biomaterial-lipi.org Blog


Posted in Paper Ilmiah by Dede Heri Yuli Yanto on the September 25th, 2007

 Prosiding Seminar Nasional MAPEKI IX 

FORTIFIKASI PEREKAT BERBASIS RESORSINOL DAN ISOSIANAT PADA PEREKAT LATEKS KARET ALAM – STIRENA
 

Dede Heri Yuli Yanto, Euis Hermiati, Widya Fatriasari
 

UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial-LIPI
Jl. Raya Bogor Km.46 Cibinong Bogor, Indonesia 16911
 

Abstract
 

Fortification of resorcinol and isocyanate based adhesive to natural rubber latex-styrene (NRL-St) has been investigated. Deernol 33E is one of resorcinol based adhesive and PI-120 is one of isocyanate based adhesive. Fortification was conducted for 0, 10, 20, 30, 40, and 100 percent composition of Deernol 33E and PI-120 to NRL-St, and the physical properties such as solid content, pH, and viscosity were characterized. Fortification was applied to glued laminated timber of Acacia mangium and Hevea brasiliensis to determine cold-water delamination, boiling water delamination, shear strength test, and formaldehyde emission number. The result shows that fortification influences solid content, pH, delamination ratio and shear strength test. Formaldehyde emission of the laminated timber was not detected.
 Keywords : Adhesive, resorcinol, isocyanate, latex, delamination,, shear strength
 

Abstrak
 Telah dilakukan penelitian mengenai fortifikasi perekat berbasis resorsinol dan isosianat pada perekat lateks karet alam-stirena (LKA-St). Salah satu contoh perekat berbasis resorsinol adalah Deernol 33E dan salah satu contoh perekat berbasis isosianat adalah PI-120. Fortifikasi dilakukan dengan komposisi 0, 10, 20, 30, 40, dan 100 persen terhadap LKA-St, kemudian dilakukan karakteristik sifat fisik yang meliputi kadar total padatan, pH, dan viskositas. Hasil fortifikasi diaplikasikan pada kayu lamina Acacia mangium dan Hevea brasiliensis untuk pengujian delaminasi air dingin, delaminasi air mendidih, uji keteguhan rekat dan emisi formaldehida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fortifikasi mempengaruhi kadar total padatan, pH, rasio delaminasi, dan uji keteguhan rekat. Emisi formaldehida dari kayu lamina tidak terdeteksi.
 

Kata kunci: perekat, resorsinol, isosianat, lateks, delaminasi, keteguhan rekat
 Pendahuluan


Setiap bahan perekat pada umumnya mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing, termasuk di dalamnya faktor harga, maka banyak hasil penelitian terfokus pada modifikasi dengan tujuan mendapatkan bahan perekat yang mempunyai spesifikasi khusus dengan harga ekonomis. Sebagai contoh, produk modifikasi bahan perekat konvensional adalah melamin urea formaldehida (MUF), melamin urea phenol formaldehida (MUPF), tanin urea formaldehida (TUF), dan lignin sulfonat (Pizzi, 1983).
Salah satu cara lain untuk mengkompensasi kekurangan perekat adalah dengan proses fortifikasi atau pengayaan dimana dilakukan penambahan sedikit perekat dengan kualitas yang sudah teruji baik terhadap perekat yang lebih rendah kualitasnya atau kurang stabil sifatnya sehingga didapatkan kualitas perekatan yang dapat memenuhi standar.  Percobaan fortifikasi perekat lateks karet alam stirena pernah dicoba menggunakan melamin formaldehida dan fenol formaldehida untuk proses dengan kempa panas dengan hasil yang baik (Hermiati et al, 2000; Hermiati et al, 2004a).  Namun ada kelemahan pada fortifikasi dengan melamin formaldehida, yaitu emisi formaldehida yang tinggi.  Substitusi PRF pada LKA-St untuk pembuatan kayu lamina dengan proses kempa dingin menghasilkan kayu lamina berdasarkan standar JAS (Hermiati et al, 2004b).  Ada beberapa perekat komersial lain untuk proses kempa dingin yang belum diteliti sebagai bahan fortifikasi terhadap lateks karet alam – stirena, di antaranya adalah Deernol 33E yang berbasis resorsinol, berwarna coklat serta PI-120 yang berbasis isosianat, berwarna putih.  Perekat Deernol 33E memerlukan hardener paraformaldehida, sedangkan PI-120 tidak mengandung senyawa formaldehida dan tidak menggunakan hardener yang mengandung senyawa formaldehida.
Deernol 33E adalah salah satu jenis perekat dari bahan dasar resorsinol yang ditujukan untuk perekatan kayu struktural.  Perekat dengan bahan dasar resorsinol seperti Deernol mempunyai  daya rekat yang sangat baik, biasanya sekuat kayunya.  Perekat resorsinol cocok untuk penggunaan eksterior dan tahan terhadap air mendidih, minyak, berbagai pelarut dan serangan jamur (Petrie, 2000).  Perekat resorsinol harganya sangat mahal, oleh karena itu sering dimodifikasikan dengan penambahan resin fenolik menjadi fenol resorsinol.  Perekat resorsinol maupun fenol resorsinol biasanya tersedia dalam sistem dua bagian, bagian resorsinol atau fenol resorsinol yang tersedia dalam bentuk cair dengan kandungan total padatan 60 – 65% serta bagian pengeras dan pengisi yang tersedia dalam bentuk tepung yang terdiri dari paraformaldehida dan tepung kayu (Marra, 1992).  Pencampuran kedua bagian itu menghasilkan panas dan pengerasan pada suhu ruang, biasanya memakan waktu 8 – 12 jam.
PI-120 adalah salah satu jenis perekat dari bahan dasar polimer isosianat dengan pelarut air yang ditujukan untuk perekatan kayu lamina dari bahan kayu daun lebar menggunakan kempa dingin.  PI-120 bersama dengan bahan pengerasnya H-3 dapat digunakan sebagai perekat struktural dengan sifat ketahanan yang sangat baik terhadap air.  Pot life-nya cukup panjang, sekitar 120 menit pada suhu 20 oC.  Sifat perekat ini sangat baik dan mudah dalam pemanfaatannya.  Perekat ini berupa cairan berwarna putih kental dengan kandungan total padatan 40 – 44 %, viskositas 40 – 80 poise (4 – 8 Pa.s) dan pH 6,0 – 8,0.  Adapun bahan pengerasnya berupa cairan berwarna coklat gelap dengan kandungan total padatan minimum 98% dan viskositas 1,5 – 2,0 poise (0,15 – 0,2 Pa.s).
Pada penelitian ini diteliti pengaruh fortifikasi Deernol 33E dan PI-120 pada perekat lateks karet alam – stirena sebagai perekat kayu lamina untuk kayu Acacia mangium dan Hevea brasiliensis. Tujuannya adalah untuk menghasilkan bahan perekat yang cocok untuk produk kayu olahan dengan emisi formaldehida yang rendah, murah dan sesuai dengan teknologi proses yang berkembang.
 Bahan dan Metode
Bahan
            Perekat sintetik Deernol 33E dengan pengeras paraformaldehida dan PI-120 dengan pengeras H-3 diperoleh dari PT Polychemie Asia Pasific Permai di Jakarta, lateks karet alam diperoleh dari PTPN 8, Perkebunan Cikumpai-Subang. Kayu Acacia mangium dan Hevea brasiliensis, digunakkan untuk aplikasi perekat yang telah difortifikasi.
 

