8 BAB III Metodelogi Penelitian
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan
Bahan utama untuk penelitian berupa ampas tebu diperoleh dari area penghasil
tebu di Semarang. Bahan-bahan kimia untuk keperluan analisa adalah sebagai
berikut.
1 Trichoderma reesei
6. Metylen Blue
2. Aquadest
7. NaOH
3. Fehling A
8. Minyak kelapa
4. Fehling B
9. H2SO4 (p)
5. Glukosa anhidrid
10. Buffer acetat
Beberapa alat yang digunakan untuk percobaan dan sebagai pendukung
terutama untuk keperluan analisa adalah
1. Erlenmeyer
8. Buret
2. Oven
9. Beaker glass
3. Magnetic strirer
10. Termometer
4. Centrifuge
11. Cawan porselen
5. Autoclave
12. Labu leher tiga
6. Pemanas
13. pH meter
7. Gelas ukur
Gambar alat
Keterangan :
1. Magnetic Stirer
2. Water Bath
3. Labu Leher Tiga
4. Pemanas
5. Termometer
6. Statif
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Penelitian
15
3.2 Variabel Percobaan
Variabel-variabel tetap dalam reaksi hidrolisa selulosa secara enzimatis
pada percobaan pertama adalah:
Konsentrasi larutan sulfat
: 98%
Suhu pretreatment
: 1100C
Waktu pretreatment
: 40 menit
Tekanan
: 1 atm
Bahan
: ampas tebu ( 5 gram)
Suhu hidrolisa
: 50OC
Batas atas dan batas bawah untuk masing masing variabel adalah sebagai berikut
1. Waktu
2. pH
3. Rasio Enzim-substrat
: Level rendah
= 24 jam
Level tinggi
= 48 jam
: Level rendah
=4
Level tinggi
=5
: Level rendah
Level tinggi
= 1: 1
= 1:1,75
3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1 Analisa Kadar Glukosa
a. Sampel hidrolisa yang sudah dingin disaring dan diambil 5 mL.
b. Kemudian diencerkan sampai 100 mL dan di netralkan dengan NaOH.
c. Larutan netral diambil 25 mL dan dicampur dengan 5 mL fehling A dan
5 mL fehling B.
d. Campur kemudian dididihkan 2 menit , kemudian dititrasi dengan larutan
glukosa standar sampai warna biru hampir hilang.
e. Menambah 1-3 tetes indikator metylen blue.
f. Melanjutkan titrasi sampai warna biru berubah menjadi merah bata.
Kadar glukosa = (F – M) x 0,002 x (v total / 5) x 100 / 5
w
F : Larutan glukosa standar yang digunakan untuk menitrasi larutan fehling A dan
fehling B.
M : Larutan glukosa standar untuk menitrasi 5 ml hasil hidrolisa.
w : Berat sampel yang dihidrolisa.
v : Volume larutan suspensi yang dihidrolisa
16
3.3.2 Proses Hidrolisa
Pretreatment
5 gr ampas tebu (bagas) dihaluskan kemudian direndam dalam 2 ml larutan
asam sulfat 98% yang diencerkan sampai 100 ml selama satu malam dengan
konsentrasi. Slurry hasil perendaman kemudian dimasukkan kedalam labu leher tiga
dan dipanaskan hingga 1100C selama 40 menit.
Hidrolisa
Slurry hasil pretreatment dihidrolisa, dengan rasio enzim substrat, pH sesuai
variabel percobaan. Larutan dipreinkubasi pada suhu 50O C di dalam air
menggunakan magnetic Stirer. Enzim ditambahkan untuk memulai reaksi hidrolisis
segera setelah proses aklimatisasi. Sampel diambil untuk analisa kadar glukosanya
setiap 6 jam selama waktu sesuai variabel pecobaan.
3.4 Respon
Pengamatan pengaruh waktu, penambahan albumin dan rasio enzim-substrat
terhadap kadar glukosa yang dihasilkan. Pengamatan dilakukan setiap 6 jam.
