PEMBUATAN BIOETHANOL CAMPURAN LIMBAH PASAR (ORGANIK) MENGGUNAKAN HIDROLISIS ENZIM SELULASE DARI Trichoderma sp SEBAGAI SUMBER BELAJAR BIOLOGI

i

PEMBUATAN BIOETHANOL CAMPURAN LIMBAH PASAR (ORGANIK) MENGGUNAKAN HIDROLISIS ENZIM SELULASE DARI Trichoderma sp

SEBAGAI SUMBER BELAJAR BIOLOGI

S K R I P S I

DISUSUN OLEH: LULUK RAHMANINGSIH

201110070311052

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015

ii

PEMBUATAN BIOETHANOL CAMPURAN LIMBAH PASAR (ORGANIK) MENGGUNAKAN HIDROLISIS ENZIM SELULASE DARI Trichoderma sp

SEBAGAI SUMBER BELAJAR BIOLOGI

S K R I P S I

Diajukan Kepada Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi

Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Biologi

DISUSUN OLEH: LULUK RAHMANINGSIH

201110070311052

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015

vi

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“ Dibalik Kesusahan pasti ada kemudahan selama kita tekun berusaha dan berdoa, lakukanlah apapun sesuai kemampuan yang ada pada diri sendiri agar kita bisa

menikmati proses kerja keras tanpa merasa terbebani”

...Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang memiliki pengetahuan.... (Qs. Al-Mujadillah: 11)

Kupersembahkan karya yang telah kuperjuangkan dengan kerja keras, kesabaran, keuletan, dan tetes air mata ini untuk :

Ibunda Satiah dan Ayahanda Janip Suamiku Agus Sucahyo

Kakakku Eko Lutfi Arianto beserta Istri Adikku lusiananda

Terimakasih atas segala doa dan nasehatnya

Para sahabat dan orang-orang terkasih serta teman-teman dengan tidak mengurangi apresiasi yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu

Terimakasih untuk semua hal selama ini

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pembuatan Bioethanol Campuran Limbah Pasar (Organik) Menggunakan Hidrolisis Enzim Selulase Dari Trichoderma sp Sebagai Sumber Belajar Biologi” sebagai salah satu syarat kelulusan di Program Studi Pendidikan Fakultasa Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Malang. Penulusan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua, Bapak Janip dan Ibu Satiah.

2. Dosen pembimbing skripsi, Bapak Drs. Nur Widodo, M.Kes selaku pembimbing utama dan Ibu Dra. Sri Wahyuni, M.Kes

3. Dosen penguji, Dra. Lise Chamisijatin, M.Pd dan Husamah, S.Pd., M.Pd 4. Segenap Dosen Pendidikan Biologi Universitas Muhammadiyah Malang. 5. Teman-teman Biologi B angkatan 2011.

6. Staff dan karyawan Laboratorium Kimia Muhammadiyah Malang

7. Teman-teman yang telah membantu dalam proses penelitian di Laboratorium Kimia.

8. Dan pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

Penulis,

viii DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR SAMPUL LUAR ... i

LEMBAR SAMPUL DALAM ... ii

LEMBAR PERSETUJUAN... iii

SURAT PERNYATAAN... iv

LEMBAR PENGESAHAN ... v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... viii

ABSTRACT ... ix

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 4

1.3 Tujuan Penelitian ... 5

1.4 Manfaat Penelitian ... 5

1.5 Batasan Masalah ... 6

1.6 Definisi Istilah ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjaun tentang Bioethanol ... 9

2.1.1 Pengertian Bioethanol ... 9

2.1.2 Prinsip Pembuatan Bioethanol ... 10

2.1.2.1 Proses Hidrolisis ... 10

2.1.2.2 Proses Fermentasi ... 11

2.1.2.3 Proses Destilasi ... 14

2.1.2.4 Sacharomyces cereviceae ... 14

2.2 Tinjauan tentang Enzim Selulase ... 15

2.2.1 Enzim selulase ... 16

2.2.2 Cara Kerja Enzim ... 18

2.2.3 Sifat-sifat Enzim ... 18

2.2.4 Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim ... 19

2.2.5 Trichoderma sp ... 21

2.3 Tinjauan Umum Limbah Pasar ... 22

2.4 Tinjauan tentang Sumber Belajar ... 23

2.4.1 Pengertian Sumber Belajar ... 23

2.4.2 Klasifikasi Sumber Belajar ... 24

2.4.3 Langkah-Langkah Pemilihan Sumber Belajar ... 26

ix

2.4.5 Tinjauan tentang Jurnal ... 29

2.5 Kerangka Konseptual ... 31

2.6 Hipotesis ... 34

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Jenis dan Rancangan Penelitian ... 35

3.1.1 Jenis Penelitian ... 35

3.1.2 Rancangan penelitian ... 35

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 37

3.3 Populasi dan Sampel ... 37

3.3.1 Populasi ... 37

3.3.2 Sampel ... 37

3.3.3 Teknik Pengambilan Sampel ... 37

3.4 Identifikasi Variabel ... 38

3.4.1 Variabel Bebas ... 38

3.4.2 Variabel Terikat ... 38

3.4.3 Variabel Kontrol... 38

3.4.4 Definisi Operasional Variabel ... 38

3.5 Rancangan Percobaan ... 39

3.5.1 Ulangan ... 40

3.5.2 Denah percobaan ... 40

3.6 Prosedur Penelitian... 41

3.6.1 Persiapan Penelitian ... 41

3.6.2 Pelaksanaan dan Pengamatan Penelitian ... 42

3.6.2.1 Pembuatan Bioethanol ... 42

3.7 Prosedur Pengambilan Data ... 45

3.7.1 Data dan Sumber Data ... 45

3.7.2 Metode Pengambilan Data ... 45

3.8 Teknik Analisis data ... 46

3.9 Penyusunan Sumber Belajar Biologi Berupa Jurnal ... 50

BAB IV HASIL PENELITIAN 4.1 Hasil dan Pembahasan ... 52

4.2 Hasil Analisis data ... 54

4.2.1 Hasil Uji Normalitas ... 54

4.2.2 Hasil Uji Homogenitas ... 55

4.2.3 Hasil Uji Analisis Varian Satu Jalan ... 55

4.2.4 Hasil Uji Tukey ... 56

4.2.5 Hasil Uji Korelasi ... 57

4.3 Pembahasan ... 63

4.3.1 Pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis ... 59

4.3.2 Perlakuan Konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp yang paling optimal dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis ... 61

x

4.3.3 Hubungan kadar glukosa yang dihasilkan oleh penambahan enzim selulase dari Trichoderma sp pada proses hidrolisis campuran limbah pasar (organik) terhadap kadar bioethanol yang dihasilkan setelah proses fermentasi ... 62 4.3.4 Pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar ... 64 4.3.4.1 Pemanfaatan Hasil Penelitian Dalam Bentuk Jurnal ... 74

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ... 76 5.2 Saran ... 76 DAFTAR PUSTAKA ... 78

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 4.1 Data Kadar Glukosa Campuran Limbah pasar (organik) hasil

hidrolisis menggunakan enzim selulase dari Trichoderma sp... 53 Tabel 4.2 Data kadar Bioethanol campuran limbah pasar (organik) hasil

fermentasi menggunakan ragi roti yang mengandung khamir Saccharomyces cereviceae ... .. 53 Tabel 4.3 Hasil Anava 1 Jalan Kadar Glukosa Limbah Pasar (organik) ... 56 Tabel 4.4 Hasil Ringkasan Uji Tukey Signifikansi 5% Konsentrasi Enzim

Selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa pada

campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis ... 56

Tabel 4.5 Tabulasi Data hubungan kadar glukosa yang dihasilkan dalam proses hidrolisis dengan kadar bioethanol yang dihasilkan setelah

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman Gambar 2.1 Mekanisme hidrolisis selulosa ... 17 Gambar 2.3 Gambar Skema Kerangka Konsep penelitian... 33 Gambar 4.1 Diagram Garis grafik data kadar Glukosa Campuran Limbah

pasar (organik) Hasil Hidrolisis menggunakan Enzim Selulase dari Trichoderma sp. ... 60 Gambar 4.2 Diagram Grafik Hubungan Peningkatan Kadar Glukosa

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

Lampiran 1 Data Hasil Uji Pendahuluan ... 84

Lampiran 2 Data Hasil Penelitian ... 85

Lampiran 3 Hasil Uji Normalitas ... 87

Lampiran 4 Hasil Uji Homogenitas ... 88

Lampiran 5 Hasil Uji Anava 1 Jalan ... 89

Lampiran 6 Hasil Uji Tukey ... 90

Lampiran 7 Hasil Uji Korelasi Kadar Glukosa dengan Kadar Bioethanol ... 92

Lampiran 8 Foto Cara Kerja Pembuatan Bioethanol ... 94

Lampiran 9 Usulan pengembangan Silabus Terhadap Silabus pemerintah ... 99

Lampiran 10 RPP (Rencana Program Pembelajaran) ... 101

Lampiran 11 Penilaian ... 107

Lampiran 12 Jurnal ... 110

xiv

DAFTAR PUSTAKA

Adams MR. 1985. The Small Scale Production of Vinegar From Bananas. Tropical Products Institut. London

Agung A.A , dan Chirrilla, S. 2011. Bioethanol dari Ampas Dan Kulit Singkong. Jurnal Kimia Universitas Diponegoro. Semarang

Agustina, E. 2011. Study Awal Produksi Enzim Selulase Oleh Trichoderma Sp Strain T004 Dan T051 Menggunakan Substrat Pelepah Sawit. Skripsi. FMIPA, UI Depok

Alfiah, Irma., dan Kuswytasari, N.D. 2010. Produksi Enzim Selulase Oleh Penicillium sp pada Suhu, pH dan Limbah pertanian yang berbeda. Jurnal Biologi. Fakultas matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, ITS Surabaya Andini, C, Edwi, M., dan Ratna, S. 2012. Seminar Nasional X Pendidikan Biologi

Fkip Unsproduction Of Bioethanol From Citrus Fruit (Citrus Sp) Waste By Acid Hydrolysis And Fermentation Using Saccharomyces Cerevisiae. Jurnal Biologi. Sebelas Maret University, Surakarta.

