Pengaruh Lama Fermentasi Dan Berat Ragi Roti Terhadap Kadar Bioetanol Dari Proses Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Jerami Padi Dengan Hcl 30%
PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI PROSES
FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA JERAMI PADI DENGAN HCl 30%
SKRIPSI
OLEH : LISMA SARI
100822019
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
(2)
PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI PROSES
FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA JERAMI PADI DENGAN HCl 30%
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
LISMA SARI 100822019
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
(3)
PERSETUJUAN
JUDUL : PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT
RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI PROSES FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA JERAMI PADI
DENGAN HCl 30%
KATEGORI : SKRIPSI
NAMA : LISMA SARI
NIM : 100822019
PROGRAM STUDI : EKSTENSI KIMIA
DEPARTEMEN : KIMIA
FAKULTAS : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Oktober 2012
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dra.Emma Zaidar,M.Si
NIP.195512181987012001 NIP.194901271980022001 Dr.Yuniarti Yusak,MS
Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
NIP. 195408301985032001 DR. Rumondang Bulan, MS
(4)
PERNYATAAN
PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI PROSES
FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA JERAMI PADI DENGAN HCl 30%
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2012
LISMA SARI 100822019
(5)
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim..
Alhamdulillahirrabil’alamin penulis hanturkan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan nikmat, berkah, rahmat dan hidayah-Nya serta shalawat dan salam penulis berikan kepada Nabi besar Muhammad SAW. Dengan rasa hormat penulis mengucapkan terima kasih kepada : Ayahanda tercinta Mukhlis dan Ibunda tersayang Salmah, kakak Armaya, dan adik Lidya sukma atas doa, kesabaran, dan kasih sayang dan tulus serta memberikan dukungan moril dan materil.
Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada : Bapak Dr.Sutarman, M.Sc selaku dekan FMIPA USU. Ibu Dr.Rumondang Bulan, M.S selaku ketua Departemen Kimia FMIPA USU. Ibu Dr.Yuniarti Yusak, M.S dan Ibu Dra.Emma Zaidar, M.Si selaku Komisi Pembimbing I dan II yang dengan sabar memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis. Drs.Firman Sebayang, M.S selaku kepala laboratorium Biokimia.Terima kasih juga kepada kak Shopia, Pak Man, kak Ayu dan para asisten Biokimia. Sahabat-sahabat dan rekan – rekan seperjuangan yang telah memberikan motivasi kepada penulis.Untuk itu semua semoga ALLAH SWT memberikan balsan kebaikan yang berlipat ganda.
Akhirnya penulis menyadari atas kekurangan materi yang disajikan dalam skripsi ini, disebabkan keterbatasan pengetahuan yang dimiliki penulis, untuk itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang membangun demi perbaikan dimasa yang akan datang.
Medan, Oktober 2012 Penulis
(6)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh lama fermentasi dan berat ragi roti terhadap kadar bioetanol dari proses fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan HCl 30%. Jerami padi mengandung selulosa sebesar 32,45%. Selulosa diisolasi dari jerami padi yang dihidrolisis dengan HCl 30% untuk menghasilkan glukosa yang dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi dan kadar gula reduksi yang diperoleh sebesar 9,55%. Fermentasi glukosa menggunakan variasi lama fermentasi 2 hari, 4 hari, dan 6 hari dengan menggunakan ragi roti 2 gram, 4 gram, dan 6 gram. Kadar etanol dianalisa dengan titrasi volumetrik menggunakan oksidasi kalium dikromat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kadar etanol tertinggi diperoleh pada fermentasi sebesar 7,43% dengan lama fermentasi 6 hari dan menggunakan 6 gram ragi roti.
(7)
THE INFLUENCE OF TIME FERMENTATION AND MASS OF BAKER YEAST TO CONTENT’S BIOETHANOL FROM
GLUCOSE OF THE RESULT HIDROLIZING RICE STRAW BY HCl 30%
ABSTRACT
Have been done research about influence of time fermentation and mass of baker yeast to content’s bioethanol from glucose of the result hidrolizing rice straw by HCl 30% . The content of rice straw was 32,45%. The sellulose was isolated from rice straw. It was hidrolized by HCl 30% to yield glucose and was analized by Nelson-somogyi Method content of reduction glucose was 9,55%. Glucose fermentation used various 2 days, 4 days and 6 days. And various of baker’s yeast were 2 grams, 4 grams, and 6 grams. The percentage of ethanol was analized by using pottassium dicromate titrations of oxidation volumetric method. The result of analysis show that the highest percentage was 7,43% with period of fermentation was 6 days and amount of baker’s yeast was 6 grams.
(8)
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Bab 1. Pendahuluan 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Perumusan Masalah 2
1.3. Pembatasan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Lokasi Penelitian 4
1.7. Metodologi Penelitian 4
Bab 2. Tinjauan Pustaka 6
2.1. Jerami Padi 6
2.2. Lignin 7
2.3. Karbohidrat 9
2.3.1. Selulosa 10
2.3.2. Glukosa 11
2.3.3. Hidrolisis 12
2.4. Analisa Kualitatif Gula Pereduksi 12
2.5. Fermentasi 14
2.6. Ragi Roti 15
2.7. Bioetanol 16
(9)
Bab 3. Bahan dan Metode Penelitian 19
3.1. Alat dan Bahan 19
3.1.1. Alat 19
3.1.2. Bahan 20
3.2. Pembuatan Larutan Pereaksi 21
3.2.1. Larutan K2Cr2O7 0,689 N 21 3.2.2. Larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H20 0,393 N 21
3.2.3. Indikator Feroin 21
3.2.4. Pereaksi Benedict 22
3.2.5. Larutan HCI 30% 22
3.2.6. Larutan NaOH 10% 22
3.2.7. Larutan HNO3 3,5% 22
3.2.8. Larutan NaSO3 2% 22
3.2.9. Larutan NaOH 2% 23
3.2.10. Larutan NaOH 17,5% 23
3.2.11. Larutan Na-Hipoklorit 1,75% 23
3.2.12. Larutan Pereaksi Nelson 23
3.2.13. Larutan Arsenmolibdat 23
3.3. Prosedur Penelitian 24
3.3.1. Isolasi Selulosa dari Jerami Padi 24 3.3.2. Hidrolisis Selulosa Jerami Padi menjadi Glukosa
Serta Uji Kualitatif Glukosa 24
3.3.3. Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum
Larutan Glukosa Standar 25
3.3.4. Penyiapan Kurva Standar Glukosa 25 3.3.5. Analisa Kandungan Glukosa Sampel 26 3.3.6. Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa
Jerami Padi Menjadi Etanol 26
3.3.7. Destilasi Larutan Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis
Selulosa Jerami Padi 26
3.3.8. Penyiapan Kurva Kalibrasi 27
3.3.9. Analisa Kadar Etanol Sampel Dengan Metode
(10)
3.4. Bagan Penelitian 28 3.4.1. Isolasi Selulosa dari Jerami Padi 28 3.4.2. Hidrolisis Selulosa Jerami Padi dan Uji Kuantitatif
Glukosa 29
3.4.3. Pembuatan Larutan Fermentasi 30
3.4.4. Destilasi Larutan Hasil Fermentasi dan Uji Kuantitatif
Etanol 31
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 32
4.1. Hasil Penelitian 32
4.1.1. Perhitungan Kadar Selulosa Jerami Padi 32 4.1.2. Perhitungan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa
Jerami Padi 33
4.1.3. Perhitungan Kadar Etanol 37
4.2. Pembahasan 39
4.2.1. Untuk Variasi Lama Fermentasi Terhadap Kadar Etanol 39 4.2.2. Untuk Variasi Ragi Roti Terhadap Kadar Etanol 39
BAB 5. Kesimpulan dan Saran 41
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 41
DAFTAR PUSTAKA 42
(11)
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Komposisi Zat Makanan Pada Buah Padi 7 Tabel 4.1. Data Penentuan Standar Larutan Glukosa (mg/L)
Pada Berbagi Konsentrasi 34
Tabel 4.3. Data Penetuan Larutan Etanol Pada Berbagai Konsentrasi 37
Tabel 5. Data Larutan Glukosa Standar 44
Tabel 6. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Sampel 44 Tabel 7. Data Kurva Kalibrasi Etanol dengan Berbagai Konsentrasi 45 Tabel 8. Data Volume Titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 dan Kadar Etanol 45
(12)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.3.1. Struktur Selulosa 10
Gambar 2.3.2. Struktur Glukosa 12
Gambar 3. Kurva Larutan Glukosa Standar pada Panjang Gelombang
750nm 46
Gambar 4. Kurva Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi 46 Gambar 5. Kurva Kadar Etanol dari Banyaknya Ragi 2 gram, 4 gram,
(13)
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim..
Alhamdulillahirrabil’alamin penulis hanturkan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan nikmat, berkah, rahmat dan hidayah-Nya serta shalawat dan salam penulis berikan kepada Nabi besar Muhammad SAW. Dengan rasa hormat penulis mengucapkan terima kasih kepada : Ayahanda tercinta Mukhlis dan Ibunda tersayang Salmah, kakak Armaya, dan adik Lidya sukma atas doa, kesabaran, dan kasih sayang dan tulus serta memberikan dukungan moril dan materil.
Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada : Bapak Dr.Sutarman, M.Sc selaku dekan FMIPA USU. Ibu Dr.Rumondang Bulan, M.S selaku ketua Departemen Kimia FMIPA USU. Ibu Dr.Yuniarti Yusak, M.S dan Ibu Dra.Emma Zaidar, M.Si selaku Komisi Pembimbing I dan II yang dengan sabar memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis. Drs.Firman Sebayang, M.S selaku kepala laboratorium Biokimia.Terima kasih juga kepada kak Shopia, Pak Man, kak Ayu dan para asisten Biokimia. Sahabat-sahabat dan rekan – rekan seperjuangan yang telah memberikan motivasi kepada penulis.Untuk itu semua semoga ALLAH SWT memberikan balsan kebaikan yang berlipat ganda.
Akhirnya penulis menyadari atas kekurangan materi yang disajikan dalam skripsi ini, disebabkan keterbatasan pengetahuan yang dimiliki penulis, untuk itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang membangun demi perbaikan dimasa yang akan datang.
Medan, Oktober 2012 Penulis
(14)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh lama fermentasi dan berat ragi roti terhadap kadar bioetanol dari proses fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan HCl 30%. Jerami padi mengandung selulosa sebesar 32,45%. Selulosa diisolasi dari jerami padi yang dihidrolisis dengan HCl 30% untuk menghasilkan glukosa yang dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi dan kadar gula reduksi yang diperoleh sebesar 9,55%. Fermentasi glukosa menggunakan variasi lama fermentasi 2 hari, 4 hari, dan 6 hari dengan menggunakan ragi roti 2 gram, 4 gram, dan 6 gram. Kadar etanol dianalisa dengan titrasi volumetrik menggunakan oksidasi kalium dikromat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kadar etanol tertinggi diperoleh pada fermentasi sebesar 7,43% dengan lama fermentasi 6 hari dan menggunakan 6 gram ragi roti.
(15)
BAB 1
PENDAHULUAN
I.1.Latar Belakang
Sebagaimana kita ketahui, tanah Indonesia merupakan areal yang amat subur ditumbuhi oleh tanaman. Terlebih tanaman padi, yang digunakan sebagai makanan pokok masyarakat Indonesia, hampir seluruh daerah memiliki areal persawahan. Tidak hanya itu, tanaman padi juga dapat tumbuh ditanah perkebunan. Ini merupakan peluang yang besar untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan etanol (bioetanol).
Manfaat umum yang dapat diperoleh dari bahan bakar etanol / bioetanol, antara lain, digunakan untuk bahan baku industri turunan alkohol, campuran minuman keras, industri farmasi, sampai pada bahan baku campuran kendaraan. Tentu saja, pemanfaatan etanol ini harus disesuaikan dengan jenis kebutuhannya. Misalnya, untuk kebutuhan industri diperlukan etanol dengan konsentrasi sekitar 90-96,5%, sedangkan untuk minuman keras dibutuhkan etanol berkadar 99,5-100%, atau etanol yang harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak korosif.(Abidin, R. 2009)
Bioetanol (C2H5OH) merupakan salah satu bahan bakar nabati yang saat ini menjadi primadona untuk menggantikan minyak bumi. Minyak bumi saat ini harganya semakin meningkat, selain kurang ramah lingkungan juga termasuk sumber daya yang tidak dapat diperbaharui. Bioetanol mempunyai kelebihan selain ramah lingkungan, penggunaannya sebagai campuran BBM terbukti dapat mengurangi emisi karbon monoksida dan asap lainnya dari kendaraan.
Bioetanol dapat diproduksi dari berbagai bahan baku yang banyak terdapat di Indonesia, sehingga sangat potensial untuk diolah dan dikembangkan karena bahan bakunya sangat dikenal masyarakat. Tumbuhan yang potensial untuk menghasilkan bioetanol antara lain tanaman yang memiliki kadar karbohidrat tinggi, seperti tebu,
(16)
nira, aren, sorgum, ubi kayu, jambu mete (limbah jambu mete), batang pisang, ubi jalar, jagung, bonggol jagung, jerami, dan bagas (ampas tebu). (Komarayati,S, dan Gusmailina,2010)
Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan pembuatan bioetanol dari singkong secara fermentasi menggunakan ragi tape oleh Heppy Rikana dan Risky Adam (2000) dan pembuatan biji durian sebagai energi alternatif oleh Fifi Nurfiana,dkk (2009). Pada penelitian tersebut, ragi tape dapat langsung digunakan untuk proses fermentasi tanpa mengisolasi mikroba yang ada pada ragi tape tersebut dengan menggunakan HCl 1N untuk hidrolisis.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti berharap dari hasil fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan menggunakan HCl 30% dan ragi roti sehingga dapat menghasilkan bioetanol.
1.2. Perumusan Masalah
Di Indonesia banyak terdapat area persawahan, dimana masyarakat belum bisa memanfaatkan jerami padi dan hanya dibuang atau dibakar sebagai limbah, sehingga menjadi permasalahan limbah jika tidak diolah secara maksimal. Dalam hal ini penulis ingin memanfaatkan jerami padi untuk menghasilkan etanol dengan cara menghidrolisis kandungan selulosanya sehingga menghasilkan glukosa. Glukosa yang dihasilkan kemudian difermentasi menghasilkan etanol. Untuk itu penulis ingin mengetahui bagaimana pengaruh penambahan ragi roti dan lama fermentasi terhadap kadar bioetanol yang dihasilkan.
(17)
1.3.Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada:
1. Bahan baku fermentasi adalah glukosa hasil hidrolisis selulosa dari jerami padi produksi dusun Stadiun Kampung Lalang
2. Mikroba yang digunakan berasal dari ragi roti dalam bentuk kemasan dengan merk Saf Instan.
3. Variasi lama fermentasi adalah 2, 4 dan 6 hari. 4. Variasi berat ragi roti adalah 2, 4 dan 6 gram.
5. Kadar etanol ditentukan secara volumetrik dengan metode oksidasi kalium dikromat. 6. Kadar glukosa ditentukan dengan metode Nelson-Somogyi.
1.4.Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk:
1. Untuk mengetahui kadar gula reduksi yang diperoleh dari hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan HCl 30%
2. Untuk mengtahui kadar bioetanol yang dihasilkan berdasarkan variasi lama fermentasi dan banyaknya ragi roti yang digunakan
1.5.Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian diharapkan:
1. Dapat memberikan informasi mengenai konsentrasi glukosa hasil hidrolisis selulosa dari jerami padi dengan menggunakan HCl 30%.
2. Dapat memberikan informasi ilmiah dalam pemanfaatan limbah padat jerami padi dalam pembentukan bioetanol dengan menggunakan ragi roti.
(18)
1.6.Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biokimia/Kimia Bahan Makanan USU, Laboratorium Ilmu Dasar USU, Laboratorium Penelitian FMIPA-USU, Laboratorium Pusat Penilitian Kelapa Sawit Medan (PPKS) dan Laboratorium Mikrobiologi FMIPA-USU.
1.7.Metodologi Penelitian
Penelitian ini adalah eksperimental laboratorium dengan menggunakan jerami padi dimana metode penelitian dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Penelitian dilakukan dengan 4 tahapan yaitu: 1. Penyedian selulosa jerami padi
• Bahan baku adalah jerami padi yang diperoleh dari Dusun Stadiun Kampung lalang
• Proses isolasi selulosa dengan cara delignifikasi jerami padi 2. Penyediaan glukosa dari hidrolisis selulosa jerami padi
• Bahan baku adalah Selulosa yang diisolasi dari jerami padi
• Proses konversi selulosa jerami padi menjadi glukosa adalah hidrolisis dengan menggunakan HCl 30%.
• Kadar Glukosa dianalisa dengan menggunakan metode Nelson-Somogyi. 3. Fermentasi glukosa dari hidrolisis Selulosa jerami padi untuk menghasilkan
Bioetanol
• Substrat yang digunakan pada fermentasi adalah glukosa hasil hidrolisis selulosa dari jerami padi.
• Mikroba yang digunakan berasal dari ragi roti.
• Kadar Bioetanol yang dihasilkan, dianalisa dengan menggunakan metode titrasi oksidasi kalium dikromat.
4. Pemurnian Bioetanol hasil Fermentasi
• Bioetanol dipisahkan dari sisa glukosa dengan mengunakan alat destilasi.
• Kadar Bioetanol hasil pemisahan dianalisa dengan menggunakan metode titrasi oksidasi kalium dikromat.
(19)
Adapun variabel–variabel dalam penelitian adalah :
1. Variabel bebas adalah variabel yang mempunyai pengaruh terhadap kadar etanol,yaitu:
• Konsentrasi glukosa terhadap fermentasi hasil hidrolisis selulosa jerami padi.
• Selulosa dari jerami padi
2. Variabel terikat adalah variabel yang terukur terhadap perubahan perlakuan. Dalam penelitian ini yang menjadi variabel terikat, yaitu :
• Kadar etanol.
3. Variabel tetap adalah variabel yang dibuat tetap sehingga tidak menyebabkan terjadinya perubahan variabel terikat. Dalam penelitian ini variabel tetap adalah:
• Berat Sampel
• Berat Ragi
• pH fermentasi yaitu pH= 4-4,5
• Temperatur fermentasi
• Kadar gula tetap
(20)
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Jerami Padi
Jerami padi mengandung kurang lebih 39% selulosa dan 27,5% hemiselulosa. Kedua bahan polisakarida ini, sama halnya dengan tetes tebu dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi bioetanol. (Komarayati dan Gusmailina, 2010).
Padi merupakan bahan makanan yang menghasilkan beras. Bahan makanan ini merupakan makanan pokok bagi sebagian besar penduduk Indonesia. Meskipun sebagai bahan makanan pokok padi dapat digantikan / disubstitusi oleh bahan makanan lainnya, namun padi memiliki nilai tersendiri bagi orang yang biasa makan nasi dan tidak dapat dengan mudah digantikan oleh bahan makanan yang lain. Padi adalah salah satu bahan makanan yang mengandung gizi dan karbohidrat yang cukup bagi tubuh manusia, sebab didalamnya terkandung bahan-bahan yang mudah diubah menjadi energi.
