BAB II Fermentasi Alkohol

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Bioetanol
Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia pada proses fermentasi gula dari

sumber

karbohidrat

yang

menggunakan

bantuan

mikroorganisme.

Dalam


perkembangannya, produksi alkohol yang paling banyak digunakan adalah metode
fermentasi dan distilasi. Bahan baku yang dapat digunakan pada pembuatan etanol
adala nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorgum manis, nira kelapa,
nira aren, nira siwalan, sari buah mete, bahan berpati: tepung-tepung sorgum biji,
sagu, singkong, ubi jalar, ganyong, garut, umbi dahlia; bahan berselulosa
(ligniselulosa): kayu, jerami, batang pisang, bagas, dan lain-lain.
Bioetanol merupakan etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula)
yang dilanjutkan dengan proses distilasi. Proses distilasi dapat menghasilkan etanol
dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu
lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut Fuel Grade Ethanol
(FGE).
(Rachmadena, 2014)
Bioetanol merupakan bahan bakar oksidasi yang ramah lingkungan, yang
mengandung 34,7% oksigen, sedangkan, oksigen tidak ada dalam bensin. Efisiensi
pembakaran etanol, 15% lebih tinggi dibanding bensin, dengan cara demikian dapat
menurunkan emisi dari partikulat dan nitrogen oksida. Dibandingkan bensin, etanol
mengandung sedikit sulfur, dan campuran kedua bahan bakar ini membantu
menurunkan sulfur di bahan bakar sebaik emisi sulfur oksida, yang bersifat
karsinogen dan dapat menimbulkan hujan asam. Bioetanol juga merupakan sebuah
pengganti yang aman untuk methyl tertiary butyl ether (MTBE), yang biasanya

digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan pada bensin dan ditambahkan di
akhirnya untuk pembakaran yang aman sehingga produksi karbon monoksida (CO)
dan karbon dioksida (CO2) dapat dikurangi (Zabed, dkk., 2017).

2.2

Nasi
Nasi merupakan salah satu bahan makanan sumber karbohidrat yang penting

bagi masyarakat dunia sebagai sumber kalori sehari-hari. Nasi yang paling banyak
dikonsumsi adalah nasi putih. Nasi diolah dari beras yaitu biji tanaman padi.
Berdasarkan warnanya beras dibedakan menjadi tiga jenis yaitu beras putih (Oryza
sativa), beras merah (Oryza nivara), dan beras hitam (Oryza sativa L. indica).
Perbedaan warna ini dipengaruhi oleh ada tidaknya antosianin dan tinggi rendahnya
kadar antosianin tersebut (Enhas, 2014).
Beras adalah bagian bulir padi (gabah) yang telah dipisah dari sekam. Sekam
(Jawa merang) secara anatomi disebut ‘palea’ (bagian yang ditutupi) dan ‘lemma’
(bagian yang menutupi). Secara fisik beras ketan dan beras biasa mudah dibedakan.
Warna beras yang berbeda-beda diatur secara genetic akibat dari perbedaan gen yang
mengatur warna aleuron, warna endospermia, dan komposisi pati pada endosperm

(Haryadi, 2013).
2.3

Ragi dan Saccharomyces cerevisiae
2.3.1 Ragi
Ragi adalah suatu macam tumbuh- tumbuhan bersel satu yang tergolong
kedalam keluarga cendawan. Ragi berkembang biak dengan suatu proses yang
dikenal dengan istilah pertunasan, yang menyebabkan terjadinya peragian.
Peragian adalah istilah umum yang mencangkup perubahan gelembung udara
dan yang bukan gelembung udara ( aerobik dan anaerobik ) yang disebabkan
oleh mikroorganisme. Dalam pembuatan roti, sebagian besar ragi berasal dari
mikroba jenis Saccharomyces Cerevisiae. Ragi merupakan bahan pengembang
adonan dengan produksi gas karbondioksida.
Jenis ragi ada tiga yaitu :
1. Compressed Yeast
Jenis ragi tersebut mengandung 70% kadar air. Penyimpanannya harus pada
suhu rendah, agar kemampuannya dalam pembentukan gas terjaga.
Penyimpanan terbaik pada suhu 1° C.

