Judul: Toleransi Saccharomyces Cerevisiae Terekayasa Terhadap Stres Hiperosmosis Pada Media Berkonsentrasi Gula Tinggi Untuk Produksi Bioetanol
Abstrak: Bioetanol merupakan salah satu energi alternatif terbarukan yang dapat dibuat dari berbagai bahan yang banyak tersedia di alam, salah satunya adalah molase. Dalam pembuatan bioetanol dibutuhkan khamir yang berperan dalam mengubah monosakarida di dalam media menjadi etanol dan karbon dioksida pada kondisi yang sesuai. Salah satu khamir yang banyak digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae yang juga dapat mengubah disakarida karena khamir ini dapat menghasilkan invertase. Penggunaan Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan bioetanol dengan bahan baku molase adalah tepat karena molase mengandung total gula sebesar 62% yang terdiri dari 32% sukrosa, 14% glukosa, dan 16% fruktosa. Tingginya konsentrasi gula yang terkandung pada molase dapat menyebabkan sel khamir mengalami stres hiperosmosis yang secara tidak langsung juga dapat menyebabkan sel mengalami stres oksidatif. Oleh karena itu pada pembuatan bioetanol, molase yang digunakan selalu diencerkan terlebih dahulu. Proses pengenceran tersebut dapat menambah biaya produksi, waktu, dan tenaga, selain itu juga hanya dapat menghasilkan etanol sebesar 6-12%. Oleh karena itu penggunaan khamir yang dapat tumbuh/toleran pada konsentrasi gula tinggi menjadi sebuah solusi yang menjanjikan pada pembuatan bioetanol agar molase yang digunakan tidak banyak diencerkan dan menghasilkan etanol dengan konsentrasi yang tinggi. Sejumlah strain khamir yang toleran terhadap berbagai stres lingkungan telah dibuat dengan teknik rekayasa genetika oleh Sasano et al. (2012a), Iinoya et al. (2009), Sasano et al. (2010), dan Sasano et al. (2012b) yaitu strain Pro1(I150T), Mpr1(K63R), Pro1(I150T)/Mpr1(K63R), dan MSN2-OP yang digunakan dalam pembuatan sake, roti manis, ragi roti, dan etanol. Hanya saja keempat strain khamir terekayasa tersebut belum diuji tingkat toleransinya terhadap substrat berkonsentrasi gula tinggi dalam pembuatan bioetanol. Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji toleransi khamir terekayasa tersebut terhadap stres hiperosmosis dalam pembuatan bioetanol pada media gula berkonsentrasi tinggi. Selain itu, untuk mengetahui kinerja proses fermentasi juga dilakukan penghitungan parameter kinetika dari masing-masing strain. Penelitian diawali dengan melakukan uji toleransi strain khamir pada media yang mengandung 50% hingga 70% sukrosa dan media yang mengandung 11% hingga 14% etanol. Hasil uji tersebut menunjukkan bahwa seluruh strain khamir terekayasa [Pro1(I150T), Mpr1(K63R), dan Pro1(I150T)/Mpr1(K63R)] toleran dan dapat tumbuh pada media berkonsentrasi sukrosa hingga 70% dan etanol hingga 13%, kecuali strain MSN2-OP yang mengalami penghambatan pertumbuhan dan lebih sensitif terhadap konsentrasi sukrosa 70% dan etanol 11%. Selanjutnya ketiga strain terekayasa yang toleran tersebut diuji kembali dengan uji fermentasi pada media yang mengandung sukrosa 30% dan dilihat karakter/kinerjanya dalam melakukan fermentasi alkohol. Hasil uji fermentasi menunjukkan bahwa pola kurva pertumbuhan ketiga strain terekayasa pilihan [Pro1(I150T), Mpr1(K63R), Pro1(I150T)/Mpr1(K63R)] tidak berbeda signifikan, begitu juga parameter kinetikanya. Namun untuk nilai rendemen etanol per gram biomassa (Yp/x), strain Mpr1(K63R) memberikan nilai yang paling besar diantara strain lainnya yaitu sebesar 4,84±0,07 g etanol/g biomassa. Ketiga strain terekayasa dapat digunakan dalam memperbaiki produktivitas etanol di industri dengan nilai etanol yang dihasilkan sebesar 139,55±5,59 g/L untuk strain Pro1(I150T), 147,75±3,61 g/L untuk strain Mpr1(K63R), dan 146,00±3,32 g/L untuk strain Pro1(I150T)/Mpr1(K63R). Perolehan ini lebih besar dari perolehan etanol pada proses konvensional di industri (6 - 12% v/v atau setara dengan 47,34 – 94,68 g/L).
