Produksi Alkohol oleh Saccharomyces ellipsoides dengan Tetes Tebu (Molase) sebagai Bahan Baku Utama
3
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces ellipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UT AMA
Oleh
WAHYUDI
L--
F 30.1573
1997
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
W AHYUDI. F 30. 1573. Produksi A1kohol Oleh Saccharomyces ellipsoideus Dengan
Tetes Tebu (Molase) Sebagai Bahan Baku Utama. Di bawah bimbingan Abdul Aziz
Darwis dan Khaswar Syamsu.
RINGKASAN
Penggunaan etanol sebagai bahan kimia dewasa ini cukup luas, antara lain untuk
keperluan kosmetik, obat-obatan, bahan pelarut, bahan bakar, bahan pengawet dan untuk
pembuatan bahan kimia lain, seperti asam asetat, aseton, eter, dan lain-lain. Penggunaan
etanol dalam skala industri dari tahun ke tahun semakin meningkat sesuai dengan
penggunaannya.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mencari kondisi yang optimal, terutama
konsentrasi starter dan substrat untuk pertumbuhan mikroorganisme penghasil alkohol
yaitu Saccharomyces e/lipsoideus agar menghasilkan kadar alkohol dengan rendemen
produk-substrat (Yp/s) yang tinggi.
Tetes tebu (molase) adalah salah satu hasil samping pabrik gula tebu yang masih
mempunyai nilai ekonomi yang cukup disebabkan kandungan gulanya yang tinggi sekitar
52 persen (Baikow, 1982), sehingga memungkinkan dijadikan bahan baku berbagai
industri. Industri yang memanfaatkan tetes diantaranya adalah industri yang menghasilkan
produk distilasi seperti rum, a1kohol; industri fermentasi seperti monosodium glutamat, Llisin, asam sitrat, vinegar, protein sel tunggal, aseton-butanol, gum xanthan dan
sebagainya.
Peneliiian ini terdiri dari penelitian pendahuluan dan penelitian lanjutan. Penelitian
pendahuluan dilakukan untuk mengetahui komposisi tetes tebu (molase) dan untuk
mendapatkan konsentrasi starter khamir yang menghasilkan kadar a1kohol dan rendemen
produk-substrat (Yp/s) yang tinggi. Pada penelitian lanjutan, substrat yang dicobakan
adalah substrat 22 "Brix, 24 "Brix, dan 26 "Brix. Dari hasil analisis komposisi tetes tebu
(molase) didapatkan kadar sakarosa 30,88 persen, kadar gula reduksi 17,09 persen, dan
total kandungan gulanya 49,59 persen, sedangkan Brix tetes yang terdapat dalam tetes
tebu 79,60 "Brix.
Konsentrasi starter khamir yang menghasilkan rendemen produk-
substrat (Yp/s) tinggi adalah starter khamir dengan konsentrasi 15 persen (v/v) yaitu 0,69
dengan kadar alkohol 9,29 persen.
Perolehan kadar alkohol tertinggi yaitu sebesar 11,85 persen (rataan dua kali
ulangan) dengan kadar gula sisa tak terfermentasi 1,26 persen, rendemen produk-substrat
(Yp/s) 0,95 dan efisiensi penggunaan substrat 90 persen diperoleh pada substrat 26 "Brix
dengan lama fermentasi tujuh hari, sedangkan perolehan kadar alkohol terendah diperoleh
pada substrat 22 "Brix pada awal fermentasi yaitu 0,68 persen (rataan dua kali ulangan)
dengan kadar gula sisa tak terfermentasi 13,14 persen.
