BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komponen utama yang terkandung dalam bahan baku berupa

tandan kosong skelapa sawit (TKKS) berupa selulosa, hemiselulosa,

lignin, dan ekstraktif (maksudnya apa?). . Hasil analisa yang diperoleh

menunjukkan bahwa TKKS tandan kosong sawit berpotensi untuk diolah

menjadi produk yang memiliki nilai ekonomis tinggi, salah satu caranya

adalah produksi selulosa atau monomernya glukosa. Untuk memperoleh

selulosa, sampel TKKS harus dilakukan perlakuan pendahuluan (Pre-

treatment). Perlakuan pendahuluan TKKS bertujuan untuk menghilangkan

atau mengurangi kandungan lignin,membantu proses hidrolisis sehingga

pada tahap hidrolisis, senyawa selulosa yang merupakan polisakarida

akan lebih mudah terhidrolisisdegradasi menjadi gula yang lebih

sederhana (glukosa). Selulosa yang terdapat di dalam tandan kososng

kelapa sawit dapat dihidrolisis menghasilkanjadi glukosa yang dapat

dikonversi lebih lanjut menghasilkan bahan bakar seperti etanol ataupun

hyidrogen. (Padil et al., 2011).

Selulosa memiliki gugus monomer yang terdiri dari unit monomer

D-glukosa yang terikat pada ikatan 1,4-glikosida. Selulosa cenderung

membentuk mikrofibril melalui ikatan inter dan intra molekuler sehingga

memberikan struktur yang larut. Mikrofibril selulosa terdiri dari 2 tipe, yaitu

kristalin dan amorf (Anidnyawati, 2009).

53

Menurut Demirbas (2005) terdapat dua jenis proses hidrolisis yang

dapat dilakukan, yaitu hidrolisis enzimatis dan hidrolisis kimiawi.

Pada penelitian dilakukan hidrolisis enzimatis karena memiliki

beberapa keuntungan yaitu dapat mengurangi penggunaan asam

sehingga dapat meminimalisir efek negatif terhadap lingkungan, tidak

terjadi degradasi gula hasil hidrolisis, kondisi proses yang lebih

ringanlunak (suhu rendah, pH netral), berpotensi memberikan hasilyield

yang tinggi, dan biaya pemeliharaan peralatan relatif rendah karena tidak

ada bahan yang korosif (Taherzadeh & Karimi, 2007). Namun dari

beberapa hasil penelitian terdahulu tersebut menyatakan bahwa proses

hidrolisis enzimatik juga memiliki kelemahan yaitu dimana proses tersebut

membutuhkan waktu yang lama untuk utnuk menghasilkan yields yang

lebih baik dan lebih besar jika dibandingkan dengan proses hidrolisis

kimiawi (hidrolisis asam)(literatur??).

Proses hidrolisis selulosa berlangsung melalui dua tahap yaitu

degradasi selulosa menjadi selobiosa oleh endo-β-1,4-glukanase dan

ekso-β-1,4 glukanase, tahap selanjutnya dilanjutkan dengan pemecahan

selobiosa oleh β-1,4 glukosidase. Kebanyakan sistem selulase yang

dihasilkan oleh jamur selulotik, jumlah β-glukosidasenya kurang dari yang

dibutuhkan untuk hidrolisis selulosa menjadi glukosa, sehingga produk

utama hidrolisisnya bukan glukosa melainkan selobiosa (Juhasz et al.,

2003; Martins et al., 2008; Ahamed dan Vermette, 2008), yang merupakan

inhibitor kuat terhadap pada saat mendegradasi selulosa. Sementara

54

Aspergillus niger dapat menghasilkan β-glukosidanse tinggi

sedangkanmentara endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4-glukanasenya

rendah (LIPI, 2012). (APAKAH PROSES HIDROLISIS DAN

SAKARIFIKASI SAMA ATAU BERBEDA?, KALO SAMA PARAGRAF INI

DAN PARAGRAF BERIKUT DI INCORPORATE)