Keyword: bioetanol, saccharomyces cerevisiae, stres hiperosmosis

Judul: Isolasi dan Konstruksi Novel Strain Khamir untuk Peningkatan Performa Produksi Etanol Menggunakan Hidrolisat Lignoselulosa
Abstrak: Mikrob yang mampu memfermentasi xilosa masih sedikit dan menjadi salah satu kendala produksi bioetanol generasi kedua. Saccharomyces cerevisiae yang umum digunakan dalam produksi etanol secara alami tidak memiliki kemampuan memfermentasi xilosa, sehingga mengakibatkan konsentrasi etanol dari fermentasi lignoselulosa menjadi relatif rendah. Di samping itu, organisme yang mampu memproduksi etanol dari glukosa atau xilosa masih memiliki viabilitas rendah terhadap inhibitor yang dihasilkan dari hidrolisis lignoselulosa. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini yaitu melakukan isolasi, skrining, identifikasi molekuler, dan rekayasa genetik khamir penghasil bioetanol dengan teknik genome shuffling untuk meningkatkan performa produksi etanol menggunakan hidrolisat lignoselulosa. Isolasi khamir dilakukan dengan metode sebar di media Yeast Potato Xylose Agar (YPXA) dan Yeast Potato Glucose Agar (YPGA). Khamir yang tumbuh dievaluasi kemampuannya memproduksi etanol menggunakan YPX dan YPG cair. Substrat dan produk fermentasi dianalisis menggunakan HPLC dengan kolom Hi-plex H for carbohydrate dan detektor Refraction Index Detector. Identifikasi molekuler khamir terpilih dilakukan dengan menganalisis daerah ITS1-ITS4. Kemampuan penggunaan jenis gula isolat khamir terpilih juga diidentifikasi dengan mengevaluasi secara kualitatif pertumbuhanya pada media padat yang mengandung glukosa, xilosa, fruktosa, sukrosa dan CMC. Toleransi isolat khamir terpilih terhadap inhibitor furfural-HMF dievaluasi menggunakan metode fermentasi sedangkan toleransi terhadap etanol dievaluasi dengan metode spot assay. Konstruksi novel strain dilakukan melalui metode genome shuffling antara isolat yang berkemampuan baik memfermentasi xilosa (KBKTI 10-5.1) dan isolat yang berkemampuan baik memfermentasi glukosa serta toleran terhadap senyawa furfural dan HMF (DBY1). Mutan diseleksi berdasarkan kemampuan tumbuhnya pada media glukosa dan xilosa secara terpisah dan dilanjutkan dengan analisis RAPD untuk membedakan secara gentik antar mutan. Kemampuan produksi etanol pada media YPXG maupun hidrolisat lignoselulosa oleh tetua dan mutan diuji menggunakan fermentasi sistem batch. Diperoleh 24 isolat murni dari media YPXA dan 22 isolat murni dari media YPGA. Isolat terpilih identik dengan Candida tropicalis, Cyberlindnera jadini, Wickerhamomyces anomalus, Pichia anomala, dan S. cerevisiae. Etanol yang diproduksi oleh mutan Fcs1 dan Fcs4 pada hidrolisat asam rumput gajah mengalami peningkatan 26,58% dan 24,17% dari tetua DBY1 serta 14,94% dan 21,84% dari tetua KBKTI 10-5.1. Berbeda dengan produksi etanol pada hidrolisat basa rumput gajah, mutan Fcs1 dan Fcs4 hanya mengalami peningkatan produksi etanol sebesar 1,35% dari tetua KBKTI 10-5.1. Produktivitas etanol oleh mutan Fcs1 dan Fcs4 pada hidrolisat asam rumput gajah mencapai 0,042 g/L/h dan 0,044 g/L/h. Rekombinasi genom antara spesies khamir menghasilkan novel strain khamir yang mampu meningkatkan produktivitas etanol pada hidrolisat asam
Keyword: Biofuels, fermentation, genetic engineering, lignocellulosic

Judul: Posisi Filogenetik Kura-Kura Carettochelys Insculpta  (Reptillia: Testudinata)
Abstrak: Carettochelys insculpta is an endemic freshwater turtle of southern Papua and northern Australia. Phylogenetic position of this turtle is remain unresolved until now. Most of the research conducted show close relationships of C. insculpta and members of Trionychidae family. However, some of the research show distance between C. insculpta and members of Trionychidae family. This research is conducted to analyze phylogenetic relationship between C. insculpta and other members of Testudinata using 12S rRNA, 16S rRNA, and both gene as markers. DNA samples were obtained from three different organisms of C. insculpta. Two species used as outgroups were Alligator mississippiensis and Iguana iguana. Phylogenetic analysis was carried out using Neighbor-Joining method with Felsenstein 1981 (F81) modeltest. A polytomy tree of Testudinata was produced by using 12S rRNA gene. However, analysis using 16S rRNA and both genes as markers confirmed that C. insculpta was located between the Chelonidae and the Trionychidae family.
Keyword: