Selulase adalah enzim yang dapat menguraikan ikatan selulosa. Enzim ini diproduksi oleh beberapa mikroorganisme seperti jamur Trichoderma reesei dan digunakan dalam berbagai industri seperti tekstil, pangan, kertas, serta konversi bahan lignoselulosa menjadi biofuel. Indonesia memiliki potensi sumber daya untuk produksi selulase komersial mengingat ketersediaan limbah pertanian yang kaya akan selulosa.

4. Pengertian Enzim Selulase
Selulase adalah nama bagi semua enzim yang memutuskan ikatan glikosidik
beta-1,4 di dalam selulosa, sedodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa
lainnya.
Selulase tidak dimiliki oleh manusia, karena itu manusia tidak dapat
menguraikan selulosa. Tetapi hal ini dapat dilakukan oleh beberapa hewan
seperti kambing, sapi, dan insekta seperti rayap karena dalam sistem
pencernaannya mengandung bakteri dan protozoa yang menghasilkan enzim
selulase yang akan menghidrolisis (mengurai) ikatan glikosidik beta-1,4.
Reaksi yang ditimbulkan oleh selulase saat mengurai selulosa adalah
hidrolisis, maka selulase diklasifikasikan ke dalam jenis enzim hidrolase.

5. • Selulosa adalah senyawa organik yang paling melimpah di alam.
• Ada dua tipe dasar selulosa yang terdapat di alam, yaitu pektoselulosa, seperti
rami yang mengandung 80% selulosa dan lignoselulosa yang terdiri dari
selulosa, hemiselulosa, dan lignin.
• Sebagai senyawa utama penyusun dinding sel tanaman, selulosa mencakup
sekitar 30% darikeseluruhan material tumbuhan (90% dari kapas dan 50%
dari kayu merupakan selulosa.
• Selulase termasuk dalam jenis enzim yang dihasilkan oleh jamur, bakteri, dan
protozoa yang mengkatalisis cellulolysis yang termasuk hidrilosis dari selulosa.
Namun sellulase juga dapat di hasilkan oleh organisme lain seperti tumbuhan
dan hewan.
• Selulosa adalah gabungan glukosa-glukosa yang diikat oleh ikatan yang
dinamakan dengan ikatan glikosidik beta – 1, 4.

6. • Glukosa adalah gula sederhana yang disebut dengan monosakarida,
sedangkan selulosa adalah polosakarida karena tersusun atas beberapa gula
sedehana. Polisakarida jenis selulosa ini adalah bahan struktural utama dari
kayu dan tetumbuhan yang tidak larut dalam air.
• Keberadaan selulosa dibumi sangat melimpah, karena dalam skala global
tumbuhan hampir 100 miliar ton selulosa pertahun.

7. • Enzim selulase bersifat tidak larut dalam air karena mirip dengan serat.
• Enzim selulase berfungsi untuk mengurai ikatan glikosisdik beta – 1, 4.
• Enzim selulase dapat mengurai sel dinding selulosa tanaman yang dimakan
oleh hewan herbivora dan dapat mencerna serat.
• Selulase digunakan untuk pengolahan makan seperti kopi. Ialu melakukan
hidrolisis selulosa selama pengeringan biji. Selanjutnya, selulase secara luas
digunakan dalam industri tekstil dan deterjen. Mereka juga telah digunakan
dalam industri pulp dan kertas untuk berbagai keperluan, dan mereka
bahkan digunakan dalam aplikasi farmasi.

8. • Selulase digunakan dalam fermentasi biomassa ke
biofuel, walaupun proses ini relatif eksperimental
saat ini.
• Selulase digunakan sebagai pengobatan untuk
Phytobezoars, suatu bentuk selulosa bezoar
ditemukan di perut manusia.
• Selulosa merupakan homopolisakarida, dengan
glukosa sebagai monomernya. Molekul selulosa
berbentuk linier dan tak bercabang, dan terdiri dari
10.000-15.000 unit D-glukosa (Lehninger, 2008).