Astuti Hutari, P. 2011. Pengaruh Pemanfaatan Sumber Belajar dan Motivasi Dengan Prestasi Belajar Mata Kuliah Askeb Iimahasiswa Prodi D III Kebidanan Kusuma Husana Surakarta (Tesis). Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. http://eprints.uns.ac.id Diakses 1 Oktober 2015

Azizah N.A. N- Al Baarri, S. Mulyani. 2012. Pengaruh lama fermentasi terhadap kadar alcohol, PH, dan Produk Gas Pada proses Fermentasi Bioethanol dari Whey dengan Substitusi Kulit Nanas. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. Vol.1 No.2

Badriyah, L. 2010. Pengaruh Sumber Belajar Terhadap Prestasi Belajar Siswa Pada Mata Pelajaran Ekonomi Di SMP Bakti 400 Pondok Pinang Jakarta Selatan. Skripsi. Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayahtullah Jakarta. http://repository.uinjkt.ac.id Diakses 5 Oktober 2015.

Bahri, S, Mirzan, M, Hasan, M. 2012. Karakterisasi Enzim Amilase Dari Kecambah Biji Jagung Ketan (Zea mays ceratina L.). Jurnal Natural Science Vol. 1.(1) 132-143

Chaplin, M. 1994. Glucose from Cellulose. diakses pada tanggal 31 Mei 2015 Djamarah, Z. 2006. Strategi Belajar Mengajar. Jakarta : Rineka Cipta.

xv

Endah. D. R, Sperisa D, Adrian Nur., dan Paryanto. 2012. Pengaruh Kondisi Fermentasi Terhadap Yield Etanol Pada Pembuatan Bioetanol Dari Pati Garut. Jurnal teknik Kimia. Universitas sebelas maret

Emil M.S. 2009. Beberapa Energi Alternatif Yang Terbarukan Dan Proses Pembuatannya. Jurnal Politeknik Negeri Medan, Hal 288-295

Erin, A. 2014. Bioethanol dari Pepaya Busuk. (Online), (http://apritawardiana.blogspot.com, Diakses 10 Juni 2015).

Hamdani . M. A. 2010. Strategi Belajar Mengajar. CV pustaka setia Bandung hal 120-121

Hawab. H. M. 2003. Pengantar Biokimia. Bayumedia Publising, Malang

Indriyati. 2005. Pengolahan Limbah Cair Organik Secara Biologi Menggunakan Reactor Anaerobic Lekat Diam. Jurnal Vol1, No.3

Juwita, R. 2012. Studi produksi Alkohol dari Tetes Tebu (Saccharum officanarum L) selama proses fermentasi. Skripsi. Pertania. Universitas Hasanudin Makasar.

Kartika, Rini D, Astuti, D., dan Nilna Fadliyah M. 2015. Kadar Glukosa Kulit Ubi Kayu (Manihot Esculenta Crantz) Melalui hidrolisa enzimatis sebagai alternative bahan baku bioethanol. Jurnal kimia Vol 1-19

Kismurtono, M. 2012. Fed-batch Alcoholic Fermentation of Palm Juice (Arenga pinnata Merr): Influence of the Feeding Rate on Yeast, Yield and Productivity. Journal Of engineering & Technology. Yoyakarta Volume 2 No. 5

Kurniawan, F, Titania T. N., Andi Dahliaty. 2014. Solasi Dan Pemekatan Enzim Selulase Trichoderma Sp. Lbkurcc28 Menggunakan Metode Penggaraman (Nh4)2SO4 80% Serta Penentuan Aktivitas Dan Aktivitas Spesifik Enzim. Jurnal FMIPA Volume 1 No.2

Komarayati, S., dan Gusmailina. 2010. Prospek Bioethanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah. Jurnal. Pusat penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan halaman 1-19. Bogor

Lestari, D.N. 2009. Sampah potensi pakan ternak yang melimpah. (On line) www.garutkab.go.id/galleries/pdf_link/.../pengelolaan_sampah_pasar

Diakses pada tanggal 4 juni 2015

Mailool. Ch. J., Molenaar, R., Dedie T., Ireine A. L. 2013. Produksi Bioethanol dari singkong (Manihot utilisima) dengan skala laboratorium. Jurnal Pertanian. Universitas Sam Ratulang

xvi

Mahreni., dan Sulystiyowati. E. 2004. Pembuatan “High Fructose Syrup” Dari Tepung Maizena Secara Enzimatis (The Making Of High Fructose Syrup From Cornmeal Flour Through Enzymization). Jurnal Kimia. FTI.UPN ISSN 1410-9891, Yogyakarta. 9 halaman

Mustika Sari, I., Noverita., dan Yulneriwarni. 2008. Pemanfaatan Jerami Padi Dan Alang-Alang Dalam Fermentasi Etanol Menggunakan Kapang Trichoderma Viride Dan Khamir Saccharomycess Cerevisiae. Jurnal. VIS VITALIS, Vol. 01 No. 2, ISSN 1978-9513

Meiyanto, E. 2008. Konsep Dasar Enzim, (Online), (http//edymei.blog.ugm.ac.id, Diakses 2 Juni 2015).

