Tag Archives: Lignoselulosa

Iseng membuat etanol dari kertas

ANALISA AKTIVITAS ENZIME LIGNINOLITIK (revised)

Download manual ini dalam format pdf: Metode Analisa Enzyme Ligninolitik
Lihat juga metode dari Sigma Aldrich : Peroxidase Assay

Download buku dan referensi lain: Klik Di Sini.


Baca metode penelitian dari jurnal kadang-kadang bisa membuat pening kepala. Apalagi ketika baru pertama mau mulai dan tidak punya dasar-dasarnya. Bisa tidak mudheng sama sekali. Sama seperti saya waktu pertama kali mau analisa enzyme, mesti buka-buka texbook dan catatan lama, plus tanya sana-sini. Setelah itu baru sedikit ngeh. Saya bagikan prosedur ini untuk temen-temen yang mungkin membutuhkannya. Metodenya tidak mesti persis sama seperti yang saya uraikan di sini, yang penting tahu apa yang dilakukan dan bisa menghitungnya. Semoga bermanfaat.


Catatan:

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pengukuran aktivitas enzyme.
1. Ekstraksi enzyme dan analisa mesti dilakukan pada hari yang sama. Aktivitas enzyme bisa cepat berubah jika disimpan. Jika Anda akan mengukur aktivitas enzyme ligninolitik, mesti segera dilakukan setelah ekstraksi enzyme. Penyimpanan dalam lemari pendingin atau dibekukan akan menghasilkan aktivitas enzyme yang berbeda.

2. Resep di bawah ini bisa saja dimodifikasi dengan mengatur komposisinya agar absorbansinya di antara 0 dan 1. Jika absorbansinya lebih dari 1, encerkan larutan enzymenya.

3. Waktu jeda analisa juga bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Waktu bisa dikurangi atau ditambah hingga data absorbansinya cukup terbaca antara 0 dan 1.

A. Ekstrasi Enzyme

Ekstraksi Enzym dengan metode sentrifugasi (Gassara, Brar et al. 2010):
1. Satu gram sample dicampur dengan buffer phosphate 50mM pH 6,5 dengan perbandingan 10/1 (v/w).
2. Kemudian dishaker pada kecepatan 150 rpm selama 1 jam.
3. Setelah itu sampel disentrifugasi pada kecepatan 7000xg selama 20 menit.
4. Supernatan cair dipisahkan dan digunakan untuk analisa aktivitas enzyme.

Metode ini bisa dimodifikasi, langkah ke-2 diganti dengan digerus pada kondisi dingin. Pengerusan dilakukan dengan mortar dan letakan es disekitar mortar tersebut.Hasil gerusan kemudian disaring dan filtratnya disentrifugasi seperti cara di atas.

B. Pengukuran Aktivitas Enzyme

B.1. Laccase (Lac)

Pada cuvet masukkan:
– 0,5 buffer asetat pH5 0,5 M
– 0,1 ml ABTS 1 mM
– 0,4 ml filtrate enzim
Volume total 1 ml. Tabung/cuvet dikocok perlahan agar semua bahan tercampur.
Reaksi aktvitas enzyme dilakukan pada suhu 20±1 oC.
Absorbansi diukur pada waktu 0 dan beberapa menit (5 atau 10 menit, atau lebih lama lagi) pada panjang gelombang  420 nm.

Rumus perhitungan:

Aktivitas enzyme (U/ml) = (∆OD420 x Vtot (ml) x 10^9)/(εmax x d x Vol enzyme (ml) x t)

ε maks = absorpsivitas molar ABTS (36000 M-1 cm-1)
Continue reading

Gambar Model Lignoselulosa

Ketika surfing di internet nemu beberapa gambar model lignoselulosa. Gambar model ini cukup membantu pemahaman tentang lignoselulosa. Saya tampilkan gambar-gambar ini dari web aslinya.

lignocellulose development
http://pubs.acs.org/cen/coverstory/86/8649cover2.html

model struktur lignocellulose
http://www.scistyle.com/portfolio.html
Warna hijau adalah lignin dan biru adalah serat selulosa

model lignoselullosa
http://cmb.ornl.gov/research/recalcitrance
Figure: Atomic-detailed model of lignin (brown) coating a cellulose microfibril (green) inside a water box.

pretreatment lignocellulosa


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall
Posted from WordPress for Android

Analisis Kandungan Selulosa dan Lignin dengan metode Chesson (Datta, 1981)

Berikut ini adalah metode untuk mengukur kandungan selulosa dan lignin berdasarkan metode Datta yang dikemukakan oleh Chesson (1981).