10. • Selulosa adalah polisakarida linear dari residu glukosa
yang dihubungkan dengan hubungan ß- 1, 4. Seperti kitin
tidak cross-linked.
• Selulosa kristal asli tidak larut dan terjadi sebagai serat
dari hidrogen padat, terikat, rantai anhydroglucose 15
samapi 10.000 unit glukosa.
• Kepadatan dan kompleksitasnya membuatnya sangat tahan
terhadap hidrolisis tanpa kimia pendahuluan atau
degradasi mekainik atau bengkak

12. • Tiga jenis umum enzim membentuk enzim selulase yang komplesks.
• Seluruh obligasi Endocellulase internal untuk mengganggu struktur kristal
selulosa dan mengekspos rantai polisakarida selulase individu.
• Excocellulase memotong 2-4 unit dari ujung-ujung rantai terkena yang
diproduksi oleh endocellulase, mengakibatkan tetrasakarida atau disakarida
seperti selobiosa.
• Selobiase atau hydrolyses betaglukosidase produk endocellulase menjadi
monosakarida individu.
• Dalam jenis diatas ada juga jenis progesif dan non progesif. Selulase progesif
akan terus berinteraksi dengan untaian polysacchaide tunggal, selulase non-
progesif akan berinteraksi sekali kemudian melepaskandiri dan terlibat lagi
untaian polysacchaide.

13. • Elwyn Reese bersama timnya melakukan screening terhadap ribuan jenis sampel dari
hutan dan berhasil mengidentifikasi mikroorganisme penghasil enzim selulase yang dapat
mendegradasi kristal selulosa.
• Mikroba penghasil selulase umumnya merupakan pengurai karbohidrat dan tidak dapat
memanfaatkan protein atau lipid sebagai sumber energi.
• Mikroorganisme ini adalah Trichoderma viride, yang akhirnya diberi nama Trichoderma
reesei pada tahun 1977
• Mikroba penghasil selulase terutama bakteri Cellulomonas dan Cytophaga serta
kebanyakan fungi dapat mengutilisasi berbagai jenis karbohidrat lainnya selain selulosa,
sedangkan spesies mikroba selulolitik anaerobik terbatas pada selulosa dan/atau produk
hidrolisisnya.

14. • Tidak semua mikroorganisme dapat mengutilisasi selulosa sebagai sumber
energi yang menghasilkan kompleks enzim selulase yang lengkap. Hanya
beberapa strain yang dapat menghasilkan kompleks enzim selulase yang
terdiri dari tiga komponenutama yaitu endo-β-glukanase, ekso-β-glukanase,
dan β-glukosidase.
• T. reesei merupakan salah satunya dengan kemampuan menghasilkan enzim
selulase dalam jumlah besar.
• Mikroba yang digunakan secara komersial untuk produksi enzim selulase
umumnya terbatas pada T. reesei, H. insolens, A. niger, Thermomonospora
fusca, dan Bacillus sp. (Sukumaran dkk, 2005).
• Keuntungan penggunaan T. reesei adalah enzim selulase yang dihasilkan telah
lengkap dengan semua komponen yang diperlukan untuk menghidrolisis
selulosa dan perolehan protein selulase yang tinggi dapat dicapai.

15. Enzim Selulase digunakan untuk :
• Melembutkan sayur-sayuran dengan
mencernakan sebagian selulosa sayur itu.
• Mengeluarkan kulit dari biji seperti gandum.
• Mengasingkan agar-agar dari rumpai laut dengan
menguraikan dinding sel daun rumpai dan
membebaskan agar-agar yang terkandung
dalamnya.

16. • Beberapa jenis industri yang memanfaatkan enzim
selulase di antaranya industri tekstil, makanan,
deterjen, dan kertas.
• Menipisnya cadangan bahan bakar fosil yang dapat
ditambang dengan teknologi masa kini mendorong
pemanfaatan enzim selulase untuk biokonversi bahan
lignoselulosa menjadi sumber energi.
• Berikut dijabarkan mengenai industri dengan enzim
Selulase :

17. 1. Industri tekstil
• Selulase merupakan enzim yang paling sukses digunakan dalam
pemrosesan tekstil basah, terutama bagian proses akhir tekstil
berbasis selulosa, dengan tujuan meningkatkan kualitas.
• Selulase umumnya digunakan untuk biostoning bahan jeans dan
biopolishing kapas dan pabrik selulosa lainnya.
2. Industri deterjen
• Dibandingkan dengan enzim hidrolase lainnya di dalam deterjen,
selulase tergolong unik. Jika enzim hidrolase lain seperti amilase
dan lipase umumnya menyerang substrat yang terdapat pada
kotoran atau noda, enzim selulase menghidrolisis selulosa pada
kapas atau paduannya untuk memberi keuntungan dalam
pencucian dan perawatan bahan.