Berdasarkan hasil penelitian, dapat diketahui susunan atau komposisi zat makanan yang terkandung pada beras, yakni seperti yang dicantumkan oleh Platt, Kikk dan Williams, Rosedale. Para pakar ini mengelompokkannya berdasarkan dua perlakuan, yaitu komposisi zat makanan pada buah padi pecah kulit dan perlakuan kedua adalah padi hasil gilingan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat tabel berikut. (Aak, 1990)
(21)
TABEL 2.1.KOMPOSISI ZAT MAKANAN PADA BUAH PADI
Pecah kulit Digiling
Kandungan Platt
Kikk dan
Williams Rosedale Platt
Kikk dan
Williams Rosedale
Lemak 2,45 2 2,23 0,37 0,3 0,4
Serat kasar 0,88 1 0,6 0,16 0,2 0,4
Abu 1,22 1,9 1,19 0,36 0,4 0,9
Protein 8,67 8,9 9,54 8,15 7,6 6,7
Karbohidrat 86,67 77 86,34 90,79 79 91,4
Sumber Aak, 1990
2.2. Lignin
Lignin adalah zat yang bersama-sama dengan selulosa adalah salah satu sel yang terdapat dalam kayu. Lignin berguna dalam kayu seperti lem atau semen yang mengikat sel-sel lain dalam satu kesatuan sehingga bisa menambah support dan kekuatan kayu (mechanical strength) agar bisa kelihatan kokoh dan berdiri tegak.
Lignin struktur kimiawinya bercabang-cabang dan berbentuk polimer tiga dimensi. Molekul dasar lignin adalah Fenil Propan. Molekul lignin memiliki derajat polimerisasi tinggi. Karena ukuran dan strukturnya yang tiga dimensi bisa memungkinkan lignin berfungsi sebagai semen atau lem bagi kayu yang dapat mengikat serat dan memberikan kekerasan struktur serat. Bagian tengah lamella pada sel kayu, sebagian besar terdiri dari lignin, berikatan dengan sel-sel lain dan menambah kekuatan struktur kayu. Dinding sel juga mengandung lignin. Pada dinding sel, lignin bersama-sama dengan hemiselulosa membentuk matriks (semen) yang mengikat serat-serat halus selulosa. Lignin didalam kayu memiliki persentase yang berbeda tergantung dari jenis kayunya:
1. Softwood mengandung 27 – 33% 2. Hardwood mengandung 16 – 24 %
(22)
Semua pulp akan mengalami perubahanwarna seiring dengan lama waktu penyimpanan. Pulp biasanya akan berubah menjadi kuning. Laju penurunan warna dengan waktu bervariasi dalam range yang cukup luas. Sebagian pulp akan stabil dan biasanya bertahun-tahun kemudian baru akan berubah menjadi kuning. Sebagian lagi hanya dalam hitungan bulan akan berubah menjadi kuning dan bahkan yang dalam hitungan hari sudah berubah. Lignin bukan penyebab utama pada perubahan warna ini jika pulpnya hanya mengandung sedikit lignin.
Tapi walau bagaimanapun lignin yang terkandung dalam jumlah besar sudah pasti menjadi penyebab utama dalam perubahan warna pulp. Oleh karena itu efektivitas penghilangan lignin pada tahap klorinasi juga merupakan faktor yang sangat menentukan dalam proses perubahan warna.
Memang pada awalnya ada dugaan perubahan warna pada pulp selama penyimpanan disebabkan oleh lignin. Ternyata setelah dilakukan penelitian, penyebab utamanya adalah kandungan selulosa pulp itu sendiri yang menyebabkan perubahan warna. Adanya gugus karbonil dan karboksil pada selulosa merupakan penyebab utama terjadinya perubahan warna. Penghilangan gugus karbonil dan karboksil ini dengan proses oksidasi dan reduksi akan meningkatkan kestabilan warna. Perubahan warna juga disebabkan oleh temperatur, humidity, hemiselulosa, resin, logam-logam.
Lignin merupakan suatu senyawa polimer yang aromatis turunan dari fenil alanin. Ini mempunyai seperti matriks yang dikelilingi polisakarida yang dikandung dari beberapa dinding sel tumbuhan, yang memberikan penambahan kekakuan dan kekuatan tekanan seperti dinding yang hidrofobik dan kedap air. Tanaman terrestial vascular mungkin muncul setelah evolusi dari biosintesis lignin, karena berfungsi sebagai susunan struktural dan mengangkut air ke pusat tanah biologi yang tertinggi.
Pohon mempunyai kebutuhan yang ekstrim untuk dukungan struktural dan mengangkut air. Karenanya mereka disintesa lignin kayu dari tingkat yang tinggi yaitu 15 – 36% dari liginin kayu kering (Sarkanen dan Herget, 1971).
(23)
2.3. Karbohidrat
Karbohidrat merupakan bahan yang banyak terdapat dalam makanan, dan didalam tubuh mengalami perubahan atau metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam darah, sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber energi. Jadi ada bermacam-macam senyawa yang termasuk dalam golongan karbohidrat ini. Dari contoh-contoh tadi kita mengetahui bahwa amilum atau pati, selulosa, glikogen, gula atau sukrosa dan glukosa merupakan beberapa senyawa karbohidrat yang sangat penting dalam kehidupan.
Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti molekul air. Sebagai contoh molekul glukosa mempunyai rumus kimia C12H22O11. Pada glukosa tampak bahwa jumlah atom hidrogen berbanding jumlah atom oksigen ialah 12:6 atau 2:1, sedangkan pada sukrosa 22:11 atau 2:1. Dengan demikian dahulu orang berkesimpulan adanya air dalam karbohidrat, yang berasal dari “karbon” yang berarti mengandung unsur karbon dan “hidrat” yang berarti air. (Poedjiadi,A.2007)
Beberapa turunan molekul karbohidrat yang ada dan dapat dibentuk dari pengurangan. Sebagai contoh, jika ada molekul yang mempunyai oksigen yang jumlahnya lebih sedikit lalu kita katakan ini sebagai deoksi karbohidrat, dan yang paling banyak dikenal adalah deoksiribosa yang komponen utamanya yaitu deoksiribonukleat (DNA). Gula berbeda dari D-ribosa yang didalamnya terdapat golongan hidroksil yang diganti oleh atom hidrogen (penghilangan satu oksigen).
Gula alkohol dibentuk ketika golongan karbonil direduksi menjadi golongan hidroksil. Gula alkohol biasanya digunakan sebagai pengganti makanan. Untuk alasan ini banyak produk seperti permen karet yang manis mengandung gula alkohol. Yang paling penting kegunaan dari gula alkohol adalah dalam pembuatan makanan untuk orang diabetes. Gula alkohol diserap diusus halus yang menghasilkan perubahan kecil padaa tingkat gula darah. Selain itu, gula alkohol diserap lalu dieksresikan keurin dari pada untuk metabolisme. (Walker,S.2008)
(24)
2.3.1. Selulosa
Selulosa terdapat dalam tumbuh-tumbuhan atau tanaman sebagai bahan pembentuk dinding sel. Serat kapas boleh dikatakan seluruhnya adalah selulosa. Dalam tubuh kita selulosa tidak dapat dicernakan karena kita tidak mempunyai enzim yang dapat menguraikan selulosa. Dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis, tetapi oleh asam dengan konsentrasi tinggi dapat terhidrolisis menjadi selulosa dan D-glukosa. Selobiosa adalah suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berikatan glikosidik antara atom karbon 1 dengan atom karbon 4.
Meskipun selulosa tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selulosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran atau buah-buahan, berguna untuk memperlancar pencernaan makanan. Adanya serat-serat dalam saluran pencernaan, gerak peristaltik ditingkatkan dan dengan demikian memperlancar proses pencernaan dan dapat mencegah konstipasi. Tentu asaja jumlah serat yang terdapat dalam bahan makanan tidak boleh terlalu banyak. (Poedjiadi,A.2007)
Selulosa adalah polisakarida yang terdiri dari rantai-rantai panjang unit-unit glukosa. Selulosa berperan sebagai bahan struktural (kerangka) pada tanaman, didapatkan pada kulit dan bagian berserat dari sayuran dan buah-buahan, serta dalam bekatul serealia.
Gambar 2.3.1.Selulosa
Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel. Selulosa di dalam kayu tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya, dan pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif dapat juga degradasi dilakukan secara enzimatik (Gaman, P.M. 1992).
(25)
2.3.2. Glukosa
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah kanan. Dialam, glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah. Glukosa darah ini bertambah setelah kita makan makanan sumber karbohidrat, namun kira-kira 2 jam setelah itu, jumlah glukosa darah akan kembali pada keadaan semula. Pada orang yang menderita diabetes melitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih dari 130 mg per 100 ml darah.
Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan amilum atau selulosa.
6 CO2 + 6 H2O Sinar matahari C6H12O6 + 6 O2 Klorofil
Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen disekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). Gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin (Poedjiadi, A. 2007).
