## P

## Hidrolisis Eceng Gondok dan Sekam Padi untuk Menghasilkan Gula Reduksi sebagai Tahap Awal Produksi Bioetanol
Wilda A. Naufala dan Ellina S. Pandebesie Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : ellina@its.ac.id
Abstrak —Eceng  gondok  ( Eichhornia  crassipes )  merupakan gulma  air  dengan  pertumbuhan  cepat  yang  disebabkan  oleh eutrofikasi  di  badan  air.  Eceng  gondok  yang  mengandung struktur  lignoselulosa  ini  memiliki  ketersediaan  yang  sangat melimpah.  Lignoselulosa  yang  terdiri  dari  lignin,  selulosa,  dan hemiselulosa ini juga terkandung dalam sekam padi. Sekam padi merupakan limbah pertanian yang pemanfaatannya masih belum maksimum. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui campuran terbaik eceng  gondok  dan sekam  padi  yang  dapat  menghasilkan gula  reduksi  terbanyak.  Perbandingan  campuran  eceng  gondok dan sekam padi yang digunakan adalah 100:0, 75:25, 50:50, 25:72, 0:100 dengan berat total 100 gram. Tahap awal penelitian ini yaitu pretreatment dengan  H 2 SO 4 1%  sebanyak  1000  mL  dan pemanasan  suhu  100 o C  selama  60  menit.  Tahap  selanjutnya adalah  hidrolisis  enzimatik  dengan  memanfaatkan Aspergillus niger dan Trichoderma  viride dengan  perbandingn  2:1.  Reaktor yang  digunakan  merupakan  reaktor  kaca  dengan  volume  2  L. Parameter  yang  diukur  meliputi  lignoselulosa  dan  gula  reduksi. Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  sampel  yang mengandung  100:0  eceng  gondok  dan  sekam  padi  mampu menghasilkan  kadar  gula  reduksi  tertinggi,  yaitu  sebesar  23,33 mg/g .
Kata  Kunci —eceng  gondok,  gula reduksi,  lignoselulosa,  sekam padi

## I.   PENDAHULUAN
ENCEMARAN  di  badan  air  merupakan  masalah lingkungan  yang  harus  diperhatikan.  Salah  satu  penyeab pencemaran   di   badan   air   adalah   eutrofikasi.   Salah   satu tumbuhan  yang  diuntungkan  karena  eutrofikasi adalah  eceng gondok.  Eceng  gondok  merupakan  jenis  tumbuhan  air  yang memiliki laju pertumbuhan tinggi, sehingga dianggap sebagai gulma   yang   dapat   mengganggu   ekosistem   perairan   [1]. Permasalahan   yang   timbul   dari   tingginya   populasi   eceng gondok  adalah  berkurangnya  jumlah  keanekaragaman hewan air,  terjadinya pendangkalan, menurunnya kualitas air  karena berkurangnya  oksigen  akibat  menurunnya  intensitas  cahaya matahari   yang   masuk  ke   badan  air,   meningkatnya  vektor penyakit, gangguan irigasi, transportasi, dan berkurangnya nilai estetika pada perairan [1,2].
Sejumlah  permasalahan  yang  timbul  akibat  tingginya populasi eceng gondok ini mengharuskan adanya pemanfaatan untuk     mengurangi     populasinya.     Beberapa     penelitian
menyatakan  bahwa  eceng  gondok  mempunyai  struktur lignoselulosa  yang  dapat  dikonversi  menjadi gula  reduksi  dan berpotensi  menjadi  bioetanol.  Bioetanol  merupakan biofuel ramah  lingkungan  dengan  kandungan  35%  oksigen  yang mampu  menyebabkan  proses  pembakaran  lebih  sempurna  [4] sehingga emisi hidrokarbon hasil pembakaran lebih rendah [5].
Biomassa  yang  mampu  memproduksi  bioetanol  biasanya mengandung zat gula (bagas tebu, buah-buahan, tetes), tepung atau  pati  (ubi,  kentang,  jagung),  dan  lignoselulosa  (residu agrikultural,  residu  kayu)  [6].  Lignoselulosa  dinilai  sebagai sumber  bioetanol  yang  paling  menguntungkan  karena ketersediaannya yang melimpah dan relatif murah. Kelemahan penggunaan  biomassa  yang  mengandung  lignoselulosa  yaitu sulitnya dihidrolisis karena mengandung lignin. Eceng gondok memiliki  kandungan  48%  hemiselulosa,  18%  selulosa,  dan 3,5% lignin [7].
Selulosa  merupakan  penyusun  utama  dinding  sel      dan termasuk polimer glukosa dengan ikatan β-1,4 glukosida dalam rantai  panjang lurus.  Rantai  selulosa terhubung dengan  ikatan hidrogen dan gaya van der walls [8].
Hemiselulosa    merupakan  komponen  yang  paling  mudah dihidolisis  karena  memiliki  struktur  heterogen  dan  derajat polimerisasi  yang  relatif  rendah.  Hemiselulosa  juga  dapat mengikat  lembaran  serat  selulosa  membentuk  mikrobiofil sehingga  dapat  meningkatkan  stabilitas  dinding  sel  pada tumbuhan [9].
Lignin merupakan komponen yang sangat sulit didegradasi. Komposisi  lignin  terdiri  dari  polimer  aromatik  yang  unitnya dihubungkan oleh ikatan eter dan karbon-karbon. Fungsi utama lignin  pada  tumbuhan  adalah  memperkuat  struktur  tumbuhan [10].
Lignoselulosa  juga  terkandung  dalam  limbah  agrikultural, salah satunya adalah sekam padi. Sekam padi merupakan residu agrikultural  yang  ketersediaannya sangat  melimpah  dan  dapat memproduksi  bioetanol  karena mengandung  struktur lignoselulosa.  Sekam  padi  memiliki  kandungan  24,3% hemiselulosa, 34,4% selulosa, dan 19,2% lignin [11].
Terdapat  beberapa  langkah  dalam  pembuatan  bioetanol, yaitu pretreatment ,  hidrolisis,  dan  fermentasi. Pretreatment bertujuan  untuk  memecah  ikatan  lignin  dan  merusak  struktur kristal  selulosa  agar  mudah  terurai  menjadi  glukosa.  Tahap hidrolisis bertujuan untuk mengubah selulosa menjadi glukosa. Tahap  fermentasi  bertujuan  untuk  merubah  glukosa  menjadi
etanol  dengan  bantuan  mikroorganisme. Pretreatment dengan penambahan asam sulfat dan pemanasan pada suhu 100 o C  [12]. Hidrolisis  dilakukan  secara  enzimatik  dengan  bantuan mikroorganisme Trichoderma  viride dan Aspergillus  niger [13] .
Pada penelitian ini akan dikombinasikan penggunaan sekam padi  dan  eceng  gondok  sebagai  biomassa  dengan  rasio perbandingan tertentu. Campuran ini diharapkan dapat menjadi campuran  biomassa  yang  baik  untuk  meningkatkan  aktivitas pertumbuhan mikroorganisme agar  mampu menghasilkan gula reduksi optimum.