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces e/lipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UTAMA
Oleh
WAHYUDI
F 30.1573
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1997
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces ellipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UTAMA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada JUl'usan Teknologi Industri Peltanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
WAHYUDI
F 30.1573
Dilahirkan pada tanggal 6 Desember 1974
di Cirebon
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc
Dosen Pembimbing II
Dr. h'. H. Abdul Aziz Dalwis, MSc
Dosen Pembimbing I
KATAPENGANTAR
Bismillaahirrohmaanirrohiim
Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT,
kl1l'ena hanya atas rahmat dan hidayah-Nya penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dan
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada jurusan Teknologi Industri
Pcrtanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penyelesaian penulisan skripsi ini tentlmya tidak terlepas dari dukungan berbagai
pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis dengan segala hormat dan setuluslulusnya menyampaikan banyak terima kasih kepada Ir. H. A. Sjaiful Alim selaku
pilllPinan PT Spiritus Palimanan, Cirebon dan Ir. M. Sugirwan, BSc selaku Pj Chemiker
Kcpala PT Spiritus Palimanan, Cirebon yang telah memberikan ijin, kesempatan dan
kemudahan kepada penulis untuk melakukan penelitian di PT Spiritus Palimanan,
Cirebon, seluruh staf dan karyawan PT Spiritus Palimanan, Cirebon atas kerarnahan dan
bantuannya selama penulis melakukan penelitian ini.
Terima kasih pula penulis
sampaikan kepada Dr. Ir. H. Abdul Aziz DaIwis, MSc dan Dr. Ir. Khaswar Syarnsu, MSc
selaku dosen pembimbing yang telah begitu sabar dan ikhlas meluangkan banyak
waktunya yang sangat berharga untuk memberikan masukan, saran dan bimbingannya
kcpada penulis serta Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA dan Drs. Purwoko selaku
dosen penguji atas masukan dan saran-sarannya. Terakhir penulis ucapkan terima kasih
kepada kedua orang tua dan saudara-saudara penulis yang telah banyak memberikan
iii
dukungan moral dan spiritual selama penulis kuliah di Institut Pertanian Bogor, serta
selllua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian dan penulisan skripsi
1111.
Akhimya dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan permohonan
Illaar atas segala kesalahan dan kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Semua kritik
dall saran yang membangun kearah penyempumaan skripsi ini sangat penulis hargai.
Mudah-mudahan skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.
Bogor,
September 1997
Penulis
iv
DAFTARISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................................
111
DAFTAR lSI .............................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ viii
I)AFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. ix
I. PENDAHULUAN
A. LATARBELAKANG ..................................................................................... .
B. TUJUAN PENELITIAN .................................................................................. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. TETES TEBU ................................................................................................. 4
B. KHAMIR ......................................................................................................... 7
C. PERTUMBUHAN MIKROBIAL ................................................................... 10
D. FERMENTASI ALKOHOL ........................................................................... 13
III. METODOLOGI
A. BAHAN DAN ALA T
1. Bahan ..................................................................................................... 18
2. Alat ........................................................................................................ 18
B. METODA PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan ... .... ... ... ... ......... ... ... .... .... ..... .... ...... ... ... .... ...... ..... 19
v
2. Penelitian Lanjutan
a. Persiapan Starter .......... ................... ... ....... ... .... ............. ............. ..... ...
19
b. Proses Fermentasi Alkohol ................................................................
20
3. Perlakuan........... .......... .......................... ... ........... .................. ...... ....... . ..
22
c. PARAMETER KINETIKA FERMENTASI ................................................ 22
D. ANALISIS .................................................................................................... 23
E. WAKTU DAN TEMP AT ............................................................................. 28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PENELITIAN PENDAHULUAN
1. Analisis Bahan Baku .............................................................................. 29
2. Seleksi Starter ........................................................................................ 31
B. PENELITIAN LANJUTAN
I. pH ........................................................................... :............................. 33
2. Kadar Alkohol ....................................................................................... 35
3. Kadar Gula Sisa Tak Terfermentasi ...................................................... 39
4. Efisiensi Penggunaan Substrat ............................................................. 40
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN ........................................................................................... 43
B. SARAN ....................................................................................................... 43
I)AFTARPUSTAKA .............................................................................................. 45
1.I\MPlRAN ............................................................................................................ 47
VI
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi kimiawi tetes tebu (molase) ........................................................
