Perpustakaan Digital ITB

Ketergantungan global terhadap bahan bakar fosil telah memicu tekanan ekonomi dan degradasi lingkungan yang signifikan. Di Indonesia, lonjakan impor BBM yang menembus US$12,4 miliar pada tahun 2024 memberikan beban fiskal yang berat, sementara emisi gas rumah kaca dari pembakaran fosil terus memperburuk krisis iklim dan polusi udara. Bioetanol muncul sebagai solusi strategis karena sifatnya yang terbarukan dan dapat diproduksi melalui proses fermentasi menggunakan ragi. Namun, efisiensi produksi bioetanol oleh Saccharomyces cerevisiae masih terhambat oleh toksisitas etanol produk akhir yang menyebabkan denaturasi protein, kerusakan membran, dan penghambatan pertumbuhan sel ragi pada konsentrasi tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan strain mutan ragi yang toleran terhadap etanol hingga konsentrasi 16% (v/v) melalui metode Adaptive Laboratory Evolution (ALE) dengan memanfaatkan mekanisme cross-protection. Strategi ini menggunakan pretreatment heat shock untuk menginduksi sintesis Heat Shock Proteins (HSPs), seperti Hsp104. S. cerevisiae ditumbuhkan dalam medium Yeast Extract Peptone Dextrose (YPD) pada suhu ruang 23 ± 1.5°C, agitasi 0 rpm, dengan kondisi fakultatif anaerob. Proses ALE diawali dengan pemberian pretreatment heat shock pada suhu 50°C selama 10 menit, diikuti dengan adaptasi pada konsentrasi etanol yang meningkat secara progresif dari 10% hingga 16% (v/v). Konfirmasi terhadap evolved strain dilakukan melalui kultivasi pada medium YPD dengan konsetrasi etanol 16% (v/v) dan dibandingkan performa pertumbuhan strain berbasis heat shock terhadap strain ALE tanpa pretreatment heat shock. Hasil penelitian menunjukkan S. cerevisiae toleran etanol 16% (v/v) dengan kesintasan mencapai 92,40%, secara signifikan lebih tinggi dibandingkan wild-type sebesar 48,73%. Strain hasil ALE mampu memertahankan mutasi secara stabil selama tiga kali subkultur berulang dengan laju pertumbuhan yang tidak berbeda secara signifikan (p-value > 0,05) antara strain ALE tanpa heat shock dan ALE dengan heat shock. Hal ini membuktikan bahwa metode ALE menggunakan etanol secara langsung sudah memadai untuk meningkatkan toleransi ragi terhadap stres etanol tinggi. Temuan ini berpotensi dimanfaatkan untuk peningkatan produktivitas bioetanol melalui penelitian lanjutan.