PEMBUATAN ETANOL DARI BENGKUANG DENGAN VARIASI BERAT RAGI, WAKTU, DAN JENIS RAGI

PEMBUATAN ETANOL DARI BENGKUANG DENGAN

  

Rosdiana Moeksin, Shinta Francisca

  Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

  

Abstrak

Pemanfaatan bengkuang terkadang menjadi masalah terutama pada saat musim panen. Etanol dari

bahan baku bengkuang, dengan bantuan ragi, lama fermentasi (3, 5, dan 7 hari. Jenis ragi (ragi tape dan

ragi roti),semakin besar berat ragi maka semakin tinggi etanol yang terbentuk. Pada penelitian ini, kadar

etanol tertinggi dari bengkuang yang difermentasi dengan berat ragi 6 gr dan dengan lama fermentasi 5 hari

didapat sebesar 22 %.

  Kata kunci : bengkuang, fermentasi, etanol.

  I.

  terkandung dalam bengkuang adalah fosfor, zat

   PENDAHULUAN Tanaman bengkuang sebenarnya berasal dari besi, kalsium, dan lain-lain.

  amerika, disana tanaman bengkuang ini bukan Tumbuhan yang berasal dari Amerika tropis ini termasuk buah – buahan tetapi dianggap sebagai termasuk dalam suku Umbinya mengandung gula sayuran. Pada saat musim panen datang, harga dan pati serta fosfor dan kalsium. Umbi ini juga bengkuang menurun drastis. Dimana banyaknya memiliki efek pendingin karena mengandung kuantitas bengkuang tersebut dapat menyebabkan kadar air 86-90%. tidak maksimalnya pemanfaatan bengkuang, Table 1. Komposisi Kimia Bengkuang per 100 sehingga kemungkinan besar bengkuang tersebut gr akan menjadi busuk. Hal ini memacu penulis

  No Kandungan Jumlah

  untuk melakukan penelitian seberapa banyak

  1 Energi 55 kkal kadar alkohol yang dapat dihasilkan bengkuang.

  2 Protein 1.4 gr Pada penetilian saat ini, kami menggunakan

  3 Lemak 0.2 gr fermentasi dari bahan yang mengandung pati,

  4 Karbohidrat 12.8 gr karena diketahui bahwa bengkuang banyak

  5 Kalsium 15 mg mengandung karbohidrat. Maka dari berbagai

  6 Fosfor 18 mg faktor yang telah disebutkan itu, diadakanlah

  7 Vitamin A

  0 SI suatu percobaan untuk meneliti kemungkinan

  8 Vitamin B1 0.04 mg pemanfaatan bengkuang sebagai salah satu bahan

  9 Vitamin C 20 mg baku pembuatan etanol secara fermentasi.Tujuan

  10 Besi 0.6 mg penelitian memanfaatkan bengkuang sebagai

  Sumber : Anna Poedjiadi, Dasar – Dasar

  penghasil etanol dengan cara fermentasi, serta

  Biokimia, 1994

  mengetahui pengaruh lamanya waktu fermentasi kadar etanol yang dihasilkan.

  2.2 Dasar – dasar Fermentasi

  Fermentasi alcohol adalah proses penguraian II.

   FUNDAMENTAL

  karbohidrat menjadi etanol dan CO yang

  2

2.1 Bengkuang

  dihasilkan oleh aktivitas suatu jenis mikroba yang Bengkuang merupakan buah yang kaya akan disebut khamir dan keadaan anaerob (Proscott dan berbagai zat gizi yang sangat penting untuk

  Dunn, 1959) . Perubahan ini dapat terjadi jika kesehatan terutama vitamin dan mineral. Vitamin mikroba terseut bersentuhan dengan makanan yang terkandung dalam bengkuang sangat tinggi yang sesuai bagi pertumbuhannya. Pada proses adalah vitamin C. Sedangkan mineral yang fermentasi biasanya tidak menimbulkan bau busuk dan biasanya menghasilkan gas karbondioksida (Desrosier,1988).

