PRODUKSI BIOETANOL DARI HIDROLISAT ASAM TEPUNG UBI KAYU DENGAN KULTUR CAMPURAN Trichoderma viride dan Saccharomyces cerevisiae.
IS S N : 0 2 1 6 - 0 4 5 5
A G R IT E C H
J U R N A L T E K N O L O G I P E R T A N IA N
V O L U M E 35, N O . 4, N O V E M B E R 2015
O p tim a si P r o se s d a n F o r m u la p a d a P en g o la h a n M i S a g u K e rin g (Metroxylon
sagu)
359
Process and Formula Optimizations on Dried Sago (Metroxylon sagu) Noodle Processing
A d n an Eng elen , S ug iyo no, S lam et B ud ijanto
A k tiv ita s A n tio k sid a n d a n T in g k a t P e n e rim a a n K o n su m en p a d a M in u m a n In s ta n y a n g D ip e r k a y a d e n g a n
E k s tra k Sargassum polycystum
368
Antioxidant Activity and Consumer Preference o f Instant Drink Enriched with Sargassum polycystum Extract
A m ir H usni, D ew i A rian i, Siti Ari B udhiyanti
F o rm u la si d an P en g o la h a n M a r g a r in M e n g g u n a k a n F r a k si M in y a k S a w it p a d a S k a la I n d u s tri K e c il
377
serta A p lik a s in y a d a la m P e m b u a ta n B o lu G u lu n g
Formulation and Production o f Margarine Using Paim Oil Fractions in Small-Scale Industry and Its Application in Roll Cake
H asru l A bd i H asibu an , A g a P rim a H ardika
F o r m u la si M i K e r in g S a g u d e n g a n S u b s titu s i T e p u n g K a c a n g H ija u
387
Formulation o f Dry Sago Noodles with Mung Bean Flour Substitution
H ilka Yuliani, N an cy D ew i Yuliana, S lam et B ud ijanto
P ro d u k s i B io e ta n o l d a r i H id r o lis a t A sa m T ep u n g U b i K a y u d e n g a n K u ltu r C a m p u r a n
d a n Saccharomyces cerevisiae
Trichoderma viride
396
Ethanol Production from Acid Hydrolysate Cassava Flour with Mixed Culture Trichoderma viride and Saccharomyces cerevisiae
I W ayan A m ata, D w i S etyaningsih , N u r R ich ana
P e n g g u n a a n M in y a k S a w it M er a h u n tu k P em b u a ta n L e m a k B u b u k K a y a p -K a ro ten M e la lu i P ro ses P e n d in g in a n S e m p r o t
406
The Utilization o f Red Palm Oil fo r f-Carotene-Rich Fat Powder Produced by Spray Chilling Process
Juan da R epu tra, P u rw iy atn o H ariyadi, N u ri A nd arw ulan
P en g a r u h R a s io B a h a n P e n y a lu t M a lto d e k s trin ,
Gum A ra b ,
d a n S u su S k im te r h a d a p K a r a k te r istik F isik
d a n K im ia M ik r o k a p s u l O leo r esin D a u n K a y u M a n is ( Cinnamomum
414
burmannii)
Physical and Chemical Characteristics o f Cinnamon L ea f (Cinnamomum burmannii) Oleoresin Microcapsule
Encapsulated with Maltodextrin, Arabic Gum, and Skim Milk as Coating Material
L ia U m i K h asan ah , B askara K atri A n an d h ito , T itiek R achm aw aty, R oh u la U tam i, G od ras Jati M an uh ara
Screening d a n
K a r a k te r isa si P ek tin e s te r a s e se b a g a i E n z im P o te n s ia l d a la m K la r ifik a si S a ri B u a h J e r u k
K e p r o k G a r u t ( Citrus
nobilis v a r .chrysocarpa)
Screening and Characterization o f Pectinesterase as A Potential Enzyme in Keprok Garut Citrus Juice
(Citrus nobilis var.chrysocarpa) Clarification
R oh u la U tam i, Esti W ido w ati, A rifah R ahayu
*t
T E R A K R E D IT A S I
N o m o r : 5 6 /D I K T I /K e p /2 0 1 2
422
A G R IT E C H
JU R N A L T E K N O L O G I P E R T A M A N
D IT E R B IT K A N O L E H
F a k u lta s T e k n o lo g i P e rta n ia n U n iv e rs ita s G a d ja h M a d a
P e rh im p u n a n A h li T e k n o lo g i P a n g a n I n d o n e s ia C a b a n g Y o g y a k a rta
P e rh im p u n a n T e k n ik P e r ta n ia n C a b a n g Y o g y a k a rta
K ETUA R EDAK SI
Y u d i P ra n o to
DEW AN R EDAK SI
A tris S u y a n to h a d i
H e rm a n to ro
K u n c o ro H a rto W id o d o
N u r s ig it B in to ro
R u d ia ti E v i M a s ith o h
S a rd jo n o
S u h a rw a d ji
P R O D U K S I D A N D IS T R IB U S I
A g u s tin a A s ih T ri U ta m i
B e tty S ri R e je k i
ALAM AT REDAK SI
K a n to r R e d a k s i A g rite c h
F a k u lta s T e k n o lo g i P e rta n ia n
U n iv e rs ita s G a d ja h M a d a
J a la n F lo r a N o . 1, B u la k s u m u r, Y o g y a k a rta 5 5 2 8 1
T elp . 0 8 5 7 1 2 6 0 1 1 3 0 ; F a k s . (0 2 7 4 ) 5 8 9 7 9 7
E - m a il:a g rite c h @ g a d j a h m a d a . e d u
W eb : h ttp ://w w w .ju m a l- a g rite c h .tp .u g m .a c .id /
PERCETAKAN
K a n is iu s , Y o g y a k a rta
Is i d i lu a r ta n g g u n g ja w a b p e rc e ta k a n
H a rg a la n g g a n a n p e r ta h u n (4 n o m o r) R p 1 6 0 .0 0 0 ,0 0 . P e m b a y a r a n d ila k u k a n m e la lu i tra n s fe r k e
R e k e n in g M a n d ir i C a b a n g U G M N o . R e k e n in g 1 3 7 -0 0 -1 0 9 9 9 0 7 -2 a ta s n a m a R u d ia ti E v i M a s ith o h /
Y u d i P ra n o to . K o n firm a s i tr a n s f e r d a p a t d ila k u k a n d e n g a n m e n g irim k a n b u k ti tr a n s f e r k e a la m a t re d a k s i
m e la lu i e m a il k e a g rite c h @ g a d ja h m a d a .e d u a ta u fa k s . (0 2 7 4 ) 5 8 9 7 9 7 . P e m b e lia n p e r n o m o r h a ra p
m e n g h u b u n g i B a g ia n P ro d u k s i d a n D is trib u s i
(contact person:
0 8 5 7 1 2 6 0 1 1 3 0 ).
P R
H
O
I D
U B I
C
A
M
d a n
D
R
U
O
K S I
L I S
A
K A Y U
R
A
D
N
B
I O
T
A
E
P
U
S
a c c h a r o m
N
E
S
G
T A
A
N
O
M
T E
A N
K
T r ic h o d e r m
y c e s
L
D A R I
P
U
U
N
G
L T U
R
a
v ir id e
c e r e v is ia e
by I W a y a n A rn a ta
FILE
2 0 1 4 _P R O D U K S I_B IO E T A N O L _D A R I_H ID R O L IS A T _A S A M _T E P U N G _U
B I_K A Y U .P D F (2 2 6 .6 1 K)
T IM E S U B M IT T E D
2 4 - O C T - 2 0 1 5 0 8 :4 8 P M
W ORD COUNT
6466
S U B M IS S IO N ID
589470830
CHARACTER COUNT
39312
P R O D U K S I B I O E T A N O L D A R I I1 1 D R O L I S A T A S A M T E P U N G L B I K A Y U
D E N G A N K U L T U R C A M P U R A N T rich o d e rm a v ir id e d a n S a c c h a r o m y c e s ee r e v tsia e
E than ol P ro d u ctio n From A cid H y d ro ly sate C assava F lour w ith M ix ed C u ltu re T rich o d crm a
viridc and S acch aro m y ces cercv isiae
I W a y a n A m a t a 1J,I>ui S c ly a n in g s ih '5, N u r R ich a n a ’J
'■ Tcknologi Industri P ertan ian , Fak. T ck n o lo g i P ertanian, U niversitas U dayana, JL K am p u s
U nud Bukil Jim baran, B ad u n g 80364
'T cknologi In d u stri P ertan ian , Institut P ertanian B ogor, Jl. R aya D arm aga K am p u s IPB
D arm aga B o g o r 166 80
'Balai B esar Panel it ian Pascapanen* B o gor, J 1 ^ 5 nlara P etajar No. 12. B o g o r 161 ] 1
E m ail :yan_kadir@ y ah o o .co m
ABSTRAK
T uju an dari panel it ian ini adalah u ntuk m em produksi bio etano l dari hidro]isai asam
tep u n g ubi kayu d en g an m e n g g u n ak an k u ltu r cam pu ran T ric h o d crm a viridc and
S acch aro m y ces cercv isiae. H id rolisis tepung ubi k ayu u n tu k m en gh asilkan g lu k o sa d ilaku kan
d en g an m en g gu n ak an H ;5 0 g 0 .4M , pada suhu I 2 T C , tak an an I atm selam a ]0 m enit, P roses
ferm en tasi d ilak san ak an secara b atc h selam a 96 jam pada suhu 3 0 yC. P e n cam p u ran k u ltu r T r
v irid c d an S. cc re v isia c p ada pro ses ferm en tasi h id ro lisat asam d ilak u k an d alam d u a m etode
yaitu secara b erta h ap d an secara sim ultan, H asil p anelilian m an un ju kk an h id ro lisat asam
tep u n g ubi k ayu m em p u n y ai k on sen trasi to tal g u la 3 8 ,9 3 ±8 ,09 % (b/v ) dan k on sen trasi g u la
red uk si 22,04+4,31 % (b/v). Pada p ro ses prod uk si b io e tan o l m enu n ju k an b ah w a d en g an
p encam p uran k u ltu r secara b ertahap m en gh asilkan k on sen trasi bioetano! 6 ,7 7 ± 1,23% (v/v),
rend em en 27,97% (v/w ) d an efisien si ferm en tasi 59,0 1% dari p ero iehan h ioetan ol secara
te o ritis, sedang kan den gan p encam p u ran k ultur secara sim u ltan m en hasilkan ko nsen trasi
b ioetan ol 4 ,96 ± 0 ,3 9 % (v /v ), rend em en 19,85% (v /w ) dan efisien si ferm en tasi 6 2,7 2% dari
peroieh an b ioetan o l secara teoritis.
