Embed Size (px)
Citation preview
HIDROLISIS ALGA Spirogyra peipingensis SECARA KIMIAWI
DAN BIOLOGI SEBAGAI BAHAN BAKU
PEMBUATAN BIOETANOL
ALFRIDA PATIBONG
H411 13 056
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2017
i
HIDROLISIS ALGA Spirogyra peipingensis SECARA KIMIAWI
DAN BIOLOGI SEBAGAI BAHAN BAKU
PEMBUATAN BIOETANOL
Skripsi ini digunakan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana pada Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam
Universitas Hasanuddin
ALFRIDA PATIBONG
H411 13 056
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2017
ii
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
penyertaan dan berkat-Nya yang selalu di limpahkan kepada hamba-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Hidrolisis Alga
Spirogyra peipingensis Secara Kimiawi dan Biologi Sebagai Bahan Baku
Pembuatan Bioetanol” dapat selesai dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu
syarat dalam menyelesaikan pendidikan di Departemen Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
Penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari doa, bimbingan, kasih sayang
dan dorongan semangat dari berbagai pihak dalam kehidupan penulis, olehnya itu
dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada
Ayahandaku tercinta Parinding serta Ibundaku tercinta Yuliana Mare, saudaraku
terkasih Upa’ Panggaga, Jonson Patibong, Selvianti Patibong, Sony Patibong,
Hendrik Patibong dan Erwin Patibong, serta kepada seluruh keluarga besarku.
Kepada Ibu Prof. Dr. Hj. Dirayah R. Husain, DEA selaku pembimbing
utama dan Bapak Dr. Sulfahri, S.Si., M.Si selaku pembimbing pertama, penulis
menghaturkan banyak ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya atas segala
bantuan yang beliau berikan baik berupa kritikan, saran, maupun motivasi yang
membantu penulis selama penulisan skripsi ini sampai selesai. Tanpa beliau-
beliau penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Sekali lagi terima kasih.
Penulis juga mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang tulus
kepada :
iv
– Ibu Prof. Dr. Dwia Aries Tina Palubuhu selaku Rektor Universitas Hasanuddin
beserta jajarannya.
– Bapak Dr. Eng. Amiruddin, S.Si., M.Si Selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar, beserta staf
pegawainya.
– Ibu Dr. Hj. Zohra Hasyim, M.Si selaku ketua Departemen Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
– Ibu Dr. Nur Haedar, M.Si selaku sekertaris Departemen Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
– Ibu Dr. Elis Tambaru, M.Si selaku Penasehat Akademik yang senantiasa
memberikan nasehat dan arahan kepada penulis sedari penulis memulai studi
sampai selesai.
– Bapak Drs. As’Adi Abdullah, M.Si, ibu Dr. Magdalena Litaay, M.Sc, ibu Dr.
Hj. A. Masniawati, M.Si dan ibu Dr. Sjafaraenan, M.Si selaku penguji sidang
sarjana.
– Bapak dan Ibu dosen Departemen Biologi yang telah memberikan ilmu
pengetahuan kepada penulis selama menempuh pendidikan di Departemen
Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Hasanuddin, Makassar.
– Bapak dan ibu staf pegawai Departemen Biologi yang telah membantu penulis
dalam mengurus keperluan akademik penulis dari awal perkuliahan sampai
sarjana.
v
– Kepada Bidikmisi Unhas beserta jajarannya, terima kasih yang sedalam-
dalamnya karena telah membiayai perkuliahan penulis dari awal sampai
sarjana.
– Kepada saudara-saudaraku tercinta Biologi Unhas Angkatan 2013, terima kasih
telah menemani penulis dari maba sampai sarjana.
– Kepada saudara-saudaraku di Himbio Unhas, terima kasih banyak telah
menerima penulis menjadi bagian dari kalian.
– Kepada teman-teman KKN Gel. 93 Desa Tombolo, Kec. Gantarangkeke, Kab.
Bantaeng, terima kasih untuk kehadiran teman-teman dalam kehidupan penulis,
suka dan duka boleh kita lalui bersama yang telah mewarnai kehidupan
penulis.