2. Active dry yeast


Jenis ragi tersebut mengandung kadar air 7,5% - 9%. Sebelum dipakai ragi
harus direndam air terlebih dahulu dengan perbandingan 4 : 1 dengan suhu air
± 10 menit.
3. Instant dry yeast
Ragi jenis ini hampir sama dengan active dry yeast. Bedanya, ragi ini tidak
perlu direndam sebelum dipakai. Jika bungkus sudah dibuka, ragi tersebut
harus segera digunakan. Contoh ragi jenis ini yang beredar di pasar yaitu
fermipan.
(Ikhsani, 2014).
2.3.2 Saccaromyces Cerevisae
Saccharomyces merupakan jamur uniseluler. Jamur ini biasa dikenal
orang sebagai ragi, khamir, atau yeast. Ragi dapat bereproduksi secara aseksual
dan seksual. Reproduksi aseksual biasa dilakukan dengan cara membentuk
kuncup kecil (budding) pada sel yang berbentuk oval. Kuncup tersebut
membesar dan akhirnya terlepas dari sel induknya. Reproduksi seksual terjadi
jika suplai makanan terhenti atau lingkungan tidak mendukung untuk
melakukan reproduksi secara aseksual. Akibatnya, terbentuk askus dan
askospora. Askospora dari dua tipe yang berlainan bertemu dan menyatu
menghasilkan sel diploid. Selanjutnya, terjadi pembelahan secara meiosis

sehingga beberapa askospora (haploid) dihasilkan lagi. Askospora haploid
tersebut berfungsi secara langsung sebagai sel ragi baru.
Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati yang secara
morfologihanya membentuk blastospora berbentuk bulat lonjong, silindris,
oval atau bulat telur yang dipengaruhi oleh strainnya. Dapat berkembang biak
dengan membelah diri melalui budding cell. Reproduksinya dapat dipengaruhi
oleh keadaan lingkungan serta jumlah nutrisi yang tersedia bagi pertumbuhan
sel. Penampilan makroskopik mempunyai koloni berbentuk bulat, warna
kuning muda, permukaan berkilau, licin, tekstur lunak dan memiliki sel bulat
dengan askospora 1 sampai 8 buah

Saccharomyces cerevisiae banyak

digunakan dalam pembuatan roti, tapai, minuman semacam anggur, dan bir.
Saccharomyces hidup sebagai saprofit pada substrat yang banyak mengandung

karbohidrat. Dengan menggunakan enzim amilase, jamur ini mampu
menguraikan glukosa menjadi alkohol dan karbon dioksida dalam proses
fermentasi.
(Ikhsani, 2014).

2.4

Fermentasi
Reaksi pembuatan etanol dapat berdasarkan reaksi non enzimatis dan reaksi

enzimatis. Sintesis etanol non enzimatis misalnya pada hidrasi etilena menggunakan
katalis asam. Etanol dapat diproduksi dari bahan yang mengandung karbohidrat
dengan bantuan mikroorganisme yang disebut dengan fermentasi. Mikroorganisme
umumnya yang digunakan pada proses fermentasi tersebut adalah khamir
Saccharomyces cerevisiae. Reaksi pembuatan etanol dengan bantuan S.cerevisiae
merupakan reaksi enzimatis dengan melibatkan berbagai enzim untuk mengkonversi
glukosa menjadi etanol. Pengembangan proses pembuatan etanol secara fermentasi
akhir-akhir ini menjadi sangat populer dalam produksi sumber energi terbarukan
bioetanol (Hermansyah dan Novia, 2014)
2.5

