OPTIMASI FERMENTASI HASIL HIDROLISIS AMPAS TEBU MENJADI BIOETANOL MENGGUNAKAN RAGI TAPE

1. OPTIMASI FERMENTASI HASIL HIDROLISIS AMPAS TEBU MENJADI BIOETANOL MENGGUNAKAN RAGI TAPE OLEH CahyaningRini U., EviSusanti Fakultas MatematikadanIlmu Pengetahuan Alam Universitas NegeriMalang

2. LATAR BELAKANG Bioetanol drAMPAS TEBUmelalui thp sakarifikasi&Fermentasi Solusi  BIOETANOL (energialternatifterbarukan) Kebutuhan BBM meningkatkrisis energi  ETANOL Penelitian ini Optimasi fermentasi hasil hidrolisis ampas tebu menjadi bioetanol menggunakan ragi tape Susantiet al. (2011)menggunakan S.cerevisiae dalam fermentasi + Optimalisasi “Potensi ragi tape dlm produksi bioetanol” Suhu raksi Konsentrasi katalis

3. Green Chemistry Produksi Bioetanol (FERMENTASI ALKOHOL) Fermentasi alkohol menggunakan Biakan murni Fermentasi alkohol menggunakan Biakan campuran S.cerevisiae (Susantiet al., 2011) Contohnya Ragi Tape Contohnya  Kelebihan: Kelebihan : Kondisi fermentasi tidak perlu steril, mengurangi resiko bila mikroba lain tidak aktif (Hidayat, 2006), Murah, mudah didapat, feasible Tahan terhadapglukosa tinggi& produk yg dihasilkan lebih murni Kelemahan: Kondisi steril dan biaya mahal

4. POTENSI RAGI TAPE Mikroba dalam ragi tape mampu melakukan fermentasi alkohol FAKTA • Sejak lama ragi tape digunakan dalam fermentasi untuk membuat tape. • Fermentasi bubur ubi jalar putih menjadi bioetanol menggunakan ragi tape menghasilkan rendemen bioetanol 12,35 mL/Kg tepung ubi jalar (Anjarwati, 2009). • Produksi bioetanol dari singkong yang telah dikukus menggunakan ragi tape menghasilkan rendemen 5,33 mL/Kg singkong (Rikana& Adam, 2009)

5. RAGI TAPE Ragi Tape adalah starter untuk membuat tape (Rochintaniawati, 2009) Ragi Tape berbentuk bulatan putih dengan diameter 4-6 cm dan ketebalan 0,5 cm, memiliki tekstur padat dan berbau khas seperti roti. Terdiri dari beberapa campuran mikroba seperti Amylomyces rouxii, Mucor sp., dan Rhizopus sp., Saccharomycopsis fibuligera, Saccharomycopsis malanga, Pichia burtonii, Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, Pediococcus sp. dan Bacillus sp (Barnett et al. 2002).

6. PERANANMIKROBA DALAM RAGI TAPEPADA FERMENTASI Saccharomyces cereviceae, Candida dan Hansenullaberfungsi menguraikan glukosa menjadi etanol (Dwidjoseputro, 2005). Aspergillusberfungsi menguraikan amilum menjadi glukosa. Acetobacterberfungsi menguraikan etanol menjadi asam asetat

7. TUJUAN PENELITIAN Mengetahui jumlah ragi tapedanwaktu optimum fermentasi hasil hidrolisis ampas tebu menjadi bioetanol 1 • Mengetahui rendemen bioetanol yang dihasilkan pada jumlah ragi tape dan waktu optimum 2 • Mengidentifikasi senyawa yang terbentuk dari hasil fermentasi tersebut 3 4

8. FERMENTASI Pengertian • Biokimia aktivitas mikroba untuk memperoleh energi yang diperlukan melalui pemecahan atau katabolisme senyawa-senyawa organik Menurut Tao F. et al (2005) Fermentasi etanol  proses metabolisme pada kondisi anaerob dg bantuan khamir tertentu sehingga dapat mengubah glukosa melalui proses glikolisis menghasilkan asam piruvat, kemudian menjadi etanol.

9. Fermentasi Alkohol • Reduksiasampiruvatmenjadiasetaldehida dan CO2olehenzimpiruvatdekarboksilase. CO2 CH3 – CO – COOH CH3– CHO piruvatdekarboksilase PiruvatAsetaldehida • Reduksiasetaldehidamenjadi etanol olehenzimalkoholdehidrogenasedengankoenzim NADH. NADH + H+ NAD+ CH3 – CHO CH3 – CH2 – OH Alkoholdehidrogenase

10. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FERMENTASI • Jenismikroba • Suhu • Ketersediaan oksigen • Derajatkeasaman (pH) • Lama fermentasi • Konsentrasi glukosa

11. TahapanPenelitian • HidrolisisAmpasTebuMenggunakan Ekstrak Kasar Sistem SelulaseBacillus circulans 1 • Penentuan Waktu dan Jumlah Ragi Tape optimum Fermentasi Hasil Hidrolisis Ampas Tebu 2 3 IdentifikasiBioetanol yang Dihasilkan 6 State University of Malang