  Secara ringkas seluruh rangkaian reaksi yang terjadi adalah hidrolisispati atau polisakarida menjadi maltose (disakarida) kemudian hidrolisis menjadi glukosa dan selanjutnya diubah menjadi alcohol dan gas karbondioksida oleh

  Saccharomyyces cereviceae (Winarno & Fardiaz,1992).

  Dalam pengolahan makanan dan minuman penyegar perlakuan fermentasi mempunyai beberapa tujuan : 1.

  Meningkatkan nilai gizi bahan makanan 2. Memperpanjang daya simpan bahan makanan 3. Meningkatkan nilai ekonomi bahan makanan

2.3 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi Etanol

  Menurut Judoamidjojo, 1990, faktor – faktor yang mempengaruhi hasil fermentasi etanol adalah sebagai berikut : 1.

   Jenis Mikroorganis Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis sustrat yang digunakan sebagai medium, misalnya untuk menghasilkan etanol digunakan khamir Saccharomyces cereviceae . Untuk mengoksidasi alcohol menjadi asam asetat digunakan Aspergillus wentii. Seleksi bertujuan untuk mendapatkan mikroorganisme yang mampu tumbuh dengan cepat dan mempunyai toleransi tinggi terhadap keadaan medianya untuk menghasilkan produk yang diinginkan.

  2. Lama Fermentasi Lama fermentasi biasanya ditentukan pada jenis bahan dan jenis ragi serta gula. Fermentasi berhenti ditandai dengan tidak terproduksinya lagi CO

  2 . Kadar etanol yang dihasilkan akan semakin tinggi sampai waktu optimal dan setelah itu kadar etanol yang dihasilkan menurun. kantk karena menekan aktivitas otak atas. Etanol juga bersifat candu. Orang yang sering minum alcohol dapat menjadi ketagihan dan

  3. Derajat Keasamaan Pada umumnya pH untuk fermentasi dibutuhkan keasaman 3,4 – 4, ini didasari lingkungan hidup dari starter yang dapat tumbuh dan melakukan metabolism pada pH tersebut (Winarno & Fardiaz,1992).

  4. Kadar Gula Kadar gula yang optimum untuk aktivitas pertumbuhan starter adalah 10 – 18%. Gula disini sebagai substrat, yaitu sumber karbon bagi nutrient Saccharomyces cereviceae yang mempercepat pertumbuhan untuk selanjutnya menguraikan karbohidrat menjadi etanol. Jika kadar gula di bawah 10% fermentasi dapat berjalan tetapi etanol yang dihasilkan terlalu encer sehingga tidak efisien untuk didestilasi dan biayanya mahal. Jika kadar gula di atas 18 % fermentasi akan menurun dan alcohol yang terbentuk akan menghambat aktivitas ragi, sehingga waktu fermentasi bertambah lama dan ada sebagian gula yang tidak terfermentasi.

  5. Suhu Suhu optimum untuk Saccharomyces cereviceae adalah 19 - 32 o

  C. Oleh arena itu, pengaturan suhu dibuat dalam range tersebut.

  6. Konsentrasi Ragi Konsentrasi ragi yang diberikan pada larutan yang akan diferrmentasikan optimalnya adalah 1% dari volume larutan (Satuhu & Supardi , 1994). Jika konsentrasi ragi yang diberikan kurang sari kadar optimal yang disarankan akan menurunkan kecepatan fermentasi karena sedikitnya massa yang akan menguraikan glukosa menjadi etanol, sedangkan maka akan dibutuhkan substrat yang lebih banyak karena substrat yang ada tidak cukup, karena itu menurutkan kecepatan fermentasi.

  2.4 Etanol (Etil Alkohol) Etanol adalah alkohol biasa dan merupakan alcohol terpenting. Pada suhu kamar etanol berupa zat cair bening, mudah menguap, dan berbau khas. Dalam kehidupan sehari – hari, alcohol dapat kita temukan dalam spiritus, dalam alcohol rumah tangga (alcohol 70% yang digunakan sebagai pembersih luka), dalam minuman beralkohol atau dalam air tape, dan lain – lain (Fessenden dan Fessenden, 1986).

