Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1 Universitas Indonesia
Produksi Bio-Asam Suksinat dari Tandan Kosong Kelapa Sawit menggunakan Imobilat Bakteri dari Rumen Sapi melalui Semi
Simultaneous Saccharification and Fermentation
Ningsi Lick Sangadji, Heri Hermansyah
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, 16426, Indonesia
E-mail: [email protected]/[email protected]
Abstrak Fermentasi asam suksinat dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menggunakan bakteri amobil dari rumen sapi saat ini sedand diteliti. TKKS adalah salah satu bahan baku yang dapat digunakan untuk produksi asam suksinat karena memiliki kandungan glukosa, harga rendah, serta tersedia banyak di alam. Asam suksinat dapat diproduksi dengan beberapa metode seperti fermentasi yang dianggap lebih ramah lingkungan karena mengkonsumsi CO2 selama prosesnya sehingga berkontribusi pada pengurangan emisi CO2. Bakteri yang digunakan dalam percobaan ini diisolasi dari rumen sapi dan akan diimobilisasi sebelum masuk ke proses produksi asam suksinat. Fermentasi dilakukan dengan teknik Semi Simurrentous Saccharification and Fermentation (SSSF). Hidrolisis dilakukan dengan menggunakan enzim selulase selama 2 - 6 jam sebelum fermentasi terjadi. Yeast extract sebagai sumber nitrogen dan MgCO3 sebagai zat pengatur pH divariasikan kemudian akan hasil fermentasi berupa konsentrasi asam suksinat, yield, dan produktivitas akan dibandingkan. Fermentasi dilakukan selama 48 jam dalam water bath shaker dan suhunya dijaga pada suhu 37oC. Produk fermentasi akan dianalisis menggunakan HPLC untuk mengetahui kandungan asam suksinat. Kondisi fermentasi optimal untuk produksi asam suksinat didapatkan saat: waktu hidrolisis - 6 jam, sumber pH awal - 20 g/L, konsentrasi agen pengatur pH awal - 20 g/L. Pada kondisi yang dioptimalkan ini, produksi maksimum asam suksinat ditemukan menjadi 1,43 g/L dengan hasil asam suksinat dengan konsentrasi glukosa awal dan 0,0297 g/L. produktivitas.
Production of Bio-Succinic Acid from Oil Palm Empty Fruit Bunches using Immobilates Bacteria from Cow Rumen by Semi Simultaneous
Saccharification and Fermentation
Abstract The fermentation of succinic acid from oil palm empty fruit bunches (EFB) using immobilized bacteria from cow rumen were investigated. EFB is one of raw material that can be used for succinic acid production due to its cellulose content, low prices, and availability. Succinic acid can be produced effectively by several methods, one of them is fermentation which considered more environmentally friendly due to CO2 consumed during the process, thereby potentially contributing to reduction of CO2 emission. Bacteria used in this experiment were isolated from cow rumen which must be immobilized before getting into succinic acid production process. Fermentation is done by Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSSF) technique. Saccharification was carried out using cellulase enzyme for 2 – 6 hours before fermentation occurs. Yeast extract as nitrogen sources and MgCO3 as pH regulating agent were varied and compared in terms of product concentration, yield, and productivity. Fermentation was carried out for 48 hours in shaker water bath and the temperature maintained at 37oC. Fermentation product was then examined using HPLC to find out the succinic acid content. The optimum fermentation conditions for succinic acid production were found to be: saccharification time – 2 hours, initial nitrogen sources concentration – 20 g/L, initial pH regulating agent concentration – 20 g/L. At these optimized condition, the maximum production of succinic acid was found to be 1.47 g/L with 19.64 g/g yield of succinic acid to initial glucose concentration and 0.03 g/L.h productivity. Keywords: Succinic Acid, Oil Palm Empty Fruit Bunches, Bacterial Immobilization, Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation.
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
2 Universitas Indonesia
Pendahuluan
Asam suksinat (C4H6O4) merupakan asam dikarbosilat yang juga dikenal dengan nama
asam amber atau asam butanedioat (Song dan Lee, 2006). Bio-asam suksinat, nama lain dari
asam suksinat yang dihasilkan dari sumberdaya terbarukan melalui beragam teknik produksi.
Saat ini, asam suksinat dihasilkan secara luas dengan proses katalitik hidrogenasi dari turunan
petrokimia seperti asam maleat maupun maleat anhidrat. Namun, kekhawatiran masyarakat
terkait terbatasnya sumber daya fosil sebagai salah satu sumber energi untuk pemenuhan
kebutuhan manusia serta efek negatif ke lingkungan yang ditimbulkan semakin meningkat.
Oleh karenanya, produksi bio-asam suksinat mulai banyak menarik perhatian dan
diprediksikan akan mengganti produksi asam suksnat yang bersumber dari petroleum
disebabkan mahalnya harga bahan baku serta efek negatif yang ditimbulkan (Werpy et al,
2006).
Departemen Energi US melaporkan bahwa, terdapat 12 bahan kimia yang dapat
diproduksi dari biomassa, salah satunya adalah asam suksinat (Werpy et al., 2006). Produksi
asam suksinat ini umumnya diperoleh dengan proses fermentasi mikroba dan dinilai ramah
lingkungan sebab adanya konsumsi CO2 selama proses produksi (Song dan Lee, 2006; Zeikus
et al., 1999) dengan bantuan mikroorganisme. Teknologi fermentasi memiliki beberapa
keuntungan pada sisi kondisi operasi, bahan baku, ekonomi, dan lingkungan. Kondisi operasi
fermentasi tidak membutuhkan suhu tinggi menyebabkan energi yang dibutuhkan lebih
sedikit sehingga biaya operasi menjadi lebih terjangkau. Fermentasi juga menggunakan
biomassa sebagai bahan baku dengan harga jual yang cenderung murah, pilihan beragam,
serta memiliki ketersediaan melimpah.
Untuk meningkatkan hasil produksi asam suksinat, berbagai strategi tengah dilakukan
oleh para peneliti, salah satunya yaitu dengan melakukan pengaturan konfigurasi fermentasi.
Konfigurasi antara proses hidrolisis dan proses fermentasi menjadi salah satu rekayasa yang
sedang dilakukan. Terdapat 3 konfigurasi fermentasi yang tengah dikembangkan saat ini,
yaitu Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF), Simultaneous Saccharification and
Fermentation (SSF), dan Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSSF)
(Shen et al., 2018). Namun, penelitian terhadap fermentasi dengan menggunakan konfigurasi
SSSF masih sangat terbatas dan merupakan hal yang baru untuk memproduksi asam suksinat.
