tag:blogger.com,1999:blog-40834313211679659672024-02-20T17:32:58.321-08:00azreen flaminggoAnonymoushttp://www.blogger.com/profile/09898687145465432289noreply@blogger.comBlogger1125tag:blogger.com,1999:blog-4083431321167965967.post-9000672573896137192013-02-21T00:51:00.000-08:002013-02-21T00:51:07.093-08:00Biokonversi Selulose dari Limbah Tongkol Jagung Menjadi Glukosa Menggunakan Jamur Aspergilus Niger<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Kebutuhan akan
glukosa dalam industri semakin meningkat seiring dengan pemenuhan kebutuhan makanan, minuman, dan
bahan <st1:place w:st="on"><st1:city w:st="on">baku</st1:city></st1:place>
pembuatan bahan kimia maupun obat-obatan. Produksi glukosa merupakan langkah
awal dan penting dari konversi selulose menjadi senyawa-senyawa yang lebih
sederhana dan mempunyai berat molekul yang lebih rendah serta membuka lapangan
yang luas bagi berbagai bahan kimia, termasuk potensi untuk mensitesa polimer –
polimer yang pada saat ini produksinya bertumpu pada minyak bumi dan gas alam
dengan proses petrokimia.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"> Salah satu sektor yang belum banyak dimanfaatkan adalah
limbah pertanian. Limbah pada dasarnya adalah suatu bahan yang tidak
dipergunanakan kembali dari hasil aktivitas manusia, ataupun proses-proses alam
yang belum mempunyai nilai ekonomi, bahkan mempunyai nilai ekonomi yang sangat
kecil. Dikatakan mempunyai nilai ekonomi yang sangat kecil karena limbah dapat
mencemari lingkungan dan penangannya memerlukan biaya yang cukup besar.
Pemanfaatan limbah merupakan salah satu alternative untuk menaikkan nilai
ekonmi limbah tersebut. Pemanfaatan limbah pertanian diantaranya adalah tongkol
jagung, yang selama ini hanya dijadikan sebagai pakan ternak atau hasil
industri minyak jagung yang tidak diolah kembali menjadi sesuatu yang memiliki
nilai ekonomi tinggi. Untuk itulah dalam penelitian ini akan dimanfaatkan
limbah pertanian yaitu tongkol jagung sebagai penghasil glukosa, sehingga
limbah ini dapat bermanfaat bagi penigkatan nilai tambah limbah pertanian. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"> Dalam penelitian ini yang dilakukan adalah mengkonversikan
selulose menjadi glukose menggunakan proses hidrolisa secara enzimatik dengan
perlakuan terlebih dahulu dengan hidrolisis asam dan perendaman dalam larutan
FeTNa (Hamilton, 1984; Purnomo dan Rochma, 2004). Enzim yang digunakan adalah
diperoleh ari jamur <i>Aspergilus <st1:place w:st="on"><st1:country-region w:st="on">niger</st1:country-region></st1:place></i>.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"> Tanaman jagung merupakan salah satu tanaman serelia yang
tumbuh hampir di seluruh dunia dan tergolong spesies dengan variabilitas
genetic tebesar. Di Indonesia jagung merupakan bahan makanan pokok kedua setelah
padi. Banyak daerah di <st1:country-region w:st="on">Indonesia</st1:country-region>
yang berbudaya mengkonsumsi jagung, antara lain Madura, <st1:place w:st="on">Yogyakarta</st1:place>,
Sulawesi Selatan, Maluku Utara, Nusa Tenggara Timur, dll. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Keunggulan
jagung dibandingkan dengan komoditas pangan yang lain adalah kandungan gizinya
lebih tinggi dari beras, sumber daya ala mini juga sangat mendukung untuk
pembudidayaannya, harga relative murah dan tersedianya teknologi budidaya
hingga pengolahan. Selain sebagai bahan makan pokok, jagung juga dapat
digunakan sebagai bahan pakan ternak dan bahan industri serta komoditas eksport
(Suprapto dan Rasyid, 2002).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Seiring dengan
kebutuhan jagung yang cukup tinggi, maka akan bertambah pula limbah yang
dihasilkan dari industri pangan dan pakan berbahan <st1:place w:st="on"><st1:city w:st="on">baku</st1:city></st1:place> jagung. Limbah yang dihasilkan diantaranya
adalah tongkol jagung yang biasanya tidak dipergunakan lagi ataupun nilai
ekonominya sangat rendah. Umumnya tongkol jagung dipergunakan sebagai pakan
ternak sapi, ataupun di daerah pedesaan tongkol jagung ini dapat dimanfaatkan
sebagai obat diare (Suprapto dan Rasyid, 2002).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Tanaman jagung
termasuk jenis tanaman pangan yang diketahui banyak mengandung serat kasar
