“OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan...

41
SIDANG SKRIPSI “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI GLUKOSA UNTUK BAHAN BAKU BIOFUEL MENGGUNAKAN SELULASE DARI TRICHODERMA REESEI DAN ASPERGILLUS NIGER. Laboratorium Teknik Biokimia Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS Oleh : Wayan Sanjaya (2305.100.017) Shelyria Adrianti (2305.100.115) Pembimbing : Dr. Ir. Arief Widjaja, M.eng

Transcript of “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan...

Page 1: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

SIDANG SKRIPSI“OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI GLUKOSA

UNTUK BAHAN BAKU BIOFUEL MENGGUNAKAN SELULASE

DARI TRICHODERMA REESEI DAN ASPERGILLUS NIGER.

Laboratorium Teknik BiokimiaJurusan Teknik Kimia FTI-ITS

Oleh :

Wayan Sanjaya (2305.100.017)Shelyria Adrianti (2305.100.115)

Pembimbing : Dr. Ir. Arief Widjaja, M.eng

Page 2: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Latar Belakang Peningkatan energi dan penurunan jumlah bahan bakar fosil

menyebabkan perlu mencari energi alternatif pengganti yaitu biofuel.

Biohidrogen dapat diproduksi dari glukosa yang berasal dari jerami padi yang banyak mengandung selulosa.

Jerami padi merupakan limbah pertanian yang banyak terdapat di Indonesia.

Trichoderma reesei mampu menghasilkan endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4- glukanase sampai 80% tetapi β-glukosidasenya rendah (Martins dkk,2008) sedangkan Aspergillus niger dapat menghasilkan β-glukosidase tinggi tapi endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4-glukanasenya rendah.

Page 3: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Rumusan Masalah

• Rumusan Masalah :

1. Persediaan bahan bakar fosil yang semakin menurun,

maka diperlukan energi alternatif pengganti bahan

bakar fosil yaitu biofuel yang berasal dari bahan yang

kesediaannya melimpah, murah dan dapat diperbaharui.

Bahan tersebut adalah jerami padi.

2. Produksi biofuel membutuhkan bahan baku yang berasal

dari monosakarida terutama glukosa murni sehingga

tidak sesuai dengan ekonomi, sehingga perlu dipelajari

apakah glukosa hasil hidrolisis akan menghasilkan

biofuel dengan perolehan yang tinggi.

Page 4: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

3. Enzim selulase dari T. reesei mampu menghasilkan

endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4- glukanase

sampai 80% tetapi β-glukosidasenya rendah

sedangkan A. niger dapat menghasilkan β-

glukosidase tinggi tapi endo-β-1,4-glukanase dan

ekso-β-1,4-glukanasenya rendah. Oleh karena itu

perlu mengkombinasikan mikroorganisme

penghasil enzim selulase tersebut.

Page 5: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Tujuan dan Manfaat Penelitian

• Tujuan :

1. Menyediakan glukosa sebagai bahan baku untuk produksi

biofuel dari jerami padi.

2. Menentukan kondisi optimum pada proses hidrolisis

enzimatik jerami padi menggunakan enzim selulase dari

T.reesei dan A.niger.

• Manfaat :

1. Memberikan informasi pemaanfatan limbah jerami padi

2. Memberikan informasi cara mendapatkan enzim selulase

untuk mendegradasi jerami padi untuk menghasilkan

glukosa

Page 6: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Penelitian TerdahuluNamaPeneliti

A.Sharma dkk(2000)

B.O.Aderemi dkk(2008)

Ming Chen dkk(2007)

Penelitian Men-crosslink selulase

A.niger dengan

glutaraldehyde.

Merekayasa pengolahan awal

jerami padi, konsentrasi substrat

dan jumlah sel A.niger

Pengolahan awal jerami jagung

dengan penambahan NaOH 2%

pada 80oC selama 1 jam.

