7

BAB II . Tinjauan Pustaka

2.1 Bambu

Tanaman bambu termasuk ke dalam famili Gramineae,

sub famili Bambusoideae, ordo Graminales dan kelas Monokotil.

Didunia diketahui ada 1250 jenis bambu yang berasal dari 75

marga (Sharma, 1980). Di Indonesia tumbuh berbagai macam

bambu yang tersebar di seluruh daerah, ada sekitar 143 jenis

bambu yang telah diketahui sifat dan jenisnya. Jumlah tersebut

berasal dari 9 marga yaitu Arundinaria, Bambusa,

Dendrocalamus, Gigantochloa, Melocanna, Nastus,

Phyllostachys, Schizostachyum dan Thysostachys. Bambu

memiliki potensi untuk menggantikan kayu dalam

penggunaannya dan bambu merupakan komoditas hasil hutan

bukan kayu disamping rotan, tengkawang, gondorukem dan zat

ekstraktif (Setiadi, 2009). Secara tradisional bambu telah

banyak dipakai sebagai bahan bangunan daerah tropis maupun

sub tropis. Secara luas penggunaan bambu digunakan untuk

keperluan industri baik kertas, kayu lapis, kerajinan, kesenian

dan bahan makanan. Komposisi kimia pada bambu hampir

sama dengan kayu yang memiliki selulosa, hemiselulosa, dan

lignin diatas 90% dari total massa (X.B.Li et al, 2005). Adapun

komposisi dan kandungan pada bambu dapat dilihat pada Tabel

2.1.

8

Gambar 2.1 Tanaman Bambu (Zulkarnaen, 2015)

2.1.1 Beberapa Jenis Bambu

a. Bambu Betung (Dendrocalamus asper)

Tumbuh baik di tanah aluvial tropis yang lembab dan basah,

tetapi juga tumbuh didaerah kering di dataran rendah maupun

dataran tinggi. Rumpun simpodial, tegak dan padat. Rebung

hitam keunguan, tertutup bulu berwarna coklat hingga

kehitaman. Tinggi buluh mencapai 20 m, lurus dengan ujung

melengkung. Pelepah buluh mudah luruh tertutup buluh hitam

hinggga coklat tua (Widjaja, 2001).

b. Bambu Hitam (Gigantochloa atroviolaceae)

Lebih suka tumbuh didaerah kering dan tanah berkapur.

Rebung hijau kehitaman dengan ujung jingga, tertutup bulu

coklat hingga hitam. Buluh tingginya mencapai 15 m, tegak.

9

pelepah buluh tertutup bulu hitam sampai coklat dan mudah

luruh. Digunakan untuk membuat alat musik tradisional jawa

barat dan juga untuk industri mebel bilik dan kerajinan tangan

(Widjaja, 2001).

c. Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinaceae)

Tumbuh di dataran rendah mencapai ketinggian 1500 m dpl

dan tumbuh baik di daerah tropis yang lembab. Rebung hijau

dengan garis-garis kuning yang tertutup bulu coklat sampai

hitam. Tinggi buluh mencapai 7–30 m dan lurus. Pelepah buluh

tertutup bulu coklat, mudah luruh. Biasanya banyak digunakan

untuk bahan bangunan, pipa air dan alat musik tradisional.

Perusahaan bambu telah menggunakannya sebagai bahan

baku sumpit (Widjaja, 2001).

d. Bambu Mayan (Gigantochloa robusta Kurz)

Tumbuh baik di daerah tropis yang lembab dan kering.

Rebung hijau muda tertutup bulu coklat hingga hitam. Buluh

tingginya mencapai 20 m dan lurus. Pelepah buluh tertutup bulu

hitam, mudah luruh pada buluh yang tua, pada buluh muda

pelepah masih melekat terutama dibagian pangkal buluh.

Penduduk setempat menggunakan buluhnya sebagai tempat air

dan juga alat musik tradisional tetapi industri bambu juga sudah

memanfaatkan buluhnya untuk industri sumpit (Widjaja, 2001).

