Praperlakuan yang banyak digunakan pada beberapa penelitian yang telah dilakukan adalah metode secara kimia dan fisik. Dalam skala besar metode secara
kimia dan fisik praktis dan tidak memerlukan waktu yang lama dalam prosesnya hanya praperlakuan tersebut terkendala pada masalah baru seperti limbah kimia yang
dihasilkan, dan penggunaan energi yang besar. Oleh karenanya pada penelitian ini praperlakuan secara fisik dan biologi dipilih sebagai metode praperlakuan dalam
produksi enzim selulase karena lebih mungkin mengurangi limbah berbahaya dan aman bagi lingkungan.
1.2 Perumusan
Masalah
Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa praperlakuan memiliki peranan penting dalam membantu proses produksi enzim selulase menggunakan
mikroba komersial seperti Aspergillus niger dan Trichoderma reesei, maka perumusan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Bagaimana pengaruh kedua praperlakuan fisik dan biologi dalam mendegradasi lignin sehingga selulosa dapat dihidrolisis mikroba untuk
pertumbuhannya maupun produksi enzim selulase. b. Bagaimana aktivitas enzim selulase yang dihasilkan dengan dilakukannya
dua praperlakuan fisik dan biologi dan monokulturmix kultur penggunaan mikroba dalam proses fermentasi.
1.3 Tujuan
Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian yang dilakukan ini diharapkan dapat: 1. Menganalisis keberhasilan metode praperlakuan fisik dan biologi pada
aktivitas mikroba dalam memproduksi enzim selulase. 2. Menentukan kondisi terbaik kelembabanmoisture content substrat, waktu
fermentasi, monomix kultur mikroba terhadap aktivitas mikroba.
1.4 Manfaat
Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai produksi enzim selulase dengan praperlakuan yang lebih murah sehingga dapat
dimanfaatkandiaplikasikan oleh masyarakat yang berada di sekitar pertumbuhan eceng gondok.
1.5 Lingkup
Penelitian
Penelitian ini terbatas pada produksi enzim selulase dengan batasan-batasan masalah:
a. Tahap praperlakuan: melakukan dua metode praperlakuan terhadap eceng gondok yaitu secara fisik dengan pengecilan ukuran dan biologi dengan
menggunakan jamur pelapuk putih Ganoderma boninense yang berasal dari Laboratorium Mikrobiologi FMIPA Jurusan Biologi Universitas
Sumatera Utara. b. Tahap proses produksi enzim selulase:
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
1. Mikroba yang digunakan dalam fermentasi untuk produksi enzim selulase adalah Aspergillus niger dan Trichoderma reesei.
2. Variabel bebas yang digunakan antara lain: moisture content 65- 85, waktu fermentasi 3-9 hari, dan pemakaian monomix kultur
mikroba. 3. Variabel terikat adalah medium pertumbuhan dan komposisi
nutrisinya, medium fermentasi medium Mandel Weber, suhu fermentasi 30
o
C, dan pH 5 Oberoi dkk, 2010. c. Tahap analisis hasil proses: parameter pada penelitian ini adalah kadar
lignin, selulosa, dan aktivitas enzim selulase.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Perkembangan Produksi Enzim Selulase dari Bahan LignoselulosaSelulosa PenelitiJudul
penelitian 1. Qin Liu-Hui
dkk, 2012 Evaluation of
cellulases produced from
four fungi cultured on
furfural residues and
microcrystalline cellulose MCC
2. Quiroz Estela R dkk, 2010
Evaluation of different
lignocellulosics substrates for the
production of cellulases and
Substratmediasumber selulosa
Residu furfural dan mikrokristal selulosa
Serbuk kayu oak dan cedar, sekam padi,
tunggul jagung, jerami padi dan kulit biji
jarak Metode praperlakuan
Fisik : pengeringan dan pengecilan ukuran
40-60 meshresidu furfural
Fisik : pengeringan dan pengecilan ukuran
maksimum 4 mm dan minimum 0,5 mm.
Jenis mikroba Trichoderma viridee, T.
Koningii, T. Reesi, Aspergillus Niger
Bjerkandera adusta and Pycnoporus sanguineus
Hasil -
Produksi selulase pada MCC : pada waktu fermentasi 15 hari, T =
30
o
C, konsentrasi substrat 20 gL aktivitas enzim selulase tertinggi
ditunjukkan oleh T.Koningii T. viridee A. Niger T. Reesei.