Penambahan tween-80

TujuanPenelitian

Mendapatkan preparat enzim

dengan suhu panas yang

stabil untuk hidrolisis

selulosa

Menghasilkan glukosa dengan

memanfaatkan A.niger yang

diisolasi dari biji jagung

Menghasilkan gula pereduksi

dari polisakarida jerami jagung

melalui hidrolisis enzimatik

Bahan Baku Sekam padi. Jerami padi. Jerami jagung.

Jamur Aspergillus niger Aspergillur niger

HasilPenelitian

hasil hidrolisisnya lebih

efektif yaitu berupa 2.2

mg/ml glukosa dan

saccharifikasi lainnya

sebanyak 38 % lebih besar

dari enzim bebas pada

kondisi yang sama.

hasil percobaan menunjukkan

akurasi yang baik terhadap model

teoritis, yakni dengan deviasi

absolut rata-rata sebesar 0,2.

Berdasarkan penelitian tersebut,

dapat ditunjukkan pada temperatur

50 oC dan PH 4.5-5, proses berjalan

dengan optimal.

Hasil hidrolisis dari proses fed-

batch memiliki 56.7gram/liter

glukosa, 23.6 gram/liter xilose

dan 5.7 gram/liter arabinose.

Page 7: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Glukosa

Tinjauan Pustaka

Berdasarkan bentuknya, molekul

glukosa dapat dibedakan menjadi 2

jenis yaitu molekul D-Glukosa dan L-

Glukosa.

Faktor yang menjadi penentu dari

bentuk glukosa ini adalah posisi

gugus hidrogen (-H) dan alkohol (–

OH) dalam struktur molekulnya.

Rumus bangun glukosa : C6H12O6

Glukosa juga kadang-kadang di

sebut sebagai gula darah.

Page 8: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Jerami Padi

Tinjauan Pustaka

Komponen Komposisi (%)(Dewi, 2002)

Kandungan nutrisi dlm basis kering (%)(Dobermann dan Fairhurst, 2002)

Selulosa 37,71

Hemiselulosa 21,99

Lignin 16,62

N 0,5-0,8

P2O5 0,16-0,27

K2O 1,4-2,0

S 0,05-0,1

Si 4,0-7,0

Tabel 1. Kandungan Jerami Padi

Page 9: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Tinjauan Pustaka

Enzim Selulase

Crystaline cellulose

Amorphous cellulose,

Swollen cellulose,

Soluble derivative of cellulose,

Cellodextrin

Cellobiose Glucose

Cellobiohydrolase +

Endo β-1,4-glucanase

Endo β-1,4-glucanase

Exo β-1,4-cellobiohydrolase

Exo β-1,4-glucan glucohydrolase

β-glucosidase

Tiga komponen yang telah teridentifikasi dalam selulase adalah endoglukanase (endo- -1,4-

D-glukan-4-glukanohidrolase, E.C. 3.2.1.4) yang memecah ikatan -1,4 pada rantai selulosa secara

acak, eksoglukanase ( -1,4-D-glukan-selobiohidrolase, E.C. 3.2.1.91) yang memecahkan satuan selobiosa

dari ujung rantai dan -glukosidase (E.C. 3.2.1.21) yang memecahkan selobiosa menjadi glukosa

(Dahot dan Noomrio,1996).

Page 10: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Trichoderma reesei

Ciri – ciri :Trichoderma reesei mampu menghasilkan endo-β-1,4-glukanase dan

ekso-β-1,4- glukanase sampai 80% tetapi β-glukosidasenya rendah

(Martins dkk,2008).

Tumbuh pada kisaran suhu optimal 22-30oC (Pelczar dan Chen,

1986) sedangkan menurut (Enari, 1983) suhu optimal untuk

pertumbuhan adalah 32-35oC, pH optimal sekitar 4,0

Page 11: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Aspergillus niger

Ciri – ciri :

Tumbuh pada suhu 35-37oC (optimum), 6-8oC (minimum), 45-47oC(

maksimum)

Memerlukan oksigen yang cukup (aerobik)

Aspergillus niger dapat menghasilkan β-glukosidase tinggi tapi

endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4-glukanasenya rendah.

Page 12: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Media Fermentasi

Media Fermentasi berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi pertumbuhan jamur.

Unsur-unsur yang terkandung dalam media fermentasi :

Karbon : berfungsi sebagai unsur utama dalam pembentukan sel.

Nitrogen : berfungsi dalam pembentukan asam amino, DNA, RNA dan ATP.

Hidrogen : berfungsi dalam pembentukan sel.

Oksigen : berfungsi dalam pembentukan sel.

Phospor : berfungsi sebagai kofaktor enzim dan pembentukan asam nukleat.

Sulfur : berfungsi sebagai kofaktor enzim.

Kalium : berfungsi sebagai kofaktor enzim.

Magnesium : berfungsi untuk menjaga kestabilan ribosom, membran sel

dan asam nukleat; sebagai kofaktor enzim, sebagai komponen

dari klorofil

Kalsium : berfungsi sebagai kofaktor enzim.

Page 13: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Media Fermentasi

Tabel 2. Komposisi media untuk produksi enzim selulase

Bahan Konsentrasi (gr/L dalambuffer asetat 0,1 M pH

5,5)

Ekstrak yeast 2,5

(NH4)2SO4 0,35

KH2PO4 0,5

CaCl2.2H2O 0,1

MgSO4.7H2O 0,075

FeSO4.7H2O 0,00125

MnSO4.H2O 0,004

ZnSO4.7H2O 0,00035

Page 14: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Variabel PenelitianKondisi Operasi :

Volume cairan = 150 mL

Tekanan operasi = 1 atm

Jenis substrat = Jerami padi

Pengadukan = Pitch blade

Laju pengadukan = 160 rpm

pH Awal = 5,5

Berat substrat = 5 gram

Temperatur operasi = 40 C

Ukuran partikel substrat = 100-120 mesh

Variabel Penelitian :

Ratio enzim/substrat jerami padi = 70; 93; 116,5; 139,5 IU/5 gr jerami padi

(Rasio Enzim dari T.reesei/ A.niger)/ gr substrat = (2/1)/ 5 gr; (2/2)/ 5 gr;

(1/2)/5 gr; (0/2)/ 5 gr; dan enzim komersial (0/2)/5 gr.

Page 15: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Metode Penelitian

Metode Penelitian dibagi dalam 3 tahap, yaitu:

1. Tahap pre-treatment jerami padi.

2. Tahap produksi enzim selulase dari jamur

Trichoderma reesei dan Aspergillus niger .

3. Tahap hidrolisis jerami padi.

Page 16: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Tahap Pre-treatment Jerami Padi

Tahap pre-treatment jerami padi di bagi dalam beberapa tahap :

1. Tahap pre-treatment jerami padi secara mekanik.

2. Tahap pre-treatment jerami padi secara kimiawi.

1. Tahap pre-treatment jerami padi secara mekanik :

Mengeringkan jerami padi dengan bantuan sinar matahari selama 12 jam.

Memotong jerami padi dengan ukuran ± 1 cm.

Menggiling jerami padi dengan mesin penggiling.

Mengoven jerami padi yang telah di giling pada suhu 104°C selama 4 jam.

Mengayak jerami padi dengan menggunakan screener.

Mengambil serbuk jerami padi yang berukuran 100-120 mesh.

Page 17: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

2. Tahap pre-treatment jerami padi secara kimiawi :

Menimbang 60 gr serbuk jerami padi 100-120 mesh dan memasukkan kedalam

Erlenmeyer 1000 ml.

Memasukkan 900 ml aquadest ke dalam erlenmeyer dan menambahkan

NaOH 1% ke dalam erlenmeyer.

Memanaskan dan mengaduk dengan stirer selama 8 jam pada suhu 80°C.

Larutan dipisahkan dengan pompa vakum dan kertas saring.

Padatan jerami padi yang telah terpisah lalu di bilas dengan air hangat

Sampai pH 7.

Padatan jerami padi di oven pada suhu 100°C selama 2 jam.

Padatan jerami padi dihaluskan dengan blender dan di ayak.

Padatan jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup

Page 18: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur

Trichoderma reesei dan Aspergillus niger.

1. Tahap pembiakan strain T. reesei dan A. niger.Menimbang 3,9 gr PDA (potato dextrose agar) dan memasukkan kedalam

Beaker glass 250 ml

Menambahkan 100 ml aquadest ke dalam beaker glass.

Memanaskan dan mengaduk dengan stirer sampai larutan menjadi bening.

Menuangkan 5 ml larutan PDA kedalam tabung reaksi.

Mensterilisasi tabung reaksi yang berisi larutan PDA pada suhu 121 C selama 15 menit.

Memiringkan tabung reaksi yang berisi PDA hingga agar menjadi padat dan

Menginokulasi jamur T.reesei dan A.niger.

Menginkubasi tabung reaksi yang berisi T.reesei dan A.niger pada suhu 30 C selama

7 hari.

Page 19: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

2. Tahap produksi enzim selulase dari jamur T.reesei dan A.niger.

Menimbang 5 gr jerami padi dan memasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml.

Menambahkan 25 ml larutan media fermentasi kedalam erlenmeyer tersebut.

Mensterilisasi erlenmeyer yang berisi jerami padi pada suhu 121 C selama 15 menit.

Menginokulasi strain T.reesei dan A.niger dari agar miring sebanyak 2 cm2 ke dalam

Erlenmeyer.

Menginkubasi erlenmeyer yang berisi T.reesei dan A.niger pada suhu 30 C selama

7 hari.

Jerami padi yang telah di tumbuhi jamur T.reesei dan A.niger kemudian menambahkan

100 ml buffer asetat 0,1 M pH 5,5 yang berisi 0,1% tween 80.

Mengocok dengan shaker selama 135 menit dengan kecepatan 175 rpm.

Mensentrifugasi selama 1 jam dengan kecepatan 5000 rpm

Melakukan filtrasi dengan kertas saring untuk memisahkan filtrat dengan mycelia

Beserta endapan media di dalamnya.

Page 20: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

3. Tahap pengujian enzim selulase.

Tahap pengujian enzim selulase dilakukan dalam beberapa bagian :

1. Tahap pembuatan kurva standart glukosa untuk menguji keaktifan

enzim selulase.

2. Tahap pengujian enzim selulase.

3.1 Tahap pembuatan kurva standart glukosa untuk menguji

keaktifan enzim selulase.

Menimbang 0,3639 gr glukosa dan memasukkan ke dalam labu takar 100 ml.

Menambahkan 100 ml buffer asetat 0,1 M pH 5,5 ke dalam labu takar tersebut.

Mengencerkan larutan induk standart menggunakan buffer asetat 0,1 M pH 5,5

Hingga di peroleh variasi konsentrasi antara 0 sampai 2 µM

Mengambil dan memasukkan 0,2 ml dari tiap konsentrasi larutan standart glukosa

Dan menambahkan 1,8 ml CMC (carboxymetil cellulose) ke dalam tabung reaksi.

A

Page 21: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

A

Menginkubasi pada suhu 35 C selama 10 menit

Menambahkan 3 ml DNS (dinitrosalicylic acid) kedalam tabung reaksi.

Memvortex larutan tersebut dan memanaskan di air mendidih selam 10 menit.

Mendinginkan campuran tersebut dengan air es selama 5 menit.

Mengukur absorbansi dengan panjang gelombang 540 nm.

Membuat kurva kalibrasi dengan mengeplot konsentrasi glukosa dengan absorbansi.

Page 22: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

3.2 Tahap pengujian keaktifan enzim.

Memasukkan 2 ml buffer asetat 0,1 M pH 5,5 kedalam tabung reaksi.

Larutan Blanko.

Menginkubasi pada suhu 35 C selama 10 menit.

Menambahkan 3 ml larutan DNS (Dinitrosalicylic Acid)

Memanaskan campuran di air mendidih selama 10 menit dan mendinginkan

Campuran tersebut di air es selama 5 menit

Menggunakan larutan sebagai blanko (absorbansi = 0)

Uji aktifitas sebelum di koreksi

Memipet 0,2 ml enzim selulase dan menambahkan 1,8 ml CMC.

Mengocok dengan vortex dan menginkubasi pada suhu 35 C selama 10 menit.

Menambahkan 3 ml DNS dan memanaskan campuran tersebut di dalam air mendidih

Selama 10 menit.

Mendinginkan campuran tersebut di air es selama 5 menit dan mengukur absorbansi

Dengan panjang gelombang 540 nm terhadap larutan blanko.

Page 23: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Larutan koreksi.

Memipet 0,2 ml enzim selulase dan menambahkan 3 ml DNS.

Mengocok dengan vortex dan menginkubasi pada suhu 35 C selama 10 menit.

Menambahkan 1,8 ml CMC dan memanaskan campuran tersebut di air mendidih selama

10 menit.

Mendinginkan campuran tersebut di air es selama 5 menit dan mengukur absorbansi

Dengan panjang gelombang 540 nm terhadap larutan blanko.

Page 24: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Tahap Hidrolisis Jerami Padi

1. Tahap pembuatan kurva standart glukosa untuk hidrolisis

jerami padi menjadi glukosa.

Menimbang 0,3676 gr glukosa dan memasukkan ke dalam labu takar 100 ml.

Menambahkan 100 ml buffer asetat 0,1 M pH 5,5.

Mengencerkan larutan standart glukosa 20,42 mM sesuai dengan variabel 0-2 mM

dengan buffer asetat pH 5,5 kedalam tabung reaksi.

Mengambil dan memasukkan 0,2 ml dari tiap konsentrasi larutan standart glukosa

dan menambahkan 1,8 ml aquadest kedalam tabung reaksi.

Menambahkan 3 ml DNS (dinitrosalicylic acid) kedalam tabung reaksi dan

Memvortex campuran tersebut.

Memanaskan campuran tersebut di air mendidih selama 10 menit dan mendinginkan

Campuran tersebut di air es selama 5 menit.

Membuat kurva kalibrasi.

Page 25: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

2. Tahap hidrolisis jerami padi.Menimbang 5 gr jerami padi yang sudah di delignifikasi (pre-treatment secara kimiawi)

Dan memasukkan kedalam beaker glass 250 ml.

Mencampurkan enzim selulase dari A.niger dan T.reesei yang sudah diketahui

Aktifitasnya dengan perbandingan rasio enzim T.reesei dan A.niger berdasarkan

Variabel dan di panaskan pada suhu 40 C.

Mencampurkan enzim selulase tersebut kedalam jerami padi.

Menganalisa konsentrasi glukosa dalam hidrolisat dengan metode DNS

Dan setiap selang waktu tertentu.

3. Tahap analisa kadar glukosa .

Mengambil 0,2 ml sampel setiap selang waktu tertentu dan menambahkan 1,8 ml aquadest

Menambahkan 3 ml DNS dan memvortex campuran tersebut.

Memanaskan di air mendidih selama 10 menit dan mendinginkan di air es selama 5 menit.

Mengukur absorbansi dengan panjang gelombang 540 nm.

Page 26: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Gambar I. Aktifitas Enzim

selulase dari T.reesei (IU/ml)

dengan Temperatur pada

berbagai pH.

Gambar II. Aktifitas Enzim

selulase dari T.reesei (IU/ml)

dengan pH pada berbagai

temperatur.

Pada Grafik I dan II dapat terlihat dimana enzim selulase

dari T.reesei memiliki temperatur optimum sebesar 60°C

dan pH optimum sebesar 3,0.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

AK

TIF

ITA

S (

IU/m

l)

pH

Temperatur 35 C

Temperatur 40 C

Temperatur 50 C

Temperatur 60 C

33 654 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

AK

TIF

ITA

S (

IU/m

l)

TEMPERATUR (°C)

pH = 3

pH = 4

pH =5

pH =6

35 5040 60

Hasil Penelitian

Page 27: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Gambar III. Aktifitas Enzim

selulase dari A.niger (IU/ml)

dengan Temperatur pada

berbagai pH.

