6 KINERJA HIDROLISIS ENZIMATIS DAN ASAM- GELOMBANG MIKRO PADA BAMBU BETUNG SETELAH PRA-PERLAKUAN GELOMBANG MIKRO

Transkripsi

1 65 6 KINERJA HIDROLISIS ENZIMATIS DAN ASAM- GELOMBANG MIKRO PADA BAMBU BETUNG SETELAH PRA-PERLAKUAN GELOMBANG MIKRO 6.1 Pendahuluan Diantara berbagai jenis pra-perlakuan bahan berlignoselulosa untuk produksi bioetanol yang telah banyak dikembangkan, pra-perlakuan gelombang mikro (tunggal ataupun kombinasi dengan pra-perlakuan lain) menjadi metode pra-perlakuan biomasa yang menarik karena perolehan rendemen gulanya yang lebih baik. Pra-perlakuan gelombang mikro dapat dikategorikan sebagai pra-perlakuan fisik yang memberikan efek utama berupa peningkatan luas permukaan dan memperbesar ukuran pori. Lebih lanjut, efek lain dari pra-perlakuan ini adalah melunakkan dan mendepolimerisasi sebagian lignin dan merusakan ikatan kompleks ligninkarbohidrat (Conde-Meija et al. 12). Dibandingkan dengan pemanasan konvensional, iradiasi gelombang mikro berupa kontak langsung dari sumber panasnya kedalam substrat, lebih mudah dioperasikan, cepat dan pemanasannya selektif pada bagian polar dan membangkitkan hot spot dengan bahan yang tidak homogen (Chen et al. 11; Hu dan Wen 08; Zhang et al. 07). Studi pra-perlakuan gelombang mikro menggunakan berbagai bahan kimia pada bahan berlignoselulosa telah dilaporkan sebelumnya. Azuma et al.(1985) melaporkan bahwa gula total yang diperoleh dari hidrolisis enzimatis kayu daun lebar yang diberikan pra-perlakuan gelombang mikro pada medium air sebesar 88-93%. Peningkatan ketercernaan enzimatis dari kombinasi pra-perlakuan gelombang mikro dengan asam sulfat juga dilaporkan oleh Singh et al. (13), dengan maksimum gula pereduksi yang diperoleh sebesar 1.376,99 µg/ml. Iradiasi gelombang mikro dengan alkali pada switchgrass pada kondisi optimal yaitu C, 50 g/l kadar padatan selama 30 menit menghasilkan rendemen gula 58.7 g/0 g biomasa, setara dengan 99% dari maksimum potensi gula yang dapat dihasilkan (Hu dan Wen 08). Perlakuan gelombang mikro pada bagas tebu dengan NaOH 1% pada 600 W selama 4 menit yang dihidrolisis secara enzimatis menghasilkan rendemen gula pereduksi sebesar g/g biomasa kering, sedangkan kombinasi perlakuan gelombang mikro-alkali-asam dengan NaOH 1% diikuti dengan asam sulfat 1%, rendemen gula pereduksinya naik menjadi 0.83 g/g biomasa kering (Binod et al 12). Penggunaan asam nitrit encer 2% dalam pemanasan gelombang mikro telah dilaporkan sebelumnya oleh Ravoof et al.(12), dengan rendemen gula pereduksi maksimum pada hidrolisis enzimatik selama 8 jam hampir 60%. Lebih lanjut, praperlakuan bonggol jagung menggunakan kombinasi steam explosion dan iradiasi gelombang mikro menghasilkan rendemen gula maksimum sebesar 72.1 g/0 g biomasa kering, yang dicapai pada daya 540 W selama 5 menit (Pang et al. 12). Kheswani (09) melakukan pra-perlakuan gelombang