– Terima kasih kepada rekan penelitian Desi Mukti Sari dan Betsi Yunior
Pamuttu yang telah berbagi suka dan duka serta bantuan selama penelitian.
– Terima kasih kepada bapak Taufik, Asriani, Reinildis Regina Hoke, Kamsinar,
Sarioja, Inggrid, Arbianus, Satria Wahyuni dan Fatma Damayanti yang telah
membantu selama penelitian penulis.
– Terima kasih kepada kak Fuad Gani S.Si selaku Analis Laboratorium
Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika, Universitas
Hasanuddin, Makassar. Sekali lagi terima kasih telah membantu penulis selama
penelitian di Lab.
– Terima kasih kepada kak Tri selaku Analis Laboratorium Bioteknologi
Terpadu, Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makassar yang telah
membantu selama penelitian di Lab.
vi
– Terima kasih kepada sahabat yang telah dipertemukan di lokasi KKN Nurul
Adliyah Purnamasari chuy, Khairunnisa rafrin, Dewi Trisnawati dan Aldias
Agung, terima kasih mewarnai kehidupan penulis.
– Terima kasih kepada pembimbing rohani kak Joice dan rekan-rekannya yang
telah mendoakan dan memberikan masukan selama penelitian penulis.
– Terima kasih kepada Febryanti Angreni, Virna Virani Randan, Roswita
Vebrianti Jehadun, Crisnawati, Natalia Sengka, Sophia Marselina Yansip, dan
Ismawanti Bunga. Sekali lagi terima kasih, bagi penulis kalian adalah saudara
yang telah mewarnai kehidupan penulis selama perkuliahan.
– Akhirnya kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu
per satu, tak lupa penulis ucapkan terima kasih atas saran dan masukan dalam
penyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih
banyak kekurangannya, meskipun demikian penulis telah berusaha semaksimal
mungkin dalam mengerjakannya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang
membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan mendatang. Penulis
berharap skripsi ini dapat berguna bagi kita semua, bagi perkembangan dunia
sains dan teknologi.
Makassar, Mei 2017
Penulis
vii
MOTTO
“Takut akan TUHAN adalah permulaan Pengetahuan,
tetapi orang bodoh menghina
Hikmat dan Didikan”.
(Amsal 1:7)
“Sia-sialah hidup umat manusia
tanpa penyertaan TUHAN didalam kehidupannya”.
“Diberkatilah orang yang mengandalkan TUHAN,
Yang menaruh harapannya pada TUHAN”.
(Yeremia 17:7)
Hanya Yesus satu-satunya yang kuandalkan,
tempatku berharap dan menyerahkan segenap hidupku.
“Segala perkara dapat kutanggung di dalam DIA
Yang memberi kekuatan kepadaku”.
(Filipi 4:13)
viii
ABSTRAK
Spirogyra peipingensis merupakan salah satu mikroalga yang mempunyai kadar
karbohidrat yang cukup tinggi dan dapat diperbaharui sehingga bisa dijadikan
sebagai salah satu bahan baku pembuatan bioetanol. Penelitian ini terdiri dari 2
tahap penelitian. Penelitian tahap 1 bertujuan untuk mengetahui pengaruh metode
hidrolisis secara kimia (asam) dan biologi (enzim) pada alga S. peipingensis
terhadap kadar gula yang dihasilkan. Penelitian tahap 2 bertujuan untuk
mengetahui pengaruh jenis yeast serta durasi fermentasi terhadap perubahan nilai
pH, gula total, biomassa sel dan kadar etanol. Pada penelitian ini dilakukan
metode hidrolisis dengan menggunakan H2SO4 0,2 M dengan konsentrasi 6%;
8%; 10% dan kontrol (tanpa asam) dan metode hidrolisis dengan menggunakan
enzim α-amilase dengan konsentrasi 25 KNU; 50 KNU; 75 KNU dan kontrol
(tanpa enzim). Alga S.peipingensis yang telah dihidrolisis kemudian difermentasi
dengan menggunakan 3 jenis yeast, yaitu : Saccharomyces cerevisiae InaCC
Y655, Pichia kudriavzevii InaCC Y18 dan Kluyveromyce thermotolerans InaCC
Y102. Hasil penelitian tahap 1 menunjukkan bahwa kadar gula reduksi tertinggi
dihasilkan pada metode hidrolisis H2SO4 0,2 M dengan konsentrasi 6% dengan
kadar gula sebesar 0,60 g/g. Hasil penelitian tahap 2 menunjukkan bahwa jenis
yeast yang digunakan tidak berpengaruh terhadap perubahan nilai pH dan kadar
etanol yang dihasilkan, namun berpengaruh terhadap kadar gula total dan
biomassa sel. Sedangkan durasi fermentasi berpengaruh terhadap kadar gula total,
biomassa sel dan kadar etanol, namun tidak berpengaruh terhadap perubahan nilai
pH. Kadar etanol optimum dihasilkan pada durasi fermentasi 72 jam dengan
menggunakan Pichia kudriavzevii InaCC Y18.