Proses sakarifikasihidrolisis dilakukan dengan menambahkan

kompleks enzim selulase dan β-glukosidase. Kompleks senzim selulase

berperan untuk memutuskan ikatan glikosidik β-1,4 didalam selulosa,

sedodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa lainnya. Kompleks enzim

selulase terdiri dari endoglukanase (karboksimetilselulosa-selulase) dan

eksoglukaase. Enzim endoglukanase akan memotong ikatan glikosidik β-

1,4 serat selulosa secara acak pada sisi internal daerah amorf serat

selulosa sehingga sisi yang terbuka dapat diserang oleh β-glukosidase

dan menghasilkan sebagian besar selo-oligosakarida serta sebagian kecil

glukosa. Enzim eksoglukanase akan memotong ujung-ujung rantai

individu serat selulosa. Enzim tersebut menyerang bagian luar ujung gula

non-pereduksi selulosa dan mampu menghidrolisis daerah kristalin

selulosa untuk menghasilkan selobiosa dari ujung pereduksi dan non-

pereduksi. Sedangkan enzim β-glukosidase berperan untuk memutus

ikatan glikosidik β-1,4 pada maltosa untuk menghasilkan glukosa (LIPI,

2012).

Pada penelitian ini dilakukan hidrolisis enzimatik terhadap tandan

kosong kelapa sawit menggunakan enzim selulase yang dihasilkan oleh

55

jamur Aspergillus niger. Proses hidrolisis dilakukan dengan

memvariasikan waktu hidrolisis dan volume enzim selulase. Sebelum

dilakukan proses hidrolisis, sampel TKKS harus melalui tahap yang paling

penting yaitu perlakuan pendahuluan. Perlakuan pendahuluan yang

dilakukan bertujuan untuk menghilangkan lignin (delignifikasi) yang

mengikat selulosa (delignifikasi) dan hemiselulosa. L sehingga lignin tidak

diinginkan karena menjadi inhibitor utama padabagi proses hidrolisis.

Semakin optimal proses delignifikasi berlangsung, maka semakin banyak

lignin yang lepas dari sampel. Hal initu akan menghasilkan semakin

banyak selulosa yang bisa dihidrolisis menjadi glukosa, mengakibatkan

selulosa terurai dari ikatan antar senyawa yang dibentuk lignin sehingga

akan menghasilkan kadar glukosa yang tinggi. .

Proses delignifikasi dilakukan dengan metode kimiawi yaitu melalui

proses ozonolisis. Proses ozonolisis berlangsung melalui dimana

dilakukan reaksi antara ozon dengan sampel TKKS dengan kelembapan

tertentu. Ozon sebagai oksidator kuat diyakini mampu mendegradasi

lignin sehingga melepaskan selulosa yang kemudian dapat di hidrolisis

menjadi glukosa. Dari hasil penelitian ozonolisis, didapat sampel TKKS

dengan kadar lignin terendah diperoleh sebesar 11,6% adalah pada

proses ozonolisis dengansaat laju alir oksigen sebesar 32literL/menit dan

dalam waktu pretreatment selama 10 menit. Adapun kadar lignin yang

didapat turun sebesar .?...% dari .?....% menjadi .?..%. Hasil ini

56

menunjukkan bahwa.....................(interpretasi terhadap data hasil

tersebut)

Proses hidrolisis dipengaruhi oleh beberapa variabel, diantaranya

waktu hidrolisis dan volume enzim selulase untuk mendapatkan kadar

glukosa yang optimum (Wulandari, 2012). Penelitian ini ini berlangsung

padamenggunakan variasi waktu hidrolisis yaitu 5, 10, 15, 20 dan 25 jam,

kemudianserta variasi volume enzim selulase yaitu 5, 10, 15, 20, dan

25mL. Penggunaan Aspergillus niger pada proses pembentukan enzim

selulase dikondisikan selama waktu 4 hari denganantara pH 4-5

agardengan tujuan untuk mengoptimalkan perolehan enzim selulase dari

TKKS untuk menghasilkan glukosa lebih optimal. Aspergillus niger

merupakan jenis jamur yang memiliki keunggulan, yaitu dapat

menghasilkan enzim ekstraseluler dengan aktivitas tinggi serta mudah

dalam pemeliharaannya. Selain itu, secara ekonomi jamur tersebut mudah

didapat dengan harga yang murah, dan mampu berkembang pada media

yang biayanya relatif murah serta ketersediaannya mudah didapatkan

(Murni dkk., 2011).

