untuk meningkatkan produksi H
2
dimungkinkan dengan memblokir jalur piruvat ke etanol, BD dan laktat.
Gambar 1 Pola metabolisme anaerob E. aerogenes Zhang et al. 2009 Gas H
2
diproduksi melalui pembentukan asam piruvat secara anaerobik selama katabolisme. Karbohidrat dapat berupa monosakarida tapi juga bisa berupa
polimer seperti pati, selulosa atau xilan. Berbagai substrat organik telah diakui potensial dalam fermentasi H
2
. Noike dan Mizuno 2000 serta Yu et al. 2002 menyebutkan bahwa beberapa bentuk limbah organik seperti limbah padat seperti
jerami padi hingga limbah cair seperti limbah pabrik gula dan anggur telah digunakan untuk produksi H
2
. Nira sorgum manis, Miscanthus hidrolisat, lumpur kertas bahkan limbah organik domestik telah diuji berpotensi diaplikasikan untuk
produksi H
2
Claassen et al. 2002.
2.3 Enterobacter aerogenes
Enterobacter aerogenes E. aerogenes termasuk dalam kelas Enterobacteriaceae yang merupakan bakteri anaerob fakultatif yang mampu
menghasilkan H
2
. Bakteri ini memiliki ciri-ciri berbentuk batang dengan lebar 0,6-
1,0 m dan panjang 1,2-3,0 m, gram negatif, menghasilkan koloni dengan bentuk smooth, berflagela, motilitas dapat bergerak, dan suhu pertumbuhan
optimum 37
o
C. Bakteri tersebut menghasilkan H
2
melalui proses metabolisme secara fermentatif yang diawali glikolisis.
Rahman et al. 1997 mengisolasi E. aerogenes HU-101 dari lumpur metana dan melakukan mutasi dengan senyawa NTG N-methyl-
N’-nitro-N- nitrosoguanidine sehingga dihasilkan mutan E. aerogenes AY-2 dengan produksi
H
2
sebanyak 1,5 kali lebih tinggi dibanding wildtype. Bakteri ini memiliki kemampuan menggunakan sumber karbon yang luas dan tidak memiliki sifat
penghambatan produksi H
2
pada tekanan H
2
yang tinggi. Tanisho dan Isiwata 1994 mengemukakan bahwa E. aerogenes memiliki laju evolusi H
2
yang lebih tinggi dibanding mikroorganisme fotosintetik.
Bakteri E. aerogenes ADH-43 merupakan mutan ganda hasil mutasi dari mutan E. aerogenes AY-2 menggunakan mutagen Ethyl Methane Sulfonate
EMS sehingga terjadi perubahan jalur metabolisme yaitu produksi asam laktat lebih rendah dari sebelumnya, dan memiliki produktifitas H
2
lebih tinggi yaitu sebesar 20 dari nilai produksi mutan E. Aerogenes AY-2 pada skala vial botol
50 ml Said 2007.
2.4 Sorgum Manis sebagai Substrat dalam Produksi H
2
Substrat biasanya berupa karbohidrat yang merupakan sumber karbon dan energi bagi bakteri penghasil hidrogen, sehingga sangat berpengaruh dalam
pertumbuhan bakteri dan fermentasi produksi hidrogen. Sorgum manis Sorghum bicolor L. Moench merupakan tanaman tahunan asli tropis yang dapat
beradaptasi di daerah sedang temperate dan sub tropis serta memiliki produksi biomasa yang tinggi Gambar Lampiran 3. Batang sorgum manis mengandung
gula, yaitu 55 sukrosa berat kering dan 3,2 glukosa berat kering, juga mengandung selulosa 12,4 dan hemiselulosa 10,2 Billa et al. 1997.
Kandungan sukrosa, glukosa dan fruktosa akan meningkat setelah bunga mekar Almodares Hadi 2008. Panen batang dilakukan pada saat kemasakan optimal,
pada umumnya terjadi pada umur 16 – 18 minggu 112 – 126 hari, sedangkan biji
umumnya matang pada umur 90 – 100 hari. Oleh karena itu biji dipanen terlebih
dahulu Sumantri 1993.