Kata kunci : Alga Spirogyra peipingensis, Hidrolisis, yeast, Kadar Gula, Etanol
ix
ABSTRACT
Spirogyra peipingensis is one of the microalgae which have high enough
carbohydrate and can be renewed so that can be made as one of raw material of
making bioethanol. This research consists of 2 stages of research. Research phase
1 aims to determine the effect of hydrolysis methods chemically (acid) and
biology (enzymes) on algae S. peipingensis to the resulting sugar content.
Research phase 2 aims to determine the effect of yeast type and duration of
fermentation to changes in pH values, total sugars, cell biomass and ethanol
content. In this research, hydrolysis method using H2SO4 0,2 M with 6%; 8%;
10% concentration and control (without acid) and hydrolysis method by using α-
amylase enzyme with consentration of 25 KNU; 50 KNU; 75 KNU and control
(without enzyme). S. peipingensis algae that have been hydrolyzed then fermented
by using 3 types of yeast Saccharomyces cerevisiae InaCC Y655, Pichia
kudriavzevii InaCC Y18 and Kluyveromyce thermotolerans InaCC Y102. The
results of the first phase of the study showed that the highest reducing sugar
content was produced on H2SO4 0,2 M hydolysis method with 6% concentration
with sugar content of 0,60 g/g. the results of the research phase 2 show that the
type of yeast used does not affect the changes in pH values and the resulting
ethanol content, but affect the total sugar content and cell biomass. While the
duration of fermentation effect on total sugar content, cell biomass and ethanol
content, but no effect on pH value change. Optimum ethanol content was
generated at 72 hours of fermentation duration using Pichia kudriavzevii InaCC
Y18.
Key words : Algae Spirogyra peipingensis, hydrolysis, yeast, sugar, ethanol
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii
MOTTO ............................................................................................................... vii
ABSTRAK .......................................................................................................... viii
ABSTRACT .......................................................................................................... ix
DAFTAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv
LAMPIRAN ......................................................................................................... 66
BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
I.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
I.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 5
I.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5
I.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 6
II.1 Alga Spirogyra ........................................................................................ 6
II.2 Metode Hidrolisis .................................................................................. 14
II.3 Fermentasi ............................................................................................. 16
II.4 Bioetanol ............................................................................................... 22
BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................... 27
III.1 Waktu dan Tempat Penelitian .............................................................. 27
III.2 Alat dan Bahan .................................................................................... 27
III.2.1 Alat ................................................................................................... 27
III.2.2 Bahan ................................................................................................ 27
III.3 Prosedur Kerja ..................................................................................... 28
xi
III.3.2 Pretreatment Alga Spirogyra peipingensis ...................................... 28
III.3.3 Proses Hidrolisis ............................................................................... 28
III.3.4 Pengukuran Kadar Gula Total .......................................................... 29
III.3.5 Pengukuran Kurva Pertumbuhan ...................................................... 30
III.3.6 Pembuatan Starter ............................................................................. 32
III.3.7 Proses Fermentasi ............................................................................. 33
III.3.8 Pengukuran Kadar Etanol ................................................................. 33
III.3.9 Rancangan Penelitian........................................................................ 33
III.3.9.1 Rancangan Penelitian Tahap I ....................................................... 33
III.3.9.2 Rancangan Penelitian Tahap 2....................................................... 34
III.3.10 Analisis Data ................................................................................... 35
III.3.10.1 Analisis Data Penelitian Tahap I ................................................. 35
III.3.10.2 Analisis Data Penelitian Tahap 2 ................................................. 35
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 36
IV.1 Pengambilan Sampel Alga S. peipingensis ......................................... 36
IV.2 Proses Hidrolisis Alga S. peipingensis ................................................ 37
IV.3 Optimalisasi Viabilitas Mikroorganisme pada Medium Fermentasi ... 41
IV.4 Kadar Etanol Selama Proses Fermentasi ............................................. 45
IV.5 Kadar Gula Selama Proses Fermentasi ............................................... 47
IV.6 Pertumbuhan Yeast pada Medium Hasil Hidrolisis Alga S.