## II.   METODE PENELITIAN

## A.   Tahap Persiapan
Bahan baku eceng gondok diperoleh dari daerah perairan di ITS.  Bahan  baku  sekam  padi  diperoleh  dari  daerah penggilingan beras di Kota Surabaya dengan varietas padi 64- IR.  Sekam padi dan eceng gondok dicuci hingga bersih untuk menghilangkan  zat  pengotor  dan  dibuang  bagian  akarnya. Setelah  itu  dicacah  kecil-kecil,  lalu  kedua  biomassa dikeringkan di  bawah sinar  matahari selama satu  minggu agar benar-benar  kering  sehingga  mudah  dihancurkan/dihaluskan [14].  Kemudian  biomassa  dihaluskan  hingga  berupa  tepung. Lalu  biomassa  dicampur  dengan  rasio  perbandingan  eceng gondok  dan  sekam  padi  sebesar  100:0,  75:25,  50:50,  25:75, 0:100 dengan total campuran 100 gram.
Persiapan selanjutnya yaitu pembuatan Media PDA ( Potato

## C.   Hidolisis
Metode hidrolisis pada penelitian ini  menggunakan metode hidrolisis enzimatik, yaitu dengan memanfaatkan mikroorganisme penghasil enzim, seperti T. viride dan A. niger [12] . Inokulum T.  viride dan A.  niger ditambahkan  ke  dalam sampel dengan perbandingan T. viride dan A. niger adalah 2 : 1 dengan total 100  mL (67  mL T.  viride dan 33  mL A.  niger) . Lalu diinkubasi pada suhu ruang selama 72 jam [12,17].
Substrat  sebelumnya  dikondisikan  agar  pH  menjadi  5. Pengkondisian  pH  dilakukan  dengan  menambahkan  larutan konsentrat NaOH. Kemudian dilakukan uji gula reduksi dengan Metode Nelson Somogyi.

## III.   HASIL DAN DISKUSI

## A.   Kadar Lignoselulosa Awal Eceng Gondok : Sekam Padi
Pengukuran lignoselulosa di awal penelitian bertujuan untuk mengetahui  karakteristik  eceng  gondok  dan  sekam  padi. Karakteristik ini dapat dilihat dari kadungan lignoselulosa awal yang  terdapat  pada  campuran  eceng  gondok  dan  sekam  padi sebelum dilakukannya pretreatment .   Data awal analisis kadar lignoselulosa  eceng  gondok  dan  sekam  padi  disajikan  pada Tabel 1.1. Data perhitungan kadar lignoselulosa awal menurut beberapa literatur disajikan pada Tabel 1.2.

