1

A. JUDUL: OPTIMALISASI JENIS MIKROBA YANG BERPOTENSI MEMBUAT

BIOETANOL DARI UBI JALAR PUTIH ( Ipomea batatas L )

B. LATAR BELAKANG MASALAH

. Bahan bakar minyak (BBM) merupakan kebutuhan vital bagi manusia.

Sebagian besar atau bahkan hampir semua teknologi yang digunakan menggunakan

bahan bakar minyak sebagai sumber energi. BBM yang kita gunakan saat ini semakin

langka. Hal ini disebabkan karena kuantitas minyak bumi pada lapisan bumi terus

menipis akibat dari eksploitasi terus-menerus. Kelangkaan tersebut menyebabkan

harganya tidak stabil bahkan konsumsi bensin di Indonesia pada tahun 2005 mencapai

16 juta KiloLiter. Fraksi premium yang dihasilkan oleh unit pengolahan minyak bumi

di Indonesia tidak cukup memenuhi kebutuhan premium Indonesia. Untuk

menanggulangi defisit premium, Indonesia mengimpor kebutuhan premium dari pasar

internasional. Kebutuhan premium Indonesia pada tahun 2008 diprediksikan sebesar

19,6 juta Kilo Liter.

Salah satu sumber energi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi alternatif

adalah etanol. Bioetanol dapat dimanfaatkan sebagai agen untuk meningkatkan angka

oktan pada bensin karena angka oktan etanol cukup tinggi (135) sedangkan angka

oktan premium yang dijual sebagai bahan bakar adalah 98. Makin tinggi bilangan

oktan, bahan bakar makin tahan untuk tidak terbakar sendiri sehingga menghasilkan

kestabilan proses pembakaran untuk memperoleh daya yang lebih stabil. Proses

pembakaran dengan daya yang lebih sempurna akan mengurangi emisi gas karbon

monoksida. Campuran bioetanol 3% saja, mampu menurunkan emisi

karbonmonoksida menjadi hanya 1,35%.

Selain itu, penggunaan etanol sebagai bahan bakar mempunyai beberapa

keunggulan dibanding dengan BBM, yaitu : a) Kandungan oksigen yang tinggi

mencapai 35% sehingga jika dibakar sangat bersih, b) Ramah lingkungan karena

emisi gas karbon-mono-oksida lebih rendah yakni sekitar 19-25% dibanding BBM

sehingga tidak memberikan kontribusi pada akumulasi karbon dioksida di atmosfer

2

dan bersifat terbarukan, sedangkan BBM akan habis karena bahan bakunya fosil, c)

Sumber daya dapat diperbaharui (renewable resources).

Banyak sumber daya alam yang dapat digunakan yang berpotensi sebagai

bahan bakar alternatif dari bioetanol, salah satunya adalah ubi jalar. Dalam bahasa

latin, ubi jalar dikenal dengan nama Ipomea batatas L. Tanaman ini tersebar dan

tumbuh subur di seluruh penjuru tanah air, terutama di daerah dataran tinggi. Bagian

tanaman ubi jalar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif  adalah

umbinya karena banyak mengandung pati atau karbohidrat yaitu mencapai 87,78%.

Kadar pati dalam ubi jalar putih dapat dikatakan sama besarnya dengan kadar pati

yang ada dalam ubi kayu, sehingga ubi jalar putih dapat juga digunakan  sebagai

sumber bioetanol seperti halnya ubi kayu yang telah lebih dulu diteliti pada PKM

sebelumnya. Produktivitas ubi jalar cukup tinggi dibandingkan dengan sumber bahan

baku etanol yang lain. Ubi jalar dengan masa panen 4 bulan dapat berproduksi lebih

dari 30 ton/Ha, tergantung dari bibit, sifat tanah dan pemeliharaannya. Meskipun saat

ini rata-rata produktivitas ubi jalar nasional baru mencapai 12 ton/Ha, tetapi ini masih

lebih besar dibandingkan dengan produktivitas gabah (+/-4.5 ton/Ha) atau ubi kayu

(+/-8 ton/Ha), padahal masa panen lebih lama dari masa panen ubi jalar.

Pada dasarnya, ubi jalar memiliki bebarapa varietas. Varietas tersebut antara

lain ubi jalar putih, ubi jalar kuning, ubi jalar ungu, dan ubi jalar merah. Ada beberapa

hal yang menjadi dasar pemikiran penggunaan ubi jalar putih. Hal pertama adalah jika

menggunakan ubi jalar kuning, merah, atau ungu, maka diperlukan suatu proses untuk

memisahkan pigmen-pigmen warna pada ubi jalar tersebut sehingga tidak efisien. Ubi

jalar putih lebih mudah ditemukan di mana-mana dibandingkan dengan ubi jalar

lainnya meskipun harganya sama.

Dalam hal ini peneliti meneruskan penelitian yang sudah pernah dilakukan

oleh Nurul Izzati dari Universitas Negeri Malang (UM) yang berjudul “OPTIMASI

PEMBUATAN BIOETANOL DARI UBI JALAR PUTIH (Ipomea batatas L)

SEBAGAI SUMBER ALTERNATIF BAHAN BAKAR YANG TERBARUKAN”.

