PRODUKSI XILOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea mays L.)
DENGAN HIDROLISIS ASAM KLORIDA
Oleh Yani Darliah
F34104079
2008
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN
YANI DARLIAH. F34104079. Produksi Xilosa dari Tongkol Jagung (Zea
mays L.) dengan Hidsrolisis Asam Klorida. Di bawah bimbingan Liesbetini
Hartoto dan Ani Suryani. 2008.
RINGKASAN
Tongkol jagung merupakan salah satu limbah lignoselulosik yang banyak terdapat di Indonesia, tercatat pada tahun 2008 tongkol jagung yang dihasilkan sebesar 4.456.215 ton (BPS, 2008). Namun, tongkol jagung tersebut belum dimanfaatkan secara optimal terutama bagi keperluan industri.
Tongkol jagung mengandung selulosa 40 %, hemiselulosa 36 %, lignin 16 % dan 8 % bahan lainnya (Anonimous, 1981). Kandungan hemiselulosa yang tinggi merupakan potensi tongkol jagung untuk dikembangkan menjadi bahan baku industri pemanis seperti xilosa dan xilitol yang dihasilkan dari hidrolisis xilan (hemiselulosa). Xilosa digunakan dalam industri pangan dan juga dapat disintesis menjadi xilitol, etanol dan asam-asam organik. Selain itu, xilosa dalam bentuk kristal banyak dimanfaatkan sebagai gula rendah kalori pengganti sukrosa terutama bagi penderita diabetes mellitus.
Hidrolisis xilan dapat dilakukan secara enzimatis maupun secara asam. Akan tetapi, hidrolisis secara asam lebih aplikatif karena biaya produksinya lebih rendah dibandingkan dengan hidrolisis enzimatis. Pada penelitian ini digunakan hidrolisis asam dengan menggunakan katalis asam klorida karena HCl mempunyai pH yang stabil, dan mempunyai sifat melarutkan yang baik. Efektifitas hidrolisis xilan menggunakan asam dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi asam, tekanan, kekuatan asam dan lama hidrolisis (Sjostrom, 1995).
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan varietas tongkol jagung (BISMA, BISI dan P-21) yang menghasilkan rendemen xilan tertinggi dan menentukan kondisi hidrolisis xilan yang optimal. Hidrolisis xilan dilakukan pada suhu 105oC, tekanan 0,05 mPa, konsentrasi xilan 20 %, konsentrasi HCl 0,3 %; 0,5 %; 0,7 % dan hidrolisis dilakukan selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Analisis yang dilakukan terhadap hasil hidrolisis adalah kadar bahan kering, rendemen, total gula, gula pereduksi dan derajat polimerisasi.
Hasil analisis proksimat menunjukan bahwa kadar serat kasar tongkol jagung sekitar 34,02-35,42 % bk. Kandungan serat terendah diperoleh dari tongkol jagung varietas BISMA (34,02 %) dan yang tertinggi diperoleh dari varietas P-21 (35,42 %). Serat kasar ini terdiri dari hemiselulosa, selulosa dan lignin. Analisis serat menunjukan bahwa kandungan serat dari varietas BISMA terdiri dari 41,66 % bk hemiselulosa, 43,66 % bk selulosa, dan 13,10 % bk lignin, varietas BISI terdiri dari 29,40 % bk hemiselulosa, 52,66 % bk selulosa dan 13,10 % bk lignin, sedangkan varietas P-21 terdiri dari 61,41 % bk selulosa, 16,89 % bk hemiselulosa dan 19,89 % bk lignin. Hasil ekstraksi dan purifikasi xilan memperlihatkan bahwa rendemen xilan tertinggi diperoleh dari tongkol jagung varietas BISMA (12,24 % bk) dengan efisiensi ekstraksi dari persentase hemiselulosa sebesar 29,38 % dan rendemen terendah diperoleh dari varietas P-21 (7,75 % bk) dengan efisiensi ekstraksi dari persentase hemiselulosa sebesar 45,89 %.