## Tabel 1.1
Perhitungan Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok dan Sekam Padi
Dextrose    Agar )  yang    digunakan    untuk    menumbuhkan mikroorganisme   yang    nantinya    digunakan    sebagai    stok Eceng Gondok : Sekam Padi (100 gram) Hemiselulosa (%) Selulosa (%) Lignin (%)
sebelum   dilakukan   penelitian.   Media   PDA   yang   sudah disiapkan ditambahkan dengan inokulan T. viride dan A. niger . Inokulasi dilakukan secara aseptik dengan cara mengambil satu ohse kapang lalu digoreskan ke dalam media PDA.
Selanjutnya   dilakukan   aklimatisasi   mikroorganisme   ke dalam media PDB ( Potato Dextrose Broth ). Stok kapang yang sudah  dibuat  sebelumnya  di  media  PDA,  dipersiapkan  untuk dipindahkan  ke  media  PDB  yang  nantinya  akan  digunakan
100 : 0 38.99 26.30 10.01 75 : 25 31.44 32.60 11.61 50 : 50 30.38 27.92 15.05 25 : 75 27.07 28.11 18.76 0 : 100 25.02 27.37 18.98 Tabel 1.2
Perhitungan Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok dan Sekam Padi
Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok
untuk proses hidrolisis dan  fermentasi. Diambil 5  ohse untuk 250   mL   PDB   dari   masing-masing   inokulan.   Setelah   itu Literatur Hemiselulosa (%) Selulosa (%) Lignin (%) dimasukkan  ke   dalam  media  PDB  yang  sudah  disiapkan. Nigam 48,70 18,20 3,50 Selanjutnya T.  viride dan A.  niger dishaker  secara  terpisah selama 50 jam dengan kecepatan  180 rpm. 50 jam merupaken
, 2002 Ma et al., 2010 33,40 19,50 9,27
fase eksponensial atau  ½ Vmaks dari masing-masing kapang.
Novembrianto, 2014 33,95 12,38 8,76

## B.   Pretreatment
Eceng gondok dan sekam padi yang sudah tercampur dengan perbandingan  tertentu  diukur  kandungan  lignin,  selulosa,  dan hemiselulosa  awal  untuk  mengetahui  karakteristik  awal  dari substrat.  Setelah  itu  ditambahkan  H 2 SO 4 1%  sebanyak  1000 mL [15]. Setelah ditambah asam, substrat dipanaskan pada suhu 100 0 C selama 60 menit. Kemudian disaring dan dicuci dengan aquadest . Lalu dikeringkan kembali pada suhu 60 o C selama 3 hari  [16].  Kemudian  substrat  dimasukkan  ke  dalam  reaktor berukuran 2 L. Lalu diukur kandungan selulosa, hemiselulosa, dan  lignin  setelah  dilakukan  proses pretreatment dengan Metode Chesson.
Literatur Kadar Lignoselulosa Sekam Padi Nichols et al., 2014 12 ± 0,7 35,6 ± 0,1 15,4 ± 0,2 Imamoglu, 2014 28,60 28,60 24,40 Soltani et al ., 2015 24,30 34,40 19,20
Tabel  1.1  menunjukkan  kadar  lignoselulosa  awal  substrat eceng  gondok dan  sekam padi.  Eceng gondok  memiliki kadar selulosa  lebih  besar  daripada  selulosannya,  sementara  sekam padi memiliki kadar selulosa lebih tinggi dari hemiselulosanya. Komposisi masing-masing eceng gondok dan sekam padi pada penelitian  ini  berbeda  dengan  literatur  yang  disajikan  pada Tabel 1.2. Literatur menunjukkan kadar hemiselulosa sebesar 48,70% dan selulosa sebesar 18,20% [7] untuk eceng gondok. Untuk  sekam  padi  menurut  Soltani et  al. [11]  menunjukkan

## JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 2, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
kadar   hemiselulosa   sebesar   24,30%   dan   selulosa   sebesar 34,40%.
Perbedaan kadar lignoselulosa antara literatur dan penelitian ini  disebabkan  oleh  perbedaannya  habitat  asal  eceng  gondok dan  sekam  padi  tumbuh.  Lingkungan  tempat  eceng  gondok tumbuh merupakan perairan tercemar yang mengandung mikro elemen yang lebih tinggi dibandingkan perairan bersih. Mikro elemen  merupakan  salah  satu  komponen  pertumbuhan  untuk memenuhi  nutrisi  eceng  gondok.  Persamaan  penelitian  ini dengan literatur yaitu persentase hemiselulosa yang lebih tinggi daripada selulosa untuk eceng gondok, dan persentase selulosa lebih tinggi daripada hemiselulosa untuk sekam padi.

