BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Kinetika fermentasi alkohol dari buah salak dapat ditentukan dengan memfermentasikan sari buah salak. Terhadap sari buah salak tersebut dilakukan uji
kadar gula, uji kadar gula tersebut dilakukan untuk menentukan persentase ragi yang akan digunakan. Fermentasi dilakukan dengan memvariasikan waktu fermentasi.
Dilakukan pengujian kadar pati, glukosa dan etanol terhadap hasil fermentasi tiap variasi waktu . dari data yang diperoleh berupa konsentrasi pati, glukosa serta
alkohol dapat ditentukan konstanta kinetika reaksinya. Penentuan konstanta kinetika reaksinya mengikuti persamaan Michaelis Menten.
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Teknik, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan-Bahan
3.2.1.1 Bahan Baku Bahan baku dalam penelitian ini adalah buah salak sidempuan yang tidak
layak jual. Buah salak ini kemudian difermentasikan dengan bantuan mikroorganisme yaitu
Saccharomyces cereviseae.
3.2.1.2 Bahan Kimia Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan-bahan
yang digunakan dalam analisa kadar pati dan glukosa, yaitu : Na
2
CO
3
anhidrat, asam sutrat, CuSO
4
. 5H
2
O, HCl, NaOH, indikator pp, KI, H
2
SO
4
, indikator amilum, NH
4 2
HPO
4
, dan Pb asetat.
3.2.2 Peralatan
3.2.2.1 Peralatan Penelitian
Universitas Sumatera Utara
1. Termometer
2. Fermentor
3. Shaker
4. Pengaduk kaca
5. Pipa
6. Plastik
7. Labu destilasi
8. Statif
9. Pendingin leibig
3.2.2.2 Peralatan Analisa 1.
Kromatogram GCGas Chromatography 2.
Buret 3.
Statif 4.
Alat-alat gelas 5.
Piknometer
Gambar 3.1 Rangkaian peralatan fermentasi
Universitas Sumatera Utara
3.3
PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1 Prosedur Fermentasi Buah Salak
1. Daging buah salak dihancurkan terlebih dahulu dengan menggunakan blender
lalu dimasukkan ke dalam wadah sebanyak 21 liter. 2.
Jus buah salak disterilisasi pada suhu 85
o
C selama 30 menit. Lalu didinginkan pada suhu ruang.
3. Ragi dengan jumlah :
Ragi = 0,5 x kadar gula x volume sari buah
Diencerkan dengan air dengan suhu 35
o
C sebanyak 100 ml, diaduk sampai
muncul buihnya. 4. Masukkan ragi ke dalam sari buah dan diaduk sampai tercampur merata.
5. Pengambilan sampel dilakukan setiap hari untuk dianalisa kadar pati, glukosa,
etanol, yang terbentuk dan volatil solid. 6.
Difermentasikan selama 14 hari. 3.3.2 Analisis Kadar Pati
Analisis kadar pati dilakukan dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Adapun prosedur metode ini adalah sebagai berikut BSN, 2008:
1. Larutan Luff Schoorl dibuat dengan melarutkan 143,8 g Na
2
CO
3
anhidrat dalam 300 ml air suling. Sambil diaduk, tambahkan 50 gram asam sitrat yang
telah dilarutkan dengan 50 ml air suling. Tambahkan 25 gram, CuSO
4
. 5H
2
O yang telah dilarutkan dengan 100 ml air suling. Pindahkan larutan tersebut ke
dalam labu lalu ditambahkan dengan air suling hingga 1 liter dan kocok. Biarkan semalam dan disaring. Larutan ini mempunyai kepekatan Cu
2+
0,2 N dan Na
2
CO
3
2 M. 2.
Timbang 5 gram sampel dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml. 3.
Ditambahkan 200 ml HCl 3 dan batu didih. 4.
Dipasang pendingin tegak. 5.
Dipanaskan selama 3 jam, dinginkan, ditambahkan indikator PP dan netralkan dengan NaOH 40.
6. Disaring lalu dipipet 10 ml ke dalam erlenmeyer 500 ml.
Universitas Sumatera Utara
7. Ditambahkan 25 ml larutan luff dan 25 ml aquades, ditambahkan batu didih,
dan dipasang pendingin tegak. 8.
Dipanaskan selama 10 menit lalu didinginkan. 9.
Ditambahkan 15 ml KI 20 dan 25 ml H
2
SO
4
25. 10.
Ditambahkan indikator amilum, teruskan titrasi hingga putih susu. 11.
Dilakukan titrasi blanko.
3.3.3 Analisa Kadar Glukosa
Analisis kadar glukosa dilakukan dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Adapun prosedur metode ini adalah sebagai berikut BSN,1992:
1. Ditimbang 2 gram cuplikan dan masukkan ke dalam labu ukur 50 ml.
2. Tambahkan 5 ml Pb asetat setengah basa dan goyangkan.
3. Teteskan 1 tetes larutan NH
4 2
HPO
4
10 bila timbul endapan putih maka penambahan Pb asetat setengah basa sudah cukup.
4. Tambahkan larutan NH
4 2
HPO
4
10 hingga tidak terbentuk endapan. 5.