Gambar IV. Aktifitas Enzim

selulase dari A.niger (IU/ml)

dengan pH pada berbagai

temperatur.

Pada Grafik III dan IV dapat terlihat dimana enzim selulase dari A.niger memiliki

temperatur optimum sebesar 50°C dan pH optimum sebesar 3,0.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5A

KT

IFIT

AS

(IU

/ml)

pH

Temperatur 35 C

Temperatur 40 C

Temperatur 50 C

Temperatur 60 C

3 654 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

AK

TIF

ITA

S (

IU/m

l)

TEMPERATUR (°C)

pH =3

pH =4

pH =5

pH = 6

35

605040

Page 28: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

•Kurva standart untuk menguji keaktifan enzim

y = 2.754xR² = 0.974

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8

kON

SEN

TRA

SI (

µm

ol/

ml)

ABSORBANSI

Kurva Standar Glukosa

Linear (Kurva Standar Glukosa)

Aktifitas enzim selulase dari T.reesei = 1,6077 IU/ml

Aktifitas enzim selulase dari A.niger = 1,6807 IU/ml

Kadar selulosa jerami padi = 38,81 %

Kadar lignin jerami padi = 5,78 %

Page 29: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

•Kurva standart untuk hidrolisis jerami padi menjadi glukosa.

y = 10.40xR² = 0.803

0

1

2

3

4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

C g

luk

os

a d

i s

am

pe

l (g

/L)

Absorbansi

Page 30: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Gambar V. Hidrolisis jerami padi dengan konsentrasi enzim 70 IU/ml

dengan berbagai perbandingan enzim selulase T.reesei dan A.nigerselama 7 jam.

Perbandingan 2 T.reesei : 1 A.niger = 6,364 g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 2 A.niger = 5,893 g/L

Perbandingan 1 T.reesei : 2 A.niger = 4,208 g/L

Perbandingan 0 T.reesei : 2 A.niger = 3,557 g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 0 A.niger = 5,888 g/L

Enzim komersial 0 T.reesei : 2 A.niger = 4,244 g/L

Page 31: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Gambar VI. Hidrolisis jerami padi dengan konsentrasi enzim 93

IU/ml dengan berbagai perbandingan enzim selulase T.reesei dan

A.niger selama 7 jam.

Perbandingan 2 T.reesei : 1 A.niger = 6,634g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 2 A.niger = 6,843 g/L

Perbandingan 1 T.reesei : 2 A.niger = 5,350 g/L

Perbandingan 0 T.reesei : 2 A.niger = 4,094 g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 0 A.niger = 5,763 g/L

Enzim komersial 0 T.reesei : 2 A.niger = 4,692 g/L

Page 32: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Gambar VII. Hidrolisis jerami padi dengan konsentrasi enzim 116,5

IU/ml dengan berbagai perbandingan enzim selulase T.reesei dan

A.niger selama 7 jam.

Perbandingan 2 T.reesei : 1 A.niger = 8,095 g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 2 A.niger = 7,553 g/L

Perbandingan 1 T.reesei : 2 A.niger = 5,435 g/L

Perbandingan 0 T.reesei : 2 A.niger = 5,430 g/L

Enzim komersial 0 T.reesei : 2 A.niger = 5,495 g/L

Page 33: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8

Kons

entra

si gl

ukos

a (g

/L)

Waktu hidrolisis (jam)Komr - Tr:An = 0:2Kasar - Tr:An = 0:2Kasar - Tr:An = 1:2Kasar - Tr:An = 2:2Kasar - Tr:An = 2:1

Gambar VIII. Hidrolisis jerami padi dengan konsentrasi enzim 139,5

IU/ml dengan berbagai perbandingan enzim selulase T.reesei dan

A.niger selama 7 jam.

