 Bioetanol telah diidentifikasi sebagai bahan bakar nabati yang paling banyak digunakan di seluruh dunia karena secara signifikan berkontribusi terhadap pengurangan konsumsi minyak mentah dan pencemaran lingkungan. Tentu Indonesia sangat membutuhkan optimalisasi produksi bioetanol ini, karena negara kita masih  banyak  mengimport BBM, sehingga produksi etanol terus digalakkan oleh pemerintah, kita tunggu saja hasilnya.
Bioetanol juga dikenal sebagai etil alkohol atau dengan memiliki rumus kimia C2H5OH atau EtOH. Dapat digunakan secara langsung sebagai etanol murni atau dicampur dengan bensin untuk menghasilkan "gasohol" Bioetanol  digunakan sebagai bahan bakar  sebagai  penambah bilangan oktan dan campuran bioetanol-diesel untuk mengurangi emisi gas buang.
Bioethanol menawarkan beberapa kelebihan sebagai bahan bakar,  seperti angka oktan lebih tinggi, mudah terbakar lebih luas batas, kecepatan nyala yang lebih tinggi dan peningkatan panas penguapan  Di berbeda dengan bahan bakar minyak, bioetanol kurang beracun, mudah terurai secara hayati dan menghasilkan polutan yang ditanggung melalui udara yang lebih rendah. Berbagai bahan baku dari generasi pertama, kedua dan ketiga telah digunakan  produksi bioetanol.
Bioetanol generasi pertama melibatkan bahan baku kaya akan sukrosa (tebu, gula bit, sorgum manis dan buah-buahan) dan pati (jagung, gandum, beras, kentang, singkong, ubi jalar dan gandum). Bioetanol generasi kedua berasal dari biomassa lignoselulosa tersebut seperti kayu, jerami dan rumput. Bioetanol generasi ketiga telahberasal dari biomassa alga termasuk mikroalga dan makroalga
Indonesia memiliki berbagai jenis bahan baku untuk menghasilkan bioetanol. Bahan baku disebutkan diatas, sungguh sangat melimpah. Bahan bahan tersebut dapat menghasilkan bioetanol  melalui proses fermentasi oleh mikroorganisme. Dibandingkan dengan jenis mikrooganisme lain, ragi terutama Saccharomyces cerevisiae adalah mikroba yang biasa digunakan dalam produksi etanol karena produktivitas etanolnya yang tinggi, toleransi etanol yang tinggi, dan kemampuan memfermentasi berbagai macam gula pun dengan mudah dilaukannya.
Mikroorganisme seperti ragi memainkan peran penting dalam bioetanol produksi dengan memfermentasi berbagai macam gula menjadi etanol. Mereka digunakan dalam tanaman industri karena sifat yang berharga dalam hasil etanol (> 90,0% hasil teoritis), toleransi etanol (> 40,0 g / L), etanol produktivitas (> 1,0 g / L / jam), pertumbuhan media yang sederhana dan murah dan  kaldu fermentasi murni dengan resistensi terhadap inhibitor dan perlambatan kontaminan dari kondisi pertumbuhan. Sebagai komponen utama dalam fermentasi, ragi mempengaruhi jumlah hasil etanol.
Dalam ulasan ini, peran ragi dalam fermentasi bioetanol dan imobilisasi nya teknik akan dibahas untuk meningkatkan produksi etanol untuk manfaat umat manusia.
Namun, ada beberapa tantangan dalam fermentasi ragi yang menghambat produksi etanol seperti suhu tinggi, konsentrasi etanol tinggi dan kemampuan untuk memfermentasi gula pentosa. Berbagai jenis strain ragi telah digunakan dalam fermentasi untuk produksi etanol termasuk ragi hibrida, rekombinan, dan tipe liar (wild type) .
Ragi dapat langsung memfermentasi gula sederhana menjadi etanol sementara jenis bahan baku lainnya harus dikonversi menjadi gula yang dapat difermentasi sebelum dapat difermentasi menjadi etanol. Proses umum yang terlibat dalam produksi etanol adalah pretreatment, hidrolisis dan fermentasi.