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, konfigurasi SSSF mampu menghasilkan
konsentrasi, produktivitas dan yield asam suksinat yang lebih tinggi dibdaningkan dengan
konfigurasi SHF dan SSF (Perez-Pimienta et al., 2017).
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
3 Universitas Indonesia
Produk samping yang tidak diinginkan dalam produksi asam susinat memberikan efek
negatif terhadap metabolisme bakteri dalam mensintesis substrat menjadi produk yang
dikehendaki (Jhonsson dan Martin, 2016). Imobilisasi mikroorganisme merupakan salah satu
cara efisien yang meningkatkan stabilitas sel (Maslova et al., 2016). Pengunaan sel
terimobilisasi lebih menjamin konsentrasi sel mikroorganisme yang tinggi dalam bioreactor
dan meningkatkan kemampuan sintesis produk yang diinginkan dengan menurunkan
konsumsi dari akumulasi biomassa (Pimtong et al., 2015)
Salah satu bahan baku yang dapat digunakan pada proses fermentasi untuk produksi asam
suksinat adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Komposisi penyusun TKKS yang
sangat penting dan dapat dimanfaatkan menjadi produk lain yang bernilai tinggi adalah
selulosa. Selulosa yang terkandung dalam TKKS adalah 38,76% (Bahmid et al., 2014) atau
sekitar 37,50% dengan Kandungan serat mencapai 72,67% (Herawan et al., 2010).
Berdasarkan data BPS tahun 2015, Indonesia memiliki luas perkebunan kelapa sawit sebesar
6.735.300 hektar dengan produksi kelapa sawit sebesar 31.070.000 ton per tahun. Sebanyak
25-26% dari total produksi kelapa sawit tersebut merupakan Tandan kosong yang menjadi
produk samping dan sebanyak 90% dari TKKS tersebut tidak dimanfaatkan kembali dan
menjadi limbah (Ngadi et al., 2014).
Tinjauan Teoritis
Asam suksinat (C4H6O4) adalah sebuah asam dikarboksilat yang dikenal dengan nama
asam amber atau asam butdanioat. Asam suksinat dihasilkan oleh tanaman, hewan, dan
mikroorganisme. Produktifitas maksimum asam suksinat dihasilkan melalui proses fermentasi
anaerobic oleh bakteri. Asam suksinat berasal dari fermentasi karbohidrat dan digunakan
secara luas pada industri kimia dan beberapa industri lain yang menghasilkan makanan,
pelarut alami, plastik biodegradable, dan bahan baku yang dapat digunakan untuk memicu
pertumbuhan tanaman (Zeikus et al., 1999).
Asam suksinat memiliki 4 atom C yang berstruktur hampir sama dengan maleat
anhidrat sehingga dapat dijadikan sebagai platform peralihan untuk produksi beragam
senyawa kimia seperti 1,4-butdaniol, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, N-metil-2-pyrrolidon,
2-pirolidone, dsb (Song et al, 2006). Hal ini disebabkan dua gugus fungsi karboksil senyawa
ini yang reaktif sehingga menghasilkan produk akhir yang bervariasi, efisiensi fermentasi
yang tinggi, dapat memanfaatkan beragam sumber karbon dan sumber daya baru yang
ekonomis sebagai bahan baku, dan dalam hal biaya dari produksi bioteknologi ini yang dapat
bersaing dengan sintesis bahan petrokimia (Jansel et al, 2014). Asam suksinat dan
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
4 Universitas Indonesia
turunannya, sepertu asam adipat dan 1,4-butanediol, dapat juga dimanfaatkan untuk produksi
polimer biodegradasi, seperti poliamida dan polyester (Pateraki et al, 2016).
Rumen sapi merupakan bagian pertama dari perut hewan ruminal. Terdapat lebih dari
2000 jenis bakteri yang mendiami rumen sapi. Beberapa bakteri penting yang terdapat dalam
rumen menghasilkan asam suksinat selama proses fermentasi karbohidrat, walaupun nantinya
asam suksinat ini akan diubah lagi menjadi asam propinoat. Beberapa bakteri anaerobic
fakultatif yang menghasilkan asam suksinat dari karbohidart telah berhasil diisolasi dari
rumen sapi. Lee et al., (2016) telah melakukan penelitian tentang produksi asam suksinat
dengan menggunakan serum sapi pada penelitiannya. Isolasi dari strain bakteri penghasil
asam suksinat telah ditemukan. Produksi asam suksinat maksimal dihasilkan dengan
menggunakan dektrosa sebagai sumber karbon dalam salah satu paramater prosesnya.
Imobilisasi mikroorganisme merupakan metode pengurungan fisik atau lokalisasi
mikroorganisme dalam lingkungan tertentu yang bertujuan untuk memasimalkan aktivitas
biokatalis yang diinginkan (Karet et al., 1985). Mikroorganisme yang digunakan dalam
metode ini harus memiliki kemampuan terus-menerus dalam mendukung proses katalis.
Imobilisasi mikroorganisme memiliki beberapa keuntungan diantaranya seperti (1)
melindungi mikroorganisme dari kondisi lingkungan yang memiliki tingkat polutan yang
tinggi, (2) mudah menjadi cair kembali, (3) memiliki densitas sel yang tinggi untuk
meningaktan konversi substrat, dan (4) mengurangi volume medium/reactor (Kampf, 2002).
Beberapa teknik imobilisasi diantaranya adalah entrapment (penangkapan), adsorption
technique, attachment (penempelan), encapsulation, containment (kurungan), carrier binding,
cell coating dan self aggregation (Chen et al. 2007). Metode entrapment sangat popular
dalam bidang mikrobiologi baik oleh peneliti maupun perusahaan. Metode ini banyak
digunakan karena mikroorganisme terimobilisasi mudah dikendalikan, matriks stabil dan
tidak toksik. Alginat adalah bahan matriks yang stabil dan populer (Kierstan dan Bucke,
1997), karena cocok untuk mengimobilisasi semua jenis sel, misalnya: bakteri, ragi, jamur, sel
tumbuhan, sel hewan, dan bahkan embrio; dan mampu mempertahankan proses biokatalis
dengan maksimal (Nussinovitch, 2010). Imobilisasi sel menggunakan agar dan alginat telah
diteliti dan digunakan untuk bioproses produksi enzim, makanan, antibiotik, biotransformasi
dan lainnya (Ramakrishna dan Prakasham, 2010).
