ISOLASI KHAMIR DARI NIRA, TUAK DAN LARU ASAL PULAU NIAS DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MEMPRODUKSI BIOETANOL
DARI LIMBAH
SKRIPSI
OLEH
ESTER RAISA KRISTIANI LASE 120805073
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ISOLASI KHAMIR DARI NIRA, TUAK DAN LARU ASAL PULAU NIAS DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MEMPRODUKSI BIOETANOL
DARI LIMBAH
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
OLEH
ESTER RAISA KRISTIANI LASE 120805073
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2016
PERSETUJUAN
Judul : Isolasi Khamir dari Nira, Tuak dan Laru Asal Pulau Nias dan Uji Kemampuannya dalam Memproduksi Bioetanol dari Limbah
Kategori : Skripsi
Nama : Ester Raisa Kristiani Lase Nomor Induk Mahasiswa : 120805073
Program Studi : Sarjana (S1) Biologi Departemen : Biologi
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. NIP. 196404281996032001 NIP. 196404091994031003
Disetujui Oleh
Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,
ii
PERNYATAAN
ISOLASI KHAMIR DARI NIRA, TUAK DAN LARU ASAL PULAU NIAS DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MEMPRODUKSI BIOETANOL
DARI LIMBAH
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
Ester Raisa Kristiani Lase 120805073
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyeelesaikan skripsi yang berjudul “Isolasi Khamir dari Nira, Tuak dan Laru Asal Pulau Nias dan Uji
Kemampuannya dalam memproduksi Bioetanol dari Limbah”. Skripsi ini
dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Sains pada Fakultas MIPA USU Medan.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. selaku dosen pembimbing 1 dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberi bimbingan dan banyak masukan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Ibu Dr. It. Jamilah, M.Sc. dan Ibu Masitta Tanjung, S.Si,M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberi banyak masukan dan arahan dalam penyempurnaan penulisan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc. selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Dr. Saleha Hanum, M.Si. selaku Sekretaris Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Nurhasni Muluk, Bang Erwin dan Ibu Rosalina Ginting selaku staff pegawai Departemen Biologi FMIPA USU.
Ucapan terimakasih terbesar, penulis sampaikan kepada Ibunda tercinta, Else Eflin Lase, SKM yang selalu memberikan doa, dukungan, semangat, kesabaran, perhatian, pengorbanan dan kasih sayang yang begitu besar kepada penulis, dan juga kepada Almarhum Ayahanda Sozatulo Lase yang telah mengajarkan penulis sifat yang tak pernah putus asa, bertanggung jawab, mengingatkan untuk selalu bersyukur dan mengandalkan Tuhan Yesus dalam setiap rencana. Skripsi ini penulis hadiahkan kepada ayahanda, penulis berjanji selalu menjadi yang terbaik dan membanggakan. Terimakasih kepada keluarga besar penulis Almarhum Kakek tercinta serta Oma tersayang yang tidak pernah lupa untuk mendoakan penulis, Almarhum Tante Sa’a serta Tante Talu, yang dengan tulus menjaga, menemani dan menyayangi penulis pada masa awal perkuliahan, Papi dan Mami, Bang Arif, Kak Elsa, Kak Lely, Kak Siska, Adikku Janice dan Dwiki, yang telah memberi doa dan dukungannya.
iv
hari-hari penulis dalam mengerjakan penelitian di laboratorium. Terimakasih kepada teman-teman AOC 2012 yang namanya tidak bisa disebutkan satu per satu, waktu-waktu yang terlewati bersama kalian akan menjadi kenangan indah yang sulit untuk dilupakan. Penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada Bang Adrian Hartanto dan Bang Tonisman Harefa yang telah meluangkan waktu untuk berdiskusi dan membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Ucapan terimakasih terkhusus kepada Bang Trisno Harefa yang tidak pernah bosan mendengarkan setiap keluh kesah dan mendoakan penulis.
Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas semua kebaikan dan ketulusan kita. Amin.
Medan, Januari 2017
Penulis
ISOLASI KHAMIR DARI NIRA, TUAK DAN LARU ASAL PULAU NIAS DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MEMPRODUKSI BIOETANOL
DARI LIMBAH
ABSTRAK
Bioetanol merupakan hasil proses fermentasi gula menggunakan khamir. Banyak strain dari khamir telah diisolasi untuk mengetahui kemampuannya memproduksi bioetanol. Penelitian ini dilakukan untuk mengisolasi khamir potensial dari nira, tuak dan laru asal Pulau Nias dalam memproduksi bioetanol dari beberapa jenis limbah yaitu limbah kupasan kentang, limbah kupasan singkong dan limbah kupasan talas. Sebanyak 7 isolat khamir telah diisolasi untuk mengetahui tingkat toleransinya terhadap etanol di lingkungan. Dua isolat PN1 dan PN2 menunjukkan tingkat toleransi terhadap etanol paling tinggi pada konsentrasi etanol 15%. Dua isolat khamir ini digunakan untuk memproduksi bioetanol pada medium fermentasi mengandung 3% tepung limbah selama 5 hari inkubasi. Hasil menunjukkan bahwa isolat khamir PN1 dan PN2 pada medium fermentasi mengandung limbah talas secara berturut-turut menghasilkan bioetanol sebesar 0.64 dan 0.60%, dengan efisiensi fermentasi 83.74 dan 81.03%.
