Produksi Gula Pereduksi dari Eucheuma cottonii sebagai Bahan Baku Bioetanol melalui Proses Hidrolisis Asam Berbantukan Microwave

Abstract

Indonesia merupakan produsen rumput laut merah Eucheuma cottonii terbesar di dunia sehingga berpotensi menjadikannya bahan baku bioetanol generasi ketiga. Produksi gula pereduksi sebagai prekursor bioetanol melalui hidrolisis asam konvensional terkendala waktu reaksi yang lama dan pembentukan inhibitor 5-hidroksimetilfurfural. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh konsentrasi asam sulfat (H2SO4), waktu reaksi, dan interaksinya terhadap perolehan gula pereduksi hidrolisat E. cottonii berbantukan microwave, serta menentukan kombinasi optimumnya dalam rentang yang diuji. Tepung E. cottonii dihidrolisis dalam microwave domestik 100 W dengan rasio padatan-pelarut 1:10 pada H2SO4 0,1; 0,2; dan 0,3 M serta waktu 10, 15, dan 20 menit, yang disusun sebagai rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan tiga ulangan. Gula pereduksi ditetapkan dengan metode asam dinitrosalisilat (DNS), kemudian dianalisis menggunakan ANOVA, uji Duncan, metode permukaan respons (RSM), dan analisis energi. Waktu reaksi berpengaruh nyata dan dominan, konsentrasi berpengaruh sekunder, sedangkan interaksinya tidak nyata. Perolehan gula pereduksi tertinggi sebesar 18,317 g/L setara glukosa dicapai pada 0,3 M dan 20 menit, kondisi yang juga menuntut konsumsi energi spesifik tertinggi (33,5 kJ/g). Hasil ini menunjukkan microwave domestik berpotensi sebagai reaktor hidrolisis yang cepat dan terjangkau, meskipun nilai berbasis DNS masih perlu diverifikasi dengan kromatografi.

Indonesia is the world's largest producer of the red seaweed Eucheuma cottonii, a potential feedstock for third-generation bioethanol. Producing its reducing-sugar precursor by conventional acid hydrolysis is limited by long reaction times and formation of the inhibitor 5-hydroxymethylfurfural. This study aimed to determine the effects of sulfuric acid (H2SO4) concentration, reaction time, and their interaction on the reducing sugar yield of microwave-assisted E. cottonii hydrolysate, and identify the optimal combination within the tested range. E. cottonii powder was hydrolyzed in a 100 W domestic microwave at a 1:10 ratio using H2SO4 at 0.1, 0.2, and 0.3 M for 10, 15, and 20 minutes, arranged as a completely randomized design (CRD) with a full factorial and three replicates. Reducing sugar was quantified by the dinitrosalicylic acid (DNS) method and analyzed using ANOVA, Duncan's test, response surface methodology, and energy analysis. Reaction time had a significant and dominant effect, acid concentration a secondary effect, and their interaction was not significant. The highest yield, 18.317 g/L glucose equivalent, occurred at 0.3 M and 20 minutes, which also required the highest specific energy consumption (33.5 kJ/g). These results indicate a domestic microwave is a potential rapid, low-cost hydrolysis reactor, although DNS-based values require chromatographic verification.