Produksi bioetanol selama fermentasi tergantung pada beberapa faktor seperti suhu, konsentrasi gula, pH, waktu fermentasi, laju agitasi, dan ukuran inokulum. Efisiensi dan produktivitas etanol dapat ditingkatkan dengan memodifikasi  sel-sel ragi.
PROSES PRODUKSI BIOETANOL
Proses produksi etanol tergantung pada jenis bahan baku bekas. Secara umum, ada tiga langkah utama dalam produksi etanol: (1) membuat bahan menjadi  larutan  yang mengandung gula, sehingga dapat difermentasi, (2) mengubah gula menjadi etanol dengan fermentasi dan (3) pemisahan etanol  dan pemurniannya.
Bahan baku biasanya diolah terlebih dahulu untuk mengurangi ukurannya dan memfasilitasi proses selanjutnya. Lalu, itu hemiselulosa dan selulosa akan dihidrolisis menjadi gula yang dapat difermentasi. Ragi diberi tanggung jawab untuk memfermentasi gula-gula ini menjadi etanol. Teknologi pemisahan digunakan untuk memulihkan etanol sebelum dapat terjadi digunakan sebagai bahan bakar
PRETREATMENT
Pretreatment memiliki efek signifikan pada keseluruhan proses yang mana membuat hidrolisis lebih mudah dan menghasilkan jumlah fermentasi yang lebih tinggi gula. Ini mempengaruhi jumlah hasil etanol dan biaya produksi  Metode yang saat ini digunakan untuk Pretreatment adalah fisik, kimia, biologi dan fisikokimia. Penggunaan pretreatment fisik penggilingan mekanik untuk mengardekan substrat. Bahan kimia yang umum pretreatment meliputi ozonolisis, hidrolisis asam, hidrolisis alkali  dan proses berbasis organosoly. Spesies jamur yang berbeda terlibat dalam pretreatment biologis sedangkan pretreatment fisikokimia termasuk ledakan serat amonia  dan uap.  Dehidrasi dari heksosa dan pentosa selama pretreatment melepaskan senyawa furan seperti 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) dan 2-furaldehyde.
Turunan furan ini menginduksi penghambatan pertumbuhan sel dan mengurangi produktivitas etanol. Â Fermentasi ragi dihambat oleh yang lemah stres asam yang diinduksi dari bahan lignoselulosa. Namun, rendah konsentrasi asam lemah dapat meningkatkan produksi etanol oleh seluler divisi. Dilaporkan bahwa keberadaan asam lemah dapat meningkat pemanfaatan glukosa, produksi etanol dan toleransi terhadap HMF dan furfural di S. Cerevisiae.
 HIDROLISIS
Proses hidrolisis terjadi setelah pretreatment untuk memecah bahan baku menjadi gula yang dapat difermentasi untuk produksi bioetanol. Keduanya Metode hidrolisis yang paling umum digunakan adalah asam dan enzimatik. Hidrolisis asam dianggap sebagai yang tertua dan paling umum digunakan metode. Hidrolisis asam dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu encer dan  pekat. Hidrolisis asam encer dilakukan pada tingkat  suhu yang lebih tinggi , menggunakan konsentrasi asam rendah sedangkan asam pekat hidrolisis dilakukan pada suhu yang lebih rendah menggunakan konsentrasi asam tinggi.
Hidrolisis asam encer adalah proses yang paling umum digunakan. Namun, itu menghasilkan sejumlah besar inhibitor dibandingkan dengan yang terkonsentrasi hidrolisis asam. Hidrolisis asam biomassa lignoselulosa adalah dilakukan dalam proses dua tahap karena gula pentosa semakin terdegradasi cepat dibandingkan dengan gula heksosa. Hemiselulosa dihidrolisis dalam tahap pertama menggunakan asam encer sementara selulosa dihidrolisis di tahap kedua tahap menggunakan asam pekat. Menghasilkan proses asam pekat pemulihan gula yang tinggi (90%) dalam periode waktu yang lebih singkat . Itu Kerugian dari hidrolisis asam adalah sulitnya melakukan asam proses pemulihan dan daur ulang yang meningkatkan biaya produksi.