peipingensis ................................................................................................. 50
IV.7 Biokonversi dan Kinetika Fermentasi ................................................. 52
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 57
V.1 Kesimpulan ........................................................................................... 57
V.2 Saran .................................................................................................... 57
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 58
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Kimia berbagai Jenis Mikroalga ........................................... 11
Tabel 2. Rancangan Penelitian Tahap 1 ................................................................ 34
Tabel 3. Rancangan Penelitian Tahap 2 ................................................................ 34
Tabel 4. Metode Hidrolisis Uji Tukey Kadar Gula Reduksi ................................. 40
Tabel 5. Uji Tukey Kadar Gula Selama Fermentasi ............................................. 49
Tabel 6. Data perhitungan Yield Etanol ................................................................ 55
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Alga Spirogyra peipingensis ............................................................... 7
Gambar 2. Siklus Karbon Dioksida Pada Penggunaan Bioetanol Sebagai ......... 25
Gambar 3. Lokasi pengambilan sampel Alga Spirogyra dengan titik koordinat
LS: 05012’65,229” dan BT : 119
049’18,695” ....................................................... 36
Gambar 4. Histogram Kadar Gula dengan Proses Hidrolisis Kimia dan Biologi 39
Gambar 5. Kurva Pertumbuhan Jamur S. cerevisiae InaCC Y655 (a), P.
kudriavzevii InaCC Y18 (b) dan K. thermotolerans InaCC Y102 (c) Pada Medium
Hidrolisis Alga S. peipingensis ............................................................................. 43
Gambar 6. Histogram Kadar Etanol (g/L) Selama Proses Fermentasi ................ 45
Gambar 7. Histogram Kadar Gula Total (g/g) Selama Proses Fermentasi .......... 48
Gambar 8. Histogram Biomassa Sel (g/mL) Selama Proses Fermentasi ............ 50
Gambar 9. Perlakuan terbaik P. kudriavzevii InaCC Y18 selama Fermentasi .... 52
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil Dokumentasi Penelitian ...................................................... 66
Gambar 1. Tinjau Lokasi Alga Spirogyra di Makassar ............................... 66
Gambar 2. Pengamatan Spesies Alga Spirogyra di bawah mikroskop
disesuaikan dengan identifikasi alga Spirogyra (Zarina, 2007) ................... 66
Gambar 3. Lokasi Pengambilan Alga Spirogyra peipingensis di Worshop
Unhas .......................................................................................................... 66
Gambar 4. Pengambilan Alga Spirogyra peipingensis dengan menggunakan
saringan dan tangan ..................................................................................... 67
Gambar 5. Alga Spirogyra peipingensis yang sudah diperas dan dibersihkan
..................................................................................................................... 67
Gambar 6. Alga Spirogyra peipingensis dikeringkan dibawah sinar matahari
..................................................................................................................... 68
Gambar 7. Alga Spirogyra peipingensis yang telah dikeringkan dibawah
sinar matahari............................................................................................... 68
Gambar 8. Alga Spirogyra peipingensis diblender dengan menggunakan . 68
Hummer mill (Sumber: Koleksi Pribadi, 2017) ........................................... 68
Gambar 9. Proses Pengayakan tepung Alga Spirogyra peipingensis
menggunakan ayakan 40 mesh dan hasil ayakan ........................................ 69
Gambar 10. Memurnikan asam H2SO4 0,2 M menjadi H2SO4 0,1 M ......... 69
Gambar 11. Proses pemasakan tepung Alga Spirogyra peipingensis