Sintesa perekat Lateks Karet Alam – Stirena (LKA – St)
Kedalam 250 ml lateks karet alam dengan kandungan total padatan 25% yang telah diberi bahan penstabil emulsi ditambahkan monomer stirena sebanyak 100 phr.  Campuran diaduk dengan pengaduk magnetik pada kecepatan 550 rpm selama 1 jam.  Setelah itu ditambahkan inisiator kalium peroksodisulfat sebanyak 1,5 phr dan campuran dipanaskan pada suhu 65 oC selama 1 jam sambil terus diaduk dengan kecepatan 550 rpm.
 

Fortifikasi Deernol 33E dan PI-120 pada LKA – St
Fortifikasi dilakukan pada tingkat fortifikasi 0, 10, 20, 30 dan 40% (w/w), masing-masing dengan tiga kali ulangan.  Fortifikasi Deernol 33E dan PI-120 pada LKA – St serta aplikasinya pada pembuatan contoh kayu lamina dilakukan setelah LKA-St disimpan selama 6 bulan. Perekat yang telah difortifikasi karakterisasi sifat fisiknya meliputi: kadar total padatan, pH dan viskositas.
 

Pembuatan dan pengujian contoh kayu lamina
Contoh kayu lamina dibuat menggunakan kayu Acacia mangium (60 cm x 18 cm x 1,5 cm) dan Hevea brasiliensis (60 cm x 18 cm x 1,5 cm).  Perekat digunakan dengan berat labur 300 g/m2 dan dikempa dingin pada tekanan 15 kg/cm2 selama 24 jam.  Contoh kayu lamina dikondisikan pada suhu ruang selama sekitar 3 minggu, kemudian dilakukan uji delaminasi dan keteguhan rekat menurut JAS (2003). Pengukuran emisi formaldehida dilakukan dengan menggunakan metode botol WKI yang dikembangkan oleh Roffael tahun 1975 (Marutzky, 1989). Data yang diperoleh diuji dengan ANNOVA untuk mengetahui pengaruh tingkat fortifikasi, jenis kayu dan jenis perekat terhadap kadar total padatan, kadar air, rasio delaminasi, dan nilai keteguhan rekatnya.
 Hasil dan Pembahasan
Pada Tabel 1 dapat dilihat karakteristik perekat LKA – St maupun yang sudah difortifikasi dengan Deernol 33E dan pada Tabel 2 karakteristik LKA – St yang difortifikasi dengan PI-120.  Semakin tinggi tingkat fortifikasi Deernol 33E ataupun PI-120 pada LKA – St, semakin tinggi kandungan total padatan, dan viskositas campuran perekat (kecuali pada tingkat fortifikasi 60/40 untuk Deernol 33E), sebaliknya semakin rendah pH nya karena kandungan total padatan Deernol 33E ataupun PI-120 lebih tinggi dari kandungan total padatan LKA-St sedangkan pH Deernol 33E dan PI-120 lebih rendah dari pH LKA-St. Fenomena ini dijumpai pada penelitian-penelitian sebelumnya yang melibatkan proses pencampuran perekat LKA maupun LKA-St dengan perekat yang mengandung senyawa fenolik seperti fenol formaldehida atau fenol resorsinol formaldehida.  Namun sejauh ini belum dapat diketahui mekanisme yang melatar belakanginya.

 

fortifikasi LKA-St Deernol dan PI-120.jpg 

Tabel 2.jpg

 

Hasil pengujian kayu lamina (Tabel 3, 4, 5, dan 6) menunjukkan bahwa semakin tinggi tingkat fortifikasi Deernol 33E atau PI-120 pada LKA-St,  semakin menurun nilai rasio delaminasi untuk kedua kayu baik pada delaminasi dalam air dingin ataupun pada delaminasi dalam air panas, dan semakin meningkat nilai keteguhan rekat. Nilai rasio delaminasi yang memenuhi syarat JAS (Japan Agricultural Standar) untuk kayu lamina fixture yaitu < 10% terdapat pada tingkat fortifikasi 60/40 (LKA-St/ Deernol 33E atau PI-120), kecuali pada delaminasi air mendidih dengan perekat Deernol 33E dan PI-120 untuk kayu A. mangium dan delaminasi air dingin dengan perekat Deernol 33E untuk kayu H. brasiliensis. Nilai keteguhan rekat kayu lamina dari bahan sejenis kayu A. mangium dan H. brasiliensis yang memenuhi syarat JAS masing-masing adalah 5,4 Mpa dan 6,0 MPa. Hasil fortifikasi yang memenuhi standar ini hanya terdapat pada tingkat fortifikasi 60/40 untuk perekat PI-120 yang diaplikasikan pada kayu H. brasiliensis. Hasil pengujian emisi formaldehida dari kayu lamina yang dibuat dengan perekat campuran LKA-St dan Deernol 33E maupun LKA –St dan PI-120 menunjukkan tidak terdeteksinya emisi formaldehida. Hal ini diduga karena senyawaan formalin yang terdapat di dalam kayu telah terbuang selama penyimpanan. Nilai batas terendah emisi formaldehida pada klasifikasi emisi formaldehida kayu lamina menurut JAS pada kelas F**** adalah (0.3 mg/l).
 

 

tabel 3

 

tabel 4


tabel 5  

tabel 6

 

  

Fortifikasi Deernol 33E dan PI-120 pada LKA-St dapat meningkatkan nilai keteguhan rekat kayu lamina hingga 239 kali lebih besar daripada hanya perekat LKA-St (Gambar 1). Efektifitas fortifikasi untuk kayu lamina akasia lebih baik daripada untuk kayu karet. Hal ini ditunjukan oleh peningkatan nilai keteguhan rekat untuk kayu karet jauh lebih kecil (5,3 kali lebih besar dari LKA-St saja) dibandingkan dengan nilai keteguhan rekat untuk kayu akasia. Demikian pula foritfikasi dengan Deernol 33E lebih memberikan efek yang lebih baik daripada perekat PI-120, meskipun dalam hal nilai keteguhan rekat kayu lamina dengan perekat Deernol 33E/LKA-St belum dapat memenuhi standar JAS. 

