Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan minyak bumi senantiasa meningkat, sementara cadangannya kian menipis dan penggunaannya berkontribusi besar terhadap emisi karbon. Bioetanol merupakan bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan dan berpotensi menjadi alternatif pengganti bahan bakar minyak bumi. S. cerevisiae kerap dimanfaatkan untuk produksi bioetanol, karena memiliki efisiensi tinggi, nonpatogenik, dan mudah direkayasa. Namun, produksi etanol masih terkendala oleh rendahnya yield, terutama akibat keterbatasan S. cerevisiae untuk fermentasi dalam kadar etanol tinggi. Oleh karena itu, dikembangkan S. cerevisiae mutan yang toleran terhadap etanol hingga konsentrasi 16% (v/v) melalui pendekatan adaptive laboratory evolution (ALE) berbasis mutagenesis paparan sinar UVC. Digunakan medium yeast extract peptone dextrose (YPD) padat dan cair, inkubasi pada suhu ruang (25 ± 2,5°C), dan tanpa agitasi (0 rpm) untuk menumbuhkan S. cerevisiae. Proses ALE terdiri dari 2 tahap utama: (1) pemaparan mutagen sinar UV-C durasi 5, 10, dan 15 detik (jarak 30 cm dan daya 30 W) pada S. cerevisiae di YPD padat untuk proses seleksi dan perolehan mutan; (2) kultivasi S. cerevisiae mutan pada YPD cair untuk menumbuhkan dan mengadaptasikan mutan. Keduanya dilakukan secara berulang dengan suplementasi etanol secara progresif (8-16% v/v) pada medium. Setelah tiap pemaparan, koloni dengan diameter terbesar pada YPD padat dikultivasi ke YPD cair, diamati pertumbuhannya, dan disubkultur sampai pertumbuhan stabil serta kesintasan pada akhir fase eksponensial mencapai ?30%. ALE dilakukan hingga diperoleh S. cerevisiae mutan yang toleran terhadap etanol konsentrasi 16% (v/v). Selanjutnya, dilakukan konfirmasi kesintasan (%) pada medium YPD padat dan cair beretanol 16% (v/v) dan dilakukan komparasi performa, berdasarkan laju pertumbuhan spesifik (jam-1), laju konsumsi substrat (g·jam-1), dan produksi etanol (%). Hasil menunjukan bahwa ALE berbasis paparan sinar UV-C menghasilkan 9 varian mutan S. cerevisiae yang toleran etanol antara 14-16% (v/v), berbeda dengan S. cerevisiae nonmutan yang toleransi etanolnya hanya sampai 12% (v/v). Varian terbaik, M102 (paparan UV-C 10 detik), menunjukkan kesintasan senilai 80,00 ± 10,31% pada medium padat dan 86,00 ± 6,63% pada medium cair tersuplementasi etanol 16% (v/v). Dalam segi performa, berdasarkan t-test M102 tidak berbeda signifikan (p-value > ?), dibandingkan dengan nonmutan, baik pada laju pertumbuhan spesifik (p-value = 0,1122; mutan = 0,269 ± 0,002 jam-1; nonmutan = 0,253 ± 0,011 jam-1), laju konsumsi substrat (p-value=0,3696; mutan = 1,23 ± 0,009 g·jam-1; nonmutan =1,20 ± 0,044 g·jam-1), ataupun produksi etanol (p-value = 0,9344; mutan = 1,104 ± 0,065 % (v/v); nonmutan = 1,098 ± 0,098 % (v/v)). Hasil yang tidak signifikan tersebut mengindikasikan bahwa mutasi yang terjadi tidak memengaruhi performa S. cerevisiae mutan dalam produksi etanol. Dapat diambil kesimpulan, ALE berbasis UV-C, khususnya durasi 10 detik (jarak 30 cm dan daya 30 W) dan seleksi etanol progresif merupakan pendekatan potensial untuk meningkatkan toleransi S. cerevisiae dalam produksi bioetanol yang lebih efisien.