Hasil dan Pembahasan Produksi Gula Pereduksi Melalui Rekayasa Proses Pra-perlakuan Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f))
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.
Gambar 5.2. Rendemen gula pereduksi dari hidrolisis asam-gelombang mikro bambu dengan pra-perlakuan biologis inokulum 5
A dan 10 B terhadap bambu awal Penambahan karbon aktif dalam hidrolisis asam-gelombang mikro
hanya meningkatkan rendemen gula pereduksi pada konsentrasi asam 2.5. Tampaknya bahwa konsentrasi asam lebih nyata berpengaruh dibandingkan
dengan penambahan karbon aktif dalam hidrolisis asam-gelombang mikro. Konsentrasi asam yang lebih tinggi berkaitan dengan penurunan absorbansi
senyawa coklat. Penambahan karbon aktif dapat memperbaiki rendemen glukosa dalam medium air tapi tidak dalam medium asam Hermiati 2012.
Penghambatan senyawa coklat dalam senyawa asam disebabkan oleh terjadnya reaksi Maillard yang cepat, sehingga pembentukan glikosilamida
menjadi terhambat Whistler et al. 1985. Penurunan rendemen gula pereduksi pada konsentrasi asam 1 dengan karbon aktif mungkin terkait
dengan adsorbsi oligomer di permukaan karbon aktif sehingga bagian ini tidak ikut dihidrolisis Hermiati 2012.
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
5 7.5
10 12.5
R e
n d
e m
e n
g u
la p e
re d
u ksi
b am
b u
awal
Iradiasi menit
1 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
1 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
5 7.5
10 12.5
Re n
d em
en g
u la p
er ed
u ksi
b am
b u
awal
Iradiasi menit
1 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
1 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
B A
Gambar 5.3. Nisbah hidrolisis pada hidrolisis asam-gelombang mikro bambu dengan pra-perlakuan biologis inokulum 5 A dan
10 B
Penambahan karbon aktif 0.5 gg cenderung mencerahkan warna hidrolisat yang ditunjukkan oleh penurunan absorbansi senyawa coklat.
Kencenderungan ini relatif konsisten untuk konsentrasi asam 1. Peningkatan waktu iradiasi cenderung meningkatkan pembentukan senyawa
coklat Gambar 5.4. Meskipun, konsentrasi asam 1 memiliki senyawa coklat yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang lain, rendemen gula
pereduksi yang diproduksinya lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lain. Karbon aktif berfungsi sebagai bahan pengadsorbsi. Hal ini
diindikasikan pada fakta bahwa peningkatan waktu iradiasi meningkatkan degradasi gula pereduksi yang dihasilkan menjadi gula pereduksi. Tahap
degradasi sekunder dari hemiselulosa dalam hidrolisis asam dapat juga diasumsikan berkontribusi meningkatkan absorbansi senyawa coklat.
5 10
15 20
25
5 7.5
10 12.5
N isb
ah h
id ro
li si
s
Iradiasi menit
1 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
1 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
5 10
15 20
25
5 7.5
10 12.5
N isb
ah h
id ro
li si
s
Iradiasi menit
1 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
1 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
2.5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.0 g karbon aktif
5 H2SO4 ,0.5 g karbon aktif
B A
B
Gambar 5.4. Senyawa coklat pada hidrolisat bambu setelah pra-perlakuan biologis pada inokulum 5 A dan 10 B selama hidrolisis
asam-gelombang mikro Peningkatan konsentrasi asam juga berpengaruh terhadap penurunan
nilai pH Gambar 5.5. Pembentukan asam organik seperti asam format, asam asetat yang diproduksi dari degradasi sekunder karbohidrat mungkin
bertanggungjawab dengan penurunan pH Hermiati et al. 2012a; Lorenz dan Johnson 1972; Harmsen et al. 2014. Asam asetat berasal dari gugus
asetil dalam hemiselulosa Harmsen et al. 2014.
0,00 0,05
0,10 0,15
0,20 0,25
0,30
5 7.5 10 12.5 5 7.5 10 12.5 5 7.5 10 12.5 H2SO4 1
H2SO4 2.5 H2SO4 5
A b
sor b
an si
Iradiasi menit
5 inokulum, 0.0 g karbon
aktif 5
inokulum,0.5 g karbon aktif
0,00 0,05
0,10 0,15
0,20 0,25
0,30
5 7.5 10 12.5 5 7.5 10 12.5 5 7.5 10 12.5 H2SO4 1
H2SO4 2.5 H2SO4 5
Abso rb
a n
si
Iradiasi menit
10 inokulum, 0.0 g karbon
aktif
10 inokulum,0.5 g
karbon aktif
A
B
Gambar 5.5 pH dari hidrolisat bambu setelah pra-perlakuan biologis dengan inokulum 5 A dan 10 B selama hidrolisis asam-
gelombang mikro