dihasilkan merupakan katalis yang lebih efektif dan kurang terinhibisi oleh material yang telah terhidrolisis Ariffin et al, 2006. Pada penelitian ini bakteri
yang digunakan adalah Bacillus sp. BPPT CC RK2 yang merupakan koleksi BPPT. Enzim selulase yang dihasilkan oleh Bacillus sp. BPPT CC RK2 mencapai
kondisi optimum pada pH 7,0 dan temperatur 37° C dengan menggunakan media produksi dedak padi 40 dan air kelapa 20 Bakti, 2011; Marssada, 2011.
Menurut Thakur dan Nakagoshi 2011, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi hasil dan laju hidrolisis enzim yaitu konsentrasi substrat, aktivitas
selulase, dan kondisi reaksi seperti pH dan temperatur. Pada penelitian ini akan dilakukan pengamatan terhadap kemampuan enzim selulase yang dihasilkan dari
fermentasi Bacillus sp. BPPT CC RK2 dalam mengkonversi selulosa dari limbah pengolahan kertas menjadi glukosa. Selanjutnya juga akan diamati pengaruh
jumlah enzim dan substrat terhadap konsentrasi glukosa yang dihasilkan.
1.2 PEMBATASAN MASALAH
Penelitian ini dibatasi pada analisa produksi glukosa dari limbah pengolahan
kertas secara enzimatis menggunakan enzim selulase yang dihasilkan
Bacillus sp. BPPT CC RK2 dengan variasi konsentrasi enzim dan substrat.
1.3 PERUMUSAN MASALAH
1. Apakah limbah pengolahan kertas dapat dikonversi menjadi glukosa melalui proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim selulase yang dihasilkan bakteri
Bacillus sp. BPPT CC ?
2. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi enzim selulase dan substrat terhadap proses sakarifikasi?
1.4 HIPOTESA
Limbah pengolahan kertas merupakan limbah akhir pabrik kertas yang mengandung selulosa. Enzim selulase dari Bacillus sp BPPT CC RK2 dapat
menghidrolisis selulosa dan menghasilkan glukosa. Konsentrasi glukosa yang dihasilkan akan mencapai optimum pada jumlah enzim dan substrat tertentu.
1.5 TUJUAN PENELITIAN.
1. Mengetahui potensi limbah pengolahan kertas untuk menghasilkan molekul
glukosa melalui proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim selulase dari Bacillus sp. BPPT CC RK2
2. Mengetahui pengaruh konsentrasi enzim selulase dan substrat terhadap proses
sakarifikasi.
1.6 MANFAAT PENELITIAN
1. Memanfaatkan limbah pengolahan kertas untuk dapat menghasilkan molekul glukosa.
2. Menjaga kelestarian lingkungan dengan memanfaatkan limbah pengolahan kertas.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Selulosa
Selulosa merupakan molekul sederhana dengan unit selubiosa yang berulang yang tersusun atas unit-unit glukosa-1,4 anhidrat yang dihubungkan oleh
ikatan β 1,4-glikosidik. Ikatan rantai saling berinteraksi melalui ikatan hidrogen intramolekul dan intermolekul; dan ikatan van der walls OSullivan, 1997 dikutip
dari Saxena dan Brown, 2007.
Gambar 1. Struktur Selulosa P. Singh nee’ Nigam et al, 2009
Selulosa merupakan polimorfisme, dan perbedaan bentuk biasanya terdefinisi oleh bentuk kristal dan amorf. Bentuk kristal merupakan bentuk
selulosa terbanyak, sedangkan bentuk amorf memiliki persentase yang sedikit Kondo, 2004 dikutip dari Saxena dan Brown, 2007.
Selulosa berasal dari biopolimer yang disintesis oleh tumbuhan, alga, beberapa jenis bakteri termasuk golongan sianobakteri, dan jamur Brown, 1996.
Selulosa merupakan bagian dari lignoselulosa. Lignoselulosa terdiri dari tiga komponen utama yaitu: Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin. Ketiganya
membentuk suatu ikatan kimia kompleks yang menjadi bahan dasar dinding sel tumbuhan.
Selulosa berjumlah sekitar 30-60 dari total keseluruhan lignoselulosa.
Hemiselulosa merupakan istilah umum bagi polisakarida yang larut dalam alkali. Hemiselulosa berjumlah sekitar 20-40 dari total keseluruhan
lignoselulosa. Hemiselulosa sangat dekat asosiasinya dengan selulosa dalam dinding sel tanaman Fengel dan Wegener, 1984 dalam Hermiati et al, 2010.
Lima gula netral, yaitu glukosa, mannosa, dan galaktosa heksosan serta xilosa dan arabinosa pentosan merupakan konstituen utama hemiselulosa Fengel dan
Wegener, 1984 dalam Hermiati et al, 2010. Berbeda dari selulosa yang merupakan homopolisakarida dengan monomer glukosa dan derajat polimerisasi
yang tinggi 10.000 – 14.000 unit, rantai utama hemiselulosa dapat terdiri atas
hanya satu jenis monomer homopolimer, seperti xilan, atau terdiri atas dua jenis atau lebih monomer heteropolimer, seperti glukomannan. Rantai molekul
hemiselulosa pun lebih pendek daripada selulosa. Lignin mempunyai struktur molekul yang sangat berbeda dengan
polisakarida karena terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas unit-unit fenil propana. Lignin berjumlah sekitar 15-25 dari total keseluruhan lignoselulosa
Fengel dan Wegener, 1984 dalam Hermiati et al, 2010. Peran ketiga komponen kimia ini dalam dinding sel dapat dianalogkan
seperti bahan konstruksi yang terbuat dari reinforced concrete, di mana selulosa, hemiselulosa,dan lignin berperan sebagai rangka besi, semen, dan bahan penguat
yang memperbaiki ikatan di antara mereka.
Tabel 1. Kandungan selulosa, hemiselulosa, lignin dalam berbagai lignoselulosa Kumar et al, 2009
Material Lignoselulosa Selulosa
Hemiselulosa Lignin
Batang Kayu keras 40
– 55 24
– 40 18
– 25 Batang Kayu lunak
45 – 50
25 – 35
25 – 35
Kulit Kacang 25
– 30 25
– 30 30
– 40 Tongkol Jagung
45 35
15 Rumput
25 – 40
35 – 50
10 – 30
Kertas 85
– 99 – 15
Jerami Gandum 30
50 15
Sampah sortiran 60
20 20
Daun 15
– 20 80
– 85 Kapas
80 – 95
5 – 20
Koran 40
– 55 25
– 40 18
– 30 Limbah Kertas Residu Pabrik
60 – 70
10 – 20
5 – 10
Limbah air padatan 8
– 15 Tdk diketahui
Tdk diketahui Pupuk Hasil Ternak
1,6 – 4,7
1,4 – 3,3
2,7 -5,7 Kotoran Babi
6,0 28
Tdk diketahui
Kandungan utama limbah kertas adalah selulosa yang merupakan homopolisakarida terdiri dari β –D- glukosa. Limbah kertas dapat digunakan
untuk produksi glukosa setelah hidrolisis selulosa dengan enzim selulase Vynios et al, 2009.
Adapun karakteristik limbah pengolahan kertas yang dipakai dalam penelitian ini adalah limbah akhir sisa pembuangan pabrik kertas yang didapatkan
dari sebuah pabrik pembuatan kertas di wilayah Tangerang.
2.2 Enzim Selulase
