Optimasi dan Analisis Teknoekonomi Produksi Enzim Lakase oleh Trametes hirsuta EDN 082 pada Fermentor dengan Sistem Submerged Fermentation

Reynata, Regita and Wahyunanto Agung Nugroho, STP., M,Eng., PhD and Dr. Dede Heri Yuli Yanto, S.Si., M.Agr (2024) Optimasi dan Analisis Teknoekonomi Produksi Enzim Lakase oleh Trametes hirsuta EDN 082 pada Fermentor dengan Sistem Submerged Fermentation. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Lakase adalah enzim oksidoreduktase serbaguna yang memiliki kemampuan mengoksidasi berbagai senyawa fenolik dan non-fenolik. Kemampuan tersebut membuat lakase dapat diaplikasikan pada bidang industri secara luas. Namun, biaya produksi yang tinggi masih menjadi tantangan dalam aplikasinya. Interaksi antar faktor yang dioptimasi dipelajari menggunakan Metode Respon Permukaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan formulasi dan pH media. Selain itu, dilakukan optimasi kondisi kecepatan agitasi dan laju aerasi pada fermentor skala 5L. Selanjutnya dilakukan analisis tekno-ekonomi untuk menilai efisiensi proses produksi enzim lakase. Formulasi media (glukosa 65 g/L, yeast extract 25 g/L, TKKS 5,5 g/L, CuSO4 0,75 g/L, KH2PO4 2 g/l, MgSO4·7H2O 0,5 g/l, CaCl2·2H2O 0,1 g/l, KCl 0,5 g/l, tiamin 0,5 g/l) menjadi formulasi pilihan untuk produksi enzim lakase dari T. hirsuta EDN 082 menggunakan sistem SmF. Formulasi ini menghasilkan biaya media per unit enzim terendah yaitu sebesar Rp 63,80/Unit. Dalam hal ini, hasil optimisasi formulasi media dapat meningkatkan aktivitas enzim 68 kali lipat dan menghemat biaya media 30 kali lipat dibandingkan kontrol. pH ideal untuk media untuk produksi enzim lakase dari T. hirsuta EDN 082 dicapai pada 4,5. Pada pH ini dicapai aktivitas enzim tertinggi sebesar 4,7290 U/mL. Kondisi fermentor optimal dicapai pada kecepatan agitasi 120 rpm dan laju aerasi 0,5 vvm. Pada kondisi ini dicapai aktivitas enzim tertinggi sebesar 8,4127 U/mL. Nilai ini 56% lebih tinggi dibandingkan dengan yang diperoleh pada skala erlenmeyer. Hasil tersebut jelas menunjukkan bahwa strategi proses peningkatan skala produksi enzim lakase telah dilakukan secara efektif. Biaya yang dikeluarkan untuk memproduksi per satu unit lakase sebesar Rp420,08/Unit. Proses produksi yang telah dioptimasi dalam penelitian ini dapat menghasilkan enzim dengan daya saing pasar yang cukup baik jika dibandingkan harga enzim yang tersedia secara komersial.

English Abstract

Laccase is a versatile oxidoreductase enzyme that has the ability to oxidize various phenolic and non-phenolic compounds. This ability makes laccase widely applicable in the industrial sector. However, high production costs are still a challenge in its application. The interaction between optimized factors was studied using the Response Surface Method. This study aims to optimize the formulation and pH of the media. In addition, optimization of agitation speed and aeration rate conditions in a 5L scale fermentor was carried out. Furthermore, a technoeconomic analysis was carried out to assess the efficiency of the laccase enzyme production process. Media formulation (glucose 65 g/L, yeast extract 25 g/L, TKKS 5.5 g/L, CuSO4 0.75 g/L, KH2PO4 2 g/l, MgSO4 · 7H2O 0.5 g/l, CaCl2 · 2H2O 0.1 g/l, KCl 0.5 g/l, thiamine 0.5 g/l) is the formulation of choice for the production of laccase enzymes from T. hirsuta EDN 082 using the SmF system. This formulation produces the lowest media cost per enzyme unit of Rp 63.80/Unit. In this case, the results of media formulation optimization can increase enzyme activity 68-fold and save media costs 30-fold compared to the control. The ideal pH for media for the production of laccase enzymes from T. hirsuta EDN 082 is achieved at 4.5. At this pH, the highest enzyme activity is achieved at 4.7290 U/mL. Optimal fermentor conditions were achieved at an agitation speed of 120 rpm and an aeration rate of 0.5 vvm. Under these conditions, the highest enzyme activity was achieved at 8.4127 U/mL. This value is 56% higher than that obtained on the Erlenmeyer scale. These results clearly indicate that the strategy for increasing the scale of laccase enzyme production has been carried out effectively. The cost incurred to produce one unit of laccase is Rp420.08/Unit. The production process that has been optimized in this study can produce enzymes with fairly good market competitiveness when compared to the price of commercially available enzymes.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	042410
Uncontrolled Keywords:	Teknoekonomi, Trametes hirsuta EDN 082, Submerged Fermentation-Technoeconomics, Trametes hirsuta EDN 082, Submerged Fermentation
Divisions:	S2/S3 > Magister Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian
Depositing User:	Sugeng Moelyono
Date Deposited:	15 Nov 2024 07:20
Last Modified:	15 Nov 2024 07:20
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/232690

Text (DALAM MASA EMBARGO) Regita Reynata.pdf Restricted to Registered users only Download (3MB)

Actions (login required)

View Item