Hasil analisis glukosa yang didapat pada penelitian ini dari hasil

proses hidrolisis enzimatik dengan berat sampel TKKS sebesar 50 gram

dan pH 4-5 pada berbagai volume enzim selulase 5, 10, 15, 20 dan 25 ml

selama waktu hidrolisis 5, 10, 15, 20 dan 25 jam dapat dilihat pada tabel 9

berikutadalah sebagai berikut :

57

Tabel 9. Hasil Analisa Glukosa

Berat TKKS (gram)

pHWaktu

Hidrolisis (jam)Volume Enzim

Selulase (ml)Kadar

glukosa (%)

530 4-5'

5 jam

5 2,7000%10 3,0912%15 3,2016%20 3,3120%25 3,4224%

10 jam

5 2,9808%10 3,0912%15 3,8280%20 3,9600%25 4,0920%

15 jam

5 3,8556%10 2,8000%15 2,9000%20 3,6360%25 4,4268%

20 jam

5 3,5640%10 3,6960%15 4,1412%20 3,9600%25 4,0920%

25 jam

5 3,5640%10 3,3936%15 4,4660%20 3,9600%25 4,7740%

Kontrol 25 1,4731%

4.1 Pengaruh variasi Waktu Hidrolisis dan Volume Enzim TKKS hasil Pretreatment Ozonolisis terhadap berbagai Volume Enzim yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar Glukosa

58

Ada beberapa hal yang mempengaruhi proses hidrolisis enzimatik,

antara lainsalah satunya adalah ketepatan pemakaian enzim serta jumlah

enzim yang dipakai. Adapun enzim yang dapat digunakan untuk

menghidrolisis selulosa menghasilkan gula sederhana atau glukosa

adalah enzim selulase. Selulase kompleks mampu menghidrolisis kristal

selulosa menjadi gula-gula terlarut secara efisien (Gong dan Tsao, 1979).

Mikroorganisme penghasil selulase secara ekstraseluler tersebar

pada kapang dan bakteri. Aspergillus niger telah dikenal sebagai salah

satu m jenis kapang yang memiliki kemampuan yang tinggi dalam

menghasilkan berbagai enzim yang penting peranannya dalam bidang

pangan seperti selulase (Yani, Alvi. 1993). Pada dasarnya bBegitu

banyak sekali enzim komersial yang dijual untuk menghidrolisis selulase,

salah satunya enzim yang diproduksi oleh Navozyme yang dipakai untuk

menghidrolisis selulosa menjadi glukosa pada penelitian Garcia-Cubero

(2009). , nNamun harga enzim tersebut sangat mahal, sehingga dipilih

alternatif yang lebih murah yaitu menggunakan jamur Aspergillus niger

yang mampu menghasilkan enzim selulase sebagai pendegradasi

selulosa menghasilkan gula sederhana atau glukosa.

Penambahan Aspergilus niger diinokulasi selama 4 hari

sehinggauntuk membentuk enzim selulase. Menurut Darwis et al., 1995

aktivitas tertinggi diperoleh pada saat pasca eksponensial (stasioner) yaitu

setelah hari ke-4. inokulasi (punya kurva pertumbuhan A.niger dak, data

sekunder juga dak apa2?, apa betul 4 hari itu sudah lewat fase

59

eksponential). Hal itu pula yang menunjukkan bahwa enzim selulase yang

terbentuk mampu bekerja dengan baik pada aktifitas tertinggi. Selulosa

yang terdegradasi menjadi rantai karbon yang lebih sederhana

memudahkan kinerja enzim selulase yang diproduksi oleh Aspergillus

niger untuk merombak selulosa menjadi glukosa. Hal ini sesuai dengan

hasil penelitian Villena et al., (2007) bahwa Aspergillus niger dapat

memproduksi enzim lignoselulotik seperti enzim selulase.

Proses hidrolisis berlangsung dengan memvariasikan waktu

hidrolisis dan volume enzim sebagai variabel berubah terhadap beberapa

volume enzim yang bertujuan mencari waktu optimal proses untuk

hidrolisis dengan volume enzim tertentu. Hasil analisis kadar glukosa pada

berbagai perlakuan waktu hidrolisis selama 5, 10, 15, 20 dan 25 jam pada

berbagai volume enzim selulase 5, 10, 15, 20 dan 25 ml ditunjukkan pada

penjelasan adalah sebagai berikut ini :

4.1.1 Pengaruh Volume Enzim terhadap Kadar Glukosa pada Waktu Hidrolisis 5 jam

terhadap berbagai variasi volume enzime selulase yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar Glukosa

Hasil analisis kadar glukosa pada perlakuan waktu hidrolisis

selama 5 jam terhadap variasi pemakaian enzim selulase ditunjukkan

pada Gambar 13 berikut.

