Pengaruh Pra-perlakuan terhadap Pola Degradasi Selulosa

Perubahan elemen penyusun bambu sebelum dan setelah pra-perlakuan dianalisis dengan EDS. Karbon dan oksigen sebagai komponen penyusun utama karbohidrat dan lignin adalah elemen dominan dari sampel sebelum dan setelah pra-perlakuan. Kadar karbon menurun setelah pra-perlakuan dengan jamur karena jamur menggunakan karbon untuk mendukung pertumbuhannya. Pra-perlakuan dengan jamur menyebabkan kehilangan komponen minor seperti fluor dan silikon, sedangkan magnesium dan aluminium dalam jumlah terbatas tetap ada dalam sampel. Fluor tidak teridentifikasi pada pra-perlakuan gelombang mikro dengan daya iradiasi 330 W selama 10 dan 12.5 menit dan dengan daya iradiasi 770 W selama 5 menit . Pada daya iradiasi 330 W selama 5 menit elemen minor tembaga juga tidak terdeteksi. Pra-perlakuan gelombang mikro tidak menghilangkan silikon dan meningkatkan kadar karbon dan oksigen, kecuali pada daya iradiasi 330 W selama 5 menit. Kombinasi pra-perlakuan biologis- gelombang mikro menyebabkan penurunan kadar karbon yang sangat besar ketika dilakukan iradiasi dengan daya 770 W selama 5 menit. Sebaliknya kadar oksigen sangat tinggi pada kondisi pra-perlakuan ini. Elemen minor silikon teridentifikasi dalam jumlah terbatas dengan daya iradiasi 770 W selama 5 menit dan dengan daya iradiasi 330 W selama 12.5 menit baik pada aplikasi inokulum 5 maupun 10. Nitrogen hanya ditemukan ketika iradiasi gelombang mikro menggunakan daya 770 W.

8.7 Pengaruh Perbedaan Metode Hidrolisis terhadap Rendemen Gula Pereduksi

Rendemen gula pereduksi tertinggi diperoleh dari hidrolisis enzimatis substrat setelah pra-perlakuan biologis dengan inokulum 10 dan konsentrasi enzim 20 FPU. Rendemen gula pereduksi yang diperoleh adalah 2.69 g100 g bambu awal atau 3.37 gg rendemen gula pereduksi teoritis bambu awal. Rendemen gula pereduksi tertinggi bambu dengan pra-perlakuan gelombang mikro diperoleh ketika iradiasi 5 menit 770 W dengan konsentrasi enzim 20 FPU sebesar 4.24 g100 g bambu awal atau 5.98 g100 g dari rendemen gula pereduksi teoritis yang bisa diperoleh. Rendemen gula pereduksi tertinggi pada pra-perlakuan secara biologis-gelombang mikro hanya sebesar 1.99 g100 g bambu kering ketika pra- perlakuan biologis dengan inokulum 10 yang diiradiasi selama 5 menit 770 W. Hal ini berarti pada hidrolisis enzimatis pra-perlakuan gelombang mikro memberikan peningkatan rendemen gula pereduksi dari hidrolisis enzimatis yang tertinggi dibandingkan dengan pra-perlakuan biologis dan kombinasi pra- perlakuan secara biologis-gelombang mikro. Peningkatan waktu iradiasi pada pra- perlakuan gelombang mikro cenderung meningkatkan rendemen gula yang diperoleh. Rendemen gula pereduksi pada hidrolisis enzimatis dari ketiga jenis pra- perlakuan ini meningkat dibandingkan dengan kontrol. Hidrolisis asam- gelombang mikro merupakan upaya untuk memperbaiki rendemen gula pereduksi dari hidrolisis enzimatis yang relatif masih rendah. Ketika hasil pra-perlakuan biologis tersebut dihidrolisis asam-gelombang mikro maka terjadi peningkatan rendemen gula yaitu sebesar 17.06 g100 g bambu awal yang diperoleh pada konsentrasi asam 1 selama 12.5 menit 330 W dengan inokulum 5. Terjadi peningkatan rendemen sebesar 6.74 kali dibandingkan dengan rendemen gula pereduksi tertinggi dari hidrolisis enzimatis pada bambu dengan pra-perlakuan biologis. Peningkatan konsentrasi asam sampai 5 dalam hidrolisis ini cenderung menurunkan rendemen gula yang dihasilkan. Hidrolisis asam-gelombang mikro dengan konsentrasi asam 1 pada hasil pra-perlakuan gelombang mikro selama 12.5 menit 330 W menghasilkan rendemen gula pereduksi tertinggi sebesar 25.81 g100 g bambu awal. Holoselulosa yang mampu dikonversi menjadi gula pereduksi sebesar 37.92 g100 g bambu awal atau 36.12 g100 g bambu awal dari rendemen gula pereduksi teoritis yang maksimal dapat diperoleh. Rendemen ini hampir sama dengan rendemen gula pada hidrolisis asam-gelombang mikro pada konsentrasi asam 5 selama 10 menit 24.82 g100 g bambu awal. Rendemen gula pereduksi tertinggi pada hidrolisis asam 5 selama 12.5 menit sebesar 26.27 g100 g bambu awal. Pada kondisi ini sebanyak 37.45 g100 g bambu awal holoselulosa dapat dikonversi menjadi gula pereduksi atau setara dengan 36.78 g100 g bambu awal maksimum potensi gula yang dapat dihasilkan. Pengaruh peningkatan konsentrasi asam ini pada hidrolisis asam-gelombang mikro dari pra-perlakuan gelombang mikro ini tidak seperti pengaruh hidrolisis asam pada sampel hasil pra-perlakuan biologis. Hal ini kemungkinan terkait dengan lebih tingginya tingkat kerusakan morfologi serat akibat pemanasan gelombang mikro. Oleh karena itu penggunaan konsentrasi asam 1 lebih disarankan dengan mempertimbangkan biaya produksi dan pengaruh terhadap lingkungan. Rendemen gula pereduksi tertinggi dari hidrolisis asam-gelombang mikro pada sampel hasil pra-perlakuan gelombang mikro lebih tinggi 1.5 kali dari hasil hidrolisis asam-gelombang mikro pada sampel dengan pra-perlakuan biologis. Dibandingkan dengan rendemen gula pereduksi tertinggi dari hidrolisis enzimatik pra-perlakuan gelombang mikro ini meningkat sebesar 6.2 kali. Berdasarkan hasil hidrolisis asam-gelombang mikro pada sampel hasil pra- perlakuan biologis dan gelombang mikro maka untuk hidrolisis asam-gelombang mikro pada sampel hasil kombinasi pra-perlakuan biologis dan gelombang mikro menggunakan konsentrasi asam 1. Perolehan rendemen gula pereduksi dari hidrolisis asam-gelombang mikro pada konsentrasi inokulum 5 cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan inokulum 10. Rendemen gula pereduksi tertinggi 16.65 g100 g bambu awal diperoleh ketika pra-perlakuan biologis 5 dilanjutkan pra-perlakuan gelombang mikro selama 5 menit 330 W dan dihidrolisis asam 1 selama 12.5 menit. Rendemen ini meningkat 13.7 kali dibandingkan dengan rendemen gula dari kontrol dan 8.4 kali dibandingkan dengan rendemen gula tertinggi hasil hidrolisis enzimatis. Hal ini berarti pra- perlakuan kombinasi biologis-gelombang mikro ini memberikan efek peningkatan rendemen gula pereduksi yang lebih tinggi dibandingkan dengan hidrolisis asam pra-perlakuan tunggal.