K a ta k u n ci: b ioetano l. tep u n g ubi kayu. h id ro lisat asam , T ric h o d crm a viridc, S a cch a ro m y ces
cerev isiae
A BSTRACT
T h e o b jective o f th is research was to p roduce b io eihano l from acid h yd ro ly sate cassava
flo u r w ith mix cu ltu red T rieh o d erm a w i d e and S acch a ro m y ces cercv isiae. T h e h y dro lysis o f
cas sav a flour to glucose w as co n d u c ted by 0,4 M sulfuric acid using au to clav e at 121 C,
p res su re at I atm fo r 10 min. T h e ferm en tatio n w ere p erfo rm e d in batch sy stem for 9 6 hours
in 30 C M ixed cultu re o f T. viride and S, cere v isia e in the ferm en tatio n p rocess o f acid
h y dro ly sate carried out in tw o m ethod e th at is g rad u ally and sim u ltan eo u sly . T he results
sho w ed the acid h yd ro ly zatc o f cassav a flo u r has a total sugar co n ce n tratio n o f 38.93 ± 8.09%
(w /v) an d red u cin g su g ar co n c en tra tio n o f 2 2 .0 4 ± 4 .3 1 % (w /v) . In the b io cthano l p ro du ctio n
p ro cess show s that the b io ethano i co n cen iralio n 6 ,7 7 ± 1,23% (v/v), yield 2 7 ,9 7 % (v/w ) and
ferm en tatio n cffcicn cy 5 9,0 1% o f th e th eo retical value w as ach iev ed using g rad u ally ad d itio n
o f m ixed cu ltu re , w hile sim u ltan eo u sly add itio n o f m ixed cu ltu re w as p ro d u ced eth an ol
co n ce n tratio n 4 ,9 6 ± (X39% (v/v), yield 19,85% (v/w ) and ferm en tatio n efficiency 6 2,7 2% o f
the theoretical value.
1
K e y w o rd s: b io eth an o l, cassa v a flo u r, acid h idro ly satc, T ric h o d erm a viride, S acch a ro m y ces
ce re v isiae
PENDAHULUAN
B crb agai jc n is su in b er b ah an baku b io ctan o l tcrd a p at di In d o nesia, sep erti ubi kayu,
sagu, ubi ja la r d an tete s tebu . U bi kayu seb ag ai bah an baku b io etan o l m em p un yai k eleb ih an
y aitu d apat tum bu h pad a lahan yang k u ran g su bu r, m em p un yai d a y a tahan tinggi terh ad ap
penyakit d an d ap at d iatu r m asa p anennya. U bi kayu m em p u n y ai k ad ar k arb o h id rat se k itar
8 2 ,3 0% (R ich an a d kk ., 2004). K adar ini tidak ja u h b erb ed a d en g an y an g d ilap o rk an oleh
K u sm iy ati (20 10 ) yang m en y atak an b ah w a k a d a r k arb o hid rat ubi kayu adalah 8 3,4 7% .
M clihat k an du n gan k arb o h id ra t yang tin gg i, m aka ubi kayu saat ini san g at p ro sp ek tif
d ik em b an g k an seb ag a i bah an baku b io etan ol. U n tu k m eng h in d ari terjad in y a p ersain g an
p en g gu n aan sin g k o n g
sebagai b ah an p an g an , p em erin ta h
telah m elaku k an p en g em b an g an
m elalui B adan L itb an g P eitan ian
gu na m en gh asilk an tek n o lo g i p ro d u k si ubi kayu un gg u l
u ntuk industri. U paya ini d ilak u k an u n tuk m ew u ju d k an ren ca n a strategis K em enterian
P ertanian p erio de 2 01 5 -2 0 1 9
yaitu m enjad ik an sin g k o n g sebagai k o m o d itas u n g g u lan
n asio nal. B erk aitan d eng an hal ini, 16 v arietas ubi kayu unggu l sudah d ih asilkan d an
p ro d u k tiv itasn y a ju g a m am p u d itin g k atk an
se k itar 4 ,64 % (Julian to ,2 0 1 4 ). P en g em b an g an
d an p en g g u n aan pati ubi kayu sebagai b ah an baku p otensial b io e tan o l ju g a d ilak u k an u n tuk
m end uk un g k eb ijak an K entcrian N eg ara R iset d an T ek n o lo g i R epu b lik In d o n esia (2006 ),
ten tan g penelitian , p en g em b an g an d an p en era p an ilm u p en g etah u an d an tek n o lo g i b id an g
su in b er en erg i baru dan terb aru k an u n tuk m end uk un g k eain an an k etersed iaan en erg i tahun
2 0 25. K ebijakan ini te rtu an g d alam ro ad m ap sek to r en erg i b ioetan ol periode 200 5 -2 01 5 .
P ro du k si b io etan o l dari ubi kayu secara um um m elalui tahap hidro lisis, ferm en tasi d an
p em u rn ian (H am bali d k k ., 2 0 07 ; U b alua, 2 00 7). P ro ses ini d ila k u k an secara b ertah ap baik
2
d cn gan h id ro lisis asam m aup un h idro lisis en z im atis (K o n g k ia ttik ajo m d an Y oo n an , 2004).
Pada p ro se s ferm entasi u m u m n y a m en g g u nakan k u ltu r tu ng g al S acch a ro m y ces ce re v isiae
(Y o o nan d kk ., 2 00 4 ; S u bashini d k k., 2 01 1). P ad a ta h ap h idro lisis b iasan y a d ila k u k an secara
en zim a tis
d en gan
m en g g un akan
en zim -e n zim
am ilo litik
seperti
a -am ila se
d an
am iloglukosida.se u n tu k m en g h asilk an g lu k o sa sebagai su b strat ferm entasi (B u d iy a n to d k k.,
2 0 0 6; A ro , 2008). H idrolisis en zim a tik m em iliki k eu n tu n g an tid ak m en g h asilk an produk p ro du k sam p in gan yang dapat m eng ham b at p ro ses ferm en tasi. N am u n, p ro se s ini m em iliki
k elem ah an d en gan w aktu p ro ses yang lam a d an h arg a en zim -e n zim k o m ersial yang m ahal
(T ah erzad eh d an K arim i, 2 0 0 7 b). K ondisi ini b erb an d in g terb alik d en g an h idro lisis secara
k im iaw i teru tam a d ilih at d ari segi w aktu p ro se sn y a yang lebih cep a t d an h arg a bahan yang
lebih m u rah, nam un hid rolisis secara k im iaw i m en gh asilk an sen y aw a-sen y aw a p en g h am b at
d alam p ro ses ferm en tasi, se p erti furfural d an h id ro k sim etilfu rfu ral (A lrik sso n dkk. 2 0 0 5 ;
T ah erzad eh dan K arim i, 2 0 0 7 a; R ado jka dkk. 2011).
U n tu k
m eng uran g i
terb en tu k n y a
sen y aw a-sen y aw a
p en g h am b at
d alam
p ro se s
h id ro lisis p ati m cn jad i g lu ko sa, m aka d alam p cn clitian ini d ila k u k an d en g a n hidrolisis secara
k im iaw i m en g g u nakan asam d en gan ko nsen trasi rendah yaitu H 2S O 40 .4 M. Pada kondisi ini,
han y a sek itar 8 0,77 % fraksi p ati y an g te rh id ro lisis d an m asih m en yisak an padatan seb esar
8 ,7 2% (Susm iati, 2 01 0 ). P ad atan pada u m u m n y a terd iri d ari fraksi serat k asar b eru p a selulosa.
Selu losa m eru pak an h o m o p o lim er yang jik a d ih id ro lisis akan m en g h asilk an g lu k o sa (W u
d k k.. 2 00 6 : C hellap an d i d an H iin an sh u , 2 008; Hu d k k ., 2 00 9 ; A ch ary a d an A nita, 2012).