5
Tabel2. Kandungan vitamin tetes tebu (mo1ase) ......................................................... 6
Tubel3. Hasil analisis komposisi tetes tebu (mo1ase) ................................................
7
Tabel4. Hasil analisis komposisi tetes tebu (molase) dari PT Spiritus
Palimanan, Cirebon ............ ........................ ...................... ......................... . .. 30
Tabel 5. Perbandingan produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus
selama tujuh hari ........................................................................................ 38
l'ube! 6. Efisiensi penggunaan substrat pada substrat 22 °Brix, 24 °Brix,
dan 26 °Brix ............................................................................................... 42
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar I. Bagan alir proses fermentasi alkohol dari tetes tebu (molase) .................. 21
Gambar 2. Perbandingan produksi alkohol dengan konsentrasi starter 10 %,
15 %, dan 20 % (v/v) ................................................................................ 32
(,ambar 3. Profil pH selama fermentasi .................................................................... 33
Uambar 4. Profil kadar alkohol selama fermentasi .................................................... 36
Gambar 5 .. Profil kadar gula sisa tak terfermentasi selama fermentasi ...................... 39
-
.-
Gambar 6. Profil efisiensi penggunaan substrat selama fermentasi .......................... 41
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Rekapitulasi data hasil fermentasi alkohol pada substrat 20 °Brix ........
47
Lampiran 2. Perbandingan produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus
pada substrat 20 °Brix ........................................................................... 48
I.Hmpiran 3. Rekapitulasi data hasil fermentasi alkohol pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) .............................................................................. ...
49
I.ampiran 4. Produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus pada
substrat 20 °Brix ...................................................................................
52
I ,Hlllpiran 5. Perbandingan hasil fermentasi alkohol antar konsentrasi starter
pada substrat 20 °Brix selama 7 hari ..................................................... 53
I,:lInpiran 6. Produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) ................................................................................. 54
I.Hmpiran 7. Perbandingan hasil fermentasi alkohol antar substrat pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) selama 7 hari (rataan dua kali ulangan) .................... 55
1.:lInpiran 8. Perbandingan efisiensi penggunaan substrat selama fermentasi alkohol
oleh Saccharomyces ellipsoideus ......................................................... 56
I.Hmpiran 9. Hubungan antara koreksi suhu pada penentuan Brix tetes ................... 57
Lampiran 10. Hubungan antara skala alkoholmeter dengan suhu ............................. 58
1.:lInpiran 11. Tetapan untuk cara inversi menurut STEUERWALD ........................ 59
ix
1,lIll1piran 12. Kadar gula reduksi setrup dari polarisasi dan banyaknya mg tembaga
yang dipisahkan oleh 0,6 gram setrup (untuk pemeriksaan glukosa
dalam tetes secara iodometrik) ..........................................................
60
Lampiran 13. lumlah gram gula invert sesuai dengan selisih titrasi yang meningkat
dengan 0,1 dan dalam larutan titrasi terdapat 0 gram sakarosa........... 61
x
I. PENDAHULUAN
A. LATARBELAKANG
'f.
Etanol merupakan bahan kimia yang mempunyai kegunaan luas, antara lain
untuk keperluan kosmetik, obat-obatan, bahan pelarut, bahan bakar, bahan pengawet
dan Lmtuk pembuatan bahan kimia lain, seperti asam asetat, aseton, eter dan lain-lain.
Penggunaan etanol dalam skala industri dari tahun ke tahun semakin meningkat
sesuai dengan penggunaalmya.
Alkohol, etanol khususnya dapat dibuat dari berbagai bahan hasil pertanian.
Secara umum bahan-bahan terse but dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu bahan
yang mengandung turunan gula, sebagai golongan pertama antara lain molase, gula
tebu, gula bit dan sari buah anggur.