dimana tersusun atas senyawa kompleks lignin, hemiselulose dan selulose
(lignoselulose), dan masing-masing merupakan senyawa-senyawa yang potensial
dapat dikonversi menjadi senyawa lain secara biologi. Selulose merupakan sumber
karbon yang dapat digunakan mikroorganisme sebagai substrat dalam proses fermentasi untuk mengahsilkan
produk yang mempunyai nilai ekonomi tinggi (Aguirar, 2001; Suprapto dan Rasyid,
2002).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Selulose</span></b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"> hampir tidak pernah ditemui dalam keadaan murni di alam
(Gambar 1.1), melainkan selalu berikatan dengan bahan lain yaitu lignin dan
hemiselulose. Serat selulose alami terdapat di dalam dinding sel tanaman dan
material vegetatif lainnya. Seluose murni mengandung 44,4% C; 6,2% H dan 49,3%
O. Rumus empiris selulose adalah (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub>,
dengan banyaknya satuan glukosa yang disebut dengan derajat polimerisasi (DP),
dimana jumlahnya mencapai 1.200-10.000 dan panjang molekul sekurang-sekurangnya
5.000 nm. Berat molekul selulose rata-rata sekitar 400.000 Mikrofibril selulose
terdiri atas bagian amorf (15%) dan bagian berkristal (85%). Struktur
berkristal dan adanya lignin serta hemiselulose disekeliling selulose merupakan
hambatan utama untuk menghidrolisa selulose (Sjostrom, 1995). Pada proses
hidrolisa yang sempurna akan mengahasilkan glukosa, sedangkan proses hidrolisa
sebagian akan menghasilkan disakarida selebiose.<o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"><!--[if gte vml 1]><v:shapetype id="_x0000_t75"
coordsize="21600,21600" o:spt="75" o:preferrelative="t" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe"
filled="f" stroked="f">
<v:stroke joinstyle="miter"/>
<v:formulas>
<v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"/>
<v:f eqn="sum @0 1 0"/>
<v:f eqn="sum 0 0 @1"/>
<v:f eqn="prod @2 1 2"/>
<v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"/>
<v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"/>
<v:f eqn="sum @0 0 1"/>
<v:f eqn="prod @6 1 2"/>
<v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"/>
<v:f eqn="sum @8 21600 0"/>
<v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"/>
<v:f eqn="sum @10 21600 0"/>
</v:formulas>
<v:path o:extrusionok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect"/>
<o:lock v:ext="edit" aspectratio="t"/>
</v:shapetype><v:shape id="_x0000_i1025" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:325.5pt;
height:63pt'>
<v:imagedata src="file:///C:\Users\axioo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image001.png"
o:href="file:///F:\journals\cellulose\Hasil%20Penelusuran%20Gambar%20Google%20untuk%20http--chemistry_umeche_maine_edu-Fort-Gosta-Lignin_gif_files\Wood1_files\Cellulose2.gif"/>
</v:shape><![endif]--><!--[if !vml]--><img height="84" src="file:///C:/Users/axioo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025" width="434" /><!--[endif]--><o:p></o:p></span></b></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Gambar 1.1</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">. Struktur
selulose (dari Cole dan Fort, 2007).<o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Hemiselulose</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;"> terdiri
atas 2-7 residu gula yang berbeda (Gambar 1.2). Hemiselulose berbeda dengan
selulosa karena komposisinya teridiri atas berbagai unit gula, disebabkan
rantai molekul yang pendek dan percabangan rantai molekul. Unit gula (gula
anhidro) yang membentuk hemiselulosa dapat dibagi menjadi kompleks seperti
pentosa, heksosa, asam keksuronat dan deoksi-heksosa (Fengel dan Wegener, 1995;
Nishizawa, 1989). Hemiselulosa ditemukan dalam tiga kelompok yaitu xylan,
mannan, dan galaktan. Xylan dijumpai dalam bentuk arabinoxylan, atau arabino
glukurunoxylan. Mannan dijumpai dalam bentuk glukomannan dan galaktomannan. Sedangkan
galaktan yang relative jarang, dijumpai dala bentuk arabino galaktan.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"><!--[if gte vml 1]><v:shape id="_x0000_i1026"
type="#_x0000_t75" alt="" style='width:318pt;height:108pt'>
<v:imagedata src="file:///C:\Users\axioo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image003.png"