Fraksi selulo sa b ersam a-sam a d en gan h em iselu lo sa dan lignin m eru p ak an p em b en tu k m atrik
d in d in g sel yang m elin dun gi fraksi pati, se h in g g a d erajat hidrolisis pati pada h idro lisis asam
d en gan k on sen trasi ren d ah m en jadi tid ak sem p urn a. U n tu k m en in g k atk an d erajat h idro lisis
pati d an serat, m aka d alam p en elitian ini akan d ic o b a d en g an m en g k o m b in asik an h id rolisis
asam d en g an h idro lisis secara en zim atis m en g g u nakan en zim selulase. B e b erap a p en elitian
3
tclah d ilak u k an u n tu k m em p ro d u k si b ioctan ol d en g a n te k n o lo g i k o m b in asi hidrolisis asam
d en gan en z im atis yang d ilan ju tk a n d en g an p ro ses ferm en tasi. Jenis asam yang u m u m ny a
d ip erg u n ak an ad alah asam an o rg an ik seperti HC1 d an H 2S O 4 (N w ach u k w u dkk ., 2 00 8),
sed an gk an enzim y an g d ip erg u n ak an d ap at b eru p a selulase, x y lanase, a-a m ila se atau p u n
am ilo g lu k o sid ase (K u sm iy ati, 2010; N air d k k ., 2011; H crm iati d k k., 2012).
E n zim se lu lase d apat d ip ro d u k si o leh m ik ro org an ism e. T ric h o d erm a viride m erup akan
salah satu je n is k ap an g yang telah b an y ak d ilap o rk an m em p un y ai k em am p u an u ntuk
m em p ro d u k si en zim selu lase (S u harton o, 1989; T a h e rza d eh dan K arim i, 2 0 0 7 b; M alik d k k.,
2 010 ). U n tu k m em p ro du ksi en zim selu lase dapat m en gg un ak an su m b er karbon d ari lim bahlim b ah h asil p ertanian , seperti am pas tebu dan lim b ah k ap as (Jay an t d kk ., 2 01 1), rum put
k cring (K h o b rag ad e dkk., 2 00 4 ), ton g k o l ja g u n g d an d ed ak g an d u in (C h an d ra dkk ., 2008;
A slam d kk ., 2010; A nin d y aw ati, 2010), dan lim bah ap el (Sun d k k ., 201 0). O ng go k
m erup akan salah satu lim bah p ertan ian dari ind u stri tap io k a y an g d apat d ip erg u n ak an seb ag ai
su m b er karb o n (Ju ariah . 2004). Jen ie (1 9 9 0) b erhasil m em p ro d u k si enzim selu lase d ari
su b strat o n g g o k d en g an aktiv itas C M C -ase 12,7 U /m l d an FP -ase 0 ,8 8 U /m l.
D alam p en elitian ini, en zim se lu lase k asar y an g d ip ro d u k si d ari su b strat o n g g o k
d ip erg u n ak an u n tuk p ro ses h id ro lisis dan ferm en tasi d alam k u ltu r cam p u ran T. v irid ed an
S .cerev isiae. P ad a p ro ses h id ro lisis, se lu lase yang d ih asilk an oleh T. v irid e d ih arap k an d ap at
m elo n gg arkan m atrik selu lo sa y an g m elin du n gi fraksi p ati seh in g g a pati lebih m udah
te rh id ro lisis.S clain itu. d en gan p en am b ah an selu lase, ju g a d ih ara p k an dapat m en gh id rolisis
selulo sa m enjadi g lu k o sa. G lu k o sa y ang terben tuk d alam k u ltu r cam p u ran selanju tn ya secara
sim u ltan d im an faatk an o le h S. cere v isiae u ntuk m en gh asilk an bioctanol.
P enelitian
ini b ertu ju an u n tu k m em p rod uk si b ioetan o l m elalui hidrolisis secara
k im iaw i m en g g u n ak an
H2SO4 untuk m en gh asilk an hidro lisat asam b eru p a g lu k o sa yang
m asih b ercam p u r d en gan serat. H id rolisat ini k em u d ian d ih id ro lisis lebih lanjut secara
4
cn zim atis d en g an p en am b ah an cn zim selulasc k asar T. virid c yang d icam p u rk an baik sccara
b ertah ap
m aupun secara sim u ltan d en g an S, cere v isia e p ada p ro ses ferm entasi untuk
m e n g h asilk an bioctan ol.
M E T O D E P E N E L IT IA N
H a E ia n c la n A l a i
B ahan b aku yang d ig u n a k an adalah ubi kayu varietas D arul H id ay ah yang d ip e ro le h
d ari Su kabu m i, Jaw a B ar at, M ik ro o rg an ism e yang d ig u n a k a n u n tu k ferm entasi ad alah
S acch aro m y ces ce re v isia e d an T rich o d erm a viride dipero leh dari L ab o rato riu m M ik ro b io lo g i
PA U IPB. B ah an -bah an p cn c litian yang d ip e rg u n ak an adalah bah an u ntuk k ultivasi m ik ro b a
m elip u ti P o ta to D extrose A g ar (M erck G erm any ), g iu k o sa (M erck G erm any ), y east ex tra c t
(M erck G erm any ), malt (M erck G erm an y ), p ep lo n (S igm a A ldrich). B ah an -bah an u n tu k
k eperlu an analisis m en g gu n ak an bahan P ro A nalys (PA ) m elipu ti eta n o l A bsolu te G R 100983
(M erck G erm any ), H;SO.i (Sigm a A ldrich), HCI
N aO H
(M erck
G erm any).
A lat-alat
yang
25 % G R 100316, (M erck G erm any ) dan
d ig u nak an
ad a la h
in k u b ato r
sp ektro fo to m eter (H ach D R /24 00 )d an k ro m ato g rafi g as (A gilent 689GN).
(M cm m crt),
PeneMtian ini
d ilak san ak an di L abo rato riu m B ioind ustri T ek n o lo g i Ind ustri P ertanian Rogor,
P c Inks a n a a n P c n c lit ia n
Pen elitian ini
d ilak u k an dalam beberapa tah ap yattu p en en tu an k arak teristik tepung
ubi k ayu , p ersiapan ku ltu r S. cerev isiae dan T viride, p rod uksi cn zim kasar selulasc, h id m lisis
tep u n g ubikayu dan ferm entasi, P ad a pro ses penenluan k arak teristik ubi kayu, bahan baku
dikccilkuti u k u rann ya 2 cm dan d ik erin g k an h in g g a kadar airn ya 9 ,6 9 % , kem udian dig iling
d an d iay ak d en g an uk uran 40 m esh. T e p u n g ubi kayu yang d ihasilkan k em ud ian d ian alisa
u n tu k m engetahui k arak teristik bah an baku yang m elipuii an alisis k ad a r air, iem ak, protein,
pati, abu, sclulo sa, h em iselu lo sa dan scrat kasar (A O A C , 1990).
5
Puda tah ap p crsiapan k ultur T rich o d erm a
d ik u ltiv asip a d a ag ar m iring m en gg un ak an
viridc, k u ltu r se b elu m d ip crg u u ak an
m edia P o tato D ex tro se A gar (P D A )
d an
d iin k ub asi p ada suhu 2 8 QC sclainu 7 hari. Sc lam a k ultivasi d ilak u k an pciigam ataii sctiap h a ri
te rh ad ap ju m la h spo ra y ang dihasilkan. Hal ini d ilak uk an u ntuk m enentukan w aktu k ultivasi
tcrbaik dalam m cn gh asilkan ju m lah sp o ra m aksim um yang selan ju tn y a d ip crg u n ak an u n tu k
p ro ses prod uk si enzim kasar s c lu la sc Ju m la h sp o ra d ihitung m en g gu nakan licm asitom ctcr.
P ad a tah ap p ersiapan k u ltu r S, cerev isiae, isolat d irem ajak an p ada m edia PD A d an d iin ku basi
sc lam a 2 hari. S etelah itu isolat d itu m b u h k an lagi p ad a 50 ml m ed ia Y M G P yang terd iri d ari
ED
ek strak yeast 5 g/l, mall 5 g/L g lu k o sa 10 g/l dun pepton 5 g/l di d alam erle m n ey e r 200 ml.
In Lubas i d ilak uk an d en g an agitasi b erk ecep atan 125
rpin p ad a suhu 3 0°C selam a 2 4 ja m .
P ad a taliap p ro d u k si en zim k asar scllukisc, m edia yang d ip erg m iakan adakili m odifikasi m edia
A n dreo ti (Jenie, 1990). M edia m en g an du ng 14 mi (N H 4) 2S 04 10%,
m l u rea
15 ml K H 2P 0 4 1M, 3
10%, 3 m i C a C h 10%, 3 m l VlgSO-n 7 H 20 10%, I m l stok n n sur kcluinit dan 2 ml
T w een 80, k em u dian dijadikn n ! liter. U n su r k clum it terdiri d a n 495 ml aqu ad es, 5 ini HCI
p ek at, 2,5 gram F cS O j, 0 ,8 9 g ram M nC ti. 4 H iO , 1,76 g r Z n SC li.H iO ,
1,25 g r CofNO.Oi-
6H 1O . U n tu k p rod uk si selu lase d itam b ah k an 5 -1 0 g r o n g g o k dan 0 ,5 -1 ,0 gr p olip ep to n u ntuk
I liter m edia. P ro ses p rod uk si d ilak uk an pada suhu 30 C d an pH 4,0.
