BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Etanol disebut juga etil alkohol dengan rumus kimia C2H5OH atau CH3CH2OH dengan titik didihnya 78,4 C. Sementara bioetanol adalah etanol yang diproduksi dari proses fermentasi mikroorganisme, bukan diproduksi dari sumber-sumber petrokimia atau secara kimiawi. Bioetanol berpotensi dijadikan alternatif pemakaian bahan bakar fosil karena memiliki keunggulan antara lain bilangan oktan yang tinggi (bilangan oktan etanol adalah 99 sementara bahan bakar fosil rata rata adalah 88), mengonsumsi bahan bakar 10-20% lebih hemat dibandingkan bahan bakar fosil, residu pembakaran etanol yang lebih ramah lingkungan, dan titik nyala yang lebih tinggi dibanding bahan bakar fosil sehingga lebih aman (Walker, 2010). Namun keunggulan yang paling utama dari bioetanol dibandingkan bahan bakar fosil adalah, bioetanol dapat diproduksi terus menerus dalam waktu yang lebih cepat dibandingkan dengan bahan bakar fosil yang membutuhkan waktu jutaan hingga milyaran tahun. Bioetanol juga dapat diproduksi dari bahan-bahan yang murah dan mudah didapat seperti limbah hasil pertanian dan bahan-bahan berkandungan karbohidrat tinggi lainnya. Selain digunakan sebagai bahan bakar, etanol juga banyak digunakan pada produk-produk makanan dan minuman seperti tape, bir, ciu dan lain-lain. Selain itu etanol yang bersifat antiseptik, umum digunakan untuk tujuan penelitian yang 1
melibatkan mikroorganisme maupun dibidang kesehatan. Etanol juga umum digunakan sebagai pelarut organik yang sering digunakan untuk ekstraksi berbagai senyawa kimia. Dikarenakan banyaknya kegunaan dari etanol, banyak penelitian yang dilakukan untuk memperoleh kondisi yang optimal untuk memproduksi etanol. Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi etanol antara lain suhu, waktu, ph, kondisi media dan jenis mikroorganisme starter. Mikroorganisme yang umumnya digunakan untuk memfermentasikan etanol adalah yeast. Sekalipun dapat juga digunakan bakteri Zymomonas mobilis sebagai starter fermentasi etanol. Setiap strain mikrobia memiliki kemampuan yang berbedabeda dalam memfermentasikan gula menjadi etanol. Sehingga penilitian ini mencari strain yeast yang berpotensi menjadi starter fermentasi etanol. Reaksi fermentasi etanol adalah sebagai berikut C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 Sehingga fermentasi etanol dawali dengan substrat glukosa atau gula-gula sederhana lainnya. Dalam industri pembuatan etanol, bahan baku yang umumnya digunakan adalah molase atau tetes tebu, yaitu hasil samping dalam produksi gula pasir, yang mengandung gula-gula sederhana yang cukup tinggi. Selain itu, dapat digunakan limbah-limbah produk pertanian yang mengandung gula dalam bentuk polimer seperti pati atau selulosa. Namun dibutuhkan proses tambahan yaitu sakarifikasi agar polimer gula dapat dipecah menjadi gula-gula sederhana. Proses sakarifikasi dapat dilakukan dengan hidrolisis asam maupun hidrolisis enzimatik. Namun menurut (Taherzadeh dan Karimi, 2007), masing masing proses 2
sakarifikasi memiliki kelebihan dan kekukarang masing. Penggunaan enzim sebagai proses sakarifikasi memiliki keuntungan antara lain: kondisi sakarifikasi yang tidak terlalu ekstrim (suhu tidak terlalu tinggi dan ph cenderung netral) dan yield gula sederhana yang lebih tinggi. Namun sakarifikasi menggunakan enzim membutuhkan biaya dan waktu yang lebih banyak dibanding penggunaan asam. Yeast merupakan mikroorganisme heterotropik yang habitat alaminya adalah permukaan tanah dan tanaman. Terutama tanaman yang mengandung banyak gula. Namun, yeast juga dapat ditemukan di udara dan kulit binatang. Sel yeast berbentuk bulat sampai oval dengan ukuran lebar 1-5 um dan panjang di antara 5-30 um. Yeast umum digunakan dalam produksi etanol. Yeast merupakan organisme fakultatif anaerob yaitu mampu tumbuh ada maupun tidak ada oksigen disekitarnyaa. Namun untuk memfermentasikan etanol dari gula, yeast harus dalam kondisi anaerob. Yeast telah umum dikenal memproduksi etanol adalah Sacharomyces cereviseae namun berbagai spesies yeast lainnya diketahui juga mampu memproduksi etanol dari berbagai jenis gula. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan yeast dalam memproduksi etanol antara lain ph, suhu, kelengkapan dan kecukupan nutrisi. Konsentrasi gula pada media pertumbuhan yeast juga mempengaruhi metabolisme yeast. Apabila konsentrasi gula tinggi, maka yeast akan menghasilkan lebih banyak etanol. Sementara, apabila konsentrasi gula rendah, maka yeast akan menghasilkan lebih sedikit etanol namun lebih banyak sel. Hal ini disebut Crabtree effect (Bamfort, 2005). Mangga Kweni (Mangifera odorata Griffith) merupakan salah satu anggota genus Mangifera (genus buah mangga). Apabila mangga kweni telah 3
cukup matang, mangga kweni memiliki aroma yang khas dan berbeda dari kelompok buah mangga lainnya. Daging buahnya berserat kasar berwarna kuning (saat matang), lunak dan berair. Sementara kulit buahnya tebal, halus, berlilin serta terdapat bintik-bintik hijau keputihan. Menurut Antarlina dkk. (2003), bagian buah mangga kweni yang dapat dimakan sekitar 44,62 64,47 dan mengandung total gula 11,33%. Kandungan gula yang cukup tinggi merupakan habitat yang cocok untuk yeast tumbuh. Aroma alkoholik yang khas dari buah mangga kweni matang berasal dari senyawa α-terpeniol (Wong dan Ong, 1993), yang merupakan salah satu senyawa kelompok alkohol sama seperti etanol. Sementara menurut Muchtadi dkk. (1994) pada saat penyimpanan buah mangga kweni dapat terjadi fermentasi gula menjadi etanol. Sehingga dapat diperkirakan dapat diperoleh yeast yang mampu memproduksi etanol dengan kadar tinggi. 4
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini merumuskan 1. Spesies yeast apa sajakah yang ada didalam daging buah mangga kweni? 2. Spesies yeast apa sajakah yang ada didalam media aktif fermentasi etanol pada industri fermentasi etanol? 3. Bagaimana kemampuan yeast pada buah mangga kweni dalam memproduksi etanol jika dibandingkan dengan yeast pada media aktif fermentasi etanol di industri fermentasi etanol? 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Memperoleh isolat yeast dari buah mangga kweni yang berpotensi sebagai starter fermentasi bioetanol. 2. Membandingkan kemampuan isolat yeast dari buah mangga kweni dengan isolat yeast dari media aktif fermentasi industri fermentasi etanol yang sudah ada. 5
1.4. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini antara lain 1. Menerapkan teori yang diperoleh dari perkuliahan dalam bentuk aplikasi penelitian dan sebagai bahan skripsi untuk persyarat gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Gadjah Mada bagi penulis. 2. Dapat dijadikan referensi ilmu pengetahuaan menganai isolasi dan seleksi yeast dari buah mangga kweni (Mangifera odorata Griffith) untuk produksi bioetanol. 3. Dapat diterapkan dalam industri fermentasi etanol. 6