vi
ISOLATION AND ASSAY OF POTENTIAL OF YEAST FROM NIRA, TUAK AND LARU FROM NIAS ISLAND TO PRODUCE BIOETHANOL
FROM CROPS WASTE
ABSTRACT
Bioethanol is a product of sugar fermentation by yeast. Many strains of yeast have been isolated for their abilities to produce bioethanol. This study was conducted to isolate and to evaluate yeast potential from nira, tuak and laru from Nias Island in producing bioethanol from crop’s wastes such as potato, cassava and taro peel wastes. A total of 7 yeasts were isolated and tested for their ethanol tolerance. Two isolates, PN1 and PN2, showed the most tolerant to medium containing 15% ethanol. Both of these yeast isolates were used to produce bioethanol using fermentation medium containing 3% of waste powder for 5 days of incubation. The result showed that PN1 and PN2 in taro peel waste medium produced 0.64 and 0.60% of bioethanol, while their fermentation efficiency were 83.74 and 81.03%, respectively.
Keywords: bioethanol, nira, tuak, laru, yeast, waste, fermentation
DAFTAR ISI
1.3 Tujuan Penelitian 3
1.4 Manfaat Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Pemanfaatan Limbah untuk Produksi Bioetanol 10 BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat 11
3.2 Isolasi Khamir 11
3.3 Pengamatan Morfologi Khamir 12 3.4 Uji Penapisan Khamir Terhadap Etanol 12
3.5 Pembuatan Tepung Limbah 12
3.6 Sakarifikasi Enzimatis Menggunakan Aspergillus niger 13
3.7 Peremajaan Isolat Khamir 14
3.8 Pembuatan Starter 14
3.9 Penyiapan Medium Fermentasi 14
3.10 Produksi Bioetanol 15
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Isolat Khamir dari Nira, Tuak dan Laru Asal Pulau Nias
16
viii
4.3 Sakarifikasi Enzimatis Menggunakan Aspergillus niger 21 4.4 Potensi Isolat Khamir Terpilih Dalam Menghasilkan Bioetanol
dari Tepung Limbah
24
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 31
5.2 Saran 31
DAFTAR PUSTAKA 32
LAMPIRAN 39
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1 Karakteristik Morfologi Khamir Yang Diisolasi Dari Nira, Tuak Dan Laru Asal Pulau Nias
16 2 Karakteristik Mikroskopik Khamir Yang
Diisolasi Dari Nira, Tuak Dan Laru Asal Pulau Nias
x
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1 Hasil Pengamatan Morfologi Khamir Secara Mikroskopis
18 2 Viabilitas Isolat Khamir pada Medium GYPB dengan
Variasi Konsentrasi Etanol
19 3 Hasil Uji Toleransi Khamir Terhadap Etanol dengan
Konsentrasi 15% pada Medium GYPA
20 4 Peningkatan Konsentrasi Gula Reduksi pada Medium
dari Kondisi Awal Hingga Sakarifikasi Hari Ke-3
22 5 Penurunan pH Medium dari Kondisi Awal Hingga
Sakarifikasi Hari Ke-3
23 6 Peningkatan Kadar Bioetanol (%) dari Kondisi Awal
Sebelum Fermentasi Hingga Fermentasi Hari Ke-5
24 7 Penurunan Konsentrasi Gula Reduksi pada Medium
Fermentasi
25 8 Efisiensi Fermentasi Isolat Khamir pada Medium
Fermentasi Mengandung Limbah
25 9 Penurunan pH pada Medium Fermentasi 27 10 Pertumbuhan PN1 Dan PN2 Selama Fermentasi pada
Substrat Mengandung Limbah Kupasan Kentang, Singkong dan Talas
29
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Komposisi dan Penyiapan Media Pengkayaan (Enrichment Media), Komposisi Media Sakarifikasi
39
2. Alur Kerja Penelitian 40
3. Foto Hasil Penelitian 41
4. Data Uji Penapisan Khamir Terhadap Etanol 42
5. Kurva Standar Glukosa 43