Kelapa sawit adalah tanaman perkebunan berupa pohon berbatang lurus dari famili
palmae. Tanaman tropis ini dikenal sebagai penghasil minyak goreng. Tandan kosong kelapa
sawit merupakan limbah utama dari industri pengolahan kelapa sawit menjadi minyak sawit.
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
5 Universitas Indonesia
Komponen utama dari limbah padat kelapa sawit adalah selulosa dan lignin sehingga limbah
ini disebut juga limbah lignoselulosa (Darnoko, 1992).
Berdasarkan data BPS tahun 2015, Indonesia memiliki luas perkebunan kelapa sawit
sebesar 6.735.300 hektar yang tersebar di 22 propinsi dengan produksi kelapa sawit sebesar
31.070.000 ton per tahun. Sebanyak 25-26% dari total produksi kelapa sawit tersebut
merupakan Tandan kosong yang menjadi produk samping. Baru sebanyak 10% dari TKKS
tersebut yang sudah dimanfaatkan untuk bahan bakar boiler maupun kompos, dan sisanya
masih menjadi limbah (Ngadi et al., 2014).
TKKS tersusun dari beberapa zat penting yang dapat dimanfaatkan dan diolah menjadi
bahan lain yang lebih bernilai ekonomi. Komponen penyusunnya antara lain selulosa, lignin,
holoselulosa, hemiselulosa, air dan zat ekstraktif lain.
Untuk menghasilkan asam suksinat dari biomassa lignosellulosa seperti TKKS, terdapat
beberapa tahapan yang harus dilakukan, diantaranya yaitu pretreatment, hidrolisis, dan
fermentasi.
Proses pretreatment dilakukan bertujuan untuk menghilangkan Kandungan lignin
yang terdapat pada TKKS dengan memecah struktur lignin dan struktur kristalin pada
selulosa, sehingga selulosa pada TKKS dapat dicapai pada proses hidrolisis dan dapat
dikonversi menjadi gula (Mosier et al., 2005). Beberapa teknik delignifikasi telah
dikembangkan untuk berbagai biomassa lignoselulosik. Efisiensi dari proses ini dipengaruhi
oleh beberapa factor meliputi bahan baku biomassa, reagen kimia, waktu reaksi, suhu,
tekanan, dan lainnya (Palamae et al., 2014). Proses pretreatment itu sendiri dapat dilakukan
dengan metode fisika, kimia, biologis, maupun kombinasi diantara metode tersebut.
Proses hidrolisis dilakukan untuk mengubah selulosa dan hemiselulosa menjadi gula
monomer yang dapat difermentasi dan larut dalam media fermentasi. Proses ini dapat
dilakukan dengan menggunakan bantuan asam, basa, maupun enzim (Boyce dan Walsh, 2015;
Glaser, 2015). Namun, hidrolisis dengan menggunakan enzim lebih disukai karena dapat
dioperasikan pada kondisi stdanar dan mampu bekerja secara spesifik (Duff dan Murray,
1996). Hidrolisis enzimatik pada biomassa lignoselulosa membutuhkan aksi sinergis dari
berbagai jenis enzim. Enzim yang dapat digunakan yaitu enzim selulase, β-glukosidase,
cellobiase, amilase, dan enzim lainnya yang termasuk dalam enzim endoglukanase (Bhalla et
al., 2013; K. Wang et al., 2014).
Fermentasi dilakukan untuk mengubah glukosa hasil dari hidrolisis menjadi asam
suksinat melalui jalur metabolisme di dalam tubuh mikroorganisme. Berbagai peneliti telah
menggunakan berbagai mikroorganisme untuk memproduksi asam suksinat, diantaranya yaitu
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
6 Universitas Indonesia
menggunakan bakteri seperti Actinobacillus succinogenes, Anaerobiospirillum
succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Basfia succiniciproducens dan Bacillus
fragilis (Guettler et al., 1999; Lee et al., 2002; Olajuyin et al., 2016). Bakteri-bakteri tersebut
diisolasi dari rumen sapi (Guettler et al., 1999; Lee et al., 2002)
Untuk meningkatkan hasil produksi asam suksinat, berbagai strategi tengah dilakukan
oleh para peneliti, salah satunya yaitu dengan melakukan pengaturan konfigurasi fermentasi.
Konfigurasi antara proses hidrolisis dan proses fermentasi menjadi salah satu rekayasa yang
sedang dilakukan. Terdapat 3 konfigurasi fermentasi yang tengah dikembangkan saat ini,
yaitu Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF), Simultaneous Saccharification and
Fermentation (SSF), dan Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSSF)
(Shen et al., 2018).
Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF) merupakan salah satu konfigurasi
metode yang digunakan untuk memproduksi asam suksinat dengan memisahkan proses
hidrolisis dan proses fermentasi. Proses hidrolisis biasanya dilakukan dengan bantuan enzim,
sedangkan proses fermentasi dilakukan dengan bantuan mikroorganisme. Masing-masing
proses dapat dilakukan dalam kondisi optimumnya, sehingga dapat dihasilkan yield yang
maksimum di setiap tahapannya. Namun, terdapat kekurangan dari konfigurasi ini yaitu saat
penggunaan konsentrasi awal glukosa yang tinggi pada tahap fermentasi dapat menyebabkan
kontaminasi yang tinggi pula (Chng, Lee, dan Chan, 2017)
Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) merupakan konfigurasi
metode yang digunakan untuk memproduksi asam suksinat yang menggabungkan proses
hidrolisis dan proses fermentasi di dalam satu reaktor yang sama. SSF dilakukan dengan
mengatur konsentrasi gula yang rendah, sehingga inhibisi substrat dan risiko kontaminasi
dapat berkurang. Namun, kondisi operasi optimal meliputi suhu dan pH antara proses
hidrolisis enzim dan fermentasi mikroba yang tidak sesuai, sering menjadi kendala (Shen et
al., 2018).
Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSSF) merupakan metode yang
menggabungkan keunggulan dari SHF dan SSF. Metode ini dilakukan dengan tahap pre-
hidrolisis yang singkat dengan laju hidrolisis yang cepat sebelum proses SSF dilakukan.