2 66 mikro dengan sodium hidroksida pada switch grass dan coastal bermuda grass. Pada kondisi pra-perlakuan optimum, rendemen glukosa 82% dan xylosa 63% diperoleh untuk switch grass, sedangkan hidrolisis enzimatik bermuda grass setelah pra-perlakuan menghasilkan rendemen glukosa 87% dan xylosa 59%. Berdasarkan penelitian yang telah dilaporkan penggunaan pemanasan alternatif yaitu iradiasi gelombang mikro terbukti memperbaiki efisiensi hidrolisis dan rendemen gula pereduksi dalam hidrolisis enzimatik pada bahan berlignoselulosa. Iradiasi gelombang mikro dapat digunakan baik pada pra-perlakuan dan hidrolisis, mempertimbangkan kelebihannya dibandingkan dengan pemanasan konvensional dari hidrolisis yang dikatalisasi asam encer. Selain hidrolisis enzimatis (Pu et al. 13), hidrolisis asam telah banyak dilakukan untuk sakarifikasi bahan berlignoselulosa (Pu et al. 13; Ha et al. 11) dan pati (Matsumoto et al. 11; Warrand dan Janssen 07) untuk bioetanol atau produksi oligosakarida. Lebih jauh, teknik ini mungkin dikembangkan untuk memperpendek waktu proses dan juga memperbaiki rendemen gula. Penelitian ini sejalan dengan studi perubahan struktur setelah praperlakuan gelombang mikro pada bambu dalam medium air (bab 3). Kondisi pra-perlakuan pada daya 330 W selama 5, dan 12.5 menit serta 770 W (5 menit) terpilih untuk dihidrolisis dengan mempertimbangkan kehilangan berat yang relatif rendah dan kehilangan hemiselulosa yang relatif tinggi. Oleh karena itu penelitian pada tahap ini dilakukan untuk mengetahui kinerja hidrolisis enzimatis dan hidrolisis asam- gelombang mikro. Iradiasi gelombang mikro dengan katalis padat menarik untuk diaplikasikan karena tidak bersifat toksik pada limbah cair (Matsumoto et al. 11; Zhang dan Zhao 09), lebih mudah didaur ulang (Zhang dan Zhao 09), dan memperbaiki rendemen glukosa dalam medium air (Hermiati et al. 12) sebagai penyerap. Penggunaan karbon aktif sebagai penyerap iradiasi gelombang mikro, sensitizer gelombang mikro untuk pirolisis dan hidrolisi pati, degradasi senyawa berbahaya dalam fase padat dan tahap fermentasi, meningkatkan reaksi dengan katalis telah dilaporkan sebelumnya (Matsumoto et al. 11; Hermiati 12; Menendez et al. ). Selama hidrolisis asam, beberapa produk samping yang potensial seperti asam asetat, asam format, turunan furan (5-hydroxymethylfurfural atau HMF dan furfural), dan senyawa fenolik yang menghambat proses fermentasi mungkin dihasilkan dalam proses ini. Oleh karena itu, untuk menurunkan efek produk degradasi sekunder dapat ditambahkan karbon aktif dalam hidrolisis asam. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kinerja hidrolisis enzimatik dan hidrolisis asam-gelombang mikro pada kondisi pra-perlakuan gelombang mikro terpilih. Efek penambahan karbon aktif untuk menurunkan pembentukan produk samping dalam hal ini absorbansi senyawa coklat juga diskusikan. 6.2 Bahan dan Metode Serbuk bambu (1 g BKO) hasil pra-perlakuan gelombang mikro terpilih (iradiasi selama 5,, 12.5 menit dan 5 menit (770 W))

