UJI KUALITATIF ETANOL YANG DIPRODUKSI SECARA ENZAMATIS MENGGUNAKAN Z. MOBILIS PERMEABEL

Transkripsi

1 UJI KUALITATIF ETANOL YANG DIPRODUKSI SECARA ENZAMATIS MENGGUNAKAN Z. MOBILIS PERMEABEL Dian Pinata NRP DOSEN PEMBIMBING Drs. Refdinal Nawfa, M.S

2 LATAR BELAKANG Krisis Energi Sumber Energi Alternatif Etanol Permeabilisasi Zymomonas mobilis Optimasi Suhu dan ph

3 Permasalahan Pada penelitian produksi etanol secara enzimatis menggunakan Z. Mobilis permeabel belum dilakukan optimasi temperatur dan ph untuk memperoleh produksi etanol yang optimum, sehingga perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh temperatur dan ph terhadap produksi etanol secara enzimatis. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur dan ph terhadap produksi etanol secara enzimatis dengan menggunakan Z.mobilis permeabel.

4 METODOLOGI Z. Mobilis Stock -diregenerasikan pada nutrien agar Z. mobilis hasil regenerasi -diinokulasikan ke dalam media kompleks -di shaker selama 24 jam Starter -diinokulasikan ke dalam media kompleks -di shaker selama 26 jam -diambil sampelnya setiap 2 jam -ditentukan kurva pertumbuhannya Kurva Pertumbuhan Z. mobilis

5 Z. mobilis hasil regenerasi -diinokulasikan ke dalam media kompleks Z. mobilis pada media kompleks Hasil fermentasi -difermentasikan selama 22 jam -disentrifuge pada 3000 rpm selama 15 menit Biomassa -dipermeabilisasi dengan rasio etanol:toluen = 1:4 dan kadar glukosa 10% Sel Terpermeabilisasi Supernatan -ditentukan yield etanol dari sel bebas Z.mobilis Yield etanol Sel Bebas Z. mobilis

6 0,1 gr Sel Terpermeabilisasi -diinkubasi selama 15 menit dalam campuran 15 mm MgCl 2, 2 mm ATPNa 2, 1 mm NAD, 10 % glukosa -dilakukan variasi suhu pada 25, 30, 35, 40 dan 45 C -disentrifuge dan diambil supernatannya Supernatan -dilakukan variasi ph pada ph 5,5; 6, 6,5; 7; 7,5; dan 8 -disentrifuge dan diambil supernatannya Supernatan -ditentukan kadar etanolnya -ditentukan kadar etanolnya Kadar etanol Kadar etanol

7 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kurva Pertumbuhan Z. mobilis Waktu pemanenan 22 jam

8 Gambar 4.2 Grafik Kadar Etanol dan Sisa Gula Reduksi Sel Bebas Z.mobilis Grafik menunjukan bahwa pada jam ke 22, kadar etanol yang diperoleh adalah maksimum yaitu sebesar 5,28%v/v.

9 PERMEABILISASI SEL Z. MOBILIS Proses mengubah permeabilitas membran dari semipermeabel permeabel. Bahan yang digunakan: Etanol:Toluen EDTA SDS

10 PENENTUAN KADAR ETANOL SECARA KOLORIMETRI Merupakan metode yang lebih sederhana, murah dan membutuhkan energi yang lebih rendah untuk mendapatkan etanol murni. Etanol pada penelitian ini dihitung kadarnya dengan menggunakan K 2 CrO 4. Prinsip yang digunakan adalah reaksi redoks antara etanol dengan kalium dikromat dalam suasana asam. Reaksi yang terjadi adalah:

11 Metode ini merupakan modifikasi dari metode cawan Conway Gambar 2.19 Diagram Cawan Conway

12 Gambar 4.4. Kurva Standar Alkohol

13 PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PEMBENTUK ETANOL Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Suhu dan Kadar Etanol Pada Sel Amobil Zymomonas mobilis Dengan Variasi Suhu Grafik 3.Yield Etanol Hasil Fermentasi Pada Sel Amobil Zymomonas mobilis Dengan Variasi Suhu Temperatur optimum pada 30 C yang menghasilkan etanol sebesar 5,73 % v/v dengan yield etanol sebesar 97,06%

14 PENGARUH PH SUBSTRAT TERHADAP AKTIVITAS ENZIM PEMBENTUK ETANOL Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara ph dan Kadar Etanol Grafik 4. Yield Etanol Hasil Fermentasi Pada Sel Amobil Zymomonas mobilis Dengan Variasi ph ph optimum pada ph 7 yang menghasilkan etanol sebesar 5,91 % v/v dengan yield etanol sebesar 99,64%.

