Produksi XOS TINJAUAN PUSTAKA

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