6
ini ada yang menggunakan satu buah silinder dan ada pula yang menggunakan dua buah silinder. Bahan basah yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam alat melalui pipa dan dialirkan pada drum yang
berputar. Dinding drum yang panas akan menguapkan air pada bahan sehingga bahan menjadi kering menurut yang dikehendaki. Uap panas keluar dari alat melalui saluran sebelah atas, sedangkan bahan yang
telah kering dilepaskan dari drum dengan menggunakan pisau kikis yang diatur jaraknya terhadap drum. Kemudian bahan kering tersebut akan mengalir ke bawah dan ditampung dengan menggunakan wadah
yang telah disediakan Daulay 2005. Keuntungan menggunakan alat pengering silinder adalah kecepatan pengeringan yang tinggi dan
penggunaan panas yang ekonomis. Sedangkan kekurangannya antara lain adalah pengeringan dengan alat ini hanya dapat dilakukan pada bahan yang berbentuk cairan, pasta atau bubur yang memiliki ketahanan
terhadap suhu tinggi dalam waktu yang singkat yaitu ± 2–30 detik Mujumdar 2000. Tabel 2. Karakteristik pati alami, pati rusak starch damage, dan pati pragelatinisasi.
Karakteristik Pati Alami
Pati Rusak Pati Pragelatinisasi
Ketercernaan oleh amilase: Alfa Lambat
Cepat Cepat
Ketercernaan oleh amilase: Beta Tidak ada
Cepat Cepat
Sifat birefringence Ada
Tidak ada Tidak ada
Pola x –Ray Tipe A
Tidak ada Tidak ada
Viskositas pasta dingin Rendah
Sedang Tinggi
Viskositas pasta panas Tinggi
Sedang Rendah
Kapasitas penyerapan 0,5
3-4 20
Kelarutan Rendah
Tinggi Tinggi
Komponen yang leaching Tidak ada
Amilopektin Amilosa
Ketidaksempurnaan bentuk Tidak ada
Ada Tidak ada
Sumber: Aurora 2003
2.4 XILAN DAN XILANASE
Xilan adalah komponen utama hemiselulosa yang memiliki tulang punggung rantai D- xilopiranosa dengan ikatan glikosidik ß-1,4. Xilan memiliki residu O-asetil, arabinosil dan 4-O-metil-D-
asam glukoronat yang terikat pada tulang punggungnya. Hidrolisa lengkap xilan menjadi monomernya memerlukan kerja sinergi beberapa enzim xilanolitik Subramaniyan dan Prema 2002. Menurut Richana
et al . 2006 xilan merupakan polimer komplek dari xilosa sebagai komponen utama. Struktur kimia xilan
dapat dilihat pada Gambar 2. Xilanase merupakan enzim ekstraseluler yang dapat menghidrolisis xilan hemiselulosa menjadi
xilosa dan xilo-oligosakarida Richana et al. 2006. Xilanase umumnya merupakan protein kecil dengan
7
berat molekul antara 15.000-30.000 Dalton, aktif pada suhu 55
o
C dengan pH 9. Pada suhu 60
o
Gambar 2. Struktur kimia xilan C dan pH
normal, xilanase lebih stabil Tsujibo et al. 1992.
Gambar 3. Mekanisme pemotongan rantai xilan www.edinformatics.com
Menurut Richana et al 2007 xilanase merupakan sistem enzim yang dapat menghidrolisis xilan secara sempurna. Xilanase dapat diklasifikasikan berdasarkan substrat yang dihidrolisis, yaitu ß-
xilosidase, eksoxilanase, dan endoxilanase. Menurut Subramaniyan dan Prema 2002 ß-xilosidase menghidrolisis xilooligosakarida rantai pendek menjadi xilosa, sedangkan eksoxilanase memutus rantai
polimer xilosa pada ujung reduksi seperti pada eksoselulase. Sementara itu, endoxilanase yang mampu memutus ikatan ß-1,4 pada bagian dalam rantai xilan secara teratur. Mekanisme pemotongan xilan oleh
xilanase disajikan pada Gambar 3.
Molekul selulosa merupakan mikrofibril dari glukosa yang terikat satu dengan lainnya membentuk rantai polimer yang sangat panjang. Hidrolisis sempurna selulosa menghasilkan monomernya,
www.challenge.com
2.5 SELULOSA DAN SELULASE
8
yaitu glukosa. Sedangkan hidrolisis tak sempurna menghasilkan disakarida dari selulosa yang disebut selobiosa dan selo-oligosakarida. Selulosa adalah polimer glukosa yang membentuk rantai linier dan
dihubungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik. Struktur linier ini menyebabkan selulosa bersifat kristalin dan tidak mudah larut. Selulosa tidak mudah didegradasi secara kimia maupun mekanis. Di alam, biasanya
selulosa berasosiasi dengan polisakarida lain seperti hemiselulosa atau lignin membentuk kerangka utama dinding sel tumbuhan.