Golongan kedua adalah bahan-bahan yang
mengandung pati seperti biji-bijian (misalnya gandum), kentang dan tapioka. Jenis
atau golongan yang terakhir adalah bahan yang mengandung selulosa seperti kayu dan
beberapa limbah pertanian. Selain itu, khususnya etanol dapat dibuat juga dari bahan
yang l11erupakan hasil proses lain, contohnya adalah elilen.
Etanol merupakan zat cair yang tidak berwama (bening), dapat bercaJnpur
dengan air, mel11punyai bau yang khas, l11udah terbakar dengan nyala biru tanpa jelaga
dan mudah menguap.
Etanol dapat dibuat baik secara sintetis yaitu dengan
melakukan reaksi kimia elementer untuk mengubah bahan baku menjadi etanol,
biasanya berasal dari pengilangan minyak bumi, dan melalui proses fermentasi
2
dengan bantuan aktivitas kehidupan mikroorganisme untuk mengubah bahan baku
menjadi etanol. Bahan baku untuk pembuatan etanol secara fermentasi urnurnnya
berupa bahan yang mengandung gula, seperti buah-buahan, ubi kayu, beras, tetes tebu
(molase) dan lainnya.
Beberapa jenis khamir digunakan dalam fermentasi alkohol. Saccharomyces
cerevisiae var. ellipsoideus (Amerine el al., 1987) sering digunakan karena mampu
menghasilkan etanol dengan rendemen yang tinggi (16 - 18 persen) pada media
yang dirancang dengan
baik.
Khamir lain yang dapat digunakan adalah
Schizosaccharomyces sp, Saccharomyces uvarum dan Kluyveromyces sp (Rehm dan
Reed, 1981).
Karakteristik suatu proses
industri
alkohol
tergantung pada pilihan
mikroorganisme yang digunakan dalam fermentasi. Mikroorganisme yang digunakan
harus menghasilkan etanol yang tinggi, toleran terhadap kadar etanol tinggi, mampu
hidup pada suhu tinggi, tetap stabil selama proses fermentasi dan pada pH rendah
(Rehm dan Reed, 1981).
Tetes tebu adalah salah satu hasil samping yang berasal dari proses pembuatan
gula tebu (sukrosa). Tetes masih memiliki nilai ekonomi karena kandungan gulanya
yang tinggi yaitu sekitar 52 persen, sehingga memungkinkan dijadikan bahan baku
berbagai industri (Baikow, 1982).
Industri yang memanfaatkan tetes diantaranya
adalah industri yang menghasilkan produk distilasi seperti rum, alkohol; industri
fermentasi seperti monosodium glutamat, L-lisin, asam sitrat, vinegar, protein sel
tunggal, aseton-butanol, gum xanthan dan sebagainya.
3
B. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mencari kondisi yang optimal, terutama
konsentrasi starter dan substrat untuk pertumbuhan mikroorganisme penghasil
alkohol yaitu Saccharomyces ellipsoideus agar menghasilkan kadar alkohol dengan
rendemen produk-substrat (Yp/s) yang tinggi.
II. TINJAUAN PUST AKA
A. TETES TEBU
Tetes tebu (molase) adalah salah satu hasil samping yang berasal dari
proses pembuatan gula tebu (sukrosa). Tetes tebu ini merupakan cairan kental
sisa industri gula yang tidak dapat lagi membentuk kristal sukrosa pada proses
kristalisasi (Paturall. 1982). Komposisi tetes tebu dipengaruhi oleh varietas dan
kel11atangan tebll. kondisi iklil11 dan tanah. Selain itu kondisi proses di dalal11
pabrik gula juga l11empengaruhi kOl11posisi tetes tebu (Baker, 1980).