Najmulmunir, N. 2010. Memanfaatkan Lingkungan Di Sekitar Sekolah Sebagai Pusat Sumber Belajar (Artikel), (Online), Vol. 2 No. 4, (http://www.ejournal-unisma.net, Diakses 1 Oktober 2015)

Nugraha, R. 2006. Produksi Enzim Selulase Oleh Penicillum nalgiovense SS240 Pada Substrat Tandan Sawit. Skripsi. program studi biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor.

Nurcahyo, H. 2007. Model Pengembangan Kompetensi mahasiswa calon Guru dalam mengajar bioteknologi dengan mengoptimalkan pemanfaatan media pembelajaran berbasis computer. Jurnal. Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY, (Online), (http://staff.uny.ac.id Diakses 5 Oktober 2015). Oktavia, Y., Andhikawati, A., Nurhayati, T., dan Tarman, K. 2014. Karakterisasi

Enzim Kasar Selulase Kapang Endofit Dari Lamun. Jurnal.Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, Vol. 6, No. 1, Hlm. 209-218

Purwanti, E, (Eds). 1998. Metode penelitian. UMM Press, Malang.

Purwanto, A. 2013. Penggunaan Modul SisTem Pendingin Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Kompetensi Memelihara/Servis Sistem Pendingin Dan Komponen-Komponennya . Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

Purwoko, T. 2007. Fisiologi Mikroba. PT Bumi Aksara, Jakarta

Rama, P., Noerwijan, K., Gamawati, P. A., Setyaning, D., Setiadi, S., dan Hendroko, R. 2007. Bioethanol Ubi Kayu: Bahan Bakar Masa Depan. PT AgroMedia Pustaka, Jakarta

Rahmadi, D. 2003. Pengaruh Lama Fermentasi Dengan Kultur Mikroorganisme Campuran Terhadap Komposisi Kimiawi Limbah Kubis. Jurnal. Fakultas Peternakan UNDIP, Semarang

Rahmah, A., Izzati, M., Parman, S. 2014. Pengaruh Pupuk Organik Cair Berbahan Dasar Limbah Sawi Putih (Brassica Chinensis L) Terhadap Pertumbuhan

xvii

Tanaman Jagung Manis (Zea mays L var. Saccharata). Jurnal. FMIPA UNDIP, Semarang

Rasyidi Fachry, A, Astuti, P, Gita Puspitasari, T. 2013. Pembuatan Bioethanol dari limbah Bongkol jagung dengan variasi konsentrasi asam klorida dan waktu fermentasi. Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 19 Universitas Sriwijaya

Riris, Nurul L, Winarsih, Sri Yuni, R. 2012. Pemanfaatan Sampah Organik sebagai Bahan Pupuk Cair untuk Pertumbuhan Tanaman Bayam Merah (Alternanthera ficoides). Jurnal. Biologi Universitas Negeri Surabaya halaman 139-144

Rofik. S., dan Riwayati, I. 2013. Pengaruh Waktu Terhadap Kandungan Glukosa Pada Reaksi Hidrolisa Enzimatis Daun Api-Api (Avecennia Alba) Dengan Menggunakan Selulase. Jurnal Kimia. Universitas Wahid Haysim, Semarang 5 halaman

Rusman, 2007. Pengertian Sumber Belajar. (Online), (http://badjoes-badjoes.blogspot.co.id Diakses 1 Oktober 2015)

Safaria, S., Nora, I., Titin Anita, Z. 2013. Efektifitas Campuran Enzim Selulase Dari Aspergillus Niger Dan Trichoderma Reseei Dalam Menghidrolisis Substrat Sabut Kelapa. Jurnal, ISSN, Vol 2 (1), hal 46-51

Sanjaya, W. 2008. Perencanaan dan Desain Sistem Pembelajaran Edisi Pertama, Cetakan ke-3. Kencana:Jakarta

Sari, J.A, Noverita., dan Yulneriwarni. 2008. Pemanfaatan jerami padi dan alang-alang dalam fermentasi etanol menggunakan kapang Trichoderma viridae dan khamir Saccaromyces cereviceae. Vis Vitalis. 5(2)55-62

Samsuri. M, Gozan., Mardias, M., Baiquni, R., Hermansyah, M. H, Wijanarko A, Prasetya, B., dan Nasikin, M. 2007. Pemanfaatan Sellulosa Bagas Untuk Produktsi Bioethanol Melalui Sakarifikasi dan Fermentasi Serentak Dengan Enzim Xylanase. Jurnal Bioteknologi. LIPI. Depok Vol. 11.No 1

Sayiful, A.S., Zulkarnain, A. 2009. Hidrolisis Minyak Jagung (Corn Oil) Secara Enzimatik, Penentuan Kondisi Operasi Optimum, Permodelan Matematikadan penentuan konstanta kapasitas. Jurnal. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik universitas Sriwijaya

