Perpustakaan Digital ITB

Ketergantungan dunia terhadap sumber daya fosil dalam produksi bahan kimia dan energi telah menimbulkan berbagai masalah lingkungan seperti emisi karbon tinggi, pemanasan global, dan pencemaran. Salah satu solusi yang berkembang adalah pemanfaatan biomassa lignoselulosa sebagai bahan baku terbarukan. Eceng gondok (Eichhornia crassipes), gulma air yang melimpah di wilayah tropis, merupakan salah satu biomassa potensial karena memiliki kandungan hemiselulosa tinggi dan lignin rendah. Hemiselulosa dapat dihidrolisis menjadi gula monomer seperti xilosa, yang merupakan prekursor penting dalam industri bioenergi dan biokimia. Penelitian ini bertujuan mengembangkan metode hidrolisis biomimetik yang ramah lingkungan dan efisien menggunakan dua katalis asam dikarboksilat, yaitu asam glutamat dan asam malcat. Katalis ini dirancang meniru kerja enzim karbohidrase, dengan memanfaatkan dua gugus karboksilat yang berperan sebagai donor proton dan nukleofil untuk memutus ikatan glikosidik pada hemiselulosa. Holoselulosa diperoleh dari eceng gondok melalui proses delignifikasi menggunakan larutan natrium klorit dalam suasana asam. Hidrolisis dilakukan dalam medium akuatik pada tekanan atmosferik dengan variasi suhu (40-80 °C), konsentrasi katalis (1,5 mM, 22 mM, dan 50 mM), waktu reaksi (1, 3, dan 5 jam), serta penambahan pelarut asetonitril hingga 30%. Hasil percobaan menunjukkan bahwa asam maleat secara konsisten memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan asam glutamat dalam memecah hemiselulosa menjadi xilosa. Kondisi optimal diperoleh pada suhu 76,5 °C, konsentrasi 50 mM, waktu reaksi 5 jam, dan tanpa penambahan asetonitril. Pada kondisi tersebut, asam maleat menghasilkan yield gula pereduksi sebesar 19,81% dengan derajat hidrolisis sebesar 82,03%, sedangkan asam glutamat hanya mencapai 13,5% dengan derajat. hidrolisis sebesar 57,70%. Penambahan asetonitril justru menurunkan efisiensi hidrolisis, menunjukkan bahwa pelarut ini tidak diperlukan dalam sistem biomimetik ini. Analisis statistik menggunakan ANOVA menunjukkan bahwa konsentrasi katalis merupakan variabel paling signifikan terhadap perolehan gula pereduksi, diikuti oleh jenis katalis dan suhu reaksi. Asetonitril terbukti tidak berpengaruh signifikan secara statistik (p>0,05). Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa sistem katalis biomimetik dapat bekerja efektif pada kondisi ringan tanpa memerlukan tekanan tinggi, enzim komersial, atau reagen asam kuat. Penelitian ini membuktikan bahwa hidrolisis biomimetik merupakan pendekatan yang menjanjikan dalam konversi biomassa lignoselulosa tropis seperti eceng gondok menjadi gula monomer bernilai tinggi. Penggunaan asam glutamat dan asam maleat sebagai katalis biomimetik menghadirkan solusi kimia hijau yang efisien, murah, dan ramah lingkungan.