dengan asam menjadi komponen-komponen monomernya yang terdiri dari D- glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D-xilosa, dan sejumlah kecil L-ramnosa
disamping menjadi asam D-glukuronat, asam 4-0-metil-glukuronat dan asam D- galakturonat Sastrohamidjojo dan Prawirohatmodjo 1995
Hemiselulosa merupakan polisakarida dengan bobot molekul lebih kecil dibandingkan selulosa. Molekul hemiselulosa lebih mudah menyerap air, bersifat
plastis dan mempunyai permukaan kontak antar molekul lebih luas dibandingkan dengan selulosa Judoamidjojo et al. 1989. Ikatan di dalam rantai hemiselulosa
banyak bercabang karena gugus β-glukosida di dalam molekul yang satu berikatan
dengan gugus hidroksil C2, C3 dan C4 dari molekul yang lain. Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa berbentuk amorf Tjokroadikoesoemo 1986.
Gambar 2. Struktur kimia hemiselulosa Anonim 2010
b
Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi lebih rendah dan mudah larut dalam alkali tetapi sukar larut dalam asam,
sedangkan selulosa sebaliknya. Hidrolisis hemiselulosa menghasilkan empat jenis monosakarida yaitu xilosa, manosa, galaktosa dan glukosa dalam jumlah sedikit
Gonzalez et al.1986. Hidrolisis lebih lanjut akan menghasilkan hidroksimetil furfural HMF, furfural dan produk dekomposisi lainnya Gong et al. 1981.
2.2 Hidrolisis Asam
Hidrolisis asam dapat digunakan untuk memecah komponen polisakarida menjadi monomer-monomer. Proses hidrolisis yang sempurna akan memecah
selulosa dan pati menjadi glukosa, sedangkan hemiselulosa akan terpecah menjadi pentosa dan heksosa. Asam sulfat H
2
SO
4
dan asam klorida HCl merupakan asam yang dapat digunakan sebagai katalis dalam proses hidrolisis. Hidrolisis
asam dikelompokkan menjadi dua yaitu hidrolisis dengan konsentrasi tinggi dan konsentrasi rendah Tahezadeh dan Karimi 2007.
Keuntungan hidrolisis menggunakan konsentrasi tinggi adalah proses hidrolisis dapat dilakukan pada suhu yang rendah. Namun penggunaan asam
konsentrasi tinggi mempunyai kelemahan antara lain jumlah asam yang digunakan sangat banyak, potensi korosi pada peralatan produksi, penggunaan
energi yang tinggi untuk proses daur ulang asam dan terbentuk produk samping yang tidak diharapkan seperti furfural dan hidroksimetil furfural HMF.
Hidrolisis menggunakan asam dengan konsentrasi rendah mempunyai keuntungan yaitu jumlah asam yang digunakan sedikit. Namun kerugian dalam penggunaan
asam dengan konsentrasi rendah antara lain membutuhkan suhu tinggi dalam proses operasinya, potensi korosi pada peralatan produksi terutama alat yang
terbuat dari besi dan pembentukan produk samping yang tidak diharapkan seperti furfural dan hidroksimetil furfural HMF Tahezadeh dan Karimi 2007.
Hidrolisis asam dengan konsentrasi rendah dapat dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap pertama menggunakan asam dengan konsentrasi rendah untuk
menghidrolisis gula dari golongan pentosa yang umumnya terdapat dalam fraksi hemiselulosa. Tahap ini biasanya menggunakan H
2
SO
4
1 M pada suhu 80-120
o
C selama 30-240 menit. Tahap kedua menggunakan asam dengan konsentrasi lebih
tinggi untuk menghidrolisis gula yang berasal dari golongan heksosa seperti selulosa, biasanya dilakukan dengan konsentrasi asam 5-20 M H
2
SO
4
dengan suhu 180
o
C. Proses hidrolisis bertahap ini dapat memaksimalkan hasil glukosa yang dihasilkan dan meminimumkan hasil samping yang tidak diinginkan
Purwadi 2006. Penentuan konsentrasi asam tergantung pada ukuran, bentuk dan kadar air
pada partikel lignoselulosa. Asam sulfat biasanya digunakan pada bahan terlarut dengan konsentrasi tidak melebihi 10 berat H
2
SO
4
umum digunakan tidak lebih dari 5. Penggunaan katalis asam dengan konsentrasi rendah selalu terjadi
penambahan air yang banyak pada bahan lignoselulosa dan hal itu membutuhkan energi panas yang lebih banyak selama proses pemanasan Taherzadeh dan
Karimi 2007. Proses hidrolisis menggunakan konsentrasi asam rendah, selain dapat
menguraikan glukosa juga menghasilkan hasil samping yang dapat menghambat proses fermentasi. Hasil samping yang dapat menghambat proses fermentasi
adalah hidroksimetil furfural HMF dan furfural Taherzadeh dan Karimi 2007. Hidrolisis asam pada bahan lignoselulosa, hemiselulosa merupakan komponen
yang paling mudah terhidrolisis oleh asam yang akan terdegradasi menjadi xilosa, manosa, asam asetat, galaktosa dan sejumlah kecil ramnosa, asam glukuronat,
asam metal glukuronat dan asam galakturonat Sjostrom 1993. Selulosa akan terdegradasi menjadi glukosa. Pada suhu dan tekanan yang tinggi glukosa,
galaktosa dan manosa terdegradsi menjadi hidroksimetil furfural HMF dan xilosa menjadi furfural. Komponen fenol terbentuk dari lignin yang terpecah
sebagian dan juga selama proses degradasi karbohidrat. Lignin merupakan komponen komplek yang tersusun oleh phenylpropane yang terikat di dalam
struktur tiga dimensi. Ikatan kimia terjadi di antara lignin dan hemiselulosa bahkan terkadang juga dengan selulosa. Lignin sangat tahan terhadap reaksi kimia
dan enzimatik Palmqvist dan Hagerdal 2000.
2.3 Proses Detoksifikasi