Berdasarkan hasil penelitian, konfigurasi SSSF mampu menghasilkan konsentrasi,
produktivitas dan yield asam suksinat yang lebih tinggi dibdaningkan dengan konfigurasi
SHF dan SSF (Perez-Pimienta et al., 2017).
Metode Penelitian
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
7 Universitas Indonesia
Skema diagram alir dari tahapan penelitian produksi dan studi kinetika fermentasi asam
suksinat dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) menggunakan isolat bakteri dari rumen
sapi melalui metode Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSSF) dapat
dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Hasil Penelitian
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai hasil yang diperoleh selama penelitian
dilakukan yang disertai pembahasan dalam setiap tahapan pengerjaan. Pembahasan meliputi
Teknik isolasi bakteri penghasil asam suksinat, imobilisasi bakteri penghasil asam suksinat,
preparasi Tandan Kosong Kelapa Sawit, serta proses produksi asam suksinat menggunakan
konfigurasi fermentasi jenis Semi Simultaneous Sacharification dan Fermentation.
Isolasi Bakteri Penghasil Asam Suksinat
Isolasi bakteri asam suksinat dari rumen sapi dilakukan berdasarkan penelitian Lee et al.,
(2011) yang meliputi beberapa tahapan yaitu, enrichment, subkultur, screening agar plates,
dan fermentasi.
Tahapan enrichment dan subkultur dilakukan selama 18 jam dengan menginkubasi
bakteri pada shaker water bath. Suhu sistem dijaga pada 37oC yang merupakan suhu optimal
dalam pertumbuhan bakteri penghasil asam suksinat (Chen et al., 2011). Medium enrichment
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
8 Universitas Indonesia
dan subkultur ditambahkan dengan antibiotic monesin dan lasalocid yang bertujuan untuk
menghambat pertumbuhan bakteri penghasil asam asetat dan hidrogen sehingga
menguntungkan bakteri penghasil asam suksinat (Raja dan Dhanasekar, 2011). Tujuan dari
proses subkultur adalah meregenerasi sel sehingga jumlah bakteri pada medium akan
meningkat. Pada akhir kedua proses ini, medium tumbuh bakteri mengalami perubahan warna
dari kuning cerah menjadi kuning keruh. Kekeruhan yang terjadi disebabkan aktifitas dari
pertumbuhan bakteri yang terjadi selama proses fermentasi. Kekeruhan yang terjadi memiliki
korelasi positif dengan pertumbuhan bakteri (Abubakar et al., 2015)
Screening agar plates dimaksudkan untuk mendapatkan bakteri penghasil asam suksinat
dari campuran bakteri yang terdapat pada medium. Setelah 48 jam inkubasi, koloni bakteri
asam suksinat dapat terlihat jelas pada permukaan agar. Hal ini disebabkan oleh garam
suksinat yang dihasilkan oleh reaksi antara MgCO3 yang digunakan sebagai salah satu bahan
pada medium screening dengan asam suksinat (Pinkian et al., 2017). Koloni bakteri yang
teramati licin berwarna abu-keputihan. Isolat bakteri yang dihasilkan bersifat non-spore-
forming rod, non motil, dan hidup dengan baik pada kondisi anerob. Hal ini sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh Guetler et al., (1999).
(a) (b) (c)
Gambar 2. (a) Kultur enrichment; (b) subkultur; (c) screening agar plates
Tahapan selanjutnya adalah menguji bagaimana kemampuan bakteri dalam
mengkonversi substrat (glukosa) menjadi asam suksinat melalui fermentasi. Medium
fermentasi ditambahkan 10 mg/L Na2S.3H2O untuk memastikan fermentasi berjalan pada
kondisi anaerob. Fermentasi dilakukan pada shaker water bath pada suhu 37oC selama 48 jam.
Hasil fermentasi kemudian diuji menggunakan HPLC. Konsentrasi asam suksinat yang
dihasilkan proses ini adalah 0,988 g/L. Keberadaan asam suksinat menunjukan bahwa pada
medium telah terdapat bakteri penghasil asam suksinat.
Imobilisasi bakteri asam suksinat
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
9 Universitas Indonesia
Imobilisasi bakteri penghasil asam suksinat dilakukan sesuai dengan penelitan Kikiani et
al (2011). Fermentasi dengan menggunakan imobilat bakteri dilakukan untuk melihat
kemampuan imobilat dalam mengkonversi substrat. Setelah 48 jam fermentasi, medium
kemudian disentrifugasi pada 4000 RPM selama 10 menit dan dilakukan uji HPLC yang sama
seperti sebelumnya. Konsentrasi asam suksinat yang diperoleh adalah 1,007 g/L.
(a) (b)
Gambar 3. (a) Imobilat bakteri setelah dipotong dengan ukuran seragam; (b) Imobilat bakteri setelah proses
fermentasi
Dari hasil yang didapatkan menunjukan bahwa kemampuan bakteri dalam mengkonversi
glukosa menjadi asam suksinat meningkat. Hal ini disebabkan karena imobilat sel telah
beradaptasi sebelumnya dengan medium tumbuh sehingga tidak lagi menempuh fase lag
seperti bakteri bebas (Corona-Gonzales et al., 2014). Agar yang digunakan sebagai carrier
juga menunjukan kinerja yang baik dan masih didapatkan secara utuh pada akhir reaksi.
Imobilat bakteri yang didapat kemudian akan digunakan pada fermentasi (dengan Teknik
SSSF) menggunakan TKKS sebagai sumber karbon.
Preparasi TKKS
Preparasi TKKS dimaksudkan untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber karbon untuk
pertumbuhan bakteri. Preparasi TKKS dibagi menjadi 2 tahapan yakni pretreatment secara
fisika dan pretreatment secara kimia.
Pretreatment secara fisika bertujuan untuk meperkecil ukuran TKKS sehingga
memudahkan tahapan selanjunya. Tahapan ini dimulai dengan membersihkan TKKS pada air
mengalir untuk menghilangkan pasir, batu, ranting, biji sawit, dan beberapa pengotor lainnya
pada TKKS. Pretreatment secara kimia dimaksudkan untuk meminimalkan kandungan lignin
pada TKKS (delignifikasi) sehingga kandungan selulosa meningkat. Selulosa yang dihasilkan
akan diubah menjadi glukosa dengan bantuan enzim selulase sehingga dapat dikonversi oleh
bakteri.