Penelitian tersebut belum mengungkapkan apakah hal yang sama dapat dilakukan

oleh mikroba lain. Kerena itu, perlu dijajahi berbagai mikroorganisme yang

berpotensi dalam proses hidrolisis (mengubah karbohidrat atau pati menjadi glukosa ).

3

Beberapa mikroba yang diduga berpotensi adalah jamur Trichoderma reesei dan

Aspergillus niger. Trichoderma reesei memiliki kemampuan mensekresikan sejumlah

besar enzim selulolitik, seperti selulase dan hemiselulase.

Komponen utama dari sistem selulase Trichoderma reesei adalah kedua jenis

enzim selobiohidrolasenya, yaitu CBHI dan CBHII, yang berjumlah total 80% dari

total protein selulase yang dihasilkan. Aspergillus niger dapat tumbuh optimum pada

suhu 35-37 °C, dengan suhu minimum 6-8 °C, dan suhu maksimum 45-47 °C. Selain

itu, dalam proses pertumbuhannya fungi ini memerlukan oksigen yang cukup

(aerobik). Dan pada proses fermentasi (mengubah glukosa menjadi etanol) digunakan

Zymomonas mobilis. Keuntungan Zymomonas mobilis daripada S. cerevisia yakni:

asupan gula dan hasil etanol lebih tinggi, produksi biomas yang lebih rendah, lebih

tinggi toleransi terhadap etanol, dan tidak memerlukan tambahan kontrol oksigen

selama fermentasi

Selain itu, bakteri Zymomonas mobilis diduga juga sebagai mikroorganisme

paling ideal penghasil etanol karena memproduksi etanol terbanyak, toleran terhadap

etanol konsentrasi tinggi dan pH rendah. Zymomonas mobilis merupakan bakteri

anaerob fakultatif yang memanfaatkan glukosa, sukrosa dan fruktosa untuk

menghasilkan etanol dengan jalur metabolisme Enter - deudoroff Pathway.

Beberapa uraian diatas, perlu dilakukan penelitian penjajakan jenis mikroba

yang berpotensi digunakan membuat bioetanol secara bioteknologi serta menentukan

kondisi fermentasinya, sebagai program.

C. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan masalah diatas dirumuskan masalah sebagai berikut:

1. Mikroba jenis apakah yang lebih potensial mengubah pati alami menjadi gula

dalam proses pembuatan bioetanol dari ubi jalar?

2. Bagaimana kondisi hidrolisis optimum untuk mengubah pati dalam ubi jalar

putih menjadi glukosa dengan dua jenis Mikrooganisme?

3. Bagaimana kondisi fermentasi optimun (meliputi : pH dan lama fermentasi)

untuk menghasilkan bioetanol dari ubi jalar putih?

4

D. TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mencari jenis/galur mikroba yang lebih potensial digunakan untuk

membuat bioetanol dari ubi jalar

2. Untuk mengetahui kondisi hidrolisis optimum untuk mengubah pati dalam ubi

jalar putih menjadi glukosa dengan dua jenis mikroorganisme.

3. Untuk mengetahui  kondisi fermentasi optimum (meliputi : pH dan lama

fermentasi) untuk menghasilkan bioetanol dari ubi jalar putih.

E. LUARAN YANG DIHARAPAKAN

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

1. Dari penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan bioetanol optimum dari

Zymomonas mobilis setelah melalui tahapan penentuan hidrolisis dan fermentasi

dalam keadaan optimal.

F. KEGUNAAN PROGRAM

Kegunaan dari program ini adalah:

1. Etanol yang dihasilkan lebih banyak sehingga dapat ditambahkan pada bensin

untuk menaikkan angka oktan pada bensin tersebut.

2. Bensin yang telah ditambah dengan bioetanol, hasil pembakarannya akan ramah

lingkungan sehingga dapat megurangi emisi gas rumah kaca.

3. Dapat menghemat penggunaan bensin.

4. Bagi penulis, dapat mengetahui perbedaan rendemen alkohol dari berbagai

mikroorganisme sehingga dapat menguntungkan dalam pembuatan bioetanol

5. Bagi masyarakat, informasi mengenai pembuatan bioetanol dari ubi jalar sehingga

membuka wawasan dan peluang bisnis sebagai industri menengah. Selain itu,

dapat mengetahui prospek penggunaan ubi jalar putih dalam pembuatan etanol.

6. Bagi negara dapat menyediakan kebutuhan bahan bakar bagi masyarakat dan

membantu mengurangi polusi yang berdampak pada Pemanasan Global

5

7. Bagi perusahaan tertentu dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif yang

memiliki prospek yang baik dan murah.

8. Bagi pihak lain yang berkepentingan, dapat dijadikan sebagai kajian lebih lanjut

untuk penelitian selanjutnya.

