PEMBENTUKAN ETANOL OELH BAKTERI Zyimomonas Mobilis

Pendahuluan

          Minyak Bumi di Indonesia sangat banyak akan tetapi minyak bumi suatu sumber energi yang tidak dapat diperbarui, dengan deposit yang terbatas, cepat atau lambat cadangannya pasti akan habis dan berbanding terbalik dengan jumlah masyarakat di indonesia yang berkembang pesat. Hal ini mendorong untuk mencari energi alternatif yang baru dengan harapan mengurangi polusi udara, disisi lain terdapat timbulnya sampah atau limbah yang menimbulkan masalah lain mengakibatkan dampak negatif bagi lingkungan. Limbah sering diartikan sebagai bahan yang tidak berguna Salah satu solusinya dengan memanfaatkan sampah atau limbah buah-buhan sebagai etanol dengan bantuan bakteri Zyimomonas mobilis.

Menurut pramono (2004), dari total sampah organik kota sekitar 60% merupakan sayur-sayuran dan 40% merupakan daun-daunan, kulit buah-buahan dan sisa makanan. Menurut Evelyn dkk, 2010 yang di kutip oleh Aulia bahwa, Indonesia merupakan salah satu negara bagian dengan luas areal perkebunan nanas terbesar di Asia selain Thailand, Filipina dan Malaysia yaitu mencapai lebih dari 165.690 hektar atau 25,24% dari sasaran panen buah-buahan nasional yaitu 657.000 hektar. Nanas merupakan salah satu jenis taki8naman yang banyak mengandung gula yaitu sekitar 15 hingga 20%. Oleh karena itu, nanas berpotensi sebagai bahan baku dalam memproduksi etanol.

Berdasarkan kandungan nutriennya, kulit buah nanas mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana, dkk [1998] kulit nanas mengandung 53,1% air, 14,42% serat kasar, 17,53% karbohidrat, 1,3% protein dan 13,65% gula reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan gula yang cukup tinggi tersebut maka kulit nanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku bioetanol.

Secara umum, produksi etanol mencakup tiga rangkaian proses, yaitu persiapan bahan baku, fermentasi dan pemurnian. Pada tahap persiapan, kulit nanas dihaluskan dengan cara diblender hingga membentuk slurry. Bahan baku harus dikonversi terlebih dahulu menjadi larutan gula yang akhirnya akan difermentasi menjadi etanol. Pada tahap fermentasi, pemecahan gula-gula sederhana menjadi etanol melibatkan enzim, ragi, dan bakteri. Pada proses fermentasi menggunakan bakteri, metode yang digunakan adalah Solid State Fermentation (SSF). Proses fermentasi dilakukan pada erlenmeyer 1 liter dengan ukuran partikel substrat berupa slurry. Sebelum inokulum Zymomonas mobilis diinokulasikan ke dalam media fermentasi, dilakukan sterilisasi media fermentasi pada temperatur 121 oC selama 20 menit. Kondisi lingkungan fermentasi diatur pada pH 5 menggunakan buffer sitrat, temperatur 30 oC dan waktu pengambilan sampel fermentasi pada 24 jam dengan volume inokulum 10%.

Ukuran partikel substrat sangat mempengaruhi proses fermentasi glukosa menghasilkan etanol secara anaerob. Adanya pengecilan ukuran partikel substrat, menyebabkan Zymomonas mobilis lebih mudah menguraikan gula reduksi menjadi etanol. Kepadatan partikel substrat dan pengurangan rongga kosong antar partikel menyebabkan lebih banyak etanol yang diproduksi dengan ukuran partikel lebih kecil (slurry). Kondisi anaerob pada waktu fermentasi menghasilkan etanol yang cepat disebabkan oleh pengurangan luas area transfer panas dan pertukaran gas dilingkungan sekitar media fermentasi. Ukuran partikel substrat juga mempengaruhi kinetika pertumbuhan sel Zymomonas mobilis pada proses fermentasi.

Sedangakan tahap pemurnian etanol, digunakan zeolit untuk proses dehidrasi menggunakan adsorben. Proses dehidrasi adsorbsi merupakan proses lanjutan dari proses distilasi. Dimana pada proses distilasi kemurnian etanol yang diperoleh 96% dan tidak bisa meningkat lagi, karena titik azeotrop campuran air – etanol adalah 96%. Pada kondisi azeotrop campuran air – etanol sulit dipisahkan dengan metode distilasi. Untuk mencapai bioetanol (> 95%) harus dilakukan pemurnian lanjutan yaitu dengan proses dehidrasi (dehidrasi molekular sieve) karena proses ini dapat menghilangkan air hingga kadar etanol menjadi 99,5% dan dihasilkan etanol absolut [Bustaman, 2010].

TUJUAN

1.      Untuk mengetahui karakteristik mikroba Zyimomonas mobilis

2.      Dapat mengetahui kegunaan bakteri Zyimomonas mobilis

3.      Untuk pembuatan etanol dengan bateri Zyimomonas mobilis

PEMBAHASAN

Zymomonas mobilis merupakan bakteri fakultatif anaerob bersifat anaerob tapi juga toleran terhadap oksigen. Bakteri ini berbentuk batang dengan panjang 2-6 μm dan lebarnya sekitar 1-1.4μm, tidak berspora, ada yang bersifat motil bercemeti polar dengan 1 sampai 4 flagel, merupakan bakteri Gram-negatif.

Klasifikasi bakteri  Zymomonas mobilis

Kingdom         : Bacteria

Phylum            : Proteobacteria

Class                : Alpha Proteobacteria

Order               : Sphingomonadales

Family             : Sphingomonadaceae

Genus              : Zymomonas

Species            : Zymomonas mobilis

Zymomonas mobilis mampu menghasilkan menghasilkan produksi etanol sekuarang-kurangnya 12% (w/v) dan diatas 97 % dari nilai teoritisnya. Ketika dibandingkan dengan ragi, Zymomonas mobilis mampu menghasilkan 5-10 keuntungan yang lebih tinggi dan menghasilkan produktivitas lima kali lebih besar.Yieldtinggi yang dihasilkan oleh bakteri ini dihubungkan dengan reduksi biomassa selama fermentasi, dan dibatasi oleh ketersediaan ATP.

Menurut Pebriantoni,2015 yang mengutip Gunasekaran dan Raj,1999 mengatakan bahwa bakteri Zymomonas mobilis hanya mampu mengubah glukosa, fruktosa dan sukrosa menjadi etanol sebagai produk utama dan beberapa produk samping seperti asam asetat, gliserol, sorbitol dan levan.

Menurut Tanate.dkk, yang mengutip dari Triphetchul.dkk,1992 bahwa, Zymomonas mobilis memilki kelebihan dibandingkan Saccharomyces cerevisiae, diantaranya konversi yang lebih cepat, toleran terhadap suhu, pH rendah serta tahan terhadap etanol konsentrasi tinggi Proses fermentasi dapat memanfaatkan hasil pertanian, perkebunan maupun limbah industri yang mengandung gula.