K em am p uan u n tu k
m cn gh asilkan en zim selu lase diam ati d en g an inen g u k u r an ti v itas FP-asc d an C M C -A sc sctiap
24 jam selam a 7 hari. Kurvu ak tiv itas en zim d ib u a t dan d ip e rg u n ak an u ntuk m elihat wakcu
tercap ainy a ak tiv itas m aksim um T. v irid e u ntuk m cn g hasilkan sclulasc.
P ada tah ap h idrolisis, tep u n g sin g k o n g d en g an kon sen trasi 30% (b/v) d alam H 1S O 4
0.4M d ihid ro lisis m en g g u n ak an o to k la f selam a 10 m cnit pada suhu 121 C dan tekanan
1 atm
(S u sm iati, 2 01 0). H id ro lisat k em u d ian d inctralisasi d en gan cara m e n am b ah k an N H 4O H
10%
hing ga pH m en cap ai 10,0 dan d ibiark an selam a 3 0 m enit. setelah itu d iatu r pH -nya inenjadi
6
5 t0 dengan m en am b ah kan HC1 1 N (A lrik sso n dkk ., 2005). P ada tah a p ak h ir p roses hidro lisis
d ilak u k an pen gu ku ran terh adap total gula dan gula reduksi d a n hidrolisat.
P m ses ferm entasi d ilak san a k an sccara b atch p ad a suhu 30°C selam a % ja m d ala m
erle m m ey er 1 liter d en g an volum e k erja 5 0 0 ml hidrolisat asam sebagai su b strat. S ebelum
p ro ses ferm entasi, su b strat d iatur pH -nya sam p ai 5, k em u d ian k u ltu r T. v iiidc d an S.
cc re v isia e m asin g -m asin g
10% (v/v) d icam p u rk an k cd alam substrat sesuai d en gan perlakuan.
P erlaku an p ertam a (P I), sub strat d itam b ah k an d en g an ku ltu r se cara bertabap , yaitu p a d a 48
ja m pertam a d ilak u kan ferm en tasi h an ya d en gan p en am b ah an k ultur T viridc, kem udian 48
ja m
b erik utn y a d itam b ah k a n lagi k ultur S. eerevisiae,
P erlaku an k edu a (P 2X substrat
d itam b ah kan k u rtu r sccara sim u ltan an ta ra T .v iridc d an S. cc re v isia e m ulai dari aw al sam p ai
akh ir p ro ses ferm entasi. K ultur T. viridc yang d itam b ah k an pada p ro ses ferm en tasi adalah
m edia k ultur yang m en gand un g en^im selulase k asar dan spo ra T. viride hasil prod uk si en zlm
p ad a tahap sebelum n ya. S elam a p ro ses ferm entasi d ilaku kan p en g am atan terh ad ap pc ru bah an
pH dan total gula pad a jam k e-0 .
6. 12, 18, 24, 36, 48, 72 dan % . M asin g -m asin g p ro ses
prod u ksi diulang 3 kali dan pada ak h ir ferm en tasi d ian alisa k ad ar ctanolnya.
K a n c a n g a n P e r c o b a a ii
lln tu k m en getahu i pen garu h lama ferm entasi te rh ad ap b esarn y a ak tiv itas selulase,
m aka d ilak u k an anal is is k crag am an d en gan R ancan g an A cak L cn g kap fak to r tunggal.
F ak to rn ya adalah lam a ferm eniasi dengan tujuh ta ra f p erlak uan yaitu I hart, 2 hari, 3 hari, 4
h arit 5 hari,
6 hari dan 7 hari. M asin g-m asin g p erlak uan d iu lan g 3 kali. A p ab ila p erlak uan
lam a ferm entasi berp en garu h nyata, m aka d ilan ju tk an d en g an Uji D uncan u ntuk m en getahui
ad an ya p erh ed aan an ta r perlakuan.
A n a l i s a D at a
Ubi k ayu sebelum d ip erg u n ak an seb ag ai substrat terlebih d ah u lu d ian aiisis proxim at
(A O A C , 1990), kadar h em isclu lo sa d an sclu lo sa (V an Socst, 1963) dan lignin (A O A C , 1990).
7
A n alisis yang d ilak u k an p ada ta h ap p ro d uk si cn zim selu lase k asar ad alah ak tiv itas F P-ase d an
C M C -ase (M alik d k k., 2 0 1 0 ) serta peru bahan pH selam a p ro ses ferm entasi (p H -m eter). P ad a
hasil h id rolisis d ilak u k an p en g u jian to tal g u la (P h e n o l-H 2S 04 m ethod; D u b o is dkk ., 1956),
g u la red uk si (D N S m etho d; M iller, 1959) dan d iten tu k an nilai d ex tro se eq u iv alen (D E ) yang
m erup akan p ersen tase dari rasio an tara k ad a r g u la red uk si d cn g a n to tal g u la (P arw iy an ti dkk.,
2011) .
D ari tah apan p ro ses ferm en tasi, d ata yang d ip ero leh d ip erg u n a k an u n tuk m enentuk an
efisien si ferm e n tasi, d an ren d em en . E fisiensi ferm en tasi m e ru p ak an p ersen tase k o n sen trasi
etano l hasil p ro d u k si aktu al terh ad ap k o n sen trasi etano l secara teo ritis. K on sen trasi etan ol
aktual ad alah k o n sen trasi eta n o l hasil ferm en tasi. K on sen trasi e ta n o l teo ritis m eru pak an
k o n sen trasi eta n o l yang d ip e ro leh b erd asark an p ersam aan neaksi b erikut: (R u d o lf d kk ., 2005).
S ecara teoritis k o n sen trasi g lu k o sa
1 g/l ak an m en gh asilkan eta n o l d en g an ko nsen trasi
0,51g/L
C 6H i2 0 „ ------- ►
2 C 2H 50 H + 2 C 0 2
Eff. ferm entasi = (K o n se n trasi eta n o l ak tu al / K o n sen trasi etan o l teo ritis) x 100%
R en d em en m erup akan p ersen tase v olum e etan o l yang d ih asilk an d ari p ro se s prod uk si
te rh ad ap b o bo t tep u n g ubi kay u yang d ip erg u n a k an d alam p ro ses p ro du ksi (R od m ui dkk.,
2008).
R en d em en (% v/b) = (V o lu m e etan o l aktual / B ob ot tepu ng ubi k ayu ) x 100%
H A S IL D A N P E M B A H A S A N
k a r a k te r is tik
U bi K ayu
U bi kay u y an g d ip erg u n ak an d alam p en elitian ini adalah ubi kayu v arie tas D arul
H id ay ah yang d ip e ro le h d ari D aerah Su kabu m i, Ja w a B arat. D ari hasil an alisa p ro k sim at
8
d ip ero lc h k ad ar air 8,65 + 0 ,1 0 % , abu 2,55 + 0,1 4 % , lem ak 6 ,5 4 + 0 ,0 2 % , p rotein 1,81 ±
0 ,0 3 % , serat k asar 2 ,69 ± 0,04 % d an p ati 6 2 .5 4 ± 0,0 0 % . D ari fraksi serat k asar sek itar 69,98
% adalah h em iselu lo sa d an 13,44% m erup akan selulosa. P ado no u dkk. (20 0 5) m en y atakan
b ah w a k ad ar lem ak tep u n g ubi kay u sek itar 0 .56 % (bk ). M enurut R ichana dkk. (2 0 04 ), k ad ar
k arb o h id ra t d alam tepu n g ubi kayu adalah 8 2 ,3 0 + 0 ,3 1 % . K and un g an pati yang terd a p at
d alam ubi kayu ini tid ak ja u h b erb ed a d en g an k ad ar p ati yang d ilap o rk an o leh N air dkk.
(2 0 1 1 ) yaitu sek itar 6 0 sam pai
68%. K an d u n g an pati y an g cu k u p tinggi m en u n ju k k an ubi
kayu m em p un y ai p o ten si sebagai su m b er g lu k o sa d alam su b strat ferm entasi.
R u lt iv a s i d a n P r o d u k s i K n z im K a sa i' S c lu la s c
D ari hasil p ro ses k ultiv asi T ric h o d erm a v irid e d ip e ro leh b ah w a p ada aw al ino kulasi
terd a p at rata-rata ju m la h sp o ra 7,1 x 10 7spora/m l. P ad a a k h ir hari ke-1 ju in lah sp o ra
m eng alam i p en u ru n an yang cu k u p sig n ifik an karena sp o ra d id u g a telah niengalam i g erm in asi.
Pada h ari b erik u tn y a m ulai te rb en tu k sp o ra b erw arn a p u tih d en g a n ju m la h rata -rata 1,0 x 10s
sp ora/m l dan ju m la h sp o ra m ak sim u m d en g an rata -rata sp o ra
1.6 x 10'* sp ora/n il terjadi p ada
hari k e- 6. K u rva p ertu m b u h an T. v irid e di sajikan p ada G am b ar 1.
