PRODUKSI XILITOL PADA HIDROLISAT AMPAS

14
PENDAHULUAN
Tebu merupakan salah satu komoditas
unggulan tanaman perkebunan yang banyak
dimanfaatkan di industri pangan. Limbah
yang dikeluarkan dari proses pengolahan tebu
menjadi gula tebu adalah ampas tebu. Ampas
tebu dapat digunakan sebagai bahan baku
untuk pembuatan xilitol karena ampas tebu
banyak mengandung xilan. Komposisi
hidrolisat ampas tebu terdiri dari xilosa 56%,
glukosa 15%, dan arabinosa 24% (Rao et al.
2006).
Xilitol (disebut juga gula alkohol atau
polialkohol) merupakan pemanis alami yang
terdapat pada sayuran dan buah-buahan
seperti wortel, kembang kol, selada, bawang,
bayam, pisang, stroberi, raspberry, plum
kuning, dan apel. Xilitol dapat diaplikasikan
di bidang kesehatan dan industri bahan
makanan. Xilitol mempunyai harga tinggi
yaitu
5-7$
US
per
pon,
namun
ketersediaannya dalam perdagangan masih
rendah. Produksi xilitol secara komersial
dilakukan melalui proses hidrogenasi xilosa
(C5H10O5) pada suhu dan tekanan yang tinggi
(suhu 80-40oC, tekanan 50 atmosfer) dengan
bantuan katalis, tetapi produksi xilitol tetap
sedikit pada akhir reaksi. Produksi xilitol
secara fermentasi memberikan harapan lebih
ekonomis
dibanding
secara
kimiawi
(hidrogenasi) yang memerlukan sirup xilosa
murni (Yulianto dkk. 2000). Bioproduksi
xilitol dapat dilakukan dari hidrolisat
hemiselulosa yang berasal dari residu
pertanian (Carvalho et al. 2002). Oleh karena
itu,
produksi
xilitol
menggunakan
bioteknologi merupakan jalan alternatif untuk
mengurangi biaya produksi.
Bioproduksi xilitol dapat dilakukan
dengan cara fermentasi, terutama fermentasi
menggunakan Candida sp. Penelitian ini akan
menggunakan Candida tropicalis dan
Candida guilliermondii yang merupakan salah
satu penghasil xilitol terbaik (Barbosa et al.
1988; Silva et al. 2007). Produksi xilitol oleh
khamir dikatalis oleh enzim xilosa reduktase
yang mengkonversi xilosa menjadi xilitol
yang selanjutnya diubah lagi oleh enzim
xilitol dehidrogenase menjadi xilulosa dan
dipakai dalam jalur pentosa fosfat. Meskipun
demikian, produksi xilitol menggunakan
khamir ini mempunyai kekurangan yaitu
xilitol yang dihasilkan oleh khamir digunakan
untuk pertumbuhan sel yang menyebabkan
rendahnya produksi xilitol (Sanchez et al.
2004; Silva & Felipe 2006). Dalam proses
produksi xilitol, media fermentasi yang
digunakan harus mengandung unsur karbon,
nitrogen, dan mineral yang penting dalam
pertumbuhan sel. Penambahan nutrien ke
dalam media bertujuan untuk memenuhi
kebutuhan unsur mikro dari pertumbuhan sel
sehingga dapat meningkatkan produksi xilitol.
Bahan baku xilitol adalah xilosa atau
hemiselulosa, tetapi kedua bahan tersebut
akan menghasilkan residu berupa senyawa
toksik berupa hidroksi metil furfural (HMF)
yang akan menghambat pertumbuhan mikrob
dan aktifitas fermentasi dari Candida
guilliermondii (Carvalho et al. 2002; Rao et
al. 2006).
Ada beberapa metode yang bisa
dilakukan untuk mengurangi residu senyawa
beracun antara lain adaptasi, pertukaran ion
resin, adsorpsi menggunakan arang aktif, dan
amobilisasi sel. Penelitian ini menggunakan
teknik amobilisasi sel untuk memproduksi
xilitol. Keunggulan dari amobilisasi sel adalah
penggunaan kembali biokatalis yang sama
pada jangka waktu yang lama, memfasilitasi
pemisahan biokatalis dari fase cair dengan
produk yang diinginkan sehingga hasil
fermentasi lebih murni (Carvalho et al. 2000).
Penelitian
bertujuan
mengoptimasi
produksi xilitol pada hidrolisat ampas tebu
sebagai substrat utama dalam media
fermentasi dengan amobilisasi sel dan
penambahan nutrien pada media fermentasi.
Hipotesis dari penelitian ini adalah hidrolisat
ampas tebu mengandung xilosa yang dapat
dimanfaatkan untuk produksi xilitol dengan
menggunakan teknik amobilisasi sel dan
penambahan nutrien dapat meningkatkan
produksi xilitol. Manfaat dari penelitian ini
adalah produksi xilitol dapat dilakukan secara
ekonomis dengan memanfaatkan limbah
ampas tebu dan meningkatkan nilai ekonomis
limbah ampas tebu.
TINJAUAN PUSTAKA
Xilitol
Xilitol (C5H12O5) merupakan polialkohol
yang mempunyai beberapa manfaat dalam
bidang farmasi, produk perawatan kesehatan,
dan industri makanan. Gula ini dapat
dimanfaatkan sebagai gula pengganti dan
makanan penderita diabetes, senyawa yang
sangat mudah diterima pada pasien pasca
operasi bedah yang mempunyai kesulitan
dalam metabolisme gula karena xilitol
mempunyai tingkat kemanisan yang setara
dengan sukrosa namun nilai kalorinya 40%
persen lebih rendah dari kelompok
karbohidrat lainnya. Xilitol merupakan gula
1