18. 3. Industri makanan dan minuman
• Produksi jus buah dan sayur memerlukan pengembangan metode
ekstraksi, klarifikasi, dan stabilisasi.
• Selulase memiliki aplikasi penting bersama-sama dengan xilanase dan
pektinase yang digunakan dalam ekstraksi dan klarifikasijus buah dan
sayuran untuk meningkatkan perolehan jus.
• Penggunaan enzim tersebut meningkatkan stabilitas dan tekstur cairan
dan mengurangi viskositas sari buah tropis seperti mangga, pepaya, prem,
dan pir.
• Tekstur, rasa, dan aroma dari buah dan sayur dapat ditingkatkan dengan
mengurangi rasa pahit berlebihdengan infusi enzim pektinase dan β-
glukosidase.

19. 4. Industri kertas dan pulp
• Proses pulping mekanik dengan menggunakan selulase dapat menghemat
energi 20-40% selama refining dan meningkatkan kekuatan lembaran.
• Endoglukanase juga dapat mengurangi viskositas pulp dengan
menurunkan derajat hidrolisis.
• Selulase sendiri atau campurannya dengan xilanase dapat digunakan untuk
proses deinking berbagai jenis limbah kertas.
• Keuntungan penggunaan enzim untuk proses deinking adalah mengurangi
penggunaan alkali, meningkatkan kecerahan fiber, mempertahankan
kekuatan kertas, dan mengurangi partikel-partikel halus dalam pulp. Akan
tetapi penggunaan enzim untuk proses deinking tidak boleh berlebihan
karena dapat mengurangi ikatan antarfiber (Kuhad dkk, 2011).

20. 5. Biofuel
• Bahan lignoselulosa (selulosa, hemiselulosa, dan lignin) sangat berlimpah
sehingga berpotensi besar menjadi sumber bioenergi yang murah.
• Mikroorganisme dengan sistem selulase yang berpotensi untuk mengubah
biomassa menjadi alkohol secara langsung telah ditemukan. Akan tetapi,
proses produksi komersial masih memerlukan biaya tinggi sehingga tidak
dapat berkompetisi dengan produk dari bahan baku lain.
• Beberapa faktor dalam proses mengurangi produktivitas biofuel di
antaranya inhibisi produk terhadap enzim selulase, deaktivasi termal,
ikatan nonspesifik pada lignin, dan adsorpsi irreversibel enzim pada
substrat yang heterogen (Kuhad dkk, 2011).
• Saat ini, proses yang mungkin dilakukan adalah produksi bioetanol dari
bahan lignoselulosa secara multitahap

21. • Berbagai aplikasi dari enzim selulase menjadikannya sangat potensial untuk
diproduksi,terutama di Indonesia.
• Pengembangan terbaruaplikasi selulase adalah pembuatan biofuel dengan
bahan baku selulosa.
• Indonesia merupakan negara pertanian, dengan produksi padi yang cukup
besar. Menurut angka ramalan dari data BPS tahun 2011, luas lahan
pertanian padi Indonesia mencapai 13,26 juta hektar dengan produksi padi
rata-rata 5 ton/hektar..
• Menurut BadanLitbang Departemen Pertanian, tiap hektar sawah dapat
menghasilkan 12-15 ton jeramisegar untuk sekali panen. Hal ini menunjukkan
betapa besarnya limbah pertanianIndonesia jika tidak dimanfaatkan.

22. • Jerami padi tersebut umumnya dibakar untuk dijadikan pupuk dan sebagian sebagai
pakan ternak. Mengingat kandungan selulosa yang cukup tinggi dalam jerami tersebut
yaitu sekitar 30% (Lehninger, 2008), maka bahan tersebut sangat potensial untuk
menghasilkan enzim selulase.
• Di samping jerami padi, Indonesia juga memiliki bahan baku potensial lainnya untuk
produksi enzim selulase, seperti tandan kosong kelapa sawit, tanaman nonpangan
dengan kandungan lignoselulosa tinggi seperti jarak pagar (Jatropha curcas), mabai
(Pongamia pinnata), nyamplung (Calophyllum inophyllum), dan tanaman berkayu
tumbuh cepat seperti akasia (Acacia sp.), cemara (Casuarina equisetifolia), kayu putih
(Eucalyptus sp.) dan tanaman lainnya (Soerawidjaja, 2009).
• Terjadinya krisis energi global yang mendorong pemanfaatan enzim selulase untuk
menghasilkan biofuel. Pemanfaatan bahan baku yang mengandung lignoselulosa untuk
menghasilkan enzim selulase dapat diintegrasikan dengan proses produksi bioetanol
dari bahan tersebut. Hal ini dapat mengurangi biaya produksi di samping mengatasike
butuhan akan sumber energi alternatif.