Ageng DS. 2009. Profil fermentasi sukrosa menjadi etanol menggunakan
zymomonas mobilis yang dikoamobilkan dengan ekstrak invertase. [Skripsi]. Surabaya (ID): Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, ITS.
Akyuni D. 2004. Pemanfaatan pati sagu (Metroxylon sp.) Untuk pembuatan sirup
glukosa menggunakan α-amilase dan amiloglukosidase. [Skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.
27 Andreasen AA and TJB Stier. 1954. Anaerobikic nutrition of Saccharomyces cerevisiae. (II) unsaturated fatty acid requirements for growth in a defined medium. J. Cell. Comp. Physiol. 43:271-281.
[AOAC] Association of Official Analytical Chemistry. 1995. Official Method of Analysis of the Association of Official Analyticak Chemistry. Washington DC (USA): AOAC.
Apriyantono A, Fardiaz D, Puspitasari NL, Sedarnawati, dan Budiyanto S. 1989. Analisa Pangan. Bogor (ID): IPB Press.
Atika RD dan Apsari AD. 2012. Pengaruh konsentrasi asam sulfat pada hidrolisa asam dalam pembuatan etanol dari onggok (limbah padat tepung tapioka). [laporan penelitian]. Surabaya (ID): Departemen Teknik Kimia, ITS.
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2013. Produksi Singkong Nasional 2008-2012. Jakarta (ID): Badan Pusat Statistik RI.
Casida JR. 1968. Industrial Microbiology. John Wiley and Sons Inc., New York Chandel AK, Narasu ML, Chandrasekhar G, Manikyam A, Rao LV. Use of
Saccharum spontaneum (wild sugarcane) as biomaterial for cell immobilization and modulated ethanol production by thermotolerant
Saccharomyces cerevisiae VS3. Bioresour Technol 2009;100:2404e10. Chang MM, Chou TYC, Tsao GT. 1981. Structure, pretreatment and hydrolysis of
cellulose. Adv Biochem Eng 20:15– 42.
Crueger W, Anneliese C. 1984. Biotechnology A Textbook of Industrial Microbiology. Madison: Science Tech, inc.
de Vasconcelos JN, Lopes CE dan de Franca FP. 2004. Contonuous ethanol production using yeast immobilized on sugar-cane stalks. Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 21 (03): 357-365.
Elevri PA dan Putra SR. 2006. Produksi etanol menggunakan Saccharomyces cerevisiae yang diamobilisasi dengan agar batang. Akta Kimindo Vol. 1 No: 105-114
Fan, L. T., Y. H. Lee dan M. M. Gharpuray. 1982. The nature of lignocellulosics and their pretreatments for enzymatic hydrolysis. Adv. Biochem. Eng. 23: 158-187.
Galaction AI, Lupasteanu AM, and Cascaval D. 2010. Kinetic studies on alcoholic fermentation under substrate inhibition conditions using a bioreactor with stirred bed of immobilized yeast cells. The Open Systems Biology Journal, 3: 9-20
Haiyan S, Xiangyang G, Zhikui H, Ming P. 2010. Cellulase production by
Trichoderma sp. on apple pomace under solid state fermentation. African Journal of Biotechnology. 9 (2): 163-166.
Harisson JS, Graham JCJ. 1970. Yeast in Distelery Practice. Academy Press, London.
Higgins B. 1984. Ethanol fermentations nutrient study. J Bacteriol.49,254,1945. Jianliang Yu, Xu Zhang, Tianwei Tan. 2007. An novel immobilization method of
Saccharomyces cerevisiae to sorghum bagasse for ethanol production. Journal of Biotechnology, 129:415–420.
Judoadmidjojo RM, Said EG, Hartoto L. 1989. Biokonversi. Bogor :Pusat Antar Universitas Bioteknologi.
28
Kashyap P, Sabu A, Pandey A, Szakacs G. 2002. Extra-cellular L-glutaminase production by Zygosaccharomyces rouxii under solidstate fermentation. Process Biochem. 38: 307–312.