  1. Satu g sampel kering (berat a) ditambahkan 150 mL H2O atau alkohol-benzene dan direfluk pada suhu 100oC dengan water bath selama 1 jam.
  2. Hasilnya disaring, residu dicuci dengan air panas 300 mL.
  3. Residu kemudian dikeringkan dengan oven sampai beratnya konstan dan kemudian ditimbang (berat b).
  4. Residu ditambah 150 mL H2SO4 1 N, kemudian direfluk dengan water bath selama 1 jam pada suhu 100oC.
  5. Hasilnya disaring dan dicudi sampai netral (300 mL) dan residunya dikeringkan hingga beratnya konstan. Berat ditimbang (berat c).
  6. Residu kering ditambahkan 100 mL H2SO4 72% dan direndam pada suhu kamar selama 4 jam.
  7. Ditambahkan 150 mL H2SO4 1 N dan direfluk pada suhu 100oC dengan water bath selama 1 jam pada pendingin balik.
  8. Residu disaring dan dicuci dengan H2O sampai netral (400 mL).
  9. Residu kemudian dipanaskan dengan oven dengan suhu 105oC sampai beratnya konstant dan ditimbang (berat d).
  10. Selanjutnya residu diabukan dan ditimbang (berat e)

Perhitungan kadar selulosa dan kadar lignin menggunakan rumus berikut ini:

Kadar selulosa = (c-d)/a x 100%

Kadar lignin = (d-e)/a x 100%

Chesson, A. 1981. Effects of sodium hydroxide on cereal straws in relation to the enhanced degradation of structural polysaccharides by rumen microorganisms. J. Sci. Food Agric. 32:745–758

Download buku dan referensi lain: Klik Di Sini.


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall
Posted from WordPress for Android

Kehebatan Jamur Pelapuk Putih

JPP cawan

Phanerochaete chrysosporium

Salah satu keistimewaan jamur pelapuk putih (JPP) adalah kemampuannya dalam mendegradasi lignin secara total menjadi CO2 dan H2O. Kemampuan ini tidak dimiliki oleh mikroorganisme lain. Percobaan-percobaan di laboratorium yang dilaporkan di jurnal-jurnal ilmiah internasional membuktikan hal ini.

JPP memiliki enzim-enzim yang dapat mendegradasi lignin, antara lain adalah: laccase, lignin peroksidase, dan Mn peroksidase. Enzim-enzim ini adalah oksidator yang sangat kuat. Enzim ini dapat memecah lignin. Seperti yang kita tahu lignin adalah makromolekul yang sangat komplek dan sangat kuat. Lignin adalah senyawa pelindung, sehingga sangat kuat dan sangat resisten.

Kemampuan unik JPP ini bisa dimanfaatkan untuk banyak hal. Misalnya saja yang sudah luama zekali dilakukan adalah untuk mendekomposisi bahan organik yang banyak mengandung lignin. Kemudian digunakan untuk biopulping, biobleaching, dan mendegradasi bahan-bahan pencemar berbahaya.
Continue reading

Teknologi Biopulping

Masood AkhtarCerita singkat tentang teknologi biopulping. Sebenarnya teknologi biopulping sudah cukup lama dikembangkan. Beberapa ahli cukup intens mengembangkan teknologi ini. Salah satunya tim yang diketuai oleh M. Akhtar di Canada. Ada juga tim di Amerika dan Eropa. Tetapi berdasarkan jurnal-jurnal yang aku baca dan beberapa dokumen paten, tim M. Akhtar yang cukup berhasil setelah meneliti hampir 10 tahun sejak awal tahun 90-an.

Teknologi ini dikembangkan karena tuntutan teknologi lama sudah tidak memadai lagi. Teknologi pulping yang saat ini dipakai di industri berdasarkan proses kimai, fisik, atau kombinasi keduanya, yaitu: Mechanical Pulping dan Chemical Pulping. Di bawahnya masih dibagi beberapa kelompok lagi. Misalnya untuk chemical pulping masih dibagi-bagi berdasarkan bahan kimia yang digunakan. Kabarnya menurut orang industri pulp, proses terbaik yang masih mereka pakai adalah pemasakan dengan soda api (NaOH).
Continue reading

Literatur Pilihan untuk Bioethanol Selulosa

Seperti yang sudah saya sampaikan pada posting sebelumnya tentang topik penelitian bioethanol. Di posting ini saya ingin berbagi tentang literatur-literatur yang sebaiknya dibaca jika Anda ingin menekuni tentang bioethanol selulosa ini. Sebagian literature ini gratis, tetapi karena akses internet saya terbatas tidak semua linknya bisa saya berikan. Udah lama sekali dapatnya, lupa dari mana. Semoga bermanfaat.