P en en tu an w aktu p ro d u k si en zim m erup akan salah satu fak to r p enting d alam p ro ses
b io sin tesis p ro d u k si selu lase oleh k ap an g (S ib tain dkk., 2 0 0 9 ).D ari hasil an a lisis k eragam an
u ntuk p en en tu an p en g aru h lam a ferm entasi te rh a d ap aktiv itas selulase d ip e ro leh b ah w a lam a
ferm en tasi m em beri p en g aru h nyata terh ad ap b e sam y a ak tiv itas C M C -ase dan F P -ase
(p
A G R IT E C H
J U R N A L T E K N O L O G I P E R T A N IA N
V O L U M E 35, N O . 4, N O V E M B E R 2015
O p tim a si P r o se s d a n F o r m u la p a d a P en g o la h a n M i S a g u K e rin g (Metroxylon
sagu)
359
Process and Formula Optimizations on Dried Sago (Metroxylon sagu) Noodle Processing
A d n an Eng elen , S ug iyo no, S lam et B ud ijanto
A k tiv ita s A n tio k sid a n d a n T in g k a t P e n e rim a a n K o n su m en p a d a M in u m a n In s ta n y a n g D ip e r k a y a d e n g a n
E k s tra k Sargassum polycystum
368
Antioxidant Activity and Consumer Preference o f Instant Drink Enriched with Sargassum polycystum Extract
A m ir H usni, D ew i A rian i, Siti Ari B udhiyanti
F o rm u la si d an P en g o la h a n M a r g a r in M e n g g u n a k a n F r a k si M in y a k S a w it p a d a S k a la I n d u s tri K e c il
377
serta A p lik a s in y a d a la m P e m b u a ta n B o lu G u lu n g
Formulation and Production o f Margarine Using Paim Oil Fractions in Small-Scale Industry and Its Application in Roll Cake
H asru l A bd i H asibu an , A g a P rim a H ardika
F o r m u la si M i K e r in g S a g u d e n g a n S u b s titu s i T e p u n g K a c a n g H ija u
387
Formulation o f Dry Sago Noodles with Mung Bean Flour Substitution
H ilka Yuliani, N an cy D ew i Yuliana, S lam et B ud ijanto
P ro d u k s i B io e ta n o l d a r i H id r o lis a t A sa m T ep u n g U b i K a y u d e n g a n K u ltu r C a m p u r a n
d a n Saccharomyces cerevisiae
Trichoderma viride
396
Ethanol Production from Acid Hydrolysate Cassava Flour with Mixed Culture Trichoderma viride and Saccharomyces cerevisiae
I W ayan A m ata, D w i S etyaningsih , N u r R ich ana
P e n g g u n a a n M in y a k S a w it M er a h u n tu k P em b u a ta n L e m a k B u b u k K a y a p -K a ro ten M e la lu i P ro ses P e n d in g in a n S e m p r o t
406
The Utilization o f Red Palm Oil fo r f-Carotene-Rich Fat Powder Produced by Spray Chilling Process
Juan da R epu tra, P u rw iy atn o H ariyadi, N u ri A nd arw ulan
P en g a r u h R a s io B a h a n P e n y a lu t M a lto d e k s trin ,
Gum A ra b ,
d a n S u su S k im te r h a d a p K a r a k te r istik F isik
d a n K im ia M ik r o k a p s u l O leo r esin D a u n K a y u M a n is ( Cinnamomum
414
burmannii)
Physical and Chemical Characteristics o f Cinnamon L ea f (Cinnamomum burmannii) Oleoresin Microcapsule
Encapsulated with Maltodextrin, Arabic Gum, and Skim Milk as Coating Material
L ia U m i K h asan ah , B askara K atri A n an d h ito , T itiek R achm aw aty, R oh u la U tam i, G od ras Jati M an uh ara
Screening d a n
K a r a k te r isa si P ek tin e s te r a s e se b a g a i E n z im P o te n s ia l d a la m K la r ifik a si S a ri B u a h J e r u k
K e p r o k G a r u t ( Citrus
nobilis v a r .chrysocarpa)
Screening and Characterization o f Pectinesterase as A Potential Enzyme in Keprok Garut Citrus Juice
(Citrus nobilis var.chrysocarpa) Clarification
R oh u la U tam i, Esti W ido w ati, A rifah R ahayu
*t
T E R A K R E D IT A S I
N o m o r : 5 6 /D I K T I /K e p /2 0 1 2
422
A G R IT E C H
JU R N A L T E K N O L O G I P E R T A M A N
D IT E R B IT K A N O L E H
F a k u lta s T e k n o lo g i P e rta n ia n U n iv e rs ita s G a d ja h M a d a
P e rh im p u n a n A h li T e k n o lo g i P a n g a n I n d o n e s ia C a b a n g Y o g y a k a rta
P e rh im p u n a n T e k n ik P e r ta n ia n C a b a n g Y o g y a k a rta
K ETUA R EDAK SI
Y u d i P ra n o to
DEW AN R EDAK SI
A tris S u y a n to h a d i
H e rm a n to ro
K u n c o ro H a rto W id o d o
N u r s ig it B in to ro
R u d ia ti E v i M a s ith o h
S a rd jo n o
S u h a rw a d ji
P R O D U K S I D A N D IS T R IB U S I
A g u s tin a A s ih T ri U ta m i
B e tty S ri R e je k i
ALAM AT REDAK SI
K a n to r R e d a k s i A g rite c h
F a k u lta s T e k n o lo g i P e rta n ia n
U n iv e rs ita s G a d ja h M a d a
J a la n F lo r a N o . 1, B u la k s u m u r, Y o g y a k a rta 5 5 2 8 1
T elp . 0 8 5 7 1 2 6 0 1 1 3 0 ; F a k s . (0 2 7 4 ) 5 8 9 7 9 7
E - m a il:a g rite c h @ g a d j a h m a d a . e d u
W eb : h ttp ://w w w .ju m a l- a g rite c h .tp .u g m .a c .id /
PERCETAKAN
K a n is iu s , Y o g y a k a rta
Is i d i lu a r ta n g g u n g ja w a b p e rc e ta k a n
H a rg a la n g g a n a n p e r ta h u n (4 n o m o r) R p 1 6 0 .0 0 0 ,0 0 . P e m b a y a r a n d ila k u k a n m e la lu i tra n s fe r k e
R e k e n in g M a n d ir i C a b a n g U G M N o . R e k e n in g 1 3 7 -0 0 -1 0 9 9 9 0 7 -2 a ta s n a m a R u d ia ti E v i M a s ith o h /
Y u d i P ra n o to . K o n firm a s i tr a n s f e r d a p a t d ila k u k a n d e n g a n m e n g irim k a n b u k ti tr a n s f e r k e a la m a t re d a k s i
m e la lu i e m a il k e a g rite c h @ g a d ja h m a d a .e d u a ta u fa k s . (0 2 7 4 ) 5 8 9 7 9 7 . P e m b e lia n p e r n o m o r h a ra p
m e n g h u b u n g i B a g ia n P ro d u k s i d a n D is trib u s i
(contact person:
0 8 5 7 1 2 6 0 1 1 3 0 ).
P R
H
O
I D
U B I
C
A
M
d a n
D
R
U
O
K S I
L I S
A
K A Y U
R
A
D
N
B
I O
T
A
E
P
U
S
a c c h a r o m
N
E
S
G
T A
A
N
O
M
T E
A N
K
T r ic h o d e r m
y c e s
L
D A R I
P
U
U
N
G
L T U
R
a
v ir id e
c e r e v is ia e
by I W a y a n A rn a ta
FILE
2 0 1 4 _P R O D U K S I_B IO E T A N O L _D A R I_H ID R O L IS A T _A S A M _T E P U N G _U
B I_K A Y U .P D F (2 2 6 .6 1 K)
T IM E S U B M IT T E D
2 4 - O C T - 2 0 1 5 0 8 :4 8 P M
W ORD COUNT
6466
S U B M IS S IO N ID
589470830
CHARACTER COUNT
39312
P R O D U K S I B I O E T A N O L D A R I I1 1 D R O L I S A T A S A M T E P U N G L B I K A Y U
D E N G A N K U L T U R C A M P U R A N T rich o d e rm a v ir id e d a n S a c c h a r o m y c e s ee r e v tsia e
E than ol P ro d u ctio n From A cid H y d ro ly sate C assava F lour w ith M ix ed C u ltu re T rich o d crm a
viridc and S acch aro m y ces cercv isiae
I W a y a n A m a t a 1J,I>ui S c ly a n in g s ih '5, N u r R ich a n a ’J
'■ Tcknologi Industri P ertan ian , Fak. T ck n o lo g i P ertanian, U niversitas U dayana, JL K am p u s
U nud Bukil Jim baran, B ad u n g 80364
'T cknologi In d u stri P ertan ian , Institut P ertanian B ogor, Jl. R aya D arm aga K am p u s IPB
D arm aga B o g o r 166 80
'Balai B esar Panel it ian Pascapanen* B o gor, J 1 ^ 5 nlara P etajar No. 12. B o g o r 161 ] 1
E m ail :yan_kadir@ y ah o o .co m
ABSTRAK
T uju an dari panel it ian ini adalah u ntuk m em produksi bio etano l dari hidro]isai asam
tep u n g ubi kayu d en g an m e n g g u n ak an k u ltu r cam pu ran T ric h o d crm a viridc and
S acch aro m y ces cercv isiae. H id rolisis tepung ubi k ayu u n tu k m en gh asilkan g lu k o sa d ilaku kan
d en g an m en g gu n ak an H ;5 0 g 0 .4M , pada suhu I 2 T C , tak an an I atm selam a ]0 m enit, P roses
ferm en tasi d ilak san ak an secara b atc h selam a 96 jam pada suhu 3 0 yC. P e n cam p u ran k u ltu r T r
v irid c d an S. cc re v isia c p ada pro ses ferm en tasi h id ro lisat asam d ilak u k an d alam d u a m etode
yaitu secara b erta h ap d an secara sim ultan, H asil p anelilian m an un ju kk an h id ro lisat asam
tep u n g ubi k ayu m em p u n y ai k on sen trasi to tal g u la 3 8 ,9 3 ±8 ,09 % (b/v ) dan k on sen trasi g u la
red uk si 22,04+4,31 % (b/v). Pada p ro ses prod uk si b io e tan o l m enu n ju k an b ah w a d en g an
p encam p uran k u ltu r secara b ertahap m en gh asilkan k on sen trasi bioetano! 6 ,7 7 ± 1,23% (v/v),
rend em en 27,97% (v/w ) d an efisien si ferm en tasi 59,0 1% dari p ero iehan h ioetan ol secara
te o ritis, sedang kan den gan p encam p u ran k ultur secara sim u ltan m en hasilkan ko nsen trasi
b ioetan ol 4 ,96 ± 0 ,3 9 % (v /v ), rend em en 19,85% (v /w ) dan efisien si ferm en tasi 6 2,7 2% dari
peroieh an b ioetan o l secara teoritis.