G. TINJAUAN PUSTAKA

Penggunaan bioetanol pada kendaraan biasanya menggunakan 2 jenis etanol

yaitu etanol 10 (E10) yang merupakan campuran antara 10% bioetanol dan 90%

bahan bakar bensin.Jenis ini  dapat digunakan hampir di seluruh kendaraan keluaran

terbaru. Bioetanol 85 (E85) yang merupakan campuran 85% etanol dan 15% bahan

bakar bensin. Campuran ini sering disebut gasohol. Produksi bioetanol dari tanaman

dan penggunaannya pada mesin mobil akan menciptakan keseimbangan siklus

karbondioksida, yang berarti akan mengurangi laju pemanasan global. Pembakaran

bensin yang lebih sempurna ketika dicampur bioetanol 10 % saja akan memperbaiki 

kualitas udara di kota-kota padat lalu lintas. Hasil pembakaran dari bioetanol berupa

CO2 dan H2O. Penambahan bahan yang mengandung oksigen pada sistem bahan

bakar akan mengurangi emisi gas CO yang sangat beracun dari sisa pembakaran.

Pada dasarnya, ada dua tahap dalam pembuatan bioetanol. Tahap pertama

adalah proses hidrolisis, dan kedua adalah fermentasi ubi jalar. Tahap hidrolisis

memvariasikan jenis mikroorganisme dan waktu. Dengan demikian, akan didapatkan

hasil yang optimal. Sebelum proses hidrolisis ubi jalar putih dikupas dan dipotong

kecil-kecil. Setelah itu, ditumbuk dan ditambah air sehingga berupa bubur kental. Jika

bubur telah dingin, maka dalam satu wadah ditambahkan biakan Trichoderma reesei

dan wadah yang lain ditambahkan biakan Aspergillus niger dan dibiarkan selama

waktu tertentu. Dan tahap kedua adalah fermentasi dengan menggunakan Zymomonas

mobilis dengan memvariasikan pH dan lama fermentasi.

Trichoderma reesei

Trichoderma reesei adalah jamur mesofilik yang termasuk dalam jenis jamur

berbentuk filamen. T. reesei memiliki kemampuan mensekresikan sejumlah besar

enzim selulolitik, seperti selulase dan hemiselulase. Komponen utama dari sistem

6

selulase T. reesei adalah kedua jenis enzim selobiohidrolasenya, yaitu CBHI dan

CBHII, yang berjumlah total 80% dari total protein selulase yang dihasilkan.

Aplikasi selulase sangat terpakai di dunia industri, dimana enzim ini dapat

mengkonversi materi biomassa suatu tumbuhan seperti selulosa menjadi bioproduk

yang berguna seperti gula (glukosa) dan bioethanol. Bersama Aspergillus sp. dan

Penicillium janthinelum, Trichoderma reesei diteliti sebagai sumber potensial bagi

enzim β-glukosidase.

Adapun Taksonomi dari Trichoderma reesei

Gambar 1. Struktur Morfologi Jamur Trichoderma reesei

Kingdom : Fungi

Division : Ascomycota

Subdivision : Pezizomycotina

Class : Sordariomycetes

Order : Hypocreales

Family : Hypocreaceae

Genus : Trichoderma

Species : T. reesei

Binomial name : Trichoderma reesei

7

Aspergillus niger

Aspergillus niger  merupakan salah satu spesies yang paling umum dan mudah

diidentifikasi dari genus Aspergillus, famili Moniliaceae, ordo Monoliales dan kelas

Fungi imperfecti. Aspergillus niger dapat tumbuh dengan cepat, diantaranya

digunakan secara komersial dalam produksi asam sitrat, asam glukonat, dan

pembuatan beberapa enzim seperti amilase, pektinase, amiloglukosidase dan

sellulase.  Aspergillus niger dapat tumbuh pada suhu 35ºC-37ºC (optimum), 6ºC-8ºC

(minimum), 45ºC-47ºC (maksimum). Aspergillus niger memiliki  bulu dasar berwarna

putih atau kuning dengan lapisan konidiospora tebal berwarna coklat gelap sampai 

hitam. Kepala konidia berwarna hitam, bulat, cenderung memisah menjadi bagian-

bagian yang lebih longgar dengan bertambahnya umur. Konidiospora memiliki

dinding yang halus, hialin namun berwarna coklat.

Pertumbuhan Aspergillus niger berhubungan langsung dengan zat makanan

yang terdapat dalam substrat. Molekul sederhana yang terdapat disekeliling hifa dapat

langsung diserap sedangkan molekul yang lebih kompleks harus dipecah dahulu

sebelum diserap ke dalam sel, dengan menghasilkan beberapa enzim ekstra seluler.

Bahan organik dari substrat digunakan oleh Aspergillus niger  untuk aktivitas

transport molekul, pemeliharaan struktur sel, dan mobilitas sel

Etanol memiliki beberapa sifat fisika. berupa cairan yang tidak berwarna dan

dapat larut dalam air dengan segala perbandingan. Dari pernyataan ini, dapat

disimpulkan bahwa etanol yang hanya memiliki 2 atom C merupakan cairan yang

tidak berwarna dan dapat larut dalam air. Pada umumnya, senyawa organik yang

merupakan senyawa kovalen mempunyai titik didih rendah, sehingga mudah

didihkan. Dengan demikian, diduga bahwa etanol memiliki titik didih rendah. Jika

etanol yang terbentuk dimasukkan sedikit ke dalam sebuah wadah kemudian dibakar

maka akan menyala. Hal ini menandakan bahwa alkohol yang terbentuk adalah

etanol.