15 KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh berdasarkan penelitian yang telah dilakukan adalah: Temperatur optimum pada produksi etanol secara enzimatis menggunakan Zymomonas mobilis permeabel adalah 30 C, yang menghasilkan etanol sebesar 5,73 % v/v dengan yield etanol sebesar 97,06% dan ph optimumnya pada ph 7, yang menghasilkan etanol sebesar 5,91 % v/v dengan yield etanol sebesar 99,64%.

16

17 METODOLOGI 1. Pembuatan Media Padat 1 gram NA Larutan NA Media Padat -dilarutkan dalam 50 ml aquades -dimasukan ke dalam 10 tabung reaksi -dimiringkan tabung reaksi -disimpan selama 1 hari

18 2. Pembuatan media cair 50 gram Glukosa -dilarutkan dalam 600 ml aquades -diautoclave 5 gram Yeast -ditambah 0,5 gram KH2PO4 -ditambah 0,5 gram NH4SO4 -ditambah 0,25 gram MgSO4 -dilarutkan dalam 400 ml aquades -diautoclave -dicampur Media Cair

19 3. Pembuatan Kurva Pertumbuhan Bakteri Z. mobilis Starter -Diambil sebanyak 1 jarum oase -Dimasukan ke dalam 50 ml media cair -Diinkubasi selama 26 jam pada suhu 30 C -dipindahkan ke dalam 100 ml media cair -Diinkubasi selama 26 jam pada suhu 30 C -diambil sampelnya setiap 2 jam -dibuat kurva pertumbuhan Kurva Pertumbuhan -ditentukan kadar etanolnya Kadar Etanol

20 4. Produksi Biomassa Z. mobilis Starter -Diambil sebanyak 1 jarum oase -Dimasukan ke dalam 50 ml media cair -Diinkubasi selama 22 jam pada suhu 30 C -dipindahkan ke dalam 500 ml media cair -diinkubasi selama 22 jam pada suhu 30 C -disentrifuge selama 15 menit Biomassa Biomassa kering -dikeringkan dengan frezee dryer -ditimbang beratnya Supernatan

21 5. Permeabilisasi Sel 0,1 gram Biomassa kering -ditambahkan 2 mm EDTA -diinkubasi selama 5 menit pada suhu 30 C -ditambahkan campuran 0,075% SDS -ditambahkan etanol : toluen dengan variasi perbandingan konsentrasi 1:4 -diinkubasi selama 15 menit pada suhu 30 C -disentrifuge selama 15 menit Sel Terpermeabilisasi Supernatan

22 6. Pengaruh Temperatur Lingkungan Terhadap Aktivitas Enzim Pembentuk Etanol Sel Terpermeabilisasi -diinkubasi dalam 10 ml larutan campuran 15 mm MgCl 2, 2 mm ATPNa 2, 1 mm NAD, 10% glukosa -dilakukan variasi suhu ; 25 C, 30 C, 35 C, 40 C, dan 45 C -diinkubasi selama 15 menit -disentrifuge pada kecepatan 3000 rpm Sel Terpermeabilisasi Supernatan -dihitung sisa gula reduksinya -dihitung kadar etanolnya Pengaruh Temperatur

23 7. Pengaruh ph Terhadap Aktivitas Enzim Pembentuk Etanol Sel Terpermeabilisasi -diinkubasi dalam 10 ml larutan campuran 15 mm MgCl 2, 2 mm ATPNa 2, 1 mm NAD, 10% glukosa -dilakukan variasi ph 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; dan 8 -diinkubasi selama 15 menit -disentrifuge pada kecepatan 3000 rpm Sel Terpermeabilisasi Supernatan -dihitung sisa gula reduksinya -dihitung kadar etanolnya Pengaruh Temperatur

24 8. Pemisahan Etanol Supernatan -diambil 5 ml -dimasukan ke dalam tabung reaksi -ditambahkan 5 ml kloroform -dikocok-kocok selama 15 menit -disentrifuge selama 15 menit Fase aquos Fase Organik (Etanol dalam kloroform)

25 9. Penentuan Kadar Etanol 3 ml Etanol -ditambah 3 ml kalium bikromat -ditambah 1 tetes tween -dikocok-kocok selama 10 menit -disentrifuge selama 10 menit Fase organik Fase Organik -diukur absorbansinya pada 580 nm Kadar Etanol

26 10. Penentuan Sisa Gula Reduksi 3 ml Supernatan Sisa gula Reduksi -di masukan dalam tabung reaksi -ditambahkan dengan 3 ml reagen DNS -dipanaskan selama 10 menit dalam keadaan tabung tertutup rapat oleh alumunium foil -ditambahkan 1 tetes garam Rochelle -diambil 1 ml larutan -diencerkan menjadi 10 ml. Selanjutnya diukur absorbansinya pada 530 nm