilakukan dengan jalan
membandingkan hasil fermentasi Z. mobilis dan S. cerevisiae dengan bahan baku
tetes. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa pada fermentasi tetes dengan
kadar gula 15Yo, pH
:
5 dan suhu inkubasi 3a"c, z. mobilis yang masih liar
menghasilkan etanol sebanyak a,5Yo
(vlv) sedangkan S. cerevisiae
16,80/o
(vlv)
dalam waktu 72 jam.
Semakin berkurangnya sumber minyak bumi, pengembangan dan
penggunaan bahan bakar alternatif diharapkan dapat memenuhi permintaan
kebutuhan bahan bakar yang meningkat. Bertolak dari hal diatas dilakukan
penelitian isolasi khamir nira aren dan potensinya dalam produksi etanol.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan
:
1). Adakah khamir yang berpotensi memproduksi etanol dalam nira aren.
2). Bagaimanakah
potensi isolat khamir nira aren
tersebut dalam
fermentasi nira aren, air tebu, larutan glukos4 frulctosa dan arabinosa.
a
-t
I.3. Tujuan Penelitian
l). Mendapatkan isolat khamir dari nira aren yang berpotensi
menghasilkan etanol
2). Mengamati potensi
isolat khamir nira aren &larn fermentasi
nira aren, air tebu, glukosa, fruktosa dan arabinosa.
l. 4. Manfaat Penelitirn
Hasil penelitian diharapkan dapat menambah informasi bahwa didalam
nira aren terdapat khamir yang berpotensi dalam fermentasi etanol.
V. KESIMPT]LAN DAN SARAN
5.I Kesimpulan
Pada penelitian isolasi khamir nira aren diperoleh
3 isolat yang
mempunyai
potensi menghasilkan etanol terbaik. Isolat khamir no. 2 , diikuti oleh isolat no.
I
dan no. 3
Isolat khamir terbaik (islat no. 2) berpotensi menghasilkan etanol
fermentasi pada subskat berikut ; 1. Nira aren
; 3. Glukosa
:
1,3 Yo
vlv ; 4. Fruktosa
:
1,3 Yo
:
6,4Ye
vlv
;2. Atr tebu :
4,2Ya
:
vlv.
v/v ; 5. .Arabinosa
0,7
Yo
vlv
5.2. Saran
Dari hasil penelitian ini, disarankan agar pada peneliti selanjutnya melakukan
identifikasi isolat-isolat khamir nira aren tersebut dan membandingkan
kemarnpualrnya dengan jenis khamir lain dalam produksi etanol pada berbagai
substrat fermentasi.
DAF'TAR PUSTAKA
Allan, TL dan H.A. Lechevalier. 1973. Hand Book of Mikrobiolog,,, vol l.
Organismic Microbiology. CRC. Press. The chem Rubber New York.
Anonymous. 2007. Biogasoline Bensin Ramah Lingkungan Artikel Teknologi
Biogasoline, Pertamina
Berita Kegiatan Ristek (harian). Medan, 25 Mei 2007. Potensi Pengembangan
BBN dari Nire Aren dengan Menggunakan Energi Panas Bumi di
Sumatera (Jtara.
Burhanuddin, R.
P ro duks
MA. 2005. Prospek Pengembangan Usaha Kopercsi Dalam
i Gul a Are n. Jakarta.
Casida, J.H. 1968. Indastrial Micrabiologt John
Willy &
Sons. New
York
Dian4 Tumiur Silalahi. 2A04. Isolasi Bckteri Zymonas mobilis dari Nira Aren
(Arenga pinnata) Dan Menguji Kemampuannya Dalam Pembuatan
Alkahol Dari Tetes. Departemen Biologi ITB. Bandung.
Fessenden
& Fessenden. 1999. Kimia Organik. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Fields, M.L.1979. Fundqmental of Food Microbiologt Avi Publishing Company,
Inc. Westport Connecticut.
Frazier. W.C. and D.C. West Hoff 1993. Food Microbiologt. Third Edition. Mc.