  Etanol tidah beracun, tetapi bersifat memabukkan dan menyebbabkan

  1. Dapat menyebabkan ketergantungan sukar baginya meninggalkan alcohol itu.

  2. Dapat menyebabkan penghilangan kesadaran Walaupun tidak beracun, alcohol dapat (karena menekan aktivitas otak bagian menimbulkan angka kematian yang tinggi, belakang) misalnya banyak pengemudi kendaraan yang

  3. Dapat menimbulkan asidosis (pengasaman dalam keadaan mabuk menimbulkan dan iritasi pada lambung kecelakaan lalu lintas. Hal yang lebih

  4. Dapat merusak hati menyedihkan jika yang menjadi korban

  5. Dapat menyebabkan impotensi pada kaum bukan saja si pemabuk, tatpi orang lain laki – laki (Purba,2000). Etanol adalah alcohol yang digunakan dalam minuman seperti bir, anggur, dan berbagai jenis

Table 2.2 Sifat Fisika dan Sifat Kimia

  minuman keras lainnya. Etanol dihasilkan Etanol dari proses fermentasi (peragian) karbohidrat

  Properti Nilai (glukosa) dengan bantuan enzim zimase dari

  Berat molekul, gr/mol 46,1 ragi (yeast). Proses peragian berlangsung _o

  Titik beku, C -114,1 dalam dua tahap. Tahap pertama adalah _o

  Titik didih normal, C 78,32 perubahan polisakarida (amilum) menjadi

  Densitas, g/mol 0,7983 monosakarida (glukosa) yang dikatalisis oleh o

  Viskositas pada 20

  C, 1,17 enzim amylase. Tahap kedua addalah mPa.s (Cp) pengubahan glukosa menjadi alohol yang

  Panas penguapan 839,31 dikatalisis oleh enzim zimase. Glukosa yang normal, J/gr digunakan untuk proses fermentasi ini dapat

  Panas pembakaran pada 29676,6 _o

  25 C, J/gr berasal singkong, beras, ketan, anggur, pati _o

  Panas jenis pada 25

  C, J 2,42 gandum, dan beras (Fessenden dan _o (gr.

  C) Fessenden, 1986). Kadar etanol yang

  Nilai oktan 106 – 111 dihasilkan dari fermentasi glukosa ini hanya

  Wujud pada suhu kamar Cair berkisar 12% -15% Karena pada kadar yang

  Dicampur dengan Bereaksi lebih tinggi sel ragi tidak dapat hidup. Kadar

  Natrium etanol yang lebih tinggi dapat diperoleh kelarutan dalam air Larut sempurna melalui pemekatan dengan cara destilasi.

  Dapat terbakar Ya Melalui destilasi dapat diperoleh alcohol

  Sumber : Kirk- Orthmer, Enncyclopedia of sampai 95,5%. Alcohol yang lebih pekat dari

  Chemical Technology, vol 9, 1967 itu tidak dapat diperoleh melalui destilasi karena campuran yang mengandung 95,5%

  2.5 Evaporasi alcohol dengan 4,5 air mempunyai titik didih

  Evaporasi merupakan perpindahan kalor yang tetap (campuran azeotrop). ke zat cair mendidih yang sangat sering

  Etanol merupakan

  ditemukan sehingga biasanya ditangani

  produk fermentasi yang dapat dibuat dari

  sebagai satu operasi tersendiri. Tujuan substrat yang mengandung karbohidrat. evaporasi yaitu untuk memekatkan larutan

  Etanol merupakan kependekan dari etil

  yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah

  alcohol. Bentuknya berupa cairan yang tidak menguap dan pelarut yang mudah menguap. berwarna dan memiliki bau yang khas.

  Evaporasi dilaksanakan dengan menguapkan

  Kegunaan etanol antara lain :

  sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan cair pekat yang konsentrasinya lebih

1. Sebagai bahan baku pembuatan senyawa tinggi (www.wikipedia.org).

  lain seperti asam asetat

  Jenis – jenis utama evaporator tabung 2.