Walaupun demikian masing-masing fungi unggul dalam satu atau dua
bagian enzim sinergis selulase. - Produksi selulase pada residu
furfural
: waktu,
suhu dan
kinsentrasi yang sama menunjukkan T. viridee A. Niger T. Koningii
T. Reesei. Secara
umum, aktivitas
enzim selulase diperoleh
pada waktu
maksimum fermentasi hari ke 10-19.
Fermentasi oleh kedua fungi di- lakukan pada suhu 28
o
C, selama 6- 15 hari.
Aktivitas enzim selulase pada fungi P. Sangineus pada ke enam bahan
lignoselulosa menunjukkan : serbuk kayu cedar serbuk kayu oak
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PenelitiJudul penelitian
xylanases by the basiodiomycete
fungi Bjerkandera
adusta and Pycnoporus
sanguineus
3. Oberoi H.S dkk, 2010
Production of cellulases
through solid state
fermentation using kinnow
pulp as a major substrate
Substratmediasumber selulosa
Kinnowjeruk pulp, dan dedak gandum
campuran untuk variasi perlakuan
Metode praperlakuan
Fisik : pengeringan dan pengecilan ukuran
menggunakan cyclotec mill diayak
sampai ukuran kurang lebih 0,83 mm.
Jenis mikroba
Trichoderma Reesei Hasil
jerami gandum tunggul jagung kulit biji jarak sekam padi
Waktu optimum fermentasi pada hari ke delapan
aktivitas enzim selulase pada fungi B.adusta : serbuk kayu cedar
jerami gandum sekam padi serbuk kayu oak kulit biji jarak
tunggul jagung Waktu optimim fermentasi pada hari
ke enam Waktu fermentasi 5 hari, pH 6, T =
30
o
C -Penelitian
ini memvariasikan
antara: 1.substratkinnow pulp K + penambahan airW
2. K + penambahan mandel weber medium MW
3. K + penambahan dedak gandum WB + W K:WB = 4:1
4. K + WB + W K:WB = 3:2 5. K + WB + MW K:WB = 4:1
6. K + WB + MW K:WB = 3:2 Dengan waktu optimum hari ke-4,
didapat aktivitas enzim selulase : 6 4 = 5 3 2 1.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PenelitiJudul penelitian
4. De Castro A. M dkk, 2010
cellulases from Penicillium
funiculosum : production,
properties, and application to
cellulose hydrolysis
5. Feng Yue dkk, 2011 Enzymatic
degradation of steam-pretreated
lespedeza stalk by cellulosic
substrate induced
cellulases
6. Singh Anita dkk, 2009
Production of cellulases by
Aspergillus Heteromorphus
Substratmediasumber selulosa
Bagas tebu
Tangkai bunga Lespedeza
Jerami gandum Metode praperlakuan
Kimia : -
Praperlakuan asam : 3 vv
H
2
SO
4aq
- Praperlakuan basa
: 4 wv
Fisik : steam dengan tekanan 2 MPa selama
4 menit, dihaluskan dengan ayakan 60
mesh
Tidak ada keterangan praperlakuan
Jenis mikroba Penicillium funiculosum
Trichoderma viridee
Aspergillus Heteromorphus
Hasil -Penelitian ini memvariasikan media
tanpa praperlakuan, dengan satu praperlakuan asambasa, dan dua
praperlakuan campuran asam dan basa.
-suhu fermentasi optimum pada 37
o
C, pH 4,82-4,96, waktu inkubasi 7-8 hari yaitu pada media dengan
campuran dua praperlakuan.
Penelitian ini
membandingkan aktivitas selulase hasil fermentasi
antara lespedeza dengan tiga sumber karbohidrat yaitu Filter paper FP,
microcrystalin selulosaMCC, dan carboxymethyl selulosa.CMC
Aktivitas enzim selulase terbaik adalah FP lespedeza MCC
CMC pada T = 30
o
C waktu fermentasi 7 hari.
Penelitian ini memvariasikan pH 3- 8, suhu 20 – 45
o
C dan waktu fermentasi 0-7 hari.
Kondisi optimum aktivitas enzim selulase adalah pada hari ke-5
fermentasi pada T=30
o
C dan pH 5.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
I. PENDAHULUAN