Tim dari Fakultas Biologi dan Pertanian UGM yang diketuai oleh Padia Desi Rahmawati (Pertanian UGM 2022) dengan dua rekannya Ghefira Nur Fatimah (Biologi 2022) dan Nabilla Izzus Shufa (Biologi 2022) berhasil menorehkan Juara Harapan 1 pada Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Agricultural Food Competition yang diselenggarakan oleh Himpunan Mahasiswa Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman pada tanggal 1 Januari – 23 Februari 2025 dengan tema “The Actualization of Sustainable Development Goals through Agricultural Innovation in the Society 5.0 Era”. Tim ini dibimbing oleh dosen Fakultas Pertanian UGM yaitu Ibu Desi Utami, S.P., M.Env.Sc., Ph.D. Subtema yang dipilih adalah Energy Efficiency and Conservation. dengan judul karya “Energi Hijau Berbasis Duckweed: Optimalisasi Biomassa Duckweed (Spirodela polyrhiza) dengan Burkholderia sp. Sebagai Bahan Baku Bioetanol”.
Penulisan karya ilmiah ini dilatarbelakangi oleh adanya permasalahan kelangkaan bahan bakar minyak yang berdampak pada sektor pertanian. Cadangan minyak bumi Indonesia pada tahun 2019 sebesar 3,8 miliar barrel dengan rasio reserves to production (R/P) sebesar 9 tahun yang artinya cadangan bahan bakar minyak bumi hanya bertahan sampai tahun 2028 jika tidak diimbangi adanya energi terbarukan dengan total produksi dan konsumsi yang sama. Diperlukan energi terbarukan untuk memenuhi pasokan energi nasional. Salah satu bahan baku pembuatan bioetanol sebagai energi terbarukan yang dipilih adalah tanaman duckweed (Spirodela polyrhiza). Di Indonesia tanaman ini hanya dianggap sebagai gulma air, namun di luar negeri sudah memanfaatkan tanaman ini sebagai pakan ternak dan bioetanol. Tanaman duckweed berpotensi menjadi bahan baku bioetanol dengan kandungan pati yang cukup tinggi mencapai 31% dari berat keringnya dengan kandungan selulosa yang rendah, selain itu tanaman ini memiliki laju pertumbuhan yang cepat dan tidak termasuk tanaman komoditas pangan atau ekspor sehingga tidak terjadi persaingan bahan baku.
Biomassa duckweed dapat di optimalisasi dengan pemberian Burkholderia sp. pada sistem budidayanya. Burkholderia sp. merupakan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) yang mampu bersimbiosis dengan mekanisme fiksasi nitrogen dan pelunakan fosfor, serta membantu dalam meningkatkan produksi hormon pertumbuhan. Tujuan dari optimalisasi biomassa duckweed dengan Burkholderia sp. adalah guna memenuhi pasokan bahan baku duckweed pada skala industri. Produksi duckweed menjadi bioetanol meliputi beberapa tahapan utama, yaitu budidaya duckweed dengan Burkholderia sp. terdiri dari pembentukan simbiosis duckweed dan Burkholderia sp., tahap budidaya, dan tahap pengeringan setelah pemanenan. Tahapan berikutnya dilakukan hidrolisis enzimatis pati sebelum masuk ke proses fermentasi. Tahap Hidrolisis enzimatis pati bertujuan untuk memecah pati menjadi glukosa dengan menggunakan enzim α-amilase dan enzim glukosidase. Pada tahapan ini terjadi proses gelatinisasi, likuifikasi, dan sakarifikasi. Fermentasi dilakukan dengan metode batch culture pada suhu 30–35°C selama 7 hari menggunakan khamir S. cerevisiae. Tahap terakhir dalam produksi bioetanol duckweed yaitu destilasi menggunakan metode destilasi refluks hingga diperoleh bioetanol dengan konsentrasi 96% dan destilasi absorbent untuk memperoleh FGE (Full Grade Ethanol).
Ide inovasi Bioetanol berbasis duckweed yang dibudidayakan dengan Burkholderia sp. memiliki peranan dalam mendukung program Sustainable Development Goals (SDGs), terutama poin ke 7 terkait energi bersih dan terjangkau, serta poin ke 12 terkait konsumsi dan produksi yang bertanggung jawab. Bahan bakar nabati seperti bioetanol berbahan baku duckweed mampu dijadikan bahan campuran bahan bakar minyak sehingga mampu mengurangi total konsumsi bahan bakar tak terbarukan. Selain itu, bioetanol berbahan baku duckweed membantu menurunkan emisi gas buang yang menjadi penyebab utama pencemaran lingkungan karena emisi yang dihasilkan dapat diserap kembali oleh tanaman. Dengan demikian, energi hijau berbasis duckweed ini dapat menjadi solusi untuk pemenuhan energi nasional yang ramah lingkungan. [Penulis: Ghefira Nur Fatimah]