Glukosa yang dihasilkan dari perlakuan waktu hidrolisis 5 jam

dengan variasi pemakaian enzim selulase seperti terlihat pada gambar 13

60

mengalami trend kenaikan dari volume enzim selulase sebanyak 5ml

sampai dengan volume enzim selulase sebanyak 25ml.

Berdasarkan hasil pengujian kadar glukosa dari proses hidrolisis

selama 5 jam yang semakin meningkat terlihat dari kadar glukosa pada

penambahan 5 ml enzim selulase didapatkan sebesar 2,7%, kemudian

terjadi peningkatan sebesar 3,0912% pada penambahan enzim selulase

sebesar 10 ml, terlihat peningkatan kembali pada penambahan 15 ml

enzim selulase dengan kadar glukosa sebesar 3,2016%.

Waktu Hidrolisis 5 Jam

0,0000%

0,5000%

1,0000%

1,5000%

2,0000%

2,5000%

3,0000%

3,5000%

4,0000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Kad

ar G

luko

sa

Waktu Hidrolisis 5 Jam

0,0000%

0,5000%

1,0000%

1,5000%

2,0000%

2,5000%

3,0000%

3,5000%

4,0000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Ka

da

r G

luk

os

a

Series1

61

Gambar 13. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis selama 5jam dengan Kadar Glukosa

Peningkatan kadar glukosa tersebut dilanjutkan dengan

penambahan 20 ml enzim selulase dimana didapatkan kadar glukosa

sebesar 3,3120% dan terakhir kadar glukosa tertinggi yang didapat pada

waktu hidrolisis selama 5 jam yaitu pada penambahan 25 ml enzim

selulase dengan kadar sebesar 3,4224%.

Daripat data tersebut, dapat disimpulkan bahwa hasil glukosa

dipengaruhi oleh banyaknya pemakaian volume enzim selulase yang

digunakan dalam proses hidrolisis. Pada proses hidrolisis tersebut, maka

pada pemakaian volume enzim selulase sebanyak 25 ml dengan waktu

hidrolisis 5 jam didapatkan kadar glukosa dengan nilai tertinggi yaitu

sebesar 3,4224% dan kadar glukosa terendah sebesar 2,7000% berada

pdiperoleh pada pemakaian volume enzim selulase sebanyak 5 ml..

Kenaikan kadar glukosa seiring dengan besarnya volume

penambahan enzim selulase ini dikarenakan banyaknya kadar enzim

selulase yang mengakibatkan sisi aktif enzim untuk memecah rantai

selulosa menjadi glukosa semakin meningkat sehingga aktfitas enzim pun

meningkat. Menurut Anwar, dkk 2010 enzim selulase terdiri dari tiga

komponen yaitu endo1,4-β-D-glukanase, ekso-1,4-β-D- glukanase dan

1,4-β-D-glukosidase yang dapat dihasilkan oleh berbagai macam

mikroorganisme (mirip sama di paragraf awal, gabung saja literaturnya).

Makin besar aktivitas enzim, makin banyak sisi aktif enzim yang tersedia

untuk memecah selulosa sampai menjadi glukosa.

62

4.1.2 Pengaruh Volume Enzim terhadap Kadar Glukosa pada Waktu Hidrolisis 10 jam Pengaruh Waktu Hidrolisis 10 jam terhadap berbagai variasi

volume enzime selulase yang berasal dari Aspergillus niger terhadap

Kadar Glukosa

Pada dasarnya penambahan enzim selulase pada waktu hidrolisis

tertentu mampu meningatkan kadar glukosa yang didapat. Menurut

Wulandari, 2012 hidrolisis dipengaruhi oleh banyaknya sisi aktif enzim

selulase yang bekerja pada proses hidrolisis yang berasal dari Aspergillus

niger. Maka semakin banyak enzim selulase yang ditambahkan maka

semakin banyak pula sisi aktif yang bekerja untuk menghidrolisis rantai

polisakarida menjadi monosakarida.

Hal ini sesuai dengan kadar glukosa yang dihasilkan dari proses

hidrolisis selama 10 jam terhadap variasi volume enzim yang divariasikan.