10

e. Bambu Tali (Gigantochloa apus (J.A & J. H. Schultes)

Kurz)

Tumbuh di daerah tropis yang lembab dan juga di daerah

yang kering. Rebung hujau tertutup bulu coklat dan hitam. Buluh

tingginya mencapai 22 m dan lurus. Pelepah buluh tidak mudah

7 luruh, tertutup bulu hitam atau coklat. Salah satu kegunaannya

adalah untuk bahan bangunan (Widjaja, 2001). Pada musim

kemarau dapat dipanen 6 buluh/hari/ha atau setahun 1000

buluh/ha. Perbanyakan tanaman dengan biji, stek rimpang, dan

stek batang (Sutarno et al, 1996).

Tabel 2.1. Komposisi kimia bambu (Fatriasari, 2006)

Komponen Kandungan (%)

Selulosa 42.4 – 53.6

Lignin 19.8 – 26.6

Pentosan 1.24 – 3.77

Zat ekstraktif 4.5 – 9.9

Air 15 – 20

Abu 1.24 – 3.77

Silika 0.10 – 1.78

2.2 Bioetanol

Bioetanol merupakan senyawa alkohol yang diperoleh

lewat proses fermentasi biomassa dengan bantuan

mikroorganisme. Etanol adalah senyawa organik yang terdiri

11

dari karbon, hidrogen dan oksigen, sehingga dapat dilihat

sebagai derivat senyawa hidrokarbon yang mempunyai gugus

hidroksil dengan rumus C2H₅OH (Sukmawati, 2009). Secara

umum ethanol/bio-ethanol dapat digunakan sebagai bahan baku

industri turunan alkohol, bahan dasar industri farmasi, campuran

bahan bakar untuk kendaraan.

Mengingat pemanfaatan ethanol/bio-ethanol beraneka

ragam, sehingga grade ethanol yang dimanfaatkan harus

berbeda sesuai dengan penggunaannya. Untuk ethanol/bio-

ethanol yang mempunyai grade 90-96,5% vol dapat digunakan

pada industri, sedangkan ethanol/bioethanol yang mempunyai

grade 96-99,5% vol dapat digunakan sebagai bahan dasar

industri farmasi. Berlainan dengan besarnya grade

ethanol/bioethanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan

bakar untuk kendaraan yang harus betul-betul kering dan

anhydrous supaya tidak korosif, sehingga ethanol/bio-ethanol

harus mempunyai grade sebesar 99,5-100% vol. Perbedaan

besarnya grade akan berpengaruh terhadap proses konversi

karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air (Arpiwi, 2015).

Bioetanol memiliki beberapa kelebihan dibandingkan

bahan bakar minyak. Bioetanol yang dikombinasikan dengan

BBM terbukti dapat mengurangi emisi karbon monoksida dan

asap lainnya dari kendaraan. Semakin sedikitnya sumber energi

fosil yang ada di bumi dan semakin tingginya pencemaran

lingkungan menjadi faktor utama dibutuhkannya energi alternatif

12

yang lebih ramah lingkungan. Selain itu, etanol juga bisa terurai

sehingga dapat mengurangi emisi gas buang berbahaya

(Komarayati, 2010).

Bahan baku pembuatan bioetanol dibagi menjadi tida

kelompok yaitu bahan bersukrosa seperti nira, tebu, nira nipah,

nira sorgum manis, nira kelapa, nira aren, dan sari buah mete,

bahan berpati (bahan yang mengandung pati) seperti tepung ubi,

tepung ubi ganyong, sorgum biji, jagung, sagu, dan lain-lain,

serta bahan berselulosa/lignoselulosa (tanaman yang

mengandung selulosa dan lignin) seperti kayu, bambu, batang

pisang, dan lain-lain (Komarayati dan Gusmailina, 2010).