Goyangkan dan tambahkan air suling pada labu ukur sampai 50 ml, dan dikocok 12 kali biarkan dan saring.
6. Pipet 10 ml larutan hasil penyaringan dan masukkan ke dalam Erlenmeyer
500 ml. 7.
Tambahkan 15 ml air suling dan 25 larutan Luff serta beberapa butir batu didih.
8. Panaskan selama 10 menit kemudian angkat dan segera dinginkan dalam bak
berisi es. 9.
Setelah dingin tambahkan 10 ml larutan KI 20 dan 25 ml larutan H
2
SO
4
25. 10.
Titer dengan larutan tio 0,1 N dengan larutan kanji 0,5 sebagai indikator, misalkan dibutuhkan V
1
ml tio 0, 1 N. 11.
Kerjakan penetapan blanko dengan 25 ml air dan 25 ml larutan Luff, misalkan dibutuhkan V
2
ml tio 0, 1 N. Perhitungan:
V
2
- V
1
ml tio yang dibutuhkan oleh contoh dijadikan ml 0,1000 N kemudian dalam tabel 3.1 cari berapa mg glukosa yang tertera untuk ml tio yang dipergunakan
misalnya W
1
mg.
Universitas Sumatera Utara
gula sebelum inverse = W
fp x
W
1
x 100 Keterangan:
W
l
= glukosa, mg fp = faktor pengenceran
W = bobot contoh mg Tabel 3.1 Penetapan kandungan gula inversi menurut Luff Schoorl
Na
2
S
2
O
3
0,1 N ml Glukosa, fruktosa
Gulainversi mg Laktosa mg
Maltosa mg
1 2,4 3,6 3,9 2 4,8 7,3 7,8
3 7,2 11,0
11,7 4 9,7
14,7 15,6
5 12,2 18,4
19,6 6 14,7
22,1 23,5
7 17,2 25,8
27,5 8 19,8
29,5 31,5
9 22,4 33,2
35,5 10 25,0 37,0 39,5
11 27,6 40,8 43,5 12 30,3 44,6 47,5
13 33,0 48,6 51,6 14 35,7 52,2 55,7
15 38,5 56,0 59,8 16 41,3 59,9 63,9
17 44,2 63,8 68,0 18 47,1 67,7 72,2
19 50,0 71,1 76,5 20 53,0 75,1 80,9
21 56,0 79,8 85,4 22 59,1 83,9 90,0
23 62,2 88,0 94,6
Universitas Sumatera Utara
3.3.4 Analisis Kadar Etanol
3.3.4.1 Analisis Kadar Etanol Dengan Kromatogram GC Analisis kadar etanol dilakukan dengan analisis GC Gas Chromatography.
Adapun prosedur penggunaan GC adalah sebagai berikut: 1.
Senyawa standar disiapkan butanol 2.
Kondisi kerja ala kromatografi, terutama temperature kolom db-23, laju alir gas pembawa N
2
dan H
2
, detector fid, besar arus yang melalui detector, attenuator, kecepatan kertas recorder, dan posisi pen pada recorder diatur
3. Alat kromatografi gas dipastikan siap untuk dipakai.
4. Tombol zero, enter, sig 1 ditekan pada alat kromatografi gas
5. Senyawa standar diambil
6. Senyawa standar disuntikkan ke dalam alat kromatografi gas sebanyak 1 kali.
7. Tombol start ditekan tepat pada saat penyuntikkan dan alat kromatografi
dibiarkan bekerja. 8.
Dengan cara yang sama seperti senyawa standar, sampel campuran disuntikkan.
[24] 3.3.4.2 Analisis Kadar Etanol Dengan Metode Berat Jenis
Adapun prosedur metode ini adalah sebagai berikut: a. Preparasi Sampel
1. Diambil 100 ml sampel dimasukkan ke dalam labu didih kemudian
ditambahkan 50 ml akuades. 2.
Dilakukan distilasi dengan menggunakan pemanas mantel. 3.
Hasil distilasi ditampung. b.
Pembuatan seri larutan baku etanol
1. Etanol hasil distilasi dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.
2. Ditambahkan akuades hingga volume 100 ml.
c. Pengukuran larutan baku etanol 1.
Piknometer dikeringkan dan ditimbang. 2.
Akuades didinginkan sampai di bawah suhu percobaan ± 15°C.
Universitas Sumatera Utara
3. Piknometer diisi dengan akuades secara hati-hati hingga penuh dan
termometer dimasukkan. 4.
Suhu akuades dalam piknometer ditunggu hingga mencapai suhu percobaan 20°C, kelebihan akuades pada puncak pipa kapiler
dibersihkan. 5.
Piknometer yang berisi akuades segera ditimbang dan beratnya dicatat. 6.