Setiap ton tebll akan l11enghasilkan sekitar 2,7 persen tetes tebu, tetapi hal
ini dipengaruhi oleh beberapa fal
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces ellipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UT AMA
Oleh
WAHYUDI
L--
F 30.1573
1997
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
W AHYUDI. F 30. 1573. Produksi A1kohol Oleh Saccharomyces ellipsoideus Dengan
Tetes Tebu (Molase) Sebagai Bahan Baku Utama. Di bawah bimbingan Abdul Aziz
Darwis dan Khaswar Syamsu.
RINGKASAN
Penggunaan etanol sebagai bahan kimia dewasa ini cukup luas, antara lain untuk
keperluan kosmetik, obat-obatan, bahan pelarut, bahan bakar, bahan pengawet dan untuk
pembuatan bahan kimia lain, seperti asam asetat, aseton, eter, dan lain-lain. Penggunaan
etanol dalam skala industri dari tahun ke tahun semakin meningkat sesuai dengan
penggunaannya.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mencari kondisi yang optimal, terutama
konsentrasi starter dan substrat untuk pertumbuhan mikroorganisme penghasil alkohol
yaitu Saccharomyces e/lipsoideus agar menghasilkan kadar alkohol dengan rendemen
produk-substrat (Yp/s) yang tinggi.
Tetes tebu (molase) adalah salah satu hasil samping pabrik gula tebu yang masih
mempunyai nilai ekonomi yang cukup disebabkan kandungan gulanya yang tinggi sekitar
52 persen (Baikow, 1982), sehingga memungkinkan dijadikan bahan baku berbagai
industri. Industri yang memanfaatkan tetes diantaranya adalah industri yang menghasilkan
produk distilasi seperti rum, a1kohol; industri fermentasi seperti monosodium glutamat, Llisin, asam sitrat, vinegar, protein sel tunggal, aseton-butanol, gum xanthan dan
sebagainya.
Peneliiian ini terdiri dari penelitian pendahuluan dan penelitian lanjutan. Penelitian
pendahuluan dilakukan untuk mengetahui komposisi tetes tebu (molase) dan untuk
mendapatkan konsentrasi starter khamir yang menghasilkan kadar a1kohol dan rendemen
produk-substrat (Yp/s) yang tinggi. Pada penelitian lanjutan, substrat yang dicobakan
adalah substrat 22 "Brix, 24 "Brix, dan 26 "Brix. Dari hasil analisis komposisi tetes tebu
(molase) didapatkan kadar sakarosa 30,88 persen, kadar gula reduksi 17,09 persen, dan
total kandungan gulanya 49,59 persen, sedangkan Brix tetes yang terdapat dalam tetes
tebu 79,60 "Brix.
Konsentrasi starter khamir yang menghasilkan rendemen produk-
substrat (Yp/s) tinggi adalah starter khamir dengan konsentrasi 15 persen (v/v) yaitu 0,69
dengan kadar alkohol 9,29 persen.
Perolehan kadar alkohol tertinggi yaitu sebesar 11,85 persen (rataan dua kali
ulangan) dengan kadar gula sisa tak terfermentasi 1,26 persen, rendemen produk-substrat
(Yp/s) 0,95 dan efisiensi penggunaan substrat 90 persen diperoleh pada substrat 26 "Brix
dengan lama fermentasi tujuh hari, sedangkan perolehan kadar alkohol terendah diperoleh
pada substrat 22 "Brix pada awal fermentasi yaitu 0,68 persen (rataan dua kali ulangan)
dengan kadar gula sisa tak terfermentasi 13,14 persen.