(26)
CHO CH2OH CH2OH
H-C-OH H H H H H OH HO-C-H
H-C-OH HO OH H OH HO OH H H H-C-OH H OH H OH CH2OH
D-glukosa α-D-glukosa β-D-glukosa
Gambar 2.3.2 Struktur Glukosa
2.3.3. Hidrolisis
Disakarida mengalami proses hidrolisis menghasilkan monosakarida. Hidrolisis adalah pemecahan kimiawi suatu molekul karena pengikatan air, menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil. Proses ini dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
AB + H2O AOH + BH molekul air molekul molekul
besar kecil kecil Sebagai contoh :
C12H22O12 + H2O 2C2H12O6
1 molekul air 2 molekul monosakarida disakarida
Nampak bahwa proses-proses diatas adalah kebalikan dari reaksi-reaksi kondensasi untuk pembentukan disakarida. (Gaman.P.M, 1992)
2.4. Analisa Kualitatif Gula Pereduksi
a. Pereaksi Fehling
Pereaksi ini dapat direduksi selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat mereduksi, juga dapat direduksi oleh reduktor lain. Pereaksi Fehling terdiri atas dua
(27)
larutan yaitu larutan Fehling A dan larutan Fehling B. Larutan Fehling A adalah larutan CuSO4 dalam air, sedangkan larutan Fehling adalah larutan garam K-Tartrat dan NaOH dalam air. Kedua macam larutan ini disimpan terpisah dan baru dicampur menjelang digunakan untuk memeriksa suatu karbohidrat. Dalam pereaksi ini ion CU++ direduksi menjadi ion Cu+ yang dalam suasana basa akan diendapkan sebagai Cu2O.
2 Cu+ + 2 OH- Cu2O + H2O endapan merah bata
Dengan larutan glukosa 1% , pereaksi Fehling menghasilkan endapan merah bata, sedangkan apabila digunakan larutan yang lebih encer misalnya larutan glukosa 0,1%, endapan yang terjadi berwarna hijau kekuningan.
b. Pereaksi Benedict
Pereaksi ini berupa larutan yang mengandung kupri sulfat, natrium karbonat dan natrium sitrat. Glukosa dapat mereduksi ion Cu++ dari kupri sulfat menjadi ion Cu+ yang kemudian mengendap sebagai Cu2O. Adanya natriumkarbonat dan natrium sitrat membuat pereaksi Benedict bersifat basa lemah. Endapan yang terbentuk dapat berwarna hijau, kuning atau merah bata. Warna endapan ini terbentuk pada konsentrasi karbohidrat yang diperiksa. Pereaksi Benedict lebih banyak digunakan untuk pemeriksaan glukosa dalam urine dari pada pereaksi Fehling karena beberapa alasan. Apabila dalam urine terdapat asam urat atau kreatinin, kedua senyawa ini dapat mereduksi pereaksi Fehling, tetapi tidak dapat mereduksi pereaksi Benedict. Disamping itu pereaksi Benedict lebih peka dari pada pereaksi Fehling. Penggunaan pereaksi Benedict juga lebih mudah karena hanya terdiri atas satu macam larutan, sedangkan pereaksi Fehling terdiri atas dua macam larutan.
c. Pereaksi Barfoed
Pereaksi ini terdiri atas larutan kupri asetat dan asam asetat dalam air, dan digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Monosakarida dapat mereduksi lebih cepat dari pada disakarida. Jadi Cu2O terbentuk lebih cepat oleh monosakarida dari pada oleh disakarida, dengan anggapan bahwa konsentrasi
(28)
monosakarida dan disakarida dalam larutan tidak berbeda banyak. Tauber dan Kleiner membuat modifikasi atas pereaksi ini, yaitu dengan jalan mengganti asam asetat dengan asam laktat dan ion Cu+ yang dihasilkan direaksikan dengan pereaksi warna fosfomolibdat hingga menghasilkan warna biru yang menunjukkan adanya monosakarida. Disakarida dengan konsentrasi rendah tidak memberikan hasil positif. Perbedaan antara pereaksi Barfoed dengan pereaksi Fehling atau Benedict ialah bahwa pereaksi Barfoed digunakan suasana asam.
Apabila karbohidrat nmereduksi suatu ion logam, karbohidrat ini akan teroksidasi. Gugus aldehida pada karbohidrat akan teroksidasi menjadi gugus karboksilat dan terbentuklah asam monokarboksilat. Sebagai contoh, galaktosa akan teroksidasi menjadi asam galaktonat, sedangkan glukosa akan menjadi asam glukonat. (Poedjiadi.A, 2007)
2.5. Fermentasi
Kata fermentasi ( Fermentation dalam bahasa Inggris) berasal dari kata latin ferfere yang artinya mendidihkan. Ini dapat dianggap sebagai suatu peninggalan pada waktu ilmu kimia masih sangat muda sehingga terbentuknya gas dari suatu cairan kimia hanya dapat dibandingkan dengan keadaan seperti air mendidih atau mulai mendidih. Pada dasarnya teknologi fermentasi adalah upaya manusia untuk mencapai kondisi optimal agar proses fermentasi dapat memperoleh hasil yang maksimal serta sesuai dengan target yang direncanakan secara kualitatif dan kuantitatif.
Meskipun pada dasarnya fermentasi dapat langsung menggunakan enzim tetapi sampai saat ini, industri fermentasi yang besar-besar masih memanfaatkan mikroorganisme, antara lain karena cara ini jauh lebih murah dan mudah. Mikroba yang banyak digunakan dalam proses fermentasi diantaranya adalah khamir, kapang dan bakteri. Kegiatan demikian akan erat hubungannya dengan teknologi mikrobial karena selain diperlukan galur-galur yang unggul alami dapat pula dilakukan mutasi-mutasi induksi sampai kepada rekayasa genetik. Istilah yang banyak dipakai adalah “Bioteknologi Mikrobial” yang pada dasarnya dapat dibagi atas dua fase yaitu :
(29)
1. Teknologi mikrobial tradisional yaitu teknologi yang menggunakan metode-metode yang telah berkembang lama yaitu seleksi alami serta modifikasi proses untuk memperoleh hasil maksimal.
2. Teknologi mikrobial dengan rekayasa organisme, antara lain dengan menggunakan gen-gen asing yang disisipkan pada gen miroba. Disini umumnya disebut Rekayasa Genetik. Upaya tersebut bertujuan selain untuk mendapatkan strain atau mutan atau galur yang unggul tetapi dapat pula dikultivasi secara besar-besaran. (Muljono,J.1992)
Semua mikroorganisme membutuhkan air, sumber energi, carbon, nitrogen, elemen-elemen mineral, vitamin dan O2 (jika aerobic). Medium untuk skala besar harus menggunakan sumber-sumber nutrien untuk menciptakan sebuah medium yang memenuhi kriteria sebagai berikut :
1. Menghasilkan yield maksimum dari produk atau biomass pergram substrat yang digunakan.
2. Menghasilkan konsentrasi maksimum dari produk atau biomassa. 3. Mengijinkan laju maksimum dari pembentukan produk.
4. Yield minimum dari produk-produk yang tidak diinginkan. 5. Murah, kualitas yang konsisten dan tersedia sepanjang tahun.
6. Menimbulkan masalah-masalah yang minimal terutama pada aerasi, agitasi, ekstraksi, purifikasi dan pengolahan limbah. (Riadi,L.2007)
2.6. Ragi Roti
Penemu Yeast ( ragi roti ) pertama kali adalah Louis Pasteaur pada tahun 1872. Bibit yeast yang terbagus dalam buah anggur dan apel serta pada akar pohon tersebut.
Jenis – jenis ragi roti :
a. Fresh Yeast, merupakan jenis ragi yang pertama kali ditemukan, berbentuk
cair sehingga dalam penyimpanan memerlukan pembekuan sering disebut compressed yeast.
b. Dry Yeast, merupakan jenis ragi yang kering berbentuk butiran – bituran sering disebut dehydrated yeast.
(30)
c. Instan Yeast, merupakan ragi yang dibentuk dalam bentuk tepung/powder Cara pemakaian dari ragi – ragi tersebut berbeda – beda yaitu:
a. Fresh Yeast sebelum dicampurkan dengan bahan – bahan lain harus dicairkan terlebih dahulu
b. Dry Yeast sebelum dicampurkan dengan bahan – bahan lainnya harus
dilarutkan dulu dengan air dan difermentasikan. Instan yeast bias dicampurkan langsung dengan bahan – bahan lain sehingga menjadi suatu adonan.
( Subagjo, 2007 )
2.7. Bioetanol
Bioetanol adalah etanol yang dibuat dari biomassa yang mengandung komponen pati atau selulosa, seperti singkong dan tetes tebu. Dalam dunia industri, etanol umumnya digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran untuk minuman keras (seperti sake atau gin), serta bahan baku farmasi dan kosmetika. Berdasarkan kadar alkoholnya, etanol terbagi menjadi tiga bagian sebagai berikut :
• Bagian industri dengan kadar alkohol 90-94%.
• Netral dengan kadar alkohol 96-99,5%, umumnya digunakan untuk minuman keras atau bahan baku farmasi.
• Bagian bahan bakar dengan kadar alkohol diatas 99,5%.
Ketika harga BBM merangkak semakin tinggi, bioetanol diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pensubstitusi BBM untuk motor bensin. Sebagai bahan pensubstitusi bensin, bioetanol dapat diaplikasikan dalam bentuk bauran dengan minyak bensin (EXX), misalnya 10% etanol dicampur dengan 90% bensin (gasohol E10) atau digunakan 100% (E100) sebagai bahan bakar. Penggunaan E100 membutuhkan modifikasi mesin mobil, seperti halnya di Brasil. Brasil merupakan salah satu negara yang telah sukses mengembangkan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif pensubstitusi bensin.
(31)
Bioetanol diperoleh dari hasil fermentasi bahan yang mengandung gula. Tahap inti produksi bioetanol adalah fermentasi gula, baik yang berupa glukosa, sukrosa, maupun fruktosa oleh ragi (yeast) terutama Saccharomyces sp atau bakteri Zymomonas mobilis. Pada proses ini, gula akan dikonversi menjadi etanol dan gas karbondioksida.