2.3 Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari

molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Tiap 1 gram karbohidrat

yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan

energi hasil proses oksidasi (pembakaran) (Ariffin, 2014).

Karbohidrat berasal dari pengertian atom karbon yang

terhidrasi dengan rumus (CH₂O)n. Karbohidrat tersebar luas di

dalam tumbuhan dan hewan. Dalam tumbuhan, glukosa

disintesis dari karbondioksida serta air melalui fotosintesis dan

disimpan sebagai pati atau diubah menjadi selulosa yang

merupakan kerangka tumbuhan.

13

Di alam, karbohidrat merupakan hasil sintesa CO₂ dan

H₂O dengan pertolongan sinar matahari dan hijau daun

(chlorophyll). Hasil fotosintesa ini kemudian mengalami

polimerisasi menjadi pati dan senyawa-senyawa bermolekul

besar lain yang menjadi cadangan makanan pada tanaman.

Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa

gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat

dengan berat molekul yang tinggi seperti pati, pektin, selulosa,

dan lignin. Polisakarida seperti pati, banyak terdapat dalam

serealia dan umbi-umbian (Ramadhan, 2014).

2.4 Klasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi

keton yang mempunyai rumus molekul umum (CH₂O)n. Yang

pertama lebih dikenal sebagai golongan aldosa dan yang kedua

adalah ketosa. Dari rumus umum dapat diketahui bahwa

karbohidrat adaalah suatu polimer. Senyawa yang

menyusunnya dalah monomer-monomer (Matorharsono, 1998).

2.4.1 Monosakarida

Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana

yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang

banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa,

fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih

dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Di alam,

14

glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan

juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan

merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam

fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan

glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan.

Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses

pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara

bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan

berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa

karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa (Arifin, 2014).

Menurut Poedjiadi dan Supriyanti (2014), monosakarida

ialah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya

terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan

dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Tiga senyawa

gula yang penting dalam monosakarida adalah glukosa, fruktosa

dan galaktosa.

a) Glukosa

Glukosa merupakan suatu aldoheksosa, disebut juga

dekstrosa karena memutar bidang polarisasi ke kanan. Glukosa

merupakan komponen utama gula darah, menyusun 0,065-

0,11% darah kita. Glukosa dapat terbentuk dari hidrolisis pati,

glikogen, dan maltosa. Glukosa sangat penting bagi kita karena

sel tubuh kita menggunakannya langsung untuk menghasilkan

energi. Glukosa dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi lembut

15

seperti pereaksi Tollens sehingga sering disebut sebagai gula

pereduksi (Budiman,2014).

b) Galaktosa

Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam.

Umunya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu

gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa

kurang manis daripada glukosa dan kurang larut dalam air.

Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya

terpolarisasi ke kanan (Poedjiadi & Supriyanti, 2009).

Galaktosa merupakan suatu aldoheksosa. Monosakarida

ini jarang terdapat bebas di alam. Umumnya berikatan dengan

glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam

susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis jika

dibandingkan dengan glukosa dan kurang larut dalam air.

Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula

pereduksi (Budiman,2014).

c) Fruktosa

Madu lebah selain glukosa juga mengandung fruktosa.

Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat

memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut

levulosa. Pada umumnya monosakarida dan sakarida

mempunyai rasa manis. Fruktosa berikatan dengan glukosa

membentuk sukrosa, yaitu gula yang biasa digunakan sehari-

16

hari sebagai pemanis, berasal dari tebu atau bit (Poedjiadi &

Supriyanti, 2009)

2.4.2 Disakarida

Senyawa yang termasuk disakarida mempunyai molekul

yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul

monosakarida yang berikan satu dengan yang lain, membentuk

satu molekul disakarida. Oligosakarida yang paling banyak

terdapat dalam alam ialah disakarida (Poedjiadi & Supriyanti,

2009). Disakarida merupakan karbohidrat yang pada hidrolisis

menghasilkan 2 molekul monosakarida yang sama atau

berlainan, misalnya sukrosa, maltosa dan laktosa (Iswari &

Yuniastuti, 2006). Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang

banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-

hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2

molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum

digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang

terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan

juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa &

galaktosa (Arifin, 2014).

a) Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil

dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari

molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa. Dari struktur maltosa,

terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu

17

menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-

glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α

karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul

maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa (Arifin, 2014).

b) Sukrosa

Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan dalam kehidupan

sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun

oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh

ikatan 1,2 –α. Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase

menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini

disebut gula inversi, lebih manis daripada 8 sukrosa. Jika

diperhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil

dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air

tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak

memiliki gugus hemiasetal. Akibatnya, sukrosa dalam air tidak

berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton

sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan

merupakan gula pereduksi (Arifin, 2014).

c) Laktosa

Dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-

galaktosa dan D-glukosa, kerena ini laktosa adalah sutu

disakarida. Ikatan galaktosa dan glukosa terjadi antara atom

karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom nomor 4 pada

18

glukosa. Oleh kerenanya molekul laktosa masih mempunyai

gugus –OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai

sifat mereduksi dan mutarotasi (Poedjiadi & Supriyanti, 2009).

Laktosa yang biasa disebut gula susu terdiri dari D-galaktosa

dan D glukosa yang berikatan melalui ikatan α (1,4)-glikosidik.

Laktosa mempunyai satu atom karbon hemiasetal, maka laktosa

termasuk disakarida pereduksi (Girindra, 1990)

2.4.3 Polisakarida

Karbohidrat yang tersusun dari sepuluh satuan

monosakarida dan dapat berantai lurus atau bercabang.

Polisakarida dapat dihidrolisis pleh asam atau enzim tertentu

yang kerjanya spesifik. Hidrolisis sebagian polisakarida

menghasilkan oligosakarida dan dapat digunakan untuk

menentukan struktur molekul polisakarida. Contoh: amilum,

glikogen, dekstrin, dan selulosa (Ramadhan, 2014). Polisakarida

merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan

monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida.

Hidrolisis lengkap dari polisakarida akan menghasilkan

monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer

glukosa. Berikut beberapa polisakarida terpenting (Arifin, 2014).

19

a) Pati/Ammilum

Pati yang juga merupakan simpanan energi di dalam sel-

sel tumbuhan ini berbentuk butiran-butiran kecil mikroskopik

dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm. Pati terbentuk

lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari

glukosa. Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan

makanan pada tumbuhan. Jika dilarutkan dalam air panas, pati

dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu amilosa dan

amilopektin. Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah

monomernya. Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini

akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan

yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin

mudah untuk dicerna (Arifin,2014).

2.5 Lignoselulosa

Lignoselulosa merupakan senyawa yang terutama

tersusun atas lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Didalam

kandungannya bervariasi tergantung pada jenis dan umur

tanaman. Komponen komponen ini merupakan sumber

terpenting untuk mendapatkan suatu produk yang bermanfaat

seperti gula pada proses hidrolisis, bahan bakar cair, dan lain

sebagainya. Ilustrasi dari ketiga komponen tersebut dapat

terlihat pada Gambar 2.2.

20

Gambar 2.2 Ilustrasi Lignoselulosa

Selulosa banyak ditemukan di alam yang merupakan

konstituen utama dari dinding sel tumbuh tumbuhan dan rata-

rata menduduki sekitar 50% dalam kayu (Stevens, 2007).

Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel.

Selulosa merupakan polisakarida yang terdiri atas satuan

glukosa yang terikat dengan ikatan β-1,4 glikosidik dengan

rumus (C₆H₁ₒO₅)n, dengan n adalah derajat polimerisasinya.

Struktur kimia ini yang membuat selulosa bersifat kristalin dan

tidak mudah larut, sehingga tidak mudah didegradasi secara

kimia/mekanis. Molekul selulosa seluruhnya berbentuk linier dan

memiliki kecenderungan kuat untuk membentuk ikatan hidrogen

intramolekul dan intermolekul (Dalimunte, 2016).