K a ta k u n ci: b ioetano l. tep u n g ubi kayu. h id ro lisat asam , T ric h o d crm a viridc, S a cch a ro m y ces
cerev isiae
A BSTRACT
T h e o b jective o f th is research was to p roduce b io eihano l from acid h yd ro ly sate cassava
flo u r w ith mix cu ltu red T rieh o d erm a w i d e and S acch a ro m y ces cercv isiae. T h e h y dro lysis o f
cas sav a flour to glucose w as co n d u c ted by 0,4 M sulfuric acid using au to clav e at 121 C,
p res su re at I atm fo r 10 min. T h e ferm en tatio n w ere p erfo rm e d in batch sy stem for 9 6 hours
in 30 C M ixed cultu re o f T. viride and S, cere v isia e in the ferm en tatio n p rocess o f acid
h y dro ly sate carried out in tw o m ethod e th at is g rad u ally and sim u ltan eo u sly . T he results
sho w ed the acid h yd ro ly zatc o f cassav a flo u r has a total sugar co n ce n tratio n o f 38.93 ± 8.09%
(w /v) an d red u cin g su g ar co n c en tra tio n o f 2 2 .0 4 ± 4 .3 1 % (w /v) . In the b io cthano l p ro du ctio n
p ro cess show s that the b io ethano i co n cen iralio n 6 ,7 7 ± 1,23% (v/v), yield 2 7 ,9 7 % (v/w ) and
ferm en tatio n cffcicn cy 5 9,0 1% o f th e th eo retical value w as ach iev ed using g rad u ally ad d itio n
o f m ixed cu ltu re , w hile sim u ltan eo u sly add itio n o f m ixed cu ltu re w as p ro d u ced eth an ol
co n ce n tratio n 4 ,9 6 ± (X39% (v/v), yield 19,85% (v/w ) and ferm en tatio n efficiency 6 2,7 2% o f
the theoretical value.
1
K e y w o rd s: b io eth an o l, cassa v a flo u r, acid h idro ly satc, T ric h o d erm a viride, S acch a ro m y ces
ce re v isiae
PENDAHULUAN
B crb agai jc n is su in b er b ah an baku b io ctan o l tcrd a p at di In d o nesia, sep erti ubi kayu,
sagu, ubi ja la r d an tete s tebu . U bi kayu seb ag ai bah an baku b io etan o l m em p un yai k eleb ih an
y aitu d apat tum bu h pad a lahan yang k u ran g su bu r, m em p un yai d a y a tahan tinggi terh ad ap
penyakit d an d ap at d iatu r m asa p anennya. U bi kayu m em p u n y ai k ad ar k arb o h id rat se k itar
8 2 ,3 0% (R ich an a d kk ., 2004). K adar ini tidak ja u h b erb ed a d en g an y an g d ilap o rk an oleh
K u sm iy ati (20 10 ) yang m en y atak an b ah w a k a d a r k arb o hid rat ubi kayu adalah 8 3,4 7% .
M clihat k an du n gan k arb o h id ra t yang tin gg i, m aka ubi kayu saat ini san g at p ro sp ek tif
d ik em b an g k an seb ag a i bah an baku b io etan ol. U n tu k m eng h in d ari terjad in y a p ersain g an
p en g gu n aan sin g k o n g
sebagai b ah an p an g an , p em erin ta h
telah m elaku k an p en g em b an g an
m elalui B adan L itb an g P eitan ian
gu na m en gh asilk an tek n o lo g i p ro d u k si ubi kayu un gg u l
u ntuk industri. U paya ini d ilak u k an u n tuk m ew u ju d k an ren ca n a strategis K em enterian
P ertanian p erio de 2 01 5 -2 0 1 9
yaitu m enjad ik an sin g k o n g sebagai k o m o d itas u n g g u lan
n asio nal. B erk aitan d eng an hal ini, 16 v arietas ubi kayu unggu l sudah d ih asilkan d an
p ro d u k tiv itasn y a ju g a m am p u d itin g k atk an
se k itar 4 ,64 % (Julian to ,2 0 1 4 ). P en g em b an g an
d an p en g g u n aan pati ubi kayu sebagai b ah an baku p otensial b io e tan o l ju g a d ilak u k an u n tuk
m end uk un g k eb ijak an K entcrian N eg ara R iset d an T ek n o lo g i R epu b lik In d o n esia (2006 ),
ten tan g penelitian , p en g em b an g an d an p en era p an ilm u p en g etah u an d an tek n o lo g i b id an g
su in b er en erg i baru dan terb aru k an u n tuk m end uk un g k eain an an k etersed iaan en erg i tahun
2 0 25. K ebijakan ini te rtu an g d alam ro ad m ap sek to r en erg i b ioetan ol periode 200 5 -2 01 5 .
P ro du k si b io etan o l dari ubi kayu secara um um m elalui tahap hidro lisis, ferm en tasi d an
p em u rn ian (H am bali d k k ., 2 0 07 ; U b alua, 2 00 7). P ro ses ini d ila k u k an secara b ertah ap baik
2
d cn gan h id ro lisis asam m aup un h idro lisis en z im atis (K o n g k ia ttik ajo m d an Y oo n an , 2004).
Pada p ro se s ferm entasi u m u m n y a m en g g u nakan k u ltu r tu ng g al S acch a ro m y ces ce re v isiae
(Y o o nan d kk ., 2 00 4 ; S u bashini d k k., 2 01 1). P ad a ta h ap h idro lisis b iasan y a d ila k u k an secara
en zim a tis
d en gan
m en g g un akan
en zim -e n zim
am ilo litik
seperti
a -am ila se
d an
am iloglukosida.se u n tu k m en g h asilk an g lu k o sa sebagai su b strat ferm entasi (B u d iy a n to d k k.,
2 0 0 6; A ro , 2008). H idrolisis en zim a tik m em iliki k eu n tu n g an tid ak m en g h asilk an produk p ro du k sam p in gan yang dapat m eng ham b at p ro ses ferm en tasi. N am u n, p ro se s ini m em iliki
k elem ah an d en gan w aktu p ro ses yang lam a d an h arg a en zim -e n zim k o m ersial yang m ahal
(T ah erzad eh d an K arim i, 2 0 0 7 b). K ondisi ini b erb an d in g terb alik d en g an h idro lisis secara
k im iaw i teru tam a d ilih at d ari segi w aktu p ro se sn y a yang lebih cep a t d an h arg a bahan yang
lebih m u rah, nam un hid rolisis secara k im iaw i m en gh asilk an sen y aw a-sen y aw a p en g h am b at
d alam p ro ses ferm en tasi, se p erti furfural d an h id ro k sim etilfu rfu ral (A lrik sso n dkk. 2 0 0 5 ;
T ah erzad eh dan K arim i, 2 0 0 7 a; R ado jka dkk. 2011).
U n tu k
m eng uran g i
terb en tu k n y a
sen y aw a-sen y aw a
p en g h am b at
d alam
p ro se s
h id ro lisis p ati m cn jad i g lu ko sa, m aka d alam p cn clitian ini d ila k u k an d en g a n hidrolisis secara
k im iaw i m en g g u nakan asam d en gan ko nsen trasi rendah yaitu H 2S O 40 .4 M. Pada kondisi ini,
han y a sek itar 8 0,77 % fraksi p ati y an g te rh id ro lisis d an m asih m en yisak an padatan seb esar
8 ,7 2% (Susm iati, 2 01 0 ). P ad atan pada u m u m n y a terd iri d ari fraksi serat k asar b eru p a selulosa.
Selu losa m eru pak an h o m o p o lim er yang jik a d ih id ro lisis akan m en g h asilk an g lu k o sa (W u
d k k.. 2 00 6 : C hellap an d i d an H iin an sh u , 2 008; Hu d k k ., 2 00 9 ; A ch ary a d an A nita, 2012).