Graw Hill Book Company, New York.
Ali. 1989. Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi. Penerbit Rajawali
Pers, Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya Palembang.
Hanafiah
Jutono, S. H; S. S. Kabirun; S, Susanto; Judono dan Suhadi. 1980. Mikrabiologi
Untuk Perguruan Tinggi. Departemen Mikro. Fak. Pertanian Universitas
Gajah Mada. Jogjakarta.
Narita, V. 2006. Scccharomyces cerevisiae, Pusat Pengkajian dan Penerapan
Teknologi Farmasi dan Medika Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi (BPPT).
Nurdyastuti, I. 2005. Telmologi Proses Produlusi Ethanol. Prospek Pengembangan
Bio-Fuel Sebagai Substitusi Bahan Bakar Minyak.
Pederson, C.S. 1979. Microbiologt of Food Fermentation.
Company, Inc, Westport Connecticut.
Avi Publishing
Prescot, C.S and C.G Dunn. 1982. Industrial Microbiolog,t. Third edition. Mc
Graw Hill Book Co. New York.
POTENSIIYYA DALAM PRODUKSI ETANOL
TESIS
Oleh
:
MEI}IAMEGA
a6 297 058
PROGRAM PASCASARJANA
T,NWERSITAS ANI}ALAS
20{}8
ISOLASI KHAMTR NIRA AREN DAN POTENSINYA DALAM
PRODUKSI ETANOL
Oleh : Media Mega
( Dibawah bimbingan Abdi Dharma dan Periadnadi)
RINGKASAN
Nira aren
merupakan
jenis minuman tradisional yang diperoleh dari
cairan yang keluar dari tandan bungajantan pohon aren- Dari rasanya yang khas
dapat diketahui bahwa nira aren mengandung etanol- Etanol dapat digunakan
sebagai bahan bakar alternatif pengganti bensin. Mikroorganisme utama yang
berperan pada fermentasi etanol dalam nira adalah khamir (ragi)-
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat khamir dari nira aren
di
yang berpotensi menghasilkan etanol Penelitian dilakukan
Laboratorium
Mikrobiologi FMIPA Unand Padang dan Politeknik Pertanian
Unand
Payakumbuh dari bulan Juni 2007 sampai dengan Juni 2008. Pelaksanaan
penelitian dilakukan dua tahap yaitu ; 1) isolasi dan seleksi khamir dari nira aren
dengan menggunakan medium agar,
2) fermentasi berbagai substrat oleh isolat
khamir terbaik. Untuk mengolah data digunakan Metoda Rancangan Tersarang
dengan
2 faktor perlakuan
selama
6 hari terhadap: populasi khamir nira aren, kadar gula sisa substrat
dan 2 kali ulangan. Pengamatan dilakukan setiap hari
fermentasi, nilai pH substrat dan laju fermentasi
Pada penelitian tahap awal diperoleh
3
isolat khamir, ketiga isolat
digunakan untuk fermentasi nira aren steril. Kadar gula awal nira aren
pH : 4,5 dan jumlah populasi awal isolat khamir
khamir
I:
503
x
2:486 x l0 6 sel/ml ; isolat khamir 3:3A2 x
10
10
b
6
:
13 Ya
;
sel/ml ; isolat
sel/ml.
Setelah
dilakukan seleksi isola* dan analisis data diperoleh isolat khamir 2 merupakan
isolat terbaik dalam memproduksi etarol, diikuti oleh isolat
1 daa 3.
Pada tahap kedua isolat terbaik digunakan untuk fermentasi berbagai
subsffat, seperti : nira aren, air tebu, glukos4 ftu*tosa dan arabinosa. pada saat
tidak te4adi pentbahan berat fermentor, srrbstrat fermentasi didestilasi
dan
diperoleh data potensi isolat khamir nira aren dalam memproduksi etanol
substrat nira aren (5 -0 % b/b;
dan ftuktcsa (1,6o/ab/b;1,3
ts#
6
:
.4 Ya v /v), air tebu {3 .2 Yo b/b; 4"2 Ya v/v\; glukosa
Vtvlv) dan arabinosa (0,5 %b/b;
A.7 Vov/v).
I. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Tanaman aren (Arenga pinnata) merupakan tumbuhan
biji
tertutup
(Angiospermae) yaitu bijinya terbungkus daging buah, banyak terdapat mulai dari
pantai timur India sampai ke Asia Tenggara.
Di
Indonesia tanaman
ini banyak
terdapat hampir seluruh wilayah Nusantara (Sunanto, lgg2). pada tahun 2004
Kabupaten Lima Puluh Kota mempunyai luas lahan produktif perkebunan rakyat
seluas 42.250 ha dengan produksi 85.200
ton (Biro Pusat Statistik Lima Puluh
Kota, 2005). Pemanfaatan nira aren masih dalam bentuk tradisional, dijadikan
minuman dan diolah menjadi gula merah.
Nira aren dihasilkan dari penyadapan tongkol (tandan) bung4 baik bunga
jantan maupun betina, akan tetapi biasanya tandan bunga jantan
dapat
menghasilkan nira dengan kualitas baik dan jumlahnya banyak. Oleh karena itu
penyadapan nira hanya dilakukan pada tandan bunga jantan. Nira aren mudah
mengalami kerusakan, mempunyai sifat mudah menjadi asam karena adanya
proses fermentasi oleh mikroba.
Nilai pH nira aren yang baru menetes dari tandan
bunga sekitar 7 (winarno, 1993). Mikroorganisme utama yang berperan pada
fermentasi alkohol adalah khamir (ragi). Khamir merupakan jamur aerob,dalam
lingkungan terisolasi dari udar4 dapat memfermentasi karbohidrat meniadi etanol
dan karbon dioksida. Selain khamir pembentukkan etanol juga dapat dilakukan
oleh beberapa bakteri anaerob dan anaerob fakultatif(Schlegel, 1gg4).
Etanol digunakan sebagai bahan bakar alternatif, seperti yang diberitakan
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), "Berharap presiden dapat
merealisasikan pengembangan bioetanol sebagai altematif bahan bakar minyak
karena dapat menghemat impor premium hingga 2,25 juta
kL senilai 1,35 miliar
uS dan impor methyl tertiary buthyl ether (MTBE) senirai
23,14
juta US".
Bersama dengan itu Bapak Presiden susilo Bambang yudhoyono pada berita di
Bisnis Indonesia tgl.17 Juni 2006 "Pengembangan Bioetanol dapat meningkatkan
tingkat kesejahteraan rakyat". Penggunaan etanol sebagai bahan bakar sangat baik
karena emisi gas buang rendah karbon monoksida, nitrogen oksida dan gas Co2
yang menjadi polutan {ramah lingkungan).
Pada penelitian Diana (2004) digunakan bakteria Zynomonas mobilis
untuk produksi etanol. Bakteria tersebut adalah hasil isolasi dari nira aren.
Kemampuan untuk menghasilkan etanolnya dilakukan dengan jalan
membandingkan hasil fermentasi Z. mobilis dan S. cerevisiae dengan bahan baku
tetes. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa pada fermentasi tetes dengan
kadar gula 15Yo, pH
:
5 dan suhu inkubasi 3a"c, z. mobilis yang masih liar
menghasilkan etanol sebanyak a,5Yo
(vlv) sedangkan S. cerevisiae
16,80/o
(vlv)
dalam waktu 72 jam.
Semakin berkurangnya sumber minyak bumi, pengembangan dan
penggunaan bahan bakar alternatif diharapkan dapat memenuhi permintaan
kebutuhan bahan bakar yang meningkat. Bertolak dari hal diatas dilakukan
penelitian isolasi khamir nira aren dan potensinya dalam produksi etanol.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan
:
1). Adakah khamir yang berpotensi memproduksi etanol dalam nira aren.