3 67 digunakan sebagai substrat untuk hidrolisis enzimatis mengikuti metode NREL (Selig et al. 08) dengan konsentrasi enzim selulase dan /g sampel. Satu didefinisikan sebagai jumlah enzim yang mampu memproduksi 1 µmol gula pereduksi per menit (Chittibabu et al. 11). Untuk mencegah komtaminan maka ditambahkan sodium azide 2% (b/v). Hidrolisis ini dilakukan pada suhu 50 o C selama 72 jam pada 150 rpm. Fraksi padat (pulp) bambu (0.1 g berat kering oven atau 1% (b/b) dari berat total) hasil pra-perlakuan gelombang mikro dijadikan substrat untuk hidrolisis asam-gelombang mikro. Konsentrasi asam sulfat yang ditambahkan dalam substrat adalah 1 dan 5% (v/v) sampai mencapai berat total g dan selanjutnya diaduk pada stirrer plate agar tercampur sempurna dan kemudian diiradiasi gelombang mikro selama menit menggunakan daya sebesar 330 W. Metode dan kondisi hidrolisis asam-gelombang mikro yang sama juga dilakukan pada hidrolisis asam-gelombang mikro dengan penambahan karbon aktif sebanyak 0.5 g. Karbon aktif ini diperoleh dari hasil reaktivasi karbon aktif yang sebelumnya telah digunakan satu kali untuk proses hidrolisis sagu untuk maltodekstrin. Reaktivasi dilakukan selama 1 menit pada suhu 800 o C. Hidrolisat hasil penyaringan dari hidrolisis gelombang mikro dengan atau tanpa karbon aktif diukur rendemen gula pereduksi berbasis bambu kering awal (persamaan 5.1) dan bambu hasil pra-perlakuan (persamaan 5.2) berdasarkan metode Nelson-Somogyi (Wrolstad et al. 05) dan senyawa coklat yang diukur dengan UV VIS Hitachi U-01 spektrophotometer pada panjang gelombang 490 nm (Warrand dan Janssen 07). Selain itu nisbah hidrolisis juga dihitung yaitu nisbah rendemen gula pereduksi terhadap kadar holoselulosa (Yu et al. 09) dengan kehilangan berat sebagai faktor pengurang. Penghitungan rendemen gula pereduksi teoritis dilakukan pada rendemen gula pereduksi yang tertinggi berdasarkan persamaan 5.3. Rendemen gula pereduksi ini efektif jika semua holoselulosa dari bambu dapat dikonversi menjadi gula pereduksi. Pengukuran nilai ph hidrolisat juga dilakukan menggunakan ph meter Eutech. Semua perlakuan dilakukan tiga kali ulangan, dan data disajikan dalam bentuk rata-rata ± standar deviasi. 6.3 Hasil dan Pembahasan Secara teori, potensi produksi gula dari bambu adalah sebesar 72.03% dengan faktor konversi untuk gula pereduksi adalah Pengaruh utama pra-perlakuan gelombang mikro utamanya adalah memperbaiki ketercernaan substrat melalui meningkatkan porositas substrat dan kehilangan hemiselulosa Perbandingan Rendemen Gula Pereduksi antara Hidrolisis Enzimatik dan Gelombang Mikro Secara umum rendemen gula pereduksi yang diproduksi dengan hidrolisis enzimatis cenderung rendah. Seperti disajikan dalam Tabel 6.1A, rendemen gula pereduksi tertinggi dari hidrolisis enzimatis diperoleh pada iradiasi gelombang mikro selama 5 menit pada daya 770 W (4.24% per

4 68 bambu awal atau 4.32% per bambu setelah pra-perlakuan). Holoselulosa yang dapat dikonversi menjadi gula pereduksi adalah 4.23% atau 5.98% dari rendemen gula pereduksi teoritis dari bambu awal. Rendemen yang dihasilkan dalam penelitian ini lebih tinggi daripada rendemen gula pereduksi dari hasil hidrolisis enzimatis bambu setelah pra-perlakuan biologis (2.53% per bambu awal) (bab 4). Hal ini mengindikasikan bahwa hidrolisis enzimatis bambu setelah pra-perlakuan gelombang mikro dalam medium air sedikit lebih baik daripada rendemen gula pereduksi dari praperlakuan biologis. 6,0 Rendemen gula pereduksi dan nisbah hidrolsisi (%) 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 5 min min 12.5 min 5 min 330 watt 770 watt Pra-perlakuan gelombang mikro % rendemen gula pereduksi bambu setelah praperlakuan % rendemen gula pereduksi bambu awal % Nisbah hidrolisis Gambar 6.1. Rendemen gula pereduksi bambu setelah pra-perlakuan gelombang mikro dengan hidrolisis enzimatis dan nisbah hidrolisis Dibandingkan dengan kontrol, rendemen gula pereduksi dari praperlakuan gelombang mikro (kecuali iradiasi 5 menit ) dari hidrolisis enzimatik lebih tinggi dan peningkatan iradiasi pra-perlakuan gelombang mikro cenderung memperbaiki rendemen ini. Iradiasi langsung antara keseluruhan bahan dan sumber panas dari iradiasi gelombang mikro memberikan absorbsi yang selektif pada bagian polar air dan kemudian menciptakan hot spot dengan bahan yang tidak homogen (Zhang et al. 07b; Ravoof et al. 12). Pra-perlakuan gelombang mikro menyebabkan selulosa lebih terekspos dan substrat memiliki struktur yang lebih terbuka sehingga lebih mudah dihidrolisis oleh selulase. Selain itu, pra-perlakuan ini mempengaruhi peningkatan luas permukaan, ukuran pori dan sebagian lignin terdepolimerisasi (Conde-Meija et al. 12) setelah iradiasi gelombang mikro. Hanya pra-perlakuan gelombang mikro selama 5 menit (770 W) menunjukkan kehilangan lignin, sedangkan pra-perlakuan lain menunjukkan sebaliknya (Tabel 3.1). Lebih kerasnya kondisi pra-perlakuan menunjukkan rendemen gula pereduksi yang lebih tinggi dan peningkatan konsentrasi enzim juga memperbaiki rendemen gula pereduksi.