8

Secara kimia, jika bioetanol diuji dengan serf amonium nitrat (NH4)2Ce(NO3)6

akan terjadi perubahan warna dari tidak berwarna menjadi merah atau coklat. Dari uji

ini, alkohol yang dihasilkan ada 3 macam yaitu dilihat dari pembentukan larutan

berawan atau pemisahan larutan menjadi 2 lapisan. Alkohol tersier bereaksi dalam

waktu 1 menit. Alkohol sekunder bereaksi setelah 5 menit. Sedangkan alkohol primer

tidak bereaksi. Alkohol yang tidak bereaksi ditandai dengan larutan tetap jernih dan

tidak terpisah setelah 1 jam. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa fermentasi ubi

jalar dapat menghasilkan alkohol.

Adapun Taksonomi dari  Aspergillus niger

Gambar 2. Pertumbuhan Aspergillus niger dalam media agar

Kingdom : Fungi

Division : Ascomycota

Subdivision : Pezizomycotina

Class : Eurotiomycetes

Order : Eurotiales

Family : Trichocomaceae

Genus : Aspergillus

Species : A. niger

Binomial name : Aspergillus niger

9

Zymomonas mobilis

Bakteri Z. mobilis merupakan bakteri gram negatif yang dapat ditemukan pada

tumbuh-tumbuhan yang kaya gula. Pada umumnya mempunyai panjang 2-6 μm dan

lebar 1-1.4 μm. Z. mobilis merupakan bakteri anaerob fakultatif, yang mampu

memanfaatkan sukrosa glukosa dan fruktosa sebagai sumber energinya, mempunyai

laju pertumbuhan yang tinggi dan tahan terhadap konsentrasi etanol sekitar 14%.

Berdasarkan P, Z. mobilis adalah kandidat mikroorganisme terbaik untuk industri

alkohol

Pemakaian bakteri Z. mobilis untuk industri pembuatan etanol mempunyai

beberapa keuntungan antara lain: kemampuan untuk tumbuh secara anaerob, hasil

produksi lebih tinggi dan kemampuan fermentasi lebih spesifik dibandingkan dengan

yeast. Bakteri ini menguraikan glukosa melalui alur 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat

dan memecah piruvat dengan enzim piruvat dekarboksilase menjadi asetaldehida dan

CO2. Asetaldehida kemudian direduksi menjadi etanol. Etanol, CO2, dan sejumlah

kecil asam laktat.

Mikroorganisme yang digunakan dalam penelitian ini adalah Z. mobilis

termutasi. Mutasi dilakukan untuk mendapatkan strain Z. mobilis yang memiliki

karakter tahan pada kondisi asam. Mutasi menggunakan hydroxylamine (NH2OH)

menghasilkan Z. mobilis A3 yang mempunyai morfologi lebih besar dengan gerakan

yang lebih sedikit dibandingkan dengan Z. mobilis awal. pH optimum untuk

fermentasi Z. mobilis A3 adalah pH 4,5

Klasifikasi dari Zymomonas mobilis

10

Gambar 3. Morfologi dari Zymomonas mobilis

Kingdom : Bacteria

Phylum : Proteobacteria

Class : Alpha Proteobacteria

Order : Sphingomonadales

Family : Sphingomonadaceae

Genus : Zymomonas

Species : Z. mobilis

Binomial name :Zymomonas mobilis

H. METODE PENELITIAN

1. Variabel Penelitian

Variabel-variabel penelitian pada percobaan, tahap hidrolisis yaitu: (1)

variabel terikat adalah jumlah glukosa dan alkohol yang dihasilkan, (2) variabel

kontrol adalah kondisi fermentasi, dan (3) variabel bebas adalah jumlah

Trichoderma reesei,  jumlah Aspergillus niger, dan jumlah Zymomonas mobilis,

jumlah ubi jalar.

2. Obyek Penelitian

11

Obyek penelitian adalah ubi jalar putih  yang diperoleh dari Desa

Berastagi, Kabupaten Karo. Medan-Sumatera Utara

3. Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan suatu penelitian yang bersifat eksperimental

laboratorium dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Universitas Negeri Medan

Jl. William Iskandar, Pasar V Medan Estate Sumatera Utara. Sedangkan waktu

penelitian direncanakan selama 3 bulan.

Tahapan penelitian, yaitu: (1) pembuatan kurva pertumbuhan mikroba

yang digunakan, (2) preparasi ubi jalar, (3) penentuan kondisi hidrolisis optimum

meliputi jumlah biakan mikroorganisme (Aspergillus niger dan Trichoderma

reesei) dan waktu hidrolisis, (4) penentuan kondisi fermentasi optimum meliputi

jumlah biakan Zymomonas mobilis, pH dan lama fermentasi. Kondisi hidrolisis

optimum ditentukan berdasarkan jumlah glukosa yang dihasilkan. Penentuan

glukosa mengunakan metode Somogy-Nelson. Pengukuran kadar alkohol untuk

menentukan rendemen bioetanol  mengunakan alat alkoholmeter.

4. Instrumen Pelaksanaan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari:

(1) Peralatan gelas seperti gelas piala 50, 100, 1000 dan 2000

mL; erlenmeyer 250 mL; gelas ukur 5, 10, dan 25 mL; gelas

alroji, corong kaca, pengaduk, tabung reaksi, alkohol meter, botol

dan pipet tetes, (2) Alat penunjang lain seperti 1 set alat

destilasi, kertas saring ukuran 1 mikron, lumpang dan alu,

timbangan, sumbat karet atau gabus, kapas, aluminium foil,

enkas, autoklaf, fermentor, absorban meter, oven dan pemanas listrik.