o:href="file:///F:\journals\cellulose\Hasil%20Penelusuran%20Gambar%20Google%20untuk%20http--chemistry_umeche_maine_edu-Fort-Gosta-Lignin_gif_files\Wood1_files\Hemicell3.gif"/>
</v:shape><![endif]--><!--[if !vml]--><img height="144" src="file:///C:/Users/axioo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026" width="424" /><!--[endif]--></span></b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"><o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Gambar 1.2</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">. Struktur
hemiselulose (dari Cole dan Fort, 2007).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Lignin</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;"> adalah polimer
aromatic kompleks yang terbentuk melalui polimerisasi tiga dimensi dari sinamil
alcohol (turunan fenil propane) dengan bobot melekul mencapai 11.000 (Gambar 1.3).
Dengan kata lain, lignin adalah makromolekul dari polifenil. Polimer lignin
dapat dikonversi ke monomernya tanpa mengalami perubahan pada bentuk dasarnya. </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Lignin yang melindungi
selulose bersifat tahan terhadap hidrolisis karena adanya ikatan arilalkil dan
ikatan eter. <o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"><!--[if gte vml 1]><v:shape
id="_x0000_i1027" type="#_x0000_t75" alt="structure of lignin" style='width:97.5pt;
height:118.5pt'>
<v:imagedata src="file:///C:\Users\axioo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image005.gif"
o:href="http://bugs.bio.usyd.edu.au/Mycology/images/Topics/Feeding/ligninStructure.gif"/>
</v:shape><![endif]--><!--[if !vml]--><img alt="structure of lignin" height="158" src="file:///C:/Users/axioo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.gif" v:shapes="_x0000_i1027" width="130" /><!--[endif]--></span><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;"><o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Gambar 1.3</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">. Struktur
lignin<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">Glukose</span></b><span lang="SV" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: SV;">, monosakarida
terpenting kadang-kadang disebut gula darah (karena dijumpai dalam darah), gula
anggur (karena dijumpai dalam buah anggur), atau dekstrosa (karena memutar
bidang polarisasi ke arah kanan) (Gambar 1.4). Glukose adalah suatu aldoheksosa
yang terdapat dalam jumlah banyak, diikuti dengan galaktosa dan manosa.<o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";"><!--[if gte vml 1]><v:shape
id="_x0000_i1028" type="#_x0000_t75" style='width:158.25pt;height:87pt'>
<v:imagedata src="file:///C:\Users\axioo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image006.jpg"
o:title="glucose"/>
</v:shape><![endif]--><!--[if !vml]--><img height="116" src="file:///C:/Users/axioo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg" v:shapes="_x0000_i1028" width="211" /><!--[endif]--><o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Gambar 1.4</span></b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">. Struktur glukose.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">Hidrolisa </span></b><span lang="EN-US" style="font-family: "Arial","sans-serif";">adalah proses peruraian suatu senyawa oleh air. Proses
tersebut dapat terjadi dalam suasana asam, basa, atau netral tergantung pada
senyawa yang bereaksi serta karena enzim. </span><span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Hidrolisa
selulosa merupakan suatu proses yang dilakukan untuk menghasilkan glukosa. Ada
dua cara yang digunakan untuk hidrolisa selulose yaitu dalam suasana asam dan
secara enzimatis. Dibandingkan dengan hidrolisa asam, hidrolisa menggunakan
enzim mempunyai keuntungan berupa derajad konversi yang tinggi, pembentukan
hasil samping yang minimal, kebutuhan energi yang rendah, dan kondisi operasi
yang mudah dicapai. Enzim selulose merupakan enzim yang kompleks yang terdiri
atas tiga yaitu endoselulase, selobiohidrolase dan selobiase. Ketiga enzim ini
bekerja secara sinergis dalam menghidrolisa selulosa menjadi glukosa. Selobiohidrolase
menyerang struktur kristal selulosa dan menghasilkan selobiosa (disakarida).