menggunakan 100 g alga per 900 ml aquade............................................... 69
Gambar 12. Proses hidrolisis secara biologi dengan menambahkan Enzim
pada konsentrasi yang berbeda .................................................................... 70
Gambar 13. Proses hidrolisis secara kimia dengan menambahkan H2SO4
pada konsentrasi yang berbeda .................................................................... 70
Gambar 14. Proses dan hasil sentrifugasi hidrolisis secara biologi ............. 70
Gambar 15. Hasil sentrifugasi hidrolisis secara kimia ................................ 71
Gambar 16. Hasil sentrifugasi proses hidrolisis medium alga S. peipingensis
..................................................................................................................... 71
xv
Gambar 17. Medium alga S. peipingensis yang sudah disterilisasi ............. 71
Gambar 18. Subkultur Isolat Saccharomyces cerevisiae InaCC Y655, Pichia
kudriavzevii InaCC Y18 dan Kluyveromyces thermotolerans InaCC Y102
pada medium PDA ....................................................................................... 72
Gambar 19. Pemindahan Isolat S. cerevisiae, P. kudriavzevii dan K.
thermotolerans pada medium Alga Spirogyra peipingensis untuk mengukur
kurva pertumbuhan ...................................................................................... 72
Gambar 20. Proses aktivasi untuk didapatkan starter .................................. 72
Gambar 21. Proses pemasukan starter kedalam masing-masing medium
fermentasi alga Spirogyra peipingensis ....................................................... 73
Gambar 19. Durasi fermentasi 0 jam ........................................................... 73
Gambar 22. Durasi fermentasi 24 jam ......................................................... 73
Gambar 23. Durasi fermentasi 48 jam ......................................................... 74
Gambar 24. Durasi fermentasi 72 jam ......................................................... 74
Gambar 25. Durasi fermentasi 96 jam ......................................................... 74
Gambar 26. Pengukuran kadar Gula, Etanol & pH ..................................... 75
Lampiran 2. Tabel Hasil Penelitian ................................................................... 76
Tabel 1. Kadar Gula Tahap 1 ....................................................................... 76
Tabel 2. Kadar Etanol .................................................................................. 76
Tabel 3. Kadar Gula Total (g/g) .................................................................. 77
Tabel 4. Biomassa Sel.................................................................................. 77
Lampiran 3. Hasil Data Statistik ....................................................................... 78
1. Kadar Gula Reduksi ................................................................................. 78
2. Kadar Etanol ............................................................................................ 79
3. Kadar Gula Total Selama Fermentasi ...................................................... 80
4. Biomassa Sel ............................................................................................ 81
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Bahan Bakar Minyak (BBM) merupakan salah satu sumber energi penting
yang digunakan oleh seluruh masyarakat dunia disamping energi listrik. BBM
merupakan energi yang berasal dari bahan bakar fosil. Kebutuhan dan konsumsi
masyarakat akan BBM yang semakin meningkat dari tahun ke tahun berbanding
terbalik dengan ketersediaannya. Keberadaan bahan bakar minyak semakin lama
semakin menipis bahkan pada tahun 2025 diperkirakan ketersediaan minyak bumi
akan habis. Untuk mencukupi kebutuhan energi di masa depan, maka ilmuwan-
ilmuwan di berbagai negara mulai menciptakan energi alternatif terbarukan
pengganti BBM (Ningrum et al., 2016; Azizah et al., 2012).