## B.   Kadar Lignoselulosa setelah Pretreatment
Penelitian  ini  menggunakan pretreatment asam  1%  dan pemanasan  suhu  100 o C.  Menurut  beberapa  literatur, pretreatment dengan  asam  mampu  mendegradasi  lignin, menurunkan  kadar      selulosa,  dan  hemiselulosa.  Perhitungan kadar lignoselulosa sesudah proses pretreatment disajikan pada tabel 1.3.
Tabel 1.3
karena  adanya  reaksi  kondensasi  sebagai  akibat  dari  tingkat reaktifitas yang dimiliki oleh  cincin aromatik penyusun lignin yang  akan  membentuk  ikatan  karbon-karbon.  Hal  ini mengakibatkan lignin  menjadi  padat  dan  tingkat  kelarutannya dalam asam menjadi rendah.
Penyebab  lain  kemungkinan  karena  suhu  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  kurang  tinggi.  Penelitian  ini  hanya menggunakan  suhu  100 o C.  Mosier et  al. [22]  melakukan pretreatment dengan  pemanasan  pada  suhu  200-230 o C  dan mampu mendegradasi 35-60% lignin dan 4-22% selulosa. Hal yang  sama  diungkapkan  oleh  Siregar  [25]  yang  menyatakan bahwa  lignin  baru  dapat  terpecah  menjadi partikel  yang  lebih kecil  dan  terlepas  dari  selulosa  saat  direaksikan  pada  suhu 200 o C.

## C.   Kadar Gula Reduksi selama Pretreatment
Pretreatment dengan  asam  1%  dan  pemanasan  pada  suhu 100 o C    mengalami  pembentukan  gula  reduksi.  Data  analisis perhitungan gula reduksi disajikan pada Tabel 1.4
Tabel 1.4 Perhitungan Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok dan Sekam Padi Perhitungan Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok dan Sekam Padi Eceng Gondok : Sekam Padi Gula Reduksi Eceng Gondok : Hemiselulosa Selulosa Lignin (100 gram) (mg/g) Sekam Padi (100 gram) (%) (%) (%) 100 : 0 3,54 75 : 25 3,19 100 : 0 21,69 41,52 17,78 75 : 25 20,58 38,02 18,26 50 : 50 21,66 37,21 21,67 25 : 75 19,17 34,40 20,82 0 : 100 16,98 35,36 22,31
Tabel  1.3  menunjukkan  kadar  lignoselulosa  pada  substrat setelah proses pretreatment. Kadar hemiselulosa turun sekitar 40%    dari    sebelum pretreatment .    Mosier et    al. [22] mengungkapkan bahwa dengan pemanasan dapat  menurunkan kandungan  hemiselulosa  hingga  mencapai  90%.  Penurunan kadar  hemiselulosa  ini  disebabkan  karena  strukturnya  yang sebagian  besar  bersifat  lunak  (amorf),  sehingga  sensitif  dan mudah dipecah oleh asam [18].
Berbeda  dengan  literatur  yang  menjelaskan  bahwa pretreatment asam  dan  pemanasan  dapat  mendegradasi lignin dan  menurunkan  kadar  selulosa,  pada  penelitian  ini  kadar selulosa  dan  lignin  jusrtru  naik.  Penyebab  kenaikan  kadar selulosa  adalah  kemungkinan  karena  adanya  kandungan  pati yang  tak  larut  dan  terukur  sebagai  selulosa  [23].  Sedangkan kemungkinan naiknya kadar lignin terjadi karena terbentuknya “lignin semu”  yang terukur sebagai lignin akibat ikatan silang ester dengan polisakarida. Selain itu  kemungkinan lain karena terjadi dekomposisi pada lignin dan selulosa akibat adanya ion carbonium yang terbentuk pada molekul lignin [24].