3.5 Metode
Pada penelitian ini digunakan metode faktorial design
3.6 Pengolahan dan Analisis Data
3.6.1 Faktorial Desain
Pada penelitian ini digunakan metode pengolahan dan analisi data factorial
design untuk menentukan variable yang berpengaruh dalam suatu proses. Alasan
pemilihan metode ini adalah jumlah run atau percobaan yang harus dilakukan relatif
sedikit untuk setiap variabel yang diselidiki, sehingga menghemat waktu dan biaya
serta bahan. Meskipun penelitian ini tidak mencakup range yang luas namun dapat
menunjukkan kecenderungan-kecenderungan yang nyata sehingga dapat untuk
menentukan arah penelitian lebih lanjut. Bila dibutuhkan penelitian pada range yang
lebih luas dapat dilakukan penambahan untuk membentuk gabungan.
17
3.6.2 Perhitungan Efek
Percobaan yang dilakukan sebanyak 23= 8 run merupakan suatu kombinasi dari
kedua level dari ketiga variabel yang ada, seperti ditunjukkan dalam tabel dibawah
ini.
Tabel 3.1 Tempuhan Faktorial Desain
Run
1
3
2
4
1
3
2
4
pH
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
rasio
1 : 1.75 (-)
1 : 1.75 (-)
1 : 1 (+)
1 : 1 (+)
1 : 1.75 (-)
1 : 1.75 (-)
1 : 1 (+)
1 : 1 (+)
waktu
24 (-)
24 (-)
24 (-)
24 (-)
48 (+)
48 (+)
48 (+)
48 (+)
3.6.3 Penentuan Variabel Yang Paling Berpengaruh
Dengan menggunakan metode normal probality plot maka akan didapatkan
variabel yang paling berpengaruh dari hasil perhitungan efek-efek utama dan
interaksi, maka dapat dibuat grafik hubungan antara P Vs I (Efek) dengan P sebagai
ordinat dan I sebagai absis. Selanjutnya titik-titik yang mengumpul atau merapat
ditarik lurus. Titik terjauh dari kerapatan atau garis lurus merupakan titik efek yang
menunjukkan variabel proses yang paling berpengaruh dalam eksperimen yang
dilakukan.
3.6.4 Penetapan Variabel Optimasi
Setelah variabel yang berpengaruh ditentukan kemudian ditentukan harga
masing-masing variabel dengan variabel yang paling berpengaruh sebagai variabel
berubah dan dua variabel tetap serta dilihat kecenderungan-kecenderungan variabel
yang diamati.
18
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan
Bahan utama untuk penelitian berupa ampas tebu diperoleh dari area penghasil
tebu di Semarang. Bahan-bahan kimia untuk keperluan analisa adalah sebagai
berikut.
1 Trichoderma reesei
6. Metylen Blue
2. Aquadest
7. NaOH
3. Fehling A
8. Minyak kelapa
4. Fehling B
9. H2SO4 (p)
5. Glukosa anhidrid
10. Buffer acetat
Beberapa alat yang digunakan untuk percobaan dan sebagai pendukung
terutama untuk keperluan analisa adalah
1. Erlenmeyer
8. Buret
2. Oven
9. Beaker glass
3. Magnetic strirer
10. Termometer
4. Centrifuge
11. Cawan porselen
5. Autoclave
12. Labu leher tiga
6. Pemanas
13. pH meter
7. Gelas ukur
Gambar alat
Keterangan :
1. Magnetic Stirer
2. Water Bath
3. Labu Leher Tiga
4. Pemanas
5. Termometer
6. Statif
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Penelitian
15
3.2 Variabel Percobaan
Variabel-variabel tetap dalam reaksi hidrolisa selulosa secara enzimatis
pada percobaan pertama adalah:
Konsentrasi larutan sulfat
: 98%
Suhu pretreatment
: 1100C
Waktu pretreatment
: 40 menit
Tekanan
: 1 atm
Bahan
: ampas tebu ( 5 gram)
Suhu hidrolisa
: 50OC
Batas atas dan batas bawah untuk masing masing variabel adalah sebagai berikut
1. Waktu
2. pH
3. Rasio Enzim-substrat
: Level rendah
= 24 jam
Level tinggi
= 48 jam
: Level rendah
=4
Level tinggi
=5
: Level rendah
Level tinggi
= 1: 1
= 1:1,75
3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1 Analisa Kadar Glukosa
a. Sampel hidrolisa yang sudah dingin disaring dan diambil 5 mL.
b. Kemudian diencerkan sampai 100 mL dan di netralkan dengan NaOH.
c. Larutan netral diambil 25 mL dan dicampur dengan 5 mL fehling A dan
5 mL fehling B.
d. Campur kemudian dididihkan 2 menit , kemudian dititrasi dengan larutan
glukosa standar sampai warna biru hampir hilang.
e. Menambah 1-3 tetes indikator metylen blue.
f. Melanjutkan titrasi sampai warna biru berubah menjadi merah bata.
