1.8 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terdiri atas enam tahap yang meliputi perubahan karakteristik lignin dan selulosa setelah pra-perlakuan biologis, pra-perlakuan gelombang
mikro dalam medium air, setelah kombinasi pra-perlakuan biologis-gelombang mikro, evaluasi kinerja hidrolisis enzimatis dan gelombang mikro pada pra-
perlakuan biologis, setelah pra-perlakuan gelombang mikro, dan setelah kombinasi pra-perlakuan biologis-gelombang mikro.
Penelitian tahap pertama, dimaksudkan utamanya untuk memperoleh kondisi pra-perlakuan biologis yang terpilih. Indikator penentuan pra-perlakuan
terpilih dari kehilangan berat, kehilangan lignin dan selulosa, perubahan struktur selulosa alomorf, dan indeks kristalinitas bahan. Penelitian tahap kedua
dimaksudkan untuk memperoleh informasi kondisi pra-perlakuan gelombang mikro terpilih dengan indikator penentuan seperti tahap-1. Penelitian tahap ketiga
ditujukan untuk mengevaluasi kinerja kombinasi pra-perlakuan biologis dengan gelombang mikro berdasarkan indikator seperti pada tahap-1 dan 2. Studi pada
tahap 4 dimaksudkan untuk memperoleh informasi kinerja hidrolisis enzimatis dan asam-gelombang mikro dari pra-perlakuan biologis terpilih dengan indikator
data rendemen gula pereduksi, dan senyawa coklatnya. Seperti tahap 4, untuk tahap 5 dan 6 ini hidrolisis enzimatis dan asam-gelombang mikro dilakukan pada
pra-perlakuan gelombang mikro dan kombinasi pra-perlakuan biologis gelombang mikro dengan indikator yang sama dengan tahap 4. Pengaruh penambahan katalis
karbon aktif sebagai adsorben senyawa coklat juga dikaji pada tahap-4, 5 dan 6. Untuk mencapai tujuan penelitian maka penelitian ini dibagi dalam tahap-tahap
penelitian yang disajikan dalam bentuk diagram alir penelitian setiap tahapnya Gambar 1.2.
Persiapan sampel Drum chipper
Ring Flaker Hammer mill
Disk mill
Bambu 2 tahun tanpa kulit
serbuk berukuran 40-60 mesh
Karakteristik awal
Pra-perlakuan biologis
Persiapan inokulum stok Hasil pra-
perlakuan biologis
Karakteristik selulosa
dan lignin
SEM-EDS, FTIR, XRD
Pra-perlakuan gelombang mikro
Persiapan sampel
Inokulasi Penyaringan
Residu Pulp
Karakteristik selulosa
dan lignin
SEM-EDS, FTIR, XRD
Kondisi terpilih A
Kondisi terpilih B Persiapan sampel
Iradiasi gelombang mikro
Hasil pra-perlakuan biologis-gelombang mikro C
Kondisi terpilih ABC
Hidrolisis asam-gelombang mikro
Hidrolisis enzimatis
Hidrolisis tanpa
karbon aktif Hidrolisis dengan
karbon aktif
Penyaringan Hidrolisat
Residu
Hidrolisat Residu
Karakteristik hasil hidrolisis
Rendemen gula,
konsentrasi gula, nisbah hidrolisis, senyawa coklat
Penelitian Tahap-1, 2 dan 3
Penelitian tahap-4,5,6
Gambar 1.2 Ruang lingkup penelitian
2 PENGARUH KONSENTRASI INOKULUM DAN WAKTU
INKUBASI PADA PRA-PERLAKUAN BIOLOGIS TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK PADA
BAMBU BETUNG
2.1 Pendahuluan
Peningkatan perhatian
terhadap dampak
lingkungan mendorong
pengembangan pendekatan pra-perlakuan yang memiliki input energi rendah, kondisi proses yang lunak, tanpa konsumsi bahan kimia dan kebutuhan prosedur
dan peralatan yang sederhana Sun dan Cheng 2002. Pra-perlakuan biologis merupakan teknik yang menjanjikan yang menggunakan mikroorganisme yang
menghilangkan lignin secara efisien dari dinding sel tanaman Hakala et al. 2005; Eriksson et al.
1990. Jamur pelapuk putih merupakan famili “basidiomycetes” yang dapat digunakan untuk pra-perlakuan biologis bahan berlignoselulosa Sun
dan Cheng 2002; Hakala et al. 2005; Eriksson et al. 1990. Jamur ini mengeluarkan enzim pendegradasi ligninolitik seperti lignin peroxidase LiP,
laccase, mangan peroxidase MnP dan versatile peroxidase untuk berpenetrasi dalam dinding sel tanaman yang kemudian melakukan aktivitas degradasi bahan
berlignoselulosa Messner dan Srebotnik 1994. Proses degradasi biologis lignoselulosa merupakan proses yang kompleks dimana jenis jamur, kondisi
kultur, mekanisme oksidatif dan sekresi enzimatis jamur mempengaruhi hasil yang diperoleh Guillen et al. 2000; Wan dan Li 2010. Faktor ini dapat
mempengaruhi selektifitas delignifikasi yang akan mendorong peningkatan rendemen gula dari hidrolisis enzimatis jika nilai selektifitasnya lebih besar dari
dua Giles et al. 2011. Penelitian sebelumnya melaporkan bahwa aplikasi jamur TV pada bambu betung menunjukkan kadar lignin sisa yang lebih rendah daripada
aplikasi jamur Pleurotus ostreatus PO dan Phanerochaete chrysosporium PC Fatriasari et al. 2011; Falah et al. 2011.
Bambu merupakan tanaman yang termasuk dalam kelompok rumput- rumputan yang memiliki kemampuan fotosintesa yang efisien yang ditunjukkan
oleh produktivitas biomasa yang tinggi 20-40 tonhatahun. Lebih lanjut, dibandingkan dengan bahan sumber bioenergi lain poplar, switchgrass,
miscanthus, common reed, dan bagas tebu Shathitsuksanoh et al. 2010; Zhang 2008, produksi biomasa bambu tergolong unggul. Tanaman bambu ini meliputi
1 luas hutan dunia Kant 2010 dan 65 dari populasinya terdapat di Asia. Produksi bambu Indonesia menduduki rangking ketiga 5 setelah India 30
dan China 14 Lobovikov et al. 2007. Bambu mudah dan cepat diproduksi Scurlock et al. 2000; Gratani et al. 2008. Bambu betung merupakan jenis bambu
yang sangat penting di Indonesia Dransfield dan Widjaja 1995 dan merupakan kultivar endemik Indonesia.
Studi secara mendalam terhadap perubahan struktur karbohidrat dan lignin setelah pra-perlakuan pada biomasa non kayu bambu yang berasal dari Indonesia
masih jarang dilaporkan. Oleh karena itu, penelitian ini menitikberatkan pada evaluasi perubahan struktur selulosa dan lignin setelah pra-perlakuan biologis
pada bambu betung menggunakan jamur pelapuk putih, TV. Dalam penelitian ini,
Kategori