Cara yang sama dilakukan untuk larutan baku etanol. Berat jenis dihitung dengan rumus berikut:
Berat jenis sampel =
Kadar etanol dihitung dengan menggunakan tabel 3.2
Tabel 3.2 Konversi berat jenis – kadar etanol vv
Lees, 1975
3.3.5 Analisis Kadar Volatil Solid VS
Universitas Sumatera Utara
1. Sampel dikeringkan pada suhu 103-105 ˚C selama 1 jam 2. Dilanjutkan dengan pemanasan pada suhu 550 ˚C selama 15 menit
3. Didinginkan di dalam desikator
L sampel
volum mg
C 550
setelah berat
mg C
105 setelah
berat mgL
VS
Universitas Sumatera Utara
3.4 Flowchart Penelitian 3.4.1 Flowchart Fermentasi
Gambar 3.2 Flowchart Fermentasi
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Flowchart Pembuatan Larutan Luff Schoorl
Mulai
Larutkan 143,8 g Na
2
CO
3
anhidrat dalam 300 ml air suling
Sambil diaduk, tambahkan 50 gram asam sitrat yang telah dilarutkan
dengan 50 ml air suling
Tambahkan 25 gram, CuSO
4
. 5H
2
O yang telah dilarutkan dengan 100 ml
air suling
Pindahkan larutan tersebut ke dalam labu lalu ditambahkan air suling
sampai 1 liter dan dikocok
Biarkan semalam dan disaring
Selesai Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Larutan Luff Schoorl
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Flowchart Penentuan Kadar Pati
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Flowchart Penentuan Kadar Pati
Universitas Sumatera Utara
3.4.4 Flowchart Penentuan Kadar Glukosa
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Flowchart Penentuan Kadar Glukosa
Universitas Sumatera Utara
3.4.5 Flowchart Penentuan Kadar Etanol Dengan Metode Berat Jenis 3.4.5.1 Preparasi Sampel
Gambar 3.6 Flowchart Preparasi Sampel Metode Berat Jenis
3.4.5.2Pembuatan larutan baku etanol
Gambar 3.7 Flowchart Pembuatan Larutan Baku Etanol
Universitas Sumatera Utara
3.4.5.3 Pengukuran larutan baku etanol
Gambar 3.8 Flowchart Pengukuran Larutan Baku EtanolMetode Berat Jenis
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinetika fermentasi alkohol dari buah salak oleh Saccaromyces cereviseae.Komposisi kimia buah salak yang
digunakan dalam fermentasi ini adalah pati 16,07, glukosa 32,96. Pati dapat dihidrolisa menghasilkan glukosa, dan glukosa difermentasi menjadi alkohol.
Glukosa pada buah salak difermentasikan oleh Saccaromyces cereviseae. Saccaromyces cereviseae
dalam bentuk ragi ini ditambahkan sebanyak 0,5 dari banyaknya sampel dikalikan dengan banyaknya glukosa awal [10].
Parameter analisa fermentasi yang dilakukan adalah analisa kadar pati dan glukosa dengan metode luff schoorl, analisa kadar alkohol dengan metode berat jenis
dan Gas Chromatography GC, serta analisa volatil solid vs dengan metode gravimetri. Pada tabel 4.1 dipaparkan hasil analisa yang dilakukan selama 14 hari.
Tabel 4.1 Hasil Analisa Kadar Pati, Glukosa, Alkohol dan Volatil Solid Selama 14 Hari
hari ke- Pati
massa Pati
mol Glukosa
massa Glukosa
mol Alkohol
massa Alkohol
mol Volatil
solid 0 16,07
0,0934 32,96 0,1717
0,00 0,02583
- 1 12,69
0,0738 32,03 0,1668
1,24 0,04021
150 2 12,36
0,0719 31,10 0,1620
1,93 0,06167
140 3 12,10
0,0703 29,09 0,1515
2,96 0,06771
118 4 11,69
0,0680 27,25 0,1420
3,25 0,07104
114 5 11,66
0,0678 25,75 0,1341
3,41 0,08792
100 6 11,31
0,0658 25,15 0,1310
4,22 0,10563
98 7 11,17
0,0649 24,28 0,1264
5,07 0,12271
90 8 10,89
0,0633 23,55 0,1227
5,89 0,13250
70 9 10,76
0,0626 23,26 0,1212
6,36 0,14354
64 10 10,63
0,0618 22,83 0,1189
6,89 0,14833
60 11 10,49
0,0610 22,10 0,1151
7,12 0,14396
58 12 10,29
0,0598 20,94 0,1091
6,91 0,13479
54 13 10,28
0,0598 20,65 0,1076
6,47 0,13063
46 14 10,28
0,0598 19,95 0,1039
6,24 0,02583
42 Untuk melihat lebih jelas trend peningkatan dan penurunan kadar pati,
glukosa, alkohol dan volatil solid ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1
Universitas Sumatera Utara
dan Gambar 4.2 hubungan antara kadar pati, glukosa dan alkohol terhadap waktu fermentasi dan Gambar 4.3 hubungan antara kadar volatil solid terhadap waktu
fermentasi.
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Kadargr100ml Pati, Glukosa dan Alkohol terhadap Waktu Fermentasi
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Kadar mol Pati, Glukosa dan Alkohol terhadap Waktu Fermentasi
Universitas Sumatera Utara
G ambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Kadar Volatil Solid terhadap Waktu
Fermentasi
4.2 PEMBAHASAN