5 69 Efek positip hidrolis asam-gelombang mikro telah dilaporkan dalam hidrolisis asam-gelombang mikro bambu dengan pra-perlakuan biologis (bab 4). Terjadi peningkatan rendemen gula pereduksi dari hidrolisis asamgelombang mikro pada pra-perlakuan biologis sebesar 6.74 kali dibandingkan dengan hidrolisis enzimatik (simpulan bab 4). Mempertimbangkan hasil ini, studi ini sebagai upaya untuk meningkatkan rendemen gula pereduksi dari bambu dengan pra-perlakuan gelombang mikro. Selain itu, efektifitas metode pra-perlakuan biologis dan gelombang mikro dapat dibandingkan. Untuk proses hidrolisis, asam sulfat umumnya digunakan sebagai katalis (Aguilar et al. 02). Studi sebelumnya (Aguilar et al.02; O Brein et al. 04) melaporkan bahwa konsentrasi asam sulfat optimal untuk menghidrolisis bahan berlignoselulosa adalah 1-6%, sehingga studi ini menggunakan konsentrasi asam pada kisaran tersebut. Rendemen gula pereduksi berdasarkan bambu awal dan bambu setelah pra-perlakuan dengan atau tanpa penambahan karbon aktif disampaikan pada Gambar 6.2. Terdapat peningkatan rendemen gula pereduksi yang tinggi pada sampel setelah pra-perlakuan dibandingkan dengan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa pra-perlakuan merupakan metode yang efektif untuk memperbaiki ketercernaan substrat. A Rendemen gula pereduksi (% bambu awal) % H2SO % H2SO min min 12.5 min B Rendemen gula pereduksi (% bambu awal) % H2SO4 5% H2SO min min 12.5 min 5 min(770 W) Gambar 6.2. Rendemen gula pereduksi berbasis bambu awal tanpa karbon aktif (A), dan dengan karbon aktif (B)

6 70 Peningkatan waktu iradiasi dalam hidrolisis asam-gelombang mikro cenderung meningkatkan rendemen gula pereduksi. Waktu iradiasi selama 5 dan 7.5 menit hanya menghasilkan rendemen gula pereduksi yang rendah (dibawah 5%); sedangkan peningkatan signifikan rendemen gula pereduksi diperoleh dalam waktu iradiasi dan 12.5 menit. Bambu dengan iradiasi gelombang mikro selama 12.5 menit pada daya 330 W, menunjukkan rendemen gula pereduksi yang tertinggi (25.81% dari bambu awal atau 27.12% bambu setelah pra-perlakuan) dalam hidrolisis asam-gelombang mikro dengan konsentrasi asam 1%. Holoselulosa yang dapat dikonversi menjadi gula pereduksi sebanyak 37.92% atau 36.12% dari rendemen gula pereduksi teoritis dari bambu awal. Data ini membuktikan bahwa hidrolisis asam-gelombang mikro dapat memperbaiki rendemen gula pereduksi dari bambu setelah pra-perlakuan. Rendemen ini meningkat 6.2 kali dibandingkan dengan rendemen gula pereduksi tertinggi dari hidrolisis enzimatis menggunakan enzim selulase /g (Tabel 6.1). Rendemen ini hampir sama dengan rendemen hidrolisis asam-gelombang mikro selama menit (24.82% dari bambu awal atau 25.56% bambu setelah pra-perlakuan). Tabel 6.1. Perbedaan rendemen gula pereduksi antara hidrolisis enzimatis dan gelombang mikro Hidrolisis enzimatis (EH) Hidrolisis gelombang mikro (MGM) Metode Rendemen gula pereduki (RGP) Per bambu awal 2.52 Pretreat ment % H 2 SO % H 2 SO Kondisi praperlakuan gelombang mikro 5 min (770 W) 12.5 min (330W) 5 min (770 W) Kondisi hidrolisis (48 jam) 12.5 min 12.5 min Peningkatan (x) Terha dap Terha RGP dap terting kontrol gi dari EH Peningkatan konsentrasi asam dapat memperbaiki rendemen gula pereduksi, dimana pra-perlakuan gelombang mikro selama 5 menit (770 W) menghasilkan rendemen gula pereduksi yang tertinggi (26.27% dari bambu awal atau 26.78% dari bambu setelah pra-perlakuan) dalam hidrolisis asam -gelombang mikro selama 12.5 menit. Pra-perlakuan ini dapat mengkonversi 37.45% holoselulosa menjadi gula pereduksi atau setara dengan 36.78% dari maksimum potensi gula yang dapat dihasilkan. Hal ini mengindikasikan bahwa peningkatan konsentrasi asam hanya sedikit berpengaruh terhadap rendemen gula pereduksi. Oleh karena itu, penggunaan konsentrasi asam 1% tampaknya lebih baik daripada konsentrasi asam 5%, dengan mempertimbangkan biaya produksi dan efek terhadap lingkungan. Rendemen gula pereduksi tertinggi diperoleh pada