Khanal SK. 2008. Anaerobikic Biotechnology for Bioenergy Production: Principles and Aplication . USA: John Wiley & Sons, Inc.
Kopsahelis N, Nikolas A, Bekatorou A, dan Kanellaki M. 2007. Comparative study of spent grains and delignified spent grains as yeast support for alcoholic production from molasses. Bioresource Technology (98): 1440-1447.
Koutinas AA, Yianoulis P, Gravalos K, Koliopoulos K. A processing scheme for industrial ethanol production from straw. Energy Conuers. Manage.
1981,21, 131-135.
Krisch J, Szajani B. 1997. Ethanol and acetic acid tolerance in free and immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae and Acetobacter aceti. Biotechnol. Lett. 19, 525–528.
Kusuma AH. 2012. Proses hidrolisis asam senyawa polisakarida rumput laut
Caulerpa racemosa, Sargassum crassifolium, dan Gracilaria salicornia.
[Skripsi]. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB, Bogor.
Levenspiel O. 1980. The Monod equation: a revisit and a generalization and product inhibition situations. Biotechnol.Bioeng. 22: 1671.
Lingga P. 1986. Bertanam Umbi-Umbian. Jakarta: Penebar Swadaya.
Liu YH, Lu FP, Li Y, Yin XB, Wang Y, Gao C, 2008. Characterisation of mutagenized acid-resistant alpha-amylase expressed in Bacillus subtilis
WB600. Appl. Microbiol. Biotechnol. 78, 85–94.
Manurung AJ. 2013. Produksi Bioetanol Dari hidrolisat pati singkong racun dengan fermentasi repeated-batch oleh Saccharomyces cerevisiae
terimobilisasi pada ampas singkong [skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanan Bogor
Mosier N, C. Wyman, B. Dale, R. Elander, Y. Lee, M. Holtzapple, and M. Ladish. 2005. Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol. 96: 673−686.
Najafpour G, Younesi H, Ku S, Ku I. 2004. Ethanol fermentation in an immobilized cell reactor using Saccharomyces cerevisiae. Bioresour. Technol. 92, 251–260.
Pacheco AM, Gondim DR, Goncalves LRB. 2010. Ethanol production by fermentation using immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae in cashew apple bagasse. Appl Biochemistry and Biotechnology (161): 209-217.
Plessas S, Bekatorou A, Koutinas AA, Soupioni M, Banat IM, dan Marchant. 2007. Use of Saccharomyces cerevisiae cells immobilized on orange peel as biocatalyst for alcoholic fermentation. Bioresource Technology (98): 860-865.
Pramanik K. 1999. Parametrics studies on batch alcohol fermentation using
Saccharomyces cerevisiae yeast extracted from toddy. Departement of Chemical Engineering, Regional Engineering college, Andra Pradesh.
Reddy LVA, Reddy OVS. Rapid and enhanced production of ethanol in very high gravity (VHG) sugar fermentation by Saccharomyces cerevisiae: Role of
29 finger millet (Elusine coracana L.) flour. Process Biochem 2006;41:726– 729.
Rehm HJ, Reed G. 1983, Biotechnology Microbial Fundamental (I). Verlag Chemi Gmbh, Weinheim
Rukmana R. 1997. Ubi Kayu, Budidaya dan Pascapanen. Yogyakarta (ID): Kanisius.
Rychtera M, Basarova G, Ivanova V. 1987. Behaviour and properties of released and in calcium alginate gel immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae
in continuous culture. In: Neijssel, O.M., Van der Meer, R.R., Luvben, K. (Eds.), Fourth European Congress on Biotechnology, vol. 2. Elsevier Science Publishers, Amsterdam, pp. 107–109.
Santos DT, Sarrouh BF, Rivaldi JD, Converti A, & Silva SS. (2008). Journal of Food Engineering, 86, 542–548.
Shuler ML dan Kargi F. 2002. Bioprocess Engineering-Basic Concept. New Jersey (US): Practice-Hall Inc.
