## Jurnal Teknik Kimia USU
Journal homepage: https://talenta.usu.ac.id/jtk
Pembuatan  Gum  Xanthan  dengan  Proses  Fermentasi  dari  Hidrolisat Selulosa  Eceng  Gondok  dan  Penerapannya  dalam  Enhanced  Oil

## Recovery
Synthesis  of  Xanthan  Gum  with  Fermentation  Process  from  Hydrolysis  of  Water Hyacinth’s Cellulose and Its Application in Enhanced Oil Recovery
Handi Ramadhan * , Wahyu Arif Dharmawan, Titi Susilowati
Program  Studi  Teknik  Kimia,  Universitas  Pembangunan  Nasional  “Veteran”  Jawa  Timur,  Jalan  Raya  Rungkut Madya No. 1, Kota Surabaya, 60294, Indonesia
* Email: 19031010091@student.upnjatim.ac.id
Article history:

## ABSTRAK
Eceng  gondok  adalah  tanaman  air  tawar  yang  memiliki  dampak  buruk  bagi perairan,  tetapi  memiliki  kandungan  selulosa  cukup  tinggi  (77,6%)  dan  masih kurang dimanfaatkan. Salah satu alternatif dalam mengendalikan jumlah eceng gondok  adalah  memanfaatkan  potensi  kandungan  selulosanya  sebagai  bahan pembuatan  gum  xanthan.  Fermentasi  dilakukan  dengan  bantuan Xanthomonas campestris dan  diperoleh  gum  xanthan  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan injeksi polimer guna meningkatkan produksi minyak mentah pada industri kilang minyak. Tahapan untuk memperoleh gum xanthan yaitu delignifikasi, hidrolisis, dan  fermentasi  anaerob  (28  °C)  dengan  variasi  waktu  24  jam  hingga  120  jam dengan interval  24 jam. Variabel  hidrolisat  selulosa  adalah  0,5%, 1,0%,  1,5%, 2,0%, dan 2,5%. Hasil rendemen gum xanthan pada penelitian ini mencapai 18%, kadar air sebesar 13% – 15%, dan kadar abu sebesar 3% – 3,9%. Gum xanthan yang  dihasilkan  dianalisis  gugus  fungsinya  menggunakan Fourier  Transform Infra Red (FTIR) dan telah sesuai dengan gum xathan komersial.
Kata  kunci: selulosa  eceng  gondok,  glukosa,  fermentasi,  gum  xanthan, enhanced oil recovery

## ABSTRACT
Water hyacinth is a freshwater plant that has a negative impact on waters, but has a  high  cellulose  content  (77.6%)  and  is  still  underutilized.  One  alternative  in controlling  the  amount  of  water  hyacinth  is  to  utilize  its  potential  cellulose content as an ingredient in xanthan gum. Fermentation was carried out with the help of Xanthomonas campestris and xanthan gum was obtained, which can be used as a polymer injection material to increase crude oil production in the oil refinery  industry.  The  stages  to  obtain  xanthan  gum  are  delignification, hydrolysis, and anaerobic fermentation (28 °C) with a time variation of 24 hours to 120 hours with an interval of 24 hours. The cellulose hydrolysate variable is 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, and 2.5%. The yield of xanthan gum in this research was 18%, with a moisture content was 13% – 15% and an ash content was 3% – 3.9%. The resulting  xanthan gum was analyzed for its functional  groups using Fourier  Transform  Infra  Red  (FTIR)  and  was  in  agreement  with  commercial xathan gum.
Keyword:  water  hyacinth’s  cellulose,  glucose,  fermentation,  xanthan  gum,
enhanced oil recovery
Diterima : 23 Maret 2023 Direvisi : 9 April 2023 Disetujui : 31 Mei 2023 Mulai online : 28 September 2023 E-ISSN: 2337-4888 How to cite:
Handi Ramadhan, Wahyu Arif Dharmawan,  Titi  Susilowati.  (2023).
Pembuatan  Gum  Xanthan  dengan Proses  Fermentasi  dari  Hidrolisat Selulosa Eceng Gondok dan Penerapannya  dalam Enhanced  Oil Recovery . Jurnal Teknik Kimia USU, 12(2), 92-99.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International. https://doi.org/10.32734/jtk.v12i2.11574

