19 Tabel 2. Komposisi kimia empulur sagu kering
Sumber: Fujii et al. 1986, data dalam basis kering, kecuali kadar air Komponen utama tepung empulur sagu yang akan dihidrolisis selain pati adalah serat yang
tergabung dalam bahan lignoselulosa. Komponen utama dalam bahan lignoselulosa adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Ketiganya membentuk suatu ikatan kimia kompleks yang menjadi bahan
dasar dinding sel tumbuhan. Selulosa adalah karbohidrat kompleks dengan rumus empiris C
6
H
10
O
5
. Selulosa merupakan polimer linier dengan berat molekul tinggi yang seluruhnya tersusun atas
β-D-glukosa. Selulosa tidak larut dalam air, biasanya hanya dapat larut dengan alkohol dan eter. Selulosa sangat bersifat resisten untuk bereaksi dengan basa, tetapi memiliki kalarutan yang baik
dengan asam kuat. Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linier dan mempunyai kecenderungan kuat membentuk ikatan-ikatan hidrogen intramolekul dan intermolekul. Molekul-
molekul selulosa secara agregat membentuk mikrofibril yang sangat teratur kristalin diselingi dengan bagian-bagian yang kurang teratur amorf. Mikrofibril membentuk fibril-fibril dan akhirnya
membentuk serat-serat selulosa. Dilihat dari sifat kimia, fisik maupun struktur supramolekulnya, maka selulosa dapat memenuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan
Fengel dan Wegener 1984. Hemiselulosa merupakan istilah umum bagi polisakarida yang larut dalam alkali.
Hemiselulosa sangat dekat asosiasinya dengan selulosa dalam dinding sel tanaman. Konstituen utama hemiselulosa adalah lima gula netral, yaitu glukosa, mannosa, galaktosa heksosan, xilosa, dan
arabinosa pentosan. Hemiselulosa berbeda dari selulosa yang merupakan homopolisakarida dengan monomer glukosa dan memiliki derajat polimerisasi yang tinggi. Rantai utama hemiselulosa terdiri
atas hanya satu jenis monomer homopolimer, seperti xilan atau terdiri atas dua jenis atau lebih monomer heteropolimer seperti glukomannan. Rantai molekul hemiselulosa lebih pendek daripada
selulosa. Berbeda dengan selulosa dan hemiselulola, lignin terdiri atas struktur molekul aromatik yang tersusun atas unit-unit fenil propana yang merupakan senyawa keras yang menyelimuti dan
mengeraskan dinding sel Fengel dan Wegener 1984.
2.3 PERLAKUAN PENDAHULUAN DENGAN GELOMBANG MIKRO
Perlakuan pendahuluan bertujuan untuk perusakan lignin, mengurangi kristalinitas selulosa, dan meningkatkan porositas bahan. Penggunaan gelombang mikro merupakan salah satu alternatif
yang dapat digunakan dalam proses hidrolisis karbohidrat. Gelombang mikro merupakan gelombang Komponen
Empulur Utuh Bagian Luar
Bagian Tengah Bagian Dalam
Pati 83.50
81.51 83.20
84.72 Lemak kasar
0.38 0.49
0.38 0.31
Serat kasar 3.32
4.20 3.33
3.20 Abu
3.80 4.00
3.50 3.20
Protein 1.15
1.76 1.27
1.06 Pentosan
2.87 -
- -
Asam malat 1.02
- -
- Air
9.79 12.03
12.74 12.67
20 elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang antara 1.0 cm - 1.0 m dan frekuensi antara
0.3-30 GHz Taylor dan Atri 2005. Menurut Copson 1975, frekuensi gelombang mikro mempunyai kesamaan dengan gelombang pada radar dan telekomunikasi sehingga untuk menghindari gangguan
pada pemakaian radar dan telekomunikasi, maka pada tahun 1859 di Genewa, Federal Communications and International Radio Regulation menyetujui tiga frekuensi gelombang mikro
untuk digunakan dalam industri, sains, kedokteran, dan aplikasi lainnya, yaitu 915 ± 25, 2450 ± 13, dan 5800 ± 125 MHz. Diantara frekuensi-frekuensi tersebut yang paling banyak digunakan untuk
oven gelombang mikro adalah 2.45 GHz, yaitu pada panjang gelombang 12.25 cm. Sumber tenaga bagi gelombang mikro adalah magnetron. Pada frekuensi 2.45 GHz magnetron bisa menghasilkan
daya antara 500-2000 W bahkan dapat mencapai tingkat maksimum 6-10 kW.
Pemanasan dengan gelombang mikro terjadi karena adanya mekanisme pemanasan berbentuk polar. Molekul polar seperti air akan mengikuti gerakan elektromagnet pada frekuensi tertentu,
sehingga timbul gerakan intermolekul pada molekul air yang berbentuk acak dan menghasilkan panas Corsaro et al. 2004.
Pemanasan dengan mengunakan gelombang mikro dapat mengkonversi langsung pati menjadi gula dalam waktu yang singkat. Laju reaksi pengubahan pati menjadi glukosa menggunakan
gelombang mikro adalah 100 kali lebih cepat dibandingkan dengan pemanasan konvensional. Paparan bahan dengan pemanasan gelombang mikro dalam waktu yang singkat dapat memperkecil
kemungkinan terjadinya hasil samping yang tidak diinginkan Kunlan et al. 2001. Struktur lignin yang keras dan tingginya sifat kristalin serat pada empulur sagu menyulitkan
kerja asam atau penetrasi enzim ke dalam substrat. Namun, menurut Nicolic et al. 2008, perlakuan awal menggunakan gelombang mikro dapat merusak struktur pati dalam waktu paparan yang singkat.
Proses perusakan yang diharapkan adalah seperti Gambar 2, dimana lignin rusak dan terputus-putus sehingga selulosa dan hemiselulosa yang terlindungi lignin ikut rusak. Rantai lignin, selulosa dan
hemiselulosa yang telah rusak diharapkan memudahkan kerja asam membentuk gula sederhana.
Gambar 2. Proses perusakan lignin oleh gelombang mikro Anonim 2008 Menurut Taylor dan Atri 2005, penggunaan energi gelombang mikro termasuk mekanisme
perpindahan panas secara radiasi. Radiasi merupakan perpindahan panas dari suatu benda ke benda lain tanpa ada kontak fisik, tetapi melalui gerakan gelombang. Mekanisme dasar dari pemanasan
gelombang mikro disebabkan oleh agitasi molekul-molekul polar atau ion-ion yang bergerak karena adanya gerakan medan magnetik atau elektrik. Adanya gerakan medan magnetik dan elektrik
menyebabkan partikel-partikel bahan di dalam air molekul polar dibatasi oleh gaya pembatas. Hal
21 ini menyebabkan gerakan partikel tertahan dan membangkitkan gerakan acak sehingga menghasilkan
panas. Radiasi gelombang mikro berbeda dengan metode pemanasan konvensional. Radiasi
gelombang mikro memberikan pemanasan yang merata pada campuran reaksi. Pada pemanasan konvensional, dinding oil bath atau heating mantel dipanaskan terlebih dahulu kemudian pelarutnya.
Akibat distribusi panas seperti ini selalu terjadi perbedaan suhu antara dinding dan pelarut Taylor dan Atri 2005.
2.4 HIDROLISIS ASAM