Hasil yang didapatkan yaitu kadar glukosa sebesar 2,9808% untuk

pemakaian enzim selulase sebasar 5 ml, penambahan enzim selulase 10

ml kadar glukosa menjadi 3,0912%, penambahan 15ml enzim selulase

didapat kadar glukosa sebesar 3,8280%, pada 20 ml enzim selulase

sebesar 3,9600% dan pada penambahan 25 ml enzim selulase

didapatkan kadar sebesar 4,0920% (Coba bandingkan dengan hasil

literatur berapa banyak glukosa yang dihasilkan, kalo tidak ada data

hidrolisis enzimatis, data dari hidroiss asam juga dak apa2).

63

.

Berdasarkan data yang didapat dapat dilihat bahwa kadar glukosa

mengalami peningkatan dari penambahan volume enzim selulase terkecil

hingga terbesar. Hal ini juga dapat dilihat dari grafik dibawah ini.

Pada grafik 14 terlihat bahwa kadar glukosa terendah berada pada

penambahan volume enzim sebesar 5 ml dan kadar glukosa tertinggi

pada penambahan 25 ml enzim selulase, itu berarti semakin besar enzim

selulase yang ditambahkan terhadap jumlah substrat yang tetap, maka

semakin besar pula kadar glukosa yang dihasilkan.

64

Waktu Hidrolisis 10 jam

0,0000%

0,5000%

1,0000%

1,5000%

2,0000%

2,5000%

3,0000%

3,5000%

4,0000%

4,5000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Kad

ar G

luko

sa

Waktu Hidrolisis 10 jam

0,0000%

0,5000%

1,0000%

1,5000%

2,0000%

2,5000%

3,0000%

3,5000%

4,0000%

4,5000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Ka

da

r G

luk

os

a

Series1

Gambar 14. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis selama 10jam dengan Kadar Glukosa

Menurut Setyawati,dkk (2011) ini dikarenakan jumlah Aspergillus

niger yang banyak akan akan berbanding lurus dengan jumlah enzim

disertai pula dengan kenaikan enzim yang dihasilkan. Jika aktivitas enzim

meningkat dan jumlah substrat tetap tentu saja jumlah kadar glukosa yang

dihasilkan akan semakin tinggi.

65

4.1.3 4.1.3 Pengaruh Volume Enzim terhadap Kadar Glukosa pada Waktu Hidrolisis 15 jam

Pengaruh Waktu Hidrolisis 15 jam terhadap berbagai variasi volume

enzime selulase yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar

Glukosa

Hasil analisis terhadap glukosa yang diperoleh dari beberapa perlakuan

proses hidrolisis dengan menggunakan enzim selulase yang dibuat dari

Aspergillus niger dengan waktu hidrolisis selama 15 jam dan beberapa

perlakuan volume enzim selulase ditunjukkan pada Gambar 45 berikut ini.

Glukosa yang dihasilkan dari berbagai perlakuan seperti terlihat

pada gambar 14 mengalami trend kenaikan dari penambahan volume

enzim selulase sebesar 5 ml hingga penambahan enzim selulase sebesar

25 ml.

66

Waktu Hidrolisis 15 Jam

0,0000%

1,0000%

2,0000%

3,0000%

4,0000%

5,0000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Kad

ar G

luko

sa

Waktu Hidrolisis 15 Jam

0,0000%

0,5000%

1,0000%

1,5000%

2,0000%

2,5000%

3,0000%

3,5000%

4,0000%

4,5000%

5,0000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Enzim

Ka

da

r G

luk

os

a

Series1

Gambar 15. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis selama 15jam dengan Kadar Glukosa

Glukosa yang dihasilkan dari berbagai perlakuan seperti terlihat

pada gambar 14 mengalami trend kenaikan dari penambahan volume

enzim selulase sebesar 5 ml hingga penambahan enzim selulase sebesar

25 ml.

Dapat dilihat pada gambar tersebut, bahwa hasil glukosa

dipengaruhi oleh penambahan enzim selulase. Namun tidak seperti pada

67

proses hidrolisis selama 5 jam dan 10 jam, pada proses hidrolisis selama

15 jam trend yang terbentuk tidak begitu sempurna. Pada penambahan

enzim selulase sebesar 5 ml didapatkan kadar glukosa sebesar 3,8556%,

pada 10 ml kadar glukosa turun menjadi 2,8%, kemudian pada volume 15

ml meningkat kembali menjadi 2,9%, kembali meingkat sebesar 3,6360%

pada 20 ml, dan meningkat lagi menjadi 4,4268% pada penambahan 25

ml enzim selulase.