## 1.  Pendahuluan
Eceng gondok adalah jenis tanaman air tawar yang kurang dimanfaatkan dan memiliki sifat merugikan bagi ekosistem di bawah permukaan air apabila jumlahnya tak terkendali karena memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi, sehingga tumbuhan ini dianggap sebagai gulma yang dapat merusak lingkungan perairan. Pertumbuhan tanaman eceng gondok yang begitu cepat disebabkan oleh air yang mengandung nutrien yang tinggi, terutama yang kaya akan nitrogen, fosfat, dan kalium. Selain dampak yang ditimbulkan bagi lingkungan, eceng gondok memiliki kandungan yang bermanfaat, yaitu 77,6% selulosa, 8% hemiselulosa, dan 9,3% lignin [1].
Selulosa adalah salah satu polisakarida yang memiliki struktur dan sifat yang menarik sebagai polimer [2]. Berdasarkan hal tersebut, selulosa dapat dimanfaatkan sebagai alternatif lain, salah satunya adalah pembuatan gum  xanthan.  Gum  xanthan  merupakan  salah  satu  contoh  biopolimer  yang  dihasilkan  melalui  proses fermentasi  dengan  substrat  dan  bakteri Xanthomonas  campestris .  Substrat  yang  digunakan  pada  proses fermentasi dapat berupa hidrolisat selulosa  (hasil dari proses hidrolisis selulosa)  atau glukosa dari biomassa yang salah satunya adalah eceng gondok. Pada penelitian terdahulu mengenai gum xanthan juga berasal dari biomassa yang mengandung selulosa atau glukosa, contohnya ampas tahu [3] dan limbah padat tapioka [4].
Penerapan biopolimer banyak dilakukan terutama di bidang industri, salah satunya di industri minyak, yaitu membantu peningkatan produksi minyak mentah dengan cara Enhance Oil Recovery (EOR). EOR merupakan salah  satu  metode  pengambilan  minyak  menggunakan  energi  luar reservoir atau  meningkatkan  perolehan minyak yang berasal dari penginjeksian fluida tertentu ke dalam reservoir [5]. Jika ditinjau dari data Badan Pusat  Statistik,  produksi  minyak  bumi  selama  tahun  2015  –  2020  mengalami  penurunan  5  tahun  terakhir dengan produksi sebesar 286.814,2 barel, 292.373,8 barel, 281.826,61 barel, 273.494,8 barel, dan 259.246,8 barel  [6].  Berdasarkan  data  di  atas,  solusi  alternatif  perlu  dilakukan  untuk  meningkatkan  produksi  minyak bumi, salah satu diantaranya melalui EOR. Salah satu jenis dari metode EOR yaitu injeksi polimer, yang mana polimer tersebut dapat berupa gum xanthan. Injeksi polimer bertujuan untuk menurunkan tegangan permukaan di antara fasa minyak dan fasa air. Keuntungan dari injeksi polimer yaitu meningkatkan area dan displacement sweep efficiency , tidak beracun dan tidak korosif, serta bisa diaplikasikan pada reservoir yang besar [7]. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kadar  rendemen,  kadar  air,  kadar  abu,  dan  hasil  FTIR  gum xanthan  dengan  berbagai  variasi  kadar  hidrolisat  selulosa  eceng  gondok  dan  waktu  fermentasi  serta membandingkan hasil tersebut dengan gum xanthan komersial.

## 2.  Metode Bahan dan Peralatan
Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah eceng gondok rawa yang diperoleh dari  Waduk Perumahan Gunungsari Indah Surabaya. Bahan penunjang yang dibutuhkan adalah isolat bakteri Xanthomonas campestris , nutrient  broth sebagai  media,  natrium  hidroksida  (NaOH)  sebagai  pelarut  dalam  proses delignifikasi, asam sulfat (H 2 SO 4 ) sebagai katalis yang dapat menghidrolisis selulosa menjadi glukosa dalam proses  hidrolisis,  natrium  klorida  (NaCl),  magnesium  sulfat  (MgSO 4 ),  urea  (CON 2 H 4 ),  dan  kalium dihidrogenfosfat (KH 2 PO 4 ) sebagai nutrien dalam proses fermentasi. Rangkaian peralatan dalam pembuatan gum xanthan terdiri atas dua proses, yaitu proses delignifikasi dan hidrolisis yang dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Rangkaian alat proses delignifikasi
Gambar 2. Rangkaian alat proses hidrolisis
1 2 Keterangan: 1. Beaker glass 2. Hot Plate
Keterangan:
1. Beaker glass 2. Hot Plate
1
2

## Prosedur Penelitian Preparasi Eceng Gondok
Eceng  gondok  yang  digunakan  adalah  eceng  gondok  dengan  kondisi  baik  dan  berwarna  hijau,  dengan tinggi  ±1  m,  lalu dicuci  dengan  air  mengalir  dan  dikeringkan di  bawah  sinar  matahari  (±7  hari),  kemudian digiling menggunakan blender hingga menjadi tepung eceng gondok dan diseragamkan ukurannya menjadi 40 mesh undersize .  Tepung  eceng  gondok  yang  telah  diperoleh  kemudian  dianalisis  kadar  selulosanya menggunakan metode chesson .