Endoselulase menghidrolisa bagian amorf selulosa menjadi senyawa-senyawa dengan
bobot molekul yang lebih kecil (β-oligomer), sedangkan selobiase menghidrolisa
β-oligomer menjadi glukosa. Pengaruh hidrolisa pada masing-masing enzim adalah
rendah, sedangkan kombinasi eksoenzim (selobiohidrolase) dan endoenzim menaikkan
produksi glukosa. Jadi keseluruhan enzim bekerja sama dalam mendegradasi
selulose.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Adsorpsi enzim selulose pada permukaan selulose pada umumnya diasumsikan
lebih cepat dibandingkan dengan laju hidrolisis secara keseluruhan Jumlah enzim
selulose yang diadsorpsi terutama tergantung pada tersedianya luas permukaan
selulose dan konsentrasi enzim selulose. Oleh karena itu, tipe selulose dan
konsentrasi enzim selulose merupakan dua faktor penting adsorpsi dalam sistem
selulase-selulose.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Sumber enzim</span></b><span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">, berasal
dari jaringan tumbuhan, hewan dan mikroorganisme yang terseleksi. Enzim yang
secara tradisional diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan hewan yang mempunyai
kelemahan yaitu variasi musim, konsentrasi rendah, biaya tinggi, persediaan
enzim terbatas, dan adanya persaingan dengan pemanfaatan yang lain.<b> </b>Oleh karena itu pengingkatan sumber
enzim sedang dilakukan dengan cara memaksimalkan dari mikroba pengahasil enzim
yang sudah dikenal atau penghasil enzim
baru lainnya.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Sebagian besar enzim mikroba untuk keperluan industri hanya berasal dari 11
jamur, 8 bakteri dan 4 ragi serta dalam prakteknya para produsen biasanya
mencari enzim baru dari kelompok ini. Kebanyakan mikroba yang digunakan dari
jamur adalah <i>Aspergilus niger</i>,<i> Mucor sp.</i>,<i> Rhizopus arrhizus</i>,<i>
Trichoderma viride</i>,<i> Penicillium
vitale</i>,<i> Aerobacter aerogenes</i>, dll.
Sedangkan dari bakteri adalah <i>Bacillus
subtilis</i>, <i>Bacillus coagulans</i>, <i>Escherichia coli</i>, dll. Sumber enzim yang didapat dari ragi adalah <i>Saccharomyces cereviceae</i>, <i>Streptomyces phaeochromogens</i>, dll.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<b><i><span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Aspergilus niger</span></i></b><span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">. Pada penelitian
ini produksi enzim selulose didapatkan dari jamur<i> Aspergilus niger</i>, karena jamur ini sangat mudah didapatkan di alam
bebas. <b> </b><i>Aspergilus
niger</i> adalah kapang dari jenis fungi imperfecti yang tersebar dimana-mana
pada berbagai macam substrat antara lain pada buah-buahan, sayur-sayuran dan
makanan lain yang telah membusuk. <b><o:p></o:p></b></span></div>
<div class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify; text-indent: 36.0pt;">
<span lang="FI" style="font-family: "Arial","sans-serif"; mso-ansi-language: FI;">Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan enzim selulose kasar dari jamur <i>Aspergilus niger</i> dengan variable waktu
inkubasi yang berbeda-beda guna mengetahui aktivitas yang optimum; untuk
memperoleh glukosa dari tongkol jagung melalui proses hidrolisa secara
enzimatik menggunakan enzim selulosa dari jamur <i>Aspergilus niger</i>; dan untuk mengetahui kondisi yang baik dalam
pembuatan glukosa dari tongkol jagung.<o:p></o:p></span></div>
<br />Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/09898687145465432289noreply@blogger.com0