7 71 pra-perlakuan gelombang mikro menggunakan hidrolisis asam 1% ini meningkat 1.5 kali dan 2.4 kali lebih tinggi daripada hidrolisis asamgelombang mikro bambu setelah pra-perlakuan biologis menggunakan jamur TV (bab 5) dan PC (Fatriasari dan Anita 12). Peningkatan konsentrasi asam menunjukkan pengaruh yang berbeda antara pra-perlakuan gelombang mikro dan pra-perlakuan biologis dalam hidrolisis asamgelombang mikro. Berdasarkan hasil studi ini, perubahan struktur bambu setelah pra-perlakuan memfasilitasi perbaikan kinerja hidrolisis gelombang mikro. Hal ini karena peningkatan luas permukaan dan ukuran pori, pelunakan substrat dan depolimerisasi sebagian lignin serta perusakan kompleks lignin-karbohidrat dalam lignoselulosa (Conde-Meija et al. 12) lebih berpengaruh efektif daripada kehilangan lignin dan hemiselulosa pada bambu dengan pra-perlakuan biologis (bab 2). Aplikasi karbon aktif dalam hidrolisis asam-gelombang mikro cenderung menurunkan rendemen gula pereduksi. Hasil ini sejalan dengan hidrolisis asam-gelombang mikro bambu setelah pra-perlakuan biologis (bab 4.3). Fenomena ini berhubungan dengan adsorpsi oligomer dipermukaan karbon aktif, sehingga bagian ini tidak ikut dihidrolisis (Hermiati 12). Lebih lanjut, karbon aktif dengan kapasitas adsorpsi rendah menunjukkan laju hidrolisis yang tinggi dan dapat menurunkan suhu hidrolisis sebesar -30 C, sedangkan yang memiliki kapasitas adsorpsi tinggi memiliki kencenderungan sebaliknya. Hidrolisis pati memiliki hubungan yang terbalik dengan kapasitas adsorbsi dalam fase cair (Matsumoto et al. 11). Lebih lanjut, penggunaan karbon aktif telah terbukti meningkatkan rendemen glukosa dari hidrolisis gelombang mikro pada onggok dalam medium air, namun tidak dalam medium asam (Hermiati et al. 12a) Pengaruh Penambahan Karbon aktif terhadap Senyawa Coklat dan Nilai ph Penggunaan hidrolisat dengan konsentrasi inhibitor yang rendah penting diperoleh jika media akan digunakan untuk fermentasi (Aguilar et al. 02). Oleh karena itu, detoksifikasi hidrolisat asam diperlukan untuk menghilangkan senyawa toksik dalam tahap fermentasi. Diantara beberapa teknik untuk mengurangi kadar inhibitor, karbon aktif telah dilaporkan mampu menurunkan turunan furan, penolik dan asam asetat masing-masing sebesar 38.7%, 57% dan 68.8% (Chandel et al. 07). Penggunaan karbon aktif pada hidrolisat asam dari corn hull memberikan penurunan 92.3% dalam total senyawa fenolik dan menghilangkan warna coklat gelap dalam hidrolisat (Seo et al. 09). Turunan furan menyebabkan penurunan permeabilitas membran sehingga menghasilkan pertumbuhan sel yang lebih panjang (Larsson et al. 1999) dan lebih produktif dalam produksi etanol (Palmqvist et al. 1999). Selain itu, turunan furan pada tingkat 500 mg/l mulai menghambat produksi bioetanol (O'Brein et al. 04). Senyawa coklat termasuk dalam turunan furan yang terbentuk dalam hidrolisis asam-gelombang mikro dengan atau tanpa karbon aktif ditunjukkan oleh Gambar 6.3. Furfural dan 5-HMF merupakan produk perantara dalam reaksi Maillard antara asam amino dan glukosa (Hermiati

