Hidrolisis Eucheuma Cottonii Dengan Enzim K-Karagenase Dalam Menghasilkan Gula Reduksi Untuk Produksi Bioetanol

Abstract

Bioetanol merupakan salah satu sumber bahan bakar terbarukan yang diperoleh dari proses fermentasi gula dari bahan berkarbohidrat dengan bantuan mikroorganisme. Bioetanol dapat dibuat dari bahan baku tanaman yang kaya akan pati, serat dan gula. Salah satu bahan yang potensial sebagai bahan baku bioetanol adalah rumput laut. Proses pembuatan etanol dengan bahan berselulosa memerlukan beberapa tahapan sebelum menghasilkan etanol, salah satu tahapannya adalah hidrolisis. Hidrolisis adalah tahapan untuk mendapatkan gula sederhana sehingga dapat mempermudah kerja dalam proses fermentasi. Proses hidrolisis yang dilakukan pada penelitian ini adalah hidolisis secara enzimatis. Enzim merupakan katalisator sejati yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik dengan nyata, tanpa enzim, suatu reaksi kimia akan berlangsung amat lambat. Enzim yang digunakan pada penelitian adalah Enzim karagenase yang mana diperoleh dari hasil isolasi mikroba laut pada habitat Eucheuma cottonii dan menghasilkan Isolat dengan potensi aktivitas karagenase yang tinggi. Isolat tersebut adalah isolat IH22. Isolat IH22 merupakan isolat mikroba laut yang berhasil diisolasi oleh laboratorium SBRC, LPPM IPB, dan merupakan isolat yang terbaik dalam menghasilkan etanol tertingggi yaitu sebesar 0.89% (v/v). Penelitian ini memiliki tiga tujuan utama diantaranya untuk menentukan waktu hidrolisis dalam menghasilkan gula reduksi tertinggi oleh enzim karagenase, menentukan konsentrasi asam H2SO4 3% pada perlakuan awal substrat E.cottonii, dan menganalisa konsentrasi substrat dan enzim karagenase terbaik dalam menghasilkan gula reduksi dan etanol tertinggi. Tahapan penelitian dimulai dari peremajaan isolat mikroba IH22, produksi enzim karagenase ekstrak kasar dan kemudian dipekatkan dengan pengendapan aseton 80%, selanjutnya penentuan waktu hidrolisis dan aktivitas enzim karagenase, serta perlakuan asam. Tahapan dilanjutkan dengan hidrolisis substrat E.cottonii dengan total padatan 6%, 9% dan 12% (b/v) oleh enzim karagenase pada konsentrasi 0%, 2,5%, dan 5% (v/v) yang kemudian difermentasi selama 6 hari dengan bantuan khamir S.cereviseae. Berdasarkan penentuan waktu hidrolisis karagenase diperoleh bahwa Aktivitas enzim karagenase tertinggi diperoleh pada waktu inkubasi 30 - 60 menit, sedangkan gula reduksi tertinggi diperoleh setelah inkubasi selama 120 menit. Selanjutnya konsentrasi asam yang tepat untuk substrat 6, 9 dan 12% berturut-turut adalah 0.15, 0.25 dan 0.4%. Hal ini dikarenakan semakin besarnya konsentrasi substrat mengakibatkan kontak antara asam dengan substrat semakin kecil, sehingga dibutuhkan asam yang lebih banyak dalam menguraikan polisakarida galaktosa pada hidrolisat. Konsentrasi substrat 12% merupakan subsrat yang menghasilkan kadar gula reduksi dan total gula tertinggi selama proses hidrolisis setelah perlakuan awal asam dan enzim, dimana semakin tinggi konsentrasi substrat maka semakin besar kadar gula yang dihasilkan. Sedangkan selama proses fermentasi substrat 9% dengan perlakuan enzim 5% yang mengandung gula reduksi 1.49% dan total gula 2.75%, merupakan substrat yang terbaik dalam menghasilkan etanol yaitu sebesar 1.23% (v/v) dan 0.82% (b/v) dengan efisiensi penggunaan substrat sebesar 55.78% dan efisiensi fermentasi 70.44%.