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
10 Universitas Indonesia
TKKS hasil saringan dicampur dengan larutan Peracetic Acid (PA) dengan perbandingan
20 ml per gram TKKS. Pemilihan PA sebagai reagen didasarkan pada kemampuannya dalam
menghilangkan lignin yang sangat selektif (Pattanamanee et al., 2012). Penghilangan lignin
terjadi melalui beberapa tahapan reaksi meliputi hidroksilasi cincin aromatik, oksidasi
demetilasi, oksidasi pembukaan cincin, pergantian rantai samping, pembelahan ikatan b-
arylether dan epoksidasi (Song et al., 2013). Dari 100 gr TKKS kering yang digunakan,
didapatkan 49,6 gr TKKS hasil PA. Setelah itu, TKKS dicampur dengan larutan Alkaline
Peroxide (AP) dengan perbandingan yang sama seperti PA. Pada penelitian Palamae (2014),
larutan AP dapat menurunkan kandungan hemiselulosa pada TKKS secara signifikan
sehingga selulosa akan lebih cepat diperoleh. Hal ini terjadi karena alkaline mampu
melarutkan hemiselulosa yang terdapat pada kristal selulosa. Penelitian oleh Nazir et al.,
(2014) menunjukan bahwa pada TKKS terdapar wilayah kristalin (selulosa) yang dikelilingi
hemiselulosa amorf, lignin, dan silika. Senyawa alkali dapat dengan mudah menghilangkan
silika sehingga memudahkan kontak reagen dalam mengakses serat. TKKS yang didapatkan
adalah 12,9 gram.
Gambar 4. TKKS hasil pretreatment
TKKS hasil treatment yang didapatkan berwana cokelat muda dan lebih terang serta
berstruktur rapuh dan seratnya lebih mudah teruarai dibandingkan TKKS awal yang
digunakan. Pemucatan warna TKKS disebabkan oleh proses penguraian lignin. Lignin
merupakan komponen yang memberikan warna pada kayu/batang, oleh sebab itu
penyerangan/penguraian lignin menjadi molekul yang lebih sederhana dapat menyebabkan
warna kayu menjadi lebih muda dari normal (Onysho, 1993). Stuktur TKKS yang rapuh juga
disebabkan oleh penurunan kadar lignin serta penyerangan wilayah kristalin selulosa yang
mengubah struktur dari TKKS. Pretreatment TKKS sangatlah penting dilakukan untuk
mendapatkan glukosa pada produk akhir proses hidrolisis enzimatis disebabkan perlunya
penghilangan lignin yang mencegah kontak antara enzim hidrolisis dengan selulosa maupun
hemiselulosa (Cui et al., 2014)
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
11 Universitas Indonesia
Analisis Kandungan Glukosa
Kandungan glukosa hasil hidrolisis diuji menggunakan metode antrone. Sebanyak 1 ml
larutan TKKS hasil hidrolisis dicampur dengan 5 ml larutan anthrone menggunakan vortex
hingga campuran homogen. Hasil pencampuran diuji absorbansinya menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Hasil pengujian kemudian dibandingkan
dengan grafik standar untuk mengetahui konsentrasi glukosa yang dihasilkan.
Fungsi linear yang didapatkan dari grafik standar glukosa adalah y = 0,2298x + 0.0034
dimana y mewakili nilai absorbansi yang diukur menggunakan spektrofotometer pada
Panjang gelompang 630 nm sedangkan x mewakili nilai konsentrasi glukosa dalam g/L.
Gambar 5. Konsentrasi Glukosa Hasil Hidrolisis
Peningkatan yang terjadi selama proses hidrolisis ini disebabkan oleh kinerja enzim
selulosa dalam mengurai selulosa menjadi komponen pembentuknya, yakni glukosa (Chamaki
et al., 2014). Semakin lama waktu yang hidrolisis yang dilakukan, semakin lama juga waktu
penguaraian selulosa oleh enzim selulase akibatnya produk akhir glukosa semakin meningkat.
Konsentrasi glukosa yang didapatkan dijadikan sebagai basis konsentrasi awal glukosa
yang akan digunakan pada proses SSSF.
Produksi Asam Suksinat melalui Semi Simultaneous Saccharification and Fermentation
TKKS hasil hidrolisis selama 2, 4, dan 6 jam kemudian ditambahkan medium MH dan
imobilat bakteri kemudian difermentasi. Fermentasi dilakukan pada shaker water bath selama
48 jam pada suhu 37oC. Larutan hasil fermentasi yang didapat mengalami perubahan warna
dari kuning cerah menjadi kuning keruh. Hal ini disebabkan oleh aktifitas bakteri yang
mengkonversi glukosa menjadi asam suksinat selama proses fermentasi berjalan.
Hasil yang didaptkan dari pengujian HPLC berupa luas area yang akan diterjemahkan
menjadi konsentrasi asam suksinat dengan bantuan grafik standar yang dapat dilihat pada
lampiran A. Grafik standar asam suksinat memberikan nilai R sebesar 0,9996 (linear) dengan
fungsi y = 0,0013x + 8,4491 dimana y mewakili konsentrasi asam suksinat dalam ppm dan x
mewakili luas area yang ditampilkan dari pengujian HPLC.
0.075
0.108 0.119
0.050
0.070
0.090
0.110
0.130
2 4 6
Kon
sent
rasi
Glu
kosa
(g/
L)
Waktu (h)
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
12 Universitas Indonesia
Pengaruh Lama Waktu Hidrolisis terhadap Produksi Asam Suksinat
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
13 Universitas Indonesia
Lama waktu hidrolisis berkaitan dengan konsentrasi awal glukosa yang digunakan
oleh bakteri untuk memperoleh asam suksinat. Pada penelitian ini, konsentrasi awal glukosa
dianggap sama untuk waktu hidrolisis yang sama. Konsentrasi awal asam suksinat untuk jam
ke 2, 4, dan 6 secara berurutan adalah 0,075 g/L, 0,108 g/L, dan 0,118 g/L. Pengaruh waktu
hidrolisis terhadap produksi asam suksinat dapat dilihat pada gambar 6.