  Perawatan kimia (kosmetik, farmasi, dan

  dengan pemasukan uap yang banyak yaitu:

  lain – lain ) 3. Sebagai pelarut organic 1.

  Evaporasi – vertical tabung panjang 4.

  Sebagai konsumsi minuman beralkohol a.

  Aliran ke atas b.

  Aliran ke bawah c.

  Sirkulasi paksa 2. Evaporasi film-aduk

III. Metodologi Penelitian

3.1 Bahan – bahan yang Digunakan

  6. Tutup rapat Erlenmeyer yang berisi media

  3. Alat – alat yang digunakan pada proses

  fermentasi disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121

  o

  C selama 15 menit agar tidak ada mikroba lain karena kesterilan akan mempengaruhi fermentasi.

  4. Setelah keluar dari autoklaf, alat – alat tersebut didinginkan.

  5. Untuk tiap Erlenmeyer dari 300 ml larutan

  ditambahkan masing – masing 2 gr, 4 gr, dan 6 gr (sesuai dengan variasi dosisnya) kemudian diaduk sampai homogen.

  7. Larutan kemudian difermentasi selama 3 hari, 5 hari, dan 7 hari.

  fermentasi dengan gabus yang dihubungkan dengan selang dan ujung selang dimasukkan ke dalam air agar tidak terja dikontak langsung dengan udara.

  sebanyak 30 gram (10 % volume). Kadar optimum gula 10 – 18% volume akhir (Kastini, 1992).

  D. Evaporasi 1.

  Siapkan 1 set peralatan evaporasi.

  2. Masukkan campuran alcohol-air ke dalam labu, kemudian pasang labu tersebut pada alat evaporasi yang telah disediakan.

  3. Atur temperaturnya 78

  o

  C, dan waktu evaporasi yang dilakukan selama 5 menit sehingga alcohol yang didapat akan menghasilkan kadar alcohol yang bervariasi.

  2. Sari bengkuang yang telah ditambah gula diaduk sampai homogen.

  C. Fermentasi 1. 300 ml larutan kemudian ditambahkan gula

  Bahan yang digunakan dalm penelitian ini adalah :

  3. Larutan yang diperoleh didinginkan dan ditambahkan aquadest hingga 300 ml.

  C. Setelah 1 jam pati yang ada relative telah terhidrolisa dengan sempurna.

  o

  90

  Campuran tersebut kemudian dihidrolisa di dalam autoklaf selama 1 jam dengan suhu

1. Bengkuang 2.

  B. Hidrolisa pati 1.

  2. Bengkuang dijus dan diambil sari bengkuangnya

  Bengkuang dipisahkan dari kulitnya lalu dibersihkan.

  Sebanyak 300 ml sari bengkuang dicampur dengan 100 ml larutan HCl 3%.

  3.3 Prosedur Percobaan

  Evaporator 2. Erlenmeyer 3. Alkoholmeter

  Peralatan Analisa Kadar Etanol 1.

  Erlenmeyer 2. Selang 3. Gabus penutup

  Peralatan Percobaan Fermentasi 1.

  Timbangan 2. Pisau Stainless 3. Mortal 4. Gelas Ukur 5. Erlenmeyer 6. Pengaduk 7. Labu ukur 8. pH meter 9. Autoklaf

  Peralatan persiapan sari Ubi Talas 1.

  3.2 Alat – alat yang Digunakan

  Ragi roti (Fermipan) 3. Ragi tape 4. Gula pasir 5. Aquadest 6. HCl 7. NaOH

  A. Pembuatan jus bengkuang 1.

  4. pada saat berat ragi 6 gr pada hari ke-5 sebesar 18

  Simpan hasil yang didapat dalam botol yang ditutup rapat. %. Kenaikan mencolok juga masih terlihat pada hari ke-5 pada berat ragi 4 gr menuju 5 gr yaitu 14 5. Untuk mengetahui kadar alcohol, masukkan % menuju 18 % atau kenaikkan sekitar 2 %. alcoholmeter ke dalam larutan yang didapat. Kemudian amati berapa persen yang terbaca