5. Prosedur Kerja

a. Peremajaan Biakan

12

Sebelum biakan yang akan digunakan, diremajakan agar kulturnya segar.

Untuk itu, sebanyak 5 liter air sampai mendidih, lalu masukkan terasi, bekatul

dan gula merah yang telah dihancurkan, lalu aduk hingga rata. Setelah

campuran rata, dinginkan sampai betul-betul dingin.

Masukkan bakteri dan diaduk sampai rata. Kemudian ditutup rapat selama 2

hari. Pada hari ketiga dan selanjutnya jangan ditutup terlalu rapat dan diaduk

setiap hari kurang lebih 10 menit. Setelah 3-4 hari bakteri diambil dengan

disaring, kemudian disimpan dalam botol yang terbuka.

b. Pembuatan Kurva Pertumbuhan Mikroba

b.1. Kurva Pertumbuhan untuk Aspergillus niger.

Langkah pertama dalam pembutan kurva pertumbuhan

untuk Aspergillus niger adalah membuat larutan starter. Larutan

starter dibuat dengan cara Aspergillus niger dalam media padat

diinokulasi ke media cair sebanyak 7 kali ose, diinkubasi

selama 24 jam pada suhu 30oC dengan kecepatan 100 rpm.

Absorbansi larutan starter diukur pada 660 nm. Sebanyak 2

ml larutan starter dimasukkan masing-masing ke dalam 9

buah tabung erlenmeyer yang berisi 50 ml media cair. Berat

kering Aspergillus niger ditentukan setiap hari dengan cara

menyaring media cair pada satu erlenmeyer. Endapannya

ditambah natrium hidroksida. Dicuci dengan aquades sampai

netral, kemudian dioven hingga diperoleh berat konstan.

Kurva pertumbuhan diperoleh sebagai hubungan antara hari

dengan berat kering Aspergillus niger.

b.2. Kurva Pertumbuhan untuk Trichoderma reesei.

13

Langkah pertama dalam pembutan kurva pertumbuhan

untuk Trichoderma reesei adalah membuat larutan starter. Larutan

starter dibuat dengan cara Trichoderma reesei dalam media

padat diinokulasi ke media cair sebanyak 7 kali ose, diinkubasi

selama 24 jam pada suhu 30oC dengan kecepatan 100 rpm.

Absorbansi larutan starter diukur pada 660 nm. Sebanyak 2

ml larutan starter dimasukkan masing-masing ke dalam 9

buah tabung erlenmeyer yang berisi 50 ml media cair. Berat

kering Trichoderma reesei ditentukan setiap hari dengan cara

menyaring media cair pada satu erlenmeyer. Endapannya

ditambah natrium hidroksida. Dicuci dengan aquades sampai

netral, kemudian dioven hingga diperoleh berat konstan.

Kurva pertumbuhan diperoleh sebagai hubungan antara hari

dengan berat kering Trichoderma reesei.

c. Penentuan Hidrolisis Optimum

c.1. Hidrolisis Optimum Aspergillus niger

Hidrolisis ubi jalar putih ini perlu dikondisikan agar

mendapatkan hasil berupa glukosa yang optimum. Untuk itu,

hidrolisis ini memvariasikan jumlah biakan Aspergillus niger dan

lamanya hidrolisis sehingga mencapai glukosa optimum.

Tahap awal adalah, ubi jalar yang telah dikeringkan dan

ditumbuk halus tadi dicampur dengan aquades kemudian

dipanaskan pada suhu 100 oC selama setengah jam sambil

diaduk sampai terbentuk bubur. Bubur dibiarkan menjadi

dingin. Setelah itu, Aspergillus niger dimasukkan ke dalam 100

14

gram bubur tersebut. Diinkubasi selama 2 jam, kemudian

ditentukan kadar glukosa dengan metode Somogy Nelson.

Jika konsentrasi Aspergillus niger optimum telah

ditentukan, maka selanjutnya dilakukan percobaan untuk

menentukan waktu hidrolisis optimum. Cara kerjanya sama

seperti penetapan jumlah Aspergillus niger optimum, hanya saja

yang divariasikan adalah waktunya. Waktu yang divariasikan

adalah dari 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam

c.2. Hidrolisis Optimum Trichoderma reesei.

Hidrolisis ubi jalar putih ini perlu dikondisikan agar

mendapatkan hasil berupa glukosa yang optimum. Untuk itu,

hidrolisis ini memvariasikan jumlah biakan Trichoderma reesei dan

lamanya hidrolisis sehingga mencapai glukosa optimum.

Tahap awal adalah, ubi jalar yang telah dikeringkan dan

ditumbuk halus tadi dicampur dengan aquades kemudian

dipanaskan pada suhu 100 oC selama setengah jam sambil

diaduk sampai terbentuk bubur. Bubur dibiarkan menjadi

dingin. Setelah itu, Trichoderma reesei dimasukkan ke dalam 100

gram bubur tersebut. Diinkubasi selama 2 jam, kemudian

ditentukan kadar glukosa dengan metode Somogy Nelson.