## Delignifikasi Eceng Gondok
Ambil 50  g  tepung  eceng gondok kering dan  tambahkan 500  mL natrium hidroksida  (NaOH)  4%  (b/b), kemudian dipanaskan pada suhu 70 ℃ – 80 ℃ selama 120 menit di hot plate . Sampel disaring menggunakan kertas  saring,  kemudian  endapan  dicuci  dengan aquadest untuk  memisahkan  lignin  yang  terlarut,  lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 105 ℃ selama 120 menit. Setelah itu dilakukan analisis  terhadap kadar selulosa setelah proses delignifikasi eceng gondok menggunakan metode chesson .

## Hidrolisis Selulosa Eceng Gondok
Ambil tepung eceng gondok yang telah didelignifikasi, kemudian tambahkan 500 mL asam sulfat (H 2 SO 4 ) 2% (v/v) di dalam erlenmeyer yang ditutup rapat. Larutan diinkubasi dalam steam water bath pada suhu 100 ℃  selama  120 menit.  Hasil  hidrolisis  disaring  menggunakan kertas  saring  untuk  memperoleh  glukosa  lalu filtrat  didinginkan  hingga  mencapai  suhu  sebesar  28  ℃  dan  menetralkan  pH  menjadi  7  –  8  menggunakan NaOH  5%  (b/b).  Setelah  itu,  analisis  kadar  hidrolisat  selulosa  eceng  gondok  dilakukan  menggunakan refraktometer brix.

## Preparasi Media Nutrient Broth dan Inokulasi Bakteri Xanthomonas campestris
Media nutrient  broth 20%  (b/b)  disiapkan  sebanyak 125  mL  dan disterilkan  dengan metode  pemanasan menggunakan autoclave selama  15  menit  pada  tekanan  1  atm  dengan  suhu  sebesar  121  ℃.  Bakteri Xanthomonas  campestris diinokulasi  pada  masing-masing  tabung  reaksi  dengan  mengambil  kurang  lebih  3 ose, kemudian inokulat (bakteri yang telah diinokulasi) diinkubasi pada suhu 28 o C selama 16 jam.

## Pembuatan Gum Xanthan
Inokulat  yang  mengandung Xanthomonnas  campestris dengan  waktu  inkubasi  16  jam  dimasukkan  pada volume tetap 200 mL media yang berisi urea (CON 2 H 4 ) 5 g/L (1 g), magnesium sulfat (MgSO 4 ) 1 g/L (0,2 g), natrium  klorida  (NaCl)  1,5  g/L  (0,3  g),  dan  kalium  dihidrogenfosfat  (KH 2 PO 4 ) 2  g/L  (0,4  g),  kemudian dimasukkan  hidrolisat  selulosa  dengan  konsentrasi  0,5;  1,0;  1,5;  2,0;  dan  2,5  (%b/b).  Selanjutnya,  proses fermentasi  dilakukan  dengan  metode batch menggunakan  botol  kaca  pada  kondisi  suhu  28  ℃,  yang  mana media  fermentasi  dimasukkan  bersamaan,  kemudian  ditaruh  di  inkubator  dan  fermentasi  dilakukan  dengan variasi waktu 24 jam, 48 jam, 72 jam, 96 jam, dan 120 jam. Setelah itu, proses pasteurisasi dilakukan dengan pemanasan pada suhu 80 ℃ selama 15 menit menggunakan steam water bath untuk membunuh bakteri yang masih  tersisa.  Langkah  selanjutnya  adalah  melakukan  sentrifugasi  untuk  memisahkan  filtrat  dan  endapan selama  15  menit  dengan  kecepatan  400  rpm,  kemudian  disaring  menggunakan  kertas  saring Whatman dan diambil filtratnya. Setelah diperoleh filtrat, lalu dilakukan penambahan (1:3) isopropil alkohol ke dalam filtrat pada  botol  600  mL  dan  didiamkan  selama  1  x  24  jam  pada  suhu  ruang  hingga  mengendap.  Endapan  yang terbentuk disaring kembali menggunakan kertas saring Whatman dan dikeringkan pada suhu ruang selama 1 x 24 jam. Setelah itu, analisis kadar air dan abu gum xanthan dilakukan menggunakan metode gravimetri yang dapat dilihat pada Tabel 1 serta FTIR gum xanthan yang dapat dilihat pada Gambar 3.