Fraksi selulo sa b ersam a-sam a d en gan h em iselu lo sa dan lignin m eru p ak an p em b en tu k m atrik
d in d in g sel yang m elin dun gi fraksi pati, se h in g g a d erajat hidrolisis pati pada h idro lisis asam
d en gan k on sen trasi ren d ah m en jadi tid ak sem p urn a. U n tu k m en in g k atk an d erajat h idro lisis
pati d an serat, m aka d alam p en elitian ini akan d ic o b a d en g an m en g k o m b in asik an h id rolisis
asam d en g an h idro lisis secara en zim atis m en g g u nakan en zim selulase. B e b erap a p en elitian
3
tclah d ilak u k an u n tu k m em p ro d u k si b ioctan ol d en g a n te k n o lo g i k o m b in asi hidrolisis asam
d en gan en z im atis yang d ilan ju tk a n d en g an p ro ses ferm en tasi. Jenis asam yang u m u m ny a
d ip erg u n ak an ad alah asam an o rg an ik seperti HC1 d an H 2S O 4 (N w ach u k w u dkk ., 2 00 8),
sed an gk an enzim y an g d ip erg u n ak an d ap at b eru p a selulase, x y lanase, a-a m ila se atau p u n
am ilo g lu k o sid ase (K u sm iy ati, 2010; N air d k k ., 2011; H crm iati d k k., 2012).
E n zim se lu lase d apat d ip ro d u k si o leh m ik ro org an ism e. T ric h o d erm a viride m erup akan
salah satu je n is k ap an g yang telah b an y ak d ilap o rk an m em p un y ai k em am p u an u ntuk
m em p ro d u k si en zim selu lase (S u harton o, 1989; T a h e rza d eh dan K arim i, 2 0 0 7 b; M alik d k k.,
2 010 ). U n tu k m em p ro du ksi en zim selu lase dapat m en gg un ak an su m b er karbon d ari lim bahlim b ah h asil p ertanian , seperti am pas tebu dan lim b ah k ap as (Jay an t d kk ., 2 01 1), rum put
k cring (K h o b rag ad e dkk., 2 00 4 ), ton g k o l ja g u n g d an d ed ak g an d u in (C h an d ra dkk ., 2008;
A slam d kk ., 2010; A nin d y aw ati, 2010), dan lim bah ap el (Sun d k k ., 201 0). O ng go k
m erup akan salah satu lim bah p ertan ian dari ind u stri tap io k a y an g d apat d ip erg u n ak an seb ag ai
su m b er karb o n (Ju ariah . 2004). Jen ie (1 9 9 0) b erhasil m em p ro d u k si enzim selu lase d ari
su b strat o n g g o k d en g an aktiv itas C M C -ase 12,7 U /m l d an FP -ase 0 ,8 8 U /m l.
D alam p en elitian ini, en zim se lu lase k asar y an g d ip ro d u k si d ari su b strat o n g g o k
d ip erg u n ak an u n tuk p ro ses h id ro lisis dan ferm en tasi d alam k u ltu r cam p u ran T. v irid ed an
S .cerev isiae. P ad a p ro ses h id ro lisis, se lu lase yang d ih asilk an oleh T. v irid e d ih arap k an d ap at
m elo n gg arkan m atrik selu lo sa y an g m elin du n gi fraksi p ati seh in g g a pati lebih m udah
te rh id ro lisis.S clain itu. d en gan p en am b ah an selu lase, ju g a d ih ara p k an dapat m en gh id rolisis
selulo sa m enjadi g lu k o sa. G lu k o sa y ang terben tuk d alam k u ltu r cam p u ran selanju tn ya secara
sim u ltan d im an faatk an o le h S. cere v isiae u ntuk m en gh asilk an bioctanol.
P enelitian
ini b ertu ju an u n tu k m em p rod uk si b ioetan o l m elalui hidrolisis secara
k im iaw i m en g g u n ak an
H2SO4 untuk m en gh asilk an hidro lisat asam b eru p a g lu k o sa yang
m asih b ercam p u r d en gan serat. H id rolisat ini k em u d ian d ih id ro lisis lebih lanjut secara
4
cn zim atis d en g an p en am b ah an cn zim selulasc k asar T. virid c yang d icam p u rk an baik sccara
b ertah ap
m aupun secara sim u ltan d en g an S, cere v isia e p ada p ro ses ferm entasi untuk
m e n g h asilk an bioctan ol.
M E T O D E P E N E L IT IA N
H a E ia n c la n A l a i
B ahan b aku yang d ig u n a k an adalah ubi kayu varietas D arul H id ay ah yang d ip e ro le h
d ari Su kabu m i, Jaw a B ar at, M ik ro o rg an ism e yang d ig u n a k a n u n tu k ferm entasi ad alah
S acch aro m y ces ce re v isia e d an T rich o d erm a viride dipero leh dari L ab o rato riu m M ik ro b io lo g i
PA U IPB. B ah an -bah an p cn c litian yang d ip e rg u n ak an adalah bah an u ntuk k ultivasi m ik ro b a
m elip u ti P o ta to D extrose A g ar (M erck G erm any ), g iu k o sa (M erck G erm any ), y east ex tra c t
(M erck G erm any ), malt (M erck G erm an y ), p ep lo n (S igm a A ldrich). B ah an -bah an u n tu k
k eperlu an analisis m en g gu n ak an bahan P ro A nalys (PA ) m elipu ti eta n o l A bsolu te G R 100983
(M erck G erm any ), H;SO.i (Sigm a A ldrich), HCI
N aO H
(M erck
G erm any).
A lat-alat
yang
25 % G R 100316, (M erck G erm any ) dan
d ig u nak an
ad a la h
in k u b ato r
sp ektro fo to m eter (H ach D R /24 00 )d an k ro m ato g rafi g as (A gilent 689GN).
(M cm m crt),
PeneMtian ini
d ilak san ak an di L abo rato riu m B ioind ustri T ek n o lo g i Ind ustri P ertanian Rogor,
P c Inks a n a a n P c n c lit ia n
Pen elitian ini
d ilak u k an dalam beberapa tah ap yattu p en en tu an k arak teristik tepung
ubi k ayu , p ersiapan ku ltu r S. cerev isiae dan T viride, p rod uksi cn zim kasar selulasc, h id m lisis
tep u n g ubikayu dan ferm entasi, P ad a pro ses penenluan k arak teristik ubi kayu, bahan baku
dikccilkuti u k u rann ya 2 cm dan d ik erin g k an h in g g a kadar airn ya 9 ,6 9 % , kem udian dig iling
d an d iay ak d en g an uk uran 40 m esh. T e p u n g ubi kayu yang d ihasilkan k em ud ian d ian alisa
u n tu k m engetahui k arak teristik bah an baku yang m elipuii an alisis k ad a r air, iem ak, protein,
pati, abu, sclulo sa, h em iselu lo sa dan scrat kasar (A O A C , 1990).
5
Puda tah ap p crsiapan k ultur T rich o d erm a
d ik u ltiv asip a d a ag ar m iring m en gg un ak an
viridc, k u ltu r se b elu m d ip crg u u ak an
m edia P o tato D ex tro se A gar (P D A )
d an
d iin k ub asi p ada suhu 2 8 QC sclainu 7 hari. Sc lam a k ultivasi d ilak u k an pciigam ataii sctiap h a ri
te rh ad ap ju m la h spo ra y ang dihasilkan. Hal ini d ilak uk an u ntuk m enentukan w aktu k ultivasi
tcrbaik dalam m cn gh asilkan ju m lah sp o ra m aksim um yang selan ju tn y a d ip crg u n ak an u n tu k
p ro ses prod uk si enzim kasar s c lu la sc Ju m la h sp o ra d ihitung m en g gu nakan licm asitom ctcr.
P ad a tah ap p ersiapan k u ltu r S, cerev isiae, isolat d irem ajak an p ada m edia PD A d an d iin ku basi
sc lam a 2 hari. S etelah itu isolat d itu m b u h k an lagi p ad a 50 ml m ed ia Y M G P yang terd iri d ari
ED
ek strak yeast 5 g/l, mall 5 g/L g lu k o sa 10 g/l dun pepton 5 g/l di d alam erle m n ey e r 200 ml.
In Lubas i d ilak uk an d en g an agitasi b erk ecep atan 125
rpin p ad a suhu 3 0°C selam a 2 4 ja m .
P ad a taliap p ro d u k si en zim k asar scllukisc, m edia yang d ip erg m iakan adakili m odifikasi m edia
A n dreo ti (Jenie, 1990). M edia m en g an du ng 14 mi (N H 4) 2S 04 10%,
m l u rea
15 ml K H 2P 0 4 1M, 3
10%, 3 m i C a C h 10%, 3 m l VlgSO-n 7 H 20 10%, I m l stok n n sur kcluinit dan 2 ml
T w een 80, k em u dian dijadikn n ! liter. U n su r k clum it terdiri d a n 495 ml aqu ad es, 5 ini HCI
p ek at, 2,5 gram F cS O j, 0 ,8 9 g ram M nC ti. 4 H iO , 1,76 g r Z n SC li.H iO ,
1,25 g r CofNO.Oi-
6H 1O . U n tu k p rod uk si selu lase d itam b ah k an 5 -1 0 g r o n g g o k dan 0 ,5 -1 ,0 gr p olip ep to n u ntuk
I liter m edia. P ro ses p rod uk si d ilak uk an pada suhu 30 C d an pH 4,0.
