VARIETAS UNGGUL DAN KLON-KLON HARAPAN UBIKAYU UNTUK BAHAN BAKU BIOETANOL
Penggunaan bahan bakar fosil (fossil fuel) secara terus menerus menimbulkan dua ancaman serius: (1) faktor ekonomi, berupa jaminan ketersediaan bahan bakar fosil untuk beberapa dekade mendatang, masalah suplai, harga, dan fluktuasinya serta (2) polusi akibat emisi pembakaran bahan bakar fosil ke lingkungan. Polusi yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsung maupun tidak langsung kepada derajad kesehatan manusia. Sedangkan polusi tidak langsung berdampak pada pemanasan global (Global Warming Potential). Munculnya permasalahan tersebut telah memacu berbagai pihak untuk mengembangkan sumber energi alternatif nonfosil yang terbarukan dan lebih ramah lingkungan. Pengenalan energi alternatif tersebut merupakan salah satu upaya untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak (BBM) yang pada saat ini harganya mendekati 150 $ US per barrel. Dalam kondisi harga BBM yang cenderung terus naik, saat ini berbagai jenis energi terbarukan mulai kompetitif terhadap bahan bakar tanpa subsidi. Salah satu sumber energi nonfosil yang mulai dikembangkan untuk kendaraan bermotor adalah bioetanol. Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang biaya produksinya sama atau bahkan cenderung lebih murah dibandingkan dengan bensin tanpa subsidi. Rendahnya biaya produksi bioetanol karena sumber bahan bakunya merupakan bahan pertanian yang tidak bernilai ekonomis dan berasal dari hasil pertanian budidaya yang dapat diambil dengan mudah. Dilihat dari proses produksinya juga relatif sederhana dan murah. Keuntungan lain dari bioetanol adalah nilai oktannya lebih tinggi daripada bensin sehingga dapat menggantikan fungsi bahan aditif, seperti metil tertiary butyl ether dan tetra ethyl lead yang dipilih menggantikan timbal pada bensin. Bioetanol merupakan salah satu sumber energi alternatif untuk bahan bakar, terutama untuk kendaraan bermotor yang dihasilkan dari tanaman berpati, seperti biji-bijian, terutama jagung dan umbi-umbian (ubikayu) serta tanaman yang menghasilkan gula, seperti tebu dan beet. Ubikayu potensial sebagai bahan baku pembuatan bioetanol karena kandungan patinya yang tinggi merupakan substrat yang baik untuk menghasilkan glukosa sebagai produk antara pada pembuatan etanol. Selain itu, daya adaptasinya juga tinggi, karena pada kondisi kekeringan dan tanah miskin hara tanaman ubikayu masih
1
mampu memberikan hasil pati dan total bahan kering yang tinggi. Kebutuhan energi ubikayu hanya sebesar 5-6% dari kandungan energi yang dihasilkan total biomasa, sehingga keuntungan energi yang diperoleh sebesar 95%, dengan asumsi semua energi yang terkandung di dalam total biomasa digunakan. Efisiensi produksi alkohol dari ubikayu secara keseluruhan mencapai 32%. Ke depan kebutuhan ubikayu untuk bahan baku ethanol (sebagai campuran premium) dipastikan akan terus meningkat. Lebih-lebih dengan adanya kenaikan harga minyak di pasaran dunia yang telah tembus US $100 per barel. Besarnya kebutuhan ubikayu tersebut dapat dipenuhi melalui peningkatan produksi ubikayu, baik itu melalui perluasan areal panen maupun penerapan teknologi produksi ubikayu, salah satu pendukungnya adalah pengunaan varietas unggul yang sesuai. Varietas unggul yang sesuai untuk bahan baku bioetanol adalah varietas yang mempunyai karakteristik : a) kadar pati tinggi, b) potensi hasil tinggi, c) tahan tekanan cekaman biotik dan abiotik, serta d) fleksibel dalam usahatani dan umur panen. Oleh karena itu, dianggap penting untuk mengidentifikasi kesesuaian sifat-sifat kimia ubikayu dengan potensi hasil dan bahan kering/pati tinggi untuk bahan baku pembuatan bioetanol, yang meliputi varietas unggul yang telah dilepas, varietas lokal, varietas introduksi, klon harapan yang siap dilepas dan klon koleksi plasma nutfah. VARIETAS UNGGUL UBIKAYU UNTUK BAHAN BAKU BIOETANOL Terdapat sedikitnya 10 varietas unggul ubikayu yang telah dilepas sejak tahun 1978-2001. Dalam kaitannya dengan bahan baku bioetanol, Balitkabi telah bekerjasama dengan BBTP Lampung untuk melakukan identifikasi varietas unggul ubikayu yang sesuai untuk bioetanol. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa varietas UJ-5, Adira-4, UJ-3 dan Malang 6 mempunyai nilai konversi ke etanol lebih rendah dibandingkan nilai konversi yang selama ini digunakan yaitu 6,1 kg umbi ubikayu segar menjadi 1 liter etanol 96% dengan kadar gula total 30%, ratio fermentasi 90% dan efisiensi distilasi 95% (Tabel 1). Semakin rendah nilai konversi, semakin kecil berat umbi segar yang diperlukan untuk menghasilkan 1 liter etanol. Dengan demikian, varietas unggul ubikayu tersebut berpeluang baik untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.