 

gambar 7

Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa jenis perekat yang digunakan (Deernol 33E dan PI-120) tidak mempengaruhi kadar air, delaminasi air dingin, delaminasi air panas dan nilai keteguhan rekat, tetapi berpengaruh terhadap total padatan perekat hasil fortifikasi. Jenis kayu yang digunakan hanya berpengaruh terhadap kadar air, tetapi tidak berpengaruh pada nilai total padatan, delaminasi air dingin, delaminasi air panas, dan nilai keteguhan rekat. Sedangkan komposisi perekat sangat berpengaruh terhadap total padatan, delaminasi air dingin, delaminasi air panas, dan nilai keteguhan rekat. Perekat hasil fortifikasi belum dapat memberikan nilai total padatan dan keteguhan rekat yang tidak berbeda nyata secara statistik terhadap komposisi 0/100 baik untuk Deernol 33E ataupun PI-120, tetapi nilai keteguhan rekat pada komposisi 60/40 (LKA-St/ PI-120) untuk kayu H. brasiliensis memenuhi standar JAS untuk kayu laminasi. Fortifikasi 80/20, 70/30, dan 60/40 (LKA-St/Deernol 33E atau PI-120) memberikan nilai delaminasi air dingin yang tidak berbeda nyata secara statistik dengan fortifikasi 0/100, sedangkan untuk delaminasi air panas, hanya fortifikasi 60/40 menghasilkan nilai tidak berbeda nyata terhadap komposisi 0/100. Berdasarkan hasil analisis statistik tersebut diduga fortifikasi perekat Deernol 33E atau PI-120 pada perekat LKA-St yang cocok untuk produk kayu olahan terdapat pada tingkat fortifikasi 60/40.
 

Kesimpulan

Fortifikasi perekat berbasis resorsinol (Deernol 33E) dan isosianat (PI-120) pada lateks karet alam – stirena (LKA-St) berpengaruh terhadap kandungan total padatan, pH, nilai delaminasi dan keteguhan rekat campuran perekat yang dihasilkan.  Kualitas perekatan campuran perekat dengan komposisi LKA-St/ Deernol 33E atau PI-120 60/40 menunjukkan nilai rasio delaminasi dan keteguhan rekat yang baik untuk kayu lamina A.mangium dan H.brasiliensis. Pada kayu lamina yang dihasilkan tidak terdeteksi adanya emisi formaldehida.
  Ucapan Terima Kasih
            Ucapan terima kasih disampaikan kepada PT Polychemie Asia Pasific Permai Jakarta yang telah memberikan contoh perekat Deernol 33E dan PI-120.
 

Daftar Pustaka

Hermiati, E., B. Prasetya, Sudijono & Nurhayati. 2000. Upgrading of Natural Rubber Latex–Styrene Copolymer as Plywood Adhesive.  Proceedings of The Third International Wood Science Symposium. pp. 120 – 125.
Hermiati, E., W. Fatriasari. & A.H Prianto. 2004a. Sifat dan daya rekat campuran lateks karet alam – stirena dan melamin formaldehida sebagai perekat kayu lapis tipe eksterior.  Prosiding Seminar Nasional MAPEKI VII. Hal. : B-64 – B-69.
Hermiati, E., F. Falah, A.H. Prianto, A Santoso, & M.I. Iskandar. 2004b. Substitusi perekat fenol resorsinol formaldehida dengan lateks karet alam – stirena pada pembuatan kayu lamina. Prosiding Seminar Nasional MAPEKI VII. Hal. : B-142 – B-147.
Japan Plywood Inspection Corporation. 2003. Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber.
Marra, A.A. 1992. Technology of Wood Bonding: Principles in Practice.  Van Nostrand Reinhold, New York.
Marutzky, R. 1989.  Release of  Formaldehyde by Wood Products.  In: Wood Adhesives– Chemistry and Technology Vol. 2 (Pizzi, A. Ed.). pp. 307 – 387.
Petrie, E.M. 2000. Handbook of Adhesives and Sealants.  Mc. Graw Hill, New York. 880p.
Pizzi, A. 1983. Wood Adhesive Chemistry and Technology.  Marcel Dekker, New York.
 

 

PENGARUH PERLAKUAN UAP PANAS, PEREBUSAN, DAN PERENDAMAN TERHADAP KADAR PATI BAMBU KUNING (Bambusa vulgaris Schrad ex J. C. Wendl)

Posted in Paper Ilmiah by Dede Heri Yuli Yanto on the September 24th, 2007

oleh

Dede Heri Yuli Yanto1), Euis Hermiati1), dan Bambang Prasetya2)

1)UPT BPP Biomaterial-LIPI . Jl. Raya Bogor Km.46, Cibinong, Bogor 16911

2)Puslit Bioteknologi-LIPI. Jl Raya Bogor Km.46, Cibinong, Bogor 16911

Abstract

Bamboo can be used as an alternative material for subtitution of wood. Beside cheaper, bamboo can be harvested in shorter time than wood. Unfortunately, like some lignocellulosic materials, bamboo has very low resistance to attack by bamboo destruction organism. One of all it by powder-post beetles (Dinoderus sp). It is because of there are significan amount of starch and sugar in bamboo. Thus, decreasing starch content is one way to preserve the bamboo.

Research is conduct to determine the effect of hot steam, reflux by water and hydroclodic acid 3 %, and soaking in water to reduction on starch content in bamboo. Bamboos treated by 4 different treatment: by hot steam, reflux by water, reflux by hydrocloric acid solution 3 % for 1, 2, 3, 4, and 5 hours and soaking in water for 1, 2, 3, 4, and 5 days. Then, starch content in each bamboos determined by titrimetri using Luff Schoorl reagent.

Result showed that treament with hot steam, reflux with hydrocloric acid 3%, water, and soaking in water optimum decreased starch content at 4, 3, 5 hours, and 2 weaks of treatment with loss content 8.81%, 14.39%, and 18.08%, and 22.59%.

Key word: Bamboo, Bambusa vulgaris, hot steam, reflux, starch, titrimetri.

Abstrak

Bambu dapat digunakan sebagai bahan alternatif pengganti kayu. Selain relatif lebih murah, bambu dapat dipanen dalam waktu yang relatif lebih cepat dibandingkan kayu. Sayangnya, bambu memiliki ketahanan yang sangat rendah terhadap serangan organisme perusak bambu. Salah satunya disebabkan oleh serangan bubuk (Dinoderus sp). Serangan bubuk diduga karena dalam bambu terkandung pati dan gula dalam jumlah yang cukup signifikan. Oleh karena itu, salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan keawetan bambu terhadap serangan bubuk adalah dengan mengurangi kadar pati di dalam bambu.