Fermentasi Alkohol Secara Enzimatis
Bioetanol merupakan cairan hasil proses fermentasi gula dari sumber

karbohidrat (pati) menggunakan bantuan mikroorganisme Produksi bioetanol dari

tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi
karbohidrat menjadi gula atau glukosa dengan beberapa metode diantaranya dengan
hidrolisis asam dan secara enzimatis. Metode hidrolisis secara enzimatis lebih sering
digunakan karena lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan katalis asam.
Glukosa yang diperoleh selanjutnya dilakukan proses fermentasi atau peragian
dengan menambahkan yeast atau ragi sehingga diperoleh bioetanol (Seftian, 2012).
2.5.1 Pretreatment
Pretreatment

biomassa

lignoselulosa

harus

dilakukan

untuk

mendapatkan hasil yang tinggi. Tujuan dari pretreatment adalah untuk

membuka struktur lignoselulosa agar selulosa menjadi lebih mudah diakses
oleh enzim yang memecah polymer polisakarida menjadi monomer gula. Kalau
tidak dipretreatment terlebih dahulu, lignoselulosa sulit untuk dihidrolisis

karena lignin sangat kuat melindungi selulosa sehingga sangat sulit melakukan
hidrolisis sebelum memecah pelindung lignin.
Pretreatment kimia untuk Kulit Pisang menggunakan bahan kimia yang
berbeda seperti asam, alkali dan pengoksidasian yaitu peroksida dan ozon.
Diantara metode ini, pretreatment asam encer menggunakan H2SO4 adalah
metode yang paling banyak digunakan. Tergantung pada jenis bahan kimia
yang digunakan, pretreatment bisa memiliki dampak yang berbeda pada
komponen

struktural

lignoselulosa.

Alkaline

pretreatment,


ozonolysis,

peroksida dan oksidasi pretreatments lebih bisa efektif dalam penghapusan
lignin sedangkan pretreatment asam encer lebih efisien dalam solubilisasi
hemiselulosa (Seftian, 2012).
2.5.2 Hidrolisis
Hidrolisis merupakan proses pemecahan polisakarida di dalam
biomassa lignoselulosa, yaitu selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer
gula penyusunnya. Pada hidrolisis sempurna selulosa akan menghasilkan
glukosa, sedangkan hemiselulosa menghasilkan beberapa monomer gula
pentose (C5) dan heksosa (C6). Hidrolisisdapatdilakukansecarakimia (asam)
atauenzimatik(Seftian, 2012).
C12H22O11+ H2O

2C6H12O6

(Seftian, 2012)
2.5.3 Fermentasi
Fermentasi


berasal

dari

bahasa

latin

“Ferfere”

yang

berarti

mendidihkan. Seiring perkembangan teknologi, definisi fermentasi meluas
menjadi proses yang melibatkan mikroorganisme untuk menghasilkan suatu
produk. Pada mulanya istilah fermentasi digunakan untuk menunjukan proses
pengubahan glukosa menjadi etanol. Namun, kemudian istilah fermentasi
berkembang lagi menjadi seluruh perombakan senyawa organik yang

dilakukan oleh mikroorganisme (Seftian, 2012).
C6H12O6

2C2H5OH

glukosa

etanol

+ 2CO2
karbon dioksida

(Hasanah, 2008)
2.5.4 Distilasi
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan larutan
berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat di
didihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan kembali
kedalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan
menguap lebih dulu (Seftian, 2012).
2.6

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi Alkohol
Lama fermentasi dipengaruhi oleh faktor-faktor yang secara langsung maupun

yang tidak langsung berpengaruh terhadap proses fermentasi. Ada banyak faktor
yang mempengaruhi fermentasi antara lain substrat, suhu, pH, oksigen, dan mikroba
yang digunakan.
1.

Substrat
Merupakan bahan baku fermentasi yang mengandung nutrien-nutrien yang

dibutuhkan oleh mikroba yang tumbuh maupun menghasilkan produk fermentasi
adalah karbohidrat. Karbohidrat merupakan sumber karbon yang berfungsi sebagai
penghasil energi baik bagi mikroba. Sedangkan nutrien lain seperti protein
dibutuhkan dalam jumlah sedikit daripada karbohidrat.
2.