K em am p uan u n tu k
m cn gh asilkan en zim selu lase diam ati d en g an inen g u k u r an ti v itas FP-asc d an C M C -A sc sctiap
24 jam selam a 7 hari. Kurvu ak tiv itas en zim d ib u a t dan d ip e rg u n ak an u ntuk m elihat wakcu
tercap ainy a ak tiv itas m aksim um T. v irid e u ntuk m cn g hasilkan sclulasc.
P ada tah ap h idrolisis, tep u n g sin g k o n g d en g an kon sen trasi 30% (b/v) d alam H 1S O 4
0.4M d ihid ro lisis m en g g u n ak an o to k la f selam a 10 m cnit pada suhu 121 C dan tekanan
1 atm
(S u sm iati, 2 01 0). H id ro lisat k em u d ian d inctralisasi d en gan cara m e n am b ah k an N H 4O H
10%
hing ga pH m en cap ai 10,0 dan d ibiark an selam a 3 0 m enit. setelah itu d iatu r pH -nya inenjadi
6
5 t0 dengan m en am b ah kan HC1 1 N (A lrik sso n dkk ., 2005). P ada tah a p ak h ir p roses hidro lisis
d ilak u k an pen gu ku ran terh adap total gula dan gula reduksi d a n hidrolisat.
P m ses ferm entasi d ilak san a k an sccara b atch p ad a suhu 30°C selam a % ja m d ala m
erle m m ey er 1 liter d en g an volum e k erja 5 0 0 ml hidrolisat asam sebagai su b strat. S ebelum
p ro ses ferm entasi, su b strat d iatur pH -nya sam p ai 5, k em u d ian k u ltu r T. v iiidc d an S.
cc re v isia e m asin g -m asin g
10% (v/v) d icam p u rk an k cd alam substrat sesuai d en gan perlakuan.
P erlaku an p ertam a (P I), sub strat d itam b ah k an d en g an ku ltu r se cara bertabap , yaitu p a d a 48
ja m pertam a d ilak u kan ferm en tasi h an ya d en gan p en am b ah an k ultur T viridc, kem udian 48
ja m
b erik utn y a d itam b ah k a n lagi k ultur S. eerevisiae,
P erlaku an k edu a (P 2X substrat
d itam b ah kan k u rtu r sccara sim u ltan an ta ra T .v iridc d an S. cc re v isia e m ulai dari aw al sam p ai
akh ir p ro ses ferm entasi. K ultur T. viridc yang d itam b ah k an pada p ro ses ferm en tasi adalah
m edia k ultur yang m en gand un g en^im selulase k asar dan spo ra T. viride hasil prod uk si en zlm
p ad a tahap sebelum n ya. S elam a p ro ses ferm entasi d ilaku kan p en g am atan terh ad ap pc ru bah an
pH dan total gula pad a jam k e-0 .
6. 12, 18, 24, 36, 48, 72 dan % . M asin g -m asin g p ro ses
prod u ksi diulang 3 kali dan pada ak h ir ferm en tasi d ian alisa k ad ar ctanolnya.
K a n c a n g a n P e r c o b a a ii
lln tu k m en getahu i pen garu h lama ferm entasi te rh ad ap b esarn y a ak tiv itas selulase,
m aka d ilak u k an anal is is k crag am an d en gan R ancan g an A cak L cn g kap fak to r tunggal.
F ak to rn ya adalah lam a ferm eniasi dengan tujuh ta ra f p erlak uan yaitu I hart, 2 hari, 3 hari, 4
h arit 5 hari,
6 hari dan 7 hari. M asin g-m asin g p erlak uan d iu lan g 3 kali. A p ab ila p erlak uan
lam a ferm entasi berp en garu h nyata, m aka d ilan ju tk an d en g an Uji D uncan u ntuk m en getahui
ad an ya p erh ed aan an ta r perlakuan.
A n a l i s a D at a
Ubi k ayu sebelum d ip erg u n ak an seb ag ai substrat terlebih d ah u lu d ian aiisis proxim at
(A O A C , 1990), kadar h em isclu lo sa d an sclu lo sa (V an Socst, 1963) dan lignin (A O A C , 1990).
7
A n alisis yang d ilak u k an p ada ta h ap p ro d uk si cn zim selu lase k asar ad alah ak tiv itas F P-ase d an
C M C -ase (M alik d k k., 2 0 1 0 ) serta peru bahan pH selam a p ro ses ferm entasi (p H -m eter). P ad a
hasil h id rolisis d ilak u k an p en g u jian to tal g u la (P h e n o l-H 2S 04 m ethod; D u b o is dkk ., 1956),
g u la red uk si (D N S m etho d; M iller, 1959) dan d iten tu k an nilai d ex tro se eq u iv alen (D E ) yang
m erup akan p ersen tase dari rasio an tara k ad a r g u la red uk si d cn g a n to tal g u la (P arw iy an ti dkk.,
2011) .
D ari tah apan p ro ses ferm en tasi, d ata yang d ip ero leh d ip erg u n a k an u n tuk m enentuk an
efisien si ferm e n tasi, d an ren d em en . E fisiensi ferm en tasi m e ru p ak an p ersen tase k o n sen trasi
etano l hasil p ro d u k si aktu al terh ad ap k o n sen trasi etano l secara teo ritis. K on sen trasi etan ol
aktual ad alah k o n sen trasi eta n o l hasil ferm en tasi. K on sen trasi e ta n o l teo ritis m eru pak an
k o n sen trasi eta n o l yang d ip e ro leh b erd asark an p ersam aan neaksi b erikut: (R u d o lf d kk ., 2005).
S ecara teoritis k o n sen trasi g lu k o sa
1 g/l ak an m en gh asilkan eta n o l d en g an ko nsen trasi
0,51g/L
C 6H i2 0 „ ------- ►
2 C 2H 50 H + 2 C 0 2
Eff. ferm entasi = (K o n se n trasi eta n o l ak tu al / K o n sen trasi etan o l teo ritis) x 100%
R en d em en m erup akan p ersen tase v olum e etan o l yang d ih asilk an d ari p ro se s prod uk si
te rh ad ap b o bo t tep u n g ubi kay u yang d ip erg u n a k an d alam p ro ses p ro du ksi (R od m ui dkk.,
2008).
R en d em en (% v/b) = (V o lu m e etan o l aktual / B ob ot tepu ng ubi k ayu ) x 100%
H A S IL D A N P E M B A H A S A N
k a r a k te r is tik
U bi K ayu
U bi kay u y an g d ip erg u n ak an d alam p en elitian ini adalah ubi kayu v arie tas D arul
H id ay ah yang d ip e ro le h d ari D aerah Su kabu m i, Ja w a B arat. D ari hasil an alisa p ro k sim at
8
d ip ero lc h k ad ar air 8,65 + 0 ,1 0 % , abu 2,55 + 0,1 4 % , lem ak 6 ,5 4 + 0 ,0 2 % , p rotein 1,81 ±
0 ,0 3 % , serat k asar 2 ,69 ± 0,04 % d an p ati 6 2 .5 4 ± 0,0 0 % . D ari fraksi serat k asar sek itar 69,98
% adalah h em iselu lo sa d an 13,44% m erup akan selulosa. P ado no u dkk. (20 0 5) m en y atakan
b ah w a k ad ar lem ak tep u n g ubi kay u sek itar 0 .56 % (bk ). M enurut R ichana dkk. (2 0 04 ), k ad ar
k arb o h id ra t d alam tepu n g ubi kayu adalah 8 2 ,3 0 + 0 ,3 1 % . K and un g an pati yang terd a p at
d alam ubi kayu ini tid ak ja u h b erb ed a d en g an k ad ar p ati yang d ilap o rk an o leh N air dkk.
(2 0 1 1 ) yaitu sek itar 6 0 sam pai
68%. K an d u n g an pati y an g cu k u p tinggi m en u n ju k k an ubi
kayu m em p un y ai p o ten si sebagai su m b er g lu k o sa d alam su b strat ferm entasi.
R u lt iv a s i d a n P r o d u k s i K n z im K a sa i' S c lu la s c
D ari hasil p ro ses k ultiv asi T ric h o d erm a v irid e d ip e ro leh b ah w a p ada aw al ino kulasi
terd a p at rata-rata ju m la h sp o ra 7,1 x 10 7spora/m l. P ad a a k h ir hari ke-1 ju in lah sp o ra
m eng alam i p en u ru n an yang cu k u p sig n ifik an karena sp o ra d id u g a telah niengalam i g erm in asi.
Pada h ari b erik u tn y a m ulai te rb en tu k sp o ra b erw arn a p u tih d en g a n ju m la h rata -rata 1,0 x 10s
sp ora/m l dan ju m la h sp o ra m ak sim u m d en g an rata -rata sp o ra
1.6 x 10'* sp ora/n il terjadi p ada
hari k e- 6. K u rva p ertu m b u h an T. v irid e di sajikan p ada G am b ar 1.
P en en tu an w aktu p ro d u k si en zim m erup akan salah satu fak to r p enting d alam p ro ses
b io sin tesis p ro d u k si selu lase oleh k ap an g (S ib tain dkk., 2 0 0 9 ).D ari hasil an a lisis k eragam an
u ntuk p en en tu an p en g aru h lam a ferm entasi te rh a d ap aktiv itas selulase d ip e ro leh b ah w a lam a
ferm en tasi m em beri p en g aru h nyata terh ad ap b e sam y a ak tiv itas C M C -ase dan F P -ase
(p