DISERTASI dan TESIS Program Pascasarjana UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Konversi Lignoselulosa Eucheuma denticulatum (Limbah Industri Karagenan) Menjadi Bioetanol dan Pengembangannya sebagai Buku Ajar Berorientasi Pendidikan untuk Pembangunan Berkelanjutan (PPB) dalam Matakuliah Bioteknologi

Lely Mardiyanti

Abstrak


 

RINGKASAN

Mardiyanti, Lely. 2019. Konversi Lignoselulosa Eucheuma denticulatum (Limbah Industri

Karagenan) Menjadi Bioetanol dan Pengembangannya sebagai Buku Ajar

Berorientasi Pendidikan untuk Pembangunan Berkelanjutan (PPB) dalam

Matakuliah Bioteknologi. Tesis, Program Studi S2 Pendidikan Biologi,

Pascasarjana, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Endang Suarsini,

M. Ked. dan (II) Dr. Betty Lukiati, M.S.

 

Kata Kunci: Lignoselulosa, bioetanol, buku ajar, pendidikan untuk pembangunan

berkelanjutan, bioteknologi

 

Program S-1 berada pada jenjang 6 Kerangkan Kualifikasi Nasional Indonesia

(KKNI) yang salah satu deskripsi Capaian Pembelajarannya (CP) yaitu mampu

menggunakan Ilmu Pengetahuan, Teknologi, dan Sains (IPTEKS) untuk menyelesaikan

masalah dan beradaptasi terhadap situasi yang dihadapi. Salah satu masalah yang dihadapi di

abad 21 yakni pembangunan dunia ke arah sustainabilitas, diantaranya yakni sustainabilitas

energi melalui Energi Baru Terbarukan (EBT). Bioetanol merupakan salah satu EBT yang

dihasilkan melalui proses fermentasi dan potensial dikembangkan di Indonesia. Pembuatan

bioetanol dapat lebih sustainable dengan menggunakan bahan baku berupa lignoselulosa

Eucheuma denticulatum (limbah industri karagenan). Hasil kajian isi Rencana Perkuliahan

Semester (RPS) matakuliah bioteknologi Jurusan Biologi Universitas Negeri Malang yang

dibuat oleh Dosen pengampunya menunjukkan prosedur fermentasi bioetanol dari

lignoselulosa dapat dibelajarkan sebagai variasi konten dalam materi teknologi fermentasi.

Hasil analisis kebutuhan memperlihatkan sebagian besar mahasiswa masih merasa kesulitan

dalam mengkakses bahan ajar yang sesuai dalam perkuliahan bioteknologi. Hasil analisis

juga memperlihatkan bahan ajar yang memudahkan pemahaman mahasiswa yakni bahan ajar

tercetak berupa buku. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelitian & pengembangan

dengan tujuan

1) menghasilkan buku ajar dengan konten “Teknologi Fermentasi dalam

Biorefinery: Kajian dari Konversi Lignoselulosa E. denticulatum Menjadi Bioetanol”

berorientasi PPB yang valid, praktis, dan efektif sebagai salah satu bahan ajar matakuliah

bioteknologi; dan

2) mengetahui metode, starter, dan lama waktu fermentasi yang paling

optimal dalam menghasilkan bioetanol dari lignoselulosa E. denticulatum (limbah industri

karagenan).

Penelitian & pengembangan ini dilakukan pada September 2018‒Mei 2019 di

Universitas Negeri Malang. Pengembangan buku ajar mengikuti alur model Dick & Carey

(analisis, perancangan dan pengembangan, evaluasi). Buku ajar dikembangkan dari prosedur

penelitian laboratorium yang dilakukan oleh peneliti. Prosedur penelitian laboratorium yang

dilakukan meliputi perlakuan awal, sakarifikasi, fermentasi, dan pengukuran kadar bioetanol

dengan perlakuan macam metode, macam starter, dan variasi lama waktu fermentasi.

Pengukuran kadar hemiselulosa, karagenan, lignin, dan selulosa sebelum dan setelah

perlakuan awal kimia (perendaman dengan NaOH) dilakukan dengan metode Chesson,

sedangkan pengukuran kadar gula reduksi pasca sakarifikasi dilakukan dengan metode Luff

Schoorl. Data kadar bioetanol yang diperoleh dianalisis menggunakan uji analisis varian

(ANAVA) 3 jalur yang dilanjutkan dengan uji LSD dan Tukey. Uji validitas buku ajar

dilakukan oleh validator ahli materi bioteknologi dan ahli media & bahan ajar, serta

kelompok uji (60 mahasiswa yng telah menempuh matakuliah bioteknologi). Uji kepraktisan

2

dan keefektifan buku ajar dilakukan pada 2 kelompok kecil yang masing-masingnya terdiri

dari 12 mahasiswa yang belum menempuh matakuliah bioteknologi. Pemilihan sampel

dilakukan dengan metode purposive sampling. Uji validitas dan uji kepraktisan menggunakan

instrumen angket sedangkan uji keefektifan menggunakan soal esai. Data hasil uji validitas

dan kepraktisan buku ajar dianalisis dengan perhitungan persentase, sedangkan data hasil uji

keefektifan buku ajar dianalisis dengan N-Gain dan independent t-test.

Hasil penelitian laboratorium memperlihatkan perlakuan awal (perendaman dengan

NaOH) dapat dapat menghilangkan lignin dan karagenan, serta dapat memisahkan selulosa

dari lignin dan hemiselulosa dalam E. denticulatum. Hasil analisis kadar gula reduksi

menunjukkan kadar glukosa dalam per 25 ml hidrolisat yakni sebesar 2,70% dengan aktivitas

10 ml enzim selulase dalam menghidrolisis selulosa menjadi glukosa pada waktu inkubasi 2

hari yakni sebanyak 0,12 Unit/ml. Hasil uji ANAVA 3 jalur dan uji lanjut memperlihatkan

kadar bioetanol yang dihasilkan dari kedua variasi metode memiliki perbedaan signifikan

pada pemberian starter Z. Mobilis dan waktu fermentasi 3 hari. Hasil validitas buku ajar

memiliki rerata sebesar 96%. Keseluruhan aspek buku ajar direvisi sesuai dengan saran-saran

yang diberikan untuk mencapai validitas 100%. Buku ajar dinyatakan praktis dengan rerata

persentase kepraktisan sebesar 86,2%. Berdasarkan perhitungan N-Gain dan independent ttest, penggunaan buku ajar juga dinyatakan efektif untuk meningkatkan pengetahuan dan

beberapa kompetensi sustainabilitas (systems-thinking competence, anticipatory competence, normative competence, dan strategic competence) mahasiswa secara signifikan.

Produk dapat digunakan sebagai buku ajar pelengkap/suplemen pada PPB yang

terintegrasi dengan matakuliah bioteknologi. Buku ajar sebaiknya disebarkan jika sudah

mendapat International Standard Book Number (ISBN) dan dilakukan oleh penerbit.

Pengujian lanjutan diperlukan keterampilan, sikap, dan kompetensi sustainabilitas: interpersonal competence.

untuk mengetahui keefektifan buku ajar dalam meningkatkan