Produksi Bioetanol Pati Umbi Talas (Colocasia esculenta (L.) Schott) dengan Variasi Konsentrasi Inokulum dan Waktu Fermentasi Zymomonas mobilis

Yunisha Febriani, Boy Rahardjo Sidharta, Fransiskus Sinung Pranata

Abstract


Bioetanol dapat diproduksi dari hasil fermentasi bahan baku yang mengandung karbohidrat. Umbi talas (Colocasia esculenta (L.) Schott) memiliki karbohidrat yang cukup tinggi yakni 23,7% sehingga dapat dimanfaatkan sebagai penghasil bioetanol. Zymomonas mobilis merupakan mikrobia yang dapat mengubah glukosa menjadi etanol. Penelitian ini bertujuan mengetahui konsentrasi inokulum dan waktu fermentasi yang paling optimal untuk menghasilkan bioetanol dari pati umbi talas. Umbi talas dipotong, dikeringkan dan dihancurkan lalu diayak sampai berbentuk tepung. Tepung talas dihidrolisis dengan larutan HCl (1, 3, dan 5 %) lalu diuji kadar gula reduksinya dengan metode Nelson-Somogyi. Tahap fermentasi dilakukan sesuai rancangan percobaan yakni 0, 2, 4, 6 dan 8 hari serta menggunakan konsentrasi inokulum 0, 5, 10, dan 15 %. Hasil fermentasi berupa etanol diukur konsentrasinya menggunakan kromatografi gas. Kadar gula reduksi menunjukkan kadar gula tertinggi ada pada konsentrasi HCl 5 %. Kadar bioetanol sebesar 0,07 % diperoleh pada waktu fermentasi optimal yaitu hari ke-8 dan konsentrasi inokulum paling optimal sebesar 10 %.

Keywords


Bioetanol, talas, Zymomonas mobilis, konsentrasi inokulum, waktu fermentasi

Full Text:

PDF

References


Agrawal, M., Mao, Z., dan Chen, R. R. 2011. Adaptation yields a highly efficient xylose-fermenting Zymomonas mobilis, Biotechnology and Bioengineering, 108: 777–785.

Albert, Idiawati, N. dan Rudiyansyah. 2015. Pembuatan bioetanol menggunakan Zymomonas mobilis dari limbah tongkol jagung. Jurnal Kimia Khatulistiwa 4(2): 72-75.

Dien, B. S., Cotta, M. A., dan Jeffries, T.W. 2003. Bacteria engineered for fuel ethanol production: current status, Applied Microbiology and Biotechnology, 63(3): 258–266.

Galinina, N., Lasa, Z., Strazdina, I., Rutkis, R., dan Kalnenieks, U. 2012. Effect of ADH II Deficiency on the Intracellular Redox Homeostasis in Zymomonas mobilis. The ScientificWorld Journal, Volume 2012, Article ID 742610, 6 pages, doi:10.1100/2012/742610

Gibbson, W. R. dan Westby, C. A. 1986. Effect of inoculum size on solid-phase fermentation of fodder beets for fuel ethanol production. Journal Applied and Environmental Microbiology 52(1): 960-962.

Gusakov, A. V., Kondratyeva, E. G., dan Sinitsyn, A. P. 2011. Comparison of two methods for assaying reducing sugars in the determination of carbohydrase activities. International Journal of Analytical Chemistry 10(1): 1-4.

Hanum, F., Pohan, N., Rambe, M., Primadony, R. dan Ulyana, M. 2013. Pengaruh massa ragi dan waktu fermentasi terhadap bioetanol dari biji durian. Jurnal Teknik Kimia USU 2(4): 49-54.

Hidayat, R. S. dan Napitupulu, R. M. 2015. Kitab Tumbuhan Obat. Agriflo, Jakarta. Halaman 385.

Indriany, D., Mappiratu dan Nurhaeni. 2013. Pemanfaatan limbah tongkol jagung (Zea mays) untuk produksi bioetanol menggunakan sel ragi amobil secara berulang. Jurnal of Natural Science 2(3): 54-65.

Irawan, D. dan Arifin, Z. 2012. Proses hidrolisis sampah organik menjadi gula dengan katalis asam klorida. Jurnal Teknik Kimia 6(2): 36-40.

Jeffries, T. W. 2005. Ethanol fermentation on the move. Nature Biotechnology 23(1): 40-41.