2
Tabel 1. Komposisi kimia dan konversi varietas unggul ubikayu ke etanol Klon ubikayu
Kadar bahan kering (%) 39,51
Kadar gula total (% bb)
Kadar pati (% bk)
Konversi umbi segar kupas menjadi etanol (kg/liter) a
40,93
80,31
4,70
Malang-6
43,07
39,12
80,46
5,01
UJ-3
41,34
36,22
79,57
4,93
46,31
43,47
80,24
4,52
Adira-4
UJ-5 a
Keterangan: : Etanol dengan kadar 96% (effisiensi distilasi dianggap 95%) (Sumber: Ginting et al., 2006)
KLON-KLON HARAPAN UBIKAYU UNTUK BAHAN BAKU BIOETANOL Selain varietas unggul yang sudah ada tersebut, Balitkabi juga telah menghasilkan beberapa klon harapan ubikayu yang mempunyai kadar pati tinggi dan prospektif sebagai bahan baku bioetanol. Hasil pengujian yang dilakukan di Kebun Percobaan (KP) Kendalpayak, Malang menghasilkan tiga klon harapan dengan kemampuan menghasilkan umbi lebih tinggi dibandingkan dengan UJ-5 dan UJ-3, yaitu klon CMM 02048-6, SM 2361-1 dan CMM 990083. Klon CMM 02048-6 dan SM 2361-1 tergolong klon yang berumur genjah (Tabel 2). Hasil yang dicapai pada pengujian ini tergolong rendah, karena sebagian umbi busuk akibat curah hujan yang tinggi. Kondisi tersebut diperparah oleh aerasi tanah yang kurang baik. Disamping itu, jenis tanah dimana pengujian dilakukan tidak sesuai untuk perkembangan ubikayu, karena kandungan liatnya tinggi, sehingga perkembangan umbi tidak maksimal. Kadar pati klon CMM 02048-6 pada umur 8 bst sama dengan UJ-5, sedangkan klon CMM 99008-3 sedikit di bawah UJ-5 tetapi di atas UJ-3, dan klon SM 2361-1 di bawah UJ-3. Kadar gula total dari klon-klon tersebut disajikan pada Tabel 4. Kadar gula total tertinggi dicapai klon CMM 99008-3, diikuti MLG 0311, SM 2361-1 dan CMM 02048-6 (Tabel 3). Kadar gula total merupakan indikator klon ubikayu yang sesuai untuk bahan baku bioetanol. Penampilan hasil umbi dari klon-klon harapan tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.
