Kondisi Optimum Hidrolisis Menggunakan Asam Sitrat pada Gracilaria sp. dengan Metode Response Surface Methodology (RSM) untuk Produksi Biosugar

Abstract

Biosugar merupakan salah satu sumber nutrisi untuk fermentasi. Gracilaria sp. diketahui sebagai biomassa dengan kandungan polisakarida yang tinggi sehingga berpotensi untuk menghasilkan biosugar. Biosugar dapat diperoleh dari proses hidrolisis dengan katalisator asam, salah satunya asam sitrat. Penelitian ini ditujukan untuk mengidentifikasi kondisi optimum dari konsentrasi asam sitrat dan durasi hidrolisis dalam proses produksi biosugar dari Gracilaria sp. yang dihidrolisis menggunakan asam sitrat. Pendekatan dalam penelitian ini menggunakan Response Surface Methodology (RSM) dengan model Box Behken. Variabel yang diuji yaitu waktu hidrolisis (10-20 menit), konsentrasi asam sitrat (0,05-1 N), dan massa Gracilaria sp. yang digunakan (1-3 g). Respon hidrolisis yang diamati meliputi kadar gula reduksi dan pH, sedangkan evaluasi bahan baku meliputi kandungan proksimat, komponen fitokimia dan pengamatan mikroskopik. Model yang direkomendasikan dalam RSM adalah model 2FI (Two-Factor Interaction) dengan hasil optimal yang direkomendasikan dengan menggunakan konsentrasi asam sitrat 0,584 N, jumlah substrat 3,0 g dan waktu hidrolisis 20 menit. Validasi model menggunakan pengujian triplikat pada kondisi hidrolisis optimum yang direkomendasikan, menunjukkan hasil kadar gula reduksi sebesar 16,34 mg/mL dan pH hidrolisat sebesar 1,96. Hasil uji proksimat menunjukkan Gracilaria sp. mengandung karbohidrat sebesar 42,01-71,87 %, protein 3,26-6,03%, lemak 0,13-0,19%, kadar abu 4,66-35,15% dan kadar air 17,25-19,45%. Komponen fitokimia yang terdeteksi pada Gracilaria sp. sebelum hidrolisis meliputi alkaloid, tanin, flavonoid, saponin, fenolik, steroid dan terpenoid, sedangkan setelah proses hidrolisis terdeteksi alkaloid, saponin, steroid dan terpenoid. Model matematis pada respon kadar gula reduksi telah valid, namun perlu dievaluasi lebih lanjut untuk mendapatkan nilai pH yang memenuhi kriteria.
KATA KUNCI: 

ABSTRACT

Biosugar is a potential nutritional source for fermentation process. Gracilaria sp. is known for its high polysaccharide content, making it promising biomass for biosugar production. Biosugar can be obtained from the hydrolysis process using acid catalysts, one of which is citric acid. The study aimed to optimize the concentration of citric acid and hydrolysis duration for biosugar production from Gracilaria sp. using citric acid as the hydrolizing agent. The experimental design was based on Response Surface Methodology (RSM) with Box Behken model. The independent variables examined were hydrolysis time (10 and 20 minutes), citric acid concentration (0.05 to 1 N), and the biomass of Gracilaria sp. used (1 to 3 g). The responses observed were reducing sugar concentration and pH of the hydrolysate, while the raw material was evaluated through proximate analysis, phytochemical screening and microscopic observations. The recommended model from RSM was the 2FI (Two-Factor Interaction) model, with optimal achieved at 0.584 N citric acid, 3.0 g of substrate and a hydrolysis time of 20 minutes. Model validation through triplicate testing under optimal hydrolysis conditions, yielded a reducing sugar concentration of 16.34 mg/mL and a hydrolysate pH of 1.96. The proximate analysis revealed that Gracilaria sp. contained carbohydrate ranging from 42.01-71.87%, protein 3.26-6.03%, fat 0.13-0.19%, ash 4.66-35.15% and moisture content 17.25-19.45%. Phytochemical screening detected alkaloids, tannins, flavonoids, saponins, phenolics, steroids and terpenoids in the raw biomass, whereas only alkaloids, saponins, steroids and terpenoids remained after hydrolysis. The mathematical model for reducing sugar concentration was validated, but further optimization is needed to achieve desirable pH levels.