Kalnenieks, U. 2006. Physiology of Zymomonas mobilis: some unanswered questions, Advances in Microbial Physiology, 51: 73–117.

Kalnenieks, U., Galinina, N., Strazdina, I., et al. 2008. NADH dehydrogenase deficiency results in low respiration rate and improved aerobic growth of Zymomonas mobilis, Microbiology, 154(3): 989–994.

Kong, G. T. 2010. Peran Biomassa Bagi Energi Terbarukan. PT Elex Media Komputindo, Jakarta. Halaman 10-11.

Kusumaningati, M. A., Nurhatika, S. dan Muhibuddin, A. 2013. Pengaruh konsentrasi inokulum bakteri Zymomonas mobilis dan lama fermentasi pada produksi etanol dari sampah sayur dan buah Pasar Wonokromo Surabaya. Jurnal Sains dan Seni Pomits 2(2): 218-223.

Linger, J. G., Adney, W. S., dan Darzins, A. 2010. Heterologous expression and extracellular secretion of cellulolytic enzymes by Zymomonas mobilis, Applied and Environmental Microbiology, 76(19): 6360–6369.

Neldawati, Ratnawulan dan Gusnedi. 2013. Analisis nilai absorbansi dalam penentuan kadar flavonoid untuk berbagai jenis daun tanaman obat. Pillar of Physics 2(1): 76-83.

Nurdjanah, S. dan Elfira, W. 2009. Profil komposisi dan sifat fungsional serat pangan dari ampas ekstraksi pati beberapa jenis umbi. Jurnal Teknologi Industri dan Hasil Pertanian 14(1): 12-23.

Ohimain, E. I. 2016. Methanol contamination in traditionally fermented alcoholic beverages: the microbial dimension. Springer Plus 1(5):1607-1617.

Osvaldo, Z. S., Panca, P. S. dan Faisal, M. 2012. Pengaruh konsentrasi asam dan waktu pada proses hidrolisis dan fermentasi pembuatan bioetanol dari alang-alang. Jurnal Teknik Kimia 2(18): 52-62.

Patrascu, E., Rapeanu, G. dan Hopulele, T. 2009. Current approaches to efficient biotechnological production of ethanol. Innovative Romanian Food Biotechnology 4(1): 1-11.

Popek, E. 2008. Sampling and Analysis of Environmental Chemical Pollutants. Elsevier, New York. Halaman 214.

Rogers, P. L., Jeon, Y. J., Lee, K. J., dan Lawford, H. G. 2007.

Zymomonas mobilis for fuel ethanol and higher value products, Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 108: 263–288.

Sadimo, M. M., Said, I. dan Mustapa, K. 2016. Pembuatan bioetanol dari pati umbi talas (Colocasia esculenta (L.) Schott) melalui hidrolisis asam dan fermentasi. J. Akad. Kim. 5(2): 79-84.

Sandi, Y. A., Rita, W. S. dan Ciawi, Y. 2016. Hidrolisis rumput laut (Glacilaria sp.) menggunakan katalis enzim dan asam untuk pembuatan bioetanol. Jurnal Kimia 10(1): 7-14.

Seo, J. S., Chong, H., Park, H. S., et al. 2005. The genome sequence of the ethanologenic bacterium Zymomonas mobilis ZM4, Nature Biotechnology, 23(1): 63–68.

Sukowati, A., Sutikno dan Rizal, S. 2014. Produksi bioetanol dari kulit pisang melalui hidrolisis asam sulfat. Jurnal Teknologi dan Industri Hasil Pertanian 19(3): 274-288.

Sun, Y. dan Cheng, J. 2002. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresource Technology 83(2): 1-11.

Taherzadeh, M. J. dan Karimi, K. 2007. Enzymatic-based hydrolysis processes for ethanol. BioResources 2(4): 707-738.

Yang, S., Tschaplinski, T. J., Engle, N. L., et al. 2009. Transcriptomic and metabolomic profiling of Zymomonas mobilis during aerobic and anaerobic fermentations, BMC Genomics, 10, article no. 34.

Yang, S., Fei, Q., Zhang, Y., Contreras, L. M., Utturkar, S. M., Brown, S. D., Himmel, M. E. dan Zhang, M. 2016. Zymomonas mobilis as a model system for production of biofuels and biochemicals. Microb. Biotechnol. 9(6): 699-717.




DOI: https://doi.org/10.24002/biota.v5i2.2506

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.