Pengaruh TiO₂ Pada Pretreatment Basa Dan Suhu Hidrolisis Enzimatik Terhadap Kadar Bioetanol Cascara Kopi Arabika

Abstract

Cascara kopi arabika merupakan limbah hasil pengolahan kopi yang mengandung lignoselulosa berupa selulosa, hemiselulosa, dan lignin, sehingga berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan baku produksi bioetanol. Kandungan lignin menyebabkan selulosa sulit dihidrolisis menjadi gula fermentabel. Penelitian ini menerapkan pretreatment basa berbasis fotokatalis menggunakan TiO₂ untuk mendegradasi lignin sehingga meningkatkan aksesibilitas enzim terhadap selulosa. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis pengaruh konsentrasi TiO₂ dan suhu hidrolisis terhadap kadar gula reduksi dan kadar bioetanol cascara kopi arabika menggunakan metode SSF. Penelitian menggunakan rancangan faktorial dengan dua faktor, yaitu konsentrasi TiO₂ (0,5%; 1%; dan 1,5%) serta suhu hidrolisis (35°C, 40°C, 45°C, dan 50°C). Hidrolisis dilakukan menggunakan konsorsium kapang Trichoderma viride dan Aspergillus niger, sedangkan fermentasi menggunakan konsorsium khamir Saccharomyces cerevisiae dan Pichia stipitis. Parameter yang dianalisis meliputi kadar gula reduksi menggunakan metode DNS dan kadar bioetanol menggunakan kromatografi gas (GC-FID). Data dianalisis menggunakan uji normalitas, homogenitas, dan ANOVA dua arah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi TiO₂ mampu meningkatkan efektivitas pretreatment sehingga kadar gula reduksi dan bioetanol yang dihasilkan cenderung meningkat. Perlakuan pretreatment terbaik diperoleh pada konsentrasi TiO₂ 1,5% dengan gula reduksi sebesar 139,8 mg/g. Sedangkan tahap hidrolisis dengan variasi suhu didapat suhu optimum menghasilkan kadar gula reduksi pada suhu 40°C dengan variasi TiO₂ 1,5%, yaitu menghasilkan kadar gula reduksi 85,8 mg/g. Tahap terakhir setelah pretreatment dan hidrolisis yaitu fermentasi dengan dilakukan pengukuran kadar bioetanol tertinggi. Kadar bioetanol tertinggi dihasilkan pada suhu hidrolisis 40°C dengan variasi TiO₂ 1,5% yaitu 73,06 mg/g. Suhu hidrolisis 45°C dan 50°C terjadi penurunan kadar gula reduksi maupun bioetanol. Penurunan tersebut diduga disebabkan oleh menurunnya aktivitas enzim hidrolitik akibat deaktivasi atau denaturasi termal sehingga proses hidrolisis selulosa menjadi gula fermentabel berlangsung kurang optimal. Hasil uji ANOVA dua arah menunjukkan bahwa konsentrasi TiO₂ dan suhu hidrolisis belum berpengaruh signifikan terhadap kadar bioetanol (p<0,05).