Enzymatic hydrolysis of oil palm empty fruit bunch to produce reducing sugar and its kinetic Hidrolisis enzimatik tandan kosong kelapa sawit untuk menghasilkan gula pereduksi dan kinetikanya

Abstract

Abstrak

Sebagai salah satu Negara penghasil minyak kelapa sawit mentah (CPO), Indonesia juga menghasilkan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dalam jumlah besar. TKKS terdiri dari-tiga-komponen utama, yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Pengolahan awal TKKS secara alkalindi ikuti dengan hidrolisis TKKS secara enzimatik menggunakan kombinasi enzim selulase dan β-glukosidase akan menghasilkan gula-gula yang mudah difermentasi.  Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi substrat, kon-sentrasi enzim, dan suhu selama proses hidrolisis berlangsung.  Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi gula maksimum (194,78 g/L) dicapai pada konsentrasi TKKS 20% (b/v), konsentrasi campuran enzim yang terdiri dari selulase dan β-1,4 glukosidase sebesar 3,85% (v/v), dan suhu 50^oC. Perbandingan antara selulase dan β-1,4 glukosidase adalah 5:1 dengan masing-masing aktivitas enzim sebesar 144.5 FPU/mL dan 63 FPU/mL. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa model kinetika yang sesuai untuk proses hidrolisis TKKS secara enzimatik adalah model kinetika Shen dan Agblevor dengan reakside aktivasi enzim orde satu.  Hasil ini mendukung studi kelayakan ekonomi dalam pemanfaatan TKKS untuk produksi bioetanol.

Abstract

As one of the crude palm oil producers, Indonesia also produces empty fruit bunches (EFB)in large quantities. The oil palm EFB consist of cellulose, hemicellulose and lignin. Alkaline pretreatment of EFB, followed by enzymatic hydro-lysis of cellulose using combination of cellulase and β-glucosidase enzymes produce fermentable sugars. This paper reported the effects of substrate loading, enzyme concentration, and temperature of hydrolysis process on reducing sugar production. The  maximum  sugar  concentration (194.78 g/L) was produced at 50^oC using 20% (w/v) EFB and 3.85% (v/v) mixed enzymes of cellulase and β-1,4 glucosidase in volume ratio of 5:1 (v/v), with enzyme activity of 144.5 FPU/mL and 63 FPU/mL, respectively. The results also showed that the suitable kinetic model for enzymatic hydrolysis process of oil palm EFB follow Shen and Agblevor model with first order of enzyme deactivation. These results support the economic feasibility study in utilization of EFB of oil palm for bioethanol production.