Penelitian ditujukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan uap panas dan perebusan dalam air dan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang terhadap penurunan kadar pati dalam bambu. Potongan bambu diberi perlakuan yang berbeda, yaitu dengan uap panas, perebusan dalam air, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3 % masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam, serta perendaman dalam air tergenang selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu. Kemudian kadar pati dalam masing-masing bambu ditentukan dengan metode titrimetri menggunakan pereaksi Luff Schoorl.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa uap panas, perebusan dalam air, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, dan perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati secara optimum berturut-turut pada 4 jam, 5 jam, 3 jam, dan 2 minggu perlakuan dengan persentase kehilangan pati masing-masing sebesar 8.81%, 18.08%, 14.39%, dan 22.59%.

Kata kunci: Bambu, Bambusa vulgaris, uap panas, perebusan, pati, titrimetri.

Pendahuluan

Bambu dapat digunakan sebagai bahan alternatif pengganti kayu. Di beberapa negara Asia, seperti India, bambu digunakan sebagai bahan baku industri pulp dan kertas. Bahkan, karena sifat fisiknya yang kuat, bambu juga telah digunakan untuk berbagai konstruksi bangunan, peralatan rumah tangga, serta bahan-bahan kerajinan. Selain relatif lebih murah, bambu juga dapat dipanen dalam waktu yang relatif lebih cepat dibandingkan kayu.

Bambu memiliki sifat fisik dan kimia yang bervariasi tergantung dari spesies, kondisi pertumbuhan, umur bambu dan letak pada bagian batang. Kolom bambu terdiri atas 50 % parenkim, 40 % serat dan 10 % sel penghubung. Parenkim dan sel penghubung lebih banyak ditemukan pada bagian dalam kolom, sedangkan serat lebih banyak ditemukan pada bagian luar. Densitas bambu bervariasi dari 500 sampai 800 kg/m3 tergantung dari struktur anatominya. Chew et al (1994) menyatakan bahwa densitas Bambusa vulgaris adalah 630 Kg/m3.

Jamaludin dan Ashari (1994) menyebutkan bahwa bagian-bagian bambu berpengaruh terhadap sifat fisik Bambusa vulgaris, diantaranya ketebalan dinding sel, panjang serat dan perbandingan selendernes. Bagian lokasi bambu berpengaruh terhadap kadar holoselulosa, kadar abu, berat jenis, dan kelarutan dalam 1% NaOH. Sebaliknya, tidak berpengaruh terhadap sifat kimia lainnya.

Bambu terdiri dari 50-70 % holoselulosa, 30 % pentosan, dan 20-25% lignin (Tamolang et al, 1980) dan 90 % dari holoselulosa adalah xylan (Higuchi, 1980). Bambu mengandung sedikit resin, tanin, lilin, dan garam-garam anorganik. Menurut Chew et al (1994) kandungan glukosa, fruktosa, dan sukrosa dalam bambu berturut-turut adalah 2.37%, 2.07% dan 0.5%.

Bambu memiliki keawetan yang rendah sehingga umur pakainya relatif singkat. Keawetan alami bambu tergantung beberapa faktor diantaranya umur saat ditebang, cara penyimpanan, pemakaian, pengaruh iklim, cuaca, serta kandungan pati (Nandika et al 1994). Mohmod (1994) menyatakan bahwa kandungan pati dan gula total dalam bambu tergantung spesies, umur, tinggi batang serta interaksi antara umur dan tinggi batang. Tingginya kandungan pati dari bambu menyebabkan bambu mudah diserang oleh organisme perusak kayu seperti rayap, jamur dan bubuk kayu kering (Powder post beetles) (Mathew dan Nair 1990).

Usaha pengawetan bambu secara tradisional telah banyak dilakukan, diantaranya dengan menggunakan perendaman dalam air mengalir, air tergenang, air laut dan pengasapan. Shultoni (1987) menyatakan pengawetan bambu dalam lumpur, air tergenang, dan air mengalir selama 1, 2, dan 3 bulan pada bambu betung, bambu tali dan bambu atter sangat efektif menurunkan kadar pati. Pengawetan bambu dalam air tergenang dan lumpur dapat menurunkan sifat fisik bambu. Menurut Mutaqin (2001) perendaman bambu betung (Dendrocalamus asper) dalam air tergenang menyebabkan penurunan berat jenis, volume, serta nilai MOE dan MOR.

Oleh karena itu, pengawetan yang dilakukan terhadap bambu perlu mempertimbangkan metode serta lama pengawetan. Pengawetan secara umum dilakukan untuk menurunkan kandungan pati dalam bambu yang merupakan makanan bagi serangga bubuk kayu, sehingga optimasi terhadap metode pengawetan untuk menurunkan kadar pati perlu dilakukan. Penelitian ini melakukan pengukuran kadar pati Bambusa vulgaris Schrad ex J.C. Wendl sebelum dan setelah diberi perlakuan uap panas, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, air, dan perendaman dalam air tergenang agar diketahui pengaruh perlakuan tersebut pada berbagai lama perlakuan terhadap penurunan kadar patinya. Hasil penelitian diharapkan memberikan gambaran mengenai metode dan lama perlakuan yang optimum dalam menurunkan kadar pati Bambusa vulgaris Schrad ex J.C. Wendl.

Bahan dan Metode

Bambusa vulgaris berumur 2 tahun di ambil dari kebun UPT BPP Biomaterial, LIPI, Cibinong. Bambu dipotong dengan ukuran panjang 10 cm, kemudian dikering udarakan sampai kadar air konstan.

Masing-masing potongan bambu ditimbang bobotnya terlebih dahulu kemudian dikelompokkan menjadi empat perlakuan. Pertama, diberi perlakuan uap panas masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Kelompok kedua diberi perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3% masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Ketiga, diberi perlakuan perebusan dalam air masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam, serta kelompok terakhir diberi perlakuan perendaman dalam air tergenang, masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu. Setelah itu contoh uji dikeringkan di dalam oven pada suhu 105 oC sampai bobot konstan. Kemudian contoh uji ditimbang bobotnya hingga konstan sehingga diperoleh persentase kehilangan bobot dengan rumus:

dimana:

Wo = bobot bambu sebelum perlakuan

Wp = bobot bambu setelah perlakuan

Bambu yang telah diberi perlakuan kemudian dijadikan serbuk dengan ukuran 40-60 mesh. Serbuk contoh selanjutnya dianalisis kadar patinya dengan metode Luff Schoorl.