Stanbury PF, Whitaker A. 1984. Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press, New York.
Tahir A, Aftab M, Farasat T. 2010. Effect of cultural conditions on ethanol production by locally isolated Saccharomyces cerevisiae BIO-07. J App Pharm. 3 (2): 72-78.
Tjokroadikoesoemo S. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama
Vandamme, E. J., & Derycke, D. G. (1983). Microbial inulinases: Fermentation process, properties and applications. Advances in Applied Microbiology, 29, 139–176.
Yu J, Zhang X, Tan T. A novel immobilization method of Saccharomyces cerevisiae to sorghum bagasse for ethanol production. J Biotechnol 2007;129:415–20.
Wang NS, Cooney CL, Demain AL, Dunnil P, Humphrey AE, Lolly MD. 1979. Fermentations and Enzime Technology. John Wiley & Sons, New York
30
Lampiran 1 Prosedur analisis proksimat bahan baku 1. Kadar Air (AOAC 1995)
Pengujian kadar air bahan diawali dengan menimbang 2-10 gram sampel di dalam cawan yang telah kering dan diketahui bobotnya. Proses dilanjutkan dengan mengeringkan sampel di dalam oven 105 oC selama 2 jam atau hingga mencapai bobot konstan. Sebelum kembali menimbang bobot cawan, cawan yang telah dikeluarkan dari oven dimasukan ke dalam desikator untuk didinginkan hingga mecapai bobot konstan. Kadar air dapat dihitung berdasarkan kehilangan berat, yaitu selisih antara bobot awal sampel dan bobot akhir sampel, dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air (%)= a-b
a x 100% Keterangan:
a = Bobot awal sampel (gram) b = Bobot akhir sampel (gram) 2. Kadar Abu (AOAC 1995)
Pengujian diawali dengan menimbang 2-10 gram sampel di dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya. Proses dilanjutkan dengan membakar sampel sampai tidak berasap dan mengabukannya dalam tanur pada suhu 600oC selama 5 jam. Selanjutnya bahan ditimbang hingga diperoleh bobot yang konstan. Kadar abu dihitung dengan rumus:
Kadar abu (%)= Bobot abu
Bobot bahan awal x 100% 3. Kadar Lemak (AOAC 1995)
Pengujian dilakukan dengan cara mengekstraksi sampel dari analisa kadar air (sampel bebas air) dengan pelarut organik heksana dalam alat soxhlet selama 6 jam. Pengujian dilanjutkan dengan mengeringkan sampel yang hampir bebas pelarut di dalam oven selama kurang dari satu menit hingga pelarut telah menguap sempurna sebelum sampel dimasukkan ke dalam desikator. Selanjutnya sampel ditimbang hingga diperoleh bobot yang konstan. Kadar lemak dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Kadar lemak (%)= Bobot lemak
Bobot contoh x 100% 4. Serat Kasar (AOAC 1995)
Pengujian serat kasar dilakukan dengan memasukkan 1 gram sampel ke dalam labu erlenmeyer 300 ml dan menambahkan 100 ml H2SO4 0.325 N ke labu erlenmeyer. Pengujian dilanjutkan dengan menghidrolisis sampel di dalam otoklaf bersuhu 105°C selama 15 menit. Proses selanjutnya adalah
31 mendinginkan sampel dan menambahkan 50 ml NaOH 1.25 N ke sampel dan menghidrolisisnya kembali di dalam otoklaf bersuhu 105°C selama 15 menit. Kemudian proses dilanjutkan dengan menyaring sampel menggunakan kertas saring yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya. Setelah itu kertas saring dicuci berturut-turut dengan menggunakan air panas, 25 ml H2SO4 0.325 N, air panas lagi kemudian 25 ml alkohol. Residu dan kertas saring dikeringkan dalam oven bersuhu 110°C selama 1-2 jam. Kadar serat kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar serat kasar (%) = (a-b)/c x 100% Keterangan:
a = Bobot kertas saring akhir (gram) b = Bobot kertas saring awal (gram) c = Bobot sampel (gram)
5. Kadar Protein
Pengujian kadar protein diawali dengan menimbang 0.1 gram sampel di dalam labu Kjedhal dan menambahkan 1 gram kaltalis serta 2.5 ml H2SO4 ke dalam labu Kjeldahl. Proses dilanjutkan dengan mendestruksi sampel hingga diperoleh cairan berwarna hijau jernih. Setelah sampel didinginkan sampai suhu kamar, proses dilanjutkan dengan memasukkan sampel ke dalam alat destilasi dan menambahkan 15 ml NaOH 50% (sampai larutan menjadi basa). Hasil destilasi ditampung ke dalam erlenmeyer 200 ml yang berisi HCl 0.02 N sampai tertampung tidak kurang dari 50 ml destilat. Selanjutnya, sampel didestilasi dengan NaOH 0.02 N disertai penambahan indikator mensel (campuran metil red dan metil blue) 3-4 tetes. Perlakuan tersebut juga dilakukan terhadap blanko. Kadar protein dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar protein (%) =(a-b)x N H2SO4 x 14 x 6.25
c x 1000 x 100% Keterangan:
a = Titrasi blanko (ml) b = Titrasi sampel (ml) c = Bobot sampel (gram)
32
Lampiran 2 Prosedur pengujian 1. Jumlah Sel (Pacheco et al. 2010)
Jumlah sel yang teradsorpsi pada carrier dikuantifikasi menggunakan kamera Neubauer. Sebelum dikuantifikasi, sebanyak 1 gram carrier yang telah mengandung sel terimobilisasi ditambahkan ke dalam 50 mL larutan NaCl 0.85%, kemudian campuran tersebut dishaker selama 24 jam dengan kecepatan 150 rpm. Selanjutnya penghitungan sel dilakukan dengan bantuan Hemasitometer.
2. Kadar Total Gula (Apriyantono et al. 1989)
Prinsip metode ini adalah gula sederhana, oligosakarida, polisakarida dan turunannya dapat bereaksi dengan fenol dalam asam sulfat pekat menghasilkan warna orange-kekuningan yang stabil.
3. Kadar Etanol (Pacheco et al. 2010)
Analisa kadar etanol dilakukan oleh High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) kolom Aminex® HPX-87H, 300 mm x 7.8 mm (fase gerak H2SO4 0.008 N) dengan detektor refractive index pada flow rate 1 mL per menit dan suhu 35oC. Sampel diidentifikasi berdasarkan perbandingan antara
33 Lampiran 3 Parameter Fermentasi (Pacheco et al. 2010)
Parameter fermentasi dan yield dihitung pada akhir fermentasi. Produktivitas volumetrik etanol (Qp; g L-1 h-1) dihitung sebagai rasio dari konsentrasi etanol pada akhir fermentasi (Pf; g L-1) terhadap waktu fermentasi (t; h). Formula dari produktivitas volumetrik etanol adalah sebagai berikut.
Qp = ��
� (1)
Rendemen etanol untuk setiap penggunaan substrat hidrolisat pati (Yp/s; g g-1) dihitung sebagai rasio antara konsentrasi etanol pada akhir fermentasi (Pf) terhadap selisih konsentrasi total gula awal (So; g L-1) dan konsentrasi total gula akhir (Sf; g L-1). Formula dari rendemen etanol adalah sebagai berikut.
Yp/b = ��
(��−��) (2)
Persen konversi substrat hidrolisat pati (%) dihitung sebagai rasio selisih kadar total gula awal (So) dan kadar total gula akhir (Sf) terhadap kadar total gula awal (So). Formula dari persen konversi adalah sebagai berikut.
% Konversi = ( ��−��)
�� (3)
Efisiensi konversi substrat terhadap etanol (Ƞ; %) dihitung sebagai rasio
rendemen etanol (Yp/s; g g-1) terhadap rendemen teoritikal dari Yp/s (Yth; 0.51 g g-1). Formula dari efisiensi konversi substrat adalah sebagai berikut.
