ABSTRAK
STUDI PENINGKATAN RENDEMEN GULA REDUKSI HASIL HIDROLISIS PATI DENGAN PRAPERLAKUAN ELEKTROLISIS
Oleh
RIA URIAN
Dalam penelitian ini metode elektrolisis digunakan sebagai praperlakuan hidrolisis. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh proses elektrolisis sebagai praperlakuan hidrolisis pati sehingga dapat mengoptimalkan rendemen hidrolisis yaitu glukosa. Untuk tujuan tersebut dalam penelitian ini dipelajari pengaruh tentang variabel elektrolisis yakni potensial dan waktu kontak terhadap gula reduksi dan gula total yang dihasilkan. Untuk mempelajari pengaruh potensial dilakukan percobaan dengan 5 potensial yang berbeda yakni 2, 4, 6, 8 dan 10 volt. Masing-masing dengan potensial di atas dilakukan dengan waktu kontak yang berbeda yakni 30, 60, 90 dan 120 menit. Percobaan hidrolisis akan dilakukan pada pH 2 yang akan diatur dengan penambahan asam sulfat. Selanjutnya ditentukan kadar gula reduksi serta gula total dengan titrimetri menggunakan metode Munson dan Walker.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa elektrolisis sebagai praperlakuan hidrolisis sangat efektif dalam meningkatkan rendemen gula reduksi dan gula total sebagai salah satu produk hidrolisis pati. Kenaikan persentase kadar gula reduksi tertinggi berada pada elektrolisis dengan potensial 8 volt yakni 68,9%. Kenaikkan persentase kadar gula total tertinggi berada pada elektrolisis dengan potensial 6 volt yakni 17, 1%. Waktu kontak optimum dalam elektrolisis pati adalah 90 menit.
ABSTRACT
STUDY OF ENHANCING REDUCING SUGAR YIELD FROM STARCH HYDROLYZED BY ELECTROLYSIS PRETREATMENT
By
RIA URIAN
In this research the method of electrolysis is used as a pretreatment hydrolysis. This research was conducted to determine the effect of electrolysis process as pretreatment starch hydrolyzed to optimize yield of hydrolysis ,glucose. For the that purpose, on this research were studied influence of electrolysis variables (potential) and contact time towards reducing sugar and total sugar produced. To learn the potential effects performed experiments with 5 different potential that is 2, 4, 6, 8 and 10 volts. Each potential mentioned carried out with different contact time namely 30, 60, 90 and 120 minutes. Hydrolysis experiments will be conducted at pH 2 which will be regulated by addition of sulfuric acid. Furthermore determination of reducing sugar and total sugar by titrimetry using the Munson and Walker method.
The results showed that the electrolysis as pretreatment hydrolysis is very effective in increasing the reducing sugar yield and total sugar as the product of starch hydrolysis. The highest increasing percentage reducing sugar content is at the electrolysis potential of 8 volts which is 68.9%. Percentage increase was the highest total sugar content in electrolysis at a potential 6 volts is 17, 1%. Optimum contact time in the electrolysis of starch is 90 minutes.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu masalah utama yang dihadapi manusia seluruh dunia dewasa ini adalah
krisis energi akibat kebutuhan yang terus meningkat sementara cadangan energi
fosil semakin menipis. Untuk menanggulangi masalah ini, pengembangan energi
alternatif merupakan suatu keharusan. Salah satu energi alternatif yang sedang
banyak dikembangkan adalah bioetanol, yakni etanol yang dihasilkan dari
fermentasi gula reduksi.