2). Bagaimanakah
potensi isolat khamir nira aren
tersebut dalam
fermentasi nira aren, air tebu, larutan glukos4 frulctosa dan arabinosa.
a
-t
I.3. Tujuan Penelitian
l). Mendapatkan isolat khamir dari nira aren yang berpotensi
menghasilkan etanol
2). Mengamati potensi
isolat khamir nira aren &larn fermentasi
nira aren, air tebu, glukosa, fruktosa dan arabinosa.
l. 4. Manfaat Penelitirn
Hasil penelitian diharapkan dapat menambah informasi bahwa didalam
nira aren terdapat khamir yang berpotensi dalam fermentasi etanol.
V. KESIMPT]LAN DAN SARAN
5.I Kesimpulan
Pada penelitian isolasi khamir nira aren diperoleh
3 isolat yang
mempunyai
potensi menghasilkan etanol terbaik. Isolat khamir no. 2 , diikuti oleh isolat no.
I
dan no. 3
Isolat khamir terbaik (islat no. 2) berpotensi menghasilkan etanol
fermentasi pada subskat berikut ; 1. Nira aren
; 3. Glukosa
:
1,3 Yo
vlv ; 4. Fruktosa
:
1,3 Yo
:
6,4Ye
vlv
;2. Atr tebu :
4,2Ya
:
vlv.
v/v ; 5. .Arabinosa
0,7
Yo
vlv
5.2. Saran
Dari hasil penelitian ini, disarankan agar pada peneliti selanjutnya melakukan
identifikasi isolat-isolat khamir nira aren tersebut dan membandingkan
kemarnpualrnya dengan jenis khamir lain dalam produksi etanol pada berbagai
substrat fermentasi.
DAF'TAR PUSTAKA
Allan, TL dan H.A. Lechevalier. 1973. Hand Book of Mikrobiolog,,, vol l.
Organismic Microbiology. CRC. Press. The chem Rubber New York.
Anonymous. 2007. Biogasoline Bensin Ramah Lingkungan Artikel Teknologi
Biogasoline, Pertamina
Berita Kegiatan Ristek (harian). Medan, 25 Mei 2007. Potensi Pengembangan
BBN dari Nire Aren dengan Menggunakan Energi Panas Bumi di
Sumatera (Jtara.
Burhanuddin, R.
P ro duks
MA. 2005. Prospek Pengembangan Usaha Kopercsi Dalam
i Gul a Are n. Jakarta.
Casida, J.H. 1968. Indastrial Micrabiologt John
Willy &
Sons. New
York
Dian4 Tumiur Silalahi. 2A04. Isolasi Bckteri Zymonas mobilis dari Nira Aren
(Arenga pinnata) Dan Menguji Kemampuannya Dalam Pembuatan
Alkahol Dari Tetes. Departemen Biologi ITB. Bandung.
Fessenden
& Fessenden. 1999. Kimia Organik. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Fields, M.L.1979. Fundqmental of Food Microbiologt Avi Publishing Company,
Inc. Westport Connecticut.
Frazier. W.C. and D.C. West Hoff 1993. Food Microbiologt. Third Edition. Mc.
Graw Hill Book Company, New York.
Ali. 1989. Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi. Penerbit Rajawali
Pers, Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya Palembang.
Hanafiah
Jutono, S. H; S. S. Kabirun; S, Susanto; Judono dan Suhadi. 1980. Mikrabiologi
Untuk Perguruan Tinggi. Departemen Mikro. Fak. Pertanian Universitas
Gajah Mada. Jogjakarta.
Narita, V. 2006. Scccharomyces cerevisiae, Pusat Pengkajian dan Penerapan
Teknologi Farmasi dan Medika Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi (BPPT).
Nurdyastuti, I. 2005. Telmologi Proses Produlusi Ethanol. Prospek Pengembangan
Bio-Fuel Sebagai Substitusi Bahan Bakar Minyak.
Pederson, C.S. 1979. Microbiologt of Food Fermentation.
Company, Inc, Westport Connecticut.
Avi Publishing
Prescot, C.S and C.G Dunn. 1982. Industrial Microbiolog,t. Third edition. Mc
Graw Hill Book Co. New York.