21

Gambar 2.3 Struktur molekul selulosa (Widjaja, 2009)

Lignin dapat dikatakan sebagai substansi yang paling

kompleks di alam, terdapat di kayu sekitar 20 – 30% berat dan

terdiri dari fraksi non-karbohidrat. Pada kayu, jaringan lignin

terkonsentrasi antara lapisan serat dan di luar lapisan serat. Hal

ini menyebabkan bervariasinya kadar kekuatan kayu dalam hal

pengerasan dan pengikatan serat –serat. Lignin amat sulit untuk

dipisahkan dari struktur kayu kacuali dengan melakukan

degradasi strukturmya (Saiffudin, 2007). Lignin merupakan zat

organik yang memiliki polimer banyak dan merupakan hal yang

penting dalam dunia tumbuhan. Lignin tersusun atas jaringan

polimer fenolik yang berfungsi merekatkan serat selulosa dan

hemiselulosa sehingga menjadi sangat kuat (Agus, 2013).

22

Gambar 2.4 Struktur molekul lignin

Hemiselulosa merupakan polisakarida yang mempunyai

berat molekul lebih kecil daripada selulosa. Berbeda dengan

selulosa yang hanya tersusun atas glukosa, hemiselulosa

tersusun dari bermacam-macam jenis gula. Lima gula netral,

yaitu glukosa, mannosa, dan galaktosa (heksosan) serta xilosa

dan arabinosa (pentosan) merupakan konstituen utama

hemiselulosa. Molekul hemiselulosa lebih mudah menyerap air,

bersifat plastis, dan mempunyai permukaan kontak antar

molekul yang lebih luas dari selulosa. Perbedaan Hemiselulosa

dengan Selulosa yaitu : Hemiselulosa mudah larut dalam alkali

tapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa adalah

23

sebaliknya. Hemiselulosa bukan merupakan serat-serat panjang

seperti selulosa. Hasil hidrolisis selulosa akan menghasilkan D-

glukosa, sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa menghasilkan

D-xilosis dan monosakarida. Kandungan hemiselulosa yang

tinggi memberikan kontribusi pada ikatan antara serat, karena

hemiselulosa bertindak sebagai perekat dalam setiap serat

tunggal (Sitorus, 2010). Hemiselulosa merupakan istilah umum

bagi polisakarida yang larut dalam alkali. Hemiselulosa sangat

dekat asosiasinya dengan selulosa dalam dinding sel tanaman.

Berikut merupakan kandungan lignoselulosa dari beberapa

limbah hasil pertanian dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Gambar 2.5 Struktur molekul hemiselulosa

24

Tabel 2.2 Kandungan Lignoselulosa pada Tanaman (Howard et al,

2003)

Bahan

Lignoselulosa

Lignin

(%)

Hemiselulosa

(%)

Selulosa

(%)

Hardwood 18-25 24-40 40-55

Softwood 25-35 25-35 45-50

Kulit Kacang 30-40 25-30 25-30

Tongkol Jagung 15 35 45

Kertas 0-15 0 85-99

Jerami Gandum 15 50 30

Jerami Padi 18 24 32.1

Dedaunan 0 80-85 15-20

Biji Kapas 0 5-20 80-95

Kertas Koran 18-30 25-40 40-55

Bagas 18.9 30 33.4

Rerumputan 10-30 25-50 25-40

25

2.6 Delignifikasi

Delignifikasi adalah suatu proses pendahuluan penghilangan

lignin pada material berlignoselulosa sehingga hasil dari proses

ini sudah berupa selulosa dengan kemurnian yang cukup besar.