Matsushita et  al. [25]        menyatakan  bahwa  adanya peningkatan kadar lignin terjadi karena struktur lignin lisis yang mengakibatkan  molekulnya  sebagian  terkondensasi  dan mengendap.  Adanya  molekul  lignin  yang  terendapkan  akan berpengaruh  pada  akumulasi  bobot  molekul  rata-rata  dan menyebabkan naiknya bobot molekul lignin.
Rujuakan [26] menyatakan bahwa selama perlakuan dengan asam sulfat, struktur lignin akan berubah. Hal ini dapat terjadi
50 : 50 4,05 25 : 75 3,32 0 : 100 1,54
Tabel 1.4 menunjukkan kadar gula reduksi tertinggi terdapat pada  substrat  yang  mengandung  50  :  50  campuran  eceng gondok  dan  sekam  padi,  yaitu  sebesar  4,05  mg/g.  Sedangkan untuk  kadar  gula  reduksi  substrat  yang  hanya  mengandung eceng  gondok  adalah  3,54  mg/g.    Hasil  gula  reduksi  eceng gondok  pada  penelitian  ini  nilainya  jauh  lebih  kecil dibandingkan penelitian lain yang menggunakan eceng gondok sebagai  biomassa  dengan pretreatment kombinasi E.  taxodii dan  asam  sulfat  dengan  pemanasan  suhu  100 o C  selama  60 menit.  Penelitian tersebut  menghasilkan gula  reduksi  sebesar 366 mg/g [27].
Kadar  gula  reduksi  sekam  padi  paling  rendah  nilainya diantara  substrat  yang  lain,  yaitu  1,54  mg/g.  Hal  ini kemungkinan  terjadi  karena  lignin  pada  sekam  padi  masih tinggi  dan  menghalangi  asam  dalam  pemecahan  selulosa. Inggrid et al. [28] mampu menghasilkan gula reduksi sebesar 15,87  mg/g  dengan pretreatment menggunakan  alkali peroksida.
Gula reduksi yang terbentuk selama proses pretreatment ini berasal  dari  hidrolisis  selulosa  menjadi  glukosa  dan hemiselulosa  menjadi  senyawa  penyusunnya,  yaitu  heksosa, pentosa,  dan  sedikit  asam.  Heksosa  terdiri  dari mannose , galaktosa,  dan  sedikit  glukosa,  sementara  pentosa  terdiri  dari xilosa  dan arabinose [6..18].  Xilosa  adalah  gula  reduksi tertinggi yang dihasilkan dari hidrolisis hemiselulosa.
Kemungkinan  lain  terbentuknya  gula  reduksi  pada  proses pretreatment ini  adalah  adanya  kandungan  pati  pada  sekam padi  dan  eceng  gondok.  Sekam  padi  mengandung  8,9%  pati, sedangkan   eceng   gondok   mengandung   4,1%   pati   [19].
K ad ar G ul a R ed uk si m g/ g
Penambahan asam kuat konsentrasi rendah dapat meningkatkan kuantitas  gula  pada  proses  hidrolisis  lignoselulosa  karena  ion H + pada asam kuat dapat Samsuri memutuskan ikatan glikosida yang  terdapat  pada  selulosa  [20].  Semakin besar  penambahan asam, semakin tinggi nilai gula yang dihasilkan [18]. Selulosa tidak larut dalam air. Jika dihidrolisis dalam suasana asam akan menghasilkan  banyak  molekul  glukosa.  Rantai  selulosa  yang terhidrolisis akan  menghasilkan disakarida selobiosa yang jika dihidrolisis lebih lanjut akan menghasilkan glukosa [21].