Berdasarkan keseluruhan hasil hidrolisis, diketahui bahwa kondisi optimal hidrolisis xilan dengan HCl tercapai pada konsentrasi HCl 0,3 % (v/v) dan waktu hidrolisis selama 4 jam. Pada kondisi tersebut dihasilkan xilosa dengan rendemen sebesar 57,36 %, kadar bahan kering 19,74 %, total gula 101,43 mg/ml, gula pereduksi 99,82 mg/ml dan derajat polimerisasi 1,01.
YANI DARLIAH. F34104079. Production of Xylose From Corncob (Zea
mays L.) by Hydrochloride Acid Hydrolysis. Under the Guidance of
Liesbetini Hartoto and Ani Suryani. 2008.
SUMMARY
Corncob is a waste of lignocellulose which is abundant in Indonesia, recorded by BPS, corncob reaches 4.456.215 tons in 2008. But, the corncob has not been exploited optimally especially for industry.
Corncob consists of 40 % cellulose, 36 % hemicellulose, 16 % lignin and 8 % of other substances (Anonimous, 1981). High content of hemicellulose represents the potency of corncob as the raw material of sweetener industry, such as xylose and xylitol which is produced from xylan (hemicellulose) hydrolysis. Xylose is used for food industry and can be converted into xylitol, etanol, and organic acids. Besides that, xylose in crystal form is used for substitute of sucrose as low sugar calorie especially for diabetes mellitus patients.
Hydrolysis of xylan can be done by enzymatic and acid hydrolysis. However, acid hydrolysis is more applicable because the production cost is lower than the enzymatic hydrolysis. In this research acid hydrolysis method was used with chloride acid as catalyst because HCl has stable pH, and has the nature of dissolving good. The effectiveness of acid hydrolysis of xylan is influenced by temperature, acid concentration, pressure, acid strength and hydrolysis time (Sjostrom, 1995).
The purpose of this research were to determine the varieties of corncob (BISMA, BISI and P-21) which produce the highest yield of xylan and to determine the optimal condition of xylan hydrolysis. Xylan hydrolysis was done at temperature 105 oC, pressure 0,05 mPa, xylan concentration 20 %, HCl concentration 0,3 %; 0,5 %; 0,7 % and hydrolysis time for 1, 2, 3, 4, and 5 hours. The analysis which was done to hydrolysis result were dry substance, yield, total of sugar, reducing sugar value and polymerization degree.
The result of proximate analysis showed that crude fiber of corncob is about 34,02-35,42 % db. A lower crude fiber was given from corncob BISMA (34,02 %) and highest crude fiber was given from corncob P-21 (35,42 %). This Crude fiber consisted of hemicellulose, lignin and cellulose. Analyze of fiber showed that crude fiber content from corncob BISMA contained 41,66 % db hemicellulose, 43,66 % db cellulose, and 13,10 % db lignin, BISI variety contained 29,40 % db hemicellulose, 52,66 % db cellulose and 13,10 % db lignin, while P-21 varieties contained 61,41 % db cellulose 16,89 % db hemicellulose and lignin fraction 19,89 % db. The result of xylan extraction and purification from corncob showed that the highest yield of xylan came from corncob BISMA variety (12,24 % db) with extraction efficiency of 29,38 % from hemicellulose percentage and the lowest P-21 variety (7,75 % db) with extraction efficiency of 45,89 % from hemicellulose percentage.