Suhu Fermentasi
Suhu fermentasi mempengaruhi lama fermentasi karena pertumbuhan mikroba

dipengaruhi suhu lingkungan fermentasi. Mikroba memiliki kriteria pertumbuhan
yang berbeda-beda.
3.

Derajat keasaman (pH)
Merupakan salah satu faktor penting yang perlu untuk diperhatikan pada saat

proses fermentasi. pH mempengaruhi pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae. Oleh
karena itu, pada kondisi basa Saccharomyces tidak dapat tumbuh.

4.

Oksigen

Oksigen secara tak langsung mempengaruhi lama fermentasi yang dilakukan
oleh Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh baik pada kondisi aerob, tetapi untuk
melakukan proses fermentasi alkohol diperlukan kondisi anaerob. Pada kondisi aerob
Saccharomyces cerevisiae menghidrolisi gula menjadi air dan karbon dioksida, tetapi
dalam keadaan anaerob gula akan diubah oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi
alkohol dan CO2.
5.

Mikroba
Sebagai pelaku fermentasi tentu sangat berpengaruh terhadap lama fermentasi.

Dalam fermentasi alkohol umumnya digukana khamir karena khamir dapat
mengkonversi gula menjadi alkohol dengan adanya enzim zimase. Saccharomyces
cerevisiae adalah khamir yang biasa digunakan dalam fermentasi alkohol.
(Azizah, 2012).

Dokumen yang terkait

PENGEMBANGAN MEDIA KOPER-X (KOTAK PERKALIAN) UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN SISWA PADA MATERI PERKALIAN SISWA KELAS II DI SD NEGERI MOJOLANGU 2

8 90 18

DISKRESI DALAM PELAKSANAAN PROGRAM BANTUAN SISWA MISKIN SEKOLAH DASAR (BSM-SD) (Studi Kasus di Sekolah Dasar Negeri Sebanen II Kalisat Kabupaten Jember)

1 35 17

EFEKTIVITAS IMPLEMENTASI KEBIJAKAN PENEMPATAN TENAGA KERJA INDONESIA DI LUAR NEGERI (PTKLN) BERDASARKAN PERATURAN DAERAH PROPINSI JAWA TIMUR NO.2 TAHUN 2004 BAB II PASAL 2 DI KABUPATEN BONDOWOSO (Studi Kasus pada Dinas Tenaga Kerja dan Transmigrasi Kabupa

3 68 17

Hubungan pH dan Viskositas Saliva terhadap Indeks DMF-T pada Siswa-siswi Sekolah Dasar Baletbaru I dan Baletbaru II Sukowono Jember (Relationship between Salivary pH and Viscosity to DMF-T Index of Pupils in Baletbaru I and Baletbaru II Elementary School)

0 46 5

IMPLEMENTASI MODEL COOPERATIVE LEARNING TIPE STAD (STUDENT TEAMS ACHIEVEMENT DIVISION) UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR SISWA PADA POKOK BAHASAN MENGENAL UNSUR BANGUN DATAR KELAS II SDN LANGKAP 01 BANGSALSARI

1 60 18

Peningkatan keterampilan menyimak melalui penerapan metode bercerita pada siswa kelas II SDN Pamulang Permai Tangerang Selatan Tahun Pelajaran 2013/2014

20 223 100

LATIHAN UJIAN NASIONAL SMA 2013 UNTUK KELAS IPA BAB 1. Pangkat, Akar, dan Logaritma

0 47 1

SOAL ULANGAN HARIAN IPS KELAS 2 BAB KEHIDUPAN BERTETANGGA SEMESTER 2

12 263 2

TINJAUAN TENTANG ALASAN PERUBAHAN KEBIASAAN NYIRIH MENJADI MEROKOK DI KALANGAN IBU-IBU DI DUSUN TRIMO HARJO II KELURAHAN BUMI HARJO KECAMATAN BUAY BAHUGA KABUPATEN WAY KANAN

3 73 70

TEKNIK REAKSI KIMIA II

0 26 55