Penurunan yang terjadi juga dapat dikarenakan proses hidrolisis

selulosa berlangsung melalui dua tahap yaitu degradasi selulosa menjadi

selobiosa oleh endo-β-1,4-glukanase dan ekso-β-1,4 glukanase

dilanjutkan dengan pemecahan selobiosa oleh β-1,4 glukosidase. Pada

dasarnya Aaspergillus niger, jumlah β-glukosidasenya kurang dari yang

dibutuhkan untuk hidrolisis selulosa menjadi glukosa secara efisien

(Anwar, dkk., 2010), sehingga produk utama hidrolisisnya bukan glukosa

melainkan selobiosa.

Berdasarkan data di atas, walaupun mengalami penurunan pada

beberapa titik, namun hasil analisa tetap menunjukkan bahwa kadar

glukosa terendah tetap pada penambahan volume enzim terendah 5 ml

dengan hasil 3,5640% dan adar glukosa terendah pada penambahan

volume enzim terbanyak yaitu 25 ml dengan kadar glukosa 4,4268%. Hal

ini masih menunjukkan bahwa hidrolisis dipengaruhi oleh banyaknya

enzim selulase yang ditambahkan.

68

Hal itu dikarenakan pada waktu tersebut aktivitas enzim sedang

berada pada aktifitas tertinggi sehingga menjadi lebih cepat dalam

pemutusan ikatan rantai karbon selulosa menjadi monosakarida,

sedangkan pada waktu hidrolisis yang semakin lama, dimungkinkan

delignifikasi sampel yang tidak merata mengakibatkan ada beberapa

bagian sampel yang kandungan ligninnya belum terurai secara optimal,

sehingga kadar glukosa yang dihasilkan belum optimal.

4.1.4 Pengaruh Volume Enzim terhadap Kadar Glukosa pada Waktu Hidrolisis 20 jam Pengaruh Waktu Hidrolisis 20 jam terhadap berbagai variasi volume enzime selulase yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar Glukosa

Setelah dilakukan proses hidrolisis terhadap sampel TKKS yang

terlebih dahulu telah di delegnifikasi menggunakan metode ozonolisis,

maka didapatkan hasil analisis kadar glukosa dari berbagai penambahan

volume enzim selulase sebesar 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, dan 25 ml

terhadap waktu hidrolisis selama 20 jam, seperti ditunjukkan pada

gambar 165

Hasil pengujian glukosa pada perlakuan variasi volume

penambahan enzim selulase sebanyak 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, dan 25

ml, didapatkan kadar glukosa tertinggi sebesar 4,1412 % pada

penambahan volume enzim selulase sebanyak 15 ml, dan nilai kadar

glukosa terendah pada penambahan enzim selulase 5 ml dengan kadar

glukosa sebanyak 3,5640%.

69

Hal ini disebabkan kemungkinan karena lamanya waktu hidrolisis

yang dilakukan dan juga banyaknya enzim selulase yang ditambahkan

sehingga enzim selulase memiliki aktifitas tertinggi untuk mendegradasi

selulosa.

Waktu Hidrolisis 20 Jam

3,5000%

3,6000%3,7000%

3,8000%3,9000%

4,0000%4,1000%

4,2000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Starter

Kad

ar G

luko

sa

Waktu Hidrolisis 20 Jam

3,5000%

3,6000%

3,7000%

3,8000%

3,9000%

4,0000%

4,1000%

4,2000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Starter

Ka

da

r G

luk

os

a

Series1

Gambar 16. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis selama 20jam dengan Kadar Glukosa

Pada gambar 16 dapat dilihat bahwa adanya tren kenaikan pada

setiap garis. Namun pada proses hidrolisis kali ini terlihat bahwa

penambahan volume enzim selulase sebanyak 15 ml memiliki kadar

70

glukosa yang tertinggi. Setelah 15 mlmenit, kadar glukosa yang

dihasilkan terjadi penurunan, menunjukkan bahwa penambahan 15ml

merupakan penambahan jumlah enzim selulose optimum untuk

menghasilkan jumlah glukosa optimum untuk waktu hidrolisis 20 jam.

