Bahan dan Metode PRODUKSI GULA PEREDUKSI MELALUI REKAYASA PROSES PRA PERLAKUAN BAMBU BETUNG
enzim hanya mengkonversi sedikit jumlah holoselulosa menjadi gula pereduksi, seperti yang diindikasikan oleh nisbah hidrolisis Gambar 5.1.
Pra-perlakuan jamur dianggap menyebabkan penurunan kadar lignin dari bahan berlignoselulosa Zhang et al. 2007, namun pada penelitian ini
hidrolisis enzimatis dari bambu setelah pra-perlakuan tidak berhasil menghasilkan rendemen gula pereduksi yang tinggi. Rendemen gula
pereduksi tertinggi pada hidrolisis enzimatis dengan enzim selulase 20 FPUg hanya 2.69 atau 3.37 dari rendemen gula pereduksi teoritis dari
bambu awal.
Gambar 5.1 Rendemen gula pereduksi dan nisbah hidrolisis bambu setelah pra-perlakuan pada hidrolisis enzimatis
Pada aplikasi hidrolisis asam-gelombang mikro dengan dan tanpa karbon aktif Gambar 5.2A dan B menunjukkan bahwa peningkatan
intensitas iradiasi gelombang mikro memperbaiki rendemen gula pereduksi baik pada inokulum 5 dan 10. Rendemen gula pereduksi dari hidrolisis
asam-gelombang mikro meningkat 9.7 kali dibandingkan dengan kontrol. Rendemen gula pereduksi serbuk bambu betung dengan inokulum 5 lebih
tinggi daripada inokulum 10. Meskipun indeks kristalinitas bahan pada inokulum 5 lebih tinggi daripada inokulum 10 Tabel 5.1, namun
kehilangan sebagian bagian amorf lignin dan hemiselulosa dari matrik lignoselulosa yang terjadi lebih banyak. Peningkatan indeks kristalinitas
dikarenakan kehilangan bagian amorf ini berkontribusi dalam meningkatkan indeks kristalinitas selulosa. Lebih jauh, dalam penentuan indeks
kristalinitas bahan, sampel hasil pra-perlakuan dalam kondisi basah sehingga perlu dikeringkan. Oleh karena itu, pengeringan pada sampel
setelah pra-perlakuan memungkinkan efek hornifikasi melalui pembentukan ikatan hidrogen yang permanen. Metode penyiapan sampel penentuan
indeks kristalinitas bahan ini dapat juga mempengaruhi peningkatan indeks kristalinitasnya.
0,0 0,5
1,0 1,5
2,0 2,5
3,0 3,5
4,0
10 Fpu 20 fpu 10 fpu 20 fpu 10 fpu 20 fpu Kontrol
5 inokulum 10 inokulum
R e
n d
e m
e n
Gu la p
e re
d u
ksi
d an
n isb
ah h
id ro
li si
s
Konsentrasi inokulum
bambu pra-perlakuan bambu awal
Nisbah hidrolisis
Tabel 5.1. Peningkatan CI bahan dan kehilangan komponen kimia setelah perlakuan jamur
Pra-perlakuan
CI bahan
1
Peningkatan CI terhadap
kontrol Kehilangan berat
Lignin
2
Hemi selulosa
2
Total Kontrol
30.43 Inokulum 5
38.39 26.16
24.27±2.3 10.92±6.16
35.19 Inokulum 10
30.83 1.32
9.78±4.3 16.83±1.3
26.61
Keterangan : 1. Tabel 2.2 2. Tabel 2.6
Tanpa kehadiran karbon aktif, peningkatan konsentrasi asam dalam hidrolisis asam-gelombang mikro menurunkan rendemen gula pereduksi
sangat tajam. Semakin kerasnya kondisi hidrolisis memungkinkan pembentukan produk degradasi sekunder dalam proses hidrolisis.
Kehilangan lignin karena perlakuan asam pada selulosa dilaporkan meningkatkan indeks kristalinitas bahan, sehingga menurunkan penetrasi
agen penghidrolisis dan menurunkan rendemen gula pereduksi Pu et al. 2013. Hasil yang sejalan dengan penelitian ini dilaporkan oleh Hermiati et
al. 2012b menggunakan onggok dengan iradiasi gelombang mikro selama 12-15 menit dikarenakan oleh dekomposisi glukosa menjadi berat molekul
yang lebih rendah seperti HMF.
Perbaikan rendemen gula pereduksi juga ditemukan setelah hidrolisis asam-gelombang mikro dengan konsentrasi asam 2.5 selama 12.5 menit
baik pada inokulum 5 dan 10. Pra-perlakuan dengan inokulum 5 selama 12.5 menit dengan konsentrasi asam 1 menunjukan rendemen gula
pereduksi yang tertinggi 17.06 bambu awal atau 18.24 bambu hasil pra-perlakuan dan rendemen ini meningkat 6.74 kali dibandingkan dengan
rendemen gula pereduksi dari hidrolisis enzimatis menggunakan enzim selulase 20 FPUg. Dalam kondisi ini, holoselulosa yang dapat dikonversi
menjadi glukosa sebesar 21.86 Gambar 5.3. Secara teoritis, konversi gula pereduksi dari bambu dengan nisbah hidrolisis 100 dapat
memproduksi 71.45g gula pereduksi100g bambu awal, oleh karena itu pada pra-perlakuan ini rendemen gula pereduksi yang dapat dicapai sebesar
22.75 dari rendemen gula pereduksi teoritis dari bambu awal.