According to the result of hydrolysis, the optimal condition of xylan hydrolysis by HCl was reached at HCl concentration 0,3 % (v/v) and hydrolysis time for 4 hours. It produced 57,36 % xylose, 19,74 % dry substance, 101,43 mg/ml total of sugar, 99,82 mg/ml of reducing sugar and 1,01 of polymerization degree.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRODUKSI XILOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea mays L.) DENGAN HIDROLISIS ASAM KLORIDA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh YANI DARLIAH
F34104079
2008
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRODUKSI XILOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea mays L.) DENGAN HIDROLISIS ASAM KLORIDA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh YANI DARLIAH
F34104079
Dilahirkan pada tanggal 22 Juli 1986 Di Majalengka
Tanggal lulus : Menyetujui,
Bogor, September 2008
Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Dosen Pembimbing II
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul “Produksi Xilosa dari Tongkol Jagung (Zea mays L.) dengan Hidrolisis Asam klorida” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukan rujukannya.
Bogor, Agustus 2008
Yani Darliah F34104079
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Majalengka, Jawa Barat pada tanggal 22 Juli 1986. Penulis adalah anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Eman dan (Alm) Uun. Pada tahun 1998, penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SDN 1 Cibeureum. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah menengah di SLTPN 1 Talaga dan lulus pada tahun 2001. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMUN 11 Bandung dan lulus pada tahun 2004. Tahun 2004 penulis melanjutkan pendidikan di Perguruan Tinggi Negeri, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB).
Selama kuliah di IPB, penulis pernah menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Bioproses periode 2006/2007 dan 2007/2008. Penulis juga aktif dalam organisasi kemahasiswaan dengan menjadi pengurus HIMALOGIN pada tahun 2005/2006 serta pernah menjadi panitia dalam beberapa acara.
Pada tahun 2007 penulis melaksanakan praktek lapangan di PTPN. VIII Goalpara-Sukabumi dengan topik “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan Pengawasan Mutu Teh Hitam Orthodoks di PTP. Nusantara VIII Goalpara, Sukabumi “. Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, penulis melakukan penelitian yang dituangkan dalam skripsi berjudul “Hidrolisis Xilan dari Tongkol Jagung (Zea mays L.) dengan Katalis Asam klorida”.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji Syukur tak terhingga penulis haturkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Produksi Xilosa dari Tongkol Jagung (Zea mays L.) dengan Hidrolisis Asam Klorida” ini dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penulis sepenuhnya menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bimbingan dan dukungan yang penuh ketulusan baik secara moril maupun materil dari semua pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada pihak-pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini.
Penghargaan dan ucapan terimakasih penulis haturkan kepada :
1. Ibu Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS selaku dosen pembimbing I dan Dr. Ir. Ani Suryani, DEA selaku dosen pembimbing II atas bimbingan dan saran-saran yang diberikan selama penulis menyelesaikan skripsi.
2. Ir. Sugiarto, MSi selaku dosen penguji atas kritik dan saran yang diberikan kepada penulis.
3. Kedua orang tua yang telah memberikan motivasi dan do’a serta kasih sayang dan dukungan kepada penulis.
4. Nenek, kakek (alm), paman, tante dan kakakku yang telah memberikan motivasi dan do’a serta kasih sayang dan dukungan kepada penulis.
5. PT. Lautan Luas yang telah menyediakan dana penelitian ini.
6. Bu Rini, Pak Gunawan, Bu Sri, Bu Ega, Pak Edi, Pak Agus, Pak Sugi dan seluruh pegawai jurusan TIN yang juga sangat membantu dalam kelancaran pelaksanaan penelitian penulis.
7. Teman-teman anggota ”Pondok Ami” dengan segala kehangatan dan persahabatan yang tak pernah terlupakan.
8. Seluruh teman-teman TIN 41 yang selalu memberikan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan di berbagai sisi baik dari penyajian isi maupun penulisan dan penyusunan skripsi ini. Oleh sebab itu saran dan kritik akan menjadi masukan yang terbaik untuk lebih membangun, memperbaiki dan menyempurnakannya untuk saat ini maupun masa mendatang. Semoga segala sesuatu yang tertuang dalam skripsi ini akan bermanfaat bagi yang memerlukannya. Amien.
Bogor, Agustus 2008
