Aplikasi Sakarifikasi dan Fermentasi Simultan dalam Produksi Bioetanol dari Rebung Bambu

Griselda Happy Ramadhani; Khaswar Syamsu; Ika Amalia Kartika; Irvan Setiadi Kartawiria

doi:10.21107/agrointek.v18i2.17294

Aplikasi Sakarifikasi dan Fermentasi Simultan dalam Produksi Bioetanol dari Rebung Bambu

Griselda Happy Ramadhani, Khaswar Syamsu, Ika Amalia Kartika, Irvan Setiadi Kartawiria

Abstract

Bambu muda atau rebung memiliki sumber selulosa dan berpotensi untuk produksi bioetanol. Rebung juga memiliki kandungan lignin yang rendah yaitu 0,89%, sehingga memungkinkan untuk tidak dilakukan proses pre-treatment. Rebung bambu merupakan salah satu bahan yang berpotensi untuk produksi bioetanol mengingat laju produktivitas yang tinggi yaitu 8.124 kg/ha/tahun. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis data produksi bioetanol dari rebung dengan teknik SSF menggunakan konsorsium mikroba Trichoderma reesei dan Saccharomyces cerevisiae. Mikroba T. reesei digunakan untuk menghasilkan enzim selulase yang menghidrolisis selulosa menjadi gula sederhana, sedangkan S. cerevisiae digunakan untuk memproduksi bioetanol dari gula yang dihasilkan sebelumnya. Sintesis bioetanol terdiri dari dua tahap utama yaitu hidrolisis dan fermentasi. Pada penelitian sebelumnya, proses hidrolisis dan fermentasi dilakukan secara terpisah menggunakan metode SHF (Separated Hydrolysis Fermentation), sedangkan pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) yang diharapkan menghasilkan efisiensi substrat, Yp/s, dan laju produktivitas bioetanol yang lebih tinggi dibandingkan metode SHF. Penelitian ini dilakukan menggunakan aerasi 1 vvm dan agitasi 125 rpm selama 72 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi bioetanol tertinggi di waktu 72 jam sebesar 6,94 g/L dengan laju produktivitas bioetanol 0,08 g/L/h dan rendemen produk (Yp/s) 0,19 g bioetanol/g substrat. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa rebung merupakan media yang layak untuk produksi bioetanol. Rebung memiliki kandungan selulosa yang potensial sebagai substrat untuk T. reesei dan terbukti menghasilkan bioetanol yang lebih tinggi dibandingkan teknik SHF dengan bambu pada penelitian sebelumnya.

Keywords

Bamboo shoots; bioethanol; cultivation; simultaneous saccharification and fermentation

Full Text:

PDF (Bahasa Indonesia)

References

Datta, R. 1981. Acidogenic fermentation of lignocellulose-acid yield and conversion of components. Biotechnology and Bioengineering. 23(9): 2167 -2170.

Deken, R. De. 1966. The Crabtree Effect: A Regulatory System in Yeast. Microbiology 44:149–156.

Febrianti, F., K. Syamsu, and M. Rahayuningsih. 2017. Bioethanol Production From Tofu Waste. International Journal of Technology 5:898–908.

Hanafri, M. I., S. M. Mustafa, and F. Zubair. 2017. Proses Perakitan Trafo Dengan Menggunakan Animasi Multimedia. Jurnal Sisfotek 4(1): 7-13

Jasman, S. H R, and A. S. Ardan. 2018. Pengaruh Lama Inakulasi Dengan Tricodermareesei Terhadap Konsentrasi Gula Terlarut Dalam Bubur Batang Sorgum Manis. Semnas KPK:1–4.

Jayus, J., S. Suwasono, and I. Wijayanti. 2017. Produksi Bioetanol Secara SHF dan SSf Menggunakan Aspergillus Niger, Trichoderma Viride dan New Aule Instant Dry Yeast Pada Media Kulit Ubi Kayu. Jurnal Agroteknologi 11(1):61.

Li, K., X. Wang, J. Wang, and J. Zhang. 2015. Benefits from additives and xylanase during enzymatic hydrolysis of bamboo shoot and mature bamboo. Bioresource Technology 192:424–431.

Lutfi, M. 2014. Analisis Pengaruh Waktu Pretreatment dan Konsentrasi NaOH terhadap Kandungan Selulosa , Lignin dan Hemiselulosa Eceng Gondok Pada Proses Pre-treatment Pembuatan Bioetanol. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem 2(2):110–116.

Margeot, A., B. Hahn-Hagerdal, M. Edlund, R. Slade, and F. Monot. 2009. New improvements for lignocellulosic ethanol. Current Opinion in Biotechnology 20(3):372–380.

Ngakan, D., K. Putra, T. Gde, T. Nindhia, I. W. Surata, and M. Sucipta. 2017. Potensi bambu swat (gigantochloa verticillata) sebagai material karbon aktif untuk adsorbed natural gas (ANG). Jurnal Energi Dan Manufaktur 9(2):174–179.

Shimokawa, T., M. Ishida, S. Yoshida, and M. Nojiri. 2009. Effects of growth stage on enzymatic saccharification and simultaneous saccharification and fermentation of bamboo shoots for bioethanol production. Bioresource Technology 100(24):6651–6654.

Sindhu, R., M. Kuttiraja, P. Binod, R. K. Sukumaran, and A. Pandey. 2014. Bioethanol production from dilute acid pretreated Indian bamboo variety (Dendrocalamus sp.) by separate hydrolysis and fermentation. Industrial Crops and Products 52:169–176.

Syamsu, K., M. Rahayuningsih, and I. Farida. 2016. Direct Ethanol Production from Breadfruit Starch (Artocarpus communis Forst.) of Engineered Simultaneous Saccharification. IJRED 4(1) :312–325.

Sudiyani, Y., E. Triwahyuni, D. Burhani, M. Muryanto, S. Aiman, F. Amriani, S. P. Simanungkalit, H. Abimanyu, D. Dahnum, J. A. Laksmono, J. Waluyo, Y. Irawan, A. A. Sari, and A. M. H. Puteri. 2019. Perkembangan Bioetanol G2: Teknologi dan Perspektif.

Syamsu, K., L. Haditjaroko, and E. A. Syadiah. 2020. Bio-ethanol production from sweet sorghum bagasse by engineered simultaneous saccharification and fermentation technology using Trichoderma reesei and Saccharomyces cerevisiae. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 472(1):0–8.

Reis, R., B. AP, da S. JC, and C.-A. SR. 2013. Characteristics of Saccharomyces cerevisiae yeasts exhibiting rough colonies and pseudohyphal morphology with respect to alcoholic fermentation. Brazilian journal of microbiology : [publication of the Brazilian Society for Microbiology] 44(4):1121–1131.

Wijaya, C. J., S. Ismadji, H. W. Aparamarta, and S. Gunawan. 2019. Optimization of cellulose nanocrystals from bamboo shoots using Response Surface Methodology. Heliyon 5(11):e02807.

Wright, J.D. 1988 Ethanol from biomass by enzymatic hydrolysis. Chem. Eng. Prog. 84: 62-67.

Yang, H., Z. Shi, G. Xu, Y. Qin, J. Deng, and J. Yang. 2019. Bioethanol production from bamboo with alkali-catalyzed liquid hot water pretreatment. Bioresource Technology 274(November 2018):261–266.

Zahroh, S. F., K. Syamsu, L. Haditjaroko, and I. S. Kartawiria. 2021. Potential and prospect of various raw materials for bioethanol production in Indonesia: A review. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 749(1).1-11.