Selain itu, dilakukan juga pengukuran kadar gula total dalam larutan sisa perendaman (Luff Schoorl), kadar air (ASTM D 2016-74), kelarutan dalam alkohol-benzena (ASTM D 1107-56, 1979), kelarutan dalam air dingin dan air panas (ASTM D 1110-84, 1990), kelarutan dalam NaOH 1% (ASTM D 1109-56, 1978), kadar lignin (Klason Lignin), dan kadar holoselulosa (Wiese 1946).

Hasil dan Pembahasan

Perlakuan uap panas, perebusan dalam asam klorida 3%, perebusan dalam air, serta perendaman dalam air tergenang menurunkan bobot bambu. Kurva penurunan bobot bambu pada berbagai perlakuan ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dalam air tergenang menurunkan bobot bambu lebih besar daripada perlakuan dengan uap panas, perebusan dengan air dan perebusan larutan asam klorida 3%. Kehilangan bobot bambu setelah perlakuan disebabkan oleh perubahan komposisi kimia dalam bambu selama perlakuan. Perubahan komposisi terjadi karena adanya hidrolisis pati, holoselulosa, lignin serta komponen kimia lainnya selama perlakuan. Selain itu, beberapa komponen kimia dapat larut selama perlakuan. Komposisi kimia Bambusa vulgaris Schrad yang diperoleh pada penelitian ini terdapat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi kimia Bambusa vulgaris Schrad

Parameter

Kadar (%)

Kadar pati dalam bambu menurun setelah diberi perlakuan uap panas, perebusan dalam air, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang. Kadar pati sebelum dan setelah perlakuan terdapat pada Tabel 2. Perlakuan perendaman dalam air tergenang memberikan penurunan kadar pati yang sangat signifikan dibandingkan perlakuan dengan uap panas, perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3% (Gambar 2). Hal ini disebabkan oleh efektifitas hidrolisis serta pelarutan pati pada perlakuan perendaman dalam air tergenang lebih baik daripada menggunakan uap panas, perebusan dalam air, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Penurunan kadar pati bambu pada perendaman dalam air tergenang selain disebabkan oleh hidrolisis dan pelarutan pati, juga lebih disebabkan oleh aktifitas jasad renik yang merombak pati menjadi senyawaan sakarida yang larut dalam air (Shultoni, 1987). Penurunan tertinggi diikuti oleh perlakuan uap panas. Uap panas, selain dapat melarutkan pati, tekanan yang terdapat di dalam alat juga dapat mempercepat hidrolisis pati dalam bambu.

Tabel 2. Kadar pati pada berbagai perlakuan

Perlakuan Lama perlakuan (jam, minggu) kadar pati (%)
Perebusan dalam larutan HCl 3%

1

16,92

Perebusan dalam air

1

16,47

Uap panas

1

15,36

Perendaman dalam air

1

14,39

Penurunan kadar pati pada perebusan dalam air lebih besar dibandingkan dengan perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Keadaan ini berbeda dengan persentase kehilangan bobot yang terdapat pada Gambar 1. Pada Gambar 1 diperoleh bahwa persentase kehilangan bobot pada perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3% lebih besar dibandingkan dengan perlakuan perebusan dalam air. Hal ini menunjukkan bahwa tidak semua bobot yang hilang merupakan pati yang terhidrolisis atau yang terlarut selama perlakuan. Larutan asam klorida 3% dapat menghidrolisis lebih banyak komponen kimia dalam bambu dibandingkan dengan air.

Persentase kehilangan pati pada perendaman dalam air tergenang meningkat tajam sampai pada 2 minggu perendaman. Pada kondisi ini kadar pati menurun hingga 22.59%. Pada 3 minggu perendaman persentase kehilangan pati meningkat tidak signifikan terhadap 2 minggu perendaman. Setelah 3 minggu perendaman, persentase kehilangan pati mengalami penurunan. Perebusan dalam larutan asam klorida 3% meningkat tajam sampai pada 4 jam perebusan kemudian relatif stabil setelahnya. Pada kondisi ini kadar pati turun hingga 8.81% dari kadarnya semula. Perebusan dalam air mampu menurunkan pati secara maksimum pada 3 jam perebusan. Pada kondisi ini kadar pati turun hingga 14.39%. Setelah 3 jam, penurunan kadar pati relatif konstan. Berbeda dengan tiga perlakuan sebelumnya, perlakuan uap panas terus meningkatkan persentase kehilangan pati sampai 5 jam perlakuan. Pada kondisi ini, kadar pati turun hingga 18.08%. Kemungkinan akan diperoleh penurunan yang lebih tinggi setelah 5 jam perlakuan dengan uap panas.

Keawetan bambu sangat dipengaruhi oleh kadar pati yang terdapat di dalamnya. Semakin rendah kadar pati, diharapkan keawetan bambu meningkat. Di dalam penelitian ini diperoleh bahwa perlakuan perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati paling maksimal diikuti uap panas, perebusan dalam air, kemudian perebusan dalam larutan asam klorida 3%.

Kadar gula total yang terukur pada larutan sisa perendaman bambu semakin meningkat selama perlakuan (Gambar 3). Hal ini menunjukkan terjadinya proses hidrolisis serta pelarutan pati dari bambu selama perlakuan. Gambar 3 menunjukkan bahwa kadar gula total dalam air sisa perendaman dalam air tergenang lebih besar daripada perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Hasil ini sesuai dengan Gambar 2, bahwa perendaman dalam air tergenang menurunkan kadar pati lebih besar daripada perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Kadar gula total dalam larutan sisa perendaman dalam air tergenang selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu masing-masing adalah 3.89%, 4.90%, 4.98%, 7.18%, dan 7.45%. Kadar gula total dalam air sisa perendaman pada perebusan dalam air selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam masing-masing adalah 0.52%, 0.78%, 1.61%, 1.97%, dan 4.57%, dan kadar gula total dalam larutan sisa perendaman pada perebusan dalam larutan asam klorida 3% selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam masing-masing sebesar 0.20%, 0.46%, 0.49%, 1.11%, dan 1.45%.

Kesimpulan

Uap panas, perebusan dalam air dan larutan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati. Penurunan kadar pati terbesar diperoleh pada perlakuan dengan perendaman dalam air tergenang selama 2 minggu, diikuti oleh uap panas selama 5 jam, perebusan dalam air selama 3 jam, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3% selama 4 jam.

Daftar Pustaka

Chew, L.T; Nurulhuda Mohd. Nasir and Jamaludin Kasim. 1994. Urea Particleboard from Bambusa vulgaris Schrad. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 255-257.