Menurut Sunarti dan Richana 2007 enzim yang mampu mengkatalisis reaksi hidrolisis selulosa disebut selulase. Kemampuan selulase ini akan membuka jalan untuk pemanfaatan limbah-limbah
pertanian yang mengandung selulosa, terutama dalam upaya untuk meningkatkan nilai tambah dari limbah tersebut. Selulosa dapat dikonversi menjadi produk bernilai ekonomi yang lebih lebih tinggi seperti selo-
oligosakarida, glukosa, etanol, dan pakan dengan jalan menghidrolisis selulosa dengan bantuan selulase sebagai biokatalisator.
Selulosa terdegradasi secara sinergis menjadi glukosa oleh 3 tipe selulase: 1 Endoglukanase, yang secara acak memotong ikatan β-1,4-glikosidik dari ujung rantai selulosa 2 Selobiohidrolase, yang
memproduksi selobiosa dengan cara menyerang dari ujung rantai selulosa 3 β-glukosidase yang mengkonversi selobiosa menjadi glukosa Zhang dan Lynd 2004.
Selulosa mempunyai struktur kimia yang sederhana yang terdiri rantai lurus 3000-10.000 residu glukosa yang diikat dengan ikatan ß-1,4. Untuk memutuskan rantai ini diperlukan enzim selulase yang
merupakan kompleks dari enzim selobiohidrolase, endoglukanase dan ß-glukosidase Deacon 1997. Struktur kimia selulosa dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur selulosa Harnum 2008 Berdasarkan Ferguson 1995, reaksi selulase adalah pemutusan rantai serat. Enzim menyerang
permukaan serat menghasilkan efek peeling. Bila efek ini dibatasi dan dikontrol, enzim hanya akan memindahkan elemen-elemen kecil atau campuran yang mempunyai afinitas lebih besar terhadap air tetapi
yang kontribusinya kecil terhadap ikatan hidrogen dari serat. Enzim jenis selulase dapat memflokulasi fine
serat yang berukuran kurang dari 75 μm dan partikel-partikel kecil serat. Fine akan dihidrolisa mengakibatkan peningkatan derajat giling freeness,
dan permukaan serat menjadi bersih dari fibril dan partikel-partikel Bajpai 1998. Selulase merupakan enzim ekstraseluler dan bersifat induktif. Senyawa ini tidak larut dalam air.
Hidrolisis selulosa dengan enzim selulase mengakibatkan terpecahnya ikatan β–1,4 glukosida yang menghasilkan selobiosa dan glukosa Mandels 1986.
Selobiohidrolase memecah unit-unit disakarida selobiosa dari ujung rantai, endoglukanase menyerang bagian tengah rantai secara random dan ß-glukosidase memecah selobiose menjadi glukose.
Berdasarkan hasil pemeriksaan pada fungi, sistem selulase sekurang-kurangnya terdiri dari 3 enzim Da
9
silva et al. 2005: 1 enzim endo- β - 1,4 – glukanase 2 enzim ekso-β - 1,4 – glukanase 3 enzim β -
glukosidase. Biohidrolisis dari selulosa menurut kondisi alamiahnya yang heterogen, membutuhkan lebih
banyak tahapan dibandingkan dengan enzim kinetik lainnya. Tahap-tahap tersebut disajikan pada Gambar 5. Tahap 1
Gambar 5. Tahapan proses hidrolisis selulosa Adsorpsi selulase ke substrat melalui bidang pengikat 2 Lokasi ikatan yang dirusak selama
hidrolisis pada permukaan substrat pada akhir rantai jika selobiohidrolase, ikatan yang rapuh jika endoglukanase 3 Pembentukan kompleks enzim-substrat untuk memulai hidrolisis 4 Hidrolisis ikatan
β-glikosidik dan secara simultan proses berlanjut sepanjang rantai selulosa 5 Desorpsi selulase dari substrat 6 Hidrolisis selobiosa menjadi glu
kosa oleh β-glukosidase Bansal 2009.
Bansal 2009
III. METODE PENELITIAN
3.1 BAHAN DAN ALAT 3.1.1 Bahan