0.396 0.499 0.559
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6
Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(A) YE 5; Mg 10
0.453 0.477 0.638
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 K
ons A
s. Su
ksin
at (g
/L)
Waktu (h)
(B) YE 5; Mg 15
0.422 0.636
0.785
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(C) YE 5; Mg 15
0.423 0.430 0.463
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6
Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(D) YE 10; Mg 10
0.430 0.459 0.392
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6
Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(E) YE 10; Mg 15
0.597 0.626 0.646
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(F) YE 10; Mg 20
0.585 0.568 0.821
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(G) YE 15; Mg 10
0.842 0.839 0.884
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(H) YE 15; Mg 15
1.096 0.831
1.116
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(I) YE 15; Mg 20
0.719 0.538
1.051
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(J) YE 20; Mg 10
0.776 1.020
1.180
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(K) YE 20; Mg 15 1.474
1.288 1.427
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2 4 6 Kon
s As.
Suks
inat
(g/L
)
Waktu (h)
(L) YE 20; Mg 20
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
14 Universitas Indonesia
Gambar 6. Grafik Pengaruh Waktu Hidrolisis terhadap Produksi Asam Suksinat
Secara umum, grafik pengaruh waktu hidrolisis terhadap produksi asam suksinat yang
dihasilkan bernilai postif. Artinya, semakin lama waktu hidrolisis maka konsentrasi asam
suksinat yang dihasilkan juga semakin banyak. Hal ini disebabkan karena selama proses
hidrolisis enzimatis, aktifitas enzim selulase dalam merombak selulosa semakin lama,
akibatnya glukosa yang dihasilkan juga semakin besar. Glukosa C6 berperan sebagai substrat
(sumber karbon) yang akan dikonversi oleh bakteri untuk memproduksi asam suksinat C4
selama fermentasi berlangsung. Liu et al., (2008) melaporkan bahwa kandungan glukosa yang
tinggi pada medium fermentasi dapat menghambat laju pertumbuhan bakteri begitupun
produksi asam suksinat. Inhibisi substrat dapat terjadi ketika konsentrasi glukosa berada pada
rentang 50 g/L – 75 g/L. Konsentrasi glukosa awal yang digunakan tergolong kecil sehingga
tidak memungkinkan untuk terjadi inhibisi substrat. Beberapa fluktuasi pada grafik pun tidak
terlalu signifikan, hal ini disebabkan karenan konsentrasi awal glukosa yang digunakan juga
kecil dan tidak terlalu berbeda.
Pengaruh Konsentrasi Awal Sumber Nitrogen terhadap Produksi Asam Suksinat
Sumber nitrogen merupakan salah satu nutrisi yang ada pada medium tumbuh bakteri.
Sumber nitrogen yang digunakan pada penelitian ini adalah yeast extract dengan variasi
konsentrasi sebesar 5 g/L, 10 g/L, 15 g/L, dan 20 g/L. Pengaruh konsentrasi awal yeast
extract terhadap produksi asam suksinat dapat dilihat pada gambar 7.
0.396 0.423 0.585
0.719
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(A) t 2; Mg 10
0.499 0.430 0.568 0.538
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(B) t 4; Mg 10
0.559 0.463
0.821 1.051
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(C) t 6; Mg 10
0.453 0.430
0.842 0.776
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(D) t 2; Mg 15
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
15 Universitas Indonesia
Gambar 7. Grafik Pengaruh Yeast extract terhadap Produksi Asam Suksinat
Yeast extract merupakan salah satu unsur penting yang dibutuhkan bakteri dalam
pertumbuhan. Yeast extract (amino nitrogen) merepresantasikan jumlah asam amino dan
protein yang terkandung dalam medium fermentasi. Yeast extract merupakan sumber nitrogen
yang baik yang dapat digunakan dalam medium tumbuh bakteri karena tidak menghambat
pertumbuhan bakteri maupun produksi asam suksinat (Liu et al., 2008)
Grafik pengaruh yeast extract terhadap produksi asam suksinat secara umum terus
meningkat. Semakin banyak yeast extract yang tersedia pada medium tumbuh bakteri maka
produksi asam suksinat juga akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena yeast extract
0.422 0.597
1.096
1.474
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(G) t 2; Mg 20
0.636 0.626 0.831
1.288
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(H) t 4; Mg 20
0.785 0.646
1.116
1.427
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(I) t 6; Mg 20
0.477 0.459
0.839 1.020
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(E) t 4; Mg 15
0.638 0.392
0.884 1.180
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
5 10 15 20 Kon
s As S
uksi
nat (
g/L)
C YE (g/L)
(F) t 6; Mg 20
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
16 Universitas Indonesia
berhubungan secara langsung dengan proliferasi sel dan biosintesis metabolit. Ketika jumlah
yeast extract dalam medium tumbuh berkurang, hal ini akan menstimulasi sel bakteri dalam
mensintesis metabolit lainnya seperti asam asetat dan asam formiat (Papanikolaou et al.,
2004). Fluktuasi yang terjadi juga tidak teralalu signifikan. Hal ini disebabkan oleh
konsentrasi awal glukosa yang kecil.
Pengaruh Konsentrasi Awal Zat Pengatur pH terhadap Produksi Asam Suksinat Gam
bar
8.
Peng
aruh
MgC
O3
terha
dap
Prod
uksi
Asa
m
Suksi
nat
P
enga
tura
n
aktif
itas
enzi
m
intra
selul
er
serta
pem
0.568 0.839 0.831
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(G) t 4; YE 15
0.538
1.020 1.288
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(H) t 4; YE 20
0.559 0.638 0.785
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(I) t 6; YE 5
0.396 0.453 0.422
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(A) t 2; YE 5
0.423 0.430 0.597
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(B) t 2; YE 10
0.585 0.842
1.096
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(C) t 2; YE 15
0.719 0.776
1.474
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(D) t 2; YE 20
0.499 0.477 0.636
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(E) t 4; YE 5
0.430 0.459 0.626
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(F) t 4; YE 10
0.463 0.392 0.646
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(J) t 6; YE 10
0.821 0.884 1.116
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(K) t 6; YE 15
1.051 1.180
1.427
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
10 15 20
Kon
s As S
uk (g
/L)
C MgCO3 (g/L)
(L) t 6; YE 20
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
17 Universitas Indonesia
elirahaan sel sangatlah bergantung pada pH (Pateraki et al., 2016). Oleh karena itu, nilai pH
memainkan peran penting dalam pertumbuhan bakteri.. Zat pengatur pH yang digunakan pada
penelitian adalah MgCO3. Liu et al., (2008) melaporkan bahwa MgCO3 merupakan zat
pengatur pH yang baik dibandingkan zat pengatur pH lainnya seperti CaCO3, Na2CO3, NaOH,
dan NH4OH. Konsentrasi MgCO3 yang digunakan divariasikan yakni sebesar 5 g/L, 10 g/L,
dan 15 g/L. Pengaruh penambahan MgCO3 terhdapat konsentrasi asam suksinat dapat dilihat
pada gambar 8.
