Artikel Terbaru

PRODUKSI, KARAKTERISASI DAN UJI APLIKASI XILANASE ALKALITERMOFILIK DARI BACILLUS HALODURANS CM1 PADA PROSES DEGUMMING SERAT RAMI (BOEHMERIA NIVEA L.GAUD) SEBAGAI BAHAN BAKU TEKSTIL

Oleh   Dewi Nandyawati [21118026]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Dr. Dea Indriani Astuti, S.Si.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : SITH - Bioteknologi
Fakultas : Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati (SITH)
Subjek :
Kata Kunci : industri tekstil, xilanase alkalitermofilik, Bacillus halodurans CM1, degumming enzimatis, serat rami
Sumber :
Staf Input/Edit : Alice Diniarti  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-04-26 21:19:07

Ketergantungan industri tekstil di Indonesia terhadap bahan baku impor seperti kapas masih sangat tinggi. Perlu ditentukan bahan baku alternatif dari serat alami seperti serat Rami yang dapat tumbuh dengan baik pada kondisi geografis di Indonesia. Serat rami mengandung hemiselulosa 16-18% sedangkan kapas hanya 1-3%, sehingga serat rami lebih kaku dibandingkan kapas yang perlu didegradasi yang disebut proses degumming. Proses degumming secara enzimatis menjadi salah satu solusi untuk menggantikan proses tradisional yang menggunakan bahan kimia. Salah satu enzim yang memiliki potensi untuk menghidrolisis hemiselulosa yang tinggi pada rami adalah enzim xilanase. Proses degumming serat rami secara tradisional umumnya berlangsung pada suhu dan pH tinggi selama 2 – 3 jam. Kondisi proses degumming secara konvesional menggunakan bahan kimia dan suhu tinggi tersebut selain berpotensi membebani lingkungan dan memerlukan energi tinggi, juga berpotensi mengurangi atau merusak kualitas serat rami yang dihasilkan. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan produksi dan karakterisasi enzim xilanase alkalitermofilik serta melakukan proses degumming serat rami secara enzimatis menggunakan formula larutan degumming yang mengandung enzim xilanase dengan variasi konsentrasi 1, 3, dan 5%, surfaktan, dengan dan tanpa tambahan bahan kimia yang biasa digunakan dalam proses degumming tradisional seperti NaOH dan H2O2. Produksi enzim xilanase pada skala bioreaktor 20L dilakukan menggunakan isolat bakteri Bacillus halodurans CM1 pada media mamo modifikasi dan tongkol jagung pada suhu 50°C, pH 9, agitasi 150 RPM dan aerasi 1 vvm. Setelah itu dilakukan karakterisasi enzim berdasarkan suhu, pH dan senyawa inhibitor untuk menentukan formulasi larutan degumming untuk proses degumming serat rami. Proses degumming dilakukan dengan perendaman serat rami pada larutan degumming hasil formulasi dengan rasio bahan dan larutan (g/ml) 1:20 pada kondisi suhu 50°C, agitasi 150 RPM dan waktu 180 menit. Kinerja enzim dalam larutan degumming diamati berdasarkan aktivitas enzim tersisa selama proses degumming dan penentuan pengurangan berat serat rami hasil degumming. Pengaruh formula larutan degumming terhadap kualitas serat dianalisa berdasarkan kekuatan tarik, derajat putih dan pengamatan morfologi. Aktivitas optimal enzim xilanase diukur menggunakan metode gula pereduksi Miller pada suhu 70 °C dan pH 9 menghasilkan aktivitas spesifik 475,41 U/mg. Ion logam K+, Na2+, Co2+ dan Ca2+ serta surfaktan Triton-X, Saba dan Tween-80 bersifat sebagai aktivator enzim xilanase CM1, sedangkan ion logam Mn2+, Zn2+, Ni2+ dan Fe3+, pelarut etanol, metanol DMSO, formaldehid, kloroform serta surfaktan Tween-20 dan tipol bersifat sebagai inhibitor enzim xilanase CM1. Pada proses degumming, perlakuan menggunakan enzim menunjukkan aktivitas enzim tersisa relatif stabil kecuali pada formula dengan penambahan H2O2. Pengurangan berat serat rami tertinggi adalah 7,72 % pada kombinasi enzim dan kimia yaitu perlakuan S11 (xilanase 3 % v/v + NaOH 0,1 % b/v). Adapun pengurangan berat cukup signifikan pada perlakuan enzim S2 (xilanase 3 % v/v) dan S3 (xilanase 5 % v/v) secara berurutan 7,15 % dan 7,14 %. Kekuatan tarik tertinggi adalah 27,51% pada perlakuan enzim S2 (xilanase 3 % v/v), sedangkan perlakuan kombinasi enzim dan kimia S10 (xilanase 1 % v/v + NaOH 0,1 % b/v), S11 (xilanase 3 % v/v + NaOH 0,1 % b/v) dan S12 (xilanase 5 % v/v + NaOH 0,1 % b/v) menunjukkan hasil secara berurutan 24,26 %, 24,70 % dan 24,06 %. Derajat putih serat yang menunjukkan efek bleaching tertinggi adalah pada perlakuan kimia S19 (NaOH 0,1 % b/v + H2O2 % v/v) yaitu 77,19%, sedangkan perlakuan enzim S2 (xilanase 3 % v/v) dan S3 (xilanase 5 % v/v) menunjukkan hasil 75,85% dan 76,69%. Morfologi permukaan serat dengan perlakuan enzim xilanase 3% menunjukkan efektivitas hasil degumming yang lebih baik dibandingkan perlakuan kontrol dan NaOH 0,1%. Karakteristik serat rami setelah proses degumming menunjukkan bahwa baik perlakuan kombinasi degumming enzimatis dan kimia berpengaruh signifikan terhadap pengurangan berat serat rami sebesar 7,72 %. Adapun kekuatan tarik yang tertinggi ditunjukkan pada perlakuan degumming enzimatis yaitu 27,51 %. Perlakuan degumming kimia berpengaruh signifikan terhadap derajat putih serat rami yaitu 77,19 %, namun secara enzimatis juga berpengaruh signifikan terhadap proses bleaching serat rami sebesar 75,85 % dan 76,69 %. Berdasarkan data karakteristik serat rami, dapat disimpulkan bahwa proses degumming enzimatis memberi pengaruh signifikan terhadap kualitas serat rami sehingga dapat mensubstitusi atau mengurangi penggunaan bahan kimia.