Perbandingan 2 T.reesei : 1 A.niger = 8.978 g/L

Perbandingan 2 T.reesei : 2 A.niger = 7,408 g/L

Perbandingan 1 T.reesei : 2 A.niger = 5,312 g/L

Perbandingan 0 T.reesei : 2 A.niger = 5,052 g/L

Enzim komersial 0 T.reesei : 2 A.niger = 5,548 g/L

Page 34: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Kesimpulan1. Kadar selulosa dalam jerami padi sebesar 38,81 % sedangkan

kadar lignin dalam jerami padi sebesar 5,78 %.

2. Aktifitas enzim selulase dari T.reesei sebesar 1,6077 IU/ml sedangkan

aktifitas enzim selulase dari A.niger sebesar 1,6807 IU/ml.

3. Jerami padi yang akan di gunakan untuk hidrolisis perlu di pre-treatment

secara kimiawi yang bertujuan untuk menghilangkan struktur lignin dalam

jerami padi.

4. Pada hidrolisis dengan perbandingan 2 T.reesei dan 1 A.niger menghasilkan

konsentrasi glukosa yang lebih besar jika dibandingkan dengan

perbandingan T.reesei dan A.niger lainnya.

5. Hidrolisis jerami padi dengan konsentrasi enzim total 139,5 IU/ml

menghasilkan konsentrasi glukosa yang lebih besar dibandingkan dengan

konsentrasi enzim total lainnya.

Page 35: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Laboratorium Teknik BiokimiaJurusan Teknik Kimia FTI-ITS

Sidang Skripsi Teknik Kimia ITS Surabaya

Page 36: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka Aderemi, B.O. , E. Abu, B. K. Highina (2008), “The Kinetics of

Glucose Production from Rice Straw by Aspergillus niger”, African Journal of Biotechnology Vol. 7 (11), 3 June, pp. 1745-1752.

Ahamed, A. P. Vermette (2008), “Culture-based Strategies to Enhance Cellulase Enzyme Production from Trichoderma reesei RUT-C30 in Bioreactor Culture Conditions”, Biochemical Engineering Journal 40, 399–407.

Ajayi, A.A, A.O. Adejuwon, O.K. Awojobi and P.O. Olutiola (2007), “Effect of Cations and Chemicals on the Activity of Partially Purified Cellulase from Tomato (Lycopersicon esculentum Mill) Fruits Deteriorated by Aspergillus”

Bailey, J.E., D.F. Ollis (1986), “Biochemical Engineering Fundamentals”, 2nd Ed., McGraw-Hill International Edition, Singapore.

Page 37: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka Bailey, M.J. and J. Tahtiharju (2003), “Efficient Cellulase Production

by Trichoderma reesei in Continuous Cultivation on Lactose Medium with a Computer-Controlled Feeding Strategy”, Appl. Microbiol Biotechnology 62:156–162.

Bak, J.S., J.K. Ko, Y.H. Han, B.C. Lee, I.G. Choi, K.H. Kim (2008), “Improved Enzymatic Hydrolysis Yield of Rice Straw Using Electron Beam Irradiation Pretreatment”, Bioresource Technology.

Bhat, M.K., and Bhat, S. (1997), “Cellulose Degrading Enzymes AndTheir Potential Industrial Applications”, Biotechnology Advances, Vol. 15, Nos. 3/4, pp. 583-620.

Busto, M.D., N. Ortega & M. P. Mateos (1996), “Location, Kinetic andStability of Cellulases Induced in Trichoderma reesei Cultures”, Bioresource Technology, 57, 187-192

Chen, S. and M. Wayman (1992), “Novel Inducers Derived from Starch for Cellulase Production by Trichoderma reesei”, Process Biochemistry 27, 327-334

Page 38: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka

Dahot, M.U., dan M.H. Noomrio (1996), “Microbial Production ofCellulases by Aspergillus Fumigatus Using Wheat Straw as A CarbonSource”, Journal of Islamic Academy of Sciences 9:4, 119-124.

Dewi (2002), “Hidrolisis Limbah Hasil Pertanian Secara Enzimatik”, Akta Agrosia, Vol. 5, No. 2, hal. 67 – 71.

Dobermann, A., T.H. Fairhust (2002), “Rice Straw Management”, Better Crops International, Vol. 16, Special Supplement.