Selama proses fermentasi, lingkungan hidup bakteri akan mengalami perubahan pH
akibat aktifitas bakteri dalam menkonversi substrat menjadi produk yang diinginkan. Hal ini
disebabkan oleh adanya produk samping berupa asam organik seperti asam asetat dan asam
formiat (Yan et al., 2014) yang juga diproduksi selama fermentasi menyebabkan pH
lingkungan menjadi lebih asam seiring berjalannya waktu. MgCO3 digunakan untuk menjaga
lingkungan dari penurunan pH selama fermentasi pada medium tumbuh. Menurut penelitian
Liu et al., (2008), MgCO3 merupakan zat pengatur pH yang baik dan juga berperan sebagai
penyedia CO2 karena MgCO3 mencegah terjadinya flukolasi sel dan membuat fase stationary
semakin Panjang. Besarnya konsentrasi MgCO3 berbanding lurus terhadap kestabilan pH
medium. Oleh karena itu, semakin besar penambahan MgCO3 maka semakin besar pula asam
suksinat yang dihasilkan.
Pengaruh Lama Waktu Hidrolisis terhadap Yield dan Produktifitas Asam Suksinat
Yield dan produktifitas merupakan dua dari tiga parameter proses selain konsentrasi
yang sangat penting untuk diketahui sebab berkaitan erat dengan nilai keekonomian industri
bioproses. Yield berkaitan dengan harga dari bahan baku yang digunakan, dalam hal ini
adalah tandan kosong kelapa sawit, sedangkan produktifitas erat kaitannya dengan harga
produksi serta energi yang digunakan.
Tabel 4.1 Yield dan Produktifitas Asam Suksinat
t Hidro
(H)
C YE
(g/L)
C
MgCO3
(g/L)
C Glu
(g/L)
C AS
(g/L) Prod AS
Y
AS/Glu
2
5 10
0,075 0,396 0,008 5,273
4 0,108 0,499 0,010 4,613
6 0,119 0,559 0,012 4,712
2
15 0,075 0,453 0,009 6,033
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
18 Universitas Indonesia
4 0,108 0,477 0,010 4,415
6 0,119 0,638 0,013 5,384
2
20
0,075 0,422 0,009 5,629
4 0,108 0,636 0,013 5,884
6 0,119 0,785 0,016 6,623
2
10
10
0,075 0,423 0,009 5,634
4 0,108 0,430 0,009 3,978
6 0,119 0,463 0,010 3,907
2
15
0,075 0,430 0,009 5,737
4 0,108 0,459 0,010 4,243
6 0,119 0,392 0,008 3,311
2
20
0,075 0,597 0,012 7,962
4 0,108 0,626 0,013 5,785
6 0,119 0,646 0,013 5,451
2
15
10
0,075 0,585 0,012 7,797
4 0,108 0,568 0,012 5,249
6 0,119 0,821 0,017 6,922
2
15
0,075 0,842 0,018 11,219
4 0,108 0,839 0,017 7,755
6 0,119 0,884 0,018 7,460
2
20
0,075 1,096 0,023 14,613
4 0,108 0,831 0,017 7,688
6 0,119 1,116 0,023 9,409
2
20
10
0,075 0,719 0,015 9,584
4 0,108 0,538 0,011 4,977
6 0,119 1,051 0,022 8,864
2
15
0,075 0,776 0,016 10,338
4 0,108 1,020 0,021 9,434
6 0,119 1,180 0,025 9,955
2
20
0,075 1,474 0,031 19,645
4 0,108 1,288 0,027 11,914
6 0,119 1,427 0,030 12,035
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
19 Universitas Indonesia
Yield asam suksinat terhadap konsentrasi awal glukosa yang didapatkan dari
penelitian ini berkisar antara 3,31 – 19,64 g/g dengan rata-rata 7,48 g/g. Konversi ini
tergolong besar dibandingkan penelitian Akhtar dan Idris (2017) yang hanya menghasilkan
yield sebesar 0,47 g/g glukosa. Hal ini menunjukan bahwa metode SSSF mampu memberikan
hasil yield yang lebih baik dibandingkan metode SSF.
Produktifitas asam suksinat pada penelitian berkisar pada rentang 0,008 – 0,030 g/L.h
dengan rata-rata 0,015 g/L.h. Hasil ini sangat kecil jika dibandingkan dengan penilitan Akhtar
dan Idris (2017) yang mencapai 0,69 g/L.h. Hal ini disebabkan oleh rendahnya konsentrasi
glukosa awal jika dibandingkan dengan penelitian ini Akhtar dan Idris yang mencapai 70 g/L.
Kesimpulan
1. Rumen sapi lokal Indonesia terbukti dapat menjadi salah satu sumber bakteri penghasil
asam suksinat dan dapat diimobilikasikan untuk produksi asam suksinat menggunakan
TKKS sebagai sumber karbon melalui proses SSSF.
2. Konsentrasi glukosa dari hidrolisis TKKS selama 2, 4, dan 6 jam secara berurutan
adalah 0,075 g/L, 0,108 g/L, dan 0,119 g/L.
3. Konsentrasi asam suksinat tertinggi adalah sebesar 1,47 g/L dengan yield 19, 64 g/g
glukosa dan 0,073 g/g TKKS. Kondisi ini didapat pada lama waktu hidrolisis glukosa 2
jam, konsentrasi yeast extract 20 g/L dan konsentrasi MgCO3 20 g/L.
Daftar Pustaka
Abubakar, H. Wahyudi, T.A., Yuhana, M. 2011. Skrining Bakteri yang Berasosiasi dengan
Spons Jespis. Jurnal. Vol. 16(1) : 35-40
Akhtar, J., dan Idris, A. 2017. Oil palm empty fruit bunches a promising substrate for succinic
acid production via Simultaneous Saccharification and Fermentation. Renewable
energy, 114, 917-923.
Boyce, A., dan Walsh, G. 2015. Characterisation of a novel thermostable endoglucanase from
Alicyclobacillus vulcanalis of potential application in bioethanol production. Applied
microbiology dan biotechnology, 99(18), 7515-7525.
