PENGARUH PERLAKUAN DELIGNIFIKASI TERHADAP HIDROLISIS SELULOSA DAN PRODUKSI ETANOL DARI LIMBAH BERLIGNOSELULOSA

Luciasih Agustini, Lisna Efiyanti

Sari


Delignifikasi merupakan salah satu perlakuan yang berpengaruh terhadap biokonversi biomasa berlignoselulosa menjadi etanol, karena delignifikasi berpengaruh terhadap proses hidrolisis dan fermentasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan delignifikasi secara fisika, kimia dan biologi dari limbah kayu sengon dan pelepah daun kelapa sawit terhadap proses hidrolisis dan fermentasi. Secara fisis, proses delignifikasi dilakukan dengan memasukkan biomasa ke dalam autoklaf dengan suhu 121°C, tekanan 1 atm selama 30 minutes. Secara kimia, larutan H SO 1% ditambahkan selama proses di dalam autoklaf. Secara biologi, biomass yang telah diperlakukan dalam autoklaf diinokulasi dengan mikroorganisma MD-14 FB.1 yang diperoleh dari koleksi INTROF-CC. Pengujian komposisi lignin, α-selulosa, dan hemiselulosa dilakukan berdasarkan standar pengujian yang telah ditetapkan oleh ASTM. Kadar glukosa yang terbentuk dari hidrolisis selulosa dengan ditentukan dengan metode asam 3,5-dinitrosalisilat. Kadar etanol pada akhir proses fermentasi ditentukan dengan metode potassium dikromat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efektivitas delignifikasi dan hidrolisis sampel dengan perlakuan kimiawi lebih optimal dibandingkan perlakuan lainnya, dan menghasilkan kadar etanol antara 0,0022 - 0,4046 % (v/v), dengan kadar tertinggi dihasilkan dari sampel yang menggunakan enzim hidrolisis komersial. Enzim yang dihasilkan oleh isolat-isolat yang digunakan pada percobaan ini belum dapat mengoptimalkan proses fermentasi etanol dari lignoselulosa sengon dan pelepah daun kelapa sawit. Penelitian untuk mencari isolat yang lebih potensial dan optimasi proses produksi bioethanol masih perlu dilanjutkan.

Kata Kunci


Biokonversi; bioetanol; delignifikasi; enzim; fermentasi

Teks Lengkap:

PDF

Referensi


Akin, D.E., L.L. Rigsby, Sethuraman, A. W.H.-III Morrison, Gamble, G.R. & Eriksson, K.E.L. (1995). Alterations in structure, chemistry, and biodegradability of grass lignocelluloses treated with white rot fungi Ceriporiopsis subvermispora and Cyathus stercoreus. Appl. Environ. Microbiol., 61, 1591-1598.

American Standard Testing Material (ASTM) (1995). Annual book of ASTM Standards. Volume 04.10 Wood. Section 4. Philadelpia: ASTM

Brodeur, G., Yau, E. Badal, K. Collier, J. Ramachandran, K.B. Ramakrihsnan, S.(2011). Chemical and physicochemical pretreatment of lignocellulosic biomass: a review. Enzyme Research, 2011: 1-17.[doi:10.4061/2011/787532].

Buaban, B., H. Inoue, S. Yano, S. Tanapongpipat, V. Ruanglek, & V. Champreda.(2010). BIoethanol Production from Ball Milled Bagasse Using On-Site Produced Fungal Enzyme Coctail and Xylose-Fermenting Pichia stipitis. Journal of Bioscience & Bioengineering, 110(1):18-25.

Chaturvedi, V. & Verma, P. (2013). An overview of key pretreatment processes employed for bioconversion of lignocellulosic biomass into biofuels and value added products. 3. Biotech, 3, 415 - 431.

Duff, S.J.B & W.D. Murray.(1996). Bioconversion of forest products industry waste cellulosics to fuel ethanol: a review. Bioresource Technology, 55, 133.

Erdei, B., Z. Barta, B. Sipos, K. Reczey, M. Galbe, & G. Zacchi. (2010). Ethanol Production from Mixtures of Wheat Straw and Wheat Meal. Biotechnology for Biofuel, 3, 16.

Grous, W.R., Converse, A.O. & H.F. Grethlein. (1986). Effect of steam explosion pretreatment on pore size and enzymatic hydrolysis of poplar. Enzyme Microbiol. Technol., 8, 274 - 280.

Harmsen, P.F.H., Huijgen, W.J.J. Lopez, L.M.B. & Bakker, R.R.C. (2010). Literature review of physical and chemical pretretament processes for lignocellulosic biomass. Energ y Research Centre of the Netherlands.pp.1-49.

Hatakka, A.I. (1983). Pretreatment of wheat straw by white-rot fungi for enzymatic saccharification of cellulose. Appl. Microbiol. Biotechnol., 19, 361 - 363.

