KOMUNITAS MIKROORGANISME DALAM REAKTOR ANAEROBIK PEMBENTUKAN METANA DARI VINASSE PADA KONDISI TERMOFILIK DAN MESOFILIK

Erviyana Windiastuti, Prof. Ir. Irfan Dwidya Prijambada, M.Eng., Ph.D.; Ir. Wiratni, S.T., M.T., Ph.D., IPM

2020 | Tesis | MAGISTER BIOTEKNOLOGI

Vinassse merupakan hasil samping pada produksi etanol dengan kandungan organik tinggi. Hal ini menjadikan vinasse berpotensi sebagai bahan baku pembentukan biogas dalam kondisi anaerob oleh komunitas mikroorganism. Proses dekomposisi anaerobik pada penelitian ini dilakukan pada suhu termofilik (55 oC) dan mesofilik (28-29 oC) dengan substrat vinasse dan inokulum digester anaerobik kotoran sapi. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan struktur komunitas mikroorganisme (16s rRNA) yang berperan dalam optimalisasi produksi biogas pada kondisi termofilik dan mesofilik. Identifikasi komunitas mikroorganisme dilakukan dengan metode sekuensing 16S rDNA. Sampel yang dianalisis dikoleksi dari reaktor yang dioperasikan pada suhu termofilik dan mesofilik, kemudian diisolasi DNA-nya menggunakan kit ZymoResearch fecal/ soil miniprep. Hasil isolasi DNA diuji kuantitas dan kualitasnya dengan nanodrop serta amplifikasi PCR dan elektroforesis. Sampel dengan kualitas DNA yang baik disekuensing 16S rRNA. Hasil sekuensing dianalisis dengan metode OTU (Operational Taxonomic Units), diversitas alfa, dan diversitas beta. Hasil yang didapat pada kedua kondisi, termofilik dan mesofilik, ditemukan ordo Clostridiales dan Methanosarcinales. Pada kondisi termofilik, ditemukan dominansi ordo Haloplasmatales, Thermoanaerobacterales, Petrotogales, Synergistales, dan Und_Atribacteria sedangkan pada kondisi mesofilik ditemukan Lactobacillales, Und_Cloacimonetes, dan Bacteroidales. Selain struktur komunitas yang berbeda, pada kondisi termofilik memiliki produksi metana yang cenderung meningkat sedangkan pada kondisi mesofilik cenderung stabil. Berdasarkan hasil tersebut kondisi termofilik dan mesofilik memengaruhi struktur komunitas yang berperan dalam produksi metana. Pada kondisi termofilik, tingkat keragaman genus dalam doamin arkaea lebih tinggi dibandingkan kondisi mesofilik, Selain itu, pada kondisi termofilik, hadir dominansi dari Petrotogales.

Vinasse is a byproduct of the distillation of ethanol production that having high organic content. It makes it the potential to be material for producing biogas under anaerobic condition by the microbial community. Anaerobic decomposition in this study was done under thermophilic conditions (55 oC) and mesophilic conditions (28 - 29 oC) with vinasse as a substrate and anaerobic digester cow dung as an inoculum. This study aims to compare the microorganism community structure of 16s rRNA that roles in the biogas producing optimally under thermophilic and mesophilic conditions. The identifying microbial community that was used in this study was using the amplicon sequencing 16S rDNA method. The samples that analyze were collected from the reactors under thermophilic and mesophilic conditions, then the DNA from all of them was isolated using ZymoResearch fecal/ soil miniprep kit. The DNA isolates were tested for quantity and quality using nanodrop, PCR amplification, and electrophoresis. The good quality and quantity were sequenced by 16s rRNA. The output from 16s rRNA sequencing was analyzed with OTU (Operational Taxonomic Units), alpha diversity, and beta diversity. The result of this study has obtained that in both conditions, the sequences of Order Clostridiales and Methanosarcinales were found. In thermophilic conditions, the order of Haloplasmatales, Petrotogales, Thermoanaerobacterales, Synergistales, and Und_Atribacteria were showing the dominances, while in mesophilic conditions, Lactobacillales, Und_Cloacimonetes, and Bacteroidales were dominant. Other than that, thermophilic and mesophilic conditions obtained different methane production. The methane production under thermophilic condition tends to increase while mesophilic tends to steady. Based on that result, thermophilic and mesophilic conditions affect the microbial structure community that roles in methane production. In the thermophilic condition, the diversity of the genus in archaean is higher than in the mesophilic condition. In addition, in the thermophilic condition, there is the domination of Petrotogales.

Kata Kunci : dekomposisi anaerobik, digester anaerobik kotoran sapi, komunitas mikroorganisme, mesofilik, termofilik, vinasse