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Gula Etanol Karbondioksida (gas)
Bahan baku etanol bisa diperoleh dari berbagai tanaman yang menghasilkan gula (seperti tebu dan molase) dan tepung (seperti jagung, singkong, dan sagu). Pada tahap persiapan, bahan baku berupa padatan harus dikonversi terlebih dahulu menjadi larutan gula sebelum akhirnya difermentasi untuk menghasilkan etanol, sedangkan bahan-bahan yang sudah dalam bentuk larutan gula (seperti molase) dapat langsung difermentasi. Bahan padatan dikenai perlakuan pengecilan ukuran dan tahap pemasakan. Proses pengecilan ukuran dapat dilakukan dengan menggiling bahan (singkong, sagu, dan jagung). (Hambali,E.2007)
2.8.Spektrofotometer UV-Vis
Spektrofotometer yang sesuai untuk pengukuran didaerah spektrum ultraviolet dan sinar tamapak terdiri atas suatu sistem optik dengan kemampuan menghasilkan sinar monokromatis dalam jangkauan panjang gelombang 200-800 nm. Komponen-komponennya meliputi sumber-sumber sinar, monokromator, dan sistem optik.
a. Sumber-sumber lampu; lampu deuterium digunakan untuk daerah UV pada panjang gelombang dari 190–350 nm, sementara lampu halogen kuarsa atau lampu tungsten digunakan untuk daerah visibel (pada panjang gelombang antara 350-900 nm).
b. Monokromator; digunakan untuk mendispersikan sinar kedalam komponen-komponen panjang gelombangnya yang selanjutnya akan dipilih oleh celah (slit). Monokromator berputar sedemikian rupanya sehingga kisaran panjang
(32)
gelombang dilewatkan pada sampel sebagai scan instrumen melewati spektrum.
c. Optik-optik; dapat didesain untuk memecah sumber sinar sehingga sumber sinar melewati 2 kompartemen, dan sebagaimana dalam spektrofotometer berkas ganda (double beam), suatu larutan blanko dapat digunakan dalam satu kompartemen untuk mengkolerasi pembacaan atau spektrum sampel. Yang paling sering digunakan dalam sebagai blanko dalam spektrofotometri adalah semua pelarut yang digunakan untuk melarutkan sampel atau pereaksi.(Rohman,A.2007)
(33)
BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1 Alat-alat
Alat-alat yang digunakan adalah :
− Alat Autoklaf Fiesher Scientific
− Buret Pyrex
− Hot plate stirer Cimarec
− Labu ukur Pyrex
− Neraca analitik Sartorius
− pH universal p.a. Merck
− Pipet Volume Pyrex
− Termometer Fischer
− Oven Griffin
− Bunsen
− Bola karet
− Botol Aquades
− Corong
− Kertas saring Whatman
− Penangas air
− Pipet tetes
− Statif dan klem
− Spatula
− Stirer Magnetik
− Gelas Erlenmeyer Pyrex
− Gelas beaker Pyrex
− Desikator
(34)
− Tungku kaki tiga
− Penjepit tabung
− Tabung reaksi
− Plastik dan karet
− Kapas
− Elektromantle
− Kondensor Pyrex
− Labu leher tiga Pyrex
− Pendingin Liebig
− Gabus karet
3.1.2 Bahan-bahan :
Bahan-bahan yang digunakan adalah :
− Jerami padi
− Ragi roti Saff instan
− Akuades
− CuSO4.5H2O p.a. Merck
− Etanol 99,9% p.a. Merck
− Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O p.a. Merck
− FeSO4.7H2O p.a. Merck
− Glukosa monohidrat p.a. Merck
− H2SO4(p) p.a. Merck
− KH2PO4 p.a. Merck
− K2Cr2O7 p.a. Merck
− MgSO4.7H2O p.a. Merck
− NaOH p.a. Merck
− Na2SO3 p.a. Merck
− HNO3(p) p.a. Merck
− HCl(p) p.a. Merck
− NaNO3 p.a. Merck
(35)
− Indikator Ferroin
− Na-sitrat p.a. Merck
− Na-Hipoklorit p.a. Merck
− K-Na-Tartrat p.a. Merck
− Na2HAsO4.7H2O p.a. Merck
− (NH4)6Mo7O24.4H2O p.a. Merck
− Na2SO4 p.a. Merck
− NaHCO3 p.a. Merck
− C6H12O6 p.a. Merck
− 1,10-O-phenantrolin.H2O p.a. Merck
3.2. Pembuatan Larutan Pereaksi 3.2..1. Larutan K2Cr2O7 0,689 N
Sebanyak 162,5 mL larutan H2SO4(p) ditambahkan kedalam 200 mL akuades pada labu ukur 500 mL. Campuran diaduk dan didinginkan pada suhu 80-90oC. Ditambahkan 16,88 g K2Cr2O7 (standar primer), dilarutkan dan didinginkan. Kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda (pada suhu 25oC).
3.2.2 Larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 0,393 N
Dilarutkan 77 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O dalam 250 mL akuades pada labu ukur 500 mL, ditambahkan 15 mL H2SO4(p) dan diencerkan dengan akuades hingga garis tanda. Dihomogenkan.
3.2.3. Indikator Feroin
Sebanyak 0,695 g FeSO4.7H2O dilarutkan dalam 50 mL akuades, kemudian ditambahkan 1,485 g 1,10-O-phenantrolin.H2O dan diencerkan pada labu ukur 100 ml sampai garis tanda.
(36)
3.2.4. Pereaksi Benedict
Sebanyak 17,3 g Na-Sitrat dilarutkan dengan akuades. Dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL (Larutan 1). Sebanyak 1,73 g CuSO4.H2O dilarutkan dengan aquades (Larutan 2). Perlahan – lahan larutan 2 ditambahkan kedalan larutan 1. Kemudian diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 100 mL sampai garis tanda, dihomogenkan.
3.2.5. Larutan HCl 30%
Sebanyak 81,08 mL HCl 37% diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 100 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
3.2.6. Larutan NaOH 10 %
Sebanyak 10 g NaOH pellet dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 100 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
3.2.7. Larutan HNO3 3,5 %
Sebanyak 54,6 mL HNO3 64% di tambahkan 10 mg NaNO3 lalu diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 1000 mL hingga garis batas, dihomogenkan.
3.2.8. Larutan NaSO3 2%
Sebanyak 10 g NaSO3 dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
3.2.9. Larutan NaOH 2%
Sebanyak 10 g NaOH pellet dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
(37)
3.2.10. Larutan NaOH 17,5 %
Sebanyak 87,5 g NaOH pellet dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
3.2.11. Larutan Na-Hipoklorit 1,75%
Sebanyak 72,9 mL Na-Hipoklorit 12% diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL hingga garis tanda, dihomogenkan.
3.2.12. Larutan pereaksi Nelson
Nelson A :
Dilarutkan12,5 g Natrium karbonat anhidrat, 12,5 g garam Rochelle (K-Na-Tartrat), 10 g Natrium Bikarbonat, dan 100 g Natrium Sulfat anhidrat dalam 300 ml akuades dan diencerkan sampai 500 mL.
Nelson B :
Dilarutkan 7,5 g CuSO4.5H2O dalam 50 mL akuades dan ditambahkan 1 tetes asam sulfat pekat.
Pereaksi Nelson dibuat dengan cara mencampur 25 bagian larutan Nelson A dan I bagian Nelson B. Pencampuran dilakukan setiap kali akan digunakan.
3.2.13. Larutan Arsenomolibdat
Dilarutkan 25 g ammonium molibdat dalam 450 mL akuades dan ditambahkan 25 mL H2SO4(p). Pada tempat yang lain, dilarutkan 3 g Na2HAsO4.7H2O dalam 25 mL akuades, kemudian dituangkan larutan ini ke dalam larutan pertama.
Disimpan dalam botol berwarna coklat dan diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam. Larutan pereaksi ini dapat digunakan setelah masa inkubasi dan berwarna kuning.
(38)
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Isolasi Selulosa dari Jerami padi
- Sebanyak 75 g jerami padi yang telah halus dimasukkan ke dalam gelas beaker 2000 mL
- Ditambahkan 1000 mL HNO3 3,5 % dan 10 mg NaNO2 - Dipanaskan dalam waterbath selama 2 jam pada suhu 80o C - Disaring dan dicuci residu dengan akuades hingga pH = 7 - Ditambahkan 375 mL NaOH 2% dan 375 mL Na2SO3 2% - Dipanaskan selama 1 jam pada suhu 50o C
- Disaring dan dicuci residu dengan akuades hingga pH = 7 - Ditambahkan 500 mL Na-Hipoklorit 1,75 %
- Dipanaskan selama 30 menit pada suhu 100o C
- Disaring dan dicuci residu dengan akuades hingga pH = 7 - Ditambahkan 500 mL NaOH 17,5 %
- Dipanaskan selama 30 menit pada suhu 80o C
- Disaring dan dicuci residu dengan akuades hingga pH = 7 - Ditambahkan 500 mL Na-Hipoklorit 1,75 %
- Dipanaskan selama 5 menit pada suhu 100o C
- Disaring dan dicuci residu dengan akuades hingga pH = 7 - Dikeringkan residu didalam oven pada suhu 60o C
- Dimasukkan kedalam desikator
- Dimasukkan selulosa secukupnya kedalam plat tetes - Diteteskan dengan larutan iodine 0,1N
- Jika tidak terjadi perubahan warna menunjukkan uji positif selulosa
3.3.2. Hidrolisis Selulosa Jerami padi Menjadi Glukosa Serta Uji Kualitatif Glukosa
- Dimasukkan 0,5 g jerami padi kedalam gelas erlenmeyer - Ditambahkan dengan 8 mL HCl 30%
- Ditutup dengan kapas dan aluminium foil.