Hidrolisis enzimatik membutuhkan enzim untuk menghidrolisis bahan baku menjadi gula yang bisa difermentasi. Tiga jenis enzim yang biasa digunakan untuk pemecahan selulosa seperti endo- --- 1,4-glukanase, cellobiohydrolases dan -glukosidase. Aktivitas enzim selulase adalah dipengaruhi oleh konsentrasi dan sumber enzim. Selulosa akan terdegradasi menjadi gula pereduksi dalam kondisi reaksi ringan (pH: 4,8--5,0, suhu: 45--50 C). Apalagi itu tidak menyebabkan masalah korosi dalam reaktor yang dapat menghasilkan hasil gula yang tinggi. Efisiensi hidrolisis enzimatik dipengaruhi oleh dioptimalkan kondisi seperti suhu, waktu, pH, pemuatan enzim dan substrat konsentrasi. Jumlah gula yang difermentasi yang diperoleh meningkat karena beban enzim meningkat sementara beban selulosa menurun. Sakarifikasi enzimatik selulosa dapat ditingkatkan dengan menggunakan surfaktan yang berfungsi untuk memblokir lignin. Efisiensi selulosa hidrolisis dapat ditingkatkan dengan menambahkan Polyethylene glycol (PEG) atau Tween 20 untuk meningkatkan sakarifikasi enzimatik dan mengurangi adsorpsi selulase pada lignin [64]. Keterbatasan menggunakan enzim dalam hidrolisis adalah karena mereka terlalu mahal untuk ekonomis produksi etanol dari biomassa.
PROSES FERMENTASI
Ada tiga proses yang biasa digunakan dalam bioetanol produksi yang terpisah hidrolisis dan fermentasi (SHF), sakarifikasi dan fermentasi simultan (SSF) dan simultan sakarifikasi dan ko-fermentasi (SSCF).
Pada SHF, hidrolisis bahan lignoselulosa dipisahkan dari fermentasi etanol. Itu pemisahan hidrolisis enzimatik dan fermentasi memungkinkan enzim untuk dioperasikan pada suhu tinggi untuk kinerja yang lebih baik saat fermentasi organisme dapat dioperasikan pada suhu sedang untuk mengoptimalkan pemanfaatan gula. SSF dan SSCF memiliki proses keseluruhan singkat sebagai hidrolisis enzimatik dan proses fermentasi terjadi bersamaan menjaga konsentrasi glukosa rendah. Untuk SSF, fermentasi dari glukosa dipisahkan dari pentosa sedangkan SSCF memfermentasi glukosa dan pentosa dalam reaktor yang sama. SSF dan SSCF lebih disukai daripada SHF karena operasi dapat dilakukan dalam tangki yang sama. Itu manfaat dari kedua proses tersebut adalah biaya yang lebih rendah, hasil etanol yang lebih tinggi dan waktu pemrosesan yang lebih singkat. Fermentasi bioetanol dapat dilakukan secara batch, fed-batch, batch berulang atau mode kontinu. Dalam proses batch, substrat adalah disediakan di awal proses tanpa penambahan atau pengurangan  medium . Ini dikenal sebagai sistem bioreaktor paling sederhana dengan proses kontrol multi-kapal, fleksibel dan mudah. Fermentasi proses dilakukan dalam sistem loop tertutup dengan gula tinggi dan konsentrasi inhibitor di awal dan berakhir dengan produk yang tinggi konsentrasi. Ada beberapa manfaat sistem batch termasuk sterilisasi lengkap, tidak memerlukan keterampilan tenaga kerja, mudah dikelola bahan baku, dapat dikontrol dengan mudah dan fleksibel untuk berbagai macam spesifikasi produk. Namun, produktivitasnya rendah dan membutuhkan biaya tenaga kerja yang intensif dan tinggi. Kehadiran gula tinggi konsentrasi dalam media fermentasi dapat menyebabkan substrat penghambatan dan menghasilkan penghambatan pertumbuhan sel dan etanol produksi.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PRODUKSI BIOETANOL
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi produksi bioetanol termasuk suhu, konsentrasi gula, pH, waktu fermentasi, laju agitasi, dan ukuran inokulum Tingkat pertumbuhan mikroorganisme secara langsung dipengaruhi oleh suhu. Suhu tinggi yang tidak menguntungkan untuk pertumbuhan sel menjadi faktor stres bagi mikroorganisme. Kisaran suhu ideal untuk fermentasi adalah antara 20 dan 35 C. Sel-sel bebas S. cerevisiae memiliki suhu optimal mendekati 30 C sedangkan sel-sel yang diimobilisasi memiliki suhu optimum yang sedikit lebih tinggi karena kemampuannya untuk mentransfer panas dari permukaan partikel ke dalam sel. Selain itu, enzim yang mengatur aktivitas mikroba dan proses fermentasi sensitif terhadap suhu tinggi yang dapat mendenaturasi struktur tersiernya dan menonaktifkan enzim. Dengan demikian, suhu diatur dengan cermat selama proses fermentasi.