Breaking the Biological Barrier to Cellulosic Ethanol: A Joint Research Agenda

Buku ini merupakan salah satu hasil workshop biofuel yang dilaksanakan di tahun 2005. Buku ini berisi status teknologi ethanol selulosa saat ini dan tantangan-tantangan ke depan. Dengan membaca buku ini minimal kita bisa tahu kemajuan teknologi bioethanol saat ini. Tentunya dengan melihat di bagian agenda riset (road map) bisa memberi inspirasi penelitian bagi kita.
Continue reading

Karakteristik Lignoselulosa

Lignoselulosa terutama tersusun atas lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Kandungannya bervariasi tergantung pada jenis dan umur tanaman.

Lignin

Lignin adalah polimer tri-dimensional phenylphropanoid yang dihubungkan dengan beberapa ikatan berbeda antara karbon-ke-karbon dan beberapa ikatan lain antara unit phenylprophane yang tidak mudah dihirolisis (33). Di alam lignin ditemukan sebagai bagian integral dari dinding sel tanaman, terbenam di dalam polimer matrik dari selulosa dan hemiselulosa. Lignin adalah polimer dari unit phenylpropene: unit guaiacyl (G) dari prekusor trans-coniferyl-alcohol, syringyl (S) unit dari trans-sihapyl-alcohol, dan p-hydroxyphenyl (H) unit dari prekursor trans-p-coumaryl alcohol. Komposisi lignin di alam sangat bervariasi tergantung pada spesies tanaman. Pengelompokan seperti kayu lunak, kayu keras, dan rumput-rumputan, lignin dapat dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu: guaiacyl lignin dan guaiacyl-syringyl lignin (Gibbs, 1958 in (34)). Guaiacyl lignin adalah produk polimerisasi yang didominasi oleh coniferyl alcohol, sedangkan guaiacyl-syringlyl lignin tersusun atas beberapa bagian dari inti aromatic guaiacyl dan syringyl, bersama dengan sejumlah kecil unit p-hydroxyphenyl. Kayu lunak terutama tersusun atas unit guaiacyl, sedangkan kayu keras juga tersusun atas unit syringyl. Kayu lunak ditemukan lebih resisten untuk didelignifikasi dengan ekstraksi basa daripada kayu keras (35). Hal ini menimbulkan dugaan bahwa guaiacyl lignin membatasi pemekaran (swelling) serat dan dengan demikian menghalangi serangan enzim pada syringyl lignin. Struktur yang lebih resisten dari guaiacyl lignin juga telah diobservasi di dalam study degradasi dari lignin sintetis oleh fungi perombak lignin Phanerochaeta chrysosporium (Faix et al., 1985). Continue reading

Produksi Bioethanol Berbahan Baku Biomassa Lignoselulosa: Pretreatment


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


Pretreatment biomassa lignoselulosa harus dilakukan untuk mendapatkan hasil yang tinggi di mana penting untuk pengembangan teknologi biokonversi dalam skala komersial (Mosier, et al., 2005). Pretreatmen merupakan tahapan yang banyak memakan biaya dan berpengaruh besar terhadap biaya keseluruhan proses. Sebagai contoh pretreatment yang baik dapat mengurangi jumlah enzim yang digunakan dalam proses hidrolisis (Wyman, Dale, Elander, Holtzapple, Ladisch, & Lee, Coordinated development of leading biomass pretreatment technologies, 2005) (Wyman, Dale, Elander, Holtzapple, Ladisch, & Lee, Comparative sugar recovery data from laboratory scale application of leading pretreatment technologies to corn stover, 2005). Pretreatment dapat meningkatkan hasil gula yang diperoleh. Gula yang diperoleh tanpa pretreatment kurang dari 20%, sedangkan dengan pretreatment dapat meningkat menjadi 90% dari hasil teoritis (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Tujuan dari pretreatment adalah untuk membuka struktur lignoselulosa agar selulosa menjadi lebih mudah diakses oleh enzim yang memecah polymer polisakarida menjadi monomer gula. Tujuan pretreatment secara skematis ditunjukkan pada Gambar 2.

Pretreatment lignoselulosa

Pretreatment lignoselulosa


Gambar 2. Gambar skema tujuan pretreatment biomassa lignoselulosa (Mosier, et al., 2005).
Continue reading

Referensi


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


1. Review: Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks. Sanchez, O.J. and Cardona, C.A. 2007, Bioresource Technology, p. .doi: 10.1016/jbiortech.2007.11.013 Article in Press.
2. Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues. Kim, S. and Dale, B.E. 2004, Biomass and Bioenergy, Vol. 26, pp. 361-375.
3. Optimization studies on acid hydrolysis of oil palm empty fruit bunch fiber for production of xylose. Rahman, S.H.A., et al. 2007, Bioresource Technology, Vol. 98, pp. 554-559.
4. Pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit sebagah Sumber Bahan Kimia. Nuryanto, Eko. 2000, Warta PPKS 8(3), p. 137.
Continue reading