## Prosedur Penerapan Gum Xanthan dalam Enhanched Oil Recovery
Pada penelitian ini, digunakan beaker glass sebagai wadah dalam melakukan injeksi polimer dan sebagai penampungan minyak yang akan diinjeksikan. Selain beaker glass , bantuan sandstone dapat juga digunakan sebagai  batuan reservoir .  Polimer  yang  digunakan  berupa  gum  xanthan  memiliki  variasi  konsentrasi  yang berbeda-beda,  yaitu  400  ppm,  600  ppm,  800  ppm,  dan  1000  ppm.  Awal  mulanya, sandstone yang  sebagai batuan reservoir dimasukkan ke dalam beaker glass . Setelah sandstone dimasukkan ke dalam beaker glass , minyak berupa oli sebanyak 50 ml dimasukkan ke dalam beaker glass , kemudian air diinjeksikan sebanyak 50 ml dan akan terbentuk viscous fingering yang menyebabkan ketidakteraturan air dan minyak di dalam batuan reservoir . Setelah itu, injeksi polimer dilakukan dengan berbagai konsentrasi ke dalam beaker glass .

## 3.  Hasil Delignifikasi Eceng Gondok
Analisis yang dilakukan dalam penelitian pembuatan gum xanthan dengan proses fermentasi dari hidrolisat selulosa eceng gondok dimulai dari analisis bahan baku, yaitu kadar selulosa eceng gondok sebelum perlakuan delignifikasi  diperoleh  sebesar  66,8%.  Kandungan  lain  yang  terdapat  pada  tepung  eceng  gondok  sebelum perlakuan delignifikasi antara lain hemiselulosa sebesar 10,165%, lignin sebesar 13,585%, kadar air sebesar 3,67%, dan kadar abu sebesar 5,78%. Setelah melalui proses delignifikasi, selulosa yang diperoleh bertambah menjadi  72,4%.  Proses  delignifikasi  akan  membuka  struktur  lignoselulosa  agar  selulosa  menjadi  mudah diperoleh karena telah terpisah dari lignin [8]. Proses delignifikasi akan melarutkan kandungan lignin di dalam bahan,  sehingga  mempermudah  proses  pemisahan  lignin  dengan  selulosa.  Penambahan  natrium  hidroksida (NaOH)  pada  proses  delignifikasi  juga  mengakibatkan  lignin  terlarut  dan  terpisah,  sehingga  meningkatkan kadar selulosa [1].

## Hidrolisis Selulosa Eceng Gondok
Hasil yang diperoleh adalah hidrolisat selulosa eceng gondok yang selanjutnya digunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi untuk pembuatan gum xanthan. Setelah itu, uji kadar gula (glukosa) dilakukan pada substrat,  sehingga  diperoleh  sebesar  4%.  Kadar  glukosa  yang didapatkan  dalam  penelitian  ini  masih  dalam kondisi optimal pertumbuhan bakteri Xanthomonas campestris . Konsentrasi optimal substrat yang digunakan dalam pembuatan gum xanthan sebesar 2% - 4% [3].

