Praperlakuan Hidrotermal Asam Lemah dalam Biodegradasi Tandan Kosong Kelapa Sawit oleh Trametes hirsuta EDN 082

Abstract

Proses produksi bioetanol dari konversi lignoselulosa menghadapi beberapa permasalahan agar lebih komersial dan rendah biaya. Kandungan lignin adalah faktor yang paling signifikan terhadap tingginya biaya konversi biomasa lignoselulosa.. Proses delignifikasi telah banyak dilakukan menggunakan zat kimia, seperti menggunakan asam/basa lemah. Delignifikasi kimiawi efektif dalam memutus ikatan lignin, namun akan menghasilkan senyawa samping berupa hidroksi metil furfural (HMF). HMF akan menghambat khamir dalam proses fermentasi untuk produksi bioetanol. Penyelesaian dari masalah tersebut ialah dengan delignifikasi secara biologi (biodelignifikasi). Biodelignifikasi dilakukan menggunakan jamur pelapuk putih (JPP) yang dapat menghasilkan beberapa enzim lignoselulolitik, salah satunya ialah lakase. Trametes hirsuta merupakan salah satu jenis JPP. Penelitian dimulai dengan persiapan biomassa lignoselulosa berupa serbuk tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang diayak berukuran 40-60 mesh, serta persiapan inokulum yang ditumbuhkan pada media cair Potato Dextrose Broth (PDB) selama 7 hari. Degradasi lignoselulosa dilakukan dengan praperlakuan hidrotermal dan biologis. Pengujian yang dilakukan meliputi kadar lignin dan komponen kimia lainnya. Pengamatan perubahan morfologi dari TKKS dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM), sedangkan perubahan struktur kimia diamati menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR), Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Py-GC/MS), dan X-Ray Diffraction (XRD). Hasil pengujian kadar lignin setelah degradasi menunjukkan penurunan jumlah total lignin. Perlakuan T. hirsuta efektif menghilangkan total kehilangan padatan sampai 80%. Perlakuan JC (Kontrol dan T. hirsuta) dan JW (Hidotermal air dan T. hirsuta) mempertahankan selulosa dan hemiselulosa lebih baik daripada JOA (Hidrotermal asam dan T. hirsuta). Hasil analisis FTIR menunjukkan bahwa praperlakuan dengan jamur menyebabkan penurunan intensitas, yang mengindikasikan adanya pengurangan ikatan-ikatan hidrogen. Analisis Py-GC/MS menunjukkan produk degradasi dari biomassa TKKS seperti phenol, creosol, 2,6-dimethoxy phenol, benzene, benzaldehyde, trans-isogeunol, syringalacetone, dan ethenone. SEM menunjukkan perubahan morfologi permukaan TKKS yang telah diberi jamur (JC, JW, JOA) memiliki permukaan yang kasar dan terbelah-belah, sebagian diikuti oleh pertumbuhan miselium di bagian luar dan menembus bagian dalam. Hasil analisis kristalinitas TKKS yang diberi praperlakuan hidrotermal (W, OA) memperlihatkan adanya kenaikan indeks kristalinitas, sedangkan perlakuan biologis dengan jamur (JC, JW, JOA) menunjukkan adanya penurunan indeks kristalitinas. Berdasarkan semua analisis yang digunakan pada penelitian ini, perlakuan JC berpotensi untuk delignifikasi lebih baik dan ramah lingkungan.