Sudjana. 1992. Metodologi Statistik. Tarsito. Bandung

Sugiyono. 2010. Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Alfabeta, Bandung

xviii

Suhardi, J. 2010. Perpustakaan dan Lingkungan Sekolah Sebagai Sumber Belajar, (Online), (httpmrjamyas.blogspot.com/2010/04/perpustakaandlingkungan -sekolah.html.diakses 5 Oktober 2015)

Suherman, A. 2015. Kandungan Dan Manfaat Buah Jambu Biji, (Online), (http://

manfaat.co›Manfaat Buah-Buahan, Diakses pada tanggal 10 Juni 2015) Sharma, R. 2012. Enzyme Inhibition : Mechanisms and Scope. Center of

Nanomagnetics Biotechnology, Florida State University, Tallahassee. India hal 5-12

Shakhashiri. 2009. Ethanol Kimia Umum, (Online), ( www.scifun.org Diakses 1 Juni 2015)

Sitepu, B.P. 2008. Pengembangkan Sumber Belajar. Jurnal Pendidikan Penabur No 11 Tahun Ke-7, (Online), (http://bpkpenebur.or.id Diakses 1 Oktober 2015) Sudrajat. 2006. Mengelola Sampah Kota. Bogor: Penebar Swadaya.

Sumardiono, S.,, Basri, M., dan Sihombang, P. 2009. Analisis Sifat-Sifat Psiko-Kimia Buah Tomat (Lycopersicon Esculentum) Jenis Tomat Apel, Guna Peningkatan Nilai Fungsi Buah Tomat Sebagai Komoditi Pangan Lokal. Jurnal Kimia. UNDIP, Semarang

Susilo Muhammad, J., dan Vitanovi Penti, C. 2014. Analisis Potensi Sumber Belajar IPA (Biologi) SMP pada Materi Pencemaran Air Di Sungai Winongo Sebagai Pendukung Penerapan Kurikulum 2013 Di Kabupaten Bantul. Jurnal. JUPEMASI-PBIO, Volume 1 Nomor 1 Hal:176-178, ISSN:2407-1269

Suyitno. 2006. Respirasi pada Tumbuhan. Materi Biologi FMIPA, UNY. Yogyakarta

Suwarno. 2009. Panduan Pembelajaran Biologi kelas XII SMA. Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta

Syamsudduha, S.T., dan Rapi, M. 2012. Penggunaan Lingkungan Sekolah Sebagai Sumber Belajar dalam Meningkatkan Hasil Belajar Biologi. (Online), Vol. 15 No. 1 Hal: 18-31, (http://www.uin-alauddin.ac.id Diakses 1 Oktober 2015)

Trijayanti, N. 2015. Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Biologi Materi Ekosistem Sebagai Bahan Ajar SiswaKelas VII SMP/ MTS. Jurnal. Progam Studi Pendidikan Biologi, Universitas Ahmad Dahlan,Yogyakarta

Waluyo, L. 2004. Mikrobiologi umum. UMM Press: Malang.

Widyastuti, W. K., dan Puspawati N. 2013. Uji Pendahuluan Hidrolisis Enzimatis Limbah Pisang Raja (Musa Paradisiaca L.) dengan Menggunakan Enzim

xix

Ekstrasel Selulase. Jurnal. Fakultas Teknik, Fakultas Ilmu Kesehatan, Universitas Setia Budi Surakarta

Widjajanti, E. 2009. Penanganan Limbah Laboratorium Kimia . Pendidikan Kimia Fmipa UNY. Yogyakarta

Zaif. 2013. Biologi, (Online), (https://zaifbio.wordpress.com Diakses 3 Oktober 2015).

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertambahan jumlah penduduk serta meningkatnya aktivitas pembangunan menyebabkan jumlah sampah dan pemakaian bahan bakar. Bahan bakar fosil seperti minyak bumi saat ini harganya semakin meningkat, selain kurang ramah lingkungan juga termasuk sumber daya yang tidak dapat diperbaharui. Bioethanol (C2H5OH) merupakan salah satu biofuel yang hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan dan sifatnya terbarukan. Bahan bakar berbasis produk proses biologi seperti bioetanol dapat dihasilkan dari hasil pertanian yang tidak layak/tidak dapat dikonsumsi, seperti dari sampah/limbah pasar, limbah pabrik gula (tetes/molasses) yang mengandung karbohidrat (gula, pati, selulosa dan hemiselulosa) melalui proses hidrolisis dan fermentasi dan destilasi (Komarayati & Gusmailina, 2010).

Sampah yang berasal dari pemukiman umumnya sangat beragam, tetapi secara umum minimal 75% terdiri dari sampah organik dan sisanya anorganik. Sampah yang sering dijumpai ialah sampah buah dan sayur dan bahan lain dikarenakan sudah tidak layak jual atau busuk (Sudradjat, 2006).