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces e/lipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UTAMA
Oleh
WAHYUDI
F 30.1573
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1997
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
PRODUKSI ALKOHOL OLEH Saccharomyces ellipsoideus DENGAN
TETES TEBU (MOLASE) SEBAGAI BAHAN BAKU UTAMA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada JUl'usan Teknologi Industri Peltanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
WAHYUDI
F 30.1573
Dilahirkan pada tanggal 6 Desember 1974
di Cirebon
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc
Dosen Pembimbing II
Dr. h'. H. Abdul Aziz Dalwis, MSc
Dosen Pembimbing I
KATAPENGANTAR
Bismillaahirrohmaanirrohiim
Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT,
kl1l'ena hanya atas rahmat dan hidayah-Nya penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dan
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada jurusan Teknologi Industri
Pcrtanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penyelesaian penulisan skripsi ini tentlmya tidak terlepas dari dukungan berbagai
pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis dengan segala hormat dan setuluslulusnya menyampaikan banyak terima kasih kepada Ir. H. A. Sjaiful Alim selaku
pilllPinan PT Spiritus Palimanan, Cirebon dan Ir. M. Sugirwan, BSc selaku Pj Chemiker
Kcpala PT Spiritus Palimanan, Cirebon yang telah memberikan ijin, kesempatan dan
kemudahan kepada penulis untuk melakukan penelitian di PT Spiritus Palimanan,
Cirebon, seluruh staf dan karyawan PT Spiritus Palimanan, Cirebon atas kerarnahan dan
bantuannya selama penulis melakukan penelitian ini.
Terima kasih pula penulis
sampaikan kepada Dr. Ir. H. Abdul Aziz DaIwis, MSc dan Dr. Ir. Khaswar Syarnsu, MSc
selaku dosen pembimbing yang telah begitu sabar dan ikhlas meluangkan banyak
waktunya yang sangat berharga untuk memberikan masukan, saran dan bimbingannya
kcpada penulis serta Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA dan Drs. Purwoko selaku
dosen penguji atas masukan dan saran-sarannya. Terakhir penulis ucapkan terima kasih
kepada kedua orang tua dan saudara-saudara penulis yang telah banyak memberikan
iii
dukungan moral dan spiritual selama penulis kuliah di Institut Pertanian Bogor, serta
selllua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian dan penulisan skripsi
1111.
Akhimya dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan permohonan
Illaar atas segala kesalahan dan kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Semua kritik
dall saran yang membangun kearah penyempumaan skripsi ini sangat penulis hargai.
Mudah-mudahan skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.
Bogor,
September 1997
Penulis
iv
DAFTARISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................................
111
DAFTAR lSI .............................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ viii
I)AFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. ix
I. PENDAHULUAN
A. LATARBELAKANG ..................................................................................... .
B. TUJUAN PENELITIAN .................................................................................. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. TETES TEBU ................................................................................................. 4
B. KHAMIR ......................................................................................................... 7
C. PERTUMBUHAN MIKROBIAL ................................................................... 10
D. FERMENTASI ALKOHOL ........................................................................... 13
III. METODOLOGI
A. BAHAN DAN ALA T
1. Bahan ..................................................................................................... 18
2. Alat ........................................................................................................ 18
B. METODA PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan ... .... ... ... ... ......... ... ... .... .... ..... .... ...... ... ... .... ...... ..... 19
v
2. Penelitian Lanjutan
a. Persiapan Starter .......... ................... ... ....... ... .... ............. ............. ..... ...
19
b. Proses Fermentasi Alkohol ................................................................
20
3. Perlakuan........... .......... .......................... ... ........... .................. ...... ....... . ..
22
c. PARAMETER KINETIKA FERMENTASI ................................................ 22
D. ANALISIS .................................................................................................... 23
E. WAKTU DAN TEMP AT ............................................................................. 28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PENELITIAN PENDAHULUAN
1. Analisis Bahan Baku .............................................................................. 29
2. Seleksi Starter ........................................................................................ 31
B. PENELITIAN LANJUTAN
I. pH ........................................................................... :............................. 33
2. Kadar Alkohol ....................................................................................... 35
3. Kadar Gula Sisa Tak Terfermentasi ...................................................... 39
4. Efisiensi Penggunaan Substrat ............................................................. 40
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN ........................................................................................... 43
B. SARAN ....................................................................................................... 43
I)AFTARPUSTAKA .............................................................................................. 45
1.I\MPlRAN ............................................................................................................ 47
VI
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi kimiawi tetes tebu (molase) ........................................................