## D.   Hidrolisis Eceng Gondok dan Sekam Padi menggunakan T. viride dan A. niger
Penelitian  ini  menggunakan  hidrolisis  enzimatik  dengan bantuan  mikroorganisme T.  viride dan A.  niger .  Hidrolisis berlangsung  selama  72  jam.  Perhitungan  kadar  gula  reduksi disajikan pada Tabel 1.5
Tabel 1.5
Perhitungan Kadar Lignoselulosa Eceng Gondok dan Sekam Padi
eceng  gondok  mengalami  kenaikan  dari pretreatment ke hidrolisis  sebesar  5,59.  Namun,  kenaikan  kadar  gula  reduksi tertinggi terdapat pada substrat sekam padi, yaitu sebesar 5,76 . Merina [21] mengungkapkan bahwa laju peningkatan rata-rata gula reduksi terbesar adalah 1,13 dan berlangsung pada waktu 36 jam. Rata-rata kadar gula reduksi yang mengalami kenaikan selama hidolisis menunjukkan bahwa terjadi konversi selulosa dan  hemiselulosa  pada  substrat  selama  hidrolisis  berlangsung dengan bantuan kapang.
Selulosa  merupakan  polimer  homogen  dan  jika  dihidrolisis akan  menghasilkan  glukosa.  Sedangkan  hemiselulosa merupakan  polimer  heterogen  dan  jika  dihidrolisis  akan menghasilkan  pentosa  (xilosa  dan arabinose ),  hexose (kebanyakan mannose ),  dan  sedikit  asam  [29].  Nigam  [7] menyatakan  bahwa  hidrolisis  hemiselulosa  dengan  asam mengubah hemiselulosa menjadi monomer yang mengandung 12,4%   xilosa,   5,6%   asam acetic ,   3,5% mannose ,   2,2% arabinose , 1,82% furfural, 1,7% glukosa, dan 1,2% galaktosa.
Eceng Gondok : Sekam Padi (100 gram) Gula Reduksi (mg/g) Handayani   dan   Pandebesie   [16] menyatakan   bahwa produksi  glukosa  dari  aktivitas T.  viride dengan  kombinasi 100 : 0 (1) 23,33 75 : 25 (2) 20,76 50 : 50 (3) 16,38 25 : 75 (4) 13,52 0 : 100 (5) 10,34
Tabel 1.5 menunjukkan kadar gula reduksi setelah hidrolisis. Kadar  gula  reduksi  tertinggi  terdapat  pada  sampel  yang mengandung  100%  eceng  gondok,  yaitu  sebesar  23,33  mg/g. Hal ini berbeda dengan kadar gula reduksi setelah pretreatment yang  menunjukkan  bahwa  sampel  50:50  memiliki  kadar  gula reduksi tertinggi. Namun, setelah hidrolisis sampel 50:50 hanya mampu menghasilkan kadar gula reduksi tertinggi ketiga, yaitu sebesar  16,38  mg/g.  Sampel  dengan  kandungan  sekam  padi menghasilkan  kadar  gula  reduksi  terendah  selama  proses hidrolisis ini, yaitu sebesar 10,34 mg/g. Sementara sampel yang mengandung  75:25  eceng  gondok  dan  sekam  padi menghasilkan kadar gula reduksi tertinggi kedua, yaitu sebesar 20,76  mg/g.  Perbandingan  kadar  gula  reduksi  selama  proses pretreatment dan hidrolisis disajikan pada Gambar 1.1.
25 20 15 10 5 0 1 2
3 4 5 Pretreatment Hidrolisis
Gambar 1.1 Perbandingan Kadar Gula Reduksi Pretreatent dan Hidrolisis
Gambar  1.1  menunjukkan  kenaikan  tertinggi  terdapat  pada substrat  yang  mengandung  sekam  padi.  Kadar  gula  reduksi
hidrolisis  kimia  dan  fisika  berkisar  antara  20,75  mg/g–97,9 mg/g berat  kering eceng gondok. Penelitian tersebut  memiliki kadar  gula  reduksi  yang  lebih  tinggi  dari  pada  penelitian  ini. Namun,  penelitian  ini  menghasilkan  kadar  gula  reduksi  yang lebih  tinggi  jika  dibandingkan dengan  Issani et  al. [14]  yang menghasilkan  gula  reduksi  berkisar  antara  11,43  mg/g–23,01 mg/g  dengan  hidrolisis  enzimatik  menggunakan T.  viride dan A. niger . Hidrolisis enzimatik dengan bantuan T. viride dan A. niger juga  dilakukan  oleh  Amanah  [30]  dan  mampu menghasilkan gula reduksi sebesar 29,49 mg/g setelah inkubasi 72 jam.
T. viride dan A. niger berperan penting dalam meningkatkan kadar  gula  reduksi. T.  viride menghasilkan  enzim  selulase, diantaranya endoglukanase, eksoglukanase , dan β-glukosidase. A.  niger mampu  menghasilkan  β-glukosidase  dalam  jumlah tinggi.  Enzim  endoglukanase  berfungsi  untuk  menyerang daerah kristal rendah dan amorf pada selulosa serta mengurangi derajat  polimerisasi  [31].  Enzim  eksoselulase  berfungsi  untuk menyerang rantai selulosa dan menghasilkan selobiosa. Enzim β-glukosidase  mampu  menghidrolisis  selobiosa  menjadi glukosa dan mereduksi inhibisi selobiosa. Agar hidrolisis enzim berjalan  dengan  baik,  sistem  enzim  harus  terdiri  dari  ketiga enzim,  yaitu  endoglukanase,  eksoselulase,  dan  β-glukosidase [11].
Safaria et al. [17] menyatakan bahwa protein yang memiliki aktivitas biokimia atau disebut juga enzim sebagai katalis reaksi dipengaruhi  oleh  tingkat  kondisi  pH  nya.  Enzim  tidak  bisa bekerja  pada  pH  terlalu  asam  atau  basa.  Hidrolisis  dalam penelitian  ini  menggunakan  pH  4-5  karena  merupakan  pH optimum yang dibutuhkan untuk pertumbuhan T. viride dan A. niger adalah 4,5–5 [32].
Selain dipengaruhi oleh pH, kinerja enzim juga dipengaruhi oleh suhu. Pertumbuhan T. viride optimal pada suhu 25 o C–30 o C [32],  sedangkan A.  niger optimal  pada  suhu  35 o C-37 o C  [33]. Penelitian  ini  mengggunakan  suhu  ruang  selama  proses hidrolisis, yaitu sekitar 30 o C – 35 o C. Suhu ini merupakan suhu rata-rata untuk pertumbuhan T. viride dan A. niger . pH dan suhu

## JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 2, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
optimal  inilah  yang  memungkinkan T.  viride dan A.  niger bekerja dengan baik dan menghasilkan gula reduksi tinggi.

## IV.   KESIMPULAN/RINGKASAN
Eceng  gondok  dan  sekam  padi  mempunyai  potensi  rendah menghasilkan  gula  reduksi  dalam  penelitian  ini  .  Kadar  gula reduksi tertinggi terdapat pada sampel yang mengandung 100:0 eceng gondok dan sekam padi, yaitu sebesar 23,33 mg/g.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  ingin  menyampaikan  terimakasih  kepada    DIKTI, melalui  Program  Penelitian  Unggulan  Perguruan  Tinggi  No. 003246.79/IT2.11/PN.08/2015.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]    Cheng, J, Xie, B., Zhou, J., Song, W., dan Cen, K. (2008). Cogeneration of  H 2 and  CH 4 from  Water  Hyacinth  by  Two-Step  Anaerobic Fermentation . International Journal of Hydrogen Energy 35, 3029-3025.
[2]      Gunnarson,  C.  G.  dan  Peterson,  C.  M.  (2007). Water  Hyacinth  as  a Resource and Energy Production: a Literature Review. Journal of Waste Management 27, 117-129.
[3]    Theuri,   M.,   Chanderb,   A.,   Litswaa,   E.,   Gieseb,   K.,   Harriman,   L., Anthony, M., Hussain, R., dan Zommers, Z. (2013). Water Hyacinth-Can it’s Aggressive Invasion Controlled: an Article Reproduction from United Nations  Environment  Programme  (UNEP)  Global  Environmental  Alert Service. Journal of Environmental Development 7, 139-154.
[4]    Fifi, N., Umi, M., Vicki, C. J., dan Sugili, P. (2009). Pembuatan Bioetanol dari Biji Durian sebagai Sumber Energi Alternatif. Seminar Nasional V SDM Teknologi Nuklir. Teknokimia Nuklir STTN Batan, Yogyakarta.
[5]    Ganguly,  A.,  Chatterjee,  P.  K.,  dan  Dey,  A.  (2012). Renewable  and Sustainable Energy Reviews. Reneable and Sustainable Energy Reviews 16, 966-972.
[6]    Alriksson, B. (2006). Ethanol from Lignocellulose: Alkali Detoxification of  Dilute-Acid  Spurce  Hydrolysate .  Licentiate  Thesis.  Biochemistry, Karlstad University Sweden.
[7]    Nigam,  J.N.  (2002). Bioconversion  of  Water-Hyacinth  (Eichhornia crassipes)  Hemicellulose  Acid  Hydrolysate  to  Motor  Fuel  Ethanol  by Xilosa-Fermenting Yeast. Journal of Biotechnology 97, 107-116.
[8]    Perez,   J.,   Dorado,   J.   M.,   Rubia,   T.,   dan   Martinez,   J.   (2002). Biodegradation and Biological Treatments of Cellulose, Hemicellulose, and Lignin: An Overview . Int. Microbiol 5, 53–63.
[9]      Widianti,  L.  (2010). Pengaruh  Urea  pada  Biokonversi  Xilosa  menjadi Xilitol dari Hidrolisat Hemiselulosa Limbah Tanaman Jagung (Zea mays) oleh Debaryomyces hansenii. Skripsi Jurusan Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
[10]  Girisuta,   B.   (2007). Levulinic   Acid   from   Lignocellulosic   Biomass . Proefshrift University of Gronigen.
[11]  Soltani, N., Bahrami, A., Pech-Ganul, M. I., dan Gonzalez, L. A. (2015). Review on the Physicochemical Treatments of Rice Husk for Production of Advanced Materials. Chemical Engineering Journal 264, 899-935.
[12]   Novembrianto, R. dan Pandebesie, E. S. (2014). Laju Biokonversi Eceng Gondok  (Eichhornia  crassipes)  pada  Proses  Hidrolisis  oleh  Jamur Selulotik. Seminar Nasional Pascasarjana XIV ITS Surabaya.
[13]  Castillo,  M.  R.,  Gutlerrez-Correa,  M.,  Linden,  J.  C., dan  Tengerdy,  P. (1994). Mixed  Culture  Solid  Substrate  Fermentation  for  Cellulolytic Enzyme Production . Biotechnology Letters 16, 967-972.
[14]  Issani,  W.  M.,  Warmadewanthi.,  dan  Pandebesie,  E.  S.  (2014). Proses Fermentasi  Eceng  Gondok  oleh  Saccharomyces  cerevisiae  dengan Metode  Simultaneous  Saccharification  and  Fermentation  (SSF) . Prosiding Seminar Nasional Teknologi Lingkungan XI ITS Surabaya.
[15]  Ganguly,  A.,  Chatterjee,  P.  K.,  dan  Dey,  A.  (2012). Renewable  and Sustainable Energy Reviews. Reneable and Sustainable Energy Reviews 16, 966-972.
[16]  Handayani,  A.  G.  dan  Pandebesie,  E.  S.,  (2014). Kombinasi  Hidrolisis Eichhornia  crassipes  Menggunakan  H 2 SO 4 0,25%  dan  T.  viride  pada Tahap  Awal  Pembuatan  Bioetanol .  Prosiding  Seminar  Nasional  Waste Management II ITS Surabaya.