Sampah Organik seperti buah dan sayur yang sering dijumpai diantaranya pepaya, bengkuang, jambu biji, kubis, sawi, tomat. Buah dan sayur tersebut mengandung kaya akan serat. Limbah pasar yang berasal dari bahan nabati memiliki potensi sebagai sumber bahan baku pembuatan bioethanol yang murah

2

karena mengandung serat (selulosa) dalam jumlah cukup besar (Widyastuti dkk., 2013).

Sebelum proses fermentasi campuran buah dan sayur dilakukan proses hidrolisis terlebih dahulu. Proses hidrolisis umumnya digunakan pada industri etanol adalah menggunakan hidrolisis asam (acid hydrolysis) dengan menggunakan asam sulfat (H2SO4) atau dengan asam klorida (HCl). Proses hidrolisis juga dapat dapat dilakukan menggunakan enzim (enzymatic hydrolysis) yaitu hidrolisis dengan menggunakan enzim jenis selulase atau jenis yang lain. Keuntungan dari hidrolisis dengan enzim dapat mengurangi penggunaan asam sehingga dapat mengurangi efek negatif terhadap lingkungan (Samsuri, 2007).

Proses Hidrolisis buah dan sayur menggunakan enzim selulase. Enzim selulase berperan dalam hidrolisis selulosa dengan memecah ikatan β -1,4-D-glikosida untuk menghasilkan oligosakarida maupun glukosa yang selanjutnya dapat dilakukan fermentasi menggunakan yeast seperti Saccaromyses cereviceae untuk mengkonversi menjadi bioethanol (Andini dkk, 2012). Salah satu jamur yang menghasilkan enzim selulase adalah Trichoderma sp. Trichoderma sp menghasilkan enzim endoglukanase, eksoglukanase dan β-glukosidase. Enzim endoglukonase menyerang daerah amorf dari selulosa sedangkan enzim eksoglukonase menghidrolisis daerah kristal menghasilkan molekul selobiosa selanjutnya β-glukosidae menghidrolisis selobiosa menghasilkan glukosa (Safaria, 2013).

Glukosa merupakan gula dalam bentuk sederhana yang dapat langsung dimanfaatkan oleh mikroorganisme Saccaromyces cereviceae dalam proses

3

fermentasi untuk menghasilkan ethanol. Proses hidrolisis selulosa menggunakan enzim selulase mengakibatkan glukosa yang dihasilkan semakin besar. Kecepatan reaksi suatu enzim secara langsung dapat dipengaruhi oleh konsentrasi enzim. Jika konsentrasi enzim lebih banyak maka reaksi akan berjalan lebih cepat Jadi banyaknya substrat yang diubah menjadi produk sesuai dengan tingginya konsentrasi enzim yang digunakan. Semakin besar enzim yang digunakan maka semakin banyak glukosa yang dihasilkan (Syaiful dkk., 2009).

Mustika dkk (2008) meneliti pemanfaatan jerami padi dan alang-alang dalam fermentasi etanol menggunakan kapang Trichoderma sp dan khamir Saccharomycess cerevisiae. Hasil penelitian menunjukkan Kadar gula rata-rata yang dihasilkan kapang Trichoderma sp pada substrat jerami padi sebesar 12 % lebih besar dibandingkan kadar gula yang dihasilkan dengan menggunakan substrat alang-alang sebesar 11,39%.

Berdasarkan uraian di atas maka perlu dilaksanakan penelitan hidrolisis campuran limbah pasar organik menggunkan enzim selulase dari Trichoderma Sp dengan memvariasikan konsentrasi enzim untuk meningkatkan kadar glukosa sebelum proses fermentasi sekaligus untuk meningkatkan kadar bioethanol setelah proses fermentasi. Proses dan hasil yang diperoleh dalam pelaksanaan penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai sumber belajar biologi berupa jurnal belajar agar dapat memberikan informasi lebih luas tentang bioethanol sekaligus dapat mempraktekkan sendiri cara pembuatan bioethanol serta memahami proses enzim selulase dalam menghidrolisis selulosa. Oleh karenanya peneliti mengambil

4

judul “Pembuatan Bioethanol Campuran Limbah Pasar (Organik) Menggunakan Hidrolisis Enzim Selulosa dari Trichoderma sp Sebagai Sumber Belajar Biologi ”

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Adakah pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis?

2. Pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang optimal dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis?

3. Adakah hubungan kadar glukosa yang dihasilkan oleh penambahan enzim selulase dari Trichoderma sp pada proses hidrolisis campuran limbah pasar (organik) terhadap kadar bioethanol yang dihasilkan setelah proses fermentasi?

4. Bagaimanakah pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar Biologi yang disajikan dalam bentuk jurnal?

5

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Menganalisis pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

2. Mengetahui pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang paling efektif dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

3. Menganalisis hubungan kadar glukosa yang dihasilkan oleh penambahan enzim selulase dari Trichoderma sp pada proses hidrolisis campuran limbah pasar (organik) terhadap kadar bioethanol yang dihasilkan setelah proses fermentasi.