5
Tabel2. Kandungan vitamin tetes tebu (mo1ase) ......................................................... 6
Tubel3. Hasil analisis komposisi tetes tebu (mo1ase) ................................................
7
Tabel4. Hasil analisis komposisi tetes tebu (molase) dari PT Spiritus
Palimanan, Cirebon ............ ........................ ...................... ......................... . .. 30
Tabel 5. Perbandingan produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus
selama tujuh hari ........................................................................................ 38
l'ube! 6. Efisiensi penggunaan substrat pada substrat 22 °Brix, 24 °Brix,
dan 26 °Brix ............................................................................................... 42
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar I. Bagan alir proses fermentasi alkohol dari tetes tebu (molase) .................. 21
Gambar 2. Perbandingan produksi alkohol dengan konsentrasi starter 10 %,
15 %, dan 20 % (v/v) ................................................................................ 32
(,ambar 3. Profil pH selama fermentasi .................................................................... 33
Uambar 4. Profil kadar alkohol selama fermentasi .................................................... 36
Gambar 5 .. Profil kadar gula sisa tak terfermentasi selama fermentasi ...................... 39
-
.-
Gambar 6. Profil efisiensi penggunaan substrat selama fermentasi .......................... 41
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Rekapitulasi data hasil fermentasi alkohol pada substrat 20 °Brix ........
47
Lampiran 2. Perbandingan produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus
pada substrat 20 °Brix ........................................................................... 48
I.Hmpiran 3. Rekapitulasi data hasil fermentasi alkohol pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) .............................................................................. ...
49
I.ampiran 4. Produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus pada
substrat 20 °Brix ...................................................................................
52
I ,Hlllpiran 5. Perbandingan hasil fermentasi alkohol antar konsentrasi starter
pada substrat 20 °Brix selama 7 hari ..................................................... 53
I,:lInpiran 6. Produksi alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) ................................................................................. 54
I.Hmpiran 7. Perbandingan hasil fermentasi alkohol antar substrat pada konsentrasi
starter 15 % (v/v) selama 7 hari (rataan dua kali ulangan) .................... 55
1.:lInpiran 8. Perbandingan efisiensi penggunaan substrat selama fermentasi alkohol
oleh Saccharomyces ellipsoideus ......................................................... 56
I.Hmpiran 9. Hubungan antara koreksi suhu pada penentuan Brix tetes ................... 57
Lampiran 10. Hubungan antara skala alkoholmeter dengan suhu ............................. 58
1.:lInpiran 11. Tetapan untuk cara inversi menurut STEUERWALD ........................ 59
ix
1,lIll1piran 12. Kadar gula reduksi setrup dari polarisasi dan banyaknya mg tembaga
yang dipisahkan oleh 0,6 gram setrup (untuk pemeriksaan glukosa
dalam tetes secara iodometrik) ..........................................................
60
Lampiran 13. lumlah gram gula invert sesuai dengan selisih titrasi yang meningkat
dengan 0,1 dan dalam larutan titrasi terdapat 0 gram sakarosa........... 61
x
I. PENDAHULUAN
A. LATARBELAKANG
'f.
Etanol merupakan bahan kimia yang mempunyai kegunaan luas, antara lain
untuk keperluan kosmetik, obat-obatan, bahan pelarut, bahan bakar, bahan pengawet
dan Lmtuk pembuatan bahan kimia lain, seperti asam asetat, aseton, eter dan lain-lain.
Penggunaan etanol dalam skala industri dari tahun ke tahun semakin meningkat
sesuai dengan penggunaalmya.
Alkohol, etanol khususnya dapat dibuat dari berbagai bahan hasil pertanian.
Secara umum bahan-bahan terse but dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu bahan
yang mengandung turunan gula, sebagai golongan pertama antara lain molase, gula
tebu, gula bit dan sari buah anggur.