## Pembuatan Gum Xanthan dari Hidrolisat Selulosa Eceng Gondok
Fermentasi hidrolisat selulosa eceng gondok dilakukan pada suhu 28 ℃ secara anaerobik dengan variasi waktu 24 jam sampai 120 jam dengan selang waktu 24 jam. Variabel hidrolisat selulosa yang digunakan adalah 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0%, dan 2,5%. Hasil yang diperoleh berupa gum xanthan yang kemudian dianalisis kadar air, kadar abu, dan FTIR. Analisis kadar air dan abu dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik dari gum xanthan yang dapat diamati pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisis kadar air dan abu gum xanthan Sampel Gum Xanthan Air (%) Abu (%) Gum Xanthan (Kadar Hidrolisat Selulosa 0,5%) 14,66 3,05 Gum Xanthan (Kadar Hidrolisat Selulosa 1%) 14,51 3,07 Gum Xanthan (Kadar Hidrolisat Selulosa 1,5%) 13,39 3,08 Gum Xanthan (Kadar Hidrolisat Selulosa 2%) 13,29 3,10 Gum Xanthan (Kadar Hidrolisat Selulosa 2,5%) 13,20 3,12
Berdasarkan Tabel 1, semakin tinggi kadar hidrolisat selulosa, maka kadar air yang diperoleh mengalami penurunan, sedangkan kadar abu yang diperoleh mengalami peningkatan.  Kadar air gum xanthan komersial sebesar 13% – 15% dan kadar abu gum xanthan komersial sebesar 3% – 3,9% [9], sehingga kadar air dan abu gum xanthan dalam penelitian ini telah memenuhi kriteria gum xanthan komersial. Perbandingan hasil FTIR pada gum xanthan komersial dan hasil penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.
Hasil pengujian FTIR pada penelitian ini memiliki nilai titik puncak ( peak ) yang mirip dengan gum xanthan komersial.  Gum  xanthan  komersial  memiliki  gugus  fungsi  -OH  dengan  titik  puncak  3.429,43  cm -1 ,  gugus fungsi -CH 2 sebesar 2.920,23 cm -1 , gugus fungsi -CO sebesar 1.625,99 cm -1 , dan gugus fungsi -COOH sebesar 1.409,96 cm -1 [10]. Spektra FTIR gum xanthan memiliki titik puncak yang hampir sama dengan gum xanthan komersial, yaitu gum xanthan dengan kondisi konsentrasi hidrolisat selulosa 2% dan waktu fermentasi 48 jam yang memiliki titik puncak di tiap gugus -OH sebesar 3.481,29 cm -1 , gugus -CH 2 sebesar 2.925,78 cm -1 , gugus -CO sebesar 1.652,58 cm -1 , dan gugus -COOH sebesar 1.441,08 cm -1 .  Gum xanthan komersial juga memiliki kondisi operasi yang hampir sama dengan penelitian ini, yaitu pada kondisi operasi suhu fermentasi 28 ℃, pH awal sebelum perlakuan fermentasi yaitu 7, dan substrat yang digunakan sekitar 1% - 5% [11]. Selain FTIR, hasil  penelitian  yang  didapatkan  hampir  sama  dengan  gum  xanthan  komersial.  FTIR  hasil  penelitian  juga menunjukkan kemiripan dengan penelitian terdahulu, yang mana panjang gelombang gugus -OH sebesar 3.386 cm -1 , gugus -CH 2 sebesar 2.928 cm -1 , gugus -CO sebesar 1.627 cm -1 , dan gugus -COOH sebesar 1.529 cm -1 , tetapi dengan kondisi operasi yang berbeda, yaitu menggunakan biofermentor dengan suhu fermentasi 28 ℃ selama 80 jam [4].
Gambar 3. Grafik perbandingan hasil FTIR gum xanthan komersial dengan penambahan sukrosa 3% (garis hitam) dan FTIR gum xanthan penelitian dengan penambahan kadar hidrolisat selulosa 2% (garis kuning)