4. Mengetahui pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar Biologi yang disajikan dalam bentuk jurnal.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil pelaksanaan penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat, antara lain sebagai berikut:

1. Manfaat Bagi Ilmu Pengetahuan

Menyumbangkan pengetahuan tentang pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap peningkatan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

6

Sebagai bahan informasi tentang pembuatan bioethanol campuran limbah pasar (organik) menggunakan hidrolisis enzim selulase dari Trichoderma sp mencakup cara kerja enzim selulase dalam menghidrolisis selulosa yang berasal dari campuran limbah pasar (organik) serta faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim selulase selama proses hidrolisis.

3. Manfaat Bagi Masyarakat

Menyumbangkan informasi kepada masyarakat bahwa campuran limbah pasar (organik) dapat dimanfaatkan sebagai bioethanol serta penggunaan enzim selulase dari Trichoderma sp dapat meningkatkan kadar glukosa yang berpengaruh dalam peningkatan kadar bioethanol.

4. Manfaat Bagi Teoritis

Menambah ilmu pengetahuan dan keilmuan bagi penulis tentang pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang paling efektif dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) serta hubungan kadar glukosa terhadap kadar bioethanol.

1.5 Batasan Masalah

1. Limbah organik yang digunakan dalam penelitian yaitu buah-buahan seperti pepaya, jambu biji, bengkuang, dan sayuran sawi, tomat, kubis.

2. Proses hidrolilis menggunakan enzim selulase dari Trichoderma sp 3. Proses fermentasi dilakukan selama 3 hari.

4. Sumber belajar yang akan dibuat adalah jurnal untuk menambah referensi untuk siswa SMA.

7

1.6 Definisi Istilah

1. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia, tidak berwarna, larut dalam eter, air, aseton, benzen, dan semua pelarut organik, memiliki bau khas alkohol, terbuat dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Agung dkk., 2011).

2. Limbah pasar adalah semua buangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia yang dibuang karena tidak dibutuhkan atau tidak diinginkan lagi yang berada dipasar (Lestari, 2009).

3. Organik adalah senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, didalam air dapat berbentuk protein, karbohidrat dan sebagainya, sedangkan kandungan dalam air limbah diantaranya dapat berupa garam, mineral (Indriyati, 2005).

4. Hidrolisis adalah proses dimana aktivitas kelompok bakteri saprofilik menguraikan bahan organik kompleks. Aktifitas terjadi karena bahan organik tidak larut seperti polisakarida, lemak, protein dan karbohidrat akan dikonsumsi oleh bakteri saprofilik, dimana enzim ekstraseluler akan mengubahnya menjadi bahan organik yang larut dalam air (Indriyati, 2005). 5. Enzim selulase merupakan enzim ekstraseluler yang diproduksi diluar sel

mikroorganisme selulotik berperan dalam hidrolisis selulosa dengan memecah ikatan β-1,4-D-glikosida untuk menghasilkan oligosakarida maupun glukosa (Safaria, 2013).

6. Trichoderma sp adalah salah satu jamur yang mampu menghasilkan enzim selulase ekstraseluler yang distribusinya paling luas di antara jamur tanah

8

lain, terdapat pada berbagai substansi yang ada di dekat tanah pertanian, hutan, padang rumput dan lingkungan lain seperti kayu tebang atau yang telah lapuk, bahkan di peralatan dapur (Kurniawan dkk., 2014).

7. Sumber belajar merupakan salah satu komponen yang membantu dalam proses belajar mengajar. Sumber belajar tidak lain merupakan daya yang bisa dimanfaatkan baik secara langsung maupun tidak langsung, sebagian maupun keseluruhan (Rusman, 2007).

fermentasi untuk menghasilkan ethanol. Proses hidrolisis selulosa menggunakan enzim selulase mengakibatkan glukosa yang dihasilkan semakin besar. Kecepatan reaksi suatu enzim secara langsung dapat dipengaruhi oleh konsentrasi enzim. Jika konsentrasi enzim lebih banyak maka reaksi akan berjalan lebih cepat Jadi banyaknya substrat yang diubah menjadi produk sesuai dengan tingginya konsentrasi enzim yang digunakan. Semakin besar enzim yang digunakan maka semakin banyak glukosa yang dihasilkan (Syaiful dkk., 2009).

Mustika dkk (2008) meneliti pemanfaatan jerami padi dan alang-alang dalam fermentasi etanol menggunakan kapang Trichoderma sp dan khamir Saccharomycess cerevisiae. Hasil penelitian menunjukkan Kadar gula rata-rata yang dihasilkan kapang Trichoderma sp pada substrat jerami padi sebesar 12 % lebih besar dibandingkan kadar gula yang dihasilkan dengan menggunakan substrat alang-alang sebesar 11,39%.

Berdasarkan uraian di atas maka perlu dilaksanakan penelitan hidrolisis campuran limbah pasar organik menggunkan enzim selulase dari Trichoderma Sp dengan memvariasikan konsentrasi enzim untuk meningkatkan kadar glukosa sebelum proses fermentasi sekaligus untuk meningkatkan kadar bioethanol setelah proses fermentasi. Proses dan hasil yang diperoleh dalam pelaksanaan penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai sumber belajar biologi berupa jurnal belajar agar dapat memberikan informasi lebih luas tentang bioethanol sekaligus dapat mempraktekkan sendiri cara pembuatan bioethanol serta memahami proses enzim selulase dalam menghidrolisis selulosa. Oleh karenanya peneliti mengambil

judul “Pembuatan Bioethanol Campuran Limbah Pasar (Organik) Menggunakan Hidrolisis Enzim Selulosa dari Trichoderma sp Sebagai Sumber Belajar Biologi”

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Adakah pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis?

2. Pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang optimal dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) dalam proses hidrolisis?

3. Adakah hubungan kadar glukosa yang dihasilkan oleh penambahan enzim selulase dari Trichoderma sp pada proses hidrolisis campuran limbah pasar (organik) terhadap kadar bioethanol yang dihasilkan setelah proses fermentasi?

4. Bagaimanakah pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar Biologi yang disajikan dalam bentuk jurnal?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Menganalisis pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

2. Mengetahui pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang paling efektif dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

3. Menganalisis hubungan kadar glukosa yang dihasilkan oleh penambahan enzim selulase dari Trichoderma sp pada proses hidrolisis campuran limbah pasar (organik) terhadap kadar bioethanol yang dihasilkan setelah proses fermentasi.

4. Mengetahui pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar Biologi yang disajikan dalam bentuk jurnal.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil pelaksanaan penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat, antara lain sebagai berikut:

1. Manfaat Bagi Ilmu Pengetahuan

Menyumbangkan pengetahuan tentang pengaruh penambahan berbagai konsentrasi enzim selulase dari Trichoderma sp terhadap peningkatan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik).

Sebagai bahan informasi tentang pembuatan bioethanol campuran limbah pasar (organik) menggunakan hidrolisis enzim selulase dari Trichoderma sp mencakup cara kerja enzim selulase dalam menghidrolisis selulosa yang berasal dari campuran limbah pasar (organik) serta faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim selulase selama proses hidrolisis.

3. Manfaat Bagi Masyarakat

Menyumbangkan informasi kepada masyarakat bahwa campuran limbah pasar (organik) dapat dimanfaatkan sebagai bioethanol serta penggunaan enzim selulase dari Trichoderma sp dapat meningkatkan kadar glukosa yang berpengaruh dalam peningkatan kadar bioethanol.

4. Manfaat Bagi Teoritis

Menambah ilmu pengetahuan dan keilmuan bagi penulis tentang pada konsentrasi berapakah enzim selulase dari Trichoderma sp yang paling efektif dalam meningkatkan kadar glukosa campuran limbah pasar (organik) serta hubungan kadar glukosa terhadap kadar bioethanol.

1.5 Batasan Masalah

1. Limbah organik yang digunakan dalam penelitian yaitu buah-buahan seperti pepaya, jambu biji, bengkuang, dan sayuran sawi, tomat, kubis.

2. Proses hidrolilis menggunakan enzim selulase dari Trichoderma sp 3. Proses fermentasi dilakukan selama 3 hari.

4. Sumber belajar yang akan dibuat adalah jurnal untuk menambah referensi untuk siswa SMA.

1.6 Definisi Istilah

1. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia, tidak berwarna, larut dalam eter, air, aseton, benzen, dan semua pelarut organik, memiliki bau khas alkohol, terbuat dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Agung dkk., 2011).

2. Limbah pasar adalah semua buangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia yang dibuang karena tidak dibutuhkan atau tidak diinginkan lagi yang berada dipasar (Lestari, 2009).

3. Organik adalah senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, didalam air dapat berbentuk protein, karbohidrat dan sebagainya, sedangkan kandungan dalam air limbah diantaranya dapat berupa garam, mineral (Indriyati, 2005).

4. Hidrolisis adalah proses dimana aktivitas kelompok bakteri saprofilik menguraikan bahan organik kompleks. Aktifitas terjadi karena bahan organik tidak larut seperti polisakarida, lemak, protein dan karbohidrat akan dikonsumsi oleh bakteri saprofilik, dimana enzim ekstraseluler akan mengubahnya menjadi bahan organik yang larut dalam air (Indriyati, 2005). 5. Enzim selulase merupakan enzim ekstraseluler yang diproduksi diluar sel

mikroorganisme selulotik berperan dalam hidrolisis selulosa dengan memecah ikatan β-1,4-D-glikosida untuk menghasilkan oligosakarida maupun glukosa (Safaria, 2013).

6. Trichoderma sp adalah salah satu jamur yang mampu menghasilkan enzim selulase ekstraseluler yang distribusinya paling luas di antara jamur tanah

lain, terdapat pada berbagai substansi yang ada di dekat tanah pertanian, hutan, padang rumput dan lingkungan lain seperti kayu tebang atau yang telah lapuk, bahkan di peralatan dapur (Kurniawan dkk., 2014).

7. Sumber belajar merupakan salah satu komponen yang membantu dalam proses belajar mengajar. Sumber belajar tidak lain merupakan daya yang bisa dimanfaatkan baik secara langsung maupun tidak langsung, sebagian maupun keseluruhan (Rusman, 2007).