Aktivitas dan Stabilitas Biosensor Etanol Berbasis Biofilm Acetobacter aceti Menggunakan Screen-Printed Carbon Electrode.

Abstract

Pengukuran kadar etanol selama ini dilakukan dengan memeriksa sampel makanan dan minuman di laboratorium dengan metode spektrofotometri, spektroskopi inframerah, dan kromatografi. Sebagian besar metode analisis alkohol tersebut rumit dan instrumentasinya mahal sehingga diperlukan suatu alat pendeteksi kadar etanol alternatif pengganti metode konvensional, salah satunya adalah biosensor. Biosensor etanol merupakan metode penentuan kadar etanol yang sederhana, waktu analisis cepat, murah, tetapi memiliki sensitivitas dan selektivitas yang tinggi. Biosensor etanol berbasis enzim alkohol oksidase (AOX) telah banyak dikembangkan, tetapi proses pemurnian enzim tergolong rumit serta mahal sehingga diperlukan sumber AOX yang lain, di antaranya dengan menggunakan bakteri yang lebih mudah penanganannya dan murah. Daya tahan hidup bakteri yang singkat dan tidak stabil mengakibatkan rendahnya aktivitas AOX. Aktivitas AOX dapat ditingkatkan dengan membentuk biofilm dari sel Acetobacter aceti (A. aceti). Screen-printed carbon electrode (SPCE) digunakan sebagai tempat pelekatan biofilm Biosensor etanol dibangun berdasarkan pembentukan biofilm bakteri A. aceti penghasil AOX pada SPCE. Enzim AOX akan mengoksidasi etanol dan menghasilkan arus listrik yang kemudian dideteksi secara elektrokimia dan diukur oleh metode voltametri siklik. Analisis scanning electron microscopy (SEM) menunjukkan bahwa A. aceti membentuk biofilm yang kuat pada permukaan elektrode. Biosensor ini dibangun mencapai kondisi optimum dengan membentuk biofilm oleh bakteri 1.33 1010 sel/mL, suhu 27 ºC, dan pH 7. Kinetika enzim terdiri atas nilai KM dan Vmaks AOX sebesar 3.5 mM dan 125 μA. Batas deteksi dan kuantitasi biosensor masing-masing sebesar 0.003% dan 0.009%, dengan sensitivitas 57.29 μA (%)-1. Linearitas pengukuran memiliki koefisien determinasi (R2) sebesar 0.993 dengan rentang konsentrasi alkohol 0.01‒3%. Nilai simpangan baku relatif (%SBR) sebesar 2.0%. Stabilitas biosensor etanol mencapai 69 hari. Biosensor etanol yang dikembangkan tidak menunjukkan adanya gangguan oleh senyawa metanol, natrium klorida, dan asam sitrat pada pengukuran senyawa etanol. Oleh karena itu, biosensor yang dibangun ini harus dikembangkan menjadi sebuah prototipe untuk analisis efektif yang praktis.