- Dipanaskan dalam termostat pada suhu 80oC selama 30 menit - Didinginkan hingga suhu kamar
(39)
- Ditambahkan NaOH 10% hingga pH = 4 - 4,5 - Disaring
- Dipipet 1 mL filtrat ke dalam tabung reaksi - Ditambahkan 5 mL larutan Benedict
- Dipanaskan di waterbath hingga terbentuk endapan merah bata
3.3.3. Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum Larutan Glukosa Standar
- Ditimbang 1000 mg glukosa anhidrat dan dilarutkan denagan aquades sampai volume 1000 ml (larutan glukosa anhidrat 1000 ppm)
- Dipipet 10 mL larutan induk glukosa 1000 ppm dan dimasukkan kedalam labu takar 100 mL
- Diencerkan dengan aquades hingga garis batas
- Dilakukan pengenceran hingga didapat larutan glukosa anhidrat 35 ppm - Dipipet 1 mL larutan glukosa 35 ppm kedalam tabung reaksi, lalu
ditambahkan 1 mL pereaksi Nelson lalu ditutup dengan kapas
- Dipanaskan pada waterbath sampai mendidih selama 20 menit lalu didinginkan
- Ditambahkan 1 mL larutan arsenomolibdat lalu dikocok hingga semua endapan larut
- Ditambahkan 7 mL aquades lalu dikocok hingga homogen.
- Diukur serapan panjang gelombang pada 600 – 900 nm. (diperoleh panjang gelombang maksimum)
3.3.4. Penyiapan Kurva Standar Glukosa
- Disiapkan larutan glukosa standar dalam beberapa tabung reaksi dengan konsentrasi bertingkat dari 25 ppm, 30 ppm, 35 ppm, 40 ppm, dan 45 ppm - Ditambahkan 1 mL larutan Nelson kemudian dipanaskan hingga mendidih
selama 20 menit dan didinginkan.
- Ditambahkan 1 mL larutan arsenomolibdat lalu dikocok hingga semua endapan larut
- Ditambahkan 7 mL akuades lalu dikocok hingga homogen - Diukur serapannya pada panjang gelombang 750 nm
(40)
- Dibuat kurva standar yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi gula standar dan absorbansi
3.3.5. Analisa Kandungan Glukosa Sampel
- Dipipet 1 mL filtrat hasil hidrolisa selulosa jerami padi lalu diencerkan dalam labu ukur 100 mL dan diambil 1 mL untuk dianalisa
- Ditambahkan 1 mL larutan Nelson kemudian dipanaskan hingga mendidih selama 20 menit dan didinginkan
- Ditambahkan 1 mL larutan arsenomolibdat lalu dikocok hingga semua endapan larut
- Ditambahkan 7 mL aquades lalu dikocok hingga homogen
- Diukur serapannya pada panjang gelombang 750 nm sehingga dapat dihitung kadar gula reduksinya
3.3.6. Fermentasi Glukosa Hasil hidrolisis Selulosa Jerami padi Menjadi Etanol
- Dimasukkan 100 mL Larutan glukosa hasil hidrolisis jerami padi kedalam gelas Erlenmeyer 250 mL
- Ditambahkan 0,1 g MgSO4.7H2O , 0,1 g KH2PO4 dan 0,1 g (NH4)2SO4 - Disterilisasi dengan menggunakan alat autoklaf pada suhu 121oC selama 1
jam lalu didinginkan.
- Ditambahkan ragi roti sebanyak 2 gram - Difermentasi selama 2 hari, 4 hari dan 6 hari
- Dilakukan perlakuan yang sama untuk variasi berat ragi 4 dan 6 gram
3.3.7. Destilasi Larutan Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Jerami padi
- Dimasukkan larutan fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi ke dalam labu leher dua
- Dirangkai alat destilasi
(41)
- Ditampung destilat pada erlenmeyer yang ditutup dengan plastik dan diikat karet
- Diukur volume destilat yang dihasilkan
3.3.8. Penyiapan Kurva Kalibrasi Etanol
- Disiapkan larutan standar etanol dengan konsentrasi 0,2 ; 0,4 ; 0,6 ; 0,8 ; 1,0 ; 1,2 ; 1,4 ; 1,6 ; 1,8 dan 2,0 %
- Dipipet sebanyak 5 mL dari masing-masing larutan etanol yang telah disiapkan lalu diencerkan kedalam labu takar 100 mL.
- Dipipet 1 mL larutan etanol hasil pengenceran kemudian dimasukkan kedalam gelas Erlenmeyer
- Ditambahkan 5 mL K2Cr2O7 0,689N.
- Ditambahkan 3 tetes indikator feroin dan dititrasi dengan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 0,393N hingga larutan berwarna coklat kemerahan.
3.3.9.Analisa Kadar Etanol Sampel Dengan Metode Oksidasi Kalium Dikromat
- Dimasukkan 1 mL destilat kedalam gelas erlenmeyer - Ditambahkan 5 mL K2Cr2O7 0,689N.
- Dititrasi dengan Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O 0,393N.
(42)
3.4. Bagan Penelitian
3.4.1 Isolasi Selulosa dari Jerami padi
Dimasukkan kedalam beaker glass 2000mL Ditambahkan 1000 mL HNO3 3,5% dan 10 mg NaNO2
Dipanaskan dalam waterbath selama 2 jam pada suhu 80oC
Dicuci dengan akuades hingga pH = 7 dan disaring
Ditambahkan 375 mL NaOH 2% dan 375 mL Na2SO3 2% Dipanaskan selama 1 jam pada suhu 50oC
Disaring
Dicuci dengan akuades hingga pH = 7 Ditambahkan 500 mL Na-Hipoklorit 1,75% Dipanaskan selama 30 menit pada suhu 100oC Disaring
Dicuci dengan akuades hingga pH = 7 Ditambahkan 500 mL NaOH 1,75%
Dipanaskan selama 30 menit pada suhu 80oC Disaring
Dicuci dengan akuades hingga pH = 7 Ditambahkan 500 mL Na-Hipoklorit 1,75% Dipanaskan selama 5 menit pada suhu 100oC Disaring
Dicuci dengan akuades hingga pH = 7 Dikeringkan didalam oven pada suhu 60oC Ditimbang massanya
Dimasukkan selulosa secukupnya kedalam plat tetes Diteteskan dengan larutan iodine 0,1N
Jika tidak terjadi perubahan warna menunjukkan uji positif selulosa 75 gram Jerami Padi Halus
Residu I Filtrat I
Residu II Filtrat II
Residu III Filtrat III
Residu IV Filtrat IV
Residu V Filtrat V
(43)
3.4.2. Hidrolisis Selulosa Jerami padi dan Uji Kuantitatif Glukosa
Dimasukkan kedalam gelas erlenmeyer Ditambahkan 8 mL HCL 30%
Ditutup dengan menggunakan kapas dan aluminium foil
Dipanaskan dalam termostat pada suhu 80oC selama 30 menit
Didinginkan
Ditambahkan NaOH 10% hingga pH = 4 - 4,5
Disaring
Dipipet 1 mL Diuji kadar glukosa dengan
Dimasukkan kedalam tabung reaksi metode Nelson Somogyi Ditambahkan 5 mL Benedict
Dipanaskan didalam waterbath hingga terbentuk endapan merah bata
0,5 gram selulosa Jerami
Hasil
Hasil Filtrat Larutan Gula Hasil Hidrolisis Residu
(44)
3.4.2 Pembuatan larutan fermentasi
Dipipet 100 mL dan dimasukkan kedalalm erlenmeyer
Ditambahkan 0,1g MgSO4.7H2O, 0,1g KH2PO4, dan 0,1g (NH4)2SO4
Disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121oC selama 1 jam lalu didinginkan
Ditambahkan ragi roti sebanyak 2g
Difermentasi selama 2 hari, 4 hari dan 6 hari
Dilakukan perlakuan yang sama untuk variasi ragi roti 4g dan 6g Larutan glukosa hasil hidrolisis sampel
(45)
3.4.3Destilasi Larutan Hasil Fermentasi dan Uji Kuantitatif Etanol
Dimasukkan kedalam labu leher dua Didestilasi pada suhu 78o-80oC
Destilat ditampung ke dalam erlenmeyer yang ditutup dengan plastik dan karet
Diukur volume destilat yang diperoleh
Dipipet 1mL
Dimasukkan kedalam erlenmeyer
Ditambahkan 5mL K2Cr2O7 0,689N
Ditambahkan 3 tetes indikator feroin
Dititrasi dengan menggunakan larutan
Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 0,393 N
Diukur volume titran pada saat larutan berwarna kemerahan
Dihitung kadar etanol yang diperoleh
100 mL Larutan Hasil Fermentasi
Destilat
(46)
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Hasil Penelitian
Pada penelitian pembuatan bioetanol dari fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan HCl 30% dengan menggunakan ragi roti terlebih dahulu dilakukan isolasi selulosa, sehingga diperoleh hasil yaitu 24,59 gram.