Tujuan dari proses delignifikasi yaitu untuk menghilangkan

lignin, juga dapat mengurangi kristalinitas selulosa, dan

meningkatkan porositas bahan (Satria, 2016). Menurut Sun dan

Cheng (2002), delignifikasi merupakan suatu proses mengubah

struktur kimia biomasa berlignoselulosa dengan tujuan

mendegradasi lignin secara selektif sehingga menguraikan

ikatan kimianya baik secara ikatan kovalen, ikatan hidrogen

maupun ikatan van der waall, dengan komponen kimia lain pada

bahan berlignoselulosa (selulosa dan hemiselulosa), dan

diusahakan komponen lain tersebut tetap utuh.

Proses delignifikasi dapat dilakukan secara panas (thermal),

kimia dan biologis. Dengan demikian substrat selulosa dan

hemiselulosa yang tersisa akan lebih mudah diakses oleh enzim

pengurai termasuk enzim hidrolisis. Menurut Satria (2016),

delignifikasi selulosa dapat dilakukan dengan beberapa cara,

diantaranya yaitu :

1. Ozonolysis Pretreatment, yaitu delignifikasi

menggunakan ozon dilakukan

pada suhu ruangan dan tekanan atmosfer serta dapat

menghancurkan sekitar lignin yang terkandung dalam

lignoselulosa.

26

2. Delignifikasi Pulp menggunakan Hidrogen Peroksida

(H2O2 ) dalam media asam asetat.

3. Delignifikasi Oksigen, yaitu proses untuk mengurangi

kandungan lignin dari pulp coklat (yang belum mengalami

proses pemutihan). Bahan kimia yang dipakai adalah O2

dan alkali.

4. Delignifikasi dengan larutan NaOH.

Pada penelitian ini delignifikasi yang digunakan adalah

delignifikasi menggunakan NaOH dan tekanan. Dari kedua

perlakuan ini diharapkan dapat mengurangi kandungan lignin

dari bambu, sehingga dapat menghasilkan kandungan selulosa

yang tinggi. Pada Gambar 2.6 dapat terlihat bahwa reaksi

NaOH terhadap struktur kimia lignin dimana, ion OH- dari NaOH

akan memutuskan ikatan-ikatan dari struktur dasar lignin

sedangkan ion Na+ akan berikatan dengan lignin membentuk

natrium fenolat (Zely, 2014). Dengan kata lain reaksi tersebut

berdampak pada ikatan ester antara lignin dengan karbohidrat

(selulosa dan hemiselulosa) dan dapat melepaskan selulosa

maupun hemiselulosa. Hal tersebut menjadikan lebih banyak

selulosa terbuka dan siap untuk diproses lebih lanjut (Asror et al,

2017).

27

Gambar 2.6. Pemutusan ikatan antara lignin dan selulosa oleh NaOH

(Fengel dan Wegener, 1995 dalam Sutarno, 2012)

2.7 Proses Pre-treatment

Proses pre-tretament bertujuan untuk memecah pelindung

lignin, merubah struktur lignoselulosa, dan membuat selulosa

atau hemiselulosa menjadi lebih mudah dihirolisis. Rusaknya

struktur kristal selulosa akan mempermudah terurainya selulosa

menjadi glukosa. Tujuan Pre-treatment secara skematis

disajikan pada Gambar 2.7. yang adalah untuk membuka

struktur lignoselulosa agar selulosa menjadi lebih mudah

diakses oleh enzim yang memecah polimer sakarida menjadi

monomer gula. Pre-treatment menyediakan akses yang lebih

mudah untuk enzim sehingga akan mengalami peningkatan

hasil glukosa dan xilosa (Osvaldo et al, 2012).