Jika konsentrasi Trichoderma reesei optimum telah

ditentukan, maka selanjutnya dilakukan percobaan untuk

menentukan waktu hidrolisis optimum. Cara kerjanya sama

seperti penetapan jumlah Trichoderma reesei optimum, hanya

saja yang divariasikan adalah waktunya. Waktu yang

divariasikan adalah dari 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam dan 5 jam

d. Penentuan Kondisi Fermentasi

d.1. Pada Aspergillus niger

15

Sebanyak 100 gram bubur ubi jalar putih ditambah

dengan biakan Aspergillus niger optimum. Campuran yang

diperoleh ditambah dengan biakan Zymomonas mobilis. pH

Zymomonas mobilis divariasikan dari 3.00, 3.50, 4.00, 4.50 dan

5.50. Dari variasi tersebut diambil pH yang menghasilkan

jumlah alkohol yang paling banyak.

Setelah didapatkan jumlah Zymomonas mobilis optimum,

maka selanjutnya adalah memvariasikan lamanya fermentasi.

Konsentrasi biakan Zymomonas mobilis merupakan variabel tetap,

sedangkan waktu merupakan variabel bebas. Lama

fermentasi yang digunakan adalah 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari

dan 5 hari. Waktu yang diambil adalah waktu yang dapat

menghasilkan etanol maksimum.

d.2. Pada Trichoderma reesei

Sebanyak 100 gram bubur ubi jalar putih ditambah

dengan biakan Trichoderma reesei optimum. Campuran yang

diperoleh ditambah dengan biakan Zymomonas mobilis. pH

Zymomonas mobilis divariasikan dari 3.00, 3.50, 4.00, 4.50 dan

5.50. Dari variasi tersebut diambil pH yang menghasilkan

jumlah alkohol yang paling banyak.

Setelah didapatkan jumlah Zymomonas mobilis optimum,

maka selanjutnya adalah memvariasikan lamanya fermentasi.

Konsentrasi biakan Zymomonas mobilis merupakan variabel tetap,

sedangkan waktu merupakan variabel bebas. Lama

fermentasi yang digunakan adalah 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari

dan 5 hari. Waktu yang diambil adalah waktu yang dapat

menghasilkan etanol maksimum.

e. Penentuan Rendamen

16

Penentuan rendemen etanol dari ubi jalar putih dilakukan dengan

menghidrolisis 500 gram bubur ubi jalar putih pada kondisi optimum. Setelah

itu, dilanjutkan dengan fermentasi pada kondisi optimum. Hasil yang

terbentuk disaring, filtratnya didestilasi kemudian diukur kadar alkoholnya

dengan alkoholmetri.

I. JADWAL KEGIATAN PROGRAM

Jadwal kegiatan selama pelaksanaan kegiatan ini diuraian dalam bentuk Bar-chart berikut ini:

No Uraian kegiatan Bulan Ke-

I II III

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. Persiapan

1. Koordinasi dengan dosen pendamping

2. Menyusun rencana kegiatan dan pembagian tugas masing-masing pelaksana program

3. Mempersiapkan alat dan bahan

2. Pelaksanaan

1. Peremajaan biakan

2. Pembuatan Kurva Pertumbuhan

a. Trichoderma reesei

b. Aspergillus niger

17

3. Penentuan Kondisi Hidrolisis

a. Trichoderma reesei

b. Aspergillus niger

4. Penentuan Kondisi Fermentasi

a. Trichoderma reesei

b. Aspergillus niger

5. Penentuan rendemen alcohol

3. Penyusunan laporan

J. RANCANGAN BIAYA

Biaya yang direncanakan sebesar Rp 4.544.500,00 (Empat Juta Lima Ratus

Empat Puluh Empat Ribu Lima Ratus Rupiah) dengan perincian dana sebagai berikut:

No Jenis Pengeluaran Jumlah

1. Persiapan

Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00)x 15 hari Rp. 180.000,00

Konsumsi (3@ x Rp.7.000,00) x 15 hari Rp. 315.000,00

Alat Tulis Kantor Rp. 50.000,00

Bahan

1. Ubi jalar putih (1kg @ Rp. 3000) x 10 kg Rp. 30.000,00

2. Bibit bakteri Zymomonas mobilis (1 pack @ Rp. 400.000,00

18

Rp. 200.000) x 2 pack

3. Bibit jamur Trichoderma reesei 1 packRp. 250.000,00

4. Bibit jamur Aspergillus niger 1 packRp. 275.000,00

5. Bekatul (1 kg @ Rp 2.000,00) x 2 kg Rp. 4.000,00

6. Gula Merah (1kg @ Rp. 15.000) x 2 kg Rp. 30.000,00

7. Terasi (1 bks @ Rp. 10.000) x 2 bungkus Rp. 20.000,00

8. Aquades (1L @ Rp. 2000) x 4 Liter Rp. 8.000,00

9. NaOH 50g Rp. 75.000,00

10. Preaksi somogy Nelson, 100 mL, 0.5 M Rp. 95.000,00

11. Fermentor Rp. 500.000,00

12. Media agar (Agar Powder extra Pure) 100g Rp. 650.000,00

Pelaksanaan

1. Peremajaan biakan

a. Transport ke Unimed (3@ x Rp.4.000,00)

