Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol Dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea Batatas L) Secara Fermentasi [PDF]

Citation preview

PROPOSAL PENELITIAN PEMBUATAN ETANOL DARI UBI JALAR PUTIH (Ipomoea batatas L.) SECARA FERMENTASI



DISUSUN OLEH: CHISYA AYU PUSPITAWENI



121180029



MAYA PUSPITASARI



121180137



PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S1 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2021



LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL PENELITIAN PEMBUATAN ETANOL DARI UBI JALAR PUTIH (Ipomoea batatas L.) SECARA FERMENTASI



Disusun oleh: Chisya Ayu Puspitaweni



121180029



Maya Puspitasari



121180137



Yogyakarta,



April 2021



Disetujui oleh Dosen Pembimbing



Siti Diyar Kholisoh, S.T, M.T.



i



KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal penelitian dengan judul “Pembuatan Etanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi”. Adapun tujuan dari penyusunan proposal ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah penelitian, sebelum dilakukan pekerjaan eksperimen di laboratorium. Dengan selesainya proposal ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doanya 2. Ibu Siti Diyar Kholisoh, S.T, M.T. selaku dosen pembimbing penelitian 3. Rekan-rekan yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung sehingga proposal ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu. Penulis menyadari ketidaksempurnaan pada proposal ini, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan penyusunan proposal selanjutnya.



Yogyakarta,



April 2021



Penulis



ii



DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ i KATA PENGANTAR .................................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v DAFTAR TABEL ........................................................................................... vi BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1 I.1. Latar Belakang .............................................................................. 1 I.2. Rumusan Masalah ......................................................................... 2 I.3. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3 I.4. Manfaat Penelitian ........................................................................ 3 I.5. Batasan Masalah ........................................................................... 3 1.6. Hipotesa ....................................................................................... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................... 4 II.1. Ubi Jalar Putih ............................................................................. 4 II.2. Pati ............................................................................................... 7 II.3. Bioetanol ...................................................................................... 8 II.4. Hidrolisis ..................................................................................... 9 II.5. Fermentasi ................................................................................... 11 II.6. Mikroorganisme Fermentasi Etanol ............................................. 16 II.7. Distilasi ........................................................................................ 19



iii



II.8. Kinetika Enzimatik ...................................................................... 21 II.9. Metode Analisis Glukosa ............................................................. 23 II.10. Alkoholmeter ............................................................................. 30 II.11. Landasan Teori .......................................................................... 31 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 34 III.1. Alat dan Bahan ........................................................................... 34 III.2. Rangkaian Alat ........................................................................... 35 III.3. Pelaksanaan Percobaan .............................................................. 37 III.4. Diagram Alir .............................................................................. 41 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 46



iv



DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Ubi Jalar Putih ............................................................................... 4 Gambar 2. Struktur Pati ................................................................................... 8 Gambar 3. Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme ........................................... 18 1



1



Gambar 4. Grafik Hubungan Antara v dan [S] ……………………………….23 Gambar 5. Rangkaian Alat Fermentasi ........................................................... 35 Gambar 5. Rangkaian Alat Distilasi ............................................................... 36



v



DAFTAR TABEL Tabel 1. Kandungan karbohidrat dalam ubi jalar putih (% berat kering) ....... 6 Tabel 2. Kandungan zat makanan ubi jalar putih, ubi jalar kuning, dan ubi jalar ungu dalam 100 gram ............................................................... 6 Tabel 3. Komposisi amilosa dan amilopektin ................................................. 8 Tabel 4. Perbandingan mikroba dalam proses fermentasi ............................... 19 Tabel 5. Panjang gelombang berbagai warna cahaya ..................................... 30



