Prospek Xilanase dalam Biokonversi Limbah Pertanian

Perkembangan dan kemajuan bidang pertanian dan industra pertanian di Indonesia telah

menimbulkan peningkatan limbah pertanian yang sebagian besar merupakan limbah berlignoselulosa. Limbah berlignoselulosa yang tinggi potensinya di Indonesia antara lain jerami,

onggok (ampas tapioka, garut), bonggol dan kulit jagung, sabut serta tandan kosong kelapa sawit, bagase tebu, dan lain sebagainya. Seringkali limbah yang tidak tertangani, akan menimbulkan pencemaran lingkungan. Pada dasarnya limbah tidak memiliki nilai ekonomi, bahkan mungkin bernilai negatif karena memerlukan biaya penanganan. Namun demikian, bila ditelaah lebih dalam limbah lignoselulosa sebagai bahan organik memiliki potensi besar sebagai bahan baku berbagai industri, terutama untuk pembuatan kertas. Di samping itu, fraksinasi limbah ini menjadi komponen penyusunnya akan meningkatkan pendayagunaan dalam berbagai industri. Melihat potensi bahan limbah berlignoselulosa yang melimpah maka perlu penggalian yang lebih intensif tentang pemanfaatan potensi tersebut. Bahan berlignoselulosa terdiri atas hemiselulosa, selulosa, dan lignin. Hemiselulosa dapat dimanfaatkan menjadi produk xylitol, xylosa, dan fulfural. Selulosa dapat dimanfaatkan menjadi protein sel tunggal, glukosa, fruktosa, dan sorbitol. Sedangkan lignin untuk bahan bakar, pelarut, resin, produk karbon, dan matriks adsorpsi (Paturau, 1969).

Salah satu sasaran dalam pengembangan bioteknologi adalah merintis pemanfaatan mikroorganisme dalam biokonversi limbah. Pemanfaatan limbah berlignoselulosa dengan menggunakan jasa mikroorganisme dapat menghasilkan enzim ekstraseluler yang mampu mendegradasi bahan berlignoselulosa menjadi fraksi penyusunnya. Misalkan enzim selulase yang dapat merombak bahan berlignoselulosa berupa jerami atau sampah organic menjadi kompos, atau menghidrolisis selulosa menjadi glukosa. Sedangkan xilanase dapat menghidrolisis hemiselulosa menjadi xilosa, proses ini dapat diaplikasikan ke beberapa proses dan pemanfaatannya (Richana, 2002).

Pemanfaatan Xilanase untuk Proses Pembuatan Kertas

Pada pembuatan kertas, xilanase digunakan untuk menghilangkan hemiselulosa dalam proses bleaching. Enzim ini sebagai pengganti cara kimia sehingga pencemaran racun limbah kimia akan dihindari dan lebih murah (Ruiz-Arribas et al., 1995). Bahan baku kayu pembuat kertas setelah melalui proses digester dan pencucian, sebenarnya masih dalam keadaan kotor (derajat putihnya rendah). Untuk menghasilkan kertas yang bermutu tinggi perlu dilakukan proses pemutihan. Proses pemutihan bertujuan untuk menghilangkan lignin, hemiselulosa penyebab warna coklat dan zat ekstraktif yang dikandung dari hasil pencucian dan penyaringan.

Proses pemutihan biasanya dilakukan bertahap, karena mempunyai kelebihan di antaranya adalah nilai derajat putihnya tinggi. Proses bertahap ini terdiri atas tahap khlorinasi, ekstraksi, dan penambahan khlorin dioksida. Khlorin adalah bahan beracun, sehingga khlorin sisa proses yang dibuang ke perairan sungai akan membuat polusi yang tinggi. Ternyata polusi terbesar di Negara kita adalah polusi dari pabrik kertas. Penggantian penggunaan khlorin untuk pemutihan kertas telah memberikan peluang untuk aplikasi bioteknologi. Xilanase merupakan enzim yang pertama kali dilaporkan untuk pemutihan kertas dan sekarang telah digunakan pada beberapa pabrik kertas (Richana, 2002).

Jumlah pabrik kertas yang sudah beroperasi di Indonesia saat ini lebih dari 14 perusahaan dan belum satu pun menggunakan proses enzimatis dalam proses pemutihan. Dengan demikian, untuk mendukung pelestarian lingkungan maka perlu segeradiaplikasikan proses ramah lingkungan (clean processing) di Indonesia. Untuk proses pembuatan kertas diharapkan xilanase yang digunakan adalah yang termostabil dan tahan pada pH alkali (Nakamura et al., 1993) dan jenis enzimnya adalah endoxilanase.