28

Gambar 2.7 Proses Pre-treatment (Mosier dkk., 2005)

Selama beberapa tahun terakhir berbagai teknik pre-

treatment telah dipelajari melalui pendekatan biologi, fisika,

kimia. Menurut (Sun dan Cheng, 2002), pre-treatment

seharusnya memenuhi kebutuhan berikut ini:

1. Meningkatkan pembentukan gula atau kemampuan

menghasilkan gula pada proses berikutnya melalui

hidrolisis enzimatik

2. Menghindari degradasi atau kehilangan karbohidrat

3. Menghindari pembentukan produk samping yang dapat

menghambat proses hidrolisis dan fermentasi

4. Biaya yang dibutuhkan ekonomi.

2.8 NaOH (Natrium Hidroksida)

Natrium hidroksida (NaOH) juga dikenal sebagai soda

kaustik atau sodium hidroksida merupakan jenis basa logam

kaustik. Natrium hidroksida terbentuk dari oksida basa natrium

oksida yang dilarutkan dalam air.

29

Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika

dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida digunakan di dalam

berbagai macam bidang industri. Kebanyakan digunakan

sebagai basa dalam proses industri bubur kayu, sebagai katalis

dalam sintesis biodiesel, kertas, tekstil, air minum, sabun, dan

deterjen.

Selain itu natrium hidroksida juga merupakan basa yang

paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium

hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam

bentuk pelet, serpihan, butiran, dan larutan jenuh 50%. NaOH

bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon

dioksida dari udara bebas. NaOH juga sangat larut dalam air

dan akan melepaskan kalor ketika dilarutkan dalam air. Larutan

NaOH meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.

(Prasetya et al, 2012).

Pada penelitian ini NaOH berperan untuk merusak struktur

lignin pada bagian kristalin dan amorf serta memisahkan

sebagian hemiselulosa (Gunam dan Antara, 1999 dalam

Sutarno, 2012). Menurut Hespell (1998) dalam Sutarno (2012)

menyatakan bahwa ekstraksi hemiselulosa dapat menggunakan

pelarut seperti NaOH, NH₄OH dan KOH. Di antara ketiga pelarut

tersebut yang paling baik digunakan adalah NaOH.

Hemiselulosa memiliki struktur amorf sehingga penggunaan

NaOH dapat menghilangkan lignin sekaligus mengekstraksi

hemiselulosa.

30

2.9 Autoclave

Autoclave adalah alat yang biasanya digunakan untuk

sterilisasi media mikrobiologi, peralatan gelas laboratorium dan

dekontaminasi atau membunuh bakteri dengan menggunakan

uap bersuhu dan bertekanan tinggi. Penurunan tekanan pada

autoclave tidak dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme,

melainkan meningkatkan suhu dalam autoclave. Suhu yang

tinggi inilah yang akan membunuh microorganisme. Prinsip

kerja autoclave adalah penggunaan uap air jenuh pada tekanan

di atas tekanan atmosfer dan digunakan untuk memanaskan isi

autoclave. Pada awalnya, muatan/isi autoclave tersebut dalam

keadaan dingin, kemudian uap air memenuhi ruang dalam

autoclave sehingga tekanannya menghasilkan suhu tinggi. Agar

autoclave bekerja dengan tepat, perlu dipastikan bahwa uap air

telah benar-benar jenuh. Umumnya autoclave telah dirancang

bekerja untuk sterilisasi pada temperatur 121°C dengan tekanan

103,4 kPa atau pada temperatur 115°C dengan tekanan 69 kPa

(Walidah et al, 2015).

Pada penelitiaan ini, autoclave bukan digunakan untuk

sterilisasi, melainkan untuk perendaman. Dimana, campuran

larutan NaOH dan serbuk bambu dimasukkan kedalam

autoclave dan dipanaskan hingga mencapai tekanan yang

diinginkan. Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh

tekanan terhadap kandungan lignoselulosa pada bambu.

Adapun autoclave yang digunakan merupakan autoclave

31

manual portable dengan tipe SS30Y dengan kapasitas isi 5 liter

dan tekanan maksimal mencapai 4 bar. Autoclave ini

menggunakan pemanas air sebagai sumber uap yang diberikan

ke dalam autoclave. Pemanasan air tersebut menggunakan

kompor gas, sehingga tekanan dan temperatur diatur dengan

jumlah panas yang dihasilkan dari kompor gas (Prasetyo, 2012).