Pada tahun 2011 lalu, produksi BBM Indonesia hanya mencapai sekitar
290 juta barel dan pemerintah melakukan impor minyak sebanyak 91,4 juta barel
pada tahun yang sama untuk memenuhi BBM dalam negeri. Kebutuhan BBM
Indonesia saat ini telah mencapai 1,3 juta barrel per hari, padahal produksi BBM
nasional hanya sebesar 900 ribu barrel saja per harinya. Hal ini disebabkan
menurunnya secara alamiah (natural decline) cadangan minyak pada sumur-
sumur yang berproduksi. Di lain pihak, pertambahan jumlah penduduk telah
meningkatkan kebutuhan sarana transportasi dan aktivitas industri yang berakibat
pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM). Selain
itu, kendaraan yang beroperasi di Indonesia kebanyakan berbahan bakar bensin
dan solar yang berasal dari energi fosil (Nugraha, 2014; Osvaldo et al., 2012).
2
Bahan Bakar Minyak yang ada di Indonesia berasal dari penambangan
minyak bumi yang disebut dengan bahan bakar fosil (fossil fuels). Bahan bakar
fosil merupakan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui. Bahan Bakar Minyak
yang digunakan saat ini semakin langkah, karena keberadaannya sebagai sumber
energi yang tidak dapat diperbaharui dan sangat terbatas, disebabkan karena
proses pembentukannya membutuhkan waktu yang sangat lama bahkan mencapai
jutaan tahun. Sedangkan proses eksploitasinya dilakukan secara besar-besaran,
sehingga ketersediaan sumber energi tersebut dari tahun-ketahun mengalami
penurunan secara drastis. Kelangkaan tersebut BBM ini menyebabkan harganya
tidak stabil, selain hasil pembakarannya tidak ramah lingkungan (Sulfahri et al.,
2016; Didu, 2010).
Solusi yang selama ini dilakukan oleh pemerintah Indonesia dan beberapa
negara lainnya untuk mengatasi masalah kelangkaan BBM adalah dengan
mengembangkan bahan bakar yang dapat diperbaharui, salah satunya adalah
bioetanol. Bioetanol adalah salah satu bahan bakar alternatif yang dapat
diperbaharui, ramah lingkungan, serta menghasilkan gas emisi karbon yang
rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya sampai 85% lebih rendah
(Sulfahri et al., 2011; Setiyawan, 2012; Agrariska et al., 2013).
Saat ini pengembangan bioetanol berpusat pada bahan pangan yang
banyak mengandung glukosa, seperti jagung dan kedelai. Jika bahan bakar nabati
terus menerus dibuat dari bahan pangan, maka akan terjadi persaingan antara
penyediaan pangan dan energi. Untuk menghindari persaingan tersebut, maka
perlu dicari bahan non pangan yang berpotensi untuk dijadikan BBN (bioetanol).
Demikian, banyak negara yang mengalihkan perhatian mereka terhadap
3
pengembangan sumber energi baru, bersih, dan berkelanjutan, salah satunya
adalah mikroalga. Biomassa mikroalga muncul sebagai salah satu kandidat kuat
untuk tujuan tersebut, karena alga memiliki prospek yang sangat baik untuk
dikembangkan sebagai bahan baku bioetanol. Alga dipilih karena memiliki
kemampuan tumbuh dengan cepat dan tidak memerlukan area yang luas serta
dapat tumbuh di air laut maupun air tawar (Ningrum et al., 2016; Handayani &
Dessy, 2012).
Indonesia adalah negara yang sangat kaya akan sumber daya alam yang
sayang jika tidak dimanfaatkan. Terlebih lagi suhu dan kondisi lingkungan yang
ada di Indonesia sangat mendukung bioproduksi biomassa berbasis alga sebagai
bahan baku pembuatan bioetanol. Indonesia memiliki sinar matahari sepanjang
tahun yang sangat potensial dimanfaatkan untuk kultur alga. Salah satu jenis alga
yang memiliki kandungan karbohidrat dalam jumlah banyak adalah Spirogyra sp.,
yaitu mengandung karbohidrat 33-64% berat kering (Sulfahri et al., 2016;
Handayani & Ariyanti, 2012).