## Pengaruh Waktu Fermentasi terhadap Massa Gum Xanthan pada Variasi Kadar Hidrolisat Selulosa

## Gambar 4. Grafik pengaruh waktu fermentasi dan kadar hidrolisat selulosa terhadap massa gum xanthan
Berdasarkan Gambar 4, waktu fermentasi sangat mempengaruhi massa gum xanthan yang dihasilkan pada setiap perubahan waktu. Dapat dilihat bahwa waktu fermentasi dari jam ke-24 hingga jam ke-48 mengalami kenaikan  awal  massa  gum  xanthan  pada  setiap  kadar  hidrolisat  selulosa.  Hal  ini  dikarenakan  terjadi  fase eksponensial  yang  mengakibatkan pertumbuhan  bakteri  berkembang  dengan  cepat  dan  fase  ini  dipengaruhi oleh  jumlah  nutrisi,  sehingga  bakteri  bisa  bertahan  hidup.  Waktu  fermentasi  pada  jam  ke-72  mengalami penurunan awal berat gum xanthan saat kondisi konsentrasi hidrolisat selulosa 1,0%, 1,5%, 2,0%, dan 2,5%, namun  kondisi  konsentrasi  hidrolisat  selulosa  0,5%  mengalami  penurunan  awal  pada  jam  ke-48.  Hal  ini dikarenakan sudah mencapai fase stasioner yang kemudian mengalami fase kematian  yang diakibatkan oleh jumlah hidrolisat selulosa yang sedikit, sehingga mengalami penurunan massa gum xanthan lebih awal.
Bakteri Xanthomonas campestris mengalami fase lag pada jam ke-0 hingga jam ke-24. Fase lag atau fase awal  pertumbuhan  bakteri  adalah  terjadinya  sel  bakteri  yang  mulai  aktif  melakukan  metabolisme  seperti sintesis  enzim  dan organel  untuk  mempersiapkan  pembelahan  sel.  Fase  berikutnya  adalah  ekponensial  atau fase  log  yang  terjadi  pada  jam  ke-24  hingga  jam  ke-48,  yaitu  bakteri  mulai  membelah,  sehingga  terjadi
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0 30 60 90 120 150 M as sa Gu m Xant h an ( g) Waktu Fermentasi (Jam) 0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % Kadar Hidrolisat Selulosa 4000.0
3000 2000
1500 1000 450.0 7.0 8 9 10 11 12 13 14 15 16.0 cm-1 %T 3913.03 3886.89 3771.41 3481.29 3396.65 3283.58 2481.67 2076.89 1652.58 1560.02 1441.07 1234.98 1176.67 1063.51 1020.26 883.83 690.20 618.32 556.65
peningkatan secara signifikan. Ketika fase stasioner, pertumbuhan bakteri terjadi setelah jam ke-48 hingga jam ke-68. Pada fase stasioner tersebut, media bakteri mulai habis, sehingga banyak bakteri yang mengalami lisis sel atau penghancuran sel. Jumlah populasi pada fase ini tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Setelah jam ke-68, bakteri memasuki fase kematian [11].

## Pengaruh  Waktu  Fermentasi  terhadap  Rendemen  Gum  Xanthan  pada  Variasi  Kadar  Hidrolisat Selulosa
Gambar 5. Grafik pengaruh waktu fermentasi dan kadar hidrolisat selulosa terhadap rendemen gum xanthan
Rendemen gum xanthan tertinggi sebesar 18% yang diperoleh pada kondisi konsentrasi substrat hidrolisat selulosa eceng gondok sebesar 0,5% dan waktu fermentasi 48 jam, sedangkan rendemen gum xanthan terendah sebesar 5,4% yang diperoleh pada kondisi konsentrasi substrat sebesar 2,5% dan waktu fermentasi 120 jam. Pengaruh waktu fermentasi terhadap rendemen gum xanthan pada variasi kadar hidrolisat selulosa dapat dilihat pada Gambar 5 bahwa jam ke-24 hingga jam ke-48 mengalami peningkatan. Kemudian, jam ke-48 hingga jam ke-72 rendemen gum xanthan konstan dan jam ke-96 hingga jam ke-120 mengalami penurunan.
Waktu  fermentasi  dapat  mempengaruhi  rendemen  dari  gum  xanthan.  Dapat  disimpulkan  bahwa  terjadi penurunan  rendemen  gum  xanthan  seiring  dengan  bertambahnya  waktu.  Rendemen  gum  xanthan  akan meningkat dan mencapai nilai konstan pada fase stasioner pertumbuhan sel bakteri Xanthomonas campestris [12].  Jumlah  nutrien yang  semakin  sedikit  dapat  menyebabkan  kompetisi  pada  bakteri  untuk  memperoleh sumber karbon dan sel akan menyusut yang mengakibatkan produksi gum xanthan menurun [4].
Pengaruh Kadar  Hidrolisat  Selulosa  terhadap  Rendemen  Gum  Xanthan  pada  Variasi  Selang  Waktu Fermentasi
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 30 60 90 120 150 Ren d em an G u m Xan th an ( % ) Waktu Fermentasi (Jam) 0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % Kadar Hidrolisat Selulosa
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0,5 1 1,5 2
2,5 3 Re n d em an Gu m Xant h an ( % ) Kadar Hidrolisat Selulosa (%) 24 Jam 48 Jam 72 Jam 96 Jam 120 Jam Waktu Fermentasi
Pengaruh kadar hidrolisat selulosa terhadap rendemen gum xanthan pada variasi selang waktu fermentasi dapat dilihat pada Gambar 6, yang mana semakin tinggi kadar hidrolisat selulosa, maka rendemen gum xanthan yang dihasilkan semakin menurun. Hal ini disebabkan karena penambahan glukosa yang semakin pekat akan menyebabkan  terjadinya  osmosis,  sehingga  metabolisme  bakteri Xanthomonas  campestris akan  terganggu dalam mensintesis menjadi gum xanthan [10]. Kadar glukosa yang digunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi gum xanthan sekitar 2% - 4% [13] dan konsentrasi substrat yang lebih tinggi juga akan menghambat pertumbuhan bakteri Xanthomonas campestris [3].
Selain  substrat  berupa  hidrolisat  selulosa  yang  digunakan  dalam  proses  fermentasi,  nitrogen  juga merupakan nutrisi yang penting dalam media fermentasi gum xanthan dalam jumlah yang terkontrol. Sumber nitrogen dapat digunakan untuk fase pertumbuhan sel bakteri selama proses fermentasi [13]. Salah satu sumber nitrogen  yang  digunakan  berupa  amonium  klorida  (NH 4 Cl)  yang  menunjukkan  efisiensi  tertinggi  dalam produksi gum xanthan dengan 44,00 g/L [14]. Sumber nitrogen yang digunakan pada penelitian ini adalah urea dengan efisiensi produksi gum xanthan sebesar 42,6 g/L. Urea digunakan pada penelitian ini karena harga urea yang lebih terjangkau dibandingkan NH 4 Cl.