Brdanon, S. K., Eiteman, M. A., Patel, K., Richbourg, M. M., Miller, D. J., Danerson, W. F.,
dan Doran Peterson, J. 2008. Hydrolysis of Tifton 85 bermudagrass in a pressurized
batch hot water reactor. Journal of chemical technology dan biotechnology, 83(4),
505-512.
Chen, K., Jiang, M., Wei, P., Yao, J., dan Wu, H. 2010, Succinic acid production from acid
hydrolysate of corn fiber by Actinobacillus succinogenes. Applied biochemistry dan
biotechnology, 160(2), 477-485.
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
20 Universitas Indonesia
Chng, L. M., Lee, K. T., dan Chan, D. J. C. 2017. Synergistic effect of pretreatment dan
fermentation process on carbohydrate-rich Scenedesmus dimorphus for bioethanol
production. Energy Conversion dan Management, 141, 410-419.
doi:10,1016/j.enconman.2016.10,026
Guettler, M. V., Rumler, D., dan Jain, M. K. 1999. Actinobacillus succinogenes sp. nov., a
novel succinic-acid-producing strain from the bovine rumen. International Journal
of Systematic dan Evolutionary Microbiology, 49(1), 207-216.
James, B., McKinlay, C., Vielle, J., Zeikus, J. G., 2007. Prospects for a bio-based succinate
industry. s.l.:Applied Microbiolgy dan Biotechnology, 76, 727-740,
Jönsson, L.J., Martín, C., 2016. Pretreatment of lignocellulose: formation of inhibitory
byproducts dan strategies for minimizing their effects. Bioresour. Technol. 199, 103–
112.
Kamm, B., Kamm, M, Biorefineries - multi product process. 2007. New York: Springer-
Verlag Berlin Heidelberg.
Kampf, N. 2002. The use of polymers for coating of cells. Polymers advanced technologies,
13: 10- 12.
Kikani, B.A., Pdaney, S., Singh, S.P., 2013. Immobilization of the a-amylase of Bacillus
amyloliquifaciens TSWK1-1 for the improved biocatalytic properties dan solvent
tolerance. Bioprocess Biosyst. Eng. 36, 567–577
Lee, P., Lee, S., Hong, S., dan Chang, H. 2002. Isolation dan characterization of a new
succinic acid-producing bacterium, Mannheimia succiniciproducens MBEL55E, from
bovine rumen. Applied microbiology dan biotechnology, 58(5), 663-668
Maslova, O.V., Senko, O.V., Stepanov, N.A., Efremenko, E.N., 2016. Lactic acid production
using free cells of bacteria dan filamentous fungi dan cells immobilized in
polyvinyl alcohol cryogel: a comparative analysis of the characteristics of
biocatalysts dan processes. Catal. Ind. 8, 280–285
McKinlay, J. B., Shachar-Hill, Y., Zeikus, J. G., dan Vieille, C., 2007. Determining
Actinobacillus succinogenes metabolic pathways dan fluxes by NMR dan GC-MS
analyses of 13 C-labeled metabolic product isotopomers.. s.l.:Metabolic
Engineering. 9. 177-192..
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
21 Universitas Indonesia
Mosier, N., Wyman, C., Dale, B., Eldaner, R., Lee, Y., Holtzapple, M., dan Ladisch, M. 2005.
Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass.
Bioresource technology, 96(6), 673-686.
Ngadi, N., dan Lani, N. S. 2014. Extraction dan Characterization of Cellulose Acetatefrom
Empty Friut Bunch (EFB) Fiber. Jurnal Teknologi, 35-36. 2.
Olajuyin, A. M., Yang, M., Liu, Y., Mu, T., Tian, J., Adaramoye, O. A., dan Xing, J. 2016.
Efficient production of succinic acid from Palmaria palmata hydrolysate by
metabolically engineered Escherichia coli. Bioresource technology, 214, 653-659.
Onysho KA. 1993. Biological Bleaching of Chemical Pulp : A Review. J. Biotech. 11: 179-
198
Palamae, S., Palachum, W., Chisti, Y., & Choorit, W. (2014). Retention of hemicellulose
during delignification of oil palm empty fruit bunch (EFB) fiber with peracetic acid
and alkaline peroxide. Biomass & Bioenergy, 66, 240–248
Papanikolaou S, Sarantou S, Komaitis M, Aggelis G (2004) Repression of reserve lipid
turnover in Cunninghamella echinulata and Mortierella isabellina cultivated in
multiple-limited media. J Appl Microbiol 97(4):867–875
Pattanamanee W, Choorit W, Deesan C, Sirisansaneeyakul S, Chisti Y. Photofermentive
production of biohydrogen from oil palm waste hydrolysate. Int J Hydrogen Energy
2012;37(5):4077e87.
Pateraki, C., Patsalou, M., Vlysidis, A., Kopsahelis, N., Webb, C., Koutinas, A. A., dan
Koutinas, M., 2016. Actinobacillus succinogenes: Advances on succinic acid
production dan prospects for development of integrated biorefineries. s.l.:Biochemical
Engineering Journal, Volume 112, Pages 285-303.
Perez-Pimienta, J. A., Vargas-Tah, A., Lopez-Ortega, K. M., Medina-Lopez, Y. N., Mendoza-
Perez, J. A., Avila, S., . . . Martinez, A. 2017. Sequential enzymatic saccharification
dan fermentation of ionic liquid dan organosolv pretreated agave bagasse for ethanol
production. Bioresour Technol, 225, 191-198. doi:10,1016/j.biortech.2016.11.064
Q. Li et al., 2010, “Efficient conversion of crop stalk wastes into succinic acid production by
Actinobacillus succinogenes,” Bioresour. Technol., vol. 101, no. 9, pp. 3292–3294
Ramakrishna, S. dan Prakasham, R. 2010, Microbial Fermentations with Immobilized Cells.
http://www.ias.ac.in/ currsci/jul10/ articles17.htm [3 Februari 2013]
Werpy, T., Frye, J., Holladay, J., 2006. Succinic acid – a model building block for. Weinheim:
Wiley-Vch Verlag GmbH dan Co. KGaAvo, pp. 367 - 379.
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019
22 Universitas Indonesia
Produksi bio ..., Ningsi Lick Sangadji, FT UI, 2019