Kemudian selulosa dihidrolisis dengan menggunakan HCl 30%, lalu dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi, sehingga diperoleh data sebagai berikut :
Data Hasil Kadar Glukosa Dari Hasil Selulosa Jerami Padi
Pengulangan Absorbansi Konsentrasi
Kadar
Glukosa Rata-Rata
(mg/mL) (%)
I 0,274 0,001882 9,41
9,55%
II 0,279 0,001918 9,59
III 0,281 0,001932 9,66
Dan glukosa yang diperoleh dari hasil hidrolisis jerami padi difermentasikan dengan variasi lama fermentasi yaitu 2 hari, 4 hari, dan 6 hari. Serta variasi berat ragi roti yang digunakan yaitu sebanyak 2 gram, 4 gram dan 6 gram. Kemudian dilakukan tahap destilasi untuk memperoleh bioetanol lalu kadarnya dianalisa dengan menggunakan metode oksidasi kalium dikromat. Sehingga diperoleh data sebagai berikut :
(47)
Data Volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 dan Kadar Etanol
Berat Ragi
Lama Fermentasi
Analisa Kadar Etanol Volume Titrasi
(mL)
Kadar Etanol (%)
2 gram
2 hari 2,8 5,47
4 hari 2,2 5,9
6 hari 0,8 6,89
4 gram
2 hari 3,8 4,76
4 hari 1,9 6,11
6 hari 0,4 7,18
6 gram
2 hari 3,3 5,12
4 hari 1,6 6,32
6 hari 0,05 7,43
4.1.1.Perhitungan Kadar Selulosa Jerami Padi
Perhitungan kadar selulosa jerami padi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
�−� ��
Dimana :
B = Berat Sampel + Berat Cawan setelah pengeringan 110oC S = Berat Sampel + Berat Cawan setelah pengeringan 600oC Bs= Berat Sampel awal
Jika diketahui B = 2 g dan S = 0,0208 g, dan Bs = 6,100 g Maka kadar serat kasarnya adalah :
= �−�
��
x 100%
=
2� – 0,0208�6,100�
x 100 %
(48)
4.1.2.Perhitungan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa JeramiPadi
Untuk menghitung kadar gula reduksi hasil hidrolisis selulosa jerami padi menggunakan HCl 30%, maka terlebih dahulu dicari persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi larutan glukosa dari berbagai konsentrasi dan absorbansi sebagai berikut :
Tabel 4.1. : Data penentuan standar larutan glukosa ( mg/L ) pada berbagai konsentrasi.
Dimana :
X = Konsentrasi glukosa standar (mg/L) Y = Absorbansi larutan glukosa standar n = 10 ∑X2 = 8875
∑X = 225 ∑Y2 = 0,466897
∑Y = 1,645 ∑XY = 64,35
Persamaa garis regresi :
Y = ax + b
X Y X2 Y2 XY
0 0,009 0 0,000081 0
25 0,186 625 0,034596 4,65
30 0,223 900 0,049729 6,69
35 0,249 1225 0,062001 8,715
40 0,295 2600 0,087025 11,8
45 0,331 2025 0,109561 14,895
50 0,352 2500 0,123904 17,6
(49)
Dimana :
a = � (∑��)− (∑�)(∑�) � (∑�2)− (∑�)2
= 7 (64,35)− (225)(1,645) 7 (8875)− (225)2
= 450,45−370,125 62125−50625
=
80,325
11500
=
0,007b = �∑�
2�(∑�)− (∑�)(∑��)
� (∑�2)− (∑�2)
= (8875)(1,645)− (225)(64,35) 7 (8875)− (225)2
= 4599,375−14478,75 62125−50625 =
120,625
11500 = 0,0105
Maka persamaan garis regresinya adalah : Y = ax + b
Y = 0,007x + 0,0105 Dimana :
Y = Absorbansi dari pengukuran serapan glukosa x = Konsentrasi glukosa (mg/L)
a = Slope b = Intersept
Untuk pengukuran absorbansi sampel glukosa hasil hidrolisis selulosa jerami padi, yaitu :
Y1 = 0,274 Y2 = 0,279 Y3 = 0,281 Maka :
X = �−� �
(50)
X1 =
0,274−0,0105
0,007 = 37,64 mg/L = 0,03764 mg/mL
X2 =
0,279−0,0105
0,007 = 38,36 mg/L = 0,03836 mg/mL
X3 =
0,281−0,0105
0,007 = 38,64 mg/L = 0,03864 mg/mL
Karena sebelum diukur serapnnya setiap 1 mL dari 25 mL sampel glukosa mengalami 1 kali pengenceran dalam labu takar 50 mL, maka konsentrasi sampel glukosa, yaitu :
X1 = 0,03764 x 50 = 1,882 mg/mL = 0,001882 g/mL X2 = 0,03836 x 50 = 1,918 mg/mL = 0,001918 g/mL X3 = 0,03864 x 50 = 1,932 mg/mL = 0,001932 g/mL
X = 0,001882+0,001918+0,001932
3 = 0,001917 g/mL
Setelah diperoleh harga Xsampel kemudian disubstitusikan ke dalam rumus :
Kadar Gula Reduksi=V = �(�)
� x 100%
Dimana :
X = Konsentrasi Sampel (g/mL) v = Volume Labu takar (mL) S = Berat Sampel awal (g)
(51)
Sehingga : V1 =
0,001882�25
0,5 x 100% = 9,41%
V2 =
0,001918�25
0,5 x 100% = 9,59%
V3 =
0,001932�25
0,5 x 100% = 9,66%
maka : V = 9,41+9,59+9,66
3 = 9,55%
sehingga kadar gula reduksi yang diperoleh adalah 9,55%
4.1.3.Perhitungan Kadar Etanol
Untuk menghitung kadar etanol hasil fermentasi glukosa dari hidrolisis jerami padi yaitu dengan menggunakan metode oksidasi kalium dikromat. Dengan, menggunakan persamaan regresi dari kurva larutan etanol dari berbagai konsentrasi, sebagai berikut :
Tabel 4.3 : Data Penentuan Larutan Etanol pada berbagai konsentrasi
No X Y X2 XY
1 0,2 8 0,04 1,6
2 0,4 7,8 0,16 3,12
3 0,6 7,6 0,36 4,56
4 0,8 7,3 0,64 5,84
5 1 7 1 7
6 1,2 6,7 1,44 8,04
7 1,4 6,4 1,96 8,96
8 1,6 6,2 2,56 9,92
9 1,8 5,8 3,24 10,44
10 2 5,5 4 11
∑X = 11,0 ∑Y = 68,3 ∑X2 = 15,40 ∑XY = 70,48
Persamaan garis regresi dengan memakai data diatas dengan rumus sebagai berikut : Y = ax + b
(52)
a = �(∑��)− (∑�)(∑�) �(∑�2)− (∑�)2
= 10(70,48)− (11,0)(68,3) 10(15,40)− (11,0)2
= 704,8−751,3 154−121 =
−46,5
33 = -1,409
b = �∑�
2�(∑�)− (∑�)(∑��)
�(∑�2)− (∑�)2
= (15,40)(68,3)− (11,0)(70,48) 10 (15,40)− (11)2
= 1021,82−704,8 154,0−121 =
347,02
33 = 10,5157 Maka persamaan garis regresinya adalah :
Y = ax + b
Y = -1,4090 x + 10,5157 atau Y = 10,5157 – 1,4090 x Dimana :
a = Slope b = Intersep
Y= Volume titrasi larutan Fe(NH4)2(SO4)2 0,393N terhadap sampel (mL) x = Kadar etanol (mL/100mL)
dengan menggunakan persamaan garis regresi, maka konsentrasi etanol dapat ditentukan.
Contoh :
Volume titrasi dengan lama fermentasi 2 hari dengan ragi roti 2 gram diperoleh sebesar 2,3 mL, maka kadar etanolnya adalah :
Y = ax + b
2,8 = 10,5157 – 1,4090 x x = 2,8−10,5157
−1,4090 = 5,47%
(53)
4.2.Pembahasan
Pengaruh lama fermentasi yang divariasikan yaitu selama 2 hari, 4 hari dan 6 hari. Sedangkan untuk variasi ragi roti yang digunakan adalah 2 gram, 4 gram dan 6 gram.
4.2.1.Untuk Variasi Lama Fermentasi Terhadap Kadar Etanol
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh data yang menyatakan bahwa waktu fermentasi mempengaruhi kadar etanol yang dihasilkan, semakin lama waktu fermentasi yang digunakan semakin tinggi pula kadar etanol yang dihasilkan, karena semakin banyak mikroba yang menguraikan glukosa menjadi etanol sehingga menghasilkan kadar etanol yang tinggi. Ini dapat dilihat dari data pada hari perlakuan pertama yaitu 2 hari dengan menggunakan ragi roti 2 gram kadar etanol yang diperoleh yaitu 5,47%. Hal ini dikarenakan mikroba berada pada fase lag ( fase adaptasi). Sedangkan pada fermentasi 4 hari dengan menggunakan 4 gram ragi roti kadar etanol yang diperoleh yaitu 6,11%, dimana mikroba berada pada fase eksponensial yaitu fase dimana mikroba masih banyak tumbuh sehingga meningkatkan kadar etanol. Dan pada hari terakhir yaitu 6 hari dengan menggunakan ragi roti 6 gram kadar etanol yang diperoleh yaitu 7,43%. Dalam hal ini mikroba berada fase stasioner yaitu fase dimana mikroba telah mencapai kecepatan maksimum yang pada akhirnya jumlah sel akan tetap.
Menurut Novita Hikmiyati dan Novie Sandrie Yanie, semakin lama waktu fermentasi, jumlah pengurangan glukosa juga semakin besar. Hal ini dikarenakan pada proses fermentasi terjadi pengurangan glukosa substrat. Glukosa digunakan sebagai makanan untuk pertumbuhan mikroba dan pembentukan etanol sebagai produk fermentasi. Semakin besar jumlah pengurangan glukosa maka etanol yang terbentuk juga semakin banyak, sehingga kadar etanol juga semakin besar.
