Arfah, S.TP (Blognya Anak Teknologi Pertanian)

Jumat, 18 Januari 2013

Biokonversi Selulose dari Limbah Tongkol Jagung Menjadi Glukosa Menggunakan Jamur Aspergilus Niger


Jagung termasuk tanaman pangan utama di Indonesia. Produksinya terus dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun ekspor. Namun, sejauh ini bagian tanaman jagung yang dimanfaatkan masih terfokus terutama pada biji buahnya. Sedangkan limbahnya seperti kulit jagung, rambut jagung dan tongkol jagung dapat diolah kembali menjadi produk yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Salah satunya adalah tongkol jagung yang diolah menjadi glukosa dengan bantuan jamur Aspergilus Niger secara biokonversi oleh enzim selulose.                                
 Dari proses pengolahan ini produk yang akan dihasilkan adalah Glukosa yang melalui proses biokonversi enzim Selulose dari jamur Aspergilus Niger. Prosedur yang digunakan dimulai dengan tahap persiapan enzim kasar dari jamur Aspergilus niger dan tahap pengujian enzim selulose, kemudian dilanjutkan dengan analisa komposisi tongkol jagung dengan perlakuan secara fisika. Proses hidrolisa asam dilakukan dengan perendaman didalam larutan FeTNa dan hidrolisa enzim dari jamur Aspergilus niger. Proses hidrolisa asam bertujuan untuk menurunkan kadar hemiselulosa dan lignin, karena kedua senyawa ini dapat mennghambat degradasi selulosa menjadi glukosa. Sedangkan pada proses hidrolisa enzim bertujuan untuk menguraikan senyawa selulosa dalam tongkol jagung menjadi monomer glukosa sebagai penyusunnya dan menguraikan hemiselulose menjadi selulose. Dengan demikian selulose yang dikonversi menjadi glukose berasal dari hidrolisa asam dan hidrolisa enzim  dari hemiselulose.                                                                          Seperti yang dijelaskan di atas, selulosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa dengan menggunakan asam atau enzim. Hidrolisis menggunakan asam biasanya dilakukan pada temperatur tinggi. Proses ini relatif mahal karena kebutuhan energi yang cukup tinggi.  Baru pada tahun 1980-an, mulai dikembangkan hidrolisis selulosa dengan menggunakan  enzim selulase. Bukan hanya jamur Aspergillus niger yang dapat mendegradasi selulosa,  jamur lain seperti Actinomycetes dan Tricoderma adalah penghasil selulase dan  crude enzyme  secara komersial, fungi-fungi tersebut sangat efisien dalam memproduksi selulase . Namun tidak semua jenis fungi dan bakteri mampu memproduksi selulase dalam jumlah yang signifikan yang mampu menghidrolisa kristal selulosa secara  invitro.                                                                                                  Tongkol jagung bukan hanya dapat dikonversi menjadi glukosa, pada sumber lain ternyata tongkol jagung memiliki potensi yang sangat baik untuk memproduksi biomasa ethanol dan xilitol, Xilitol termasuk gula alkohol dengan lima karbon (1,2,3,4,5 pentahydroxy pentane) dengan formulasi molekul C5H12O5. Sebetulnya beberapa jenis buah-buahan dan sayuran mengandung xilitol walaupun dalam jumlah kecil, misalnya strawberi. Namun demikian,  untuk mengekstrak xilitol dari bahan tersebut tidak ekonomis karena kandungannya terlalu kecil .                                                                                                                     
  Selama ini tongkol jagung hanya dijadikan sebagai pakan ternak, sebagai pengganti kayu bakar atau hasil industri minyak jagung yang tidak diolah kembali menjadi sesuatu yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Untuk itulah dalam penelitian ini akan dimanfaatkan limbah pertanian yaitu tongkol jagung sebagai penghasil glukosa, sehingga limbah ini dapat bermanfaat bagi penigkatan nilai tambah limbah pertanian. Karena kebutuhan akan glukosa dalam industri semakin meningkat seiring dengan  pemenuhan kebutuhan makanan, minuman, dan bahan baku pembuatan bahan kimia maupun obat-obatan. Maka produksi glukosa merupakan langkah awal dan penting dari konversi selulose menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan mempunyai berat molekul yang lebih rendah serta membuka lapangan yang luas bagi berbagai bahan kimia, termasuk potensi untuk mensitesa polimer – polimer yang pada saat ini produksinya bertumpu pada minyak bumi dan gas alam dengan proses petrokimia.                                                                                        
