Pengaruh Pra-perlakuan terhadap Morfologi Serat dan Elemen

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. Pada kondisi ini sebanyak 27.21 g100 g bambu awal holoselulosa mampu dikonversi menjadi gula pereduksi atau 23.84 g100 g bambu awal dari potensi gula maksimum yang mungkin dihasilkan. 8.8 Pengaruh Penambahan Karbon aktif terhadap Rendemen Gula Pereduksi, Senyawa Coklat dan pH Hidrolisat Penambahan karbon aktif dalam proses hidrolisis asam-gelombang mikro merupakan upaya untuk menurunkan kadar inhibitor seperti furfural seperti senyawa coklat dan 5-HMF yang merupakan produk degradasi sekunder dari hidrolisis asam. Kehadiran senyawa ini tidak diharapkan karena dapat menggangu kinerja proses hidrolisis enzimatik dan fermentasi. Meskipun pada penelitian sebelumnya dalam Hermiati 2012 menunjukkan penambahan karbon aktif mampu meningkatkan rendemen glukosa pada hidrolisis onggok pada medium air namun tidak pada medium asam. Pada hidrolisis asam- gelombang mikro pada ketiga jenis pra-perlakuan pada penelitian ini justru tidak berpengaruh terhadap peningkatan rendemen gula pereduksi. Hal ini kemungkinan terkait dengan dielektric loss tangent dari karbon aktif lebih rendah daripada dielektric loss tangent dari asam sulfat Hermiati et al. 2012a. Dielectric loss tangent merupakan ukuran efektifitas daripada iradiasi gelombang mikro yang merupakan nisbah antara dielectric loss kemampuan bahan untuk mengubah energi dari iradiasi gelombang mikro yang diterima menjadi panas dengan dielectric constant kemampuan bahan untuk menyimpan iradiasi gelombang mikro yang diterimanya. Penambahan karbon aktif hanya berpengaruh positip terhadap penurunan kadar senyawa coklat yang terbentuk selama proses hidrolisis asam. Hal ini mengindikasikan bahwa efek adsorbsi oligomer lebih intensif terjadi dalam proses hidrolisis dibandingkan dengan efek pembangkitan “hot spot” dalam iradiasi gelombang mikro dan mengurangi kemungkinan karbohidrat yang berpotensi untuk terhidrolisis. Selain itu karbon aktif yang digunakan ini merupakan hasil reaktivasi karbon aktif yang sebelumnya telah digunakan dalam hidrolisis asam berbahan sagu untuk maltodektrin Fajriutami et al. 2014 sehingga telah terjadi penurunan karakteristik karbon aktif yaitu adorbsi terhadap iod dan biru metilena yang terkait dengan penurunan luas permukaan kontak karbon aktif dengan sampel dan pH karbon aktif menjadi lebih bersifat basa sehingga kemampuan hidrolisinya menurun. Selama hidrolisis asam-gelombang mikro pada pra-perlakuan gelombang mikro dan biologis, pH hidrolisat cenderung menurun. Hal ini kemungkinan terkait dengan kemungkinan proses dekomposisi karbohidrat selama hidrolisis asam membentuk asam organik dari degradasi karbohidrat Hermiati 2012. Pada pra-perlakuan secara biologis-gelombang mikro, pH hidrolisat cenderung meningkat khususnya pada hasil pra-perlakuan biologis inokulum 5 dengan pra-perlakuan gelombang mikro selama 5, 10 menit 330 W dan 5 menit 770W. Hal ini mengindikasikan bahwa pra-perlakuan ini cukup baik untuk mengurangi kemungkinan pembentukan senyawa organik selama hidrolisis.