(54)
4.2.2.Untuk Variasi Ragi Roti Terhadap Kadar Etanol
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh data yang menyatakan bahwa semakin banyak jumlah ragi roti yang digunakan maka semakin besar pula kadar etanol yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan semakin jumlah nutrisi yang digunakan maka semakin tinggi pula kadar etanol yang dihasilkan. Dimana kadar etanol terendah diperoleh pada ragi roti 2 gram dengan waktu fermentasi 2 hari yaitu 5,47%. Sedangkan pada waktu fermentasi 6 hari dengan ragi roti 6 gram kadar etanol yang dihasilkan semakin tinggi yaitu 7,43%.
Menurut Heppy Rikana dan Risky Adam yaitu semakin banyak ragi roti yang digunakan maka etanol yang dihasilkan juga semakin banyak karena semakin banyak ragi roti yang ditambahkan, maka bakteri yang mengurai glukosa menjadi etanol pun semakin banyak.
(55)
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa :
1. Kadar gula reduksi yang diperoleh dari hasil hidrolisis selulosa jerami padi dengan HCl 30% adalah 9,55 %
2. Kadar bioetanol yang dihasilkan yaitu sebesar 7,43% dengan waktu fermentasi selama 6 hari dengan menggunakan ragi roti sebanyak 6 gram
5.2.Saran
Disarankan untuk penelitian selanjutnya agar melakukan pemurnian bioetanol yang dihasilkan lebih lanjut agar diperoleh kadar bioetanol yang lebih tinggi untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.
(56)
DAFTAR PUSTAKA
Aak. 1990. Budidaya Tanaman Padi. Yogyakarta : Yayasan Kanisus
Abidin,R. 2009. Membuat Bensin Dari Beras. Jakarta : Bentara Cipta Prima Gaman, P.M. 1992. Ilmu Pangan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Hambali,E.2007.Teknoligi Bioenergi. Jakarta : Agromedia Pustaka
Hidayat, N. 2006. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta: Penerbit Andi
Hikmayati,N., dan Yanie, N.S., Pembuatan Bioetanol Dari Limbah Kulit Singkong Melalui Proses Hidrolisa Asam Dan Enzimatis.Universitas Diponegoro
Diakses 21 Juni 2012
Judoamidjoyo, M. 1992. Teknologi Fermentasi. Jakarta: Raja wali press
Komarayati,S dan Gusmailina. 2010. Prospek Bioetanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah. Bogor
Nurfiana,F.,et all., Pembuatan Bioethanol Dari Biji Durian Sebagai Sumber Energi alternatif. Yogyakarta
Poedjiadi, A. 2007. Dasar-Dasar Biokomia. Jakarta : UI-Press Riadi,L. 2007. Teknologi Fermentasi. Jakarta : Graha Ilmu
Rikana,H.,dan Adam,R.,Pembuatan Bioethanol Dari singkong Secara fermentasi Menggunakan Ragi tape. Dipoenegoro
Rohman,A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar
Sarkanen,K.V., dan Hergert, H.L. 1971. Definition and Nomenciature. In Lignins : Occurence, Formation, Structure and reactions,K.V.Sarkanen and C.H.Ludwing, eds. New York : Wiley Intersdiences
Subagjo,A.2007.Manajemen Pengolahan Kue dan Roti.Edisi Pertama.Yogyakarta : 2007
(57)
(58)
Tabel 5. Data Larutan Glukosa Standar
Larutan Glukosa Standar ( mg/L ) Absorbansi
0 0,009
25 0,186
30 0,223
35 0,249
40 0,295
45 0,331
50 0,352
Tabel 6.Data Hasil Kadar Glukosa Dari Hasil Selulosa Jerami Padi
Pengulangan Absorbansi Konsentrasi
Kadar
Glukosa Rata-Rata
(mg/mL) (%)
I 0,274 0,001882 9,41
9,55%
II 0,279 0,001918 9,59
(59)
Tabel 7. Data Kurva Kalibraasi Etanol dengan Berbagai Konsentrasi No Konsentrasi Etanol (%) Volume titran (mL)
1 0,2 8
2 0,4 7,8
3 0,6 7,6
4 0,8 7,3
5 1 7
6 1,2 6,7
7 1,4 6,4
8 1,6 6,2
9 1,8 5,8
10 2 5,5
Tabel 8. Data Volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 dan Kadar Etanol
Berat Ragi Lama Fermentasi
Analisa Kadar Etanol Volume Titrasi
(mL)
Kadar Etanol (%)
2 gram
2 hari 2,8 5,47
4 hari 2,2 5,9
6 hari 0,8 6,89
4 gram
2 hari 3,8 4,76
4 hari 1,9 6,11
6 hari 0,4 7,18
6 gram
2 hari 3,3 5,12
4 hari 1,6 6,32
(60)
Gambar 3. Kurva Larutan Glukosa Standar pada λ 750 nm
Gambar 4. Kurva Larutan Etanol Standar dengan Berbagai Konsentrasi
y = 0,007x + 0,0105 R² = 0,9979
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
0 10 20 30 40 50 60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
V o lu m e T itr a si ( m L)
(61)
Gambar 5. Kurva Kadar Etanol dari Banyaknya ragi 2 gram, 4 gram dan 6 gram Terhadap Lama Fermentasi
0 1 2 3 4 5 6 7 8
2 4 6
K
ad
ar
Et
an
o
l (
%
)
Lama Fermentasi ( Hari )
2 gram 4 gram 6 gram
(1)
DAFTAR PUSTAKA
Aak. 1990. Budidaya Tanaman Padi. Yogyakarta : Yayasan Kanisus
Abidin,R. 2009. Membuat Bensin Dari Beras. Jakarta : Bentara Cipta Prima Gaman, P.M. 1992. Ilmu Pangan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Hambali,E.2007.Teknoligi Bioenergi. Jakarta : Agromedia Pustaka
Hidayat, N. 2006. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta: Penerbit Andi
Hikmayati,N., dan Yanie, N.S., Pembuatan Bioetanol Dari Limbah Kulit Singkong Melalui Proses Hidrolisa Asam Dan Enzimatis.Universitas Diponegoro
Diakses 21 Juni 2012
Judoamidjoyo, M. 1992. Teknologi Fermentasi. Jakarta: Raja wali press
Komarayati,S dan Gusmailina. 2010. Prospek Bioetanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah. Bogor
Nurfiana,F.,et all., Pembuatan Bioethanol Dari Biji Durian Sebagai Sumber Energi alternatif. Yogyakarta
Poedjiadi, A. 2007. Dasar-Dasar Biokomia. Jakarta : UI-Press Riadi,L. 2007. Teknologi Fermentasi. Jakarta : Graha Ilmu
Rikana,H.,dan Adam,R.,Pembuatan Bioethanol Dari singkong Secara fermentasi Menggunakan Ragi tape. Dipoenegoro
Rohman,A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar
Sarkanen,K.V., dan Hergert, H.L. 1971. Definition and Nomenciature. In Lignins : Occurence, Formation, Structure and reactions,K.V.Sarkanen and C.H.Ludwing, eds. New York : Wiley Intersdiences
Subagjo,A.2007.Manajemen Pengolahan Kue dan Roti.Edisi Pertama.Yogyakarta : 2007
Walker, S. 2008. Biochemistry Demystified. New York : Mc. Graw Hill
(2)
(3)
Tabel 5. Data Larutan Glukosa Standar
Larutan Glukosa Standar ( mg/L ) Absorbansi
0 0,009
25 0,186
30 0,223
35 0,249
40 0,295
45 0,331
50 0,352
Tabel 6.Data Hasil Kadar Glukosa Dari Hasil Selulosa Jerami Padi
Pengulangan Absorbansi Konsentrasi
Kadar
Glukosa
Rata-Rata
(mg/mL) (%)
I 0,274 0,001882 9,41
9,55%
II 0,279 0,001918 9,59
III 0,281 0,001932 9,66
(4)
Tabel 7. Data Kurva Kalibraasi Etanol dengan Berbagai Konsentrasi
No Konsentrasi Etanol (%) Volume titran (mL)
1 0,2 8
2 0,4 7,8
3 0,6 7,6
4 0,8 7,3
5 1 7
6 1,2 6,7
7 1,4 6,4
8 1,6 6,2
9 1,8 5,8
10 2 5,5
Tabel 8. Data Volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 dan Kadar Etanol
Berat Ragi Lama
Fermentasi
Analisa Kadar Etanol Volume Titrasi
(mL)
Kadar Etanol (%)
2 gram
2 hari 2,8 5,47
4 hari 2,2 5,9
6 hari 0,8 6,89
4 gram
2 hari 3,8 4,76
4 hari 1,9 6,11
6 hari 0,4 7,18
6 gram
2 hari 3,3 5,12
4 hari 1,6 6,32
(5)
Gambar 3. Kurva Larutan Glukosa Standar pada λ 750 nm
Gambar 4. Kurva Larutan Etanol Standar dengan Berbagai Konsentrasi
y = 0,007x + 0,0105 R² = 0,9979
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
0 10 20 30 40 50 60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
V o lu m e T itr a si ( m L)
Konsentrasi Etanol (mL/ 100mL)
(6)
Gambar 5. Kurva Kadar Etanol dari Banyaknya ragi 2 gram, 4 gram dan 6 gram Terhadap Lama Fermentasi
0 1 2 3 4 5 6 7 8
2 4 6
K
ad
ar
Et
an
o
l (
%
)
Lama Fermentasi ( Hari )
2 gram
4 gram