Kadar glukosa = (F – M) x 0,002 x (v total / 5) x 100 / 5
w
F : Larutan glukosa standar yang digunakan untuk menitrasi larutan fehling A dan
fehling B.
M : Larutan glukosa standar untuk menitrasi 5 ml hasil hidrolisa.
w : Berat sampel yang dihidrolisa.
v : Volume larutan suspensi yang dihidrolisa
16
3.3.2 Proses Hidrolisa
Pretreatment
5 gr ampas tebu (bagas) dihaluskan kemudian direndam dalam 2 ml larutan
asam sulfat 98% yang diencerkan sampai 100 ml selama satu malam dengan
konsentrasi. Slurry hasil perendaman kemudian dimasukkan kedalam labu leher tiga
dan dipanaskan hingga 1100C selama 40 menit.
Hidrolisa
Slurry hasil pretreatment dihidrolisa, dengan rasio enzim substrat, pH sesuai
variabel percobaan. Larutan dipreinkubasi pada suhu 50O C di dalam air
menggunakan magnetic Stirer. Enzim ditambahkan untuk memulai reaksi hidrolisis
segera setelah proses aklimatisasi. Sampel diambil untuk analisa kadar glukosanya
setiap 6 jam selama waktu sesuai variabel pecobaan.
3.4 Respon
Pengamatan pengaruh waktu, penambahan albumin dan rasio enzim-substrat
terhadap kadar glukosa yang dihasilkan. Pengamatan dilakukan setiap 6 jam.
3.5 Metode
Pada penelitian ini digunakan metode faktorial design
3.6 Pengolahan dan Analisis Data
3.6.1 Faktorial Desain
Pada penelitian ini digunakan metode pengolahan dan analisi data factorial
design untuk menentukan variable yang berpengaruh dalam suatu proses. Alasan
pemilihan metode ini adalah jumlah run atau percobaan yang harus dilakukan relatif
sedikit untuk setiap variabel yang diselidiki, sehingga menghemat waktu dan biaya
serta bahan. Meskipun penelitian ini tidak mencakup range yang luas namun dapat
menunjukkan kecenderungan-kecenderungan yang nyata sehingga dapat untuk
menentukan arah penelitian lebih lanjut. Bila dibutuhkan penelitian pada range yang
lebih luas dapat dilakukan penambahan untuk membentuk gabungan.
17
3.6.2 Perhitungan Efek
Percobaan yang dilakukan sebanyak 23= 8 run merupakan suatu kombinasi dari
kedua level dari ketiga variabel yang ada, seperti ditunjukkan dalam tabel dibawah
ini.
Tabel 3.1 Tempuhan Faktorial Desain
Run
1
3
2
4
1
3
2
4
pH
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
4 (-)
5 (+)
rasio
1 : 1.75 (-)
1 : 1.75 (-)
1 : 1 (+)
1 : 1 (+)
1 : 1.75 (-)
1 : 1.75 (-)
1 : 1 (+)
1 : 1 (+)
waktu
24 (-)
24 (-)
24 (-)
24 (-)
48 (+)
48 (+)
48 (+)
48 (+)
3.6.3 Penentuan Variabel Yang Paling Berpengaruh
Dengan menggunakan metode normal probality plot maka akan didapatkan
variabel yang paling berpengaruh dari hasil perhitungan efek-efek utama dan
interaksi, maka dapat dibuat grafik hubungan antara P Vs I (Efek) dengan P sebagai
ordinat dan I sebagai absis. Selanjutnya titik-titik yang mengumpul atau merapat
ditarik lurus. Titik terjauh dari kerapatan atau garis lurus merupakan titik efek yang
menunjukkan variabel proses yang paling berpengaruh dalam eksperimen yang
dilakukan.
3.6.4 Penetapan Variabel Optimasi
Setelah variabel yang berpengaruh ditentukan kemudian ditentukan harga
masing-masing variabel dengan variabel yang paling berpengaruh sebagai variabel
berubah dan dua variabel tetap serta dilihat kecenderungan-kecenderungan variabel
yang diamati.
18