vi



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Pada masa sekarang bahan bakar menjadi kebutuhan pokok masyarakat. Penggunaan bahan bakar minyak bumi di Indonesia mengambil porsi 52% dalam kebutuhan energi nasional (Timnas BBN dalam Prihandana, 2008). Sedangkan sumber bahan bakar minyak bumi yang dipakai saat ini semakin menipis. Oleh karena itu perlu adanya bahan bakar alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi. Bahan bakar alternatif merupakan bahan bakar yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar konvensional. Bahan bakar alternatif saat ini semakin banyak dikembangkan untuk memenuhi tingkat konsumsi terhadap minyak, di antaranya yaitu: biodiesel, biogas, bioetanol, dll. Dasar pemilihan sumber energi yang akan dimanfaatkan antara lain terbarukan dan harus ramah lingkungan. Bioetanol merupakah salah satu energi yang ramah lingkungan. Bioetanol merupakan etanol yang diproduksi dari tumbuh-tumbuhan menggunakan mikroorganisme melalui proses fermentasi (Rikana dan Adam, 2008). Bahan baku bioetanol dapat berasal dari biomassa sumber pati (jagung, ubi kayu, ubi jalar, sorgum, dll), sumber gula (molasses, nira tebu, nira kelapa, dan nira dari berbagai tanaman lain), dan sumber selulosa (onggok, jerami padi, ampas tebu, tongkol jagung, dll) (Mulyono, dkk., 2011). Bioetanol mampu meningkatkan efisiensi pembakaran mesin serta mengurangi sebanyak 30 – 70% emisi CO2 (Sudiyani,dkk., 2008). Kelebihan bahan bakar nabati (BBN) selain dapat diperbarui (renewable) juga bersifat ramah lingkungan, dapat terurai (degradable), mengurangi efek rumah kaca, serta kontinuitas bahan bakunya terjamin. BBN bioetanol haruslah memenuhi syarat sebagai berikut: bukan tanaman pokok pangan, tidak menggunakan lahan yang Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



1



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



seharusnya digunakan sebagai tanaman pangan, tidak berdampak buruk terhadap lingkungan (Hambali, dkk., 2007). Salah satu bahan bakar nabati (BBN) yang memenuhi syarat tersebut adalah ubi jalar. Ubi jalar merupakan komoditas sumber karbohidrat utama, setelah padi, jagung, dan ubi kayu, serta mempunyai peranan penting dalam penyediaan bahan pangan, bahan baku industri maupun pakan ternak (Zuraida dan Supriati, 2001). Bagian tanaman ubi jalar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif adalah umbinya karena banyak mengandung pati atau karbohidrat (Damardjati dan Widowati, 1994). Ubi jalar putih dipilih sebagai bahan baku pembuatan bioetanol karena memiliki kandungan karbohidrat yang lebih banyak dibanding ubi jalar yang lain. Ubi jalar putih pada umumnya digunakan masyarakat sebagai bahan pangan, namun pada penelitian Hendrawati, dkk., (2018), menjelaskan bahwa ubi jalar putih termasuk dalam lima komoditas yang berpotensi sebagai bahan baku bioetanol yang akan menambah nilai jual dari ubi jalar putih. Pembuatan etanol dari ubi jalar putih melalui proses hidrolisis asam guna memecah komponen polisakarida menjadi glukosa yang kemudian akan dikonversi oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi etanol melalui proses fermentasi dengan beberapa faktor yang berpengaruh diantaranya yaitu kadar gula, nutrisi, keasaman (pH), temperatur, volume starter, udara dan waktu fermentasi. Saccharomyces cerevisiae dipilih sebagai mikroorganisme dalam proses fermentasi alkohol dikarenakan harganya murah dan mudah ditemukan serta dapat menghasilkan etanol yang bermutu tinggi (Kartika, dkk., 1992). I.2. Rumusan Masalah Pada penelitian ini digunakan pati yang berasal dari ubi jalar putih yang memiliki karbohidrat yang paling banyak dibandingkan dengan ubi jalar lainnya. Pemilihan ubi jalar putih karena mudah ditemukan hampir merata di Indonesia dan tumbuh subur terutama di daerah dataran tinggi.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



2



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Permasalahan yang ada dalam penelitian ini yaitu bagaimana cara pemanfaatan ubi jalar putih (nilai ekonomis rendah) untuk menghasilkan bioetanol melalui proses hidrolisis dengan hidrolisis asam dilanjutkan fermentasi dengan menggunakan yeast atau ragi. I.3. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk membuat bioetanol dari ubi jalar putih dengan proses fermentasi dengan variabel waktu dan massa khamir pada proses fermentasi terhadap kadar bioetanol yang dihasilkan. I.4. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif yaitu bioetanol dengan bahan baku ubi jalar putih. I.5. Batasan Masalah Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ubi jalar putih dengan bantuan khamir yaitu Saccharomyces cerevisiae dalam proses fermentasi. I.6. Hipotesa 1. Semakin lama waktu fermentasi maka akan dihasilkan kadar etanol semakin tinggi sampai mencapai titik tertentu dan setelah itu akan menurun. 2. Semakin banyak khamir yang ditambahkan maka semakin besar kadar etanol yang dihasilkan.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



3



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Ubi Jalar Putih Ubi jalar merupakan sumber karbohidrat non beras tertinggi setelah padi, jagung, dan ubi kayu. Sebagai sumber pangan tanaman ini mengandung energi, 𝛽-karoten, vitamin C, niacin, riboflavin, thiamin, dan mineral. Oleh karena itu, komoditas ini memiliki peran penting baik dalam penyediaan bahan pangan, bahan baku industri maupun pakan ternak (Ambarsari dan Choliq, 2009). Ubi jalar merupakan salah satu tanaman pangan yang tersebar di seluruh Indonesia. Indonesia merupakan penghasil ubi jalar terbesar kedua di dunia setelah Tiongkok. Oleh karena itu, Indonesia memiliki potensi besar dalam pengembangan industri pengolahan berbasis ubi jalar (Ambarsari dan Choliq, 2009).