8 72 12). Dibandingkan dengan kontrol, bambu dengan pra-perlakuan gelombang mikro menurunkan absorbansi senyawa coklat. Hal ini berarti pra-perlakuan gelombang mikro memberikan pengaruh positip terhadap penurunan absorbansi senyawa coklat. Selain itu, peningkatan waktu iradiasi pada pra-perlakuan gelombang mikro sampai menit mendorong penurunan absorbansi senyawa coklat. Namun, iradiasi yang lebih lama sampai menit dalam hidrolisis asam-gelombang mikro dengan konsentrasi asam 1% mempengaruhi peningkatan absorbansi senyawa coklat. Efek penambahan karbon aktif dalam hidrolisis asam-gelombang mikro mampu menurunkan absorbansi senyawa coklat (Gambar 6.3B). Data ini memperkuat studi sebelumnya yang melaporkan efek positip penambahan karbon aktif untuk menurunkan bahan yang bersifat toksik dalam hidrolisat seperti senyawa coklat. Pada kondisi (12.5 menit pada daya 330 W) menghasilkan rendemen gula pereduksi tertinggi, meskipun absorbansi senyawa coklat cenderung menurun namun rendemen gula pereduksinya juga menurun. Hal ini berkaitan dengan kemungkinan pembentukan produk degradasi sekunder lain seperti 5-HMF dan asam asetat. A Absorbansi 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, H2SO4 1% H2SO4 5% 5 min min 12.5 min 5 min (770 W) B Absorbansi 1 0,8 0,6 0,4 0,2 5 min min 12.5 min 5 min (770 W) H2SO4 1% H2SO4 5% Gambar 6.3. Senyawa coklat yang terbentuk selama hidrolisis asamgelombang mikro tanpa karbon aktif (A) dan dengan karbon aktif (B)

9 73 Selama hidrolisis asam-gelombang mikro, ph hidrolisat menurun setelah bambu diiradiasi gelombang mikro (Gambar 6.4). Peningkatan iradiasi gelombang mikro dan konsentrasi asam dari kontrol dalam proses hidrolisis asam-gelombang mikro cenderung menurunkan ph hidrolisat. Hal ini berkaitan dengan kemungkinan proses dekomposisi selama proses hidrolisis untuk membentuk asam organik sebagai produk degradasi karbohidrat. Hasil yang sama dilaporkan oleh Hermiati (12), dan Khan et al.(1979). Lebih lanjut, pembentukan asam format, asam asetat, asam propionik, asam isovaleric, asam isobutyric, asam valeric isoproic, dan asam caproic selama pemanasan dikarenakan oksidasi udara dari senyawa aldehida telah dilaporkan oleh Lorenz dan Johnson (1972). Terdapat sedikit peningkatan nilai ph hidrolisat seiring dengan peningkatan waktu iradiasi dan penambahan karbon aktif yang mungkin berkaitan dengan efek penghambatan dari pembentukan produk samping selama hidrolisis asamgelombang mikro. 2 A ph 1,5 1 0, H2SO4 1% H2SO4 5% 5 min min 12,5 min 5 min (770 W) B ph 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, H2SO4 1% H2SO4 5% 5 min min 12.5 min 5 min (770 W) Gambar 6.4 ph yang terbentuk selama hidrolisis asam-gelombang mikro tanpa karbon aktif (A), dan dengan karbon aktif (B) 6.4 Simpulan Peningkatan rendemen gula pereduksi terhadap kontrol yang dihasilkan oleh hidrolisis asam-gelombang mikro (25.81%) lebih tinggi

10 74 daripada hidrolisis enzimatik (4.24%) pada bambu dengan pra-perlakuan gelombang mikro. Konsentrasi asam (1%) yang lebih rendah memberikan peningkatan rendemen gula pereduksi yang lebih kecil (6.09 kali) dibandingkan dengan konsentrasi asam (5%) yang lebih tinggi (6. kali). Hidrolisis asam-gelombang mikro selama menit cukup untuk memperoleh rendemen gula pereduksi (24.82% dari bambu awal) yang tinggi. Meskipun karbon aktif menurunkan absorbansi senyawa coklat dari hidrolisat yang diidentifikasi sebagai penghambat fermentasi, namun rendemen gula pereduksinya juga menurun. Hal ini berkaitan dengan efek adsorbsi oligomer oleh karbon aktif yang lebih dominan daripada efek peningkatan rendemen gula pereduksi. Dengan mempertimbangkan dampak lingkungan dan rendemen gula pereduksi maka konsentrasi asam 1% lebih baik dipilih untuk menghidrolisis bambu dengan pra-perlakuan gelombang mikro.