Suhartono (1989) menyatakan bahwa nutrien yang ditambahkan ke

dalam media akan dihabiskan selama berlangsungnya proses fermentasi

sampai dihasilkan aktivitas enzim yang maksimal, kemudian dengan

berkurangnya nutrien akan mengakibatkan aktivitas produksi enzim dan

pertumbuhan mikroorganisme akan menurun. Jadi aktifitas enzim juga

dipengaruhi oleh nutrien yang diserap mikroorganisme. Menurut

Marsedan dan Gray (1986), Aada dua hal yang menyebabkan selulosa

sukar dihidrolisis oleh enzim. Pertama struktur kristalin selulosa, dan

kedua adalah asosiasinya dengan molekul lignin dan hemiselulosa

sehingga sisi serang enzim menjadi terbatas. Hal tesebut di atas dapat

menjadikan kadar glukosa yang dihasilkan tidak sesuai dengan kondisi

pengaruh dari variabel yang divariasikan (Marsedan and Gray, 1986Alvira,

et al., 2009).

.

4.1.5 Pengaruh Volume Enzim terhadap Kadar Glukosa pada Waktu Hidrolisis 25 jam Pengaruh Waktu Hidrolisis 25 jam terhadap berbagai variasi volume enzime selulase yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar Glukosa

71

Hasil analisis terhadap kadar glukosa yang diperoleh dari beberapa

perlakuan variasi volume enzim selulase yaitu 5, 10, 15, 20 dan 25ml dan

waktu hidrolisis selama 25 jam ditunjukkan pada Gambar 17 berikut ini.

Waktu Hidrolisis 25 Jam

0,0000%

1,0000%

2,0000%

3,0000%

4,0000%

5,0000%

6,0000%

0 5 10 15 20 25 30

Volume Starter

Kad

ar G

luko

sa

Waktu Hidrolisis 25 Jam

0,0000%1,0000%

2,0000%3,0000%4,0000%

5,0000%6,0000%

0 10 20 30

Vlume Starter

Kad

ar G

luko

sa

Series1

Gambar 17. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis selama 25jam dengan Kadar Glukosa

72

Pada dasarnya peningkatan waktu hidrolisis dapat meningkatkan

kadar glukosa yang dihasilkan seiring dengan banyaknya volume enzim

yang ditambahkan. Hal ini dikarenakan semakin lama waktu yang

diberikan maka semakin banyak sisi aktif enzim selulase bekerja

memotong rantai karbon pada struktur selulosa menjadi struktur yang

lebih sederhana seperti glukosa atau waktu yang lama memungkinkan

adanya reaksi berkelanjutan dari enzim untuk menghidrolisis selulosa

menjadi glukosa. Begitu juga sebaliknya semakin sedikit waktu yang

diberikan untuk melangsungkan proses hidrolisis makan semakin sedikit

pula enzim selulase bekerja untuk menghidrolisis selulosa menjadi

glukosa, sehingga kadar glukosa yang dihasilkan juga semakin kecil.

Terlihat dari hasil pengujian kadar glukosa yang didapat seperti

pada grafik di atas. Hasil pengujian kadar glukosa memang menunjukkan

trend kenaikan nilai glukosa seiring dengan meningkatnya penambahan

enzim selulase. Dari grafik didapatkan nilai tertinggi glukosa sebesar

4,7740% pada penambahan volume enzim selulase sebanyak 25ml dan

terendah pada volume enzim selulase 5 ml sebesar 3,5640%.

Menurut Dekker (1985) proses hidrolisis enzimatik menggunakan

enzim selulase yang diisolasi dari Aspergillus niger sangat dipengaruhi

juga oleh waktu hidrolisis. Semakin lama waktu yang dipakai untuk

hidrolisis makan semakin banyak kadar glukosa dihasilkan. Namun

menurut Dekker, batas waktu untuk enzim selulase aktif dalam proses

hidrolisis adalah selama Aspergillus niger mendapatkan substrat yang

73

cukup. Waktu Hidrolisis 25 jam menrupakan waktu yang paling optimal

untuk menghasilkan kadar glukosa tertinggi dari proses hidrolisis sampel

yang didelignifikasi menggunakan proses ozonolisis.