[17]  Safaria, S., Idiawati N., dan Zaharah T. A., (2013). Efektivitas Campuran Enzim  Selulase  dari  Aspergillus  niger  dan  Trichoderma  reesei  dalam Menghidrolisis  Substrat  Sabut  Kelapa .  Program  Studi  Kimia,  Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura.
[18]  Corredor,  D.  Y.  (2005). Pretreatment  and  Enzymatic  Hydrolysis  of Lignocellulosic  Biomass .  An  Abstract  of  Dissertation  Department  of Biological and Agricultural Engineering, Kansas State University.
[19]  Mishima, D., Kuniki, M., Sei, S., Soda, S., Ike, M., dan Fujita, M. (2008). Ethanol  Production  from  Candidate  Energy  Crops:  Water  Hyacinth (Eichhornia  crassipes)  and  Water  Lettuce  (Pistia  Stratiotes  L). Bioresoutce Technology 99, 2495-2500.
[20]  Samsuri,  M.,  Gozen,  M.,  Mardias,  R.,  Baiquni,  M.,  Hermansyah,  H., Wijanarko,  A.,  Prasetya,  B.,  dan  Nasikin,  M.  (2007). Pemanfaatan Selulosa  Bagas  u`ntuk  Produksi  Etanol  melalui  Sakarifikasi  dan Fermentasi Serentak dengan Enzim Xylanase. Makara Teknologi 11 (1), 17-24.
[21]    Merina,  F.  (2011). Produksi  Bioetanol dari  Eceng  Gondok  (Eichhornia Crassipo) dengan Zymonas mobilis dan Saccharomyces cerevisiae. Tesis Jurusan Teknik Lingkungan ITS Surabaya.
[22]  Mosier, N, Wyman, C., Dale, B., Elander, R., Lee, Y. Y., Holtzapple, M., dan  Ladisch,  M.  (2005). Features  of  Promising  Technologies  for Pretreatment  of  Lignocellulosic  Biomass .  Bioresource  Technology  96 (10), 673-686.
[23] Yuanita,  Leny.  (2006). Pengaruh  Kadar  Pektat,  Hemiselulosa,  Lignin, dan  Selulosa  terhadap  Persentase  Fe  Terikat  oleh  Makromolekul  Serat Pangan: Variasi pH dan Lama Perebusan. Indo J. Chem 6 (3), 332-337
[24]  Pielhop, T., Larrazábal, G. O., Studer, M. H., Brethauer, S., Seidal, C. M., dan  von  Rohr,  P.  R.  (2015). Lignin  Repolymerisation  in  Spruce Autohydrolysis  Pretreatment  Increase  Cellulase  Deactivation. Green Chemistry Article Online Journal.
[25]  Siregar,  M.  R.,  Hendrawan,  Y.,  dan  Nugroho  W.  A.  (2009). Pengaruh Konsentrasi  NaOH  dan  Lama  Waktu  Pemanasan  Microwave  dalam Proses  Pretreatment terhadap  Kadar  Lignoselulosa Chlorella  vulgaris /.
Tugas Akhir Jurusan Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya.
[26]  Matsushita,  Y.,  Kakehi,  A.,  Miyawaki,  S.,  dan  Yasuda,  S.  (2004). Formation and Chemical Structure of Acid-Soluble Lignin II: Reaction of Aromatic  Nuclei  Model  Compounds  with  Xylan  in  the  Presence  of  a Counterpart  for  Condensation,  and  Behavior  of  Lignin  Model Compounds with Guaiacyl and Syringly  Nuclei in 72% Sulfuric Acid. J. Wood Sci 50, 136-141.
[27]  Ma,  F.,  Yang,  N.,  Xu,  C.,  Yu,  H.,  Wu,  J.,  dan  Zhang,  X.  2010. Combination of Biological Pretreatment with Mild Acid Pretreatment for Enzymatic  Hydrolysis  and  Ethanol  Production  from  Water  Hyacinth. Bioresource Technology vol. 101, pp: 9600-9604.
[28]  Inggrid,  M.,  Yonathan,  C.,  dan  Djojosubroto,  H.  (2011). Pretreatment Sekam  Padi  dengan  Alkali  Peroksida  dalam  Pembuatan  Bioetanol. Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Kimia  Universitas  Katolik Parahyangan ISSN 1693-4393.
[29]  Howard,  R.  L.,  Abotsi,  E.,  Van  Rensburg,  J.  dan  Howard,  S.  (2003). Lignocelluose   Biotechnolog : Issues   of   Bioconversion   and   Enzyme Production. Journal of Biotechnology 2, 602-619.
[30]   Amanah, N. (2015). Proses Fermentasi Eceng Gondok oleh Zymomonas mobilis  dan  Saccharomyces  cerevisiae  dengan  Metode  Separate Hydrolisis and Fermentation. Tesis Jurusan Teknik Lingkungan ITS.
[31]  Taherzadeh, M. J. dan Karimi, K. (2008). Pretreatment of Lignocellulosic Wastes  to  Improve  Ethanol  and  Biogas  Production: A  Review, International Journal of Molecular Sciences 9, 1621-1651.
[32]  Permatasari, E. K. (2010). Jamur Kapang (Trichoderma viride) sebagai Bahan  Pembuatan  Bioetanol  Alami  (Studi  Eksplorasi  Sumber  Daya Alam). ( http://chrieztiey.blogspot.com/2010/06/jamur-kapang- trichoderma-viride-sebagai.html/m=1) (akses tanggal 15 Januari 2015).
[33]  Schuster, E., Dunn-Coleman, N., Frisvad, P. W. M., dan van Dijk. (2002). On the Safety of Aspergillus niger-a review. Appl. Microbiol Biotechnol 59, 426-435