Alga Spirogyra merupakan salah satu ganggang hijau yang berlimpah
dimusim semi. Dimana Spirogyra ini banyak ditemukan di lahan basah seperti
persawahan, danau, kolam, parit dan juga dalam aliran air. Menurut Wongsawad
& Peerapornpisal (2014), sudah terdapat lebih dari 400 spesies alga Spirogyra
yang tersebar di seluruh dunia. Hasil survei yang telah dilakukan di beberapa
lahan basah di Makassar pada tahun 2016 menunjukkan bahwa jenis alga
Spirogyra yang paling banyak dijumpai adalah alga Spirogyra peipingensis.
Umumnya alga ini ditemukan di daerah kolam penampungan air hujan, tambak
ataupun di daerah persawahan.
4
Alga Spirogyra dapat dijadikan bioetanol melalui proses hidrolisis dan
fermentasi. Menurut Sulfahri et al. (2016), hidrolisis alga Spirogyra efektif
dengan menggunakan teknik pemanasan 100°C selama 2 jam dan dilanjutkan
dengan penambahan enzim -amilase sebanyak 8,1 KNU (Kilo Novo Unit).
Menurut Haspari & Alice (2013), semakin tinggi jumlah enzim, maka semakin
tinggi pula kadar gula yang dihasilkan dari proses hidrolisis. Menurut Novia et al.
(2011) semakin banyak jumlah enzim yang digunakan, maka kadar bioetanol yang
dihasilkan semakin tinggi karena jumlah enzim yang ditambahkan pada medium
fermentasi berpengaruh terhadap kadar gula yang dihasilkan. Oleh karena itu,
penelitian mengenai jumlah enzim yang tepat dalam menghadirolisis alga
Spirogyra merupakan hal yang penting untuk dilakukan.
Selain menggunakan enzim, proses hidrolisis juga dapat dilakukan dengan
menggunakan asam, misalnya asam sulfat (H2SO4). Menurut Widyaningrum &
Indro (2016), hidrolisis menggunakan asam H2SO4 dapat meningkatkan kuantitas
glukosa. Demikian juga menurut Osvaldo et al. (2012) bahwa semakin besar
konsentrasi asam sulfat (H2SO4) yang digunakan maka semakin besar juga kadar
etanol yang dihasilkan. Oleh karena itu, penelitian mengenai konsentrasi H2SO4
yang tepat dalam menghadirolisis alga Spirogyra merupakan hal yang penting
untuk dilakukan. Berdasarkan dari permasalahan di atas maka dilakukan
penelitian mengenai optimalisasi proses hidrolisis alga Spirogyra peipingensis
dengan menggunakan hidrolisis kimiawi dan hidrolisis biologi sebagai bahan
baku pembuatan bioetanol.
5
I.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh metode hidrolisis secara kimiawi dan biologi pada alga
Spirogyra peipingensis terhadap kada gula yang dihasilkan?
2. Bagaimana pengaruh jenis yeast dan durasi fermentasi terhadap perubahan
nilai pH, gula total, biomassa sel dan kadar etanol?
I.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh metode hidrolisis secara kimiawi dan biologi
pada alga Spirogyra peipingensis terhadap kadar gula yang dihasilkan.
2. Untuk mengetahui pengaruh jenis yeast dan durasi fermentasi terhadap
perubahan nilai pH, gula total, biomassa sel dan kadar etanol.
I.4 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai berikut :
1. Sebagai bahan dasar informasi ilmiah untuk mendasari penelitian-penelitian
selanjutnya mengingat bahwa pemanfaatan Alga Spirogyra ini sebagai
bioetanol sangat besar manfaatnya kedepan karena hampir dibutuhkan oleh
semua manusia dalam kehidupan sehari-hari.
2. Dapat dijadikan sebagai bahan acuan untuk pemanfaatan alga Spirogyra dalam
produksi bioetanol.
