BAB VIII. LIMBAH DAN PEMANFAATAN LAIN SORGUM
8.5 Single cell oil
Single cell oil (SCO) merupakan lipid penyimpanan intraseluler yang terdiri dari trigliserida.
SCO dapat digunakan sebagai alternatif minyak, tergantung pada komposisi asam lemaknya, dapat digunakan sebagai feedstock untuk produksi biodiesel, bahan farmasi, atau sumber asam lemak esensial untuk konsumsi manusia maupun ternak. Single cell oil diproduksi oleh mikroorganisme oleaginous yang mampu mengakumulasi antara 20-80% lipid per biomasa kering dalam fase pertumbuhan di bawah nutrisi yang terbatas, misalnya nitrogen atau fosfor, dengan sumber karbon berlebih secara simultan (Ochsenreither et al., 2016). SCO pada sorgum dapat diperoleh dengan bantuan Rhodosporidium toruloides, yang tergolong dalam jenis yeast dengan kemampuan mengakumulasi jumlah lipid yang tinggi ketika ditumbuhkan pada substrat.
Macam-macam substrat yang dapat digunakan oleh R. toruloides antara lain gula murni, gliserol, pati singkong, dan artichoke Jerussalem. Selain itu, yeast tersebut mampu menghasilkan produk lain yang bernilai tinggi seperti karotenoid (Matsakas et al., 2012).
Bagian tanaman sorgum yang dapat digunakan untuk produksi single cell oil dan berpotensi sebagai limbah adalah bagian batangnya. Batang tanaman sorgum mengandung karbohidrat terlarut (glukosa, fruktosa, dan sukrosa) dan karbohidrat tidak terlarut (selulosa dan hemiselulosa) dengan jumlah yang cukup tinggi, dimana karbohidrat tersebut akan dikonversi menjadi gula sederhana yang akan digunakan oleh yeast. Batang tanaman sorgum juga mengandung protein yang dapat berfungsi sebagai sumber nitrogen untuk pertumbuhan yeast, sehingga diperoleh kadar awal karbon:nitrogen sebesar 60:65. Kadar karbon:nitrogen yang semakin tinggi diperlukan untuk menghasilkan single cell oils yang lebih banyak pula (Matsakas et al., 2012).
96
DAFTAR PUSTAKA
Akogou, F. U. G., Kayode, A. P. P., den Besten, H. M. W., Linnemann A. R., & Fogliano V. (2018).
Effect of Processing and Storage on The Stability of The Red Bicolorant Apigeninidin from Sorghum. Food Science and Technology. 90: 592-597
Bradwell, J., Hurd, M., Pangloli, P., McClure, A., & Dia, V. P. (2018). Food Science and Technology. 97: 787-793
Castro, E., Nieves, I. U., Rondon, V., Sagues, W. J., Fernandez-Sandoval, M. T., Yomano, L. P., York, S.W., Erickson, J., & Vermerris, W. (2017). Potential for Ethanol Production from Different Sorghum Cultivars. Industrial Crops & Products. 109: 367-373
Idris, A. S. O., Pandey, A., Rao, S. S., & Sukumaran, R. K. (2017). Cellulase Production Through Solid-State Tray Fermentation, and Its Use for Bioethanol from Sorghum Stover.
Bioresource Technology. 242: 265-271
Liu, L., Ramirez, I. S. A., Yang, J., & Ciftci, O. N. (2020). Evaluation of Oil-Gelling Properties and Crystallization Behavior of Sorghum Wax in Fish Oil. Food Chemistry. 309: 125567
Lolasi, F., Amiri, H., Asadollahi, M. A., &Karimi, K. (2018). Using Sweet Sorghum Bagasse for Production of Amylases Required for Its Grain Hydrolysis via a Biorefinery Platform.
Industrial Crops & Products. 125: 473-481
Matsakas, L., Bonturi, N., Miranda, E. A., Rova, U., & Christakopoulus, P. (2015). High Concentrations of Dried Sorghum Stalks as a Biomass Feedstock for Single Cell Oil Porduction by Rhodosporidium toruloides. Biotechnology for Biofuels. 8(2015): 1-6
Stoklosa, R. J., Latona, R. J., Bonnaillie, L. M., & Yadav, M. P. (2019). Evaluation of Arabinoxylan Isolated from Sorghum Bran, Biomass, and Bagasse for Film Formation. Carbohydrate Polymers. 213(2019): 382-392
Ochsenreither, K., Gluck, C., Stressier, T., Fischer, L., & Syldatk, C. (2016). Production Strategies and Applications of Microbial Single Cell Oils. Review: Frontiers in Microbiology. 7:1539 Qiu, S., Yadav, M. P., Chau, H. K., & Yin, L. (2020). Physicochemical Characterization and
Rheological Behavior of Hemicelluloses Isolated from Sorghum Bran, Sorghum Bagasse and Sorghum Biomass. Food Hydrocolloids. 100: 105382
Wahyuni, Y., Miyamoto, T., Hartati, H., Wijayantie, D., Windiastri, V. E., Sulistyowati, Y., Rachmat, A., Hartati, N. S., Ragamustari, S. K., Tobimatsu, Y., Nugroho, S., & Umezawa, T. (2019).
Variation in Lignocellulose Characteristics of 30 Indonesian Sorghum (Sorghum bicolor) Accessions. Industrial Crops & Products. 142: 111840
Wang, C., Zhou, L., Zhang, G., Xu, Y., Zhang, L., Gao, X., Gao, J., Jiang, N., & Shao, M. (2017).
Optimal Fertilization for High Yield and Good Quality of Waxy Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench). Field Crops Research. 203: 1-7
Yan, J., Zhang, B., Wu, F., Yan, W., Lv, P., Yadav, M., Jia, X., & Yin, L. (2020). Diverse Mechanical Properties and Microstructures of Sorghum Bran Arabinoxylans/Soy Protein Isolate Mixed Gels by Duo-Induction of Peroxidase and Calcium Ions. Food Hydrocolloids.
107(2020): 105946
97
GLOSARIUM
A
Aerob = Memerlukan oksigen untuk hidup, tumbuh dan bergerak. Mikroba yang dalam respirasi memerlukan oksigen
Aglikon = Senyawa organik yang bersenyawa dengan bagian glikosida yang bergula; bukan bagian dari senyawa glikosida yang dapat dibebaskan dengan proses hidrolisis
Alkali = Suatu zat yang bersifat basa atau mempunyai pH >7
Amilopektin = Polisakarida bercabang yang tersusun dari molekul glukosa yang dihubungkan dengan ikatan α-1,4-glikosidik yang membentuk struktur linier dan ikatan α-1,6-glikosidik untuk membentuk bercabang
Amilosa = Polisakarida rantai lurus yang tersusun dari molekul glukosa yang dihubungkan dengan ikatan α-1,4-glikosidik
Anaerob = (Mikroorganisme) yang dapat respirasi secara baik tanpa oksigen Antiinflamasi = Kelompok senyawa yang digunakan untuk mengurangi
perandangan.
Antinutrisi = Senyawa yang dihasilkan secara alami oleh tanaman yang dapat mengganggu atau menghambat penyerapan nutrisi
Antioksidan = Senyawa yang dapat mencegah atau memperlambat kerusakan sel akibat radikal bebas
Aw (Aktivitas air) = Air bebas, air yang tersedia untuk biologi maupun reaksi kimia B
Bioaktif = Senyawa yang terdapat pada hewan atau tanaman yang memiliki efek fisiologis pada tubuh
Biodiesel = Bahan bakar yang sebagian atau seluruhnya berasal dari bahan organik
Bioetanol = Sejenis alkohol yang merupakan bahan kimia yang terbuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati
Biogas = Gas yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan organik D
Daya Cerna = Kemampuan suatu senyawa untuk dihidrolisis menjadi partikel yang lebih kecil yang dapat diserap oleh saluran pencernaan Diversifikasi = Usaha untuk penganekaragaman atau untuk menghindari
ketergantungan pada produk tunggal E
Ekstraksi = Proses pemisahan suatu zat dari sistem campuran, dapat dilakukan dengan pelarut, distilasi, pengepresan atau sublimasi
98
Emulsifier = Zat untuk membantu menjaga kestabilan emulsi minyak dan air Enzim = Molekul protein kompleks yang dihasilkan oleh makhluk hidup dan
bekerja sebagai katalisator dalam berbagai proses kimia di dalam tubuh makhluk hidup
F
Fitokimia = Senyawa kimia yang terdapat pada tanaman
Food grade = Suatu material yang tidak mentransfer zat berbahaya ke dalam makanan
Fortifikasi = Proses penambahan mikronutrien pada makanan
Freeze-drying = Salah satu teknik pengeringan dengan cara membekukan suatu zat kemudian diuapkan sehingga kadar air dalam bahan akan menguap/menyublim
Fruktosa = Senyawa karbohidrat yang termasuk ke dalam golongan monosakarida
G
Gelatinisasi = Proses pemecahan bentuk kristalin granula pati, sehingga setiap lapisan permukaan molekulnya dapat menyerap air atau larut dan bereaksi dengan bahan lain
Germinasi = Perkecambahan suatu tanaman
Glukosa = Senyawa karbohidrat yang termasuk ke dalam golongan monosakrida
Gluten = Protein yang terdapat pada gandum yang berperan pada pembentukan kohesivitas, ekstensibilitas dan elastisitas adonan produk.
