POTENSI LIMBAH PADI, SORGHUM, DAN JAGUNG SEBAGAI BAHAN DASAR PRODUKSI ETANOL

Birgitta Narindri, Dr. Ir. M. Nur Cahyanto

2014 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Sumber energi, terutama bahan bakar, merupakan salah satu kebutuhan penting dalam berbagai sektor kehidupan. Bahan bakar yang banyak digunakan bersumber dari fosil dan berwujud minyak atau BBM (Bahan Bakar Minyak). Masalah ketersediaan dan pengaruh lingkungan akibat penggunaan BBM menjadi perhatian masyarakat dunia termasuk Indonesia. Etanol sebagai energy alternatif telah menarik perhatian sejak krisis minyak. Etanol dapat dihasilkan dari proses fermentasi berbagai macam bahan seperti bahan limbah pertanian yang mengandung lignoselulosa, atau bahan bersaccharin. Salah satu jenis tanaman pertanian yang banyak dikembangkan di Indonesia adalah tanaman serealia seperti padi, jagung, beras ketan, serta sorghum. Bagian tanaman seperti batang jagung, jerami gandum, jerami padi, sekam padi, dan baggase merupakan residu dan produk samping yang dapat digunakan sebagai bahan baku produksi bioetanol. Limbah pertanian tersebut mengandung selulosa yang dapat dihidrolisis menjadi gula dan selanjutnya digunakan sebagai substrat pada proses fermentasi. Hidrolisis dapat dilakukan dengan berbagai metode seperti fisikawi dengan penguapan, kimiawi dengan asam ataupun enzimatis. Dalam industri fermentasi glukosa menjadi etanol, secara umum digunakan Saccharomyces cerevisiae yang mampu memproduksi etanol dalam jumlah besar dan mempunyai toleransi terhadap alkohol yang tinggi dan adanya garam, serta mudahnya aplikasi untuk skala industri karena tidak membutuhkan media yang sangat steril. Penelitian ini menggunakan limbah jerami padi, sekam padi, jerami ketan, sekam ketan, jerami beras merah, sekam beras merah, daun sorgum, batang sorgum, sisa bulir sorgum, daun jagung, dan kulit jagung sebagai bahan baku. Limbah serealia tersebut dihidrolisis enzimatis menggunakan enzim selulase untuk mengubah selulosa menjadi gula-gula yang lebih sederhana.Hasil hidrolisis enzimatis ini akan digunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi etanol menggunakan S.cerevisiae. Analisa kadar gula reduksi dan kadar etanol yang dihasilkan akan digunakan untuk mengukur efisiensi fermentasi. Dalam penelitian ini digunakan enzim selulase dengan aktivitas enzim sebesar 100 FPU/g bahan kering. Kadar Glukosa tertinggi dihasilkan dari hidrolisis batang sorghum sebesar 5,04 mg/ml dengan nilai konversi selulosa menjadi glukosa sebesar 93,493%. Hasil fermentasi produksi etanol tertinggi dihasilkan oleh hidrolisat batang sorghum dengan kadar etanol sebesar 0,236% (v/v) dan yield etanol sebesar 0,118 hampir serupa dengan hasilperhitungan yield teoritis etanolyang bernilai 0,123.

The availability issue and environmental problems as the resultof the use of fuel become the concern of the world community, including Indonesia. Ethanol has attracted attention as an alternative energy since the oil crisis. Ethanol can be produced from the fermentation process a wide variety of materials such as agricultural waste material containing lignocelluloses, or materials that contain saccharin. Popular types of agricultural crops cultivated in Indonesia arecereal crops such as rice, corn, glutinous rice, and sorghum. Parts of plants such as corn stalks, wheat straw, rice straw, rice husk, and baggase are residue andbyproducts which can be used as raw material for production of bioethanol. The agricultural wastes contain cellulose which can be hydrolyzed into sugars and then be used as a substrate in the fermentation process. Hydrolysis can be done by using various methods such as physical method through evaporation, chemical method by using acid and or enzymatic method. Saccharomyces cerevisiae, which is able to produce ethanol in large quantities and havea high tolerance for alcohol, as well as its easy application to industrial scale, is commonly used in industrial fermentation of glucose into ethanol. This research used the waste of rice straw, rice husk, straw ofglutinous rice, sticky rice husk, brown rice straw, red rice husk, sorghum leaf, sorghum stem, remainder of sorghum grain, corn leaves and corn husk as raw material. The cereal waste enzymatically hydrolyzed using cellulose enzymes to convert the cellulose into simpler sugar. The result of the enzymatic hydrolysis was used as a substrate in the ethanol fermentation process using the S.cerevisiae. Analysis of sugar level reduction and ethanol produced was used to measure the efficiency of fermentation. The cellulose enzyme with 100 FPU/g enzyme activity of dry material was used in the research. The highest glucose level as the result of the sorghum stem hydrolysis was 5, 04 mg/ml with the conversion value of cellulose into glucose 93.493%. The highest result of ethanol fermentation product wasproduced by the hydrolysates of sorghum stem with 0,236% (v/v) ethanol level and 0,118 yield ethanol almost similar to the results of theoretical ethanol yield calculations worth 0,123.

Kata Kunci : bioetanol, limbah serealia, hidrolisis enzimatis, fermentasi etanol