PENGARUH PENAMBAHAN HIDROGEN PEROKSIDA TERHADAP PRODUKSI BIOHIDROGEN OLEH Clostridium bifermentans BLK YK-1999

AGUS PURNOMOHADI, Dr. Ir. Sarto, M.Sc.

2015 | Tesis | S2 Bioteknologi

Biohidrogen berpotensi sebagai bahan bakar alternatif karena memiliki kandungan energi yang tinggi dan produk pembakarannya yang ramah lingkungan. Salah satu metode untuk menghasilkan biohidrogen adalah melalui fermentasi gelap. Clostridium bifermentans sangat sensitif terhadap spesi oksigen reaktif (SOR) seperti H2O2. Proses detoksifikasi H2O2 mengakibatkan peningkatan produksi asetat dan penurunan produksi butirat. Meskipun demikian, penelitian mengenai pengaruh H2O2 terhadap produksi H2 belum pernah dilakukan. Penelitian ini bertujuan meningkatkan produksi gas hidrogen oleh C. bifermentans melalui suplementasi H2O2 dengan sistem batch culture. Penelitian dilakukan dengan menumbuhkan C. bifermentans secara anaerob pada medium sintetik menggunakan 4 macam perlakuan konsentrasi H2O2, yaitu 0, 50, 100, dan 200 μM. Kultur diinkubasi pada suhu 37 °C kemudian diambil sampel gas dan cairannya secara teratur. Parameter yang diamati antara lain jumlah sel, kadar gula total, pH medium dan konsentrasi volatile fatty acid (VFA), rasio NADH/NAD+, dan yield H2 dan CO2. Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi H2O2 hingga 200 μM tidak menghambat pertumbuhan C. bifermentans secara signifikan dan mengubah rasio NADH/NAD+ pada setiap waktu pengambilan sampel. VFA yang dominan pada perlakuan H2O2 0, 50, 100, dan 200 μM masing-masing adalah 69,83 mM asam butirat, 17,91 mM asam asetat, 18,01 mM asam asetat, dan 25,75 mM asam n-kaproat. Yield H2 yang paling tinggi dihasilkan oleh perlakuan H2O2 100 μM yaitu 4,90 mL L-1 g-1. Kata Kunci: Biohidrogen, fermentasi gelap, H2O2, Clostridium bifermentans, rasio NADH/NAD+

Biohydrogen is a potential alternative energy because it has a high energy content and environmentally friendly. One of the biological methods to produce hydrogen is through fermentation called dark fermentation. C. bifermentans is very sensitive to Reactive Oxygen Species (ROS) such as H2O2. Detoxification of H2O2 resulted in the increased production of acetate and the decreased production of butyrate. Nevertheless, the study on the effect of H2O2 on H2 production has not been done. Therefore, the purpose of this research was to increase the hydrogen production of Clostridium bifermentans in batch culture through addition of hydrogen peroxide. Research was conducted using anaerobic culture of C. bifermentans in the synthetic medium using four different concentration of H2O2, i.e. 0, 50, 100, and 200 μM. The cultures were incubated at 37 °C, gas and liquid samples were taken periodically. Parameters observed i.e. cell number, pH, total sugar and VFA concentration, NADH/NAD+ ratio, and H2 and CO2 yield. Results showed that up to 200 μM H2O2 treatment was not able to lower C. bifermentans growth significantly and changing NADH/NAD+ ratio at each sampling time. Using 4 different concentration of H2O2, the VFA was dominated by 69,83 mM butyric acid, 17,91 mM acetic acid, 18,01 mM acetic acid, and 25,75 mM n-caproic acid respectively. Based on the research, the highest H2 yield was produced by 100 μM H2O2 treatment i.e. 4,90 mL L-1 g-1. Keywords: Biohydrogen, dark fermentation, H2O2, Clostridium bifermentans, NADH/NAD+ ratio

Kata Kunci : Biohidrogen, fermentasi gelap, H2O2, Clostridium bifermentans, rasio NADH/NAD+