Golongan kedua adalah bahan-bahan yang
mengandung pati seperti biji-bijian (misalnya gandum), kentang dan tapioka. Jenis
atau golongan yang terakhir adalah bahan yang mengandung selulosa seperti kayu dan
beberapa limbah pertanian. Selain itu, khususnya etanol dapat dibuat juga dari bahan
yang l11erupakan hasil proses lain, contohnya adalah elilen.
Etanol merupakan zat cair yang tidak berwama (bening), dapat bercaJnpur
dengan air, mel11punyai bau yang khas, l11udah terbakar dengan nyala biru tanpa jelaga
dan mudah menguap.
Etanol dapat dibuat baik secara sintetis yaitu dengan
melakukan reaksi kimia elementer untuk mengubah bahan baku menjadi etanol,
biasanya berasal dari pengilangan minyak bumi, dan melalui proses fermentasi
2
dengan bantuan aktivitas kehidupan mikroorganisme untuk mengubah bahan baku
menjadi etanol. Bahan baku untuk pembuatan etanol secara fermentasi urnurnnya
berupa bahan yang mengandung gula, seperti buah-buahan, ubi kayu, beras, tetes tebu
(molase) dan lainnya.
Beberapa jenis khamir digunakan dalam fermentasi alkohol. Saccharomyces
cerevisiae var. ellipsoideus (Amerine el al., 1987) sering digunakan karena mampu
menghasilkan etanol dengan rendemen yang tinggi (16 - 18 persen) pada media
yang dirancang dengan
baik.
Khamir lain yang dapat digunakan adalah
Schizosaccharomyces sp, Saccharomyces uvarum dan Kluyveromyces sp (Rehm dan
Reed, 1981).
Karakteristik suatu proses
industri
alkohol
tergantung pada pilihan
mikroorganisme yang digunakan dalam fermentasi. Mikroorganisme yang digunakan
harus menghasilkan etanol yang tinggi, toleran terhadap kadar etanol tinggi, mampu
hidup pada suhu tinggi, tetap stabil selama proses fermentasi dan pada pH rendah
(Rehm dan Reed, 1981).
Tetes tebu adalah salah satu hasil samping yang berasal dari proses pembuatan
gula tebu (sukrosa). Tetes masih memiliki nilai ekonomi karena kandungan gulanya
yang tinggi yaitu sekitar 52 persen, sehingga memungkinkan dijadikan bahan baku
berbagai industri (Baikow, 1982).
Industri yang memanfaatkan tetes diantaranya
adalah industri yang menghasilkan produk distilasi seperti rum, alkohol; industri
fermentasi seperti monosodium glutamat, L-lisin, asam sitrat, vinegar, protein sel
tunggal, aseton-butanol, gum xanthan dan sebagainya.
3
B. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mencari kondisi yang optimal, terutama
konsentrasi starter dan substrat untuk pertumbuhan mikroorganisme penghasil
alkohol yaitu Saccharomyces ellipsoideus agar menghasilkan kadar alkohol dengan
rendemen produk-substrat (Yp/s) yang tinggi.
II. TINJAUAN PUST AKA
A. TETES TEBU
Tetes tebu (molase) adalah salah satu hasil samping yang berasal dari
proses pembuatan gula tebu (sukrosa). Tetes tebu ini merupakan cairan kental
sisa industri gula yang tidak dapat lagi membentuk kristal sukrosa pada proses
kristalisasi (Paturall. 1982). Komposisi tetes tebu dipengaruhi oleh varietas dan
kel11atangan tebll. kondisi iklil11 dan tanah. Selain itu kondisi proses di dalal11
pabrik gula juga l11empengaruhi kOl11posisi tetes tebu (Baker, 1980).
Setiap ton tebll akan l11enghasilkan sekitar 2,7 persen tetes tebu, tetapi hal
ini dipengaruhi oleh beberapa fal