12. Isolasi dan Karakterisasi Sistem Selulase Bacillus circulans Biakan murni Bacillus circulans • Diinokulasipada media padat • Diinkubasipadasuhu 37 oC selama 3 hari Biakan hasil peremajaan • Diinokulasi 3 ose ke dalam media cair • Diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam Starter Bacillus circulans • Diinokulasi 2 mL ke dalam 100 mL media Berg pH 9 • Diinkubasi pada suhu 37 oC selama 5 hari • Disentrifugasi 3000rpm selama 20 menit Ekstrak kasar Selulase Bacillus circulans Aktivitas Avicelase dan CMC-ase State University of Malang

13. Perlakuan awal ampas tebu 100 g Ampas Tebu • - Dicuci • Diautoklaf suhu 121°C selama 90 menit • Didinginkan • - Dicampur dengan 255mL H2SO4 encer • Ditutup dalam wadah plastik • - Dibiarkan 48 jam Ampas tebu siap hidrolisis State University of Malang

14. Hidrolisis Ampas Tebu menggunakan ekstrak kasar selulase Bacillus circulans 10 g Ampas tebu • -Ditambah 50 mL ekstrak kasar enzim selulase dari B.circulans • - Diencerkan dengan buffer fosfat pH 5 hingga 500 mL • - Diinkubasi pada suhu 45º C selama 12 jam disertai pengadukan Campuran Glukosa Kadar Glukosa • - Disaring • Ditentukan kadar glukosa • menggunakan samogy-nelson

15. Optimasi Kondisi Fermentasi dan Identifikasi bioetanol Filtrat Hasil Hidrolisis • ditambahragi tapedenganvariasi: • 2, 5, 10, 15dan 20% (b/v) dalam toples • - masing-masing diinkubasi pada suhu 37oC denganvariasi lama fermentasi : • 12 jam, 1, 2, 3,4dan5 hari Hasil Fermentasi • disaring • didestilasi selama 24 jam Destilat Rendemen dan Identifikasi • diukur volume dan kadar • - diuji CAN, FeCl3, Lucas, nyala dan GC-MS

16. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 1 • Kondisi Optimum Produksi Bioetanol dari Ampas tebu menggunakan Ragi Tape 2 • Rendemen Bioetanol yang Dihasilkan 3 • Identifikasi Etanol Dalam Hasil Fermentasi State University of Malang

17. Grafik Optimasi Kondisi OptimumFermentasi • Peningkatan rendemen bioetanol pada konsentrasi ragi tape tinggi (10%, 15%,20%) mempunyai profil berbeda dengan konsentrasi ragi tape rendah (2% dan 5%). • Rendemen bioetanol yang dihasilkan setelah mencapai rendemen tertinggi mengalami penurunan.

18. Rendemen Bioetanol Optimum yang dihasilkan Rendemen hasil penelitian sebesar 175 mL/Kg >Susantiet al.(2011) sebesar 160 mL/Kg

19. Efisiensi penggunaan ragi tape dengan S.cereviceae untuk 500 mL fermentasi hasil hidrolisis ampas tebu menjadi bioetanol, masing-masing pada kondisi optimum State University of Malang

20. Identifikasi Bioetanol

21. IDENTIFIKASI HASIL GC-MS

22. Pola Fragmentasi bioetanol hasil fermentasi

23. KESIMPULAN • 1. Banyaknya ragi tape optimum fermentasihasil hidrolisis ampas tebumenjadibioetanol adalah 10%(b/v) dengan waktufermentasiselama1 hari. • 2. Rendemen bioetanol yang dihasilkan pada banyaknya ragi tape denganwaktu fermentasi optimum sebesar 175 mL/Kg. Hasil tersebut lebih baik dari fermentasi menggunakan Saccharomyces cerevisiaeyang besarnya 160 mL/Kg yang dilakukanSusantiet al.(2011). • 3. Uji kualitatif (CAN, FeCl3 serta Lucas) dan GC-MS menunjukkan hasil fermentasi pada kondisi optimum mengandung senyawa tunggal, berupa etanol.

24. Terimakasih

25. TAHAPAN PENELITIAN SECARA KESELURUHAN AMPAS TEBU (100 gram) • Diautoklaf 121 º C, 90 menit • Dibiarkan kering • Direndam dng H2SO4 0,01 M selama 2 hari • Dicuci dengan aquades panas Starter Bacillus circulans • Diinokulasi ke media berg • Diinkubasi selama 5 hari suhu 37 º C • Diendapkan dengan sentrifugasi “ “HYDROLIZABLE” AMPAS TEBU (10 gram) Ekstrakkasarselulase • Ditambah 50 mL ekstrak kasar enzim selulase dari B.circulans • Diencerkan dengan buffer fosfat pH 5 hingga 500 mL • Diinkubasi pada suhu 45º C selama 12 jam disertai pengadukan KADAR GLUKOSA CAMPURAN GLUKOSA Diuji kadar glukosa dengan samogy-nelson • Ditambah ragi tapedengan variasi penambahan (2,5,10,15, 20% (b/v)) • Diinkubasi pada suhu 37 º C dengan variasi waktu (1/2, 1, 2, 3, 4, 5 hari) • Didestilasi dengan suhu 75-78 º C DESTILAT • Diukur volume dan kadar destilat • Diuji kualitatif (CAN, FeCl3, Lucas serta nyala) dan GC-MS RENDEMEN DAN IDENTIFIKASI BIOETANOL

26. Perbandingan Data AktivitasSistemSelulaseHasil Isolasi Penelitian dengan Susanti (2011)