34
Penggunaan H
2
SO
4
dan HCl sebagai katalis dalam hidrolisis asam menghasilkan gula sederhana yang berbeda, dimana konsentrasi dan waktu hidrolisis yang sama,
H
2
SO
4
memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan HCl. Menurut Choi dan Mathews 1996 hidrolisis pati dengan H
2
SO
4
selama 40 menit pada suhu 132
o
C menghasilkan 92 gula pereduksi, sedangkan penggunaan HCl 2 dengan waktu dan suhu yang sama menghasilkan 82 gula pereduksi.
Penggunaan asam pekat pada hidrolisis mempunyai banyak persoalan teknik dan ekonomi misalnya penggunaan peralatan yang harus tahan terhadap asam,
recovery asam dan menghasilkan produk samping yang dapat menghambat proses fermentasi Safitri et al. 2009.
2.11. Hidrolisis Enzim
Selain menggunakan
asam, hidrolisis
dapat dilakukan
dengan menggunakan katalis enzim. Enzim adalah sekelompok protein yang berfungsi
sebagai katalisator untuk berbagai reaksi kimia dalam sistem biologik. Penggunaan katalis enzim tentunya memiliki perbedaan dalam mengkonversi gula
pereduksi karena kinerja enzim lebih spesifik. Hidrolisis menggunakan enzim memiliki laju hidrolisis yang rendah namun lebih disukai karena lebih ramah
lingkungan. Selain itu hidrolisis enzim dapat dilakukan pada suhu ruang dan tekanan rendah, yang artinya tidak memerlukan penggunaan energi, juga produk
yang dihasilkan lebih spesifik Irawati. 2006. Hidrolisis enzim umumnya menggunakan mikroorganisme seperti fungi
Actinomycetes untuk mendegradasi komponen selulosa pada ganggang mikro. Mikroorganisme
yang dapat
menghasilkan enzim
selulase yang
dapat mendegradasi selulosa
seperti Tricoderma viride atau Tricoderma reesei. Mikroorganisme selulolitik mampu menghasilkan selulase kompleks, yaitu suatu
campuran beberapa jenis selulase yang berbeda. Selulase kompleks mampu menghidrolisis kristal selulosa menjadi gula-gula terlarut secara efisien. Beberapa
spesies bakteri yang dapat memproduksi enzim selulase dan hemiselulase adalah Clostridium,
Cellumonas, Thermomonospora,
Bacillus, Bacteriodes,
Ruminococcus, Erwinia, Acetovibrio, Microbispora dan Streptomyces, dan jamur seperti Tricoderma, Penicillium, Fusarium, Phanerochaete, Humicola dan
Confidential
35
Schizophillum sp. Walaupun enzim selulase dapat diproduksi oleh berbagai macam mikroorganisme, enzim selulase dari T. reesei atau T viride telah banyak
dipelajari dan mempunyai karakteristik yang paling baik. Proses produksi etanol menggunakan T. reesei pada tahap proses
sakarifikasi. Dengan konsentrasi enzim yang sama namun kondisi substrat yang berbeda-beda, diperoleh hasil bahwa kandungan glukosa meningkat secara
signifikan. Hasil glukosa tertinggi ~ 64 ditemukan di 0,02 g enzim g substrat dan hasil terendah ~ 26 adalah di enzim ~ 0,1 g g substrat Harun dan
Danquah, 2011. Selanjutnya Choi et al. 2011, menjelaskan bahwa, penggunaan katalis enzim pada hidrolisis pati dengan menggunakan α-amylase dan
amyloglucosidase yang
dihasilkan mikroorganisme
B. licheniformis
dan Aspergillus niger
dapat mengkonversi pati menjadi gula pereduksi pada ganggang mikro Chlamydomonas reinhardtii .
2.12. Enzim Penghidrolisis Pati
2.12.1 Alfa Amilase
Alfa amilase merupakan enzim ekstraselular yang dapat diperoleh antara lain dari kapang Aspergillus oryzae
Iskandar 1994. Enzim α-amilase dapat berasal dari tanaman seperti dari malt dan dari air ludah dan pankreas manusia
Judoamidjojo et al. 1989. Enzim α-amilase menghidrolisis ikatan 1,4-glikosidik
pada amilosa dan amilopektin secara acak. Enzim α-amilase memiliki gugus karboksil dan nitrogen pada sisi aktifnya. Substrat membentuk komplek adsorpsi
dengan enzim dimana posisi ikatan glukosidik dalam posisi saling berhadapan dengan gugus karboksil dan kelompok imidazol. Karboksil anion menyerang
bagian nukleofil C 1 dari substrat yang bertujuan untuk menetralkan rantai ion amidazol. Pada reaksi deglukosilasi, kelompok imidazol menjadi dasar untuk
memisahkan komponen air pada posisi C 1 Naz 2002. Aktivitas enzim α- amilase dapat diukur berdasarkan penurunan kadar pati yang larut atau jumlah
gula pereduksi yang terbentuk Judoamidjojo et al. 1989. Enzim α-amilase dari
Bacillus licheniform memiliki kisaran pH optimum pada 5 - 7 dan suhu optimum antara 90 – 105 °C Naz 2002. Hasil penelitian Wibisono 2004 memperlihatkan
bahwa pH optimum α-amilase adalah 5,2 dan suhu optimum 95 °C.
Confidential