x 10 hari

Rp. 120.000,00

b. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 10 hari Rp. 210.000,00

2. Pembuatan Kurva Pertumbuhana. Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00)

x 10 hariRp. 120.000,00

b. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 10 hari Rp. 210.000,00

3. Penentuan Kondisi Hidrolisisa. Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00)

x 10 hariRp. 120.000,00

b. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 10 hari Rp. 210.000,00

4. Penentuan Kondisi Fermentasia. Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00)

x 5 hariRp. 60.000,00

19

b. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 5 hari Rp. 105.000,00

5. Penentuan rendemen alkohola. Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00)

x 5 hariRp. 60.000,00

b. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 5 hari Rp. 105.000,00

3.Penyusunan laporan

a. Pengetikan ( 50 lembar x Rp 1500,00/ lembar)

Rp. 75.000,00

b. Penggandaan ( 5 x 50 lembar x Rp 150,00/lembar)

Rp. 37.500,00

c. Alat tulis kantor Rp. 50.000,00

d. CD-RW : ( 5 keping x Rp 3000,00 ) Rp. 15.000,00

e. Transport ke Unimed (3@ x Rp. 4.000,00) x 5 hari

Rp. 60.000,00

f. Konsumsi (3@ x Rp. 7.000,00) x 5 hari Rp. 105.000,00

Jumlah total biaya yang dibutuhkan Rp. 4.544.500,00

20

DAFTAR PUSTAKA

Najafpour, D.G. 2007. Biochemical Engineering and Biotechnology. Elsevier Scientific

Publishing Company, Asterdam-Oxford. 18(5):187-189

Paturau, J, M., 1982. “By Product of Cane Sugar Industry”. Elsevier Scientific Publishing

Company, Asterdam-Oxford. Hlm 126-127

Surya, R.P dan Alfena C. 2008. Produksi Etanol Menggunakan Mutan Zymomonas Mobilis

Yang Dimutasi Dengan Hydroxylamin. Institut Teknologi Sepuluh Nopember,

Surabaya, Indonesia. Hlm 243-248

Stanburry P.F. Whitaker A.,Stephen J.H.. 2000. Principles of Fermentation Technology.

Butterworth-Heinemann, Oxford. 17(3):455-458

21

Lampiran

Biodata Pelaksana

1. Ketua Pelaksana

Nama Lengkap : Rahmadani

NIM : 408231019

Fakultas / Program Studi : MIPA / Kimia

Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Medan

Waktu untuk Kegiatan PKM : 6 jam / minggu

2. Anggota Pelaksana I

Nama Lengkap : Dewi Susanti

NIM : 408231019

Fakultas / Program Studi : MIPA / Kimia

Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Medan

Waktu untuk Kegiatan PKM : 6 jam / minggu

3. Anggota Pelaksana II

Nama Lengkap : Monica Uli

NIM : 409210026

Fakultas / Program Studi : MIPA / Kimia

Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Medan

22

Waktu untuk Kegiatan PKM : 6 jam / minggu

Biodata Dosen Pendamping

Nama Lengkap dan Gelar Akademik : Dr. Ramlan Silaban, M.Si

NIP / Pangkat / Golongan :196006181987031002/Pembina/IVd

Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

Jabatan Struktur : Ketua Program Studi Pendidikan Kimia

Pasca Sarjana

Fakultas / Program Studi : FMIPA / Pendidikan Kimia

Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Medan

Bidang Keahlian : Biokimia

Waktu untuk Kegiatan PKM : 6 jam / minggu

23

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

KETUA PELAKSANA

1. Nama Lengkap : Rahmadani

2. NIM : 408231039

3. Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 18 Maret 1989

4. Riwayat Pendidikan :

No. Pendidikan Nama dan Tempat Tahun Lulus

1. SD SDN 06250 Medan 2001

2. SMP SMP NEGERI 42 Medan 2004

3. SMA SMA SWASTA YAPIM MABAR Medan 2008

5. Riwayat Publikasi / kursus / seminar / PKM:

a) Peserta seminar Nasional Kimia di Universitas Negeri Medan

b) Peserta seminar Motivasi Nasional di Universitas Negeri Medan

c) Peserta Olimpiade Sains Se-Unimed 2010

d) Juara Harapan I Olimpiade Sains Se-Unimed 2010

Medan, Oktober 2010

Ketua Pelaksana

(Rahmadani)

24

NIM. 408231039

ANGGOTA PELAKSANA I

1. Nama : Dewi Susanti

2. NIM : 408231019

3. Tempat / Tanggal Lahir : Tanjung Morawa, 17 Juni 1989

4. Riwayat Pendidikan :

No. Pendidikan Nama Sekolah dan Tempat Tahun

Lulus

1. SD SDN 104233 Bdr Labuhan 2002

2. SMP SMP Methodist Tg. Morawa 2005

3. SMA SMA Methodist Tg. Morawa 2008

5. Riwayat Publikasi / Kursus / Seminar / PKM :

1. Peserta Seminar Nasional Kimia di Universitas Negeri Medan.

2. Peserta Seminar Pembelajaran Kimia di Universitas Negeri Medan 2009

3. Peserta Seminar IT “e-Everything The Future of Information Technology” di

Restoran Ria 2008

4. Peserta Seminar IT “ The Knowledge Of Power” di YangLim Plaza 2009

5. Peserta Olimpiade Sains Se-Unimed 2010

6. Juara Harapan I Olimpiade Sains Se-Unimed 2010

Medan, Oktober 2010

Anggota Pelaksana I

(Dewi Susanti)