3
Tabel 2. Hasil umbi, kadar pati dan kadar gula total beberapa klon-klon harapan ubikayu pada umur panen yang berbeda, th 2007 Klon
Hasil umbi*) (t/ha) pada umur panen (bst)
Kadar pati*) (%) pada umur panen (bst)
Kadar gula
6
7
8
6
7
8
CMM 02048-6
18,6
36,4
27,2
17,70
17,24
18,16
UJ-5
11,1
16,0
17,6
17,16
17,01
18,16
UJ-3
4,8
19,2
11,8
14,79
17,47
16,79
15,4
32,0
24,7
16,34
15,89
15,89
40,51
8,4
13,2
18,2
16,79
17,01
17,24
44,34
MLG 0311 4,8 11,4 14,8 16,79 16,34 16,34 Keterangan: *) : dipanen pada musim hujan, bst: bulan setelah tanam
41,29
SM 2361-1 CMM 99008-3
total (%) 37,13
Selain klon-klon tersebut di atas, Balitkabi juga mengembangkan klonklon harapan ubikayu seperti OMM 9906-12, OMM 9908-4, CMM 99023-4 dan MLG 0311, disamping klon CMM 99008-3 (Tabel 3). Namun diantara klon-klon tersebut tidak semuanya prospektif untuk bahan baku bioetanol, terdapat satu klon yang tidak prospektif yaitu klon CMM 99023-12, karena untuk menghasilkan 1 liter etanol dibutuhkan umbi segar lebih dari 6,1 kg. Klon-klon yang prospektif untuk bahan baku bioetanol tersebut mempunyai kadar gula total yang tinggi dan untuk menghasilkan 1 liter etanol membutuhkan umbi segar kurang dari 6,1 kg (Tabel 3).
4
SM 2361
CMM 02048-6
MLG 0311
CMM 99008-3
UJ-3
UJ-5
Gambar 1. Umbi klon-klon harapan ubikayu SM 2361, CMM 02048-6, CMM 99008-3, MLG 0311, UJ-3 dan UJ-5
Tabel 3. Kadar bahan kering (%), kadar gola total (%), kadar pati (%) dan nilai konversi umbi segar menjadi etanol (kg/liter) Klon ubikayu
Kadar bahan kering (%) 30,48
Kadar gula total (% bb)
Kadar pati (% bk)
31,92
78,85
Konversi umbi segar kupas menjadi etanol (kg/liter) a 6,48
35,49
33,70
80,41
5,70
OMM 9908-4
43,41
42,38
80,48
4,25
CMM 99023-4 CMM 99008-3
38,90 49,36
36,59 45,28
80,41 82,13
5,08 4,23
CMM 9902312 OMM 9906-12
MLG 0311 45,49 41,29 80,93 4,29 a Keterangan: : Etanol dengan kadar 96% (effisiensi distilasi dianggap 95%) (Sumber: Ginting, et al., 2006)
5
Klon-klon harapan ubikayu dengan kadar gula total tinggi dan nilai konversi umbi segar ke etanol kurang dari 6,1 kg umbi segar/l etanol, berpotensi baik untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Dari beberapa pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa hasil umbi klon-klon harapan (OMM 9906-12, OMM 9908-4, CMM 99023-4 dan CMM 99008-3) tersebut tidak berbeda nyata dengan hasil umbi yang dicapai varietas unggul UJ-5 yang telah berkembang luas di propinsi Lampung. Klon CMM 02048-6, CMM 99008-3, SM 2361-1 dan MLG 0311 mempunyai tingkat toleransi terhadap gangguan hama utama ubikayu (tungau merah) lebih tinggi dibandingkan varietas unggul UJ-5 dan UJ-3. Karakter lain yang perlu diketahui dari klon-klon harapan ubikayu tersebut adalah adaptasi dan stabilitasnya. Hasil pengujian pada tahun 2007 menunjukkan bahwa klon CMM 99023-12 dan OMM 9906-12 dikategorikan klon yang beradaptasi khusus pada kondisi lingkungan yang optimum, sedangkan klon OMM 9908-4, CMM 99023-4 dan CMM 99008-3 dikategorikan klon yang beradaptasi luas. Klon-klon harapan yang dikategorikan beradaptasi luas dapat dibudidayakan di berbagai kondisi lingkungan. Tersedianya varietas unggul dan klon-klon harapan ubikayu yang mempunyai nilai konversi umbi segarnya menjadi etanol lebih kecil daripada ketentuan yang selama ini digunakan (6,1 kg/l), diharapkan dapat mendukung rencana pemenuhan kebutuhan Gasohol E-10 (campuran 90% premium dan 10% etanol) yang 8% etanolnya ditetapkan berasal dari ubikayu.
Sumber: Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian
6