Higuchi, T., Tanahashi, M.,Toogamura, Y. 1987. Characterization of steam-exploded bamboos for Cattle feed. In Rao, A.N.; Dhanarajan, G.; Sastry, C.B. ed., recent Research on Bamboo. Proceedings of the International Bamboo Workshop, Hangshou, China, 6-14 October 1985. Chinese Academy of Forestry , Beijing, China; International Development Research Centre, Ottawa, Canada. pp. 309-314.

Jamaludin, K and Ashari Abd. Jalil. 1994. Fiber and Chemical Properties of Bambusa vulgaris Schrad. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 218-221.

Mathew, G and K.S.S. Nair. 1990. Storage Pests of Bamboo in Kerala. In “Bamboos: Curent Research” I.V.R. Rao, R. Gnanaharan and C.B. Sastry (Eds). Proceeding International Bamboo Workshop. KFRI/ IDRC, pp 212-214.

Mohmod, Abd. Latif., Khoo K.C. and Nor Azah Mohm. Ali. 1994. Carbohydrates in Commercial Malaysian Bamboo. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 227-231.

Mutaqin, D. J. 2001. Pengaruh Jenis dan Lama Perendaman terhadap Sifat Fisis-Mekanis Bambu Kuning (Dendroclamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne. Skripsi. Fakultas Kehutanan IPB, Bogor.

Nandika, D., J.K. Matangaran dan I.G.K. Tapa Darma. 1994. Keawetan dab Pengawetan Bambu dalam Widjaya et al: Strategi Penelitian Bambu Indonesia. Sarasehan Penelitian Bambu Indonesia di Puspitek Serpong tanggal 21-22 Juni 1994. Yayasan Bambu Lingkungan Lestari.

Shultoni, A. 1987. Traditional Preservation of Bamboo in Java. In “Recent Research on Bamboos” A. N. Rao, G. Dhanarajan and C.B. Sastry (Eds). Proc. Third International Bamboo Workshop. CAF/IDRC, pp. 349-357.

Tamolang, F.N., F.R. Lopez, J.A.Smana, R.F. Casin and Z.B.Espiloy. 1980. Properties and Utilization of Philippine Bamboo. In “Bamboo Research In Asia” G. Lessard and A. Chouinard (Eds), IDRC, pp. 189-200.

Biodegradation of lignin in rice straw pretreated by white-rot fungi

Posted in Paper Ilmiah by Dede Heri Yuli Yanto on the September 24th, 2007

Riksfardini Annisa Ermawar, Dede Heri Yuli Yanto, Fitria, and Euis Hermiati

Research and Development Unit for Biomaterials – Indonesian Institute of Sciences

ABSTRACT

Rice straw probably is the most abundant biomass in Indonesia. Rice straw can potentially be converted into various different value added products. However, many recent researches on biomass have focused only on the productions of a few high-value products, such as ethanol and pulp/paper. For these particular purposes, lignin contained in the biomass should be removed, so that the cellulose and hemicellulose can be further hydrolyzed either chemically or enzymatically. Therefore, the biomass should be pretreated to remove the lignin as much as possible. One of pretreatment methods of biomass is using white-rot fungi. White-rot fungi are the most effective basidiomycetes for biological pretreatment of lignocellulosic materials. These fungi produce a set of enzymes which are directly involved in lignin decay. The aims of this research were to study the effects of white-rot fungi and incubation time that applied for pretreatment of rice straw on its biodegradation. Rice straw meal used in this study was prepared from the IR-type rice plants. The rice straw meal was steamed before inoculated by Pleurotus ostreatus, Ceriporiopsis subvermispora, Coriolus versicolor, Pycnoporus sanguineus, and Schizophyllum commune. The cultivation was performed stationery at 27ºC for 8 weeks. Sampling was carried out at 2, 4, 6 and 8 weeks. Lignin and holocellulose content at each sample were determined using Wise Methods. Results of this study showed that the five fungi can be used for biodegradation of lignin in rice straw. However, for particular purposes, such as ethanol or pulp production, C. versicolor is the most suitable species among the five fungi studied, while optimum incubation time achieved after 4 weeks of incubation.

Keywords : biomass, rice straw, white-rot fungi, pretreatment, lignin.

INTRODUCTION

Biomass has always been a major source of energy for mankind and it is presently estimated to contribute of the order 10-14% of the world’s energy supply. Biomass, as large amounts of lignocellulosic waste, is generated through forestry and agricultural practices (Howard, et al., 2003). Since Indonesia is the country which produce rice extensively, rice straw becomes the most abundant biomass. Indonesia produced 41 million tons of rice straw each year and only 31-38 % has been using for feedstock (Utomo, et al., 2005).

It has also been recognized that lignocellulosic materials can potentially be converted into various different value added products. However, many recent researches on biomass have focused only on the productions of a few high-value products, such as productions of ethanol and pulp/paper (Howard et al, 2003). Moreover, productions of ethanol and other alternative fuels from lignocellulosic biomass, which treated by biological methods, can reduce urban air pollution, decrease the release of carbon dioxide in the atmosphere, and provide new markets for agricultural wastes. In addition, pretreatment of agricultural wastes with ligninolytic fungi enables their use as raw material for pulp and paper manufacturing (Perez, et al., 2002).

The efficiency and effectiveness in producing ethanol depends on the proportion of the material in the biomass and the conversion techniques used. The proportion of cellulose and lignin in biomass are important in biochemical conversion processes. The biodegradability of cellulose is greater than that of lignin. Thus, for the production of ethanol, biomass with high cellulose/hemi cellulose content is more preferred to provide high, liter/tons yield to the ones with higher proportion of lignin (McKendry, 2002).

The pulp and paper industry utilized mechanical and chemical pulping processes or a combination of these to produce pulps with desired characteristics. These processes have their own disadvantages. Mechanical processes are electrical energy-intensive and produce paper with higher color reversion rate (tendency to turn yellow with time) as a result of high lignin content in raw materials. Chemical pulping involves the use of excessive chemicals to degrade and dissolved lignin and releasing high-cellulose fibers from wood cell walls (Akhtar, et al., 2002). Thus, it is important to apply or combine several methods in order to reduce lignin content in biomass more economically and produce better quality pulp/paper.

The effect of lignin on bioavailability of other cell wall components is thought to be largely a physical restriction, with lignin molecules reducing the surface area available to enzymatic penetration and activity (Haug, 1993 in Richard, 2000). Meanwhile, the structural complexity of lignin, its high molecular weight and its insolubility make its degradation very difficult (Perez, et al., 2002). Due to its resistance to enzymatic attack, naturally occurring cellulosic biomass must be pretreated before it can be enzymatically hydrolyzed. Pretreatment of lignocelluloses materials to remove lignin and hemicellulose can significantly enhance the hydrolysis of cellulose (Sun & Cheng, 2002).