  4.3 Fermentasi pada Ragi Tape, Kadar Etanol dalam alkoholmeter. Vs Waktu

IV. Hasil dan Pembahasan

  4.1 Fermentasi pada Ragi Tape, Kadar Etanol Vs Berat Ragi

  Dari grafik, dapat dilihat bahwa kadar etanol maksimum terbentuk pada hari ke-5 dengan berat ragi 6 gr yaitu sebesar 22 %. Namun, pada grafik ini terlihat penurunan kadar etanol pada saat hari ke-7. Dimana rata – rata kadar etanol menurun baik untuk ragi 2 , 4, dan 6 gr. Jadi, terjadi kenaikan sekitar 2 % akibat penambahan ragi. Kadar etanol maksimum terbentuk pada saat berat ragi 6 gr yaitu pada hari ke-5 sebesar 22 %. Kenaikan mencolok terlihat dari ragi 4 gr

  4.4 Fermentasi pada Ragi Roti, kadar Etanol

  menuju ragi 6 gr pada hari ke-5 yaitu 20 % ke

  Vs Waktu

  22 %, berarti kenaikannya sekitar 2 %. Dari grafik, untuk ragi 2 gr dan 6 gr setiap penambahan ragi mengalami kenaikan kadar etanol.

  4.2 Fermentasi pada Ragi Roti, Kadar Etanol Vs Berat Ragi

  Dari grafik terlihat kadar etanol maksimum juga pada ke-5 dengan ragi 6 gr yaitu sebesar 16 %. Pada hari ke-3 kadar etanol rata – rata meningkat baik itu untuk berat ragi 2, 4, dan 6 gr. Hari ke-5 merupakan kadar etanol maksimum yang terbentuk pada masing – masing berat ragi.

  Kadar etanol maksimum terbentuk masih sama dengan fermentasi menggunakan ragi tape yaitu

V. KESIMPULAN 1.

  Kadar etanol yang terbentuk akan semakin tinggi sampai pada waktu tertentu (waktu maksimal) dan setelah waktu maksimal dilewati kadar etanol yang dihasilkan akan menurun. Kadar etanol maksimal yang dihasilkan pada hari kelima dengan menggunakan ragi tape, yaitu 22 %.

  2. Semakin besar berat ragi yang digunakan maka akan semakin besar pula kadar etanol yang dihasilkan. Kadar etanol maksimum yang terbentuk pada saat penambahan ragi 6 gr, yaitu 22 %.

3. Jenis ragi yang baik untuk menghasilkan etanol adalah ragi tape..

  4. Umbi bengkuang merupakan salah satu penghasil etanol yang memiliki persentase kadar etanol tidak terlalu tinggi.

  

  pada 7 Desember 2009 dari

  Umbi Penyejuk. Diakses pada internet

  Wirakusuma, Emma S. 2004. Bengkuang sebagai

  Fermentasi. Jakarta : Mediyatama Sarana Perkasa.

VI. DAFTAR PUSTAKA

  Organik Jilid 1. Edisi 2. Jakarta : Erlangga.

  pada Fermentasi Gaplek Ketela Pohon dengan Penambahan Aspergillus niger.

  Surakarta : FKIP Universitas Muhammadiyah. Risa . 2009. Aneka Tanaman Semusim. Lembang : BBPP.

  Fessenden R dan Joan Fessenden, 1986. Kimia

  Jakarta : Universitas Indonesia. Purba, Michael. 2000. Kimia 2000 Untuk SMU Kelas 2 . Jilid 2B. Jakarta : Erlangga.

  Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Poedjiadi, Anna. 1994 . Dasar – Dasar Biokimia.

  Mikrobiologi Industri . Inderalaya :

  : Jurusan Teknik Kimia UNSRI. Dahlan, H, Ir. 2006. Penuntun Praktikum

  dan Berat Ragi terhadap kadar Etanol pada Fermentasi Umbi Talas . Inderalaya

  Galuh dan Agnes. 2007. Pengaruh Waktu, Suhu,

  Anita F, Ayu. 2008. Kadar glukosa dan Bioetanol