2018 : PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PROSES HIDROLISIS SABUT KELAPA MENJADI GULA REDUKSI OLEH ENZIM TERIMOBILISASI PADA NANOPARTIKEL MAGNETIK KITOSAN

Prof.Dr.Ir. Arief Widjaja M.Eng.
Yeni Rahmawati ST. MT

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Sabut kelapa merupakan lignoselulosa yang mengandng selulosa dan hemiselulosa sehingga dapat dihidrolisis menjadi gula reduksi yang merupakan bahan baku biofuel dan banyak senyawa penting lain. Metode hidrolisis dengan bantuan enzim memiliki banyak keuntungan yaitu yield yang lebih besar, selektifitas tinggi, membutuhkan lebih sedikit energi, dan ramah lingkungan. Akan tetapi harga enzim yang mahal dan sifat enzim yang sulit dipisahkan menjadi kendala. Hal ini dapat diatasi dengan mengimobilisasi enzim pada material pendukung sehingga enzim dapat dipakai berulang kali. Kitosan banyak dipilih sebagai matriks pendukung untuk imobilisasi enzim karena murah, inert, hidrofilik, dan bersifat biocompatible. Tetapi karena kitosan dan sabut kelapa sama-sama material padat yang tidak larut dalam air, maka reaksi enzim dengan sabut kelapa menjadi terhambat. Penggunaan kitosan berukuran nano akan mengurangi hambatan transfer masa antara enzim dengan sabut kelapa sehingga meningkatkan difusifitas enzim dalam sabut kelapa dan reaksi dapat berlangsung dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan teknologi proses hidrolisis sabut kelapa oleh enzim yang diimobilisasi pada nanopartikel magnetik kitosan. Penelitian dilakukan dalam 2 tahap/tahun. Tahun I mendapatkan kondisi optimal pada pembuatan nanopartikel kitosan dengan metode ionotropic gelation dengan gelation agent natrium sulfat. Variabelnya adalah metode pengeringan pada preparasi nanopartikel (oven pada 60oC dan freeze drier) dan jenis substrat (soluble cellulose yaitu CMC dan insoluble cellulose yaitu sabut kelapa), jenis enzim (enzim bebas dan enzim terimobilisasi). Tahun II bertujuan mendapatkan kondisi optimal pembuatan nanopartikel magnetik kitosan dengan metode coprecipitation serta studi penggunaan kembali enzim yang sudah terpakai (reusability study). Partikel magnet diperlukan agar separasi enzim dari produk dapat dilakukan dengan mudah menggunakan magnet. Variabelnya adalah tahapan proses (1 tahap yaitu kitosan langsung dicampur bersama-sama dengan proses pembuatan nanopartikel magnet Fe3O4 dan 2 tahap yaitu larutan kitosan dimasukkan setelah senyawa nanopartikel magnetik Fe3O4 terbentuk), Jenis ikatan (kitosan dan kitosan-GDA), jenis enzim (enzim selulase saja dan campuran enzim selulase dan xilanase). Kebaruan penelitian ini adalah pengembangan teknologi hidrolisis padatan lignoselulosa menjadi gula reduksi oleh enzim selulase dan xilanase yang terimobilisasi pada nanopartikel magnetik kitosan. Matriks imobilisasi yang berukuran nano ini diharapkan dapat mengatasi hambatan transfer masa antara padatan enzim dan padatan lignoselulosa sehingga reaksi tetap dapat berlangusng dengan baik dan enzim dapat dipakai berulang kali untuk meningkatkan nilai ekonomi proses. Penelitian ini merupakan pengembangan material maju yaitu material katalis yang menjadi salah satu tema penelitian di bawah Pusat Studi Material, Sains dan Nanoteknologi LPPM ITS.