## Penerapan Gum Xanthan sebagai Injeksi Polimer dalam Enhanced Oil Recovery
Hasil recovery factor diperoleh dengan konsentrasi 400 ppm sebesar 88%, konsentrasi 600 ppm sebesar 86%, 800 ppm sebesar 82%, dan 1000 ppm sebesar 78%. Terdapat pengaruh antara konsentrasi polimer yang digunakan  untuk  injeksi  terhadap  hasil recovery  factor .  Semakin  tinggi  konsentrasi  dari  polimer  akan menyebabkan  hasil recovery  factor menurun.  Semakin  tinggi  konsentrasi  polimer  yang  digunakan  untuk injeksi,  maka recovery  factor- nya  akan  menurun.  Hal  ini  membuktikan  bahwa  konsentrasi  polimer  sangat berpengaruh  pada performance dari  polimer  itu  sendiri  [15]. Selain  gum xanthan,  terdapat  bahan  lain yang dapat  digunakan  sebagai  agen  injeksi  polimer.  CMC-AM  ( Carboximethyl  cellulose  acrylamide )  dapat digunakan sebagai agen injeksi polimer pada enhanced oil recovery yang menghasilkan nilai recovery factor , yaitu 79% [16].

## 4.  Kesimpulan
Konsentrasi hidrolisat selulosa eceng gondok dan lama proses fermentasi mempengaruhi karakteristik dan rendemen gum xanthan. Semakin besar hidrolisat selulosa dan waktu fermentasi akan menurunkan rendemen gum xanthan. Struktur gum xanthan yang dihasilkan pada proses fermentasi sudah sesuai dengan gum xanthan komersial  yang  ditunjukkan pada  spektrum  FTIR.  Diperoleh  rendemen  gum  xanthan  tertinggi  sebesar  18% pada kondisi konsentrasi hidrolisat selulosa sebesar 0,5% pada waktu fermentasi 48 jam, sedangkan rendemen gum  xanthan  terendah  sebesar  5,4%  pada  kondisi  konsentrasi  hidrolisat  selulosa  sebesar  2,5%  pada  waktu fermentasi 120 jam. Gum xanthan sudah memenuhi syarat mutu pada gum xanthan komersial, yaitu dengan kadar  air  sebesar  13%  –  15% dan  kadar  abu 3%  –  3,9%. FTIR gum  xanthan  dari  hidrolisat  selulosa  eceng gondok memiliki titik puncak yang hampir sama dengan gum xanthan komersial, yaitu gum xanthan dengan kondisi konsentrasi hidrolisat selulosa 2% dan waktu fermentasi 48 jam, yang mana memiliki titik puncak pada tiap gugus -OH sebesar 3.481,29 cm -1 ; gugus -CH 2 sebesar 2.925,78 cm -1 ; gugus -CO sebesar 1.652,58 cm -1 , dan gugus -COOH sebesar 1.441,08 cm -1 . Penelitian lebih lanjut untuk melakukan pembuatan gum xanthan dari  hidrolisat  selulosa  eceng gondok  dapat dilakukan dengan variasi  nutrien  dan  volume media  fermentasi yang berbeda sebagai acuan serta memperhatikan faktor pertumbuhan bakteri, antara lain jenis fermentor dan sistem secara batch maupun kontinyu.