Bahan baku pada fermentasi gula reduksi menggunakan monosakarida sederhana
seperti glukosa. Glukosa dapat secara langsung difermentasikan menjadi
bioetanol. Namun pada pemakaian secara langsung akan mengurangi ketersediaan
glukosa sebagai bahan pangan sehingga mengakibatkan krisis pangan. Saat ini
sedang dikembangkan metode pembuatan etanol dari polisakarida, seperti pati dan
selulosa. Pati dan selulosa merupakan polisakarida dengan berat molekul yang
besar dan untuk mengubahnya menjadi etanol diperlukan berbagai perlakuan awal
(Srinorakutaraet al., 2004)
Teknologi bioetanol berbasis polisakarida sedang banyak dikembangkan. Hal ini
dikarenakan polisakarida tidak termasuk dalam rantai makanan utama. Pati dan
2
melimpah. Pembuatan gula reduksi dari penguraian polisakarida dimungkinkan
melalui proses hidrolisis.
Secara umum ada dua cara yang digunakan untuk menguraikan polisakarida yaitu,
hidrolisis asam dan hidrolisis enzimatis (Demirbas et al., 2005). Dua cara
hidrolisis ini memang terbukti menghasilkan gula reduksi dan sudah diterapkan
dalam skala industri akan tetapi cara ini membutuhkan biaya tinggi karena
memerlukan energi tinggi untuk pemanasan serta rendemen hidrolisis yang
dihasilkan relatif rendah. Karena rendemen hidrolisis belum maksimal
menyebabkan dilakukannya berbagai metode untuk meningkatkan rendemen
hidrolisis, salah satunya dengan perlakuan prahidrolisis.
Perlakuan prahidrolisis pada pati sudah pernah dilakukan dengan cara
penyemprotan uap panas (Adrados et al., 2004). Tetapi, cara ini kurang efektif
karena membutuhkan biaya yang tinggi untuk memproduksi uap panas. Cara
lainnya sudah pernah dilakukan sebagai perlakuan prahidrolisis adalah
penghalusan dan ultrasonifikasi. Dalam metode penghalusan pada dasarnya hanya
mengubah pati menjadi berukuran kecil. Sedangkan metode ultrasonifikasi
(Biskupet al., 2005) dinilai kurang efisien karena membutuhkan energi tinggi.
Ketiga metode prahidrolisis di atas belum optimal karena tidak dapat mengubah
karakteristik molekul pati. Metode elektrolisis dikaji sebagai perlakuan
prahidrolisis pada penelitian ini karena sudah terbukti dapat mendegradasi
senyawa-senyawa organik pada zat warna tekstil (Szpyrkowicz et al 1996; Tores
molekul-3
molekul pati dengan reaksi oksidasi dan reduksi pada elektroda, dimana pati akan
mengalami reaksi oksidasi menghasilkan garam-garam karboksilat.
Metode elektrolisis tidak memerlukan bahan-bahan kimia lain. Satu-satunya yang
diperlukan adalah kebutuhan energi listrik. Pengaruh potensial akan dipelajari
dengan melakukan percobaan pada potensial yang berbeda, yakni 2, 4, 6, 8, dan
10 volt, sedangkan pengaruh waktu akan dipelajari dengan melakukan percobaan
dengan waktu kontak yang berbeda, yakni 30, 60, 90, dan 120 menit.
B. Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini, masalah yang akan diteliti adalah apakah perlakuan
elektrokimia yang diterapkan mampu mengubah karakteristik molekul pati yang
berkaitan dengan kemudahannya untuk dihidrolisis.
C. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk
1. Mempelajari potensial dan waktu kontak elektrolisis dalam mendegradasi
senyawa-senyawa organik pada pati.
2. Mempelajari pengaruh potensial dan waktu kontak elektrolisis dalam
mengoptimalkan rendemen hidrolisis sebagai perlakukan prahidrolisis pati.
4
Metode ini dapat dikembangkan secara luas sebagai perlakuan prahidrolisis
sehingga akan mengoptimalkan rendemen hidrolisis dan menekan biaya produksi.
Dengan meningkatnya rendemen hidrolisis, yaitu glukosa, maka diharapkan dapat
meningkatkan ketersediaan bahan baku pembuatan bioetanol sebagai hasil