White-rot fungi are defined as the microorganisms that most efficiently degrade lignin from wood (Perez, et al., 2002). Another reference describes that white-rot fungi are the most effective basidiomycetes for biological pretreatment of lignocelluloses materials (Fan et al., 1987 in Sun & Cheng, 2002). The term white rot fungi have been applied to certain ligninolytic basidomycetes with a relatively high selectivity to degrade lignin in wood. These fungi produce a set of enzymes which are directly involved in lignin decay. Two major families of enzymes are involved in ligninolysis by white-rot fungi, those are peroxidases and phenol-oxidase termed laccase. Peroxidases divided into lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP). Each species secretes a particular assortment of this enzymatic machinery to the medium in which it is growing. Thus, some strains produce all of the major families of enzymes, others only two of them, or even one (Lobos et al., 2001; Perez, et al., 2002). Therefore, it is interesting and important to know the activity of these fungi in degrading lignin of rice straw.

The objectives of this research were to study the effects of using white-rot fungi during pretreatment and the incubation time on biodegradation of lignin in rice straw. Moreover, results this study hopefully can become valuable information

regarding the feasibility of using biological pretreatments in lignocellulosic materials in further industrial processes.

MATERIALS AND METHODS

Rice Straw

The rice straw was originated from IR type rice and was taken from Bogor. The rice straw was air-dried to approximately 5 % of moisture content, then milled and screened into 40-60 mesh size.

Fungus

Five strains of the white-rot fungi were used based on their abilities to decay wood. Ceriporiopsis subvermispora and Coriolus versicolor were obtained from Research Center for Chemistry, Indonesian Institute of Sciences, Serpong. Pleurotus ostretus No. 226 and Pycnoporus sanguineus No. 915 were obtained from Microbiology Division, Research Center for Biology, Indonesian Institute of Sciences, Bogor and Schizophylum commune was originaly isolated from decaying-wood at Research and Development Unit for Biomaterials, Indonesian Institute of Sciences, Cibinong. Cultures were continuously maintained in potato dextrose agar slants. Working cultures were prepared from the stock cultures as needed and refrigerated until used. In preparing the inocula, the strains were cultivated on sterile Potato Dextrose Agar (PDA) plates for 7 days.

Rice Straw Meal Preparation and Inoculation

Prior to treatment by white-rot fungi, the rice straw meal was steamed at 100ºC for one hour. Forty grams (40 g) of steamed rice straw was added into 250 ml bottles, and then sterilized in 121ºC for 30 minutes. The rice straw meal was then ready to be inoculated by the white rot fungi after cooled at room temperature (± 27–29 ºC). Ten plugs cut (each plug has 1 cm diameter size) of 7 day-old potato dextrose agar plate of the fungal culture, from the previous pre-cultures, were inoculated on the rice straw meal. The cultivation was performed stationery at 27ºC for 8 weeks.

Klason Lignin and Holocellulose Content

After 2, 4, 6, and 8 weeks of cultivation, lignin was analyzed by Klason lignin and holocellulose content was determined using Wise methods.

Experimental Design and Statistical Analyses

Factorial design was used in this study. There were two factors studied, species of fungi (Ceriporiopsis subvermispora, Coriolus versicolor, Pleurotus ostretus, Pycnoporus sanguineus, Schizophylum commune) and incubation time (2, 4, 6, and 8 weeks). Data resulted from this study were statistically analyzed by Analysis of Variance (ANOVA) and further by Duncan Multiple Range Test.

RESULTS AND DISCUSSIONS

Results of this study showed that species of fungi and incubation time used in pretreatment of rice straw as well as their interactions have significant effects on weight loss, lignin loss and holocellulose loss of rice straw. Weight loss indicates the degree of degradation of components in rice straw, therefore the higher the weight loss means the more active the fungi degrading all components in rice straw. However, fungi that give the highest weight loss did not always mean that they are the best ones, since for this purpose we expect fungi that degrade lignin extensively but did not degrade holocelluloce very much.

Weight loss in rice straw pretreated by white-rot fungi at each incubation time can be seen in Figure 1. The highest average of weight loss was found in rice straw pretreated by P. ostreatus, followed by those treated by C. versicolor, P. sanguineus and S. commune, while the lowest was found in rice straw pretreated by C. subvermispora (Table 1). Further statistical analyses using Duncan Multiple Range Test showed that weight loss caused by P. ostreatus was sigficantly different from those caused by the other four fungi. The difference was probably due to the ability of those fungi in degrading the components of lignocellulosic materials in rice straw. Previous study using Scanning Electron Microscope (SEM) demonstrated that P. ostreatus degraded cell walls and middle lamella of beech wood during 8 weeks, meanwhile C. subvermispora preferentially attacked middle lamella without intensive morphological damage of the cell walls (Syafwina, et al., 2002). Unfortunately, scientific studies on the ability of C. versicolor, P. sanguineus and S. commune using SEM were not reported yet.

Figure 2 shows lignin loss in rice straw during pretreatment by white-rot fungi, while Figure 3 shows the holocellulose loss. Lignin loss in rice straw pretreated by P. sanguineus, C. versicolor and P. ostreatus was significantly higher than those pretreated by S. commune and C. subvermispora, while holocellulose loss in rice straw pretreated by P. ostreatus was significantly higher than those pretreated by the other four fungi (Table 1). One of previous studies reported that C.subvermispora has performed better as a high-selectively lignin degarading fungi among basidiomycetes (Lobos et al, 2001). However, in this study degradation ability of C. subvermispora was the lowest. This was probably due to unsuitable incubation and cultivation conditions for the fungus. The high lignin loss in rice straw pretreated by P. ostraetus and the low lignin loss in that pretreated by C. subvermispora was probably due to ligninolytic enzymes secreted by the fungi. It was reported that these fungi produce a set of enzymes which are directly involved in lignin decay (Perez, 2002). It has been known that P. ostreatus produced three kinds of ligninolytic enzymes: laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP), while C. subvermispora produced two kinds of ligninolytic enzymes: laccase and manganese peroxidase. (Kofujita, 1991; Rutimann, et al., 1992 in Lobos et al., 2001). Moreover, there was a suggestion that an indirect oxidation by LiP of low-molecular-weight diffusible compounds capable of penetrating the cell wall and oxidizing the polymer. Microscopic studies of selective lignin biodegradation reveal that white-rot fungi remove the polymer from inside the cell wall. So far, it is the most effective peroxidase and can oxidize phenolic and non-phenolic compounds, amines, aromatic ethers and polycyclic aromatics with appropriate ionization potential. (Perez, et al., 2002). Therefore, it is important to know the kinds of enzymes produce by C. versicolor, P. sanguineus and S. commune which probably involved in lignin decay, but unfortunately scientific studies on those had not reported yet.