Irawati, D., Azwar, N.R. Syafii, W. & Artika, I.M. (2009). Pemanfaatan Serbuk Kayu untuk Produksi Etanol dengan Perlakuan Pendahuluan Delignifikasi Menggunakan Jamur Phanerochaete chrysosporium. Jurnal Ilmu Kehutanan, III (1), 13 - 22.

Intara, Y.I., dan Dyah, B.P. (2012). Studi sifat fisik dan mekanik parenkim pelepah daun kelapa sawit untuk pemanfaatan sebagai bahan anyaman. AGROINTEK, 6(1), 36-44.

Kim, S., & B.E. Dale. (2004). Global potential bioethanol production from waste crops and crop residues. Biomass & Bioenergy, 26, 361-375.

Krisnawati, H., E. Varis, M. Kallio, M., & Kanninen, M. (2011). Paraserianthes falcataria (L) Nielsen - Ekologi, Silvikultur dan Produktivitas. Bogor - Indonesia: CIFOR.

Li, X.H., H.J.Yang, B. Roy, D. Wang, W.F. Yue, L.J. Jiang, E.Y. Park, & Y.G. Miao. (2009). The most stirring technology in the future: cellulase enzyme and biomass utilization. African Journal of Biotechnology, 8, 2418-2422.

Munawar, A. (2010). Analisa Nilai Tambah dan Pemasaran Kayu Sengon Gergajian Studi Kasus di Kecamatan Cigudeg Kabupaten Bogor. Dept. Agribisnis, Fakultas Ekonomi dan Manajemen, Institut Pertanian Bogor.[skripsi].

Mutreja, R., Das, D. Goyal, D. & Goyal, A. (2011). Bioconversion of agricultural waste to ethanol by SSF using recombinant cellulase from Clostridium thermocellum. Enzyme Research. [DOI:10.4061/2011/ 340279].

Prentti, O. (2006). Wood structure and properties. New York-London-Toronto: Trans Technical Publication.

Rosgaard, L., S. Pedesen, & A.S. Meyer. (2007). Comparison of Different Pretreatment Strategies for Enzymatic Hydrolysis of Wheat and Barley Straw. Appl. Biochem. Biotechnol., 143, 284 - 296.

Saha, B.C., L.B. Hen, M.A. Cotta & Y.V. Wu. (2005). Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of rice hulls to ethanol. Biotechnology Progress, 21(3), 816 - 822.

Sangkharak, K., P. Vangsirikul, & S. Janthachat. (2011). Isolation of novel cellulase from agricultural soil and application for ethanol production. International Journal of Advance Biotechnology and Research, 2(2), 230-239.

Samsuri, M., M. Gozan, B. Prasetya, & M. Nasikin. (2009). Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic bagasse for bioethanol production. Journal of Biotechnology Research in Tropical Region, 2(2), 1-5.

Schurz, J. (1978). Bioconversion of cellulosic substances into enegy. In Ghose, T.K.: Chemicals and Microbial Protein Symposium Proceedings, Eds. New Delhi: IIT

Soe H.B., Kim, H.J. & Jung, H.K. (2009). Measurement of ethanol concentration using solvent extraction and dichromate oxidation and its application to bioethanol production process. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 36, 285 - 292.

Srivinas, D., Rao, K.J. Theodore, K. & Panda, T.(1995). Direct conversion of cellulosic material to ethanol by the intergeneric fusant Trichoderma reesei Qm9414/ Saccharomyces cereviceae NCIM 38288. Enzyme & Microbial Technology, 17, 418 - 423.

Sun Y., and J. Cheng. (2002). Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresources Technology, 83, 1-11.

Taherzadeh, M.J. and K. Karimi. (2008). Pretreatment of lignocellusic waste to improve ethanol and biogas production: a review. Int. J. Mol. Sci., 9, 1621 - 1651.

Technical Association of the Pulp and Paper Industr y (TAPPI) (1993). T he Technological Association of the Pulp and Paper Industry Methods. Atlanta Georgia: TAPPI.

Walter, A., F. Rosillo-Calle, P. Dolzan, E. Pracente, and K.B. da Cunha. (2008). Perspective on Fuel Ethanol Consumption and Trade. Biomass and Bioenergy, 32, 730-748.

Wan, C. and Y. Li. (2012). Fungal pretreatment of lignocellulosic biomass. Biotechnol. Adv., 30(6), 1447- 1457.

Wati, L., Kumari, S. and Kundu, B.S. (2007). Paddy Straw as Substrate for Ethanol Production. Indian Journal of Microbiology, 47, 26 - 29.

Zimmermann, W. (1990). Degradationof lignin by bacteria. J. Biotechnol., 13; 119-130.




DOI: https://doi.org/10.20886/jphh.2015.33.1.69-80

Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.


JURNAL PENELITIAN HASIL HUTAN TERINDEKS DI:

Lebih banyak...


Copyright © 2015 | Jurnal Penelitian Hasil Hutan (JPHH, Journal of Forest Products Research)
eISSN : 2442-8957, pISSN : 0216-4329
JPHH is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.