Hao, X.C., X.B. Yu and Zhong-Li Yan (2006), “Optimization of the Medium for the Production of Cellulase by the Mutant Trichoderma reesei WX-112 using Response Surface Methodology”, Food Technol. Biotechnol., 44 89–94.

Haq, I., M. M. Javed, T. S. Khan and Z. Siddiq (2005), “CottonSaccharifying Activity of Cellulases Produced by Co-culture of Aspergillus niger and Trichoderma viride”, Research Journal of Agriculture and Biological Sciences 1(3): 241-245.

Page 39: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka

Juhasz, T., K. Kozma, Z. Szengyel, K. Reczey (2003), “Production of -Glucosidase in Mixed Culture of Aspergillus niger BKMF 1305 andTrichoderma reesei RUT C30”, Food Technol. Biotechnol. 41 (1) 49–53.

Lee, J.M. (1992), “Biochemical Engineering”, Prantice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, hal. 83 – 94.

Li, C., M. Yoshimoto, N. Tsukuda, K. Fukunaga, K. Nakao (2004), “A Kinetic Study on Enzymatic Hydrolysis of a Variety of Pulps for Its Enhancement with Continuous Ultrasonic Irradiation”, Biochemical Engineering Journal, 19, 155–164.

Martins, L.F., D. Kolling, M. Camassola, A.J.P. Dillon, L.P. Ramos (2008), “Comparison of Penicillium echinulatum and Trichoderma reesei Cellulases in Relation to Their Activity Against Various Cellulosic Substrates”, Bioresource Technology, 99, 1417–1424.

Page 40: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka

Milala, M.A., A. Shugaba, A. 1 1 1A. Gidado, 2A.C. Ene and 1J.A. Wafar (2005), “Studies on the Use of Agricultural Wastes for Cellulase Enzyme Production by Aspegillus niger”, Research Journal of Agriculture and Biological Sciences 1(4): 325-328.

Muthuvelayudham, R. and T. Viruthagiri (2006), “Fermentative Production and Kinetics of Cellulase Protein on Trichoderma reesei Using Sugarcane Bagasse and Rice Straw”, African Journal of Biotechnology Vol. 5 (20), 16 October, pp. 1873-1881.

Öhgren, K., R. Bura, J. Saddler, G. Zacchi (2007), “Effect ofHemicellulose and Lignin Removal on enzymatic Hydrolysis of SteamPretreated Corn Stover”, Bioresource Technology, 98, 2503–2510

Ojumu, T. V., B.O. Solomon, B., E. Betiku, S.K. Layokun, and B. Amigun (2003), “Cellulase Production by Aspergillus flavus Linn Isolate NSPR 101 Fermented in Sawdust, Bagasse and Corncob”, African Journal of Biotechnology Vol. 2 (6), pp. 150–152.

Page 41: “OPTIMASI HIDROLISIS JERAMI PADI MENJADI ... jerami padi yang sudah halus di simpan dalam kemasan tertutup Tahap Produksi Enzim Selulase dari jamur Trichoderma reesei dan Aspergillus

Daftar Pustaka

Raghavendra, B., Havnnavar, G.S., Geeta, “Pre-treatment of Agroresidues for Release of Maximum Reducing Sugar”, Karnataka J. Agric. Sci., 20 (4), 771-772.

Sabiham, S. and B. Mulyanto (2005), “Biomass Utilization in Indonesia: Integration of Traditional and Modern Principles of Organic Matter Management”, Paper is presented in APECATC Workshop on Biomass

Sehnem, N.T., L.R. de Bittencourt, M. Camassola . A.J. P. Dillon (2006), “Cellulase production by Penicillium echinulatum on Lactose”, Appl Microbiol Biotechnol , 72: 163–167.

Xiang, Q., Y. Y. Lee, P.O. Pettersson, R.W. Torget (2003), “Heterogeneous Aspects of Acid Hydrolysis of -Cellulose”, Applied Biochemistry and Biotechnology, Vol. 105-108, 505-514.