## 5.  Konflik Kepentingan
Semua penulis tidak memiliki konflik kepentingan ( conflict of interest ) pada publikasi artikel ini.

## Daftar Pustaka
[1]   E.  Kusumawati  and  Haryadi,  “Ekstraksi  dan  karakterisasi  serat  selulosa  dari  tanaman  eceng  gondok ( Eichornia crassipes ),” Jurnal Fluida, vol. 14, no. 1, p. 7, 2021.
[2]   J. Pratama, R. Rohmah, A. Amalia, and T. Saraswatia, “Isolasi mikroselulosa dari limbah eceng gondok ( Eichhornia crassipes ) dengan metode bleaching-alkalinasi,” Jurnal Penelitian Kimia, vol. 15, no. 2, pp. 239-250, 2019.
[3]   S. Gustiani, Q. Helmy, C. Kasipah, and E. Novarini, “Produksi dan karakterisasi gum xanthan dari ampas tahu sebagai pengental pada proses tekstil,” Arena Tekstil, vol. 32, no. 2, pp. 51-58, 2018.
[4]   Z.  Hasan,  A.  Yulianto,  I.  Mulawati,  and  S.  Putri,  “Produksi  xanthan  gum  skala  pengembangan menggunakan limbah padat tapioka,” Jurnal Illmiah Teknik Industri, vol. 6, no. 2, pp. 97-105, 2018.
[5]   M.  R.  Ansyori,  “Mengenal enhanced  oil  recovery (EOR)  sebagai  solusi  meningkatkan  produksi minyak,” Forum Teknologi, vol. 8, no. 2, p. 18, 2018.
[6]   Anonim, Produksi minyak bumi di Indonesia tahun 2015 - 2020, Badan Pusat Statistik, 2021.
[7]   T. Erfando, N. Rita, and R. Ramadhan, “The key parameter effect analysis of polymer flooding on oil recovery  using  reservoir  simulation,” Journal  of  Geoscience,  Engineering,  Environment,  and Technology, vol. 4, no. 1, pp. 49 - 55, 2019.
[8]   I.  Kurniaty,  U.  Habibah,  D.  Yustiana,  and  I.  Fajriah,  “Proses  delignifikasi  menggunakan  NaOH  dan amonia (NH 3 ) pada tempurung kelapa,” Jurnal Integrasi Proses, vol. 6, no. 4, p. 198, 2018.
[9]   A.  A.  Mariod, Gum  Arabic:  Structure,  Properties,  Application  and  Economics , vol.  1,  London: Academic Press, 2018, pp. 175 - 180.
[10]  S. Baig, “Biosynthesis of xanthan gum by locally isolated Xanthomonas species”, Thesis, University of The Punjab, Pakistan, 1984.
[11]  T. J. Pollock, Preparation of Xanthan Gum Using Xanthomonas Campestris Having Lactose Utilization Genes , California: SHIN-ETSU BIO, Inc., 2003.
[12]  H. Habibi and K. Khosravi-darani, “ Effective variables on production and structure of xanthan gum and its  food  applications:  A  review ,” Biocatalysis  and  Agricultural  Biotechnology ,  vol.  10,  pp.  130-140, 2017.
[13]  A. Palaniraj and V. Jayaraman, “Production, recovery, and applications of xanthan gum by Xanthomonas campestris ,” Journal of Food Engineering, vol. 1, no. 106, pp. 1 - 12, 2019.
[14]  I.  Prabawa,  R.  Salim,  H.  Ihsan,  and  R.  Lestari,  “Produksi  dari  substrat  biomassa,  variabel  efektif, karakteristik dan regulasi serta aplikasi dan potensi pasar,” Jurnal Riset Industri Hasil Hutan, vol. 11, no. 2, pp. 97-112, 2019.
[15]  S. Kasmungin, T. Fathaddin, and Ricky, “Pengaruh konsentrasi polimer terhadap recovery factor dengan berbagai salinitas,” Jurnal Teknik Kimia, vol. 1, pp. 1-7, 2018.
[16]  G.  C.  Parera,  “Studi  laboratorium  pengaruh  injeksi  polimer  CMC-AM  terhadap  perolehan  minyak,” Jurnal Teknik Perminyakan ” , vol. 1, no. 2, pp. 1 - 19, 2020.