Judul: Peningkatan Rendemen Gula Pereduksi dari Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) dengan Perlakuan Air Kapur (Ca(OH)2)
Abstrak: Biomassa kayu merupakan sumber gula paling melimpah yang dapat dikonversi menjadi bioetanol. Komponen utama dinding sel kayu terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin. Secara biologis hanya komponen selulosa dan hemiselulosa yang dapat dihidrolisis menjadi gula dan difermentasi menjadi etanol. Struktur selulosa terdiri dari bagian yang besifat amorf dan kristalin. Dalam hidrolisis enzimatis, keberadaan lignin dan sifat kristalinitas selulosa selama ini diyakini sebagai faktor penghambat proses kinerja enzim dalam mengkonversi selulosa menjadi gula, sehingga diperlukan perlakuan pendahuluan (praperlakuan) agar dapat meningkatkan kinerja enzim. Penelitian mengenai praperlakuan bahan berlignoselulosa dalam pembuatan bioetanol telah banyak dilakukan, salah satunya adalah menggunakan kalsium hidroksida (Ca(OH)2) atau sering disebut dengan istilah kapur. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan rendemen gula pereduksi (RGP) pada proses hidrolisis enzimatis kayu jabon dengan praperlakuan kapur, serta mempelajari perubahan karakteristik morfologi dan kristalinitas kayu jabon setelah melalui perlakuan tersebut. Serbuk kayu (tanpa kulit) ukuran 40-60 mesh dibuat dan dipersiapkan dari log kayu jabon umur 7 tahun asal Garut, Jawab Barat. Analisis komponen kimia kayu jabon (kadar ekstraktif alkohol-benzena 1:2, holoselulosa, -selulosa, hemiselulosa dan lignin klason) dilakukan terhadap sampel sebelum dan setelah perlakuan masing-masing mengacu pada standar TAPPI T204 om-88, TAPPI T9m-54, Browning (1967), dan TAPPI T222 om-88. Perlakuan dilakukan dengan menimbang 9 g serbuk jabon yang sudah diketahui kadar airnya, dimasukkan dalam digester, ditambahkan kapur dengan konsentrasi (KK) 0.1, 0.3 dan 0.5 g Ca(OH)2/g serbuk kering, dan 90 mL air. Larutan kapur dan serbuk kayu diaduk sampai merata kemudian dipanaskan dalam penangas minyak dengan variasi suhu 100, 125 dan 150 C selama 2, 4 dan 6 jam. Sebagai pembanding, dilakukan juga pemasakan hanya dengan air panas “liquid hot water” (LHW) dengan variasi suhu dan waktu yang sama dengan perlakuan kapur. Substrat hasil perlakuan dibilas menggunakan air destilasi (aquades) sampai pH-nya netral. Sebagian substrat yang sudah netral dikeringkan dalam oven 60 °C selama 3 hari untuk mengukur kadar air (KA) dan kehilangan berat (WL)-nya, sedangkan sebagian lainnya tetap disimpan dalam lemari pembeku untuk proses hidrolisis enzimatis dan pengujian lainnya. Hidrolisis enzimatis dilakukan dengan mengacu metode National Renewable Energy Laboratory (NREL) menggunakan enzim selulase komersial dengan aktifitas enzim 200 FPU/g. Variasi konsentrasi enzim (KE) yang digunakan adalah 10, 20 dan 40 FPU/g substrat. Hidrolisis dilakukan dalam shaking incubator dengan kecepatan 150 rpm, suhu 50 °C selama 48 jam. Posisi vial diletakkan horisontal untuk memperluas kontak substrat dengan enzim. Pengukuran RGP dilakukan dengan alat spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 500 nm berdasarkan metode Nelson-Samogyi. Analisis morfologi substrat sebelum dan setelah perlakuan dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) FE- SEM INSPECT F50 pada voltase 20 kV dan working distance (WD) 15.3 mm. Analisis X-Ray Difraction (XRD) menggunakan XRD-700 MaximaX series (Shimadzu) pada kisaran sudut 2Ɵ 10-40o dengan kecepatan 2o/menit dilakukan untuk mengetahui kristalinitas kayu jabon sebelum dan setelah perlakuan. Data hasil penelitian dianalisis dengan bantuan Minitab 16 Statistical Software menggunakan model rancangan acak lengkap (RAL) faktorial yang meliputi faktor KK, suhu dan waktu pemaskan. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa kayu jabon pada penelitian ini memiliki kandungan -selulosa 43.92 %, hemiselulosa 29.96 %, lignin 25.20 % dan ekstraktif 2.57 % (b/b). Perlakuan kapur mampu meningkatkan RGP kayu jabon sampai 9.7
Keyword: hidrolisis enzimatis, jabon, lignoselulosa, praperlakuan kapur, rendemen gula pereduksi