Peningkatan konsentrasi gula hingga tingkat tertentu menyebabkan laju fermentasi meningkat .. Namun, penggunaan konsentrasi gula yang berlebihan akan menyebabkan laju fermentasi yang stabil. Ini karena konsentrasi penggunaan gula berada di luar kapasitas penyerapan sel mikroba. Secara umum, tingkat maksimum produksi etanol dicapai ketika menggunakan gula pada konsentrasi 150 g / L. Konsentrasi gula awal juga telah dianggap sebagai faktor penting dalam memproduksi etanol. Produktivitas etanol yang tinggi dan hasil dalam fermentasi sistem batch dapat diperoleh dengan menggunakan konsentrasi gula awal yang lebih tinggi. Namun, itu membutuhkan waktu fermentasi lebih lama dan biaya pemulihan lebih tinggi.
Produksi etanol dipengaruhi oleh pH kaldu karena mempengaruhi kontaminasi bakteri, pertumbuhan ragi, laju fermentasi dan pembentukan produk samping. Permeabilitas beberapa nutrisi penting menjadi sel-sel dipengaruhi oleh konsentrasi H+ dalam kaldu fermentasi. Selain itu, kelangsungan hidup dan pertumbuhan ragi dipengaruhi oleh pH di kisaran 2,75-4,25. Dalam fermentasi untuk produksi etanol, kisaran pH optimal S. cerevisiae adalah 4.0-5.0 Ketika pH di bawah 4.0, periode inkubasi lebih lama diperlukan tetapi konsentrasi etanol tidak berkurang secara signifikan. Namun, ketika pH di atas 5.0, konsentrasi etanol berkurang secara substansial
Waktu fermentasi mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Waktu fermentasi yang lebih pendek menyebabkan fermentasi yang tidak efisien karena pertumbuhan mikroorganisme yang tidak memadai. Di sisi lain, waktu fermentasi yang lebih lama memberikan efek toksik pada pertumbuhan mikroba terutama sistem  batch konsentrasi tinggi etanol dalam kaldu yang difermentasi. Lengkap fermentasi dapat dicapai pada suhu yang lebih rendah dengan menggunakan lebih lama waktu fermentasi yang menghasilkan rendemen etanol terendah.
Tingkat agitasi mengontrol permeabilitas nutrisi dari kaldu fermentasi ke dalam sel dan menghilangkan etanol dari sel ke kaldu fermentasi. Semakin besar tingkat agitasi, maka semakin tinggi jumlah etanol yang diproduksi. Selain itu, meningkatkan jumlah konsumsi gula dan mengurangi penghambatan etanol pada sel. Tingkat agitasi umum untuk fermentasi oleh sel-sel ragi adalah 150--200 rpm. Tingkat agitasi berlebih tidak cocok untuk etanol halus produksi karena menyebabkan keterbatasan pada aktivitas metabolisme sel
Konsentrasi inokulum tidak memberikan efek signifikan pada final tetapi konsentrasi etanol tetapi mempengaruhi tingkat konsumsi gula dan produktivitas etanol. Produksi etanol terlihat meningkat dengan meningkatnya jumlah sel dari 1 104 menjadi 1 107 sel per ml tetapi tidak ada produksi etanol yang signifikan ditemukan antara 107 dan 108 sel per ml. Ini karena peningkatan sel konsentrasi dalam kisaran tertentu mengurangi waktu fermentasi sebagai sel-sel tumbuh dengan cepat dan langsung mengkonsumsi gula menjadi etanol.
Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi bioetanol.. Sebagian besar proses fermentasi menggunakan S. cerevisiae dilakukan di 30 C sedangkan fermentasi menggunakan K. marxianus dilakukan pada 42 C. Suhu ideal untuk produksi bioetanol tergantung pada suhu ideal suhu ragi. Sebagian besar media fermentasi digunakan untuk produksi bioetanol memiliki pH dalam kisaran 4,5-5,5 dengan berbagai gula konsentrasi. Proses fermentasi umumnya dilakukan pada usia 24 dan 72 jam dengan putaran pada 120 dan 150 rpm. Ukuran inokulum yang umum dipekerjakan dalam produksi bioetanol adalah 5% dan 10%. Zhang et al. [2012] melaporkan konsentrasi etanol tertinggi (128,5 g / L) dan etanol produktivitas (4,76 g / L / jam) mungkin karena kondisi yang menguntungkan untuk ragi untuk menghasilkan bioetanol. Konsentrasi etanol terendah (9,5 g / L) dan produktivitas etanol (0,31 g / L / jam) diproduksi dari eceng gondok karena konsentrasi gula yang rendah yang membatasi substrat untuk produksi bioetanol. Sejumlah besar etanol harus diproduksi untuk memenuhi meningkatnya permintaan di seluruh dunia. Namun, produksi etanol menggunakan sel ragi bebas masih tidak efisien karena biayanya yang lebih tinggi bersepeda, risiko kontaminasi yang lebih besar, pembatasan laju pengenceran dan kerentanan terhadap variasi lingkungan. Apalagi sel bebas menyebabkan penghambatan substrat atau produk dari kontak langsung antara sel dan medium. Sebagian besar masalah terjadi pada sistem sel bebas dikurangi dengan metode imobilisasi.
 RAGI YANG DIAMOBILISASI DALAM PRODUKSI BIOETANOL
 Metode yang biasa digunakan untuk amobilisasi ragi adalah adsorpsi karena sel-sel tidak terpengaruh dan ragi dapat ditambahkan atau dicuci dari media fermentasi. Kalsium alginat adalah pembawa yang paling disukai karena biokompatibilitas yang baik, biaya rendah, kemudahan ketersediaan. Ariyajaroenwong et al.,(2012)  melaporkan konsentrasi etanol tertinggi 98,48 g / L dengan memfermentasi jus sorgum manis menggunakan S. cerevisiae NP 01. Tangkai sorgum yang dulu digunakan sebagai pembawa menunjukkan fungsi penting sebagai sumber inokulum untuk produksi etanol sedangkan jus sorgum manis yang digunakan sebagai bahan baku yang mengandung nutrisi penting untuk ragi pertumbuhan. Singh et al.(20130, menggunakan S. cerevisiae MTCC 174 untuk berfermentasi ampas tebu dan hanya menghasilkan 15,4 g / L konsentrasi etanol. Jumlah rendah gula yang diperoleh dari ampas tebu bisa menjadi alasan rendahnya konsentrasi etanol. Zheng et al. (2012)  digunakan S. cerevisiae melakukan fermentasi gula molase dan memperoleh etanol tertinggiproduktivitas 6,55g / L / jam. Adsorpsi dan ikatan kovalen Zeolit CM-41 dengan mencampur alginat menyebabkan sel di dalamMCM-41 pembawa komposit zeolit mesoporous tumbuh lebih baik dari pada pembawa murni. Behera et al., (2012) menggunakan S. cerevisiae CTCRI untuk memfermentasi bunga mahula dan mencapai produktivitas etanol hanya 0,27 g / L / jam.
Akhirnya, untuk memproduksi bioetanol agar lebih efisien yakni  mengoptimalkan berbagai faktor seperti bahan baku, jenis ragi, pH dan suhu fermentasi serta penggunaan ragi yang diamobilisasi.*****
