Sakarifikasi tongkol jagung dengan kombinasi enzim dari bakteri selulolitik dengan xilanolitik untuk produksi etanol.

Abstract

Akibat meningkatnya kebutuhan energi dan berkurangnya energi fosil, maka dicari sumber energi baru yang dapat diperbaharui. Etanol ialah sumber energi yang bersih dan aman, karena dibuat melalui proses fermentasi. Penggunaan pati dan gula sebagai sumber energi dalam pembuatan etanol memiliki kendala karena pati dan gula digunakan untuk bahan pangan. Bahan lignoselulosa seperti tongkol jagung, murah, tersedia berlimpah dan memiliki potensi yang besar dan tersedia sebagai sumber energi dihidrolisis menjadi glukosa dan difermentasikan menjadi etanol. Hidrolisis secara enzimatis bahan lignoselulosa dapat mempengaruhi struktur dari selulosa, hemiselulosa dan lignin. Pretreatment secara fisik atau secara kimia atau delignifikasi dapat mengurangi struktur kristalin dari selulosa dan menghilangkan lignin. Hasil delignifikasi lignoselulosa dapat meningkatkan hasil gula dalam bentuk monosakarida dengan dihidrolisis secara enzimatis. Enzim seperti selulase, β-glukosidase dan hemiselulase digunakan dalam hidrolisis lignoselulosa untuk produksi etanol. Enzim dapat diperoleh dari kombinasi bakteri selulolitik dan xilanolitik. Delignifikasi tongkol jagung dilakukan untuk memecah ikatan dan menghilangkan kandungan lignin, dan memecah struktur kristalin selulosa menjadi bentuk selulosa yang lebih sederhana. Analisa kandungan serat tongkol menunjukkan bahwa komponen terbesar adalah selulosa sebesar 71%, menunjukkan bahwa tongkol jagung berpotensi sebagai bahan baku etanol. Konsentrasi substrat ialah salah satu faktor yang mempengaruhi hasil dan laju hidrolisis selulosa. Pada konsentrasi rendah, dan seiring meningkatnya konsentrasi substrat secara umum dapat meningkatkan hasil dan laju hidrolisis, tetapi konsentrasi substrat yang tinggi dapat menjadi inhibitor, yang dapat menurunkan laju hidrolisis, tergantung pada perbandingan enzim dan substrat. Semakin tinggi konsentrasi dan semakin lama waktu hidrolisis, maka semakin besar total gula yang dihasilkan. Fraksi terlarut menunjukkan jumlah fraksi yang larut yang dihasilkan dari hidrolisis. Semakin tinggi konsentrasi substrat maka jumlah fraksi terlarut akan semakin sedikit karena banyaknya selulosa dari tongkol jagung yang tidak dihidrolisis oleh enzim, sehingga masih dalam bentuk kristalin. Fraksi terlarut dipengaruhi oleh jumlah gula yang terbentuk selama proses hidrolisis. Kombinasi isolat C 4.4 + 234P-16 dengan konsentrasi substrat 1% menunjukkan hasil yang terbaik, yang dilihat dari jumlah fraksi terlarut yang terbentuk selama 24 jam, yaitu sebesar 0,3915 mg/ml dan DP gula yang dihasilkan paling kecil (DP mendekati 1), bila dibandingkan dengan kombinasi yang lain. Hal ini dapat disebabkan karena adanya kesesuaian konsentrasi enzim selulase dan xilanase dalam menghidrolisis tongkol jagung. Semakin rendah konsentrasi bahan, maka rasio antara enzim per g substrat semakin tinggi, semakin tinggi kemungkinan substrat kontak dengan bahan...dst