         Keunggulan dari proses  ini adalah menghasilkan glukosa  yang berasal dari hidrolisis β-oligomer oleh selobiase. Kita ketahui bahwa glukosa kini telah banyak digunakan sebagai bahan baku industri makanan dan minuman, salah satu contoh sirup glukosa. Menurut  Dziedzic and Kearsley, Industri makanan dan minuman memiliki kecenderungan untuk menggunakan sirup glukosa. Hal ini didasari oleh beberapa kelebihan sirup glukosa dibandingkan sukrosa, diantaranya sirup glukosa tidak mengkristal seperti halnya sukrosa jika dilakukan pemanasan pada suhu tinggi. Selain itu Sirup glukosa telah dimanfaatkan oleh industri permen, minuman ringan, biskuit, dan sebagainya. Pada pembuatan produk es krim, glukosa dapat meningkatkan kehalusan tekstur dan menekan titik beku . Dan untuk kue dapat menjaga kue tetap awet dalam waktu yang lama dan mengurangi keretakan. Untuk permen, glukosa lebih disenangi karena dapat mencegah kerusakan oleh mikrobiologis dan memperbaik tekstur . Penting diketahui bahwa karbohidrat glukosa merupakan karbohidrat terpenting dalam kaitannya dengan penyediaan energi di dalam tubuh.            Sedangkan kelemahannya adalah proses yang panjang dan membutuhkan waktu yang lama. Karena proses nya dimulai dari biakan jamur Aspergillus niger untuk menghasilkan enzim selulose dan kemudian tahap pengujian aktivitas enzim, dimana pada tahap ini enzim yang diperoleh dari biakan Aspergillus niger pada agar miring diuji apakah layak digunakan dan dapat mendegradasi selulosa menjadi glukosa setelah itu hidrolisa asam dan hidrolisa enzim.                                                
  Pada saat biakan kasar jamur Aspergillus niger harus benar diperhatikan faktor-faktornya, seperti suhu, Ph, substrat dan kondisi lingkungan. Karena jika faktor-faktor ini tidak sesuai dengan kebutuhan mikroorganisme (Aspergillus niger) maka biakan tidak akan berhasil dan enzim yang dibutuhkan tidak bisa digunakan untuk mendegradasi selulosa menjadi glukosa.                                                     
    Peluang dari hasil proses ini sangat bagus dan menjanjikan, karena dapat meningkatkan nilai ekonomi dari tongkol jagung menjadi produk baru yang lebih bermanfaat. Selain itu kebutuhan glukosa disetiap industri meningkat pesat setiap tahunnya. Hanya saja tantangannya kedepan adalah diharapkan hasil dari proses biokonversi selulose dari limbah tongkol jagung menjadi glukosa dengan bantuan jamur Aspergillus niger, benar-benar dapat  memenuhi hasil (glukosa) yang lebih baik dan meningkatkan rendemennya sehingga dapat dimaksimalkan dalam proses pengolahan glukosa menjadi produk lain selanjutnya. Diharapkan produk yang telah dihasilkan bisa dimanfaatkan oleh indusri-industri produk makanan dan minuman.                      
 Ide saya untuk produk ini yaitu glukosa dapat dijadikan sirup atau permen, karena sirup barbahan baku glukosa memeliki kelebihan yaitu tidak dapat mengkristal pada saat pemanasan pada suhu tinggi dan rendah kalori (4 kal/g), lain halnya dengan sirup yang berbahan baku sukrosa yang mudah mengalami kristalisasi pada saat pemanasan.        Sirup glukosa yang rendah kalori akan mudah untuk dicerna, dalam tubuh manusia glukosa yang telah  diserap oleh usus halus kemudian akan terdistribusi ke dalam semua sel tubuh melalui aliran darah. Di dalam tubuh, glukosa dapat tersimpan dalam bentuk glikogen di dalam otot .             Glukosa  (dekstrosa)  dan  sirup  glukosa dengan DE tinggi (68-98) banyak  digunakan  untuk  perbaikan  sifat fisik dan  kimia produk  (pangan dan non pangan), pengawet  jam dan jeli. bioplastik  (kimia  atau  fennentasi).  Oleh  karena  itu  produk-produk  tersebut  dipilah sebagai  produk industri berbasis jagung generasi ketiga. Sirup glukosa diproduksi melalui tahapan proses likuifikasi  dan  sakarifikasi.  Sakarifikasi dimulai saat hasil  likuifikasi mencapai DE = 15 20, dengan  penambahan enzim  AMG (amiloglukosidase),  pada  suhu  60°C,  pH  3,8  - 4,5.  Waktu  yang  digunakan  untuk mencapai DE optimal (97  98) berkisar antara 48 -72  jam. Proses pembuatan  sirup  glukosa  dapat  juga  merupakan  satu  kesatuan proses untuk memproduksi HFS (high  fructose  syrups) dengan melanjutka ke satu tahapan  proses berikutnya yaitu isomerisasi.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Tanggapan Anda

My Headlines

Daftarnya Gratis..! Dapat Duit..! Buruan...Pasang Iklan Adsense Camp Di Web/Blog mu

Adsense Indonesia Adsense Indonesia
 

Arfah, S.TP. Copyright 2012 All Rights Reserved Revolution Two Church theme by Free Blogger Templates Converted into Blogger Template by Bloganol dot com