Ƞ = Yp/sx100
34
Lampiran 4 Data parameter fermentasi repeated-batch pada berbagai nisbah carrier terhadap media
Siklus ke- Nisbah ampas terhadap media
Total Gula sisa (g/L) Kadar Etanol (g/L) Tingkat penggunaan gula (%) Produktivitas (g/L/Jam) Yield (g/g) Efisiensi (%) 1 4% 6.26 58.84 95.53 2.45 0.44 86.27 2 14.11 49.59 89.92 2.07 0.39 77.24 6 5.46 65.35 96.10 2.72 0.49 95.24 4 5.91 60.82 95.78 2.53 0.45 88.94 5 2.20 67.05 98.43 2.79 0.49 95.41 6 1.93 67.68 98.62 2.82 0.49 96.11 6% 1 5.43 53.67 96.12 2.24 0.40 78.20 2 13.57 49.23 90.31 2.05 0.39 76.35 3 4.42 58.65 96.84 2.44 0.43 84.82 4 1.56 65.16 98.89 2.72 0.47 92.29 5 0.19 67.05 99.86 2.79 0.48 94.04 6 1.05 68.75 99.25 2.86 0.50 97.02 1 8% 6.38 61.14 95.44 2.55 0.46 89.72 2 11.65 56.71 91.68 2.36 0.44 86.64 3 3.95 63.07 96.96 2.63 0.46 90.90 4 1.85 64.61 98.67 2.25 0.47 91.70 5 2.67 65.87 98.21 2.74 0.48 94.05 6 2.50 64.85 98.93 2.70 0.47 92.48
35
Lampiran 5 Data parameter fermentasi repeated-batch pada berbagai konsentrasi total gula awal
Siklus ke- Total Gula Awal (g/L
Total Gula sisa (g/L) Kadar Etanol (g/L) Tingkat penggunaan gula (%) Produktivitas (g/L/Jam) Yield (g/g) Efisiensi (%) 1 120 5.1 38.60 95.75 1.61 0.34 65.87 2 15.28 47.36 87.27 1.97 0.45 88.67 6 2.41 37.18 97.99 1.55 0.32 61.99 4 3.65 44.28 96.96 1.84 0.38 74.62 5 3.02 55.09 97.48 2.30 0.47 92.35 6 5.05 54.70 95.79 2.28 0.48 93.30 7 5.44 55.17 95.47 2.30 0.48 94.43 8 4.55 55.33 96.21 2.31 0.48 93.97 9 3.72 56.83 96.90 2.37 0.49 95.83 10 6.87 55.65 94.28 2.32 0.49 96.45 140 1 6.15 45.78 95.61 1.91 0.34 67.06 2 15.06 51.15 89.24 2.13 0.41 80.27 3 2.99 45.07 97.86 1.88 0.33 64.50 4 5.32 53.91 96.20 2.25 0.40 78.49 5 10.51 61.49 92.49 2.56 0.47 93.11 6 10.51 64.25 92.49 2.68 0.50 97.29 7 9.42 63.30 93.27 2.64 0.48 95.05 8 5.91 66.22 95.78 2.76 0.49 96.84 9 8.88 64.09 93.66 2.67 0.49 95.84 10 6.18 63.54 95.59 2.65 0.47 93.10 1 160 6.38 44.67 96.01 1.86 0.29 57.02 2 20.76 60.22 87.03 2.51 0.43 84.81 3 4.5 52.25 97.19 2.18 0.34 65.89 4 8.94 58.25 94.41 2.43 0.39 75.61 5 16.35 65.12 89.78 2.71 0.45 88.88 6 18.31 67.64 88.56 2.82 0.48 93.61 7 11.72 68.27 92.68 2.84 0.46 90.28 8 12.96 71.51 91.90 2.98 0.49 95.36 9 14.04 65.99 91.23 2.75 0.45 88.64 10 13.05 71.91 91.84 3.00 0.49 95.94
36