Tanaman sorgum merupakan tanaman graminae yang memiliki taksonomi
1
sebagai berikut: Kingdom
Plantae Subkingdom
Tracheobionta Superdivision
Spermatophyta Division
Magnoliophyta Class
Liliopsida Subclass
Commelinidae Order
Cyperales Family
Poaceae Grass Genus
Sorghum Spesies
Sorghum bicolor Menurut Suranto
2
kelebihan sorgum manis dibanding tebu sebagai berikut: tanaman sorgum memiliki produksi biji dan biomass yang jauh lebih
tinggi dibanding tanaman tebu; adaptasi sorgum jauh lebih luas dibanding tebu sehingga sorgum dapat ditanam di hampir semua jenis lahan, baik lahan subur
maupun lahan marjinal; tanaman sorgum memilki sifat lebih tahan terhadap kekeringan, salinitas tinggi dan genangan air dibanding tanaman tebu; kebutuhan
air untuk tanaman sorgum hanya sepertiga dari tanaman tebu; sorgum memerlukan pupuk relatif lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah
daripada tanaman tebu; laju fotosintesis dan pertumbuhan tanaman sorgum jauh lebih tinggi dan lebih cepat dibanding tanaman tebu; menanam sorgum lebih
mudah, kebutuhan benih hanya 4,5 –5 kgha dibanding tebu yang memerlukan
4.500 –6.000 kg stek batang; umur panen sorgum lebih cepat yaitu hanya 3-4
bulan, dibanding tebu yang dipanen pada umur 7 bulan; dan sorgum dapat diratun sehingga untuk sekali tanam dapat dipanen beberapa kali.
1
http:www.gramene.orgspeciessorghumsorghum_taxonomy.html , diakses 29 Maret 2011
2
http:www.batan.go.idpatir_beritapertsorgumsorgum.html , diakses 29 Maret 2011
Menurut penelitian Praj Industries Limited
3
perbandingan sorgum dengan tebu adalah sebagaimana terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Perbandingan sorgum dengan tebu
Parameter Tebu
Sorgum
Siklus Pemanenan 9-14 bulan
4 bulan Siklus dalam setahun
1 2
Kebutuhan air 100
65-70 Kebutuhan Pupuk
100 35-40
Produksi batang MThasiklus 65-80
42-55 untuk 1 siklusth 84-110 untuk 2 siklusth
Konsentrasi gula fermentasi pada batang
10-14 9-12
Yield gula fermentasi, MThasiklus 6.0-10.5
3.6-6.2 untuk 1 siklus th 7.2
–12.4 untuk 2 sikustahun Yield Etanol dengan dasar 100
literhasiklus 3400-6000
2020-3500 untuk 1 siklusth 4000-7000 untuk 2siklus th
Ampas MThasiklus dengan kelembaban 50
19-24 30 berat tebu
10-14 untuk 1 siklus th 25 pada batang 20-28 untuk 2 siklus th
Perbandingan antara komposisi nira sorgum manis dengan nira tebu berdasarkan sumber dari Direktorat Jendral Perkebunan 1996 adalah sebagai tertera pada
Tabel 3. Tabel 3 Perbandingan antara komposisi nira sorgum manis dengan nira tebu
Komposisi Nira sorgum
Nira tebu
Brix 13,60
– 18,40 12
– 19 Sukrosa
10 – 14,40
9 – 17
Gula reduksi 0,75
– 1,35 0,48
– 1,52 Gula total
11 – 16
10 – 18
Amilum ppm 209 - 1.764
1,50 – 95
Asam akonitat 0,56
0,25 Abu
1,28 – 1,57
0,40 – 0,70
Sorgum merupakan tanaman yang mempunyai banyak kegunaan. Hampir seluruh bagian dari tanaman sorgum seperti biji, tangkai biji, daun, batang dan
akar dapat dimanfaatkan. Di Indonesia saat ini terdapat beberapa varietas sorgum yang dikembangkan. Total terdapat 9 jenis varietas yang dijadikan varietas
sorgum unggulan Indonesia yaitu : UPCA, Keris, Mandau, Higari, Badik, Gadam,
3
Brosur PRAJ: Sweet Sorghum to Ethanol, Technology, Plant and Mechinery,
www.praj.netmediasweetsorghum.pdf , diakses 29 Maret 2011
Sangkur, Numbu dan Kawali. Sirappa 2003 mengemukakan data produktivitas daerah-daerah penghasil sorgum yang teridentifikasi pada tahun 2003
diperlihatkan pada Tabel 4. Tabel 4 Produktivitas sorgum di Indonesia
Tempat Luas tanam ha
Produksi t Produktivitas t ha
Jawa Tengah 15.309
17.350 1,13
Jawa Timur 5.963
10.522 1,76
DI Yogyakarta 1.813
670 0,37
Nusa Tenggara Barat 30
54 1,80
Nusa Tenggara Timur 26
39 1,50
2.5 Bioreaktor- Packed Bed Reaktor
