terlarutnya hemiselulosa, dan lignin sehingga yang tersisa hanya selulosa yang intrafibril mengembang sehingga luas permukaan spesifiknya
meningkat. Anggraini 2003 delignifikasi dengan menggunakan NaOCl
menyebabkan lignin larut dalam larutan NaOCl sehingga yang tersisa adalah selulosa dan hemiselulosa yang berupa padatan. Delignifikasi dilakukan
untuk meningkatkan efisiensi kerja enzim pada saat menghidrolisis xilan.
2.7 Produksi XOS
Produksi XOS dari xilan yang terdapat di dalam bahan yang mengandung lignoselulosa, umumnya dapat dilakukan melalui metode
kimia, metode fisik, metode enzimatik atau kombinasi dari metode kimia, fisik dan enzimatik Gambar 8. Yoshida et al. 1994 melakukan produksi
XOS dari beberapa bahan yang mengandung lignoselulosa melalui metode kimia dan enzimatik yaitu xilan diekstraksi dengan larutan asam mineral
atau larutan alkali seperti KOH atau NaOH dan dihidrolisis menjadi XOS oleh
enzim β-xilanase.
XOS Bahan baku kaya xilan
Perlakuan kimiawi
Perlakuan enzimatik
Pemisahan dan Purifikasi Asam, Alkali
Xilanase
Adsorpsi Presipitasi Ion-exchange
Ekstraksi
Gambar 5. Beberapa perlakuan untuk produksi XOS dari bahan baku kaya xilan Dominguez et al., 2003
Perlakuan Fisik Perebusan
Tahapan sebelum memproduksi XOS adalah ekstraksi xilan, secara umum tahapan proses ekstraksi xilan dari tongkol jagung adalah sebagai
berikut Richana et al., 2007 : 1.
Tahap persiapan bahan Tongkol jagung dikeringkan dibawah sinar matahari atau dioven hingga
mencapai kadar air 5. Tongkol jagung yang telah kering digiling dengan menggunakan mesin penggiling berukuran 40 mesh.
2. Delignifikasi
Proses delignifikasi adalah proses penghilangan lignin dari suatu bahan baku tanaman
. Proses delignifikasi dilakukan terhadap bubuk tongkol
jagung hasil penggilingan dengan NaOCl karena pelarut tersebut mengandung ion-ion hipoklorit yang mampu memecah ikatan karbon
dalam struktur lignin. Proses delignifikasi dilakukan selama 5 jam pada suhu ruang.
3. Ekstraksi xilan
Pada proses ekstraksi xilan, padatan hasil delignifikasi direndam dalam larutan NaOH 10 selama 24 jam pada suhu 28
o
C. Kemudian dilakukan penyaringan. Filtrat yang dihasilkan diukur pH-nya dan diasamkan
dengan HCl 6N hingga pH 4.5-5. Setelah diasamkan, dilakukan sentrifugasi selama 30 menit dengan kecepatan putaran 4000 rpm untuk
memisahkan endapan yang mengandung xilan dengan supernatan. Xilan dalam endapan dipisahkan dengan disentrifugasi pada kecepatan putar
4000 rpm selama 30 menit. Proses ekstraksi xilan tongkol jagung dengan metode diatas menghasilkan kadar xilan sebesar 12.9 Richana et al.,
2007.
Menurut Yang et al. 2005 perlakuan pretreatment umumnya dilakukan sebelum proses degradasi secara enzimatik, karena xilan yang
terdapat di dalam bahan baku terikat kuat di dalam rantai xilosa dan dikelilingi komponen lignoselulosa Gambar 9. Beberapa metode yang
dilakukan untuk memecah komponen polisakarida dilanjutkan hidrolisis enzimatik antara lain ekstraksi alkali dengan menggunakan konsentrasi
tinggi atau rendah, dan perebusan Gambar 9.
Gambar 6. Prosedur produksi XOS melalui perlakuan dengan pemanasan, air atau larutan asam Vasquez et al., 2000
Produksi XOS dapat dilakukan melalui ekstraksi cairan aqueous extraction method dari xilan tongkol jagung sebesar 34.8 suhu 135
o
C, 30 menit dilanjutkan hidrolisis enzimatik 10 Ug tongkol jagung, 50
o
C, 24 jam menghasilkan XOS sebesar 67.7 Yang et al., 2005. Dominguez et
al. 2003 memproduksi XOS dari xilan tongkol jagung melalui perlakuan autohidrolisis atau metode pengukusan dengan menggunakan air pada suhu
dan tekanan yang tinggi. Garrote et al. 2007 melaporkan metode autohidrolisis menyebabkan pelarutan secara selektif dari hemiselulosa,
sehingga menghasilkan cairan yang mengandung gula oligomers, gula dan produk dekomposisi-gula dan menjadi fase padat yang banyak mengandung
selulosa dan lignin, agar dapat dilanjutkan ke proses berikutnya. Produksi XOS dapat dilakukan melalui degradasi hidrolisis xilan, yang dikenal
melalui autohidrolisis Vasquez et al., 2006 ; Pangsri, 2008 ; Michelin et al., 2009. Autohidrolisis adalah salah satu perlakuan untuk memisahkan gugus
xilan dari komponen lainnya, dimana bahan baku dikukus dengan menggunakan media yang telah dikatalisasi dengan penambahan berupa
garam mineral dalam kondisi tertentu dan prosesnya dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi 198
o
C – 210
o
C, 1900 bar. Pangsri 2008 melaporkan bahwa autohidrolisis xilan tongkol jagung 30.60 bk menggunakan parr
reactor mampu memproduksi XOS hingga sebesar 78.
Bahan baku yang mengandung xilan
Fraksi yang tidak larut selulosa, lignin
Larutan crude XOS dilanjutkan ke purifikasi XOS
Komponen yang larut dari bahan baku
Pretreatment
Degradasi xilan
secara Hidrolisis Perebusan
dengan larutan air atau asam
Pelarut untuk
fraksinasi
Konversi xilan
menjadi XOS
secara enzimatik
umumnya menggunakan xilanase yang dihasilkan oleh kapang menggunakan jerami
gandum yang sudah dihidrolisis sebagai substrat kapang Aspergillus spp. dan Trichodermae spp Michelin et al. 2009. Pada skala besar, produksi
xilanase dilakukan dalam bioreaktor yaitu Stirred Tank Bioreactor STB. Untuk memudahkan kinerja xilanase pada proses konversi XOS, maka
susbtrat hemiselulosa dari jerami gandum harus melalui autohidrolisis terlebih dahulu. Perlakuan hidrotermal ini dapat menyebabkan ikatan xilan
putus dari gugus hemiselulosa sehingga hasil produk akhir setelah di autohidrolisis, umumnya adalah oligosakarida.
2.8 Prebiotik