NIM. 408231019

25

ANGGOTA PELAKSANA II

1. Nama : Monica Uli

2. NIM : 409210026

3. Tempat / Tanggal Lahir : Remexio, 31 Oktober 1991

4.Riwayat Pendidikan :

No. Pendidikan Nama Sekolah dan Tempat Tahun

Lulus

1. SD SDN 106165 Marindal, Medan 2003

2. SMP SMPN 22 Medan 2006

3. SMA SMAN 5 Medan 2009

Medan, Oktober 2010

Anggota Pelaksana II

(Monica Uli)

26

NIM. 409210026

27

DOSEN PENDAMPING

I. Identitas Pribadi

Nama : Dr. Ramlan Silaban, M.Si.

Tempat dan Tgl lahir : Dolok Nagodang, 18 Juni 1960

Alamat rumah : Jl. Garuda III No. 14 Perumnas Mandala Medan

Telp. 7331520

No HP : 08126417912

Keahlian : Biokimia, Bioteknologi

No e-mail : drrsilabanmsi@yahoo.com

II. Riwayat Pendidikan dan Pelatihan :

1 ITB Bandung, Pra Magister Kimia Tamat tahun 1988

2 ITB Bandung (Magister Kimia/Biokimia), M.Si. Tamat tahun 1991

3 ITB Bandung (Program Doktor Kimia/Biokimia), Dr. Tamat tahun 1999

4 PAU Bioteknologi ITB Bandung, Magang Enzimology

1989

5 PAU Bioteknologi ITB Bandung, Magang Rekayasa Genetika

1990

6 Jurusan Teknik Kimia ITB, Magang Teknologi Fermentasi

1990

7 FK UNPAD, Magang Mikrobiologi Klinik 1993

8 UNIMED Medan, Magang Asessor Sertifikasi Guru 2006

9 UNIMED Medan, Magang Instruktur Diklat Sertifikasi Guru

2006

28

III. Riwayat Pekerjaan

No Pekerjaan Jabatan Periode/tahun

1 Dosen Tetap Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Negeri Medan NIP. 131662733

Lektor Kepala/ IV-a

1987 - sekarang

2 Program Studi Magister Pendidikan Kimia, Pascasarjana UNIMED

Dosen/ Ketua Program

2004 - sekarang

3 Program Studi Magister Ilmu Biomedis, Fakultas Kedokteran, Universitas Sumatera Utara

Dosen 2006 - sekarang

4 Kantor Pembantu Rektor IV UNIMED Staf Ahli 2000 – 2007

5 AMIK Parbina Nusantara Pematangsiantar

Direktur 2001 – 2005

2009- sekarang

6 Jurusan Kimia ITB Bandung Dosen Luar Biasa

1989 – 1999

7 Fak Teknik Industri, Univ. Katolik Parahyangan Bandung

Dosen Luar Biasa

1993 - 1999

8 PAU Bioteknologi ITB Bandung Staf Peneliti 1991 - 1999

10 Universitas Prima Indonesia Wakil Rektor III

2008 – 2009

III. Riwayat Penelitian

No Penelitian Tahun Sumber Dana

1 Enzim protease bakteri Escherichia coli 1988 Dikti

2 Kloning Gen Penisilin asilasi pada bakteri Escherichia coli

1990 - 1991 Dikti/Bank Dunia

3 Menentukan urutan nukleotida gen enzim penisilin asilase

1991 Dikti/Bank Dunia

4 Pengolahan limbah serbuk kayu gergaji menggunakan mikroba yang hidup dalam

1994 Voucher Dikti

29

saluran pencernaan bekicot

5 Kajian pemanfaatan selulase bakteri yang hidup dalam saluran pencernaan bekicot

1995-1996 Hibah Bersaing V Dikti

6 Enzim selulolitik pada bakteri Pseudomonas alcaligenes

1992-1999 Disertasi Doktor ITB Bandung

7 Persepsi guru dan siswa terhadap program sertifikais guru oleh pemerintah

2002-2009 UNIMED

8 Efek polusi Pb terhadap beberapa fungsi hati, ginjal dan darah pada mencit Mus muculus

2006 - 2010 FK, PPs USU

IV. Publikasi/Karya Ilmiah

No Jenis publikasi Periode Perkiraan jumlah

1 Sebagai pembicara pada berbagai seminar nasional dan regional

2005 – 2009 8

2 Menulis beberapa artikel di jurnal atau majalah ilmiah

2005 – 2009 4

3 Sebagai pembicara/penceramah pada beberapa kegiatan ilmiah dan kemasyarakatan baik yang dilaksanakan oleh perguruan tinggi (PTN/PTS) maupun oleh Pemda/Pemko

2005 – 2009 5

4 Sebagai peserta pada berbagai seminar internasional, nasional dan regional

2005 – 2009 7

Medan, Oktober 2010

Dosen Pendamping

(Dr. Ramlan Silaban,M.Si)

NIP. 196006181987031002