Pemanfaatan Enzim Selulase Dari Micro Fungi Trichoderma reesei Dengan Substrat Jerami Padi Sebagai Katalis Hidrolisis Enzimatik Pada Produksi Bioetanol

Pemanfaatan Enzim Selulase Dari Trichoderma reesei dan Aspergillus niger Sebagai Katalisator Hidrolisis Enzimatik Jerami PadiOleh kKelompok 8:Jamiyatul Fitria (111810301018)Marga Romadhona (111810301025)Linda Kartikawati (111810301026)Putri Zakiyatul Fadilah (1118103010 )Pendahuluan10 tahun terakhir energi menjadi persoalan yang sangat krusial di dunia. Peningkatan permintaan energi yang tidak diimbangi dengan peningkatan cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fossil menuntut setiap negara untuk memproduksi dan menggunakan energi terbarukan.Salah satu bentuk energi alternatif yang ramah lingkungan serta menjanjikan di masa depan adalah bioetanol.

Bioetanol merupakan etanol (C2H5OH) yang merupakan hasil dari proses fermentasi gula dari biomassa yang mengandung komponen pati seperti singkong dan jagung menggunakan bantuan mikroorganisme.Sumber yang telah lama digunakan sebagai bioetanol berkompetisi dengan kebutuhan pangan, sehingga perlu sumber bahan baku lain yang mengandung polisakarida namun tidak dimanfaatkan sebagai bahan pangan.Salah satunya adalah selulosa

Selulosa banyak terdapat dalam limbah pertanian atau kehutanan dan belum banyak dimanfaakan. Limbah ini merupakan salah satu sumber energi yang cukup potensial karena pada umumnya merupakan bahan berselulosa yang dapat dikonversi menjadi etanol.Salah satunya adalah jerami padiJerami padi merupakan limbah hasil pertanian yang pada umumnya dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Jerami pada mengandung polisakarida dalam bentuk selulosa, hemiselulosa, dan lignin.Sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam produksi bioetanol.Selulosa yang ada didalam jerami padi memerlukan tahapan khusus dalam proses konversinya.Tahapan tersebut antara lain pre treatment fisik, delignifikasi, hidrolisis, fermentasi, dan purifikasi.Hidrolisis merupakan salah satu tahapan penting dalam proses biokonversi jerami padi menjadi bioetanol dimana pada proses ini terjadi degradasi selulosa menjadi gula yang lebih sederhana baik berupa selobiosa maupun glukosa dengan bantuan katalis.Hidrolisis dapat dilakukan secara kimia atau enzimatik. Hidrolisis ennzimatik menggunakan enzim selulase lebih ramah lingkungan karena kondisi operasi yang lebih lunak ( suhu rendah, pH netral).

Salah satu jenis enzim selulosa yang dapat digunakan berasal dari fungi yaitu Aspergillus niger dan Trichorderma reesei.

Metodologi PercobaanPengumpulan SampelDikumpulkan sampel limbah padat perkotaan dari lokasi yang berbeda.Diambil menggunakan spatula steril yang digunakan dan dikumpulkan dalam plastik politen steril.Dibawa ke lab.

2. Isolasi Jamur1 g sampel dipindahkan kedalam 9 ml air destilat steril dalam tabung reaksi.Dikocok dengan kecepatan konstan selama 15 menit.Dipindahkan suspensi kedalam plateDiinkubasi selama 5 hari pada 28oC

3. Screening enzim selulaseDiuji menggunakan 1% karboksimetil selulosa pada media garam basal (0,1% larutan congored dan 1 M NaCl diinkubasi selama 15-20 menit).

4. Produksi Enzim SelulaseDiisi dengan 50 ml medium ( 1% selulase sebagai sumber karbon tunggal).Diinokulasi dengan dua disk (d= 7 mm)Dipotong dari kultur aspergilus niger dan Trichoderma reesei yang tumbuh pada plate.Diinkubasi 30oC.Pembuatan Substrat5. Persiapan SubstratDisiapkan bahan baku jerami padi dari varietas CiherangDibersihkan dari sisa daun dan kotoran, kemudian dijemur dan dipotong+- 2 cm.Dikecilkan ukurannya menggunakan disk mill kemudian di oven selam 1 jam.Diayak menggunakan ayakan 100 mess.6. Pretreatment Ditambahkan NaOH 0,5 M pada jerami padi ukuran 100 mesh dengan perbandingan 1:10Dipanaskan dengan microwave selama 40 menitDikeringkan pada suhu 105oC selama 24 jam

7. Persiapan Aktivitas EnzimDitimbang 5 g jerami padi dimasukkan kedalam beker gelasDitambah larutan buffer sitrat pH 5 sebanyak 50 ml dengan perbandingan volume enzim 1 : 0; 0:1; 1:1; 2:1; 1:2; 3:1; 1:3Dimasukkan kedalam waterbath shaker selama 72 jam dengan suhu 50oC dan kecepatan pengadukan 75 rpm ( sampel diambil sebanyak 2 ml setiap 8 jam selama 72 jam.Dihentikan pengadukan selama 1 menit untuk mengendapkan bubuk jerami.Diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 540 nm tiap 10 menit dari jam ke- 0 sampai ke- 72 dengan suhu 35oC.

8. Analisa Kadar GlukosaSampel hasil hidrolisis dalam keadaan jernih dipipet 0,2 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi Ditambahkan 1,8 ml akuades dan 2 ml reagen DNS dipanaskan dalam air mendidih selama 5 menitDidinginkan hingga mencapai suhu ruang diukur absorbansinya pada panjang gelombang 540 nm dengan spektro Uv-Vis. Hasil dan Pembahasan trBerdasarkan hasil yang didapat terlihat bahwa terjadi penurunan aktivitas enzim awal dan aktivitas enzim akhir pada setiap perlakuan.Hal ini dikarenakan semakin lama enzim selulase digunakan maka aktivitasnya akan menurun.

Aktivitas enzim yang paling besar yaitu pada perbandingan 1 : 1, yaitu sebesar 0,172 IU/ mLYang terendah pada perbandingan 1:0 yaitu sebesar 0,044 IU/mLFaktor yang menyebabkannya adalah waktu dan suhuGlukosa akan terbentuk dari hasil gula reduksi pada proses hidrolisis enzimatik jerami padi dengan katalis enzim selulase

Hasil pengukuran kadar glukosa pada perbandingan 1:2 dengan waktu hidrolisis selama 64 jam merupakan perlakuan yang mendapat kadar glukosa tertinggi yaitu sebesar 16,884 %Hal ini disebabkan gula sebagi sumber nutrisi masih banyak tersedia sehingga memungkinkan terjadi peningkatan kadar glukosa pada waktu tertentu, namun pada waktu tertentu akan mengalami penurunan karena jumlah substrat yang smakin berkurang. KesimpulanLimbah padat dari perkotaan memberikan keuntungan secara ekonomi sebagai substrat padat yang baik sebagai sumber karbon untuk memproduksi enzim selulase menggunakan jamur. Enzim selulase yang berasal dari gabungan mikro fungi Trichoderma reesei dan Aspergillus niger memiliki kemampuan yang tinggi didalam memecahkan ikatan pada struktur selulosa sehingga mampu menghasilkan glukosa yang lebih tinggi.Oleh karena itu, hidrolisis enzimatik limbah pertanian dapat menambahkan nilai tambahTerima KasihIki editen don!Seng apik!!!!