Jika ditinjau dari interaksi antara variasi waktu hidrolisis dengan

volume enzim selulase yang maksimal,maka hasil yang didapatkan adalah

kadar glukosa tertinggi yaitu pada waktu hidrolisis 25 jam sebesar

4,7740% dan terendah pada waktu hidrolisis 5 jam yaitu sebesar 3,4224

pada penambahan volume enzim selulase optimal sebanyak 25 ml.

Menurut hasil yang diperoleh oleh Rina Andayani (2011), dimana TKKS

yang didelignifikasi dengan alkaline pretreatment NaoH dan dihidrolisis

dengan Aspergillus niger kadar glukosa yang dihasilkan sebanyak 0,52%

selama 8 hari. Hal tersebut menunjukkan bahwa proses delignifikasi

ozonolisis dan hidrolisis enzimatik yang dilakukan pada penelitian ini

cukup efektif untuk menghasilkan kadar glukosa yang tinggi.

4.2. Pengaruh variasi Waktu Hidrolisis TKKS hasil Pretreatment Ozonolisis terhadap berbagaiVariasi Volume Enzim yang berasal dari Aspergillus niger terhadap Kadar Glukosa berdasarkan Analisa HPLC

Dari Hasil analisis kadar glukosa hasil hidrolisis menggunakan

HPLC (Hihg Performance Liquid Chromatography) dari perlakuan

delignifikasi tandan kosong kelapa sawit denganmenggunakan metode

74

ozonolisis yang dilanjutkan dengan hidrolisis menggunakan Aspergillus

niger 25ml selama 25 jam diperlihatkan seperti pada gambar 18. berikut

ini.

Data dari hasil uji kadar glukosa yang diperlihatkan pada gambar

18 diatas memperlihatkan bahwa interaksi antar perlakuan berpengaruh

cukup signifikan terhadap perolehan kadar glukosa dari masing-masing

perbedaan perlakuan.

(TAMPILKAN JUGA HASIL KROMATOGRAM, JELASKAN

TENTANG JENIS KARBOHIDRAT YANG DIANALISIS!!!)

Kadar Glukosa dengan Analisa HPLC

0

1020

3040

50

0 10 20 30

volume enzimselulase (ml)

kad

ar g

luko

sa (

pp

m)

glukosa

Kadar Glukosa dengan Analisa HPLC

0

1020

3040

50

0 10 20 30

volume enzimselulase

kad

ar g

luko

sa

glukosa

75

Gambar 18. Grafik Hubungan Antara Waktu Hidrolisis dengan Kadar Glukosa

Data dari hasil uji kadar glukosa yang diperlihatkan pada gambar

18 diatas memperlihatkan bahwa interaksi antar perlakuan berpengaruh

cukup signifikan terhadap perolehan kadar glukosa dari masing-masing

perbedaan perlakuan.

Grafik di atas menunjukkan tren kenaikan dari perolehan kadar

glukosa hasil hidrolisis TKKS dari waktu hidrolisis selama 25 jam, dengan

penambahan volume enzim selulase yang bervariasi mulai dari kontrol (0

ml),15 ml dan 25 ml terus mengalami peningkatan kadar glukosa. Hal ini

bersesuaian dengan analisis kadar glukosa yang dilakukan menggunakan

metode Lluff Sschoorl diatas.

Jika dilihat pada grafik, didapatkan untuk 0 ml enzim selulase telah

menghasilan kadar glukosa sebesar 24 ppm. H hal ini menunjukkan

bahwa sebelum proses pretreatment atau delignifikasi TKKS

menggunakan metode ozonolisis telah mampu memotong sebagian kecil

selulosa sehingga menghasilkan glukosa. Kemudian, dilanjutkan dengan

proses hidrolisis selama 25 jam dengan penambahan enzim selulas

sebanyak 15 ml, kadar glukosa meningkat menjadi 36 ppm, lalu jika

ditambahkan sebanyak 25 ml enzim selulase maka kadar glukosa

meningkat menjadi sebesar 42 ppm.

Menurut Wulandari 2012 persentase Aspergillus niger berpengaruh

signifikan terhadap proses hidrolisis selulosa menjadi glukosa. Demikian

76

juga dengan jumlah enzim selulase yang dikonsumsi. Hal ini dapat

ditunjukkan oleh grafik kadar glukosa yang didapat.

77