Since we have to choose fungi that could degrade as much as possible lignin and as little as possible holocellulose in rice straw, it seems that P. ostreatus is not suitable due to its highest capability in degrading holocellulose. The relatively lower

capability in degrading holocellulose was found in C. versicolor and P. sanguineus; therefore, it seems that the two fungi were the most suitable fungi among the three fungi that have the highest lignin degrading ability.

Table 1. The effects of species of fungi on weight loss, lignin loss and holocelluolose loss average in rice straw during pretreatment.

Species of Fungi

Weight Loss (%)

Lignin Loss (%)

Holocellulose Loss (%)

Data on the same column that have the same letter do not significantly different

Table 2 showed that the longer the incubation time, the higher the weight loss. The highest weight loss average was found in rice straw after incubated for 6 and 8 weeks, which reached 29.47% and 30.93%, respectively. There was not significant difference of weight loss between six weeks and eight weeks of incubation, but there was significant difference of weight loss between two and four weeks of incubation. The highest lignin loss average was also found in rice straw incubated for 8 weeks (34.24%). However, this did not differ from the one that incubated for 4 weeks (31.06%). Hollocellulose loss average reached as high as 39.47% after 8 weeks of incubation, which is also the highest loss, and this did not differ from that of 6 weeks of incubation (38.53%). Since more lignin loss and less holocellulose loss were expected, it seems that 4 weeks of incubation was the optimum incubation time to get high lignin loss and not too much loss of holocellulose. In Figure 2 it can also be seen that the lignin loss caused by C. versicolor and P. sanguineus, which have highest lignin degrading ability, reached optimum after 4 weeks of incubation.

Table 2. The effects of incubation time on weight loss, lignin loss and holocelluolose loss average of rice straw during pretreatment by white-rot fungi.

Incubation Time (weeks)

Weight Loss (%)

Lignin Loss (%)

Holocellulose Loss (%)

Data on the same column that have the same letter do not significantly different

Figure 1. Weight loss in rice straw pretreated by white-rot fungi

Figure 1. Weight loss in rice straw pretreated by white-rot fungi

figure 2. lignin loss in rice straw pretreated by white-rot fungi

Figure 2. Lignin loss in rice straw pretreated by white-rot fungi

figure 3. Holocellulose loss in rice straw pretreated by white rot fungi

Figure 3. Holocellulose loss in rice straw pretreated by white rot fungi

CONCLUSIONS

Species of fungi and incubation time used in pretreatment of rice straw as well as their interactions have significant effects on weight loss, lignin loss and holocellulose loss of rice straw. Of the five white-rot fungi studied, P. ostreatus, C. versicolor and P. sanguineus were the most active fungi in degrading lignin as well as holocellulose in rice straw. Considering the average of lignin loss and holocellulose loss in rice straw pretreated by the fungi, it seems that C. versicolor is the most suitable fungus. In general, the longer the incubation time, the higher the weight loss, lignin loss and holocellulose loss. However, it was found that 4 weeks of incubation reached optimum in degrading lignin in rice straw. Lignin loss caused by C. versicolor, which has the highest lignin degrading ability, reached optimum after 4 weeks of incubation as well.

ACKNOWLEDGEMENT

The authors would like to gratefully acknowledge Ms. Tami Idiyanti from Research Center for Chemistry, Indonesian Institute of Sciences, Serpong and Ms. Suciatmih from Research Center for Biology, Indonesian Institute of Sciences, Bogor for helping in providing cultures of fungi.

REFERENCES

Akhtar, M., G. M. Scott, R. E. Swaney & T. K. Kirk, 1998. Overview of biomechanical and biochemical pulping research In: Eriks-son, K-El, Cavaco-Paulo, A (eds), Enzyme Applications in Fiber Processing, American Chemical Society, Washington, DC.

Haug, R.T., 1993. The practical handbook of compost engineering, Lewis Publisher, Boca Raton.

Howard, R.L., E. Abotsi, E.L. Jansen van Rensburg & S. Howard, 2003. Review of lignocellulose biotechnology: issues of bioconversion and enzyme production, African Journal of Biotechnology 2 (12): 602-619.

Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. de la Rubia & J. Martinez, 2002. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview, Int. Microbiol 5: 53-63.

Kofujita H., Y. Asada & M. Kuwahara, 1991. Alkyl-aryl cleavage of phenolic ß-О-4 lignin substructure model compound by Mn (II)-Peroxidase isolated from Pleurotus ostretus, Mokuzai Gakkaishi 37 (6): 555-561.

Lobos S., M. Tello, R. Polanco, L.F. Larrondo, A. Manubens, L. Salas & R. Vicuna 2001. Enzymology and molecular genetics of the ligninolytic system of the basidiomycete Ceriporiopsis subvermispora, Current Science 81 (8): 992-997.

McKendry P., 2002. Energy production from biomass (part 1): overview of biomass, Bioresource Technology 83: 37-46.

Richard T., 2000. The effect of lignin on biodegradability, Cornell Composting Science and Engineering Website. http://compost.css.cornell.edu

Sun, Y. and Cheng, J. 2002. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review, Bioresource Technology 83: 1-11.

Syafwina, Y. Honda, T. Watanabe & M. Kuwahara, 2002. Pre-treatment of Oil Palm Empty Fruit Bunch by White-rot Fungi for Enzymatic Saccharification, Wood Research 83:19-20.

Utomo R., S. Reksohadiprojo, B. Prasetyo, W.B.Z. Bachrudin & B.Suhartanto, 2005. Sinkronisasi Degredasi Energi dan Protein dalam Rumen pada Ransum Basal Jerami Padi untuk meningkatkan Efesiensi Kecernaan Nutrien Sapi Potong. (Laporan) Hibah Bersaing. http://www.dikti.org

Blog Baru…….

Posted in Uncategorized by Dede Heri Yuli Yanto on the September 24th, 2007

Wah seneng juga nih baru punya blog baru yang lumayan keren. maklumlah selama ini khan pake yang gratisan. Kalo pake yang bayar rasanya lebih puas gitu loh, meskipun bukan gwe yang bayar. gampang ko punya blog baru, tinggal bilang aja sama syam (sang komputeris kita di biomat) trus kasih aja mau id-nya apa, nanti tinggal dibuatin deh. lengkap satu paket plus diklatnya sekalian. hehehe. thanks banget yah syam. mudah2an blog ini bisa bermanfaat dikemudian hari. bersama blog ini mudah2an semakin gemar menulis, dan berbagi.

Hello world!

Posted in Uncategorized by Dede Heri Yuli Yanto on the September 19th, 2007

Welcome to WordPress. This is your first post. Edit or delete it, then start blogging!