Perbaikan Kualitas Serat Galur Sintetik Sutra Eri (Samia cynthia ricini) melalui Seleksi dan Optimasi Degumming

Abstract

Serat sutra merupakan salah satu penunjang industri tekstil di Indonesia. Permintaan serat sutra yang cukup tinggi menyebabkan Indonesia melakukan impor dari negara penghasil serat, salah satunya dari Tiongkok. Ulat sutra eri (Samia cynthia ricini) memiliki potensi dalam menunjang kebutuhan dan permintaan serat di Indonesia karena sifatnya yang multivoltin. Galur sintetik sutra eri (Joglo, Pasopati, Jopati, dan Prasojo) yang dibudidayakan di Indonesia memiliki keunggulan adaptif terhadap wilayah marginal dan memiliki siklus larva yang lebih pendek (17-18 hari) sehingga proses pemeliharaannya dapat mengurangi biaya produksi peternak. Galur sintetik sutra eri masih menghadapi tantangan berupa nilai kuat tarik seratnya yang masih belum optimal sehingga dibutuhkan upaya perbaikan kualitas serat melalui metode seleksi dan optimasi teknik degumming multirespon. Penelitian ini menggunakan metode seleksi berupa penyeleksian bobot kokon 30% terbaik. Optimasi teknik degumming pada serat sutra telah banyak dipelajari, namun informasi terkait degumming multirespon masih sangat terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan meningkatkan kualitas serat sebagai kandidat unggul subgalur sintetik penghasil fibroin dan serisin melalui program seleksi dan optimasi teknik degumming multirespon. Karakteristik morfometrik ulat dan kokon galur sintetik sutra eri diamati sebagai respon biologis yang merupakan potensi dari masing-masing galur. Serat sutra dioptimasi menggunakan pendekatan Response Surface Methodology (RSM) dengan variabel bebas berupa suhu (X1), waktu (X2), dan konsentrasi larutan Na2CO3 (X3) serta variabel terikat berupa bobot serat (Y1), panjang serat (Y2), dan tensile strength (Y3). Hubungan antara variabel bebas dan terikat dianalisis menggunakan rancangan Central Composite Design (CCD) untuk menentukan kondisi optimum dari masing-masing variabel. Serat sutra hasil optimasi degumming kemudian diobservasi di laboratorium untuk melihat kesesuaian model prediksi dengan nilai aktual. Serat sutra hasil optimasi degumming dikarakterisasi kualitasnya melalui analisis tensile strength, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), dan tingkat kilau serat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur Pasopati dan Prasojo memiliki performa yang stabil dari segi morfometrik maupun kualitas serat. Galur Pasopati dan Joglo memiliki serat yang lebih berkilau dibandingkan galur lainnya, sedangkan galur Prasojo memiliki nilai kuat tarik serat yang paling unggul (1408,35 MPa). Analisis FTIR menunjukkan bahwa puncak serapan amida pada masing-masing galur berada pada kondisi yang stabil sehingga tidak terdapat kerusakan gugus fungsi pada serat. Galur Pasopati dan Prasojo memiliki performa yang lebih stabil dilihat dari morfometrik ulat dan kokon, serta kualitas seratnya. Optimasi teknik degumming pada suhu 67,7 oC dengan konsentrasi larutan Na2CO3 sebanyak 0,053 N selama 27 menit mampu meluruhkan serisin dari fibroin tanpa merusak struktur serat dilihat dari hasil analisis SEM.

Silk fiber is essential for Indonesia's textile sector, driving high import levels from leading producers like China. The eri silkworm (Samia cynthia ricini), with its ability to reproduce up to five times annually due to its multivoltine biology, can fulfill Indonesia's fiber requirements. Indigenous synthetic silk varieties, such as Joglo, Pasopati, Jopati, and Prasojo, are beneficial because they thrive in marginal areas and have a shorter larval period of 17-18 days, which helps lower production costs. Nonetheless, enhancing fiber tensile strength remains challenging, as it is critical for textile use. Current efforts focus on improving fiber quality through selective breeding—ranking the top 30% by cocoon weight—and optimizing multiresponse degumming techniques. Although much research has been conducted on degumming methods, studies on multi-response degumming are scarce. This study seeks to enhance fiber quality by identifying superior synthetic substrains capable of producing fibroin and sericin, through a selection and optimization program targeting multi-response degumming techniques. The morphometric features of caterpillars and cocoons from synthetic eri silk lines were studied as biological indicators and potential markers for each line. Silk fibers were optimized through Response Surface Methodology (RSM), considering temperature (X1), time (X2), and Na2CO3 concentration (X3) as independent variables, and fiber weight (Y1), fiber length (Y2), and tensile strength (Y3) as dependent variables. The relationships between these variables were analyzed using a Central Composite Design (CCD) to identify optimal conditions. After optimizing degumming, fibers were tested in the lab to verify if the model predictions matched actual outcomes. Their quality was further evaluated via tensile testing, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), and luster measurement. Results indicated that the Pasopati and Prasojo strains consistently performed well in morphometrics and fiber quality. Mechanical testing showed that Prasojo had higher tensile strength, reaching 1408.35 MPa. Fiber luster ranged from 4.87 to 7.39 GU in Pasopati, suggesting promising potential. These findings mark notable progress and encourage further research. FTIR results confirmed the stability of the amide absorption peak, indicating no damage to fiber functional groups. Optimal degumming occurred at 67.7 °C with a Na2CO3 concentration of 0.053 N for 27 minutes, effectively removing sericin without harming the fiber structure.