Grit Sorgum = Sorgum yang telah melalui proses penggilingan dan memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan biji sorgum utuh, namun lebih kasar dari tepung
H
Hemiselulosa = Polisakarida yang ditemukan pada dinding sel tumbuhan
Hidrasi = Penggabungan dengan air
Hidrokoloid = Bahan koloid hidrofilik yang memiliki kemampuan mengikat dan menyerap air berfungsi sebagai penstabil, emulsifier, pembentuk tekstur, dan meningkatkan daya serap air pada produk pangan Hidrolisis = Pemecahan senyawa kimia melalui penambahan air
I
Imunomodulator = Senyawa yang dapat meningkatkan fungsi sistem imun
Indeks Glikemik (IG) = Angka yang menunjukkan potensi peningkatan gula darah dari karbohidrat yang tersedia pada bahan pangan atau dapat
99
dikatakan sebagai tingkatan pangan menurut efeknya terhadap kadar glukosa darah
K
Kelembaban Relatif (RH) = Jumlah uap air yang terkandung di dalam campuran air-udara dalam fase gas
M
Mikotoksin = Senyawa hasil metabolisme jamur yang bersifat toksik atau berbahaya
P
Pati modifikasi = Pati yang telah mengalai modifikasi secara fisik, kimia, mikrobiologi, atau enzimatis sehingga merubah satu atau lebih sifat aslinya Pati resisten = Pati yang tidak dicerna oleh enzim pencernaan dan tahan terhadap
asam lambung sehingga dapat mencapai usus besar untuk difermentasi oleh bakteri baik menjadi asam lemak rantai pendek.
Patogen = Mikroorganisme yang menimbulkan penyakit R
Reactive Oxygen Species (ROS)
= Radikal bebas yang berupa oksigen dan turunannya yang bersifat sangat reaktif
Retrogradasi Pati = Terikatnya kembali molekul amilosa yang keluar dari granula pati pada saat proses gelatinisasi akibat penurunan suhu, membentuk jaringan mikrokristal dan mengendap
S
Selulosa = Polisakarida yang dihasilkan oleh sitoplasma sel tanaman yang membentuk dinding sel
Silase = Batang sorgum yang dipotong pada waktu tanaman tersebut masih berwarna hijau kemudian disimpan
Silika gel = Substansi yang digunakan untuk menyerap kelembaban dan cairan partikel
Sourdough = Adonan yang dibuat dengan cara fermentasi dengan mikroba alami Starter = Biakan mikroba tertentu yang ditumbuhkan di dalam substrat atau
medium untuk tujuan proses tertentu
Sukrosa = Senyawa karbohidrat yang termasuk ke dalam golongan monosakarida yang terdiri dari glukosa dan fruktosa
T
Tanaman C4 = Tanaman yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan panas dan kering
Tanin = Suatu senyawa polifenol yang bersifat asam dengan rasa sepat dan ditemukan pada banyak tumbuhan
100
INDEKS
A
Alkali, ix Allelopathy, 14 Ampok, 74 Anti-nutrisi, 29 Antosianin, 63 Apigeninidin, 102 Arabinoxylan, 99 Asam fenolat, 26 Asam fitat, 31 Astaxanthin, 102
B
Bagasse, 13 Bakpao, 65 Biodiesel, 103 Bioetanol, 88 Biogas, 88
Breakfast cereal., 56 Brown sorgum, 19
D
Daya cerna pati, 24 Daya cerna protein, 25 Durra, 13
E
Emulsifier, 50 Endosperma, 23
F
Fenolik, 26
Fermentasi, 48, 49 Fitokimia, 47 Flavanon, 28 Flavona, 27 Flavonoid, 27, 28 Fortifikasi, 53
G
Gelatinisasi, 52 Germ, 23 Gluten, 62 Gluten-free, 55 Gulma, 13
H
Hidrokoloid, 52
I
Imunomodulator, 61 Indeks glikemik, 33
K
Kafirin, 62 Karbohidrat, 24 Kukis sorgum, 56
L
Lemak, 25 Luteolin, 27
M
Mi sorgum, 57 Mikotoksin, 43 Mineral, 62
Minuman bubuk rendah kalori, 65
N
Nikstamalisasi, 50
P
Pangan fungsional, 60 Pati resistan, 24 Pengeringan, 39 Penyimpanan, 40 Perikarp, 22
Perkecambahan, 49 Proses Panen, 38 Protein, 25
Purdue Improved Crop Storage (PICS), 40
R
Roti kukus, 56
S
Serat pangan, 61 Serealia, 15
101 Silase, 13
Single cell oil, 103 Sorgum merah, 19 Sorgum putih, 19 Sourdough, 55 Subtropics, 13
T
Tanin, 20
Tanin terkondensasi, 50 Tempe, 75
Tortilla, 56
Tripsin inhibitor, 30
W
Wax, 100 Wet-milling, 53
Β
β-glukan, 61