Kinetika Fermentasi Produksi Bioetanol Menggunakan Fermentor pada Medium Sintetis Bersenyawa Inhibitor

Abstract

Hidrolisat lignoselulosa mengandung senyawa inhibitor yang menyebabkan stres inhibitorik pada khamir penghasil bioetanol. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui parameter kinetika S. cerevisiae BTCC 3 selama proses fermentasi pada berbagai medium sintetis dengan konsentrasi inhibitor yang berbeda berdasarkan model kinetik tak terstruktur. Fermentasi dilakukan dalam sistem batch selama 48 jam tanpa pengulangan dengan glukosa dan xilosa sebagai sumber karbon. Konsentrasi sel, gula, bioetanol, dan senyawa inhibitor dianalisis dengan spektrofotometer (600 nm) dan HPLC untuk penentuan parameter kinetika fermentasi. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi inhibitor memberikan efek negatif pada laju pertumbuhan sel spesifik (μ), laju pertumbuhan sel spesifik maksimum (μmax), konsentrasi sel maksimum (Xmax), rendemen biomassa (YX/S), dan rendemen biomassa pertumbuhan (YX/S(growth)), namun sebaliknya memberikan efek positif pada laju konsumsi substrat spesifik (qS), laju pembentukan produk spesifik (qP), laju pemeliharaan sel spesifik (m), dan konstanta saturasi (Ks). Selain itu, peningkatan konsentrasi inhibitor tidak mempengaruhi rendemen produk (YP/S) dan laju kematian sel spesifik (Kd). Hasil evaluasi menunjukkan bahwa model memiliki rentang nilai RMSE (Root Mean Square Error) dan R2 (koefisien determinasi) masing-masing adalah 0,0158-0,4902 dan 0,9014-0,9992. Dengan kata lain, model kinetik yang digunakan dalam penelitian ini cukup baik dalam menggambarkan dan memprediksi proses fermentasi oleh strain BTCC 3 dalam berbagai medium pada fermentor skala 3 L.