Gambar 1. Ubi Jalar Putih Areal panen ubi jalar di Indonesia tiap tahun seluas 229.000 hektar, tersebar di seluruh provinsi, baik di lahan sawah maupun tegalan dengan produksi rata-rata nasional 10 ton per hektar. Penghasil utama ubi jalar di Indonesia adalah Jawa dan Irian Jaya yang menempati porsi sekitar 59%, sehingga peluang perluasan areal panen masih sangat terbuka di seluruh Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



4



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Indonesia. Ubi jalar bisa ditanam sepanjang tahun, baik secara terus menerus, bergantian maupun secara tumpang sari. Ubi jalar bisa ditanam sepanjang tahun di jenis tanah apa saja dan di mana saja. Keunggulan lain dari ubi jalar adalah umur panen ubi jalar yang singkat yaitu hanya empat bulan (Aini, 2004). Ubi jalar mempunyai nama ilmiah Ipomoea batatas L. Taksonomi tumbuhan tanaman ubi jalar (Riata, 2010) diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom



: Plantae



Divisi



: Spermatophyta



Sub Divisi



: Angiospermae



Kelas



: Dicotyledonae



Ordo



: Concolvulales



Famili



: Concolvulaceae



Genus



: Ipomoea



Species



: Ipomoea batatas L



Varietas ubi jalar yang dikenal di Indonesia umumnya dikelompokkan berdasarkan warna daging ubi jalar yaitu berwarna putih, kuning, dan ungu. Ubi jalar mengandung bermacam kandungan yang berbeda pada setiap warnanya. Menurut Purwono dan Heni (2007), umbi jalar yang berwarna kuning kaya akan beta karoten (provitamin A) dan vitamin C. Umbi berwarna ungu juga merupakan sumber vitamin C dan beta karoten (provitamin A) yang sangat baik. Sementara itu, ubi jalar berdaging putih tidak mengandung beta karoten (provitamin A) atau sangat sedikit. Namun, umbi yang berwarna putih mengandung karbohidrat yang paling banyak sehingga dapat dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol. Ubi jalar putih memiliki kandungan energi sebanyak 123 kalori/100g, protein (0,87 g), karbohidrat (28,79 g), kalsium (5 mg), nilai vitamin B1 (0,17 mg), vitamin C (9,8 mg) (Prasetya, dkk., 2009).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



5



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Tabel 1. Kandungan karbohidrat dalam ubi jalar putih (% berat kering) Komponen



Besaran (%)



Pati Gula Hemiselulosa Selulosa Pektin



46,2 22,4 3,6 2,7 0,47 (Meyer, 1985)



Karbohidrat dalam ubi jalar putih terdiri dari monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Ubi jalar mengandung sekitar 16-40 % bahan kering dan sekitar 70-90% dari bahan kering ini adalah karbohidrat yang terdiri dari pati, gula, hemiselulosa, selulosa, dan pektin (Meyer, 1985). Tabel 2. Kandungan zat makanan ubi jalar putih, ubi jalar kuning, dan ubi jalar ungu dalam 100 gram Komponen Kalori Karbohidrat Gula Reduksi Lemak Protein Air Abu Serat



Ubi jalar putih 123 kkal 28,79 % 0,32 % 0,95 % 0,87 % 65,24 % 0,93 % 2,9 %



Ubi jalar kuning 136 kkal 27,47 % 0,11 % 0,88 % 0,99 % 67,78 % 0,99 % 2,79 %



Ubi jalar ungu 123 kkal 22,64 % 0,30 % 0,94 % 0,77 % 70,46 % 0,84 % 3%



(Rohmadi dan Amalia, 2010) Ubi jalar putih mengandung karbohidrat yang paling banyak di antara ubi jalar yang lain. Bahan yang mengandung karbohidrat tinggi dapat menghasilkan etanol yang lebih banyak. Ubi jalar putih mengandung persentase karbohidrat yang cukup besar di mana kandungan karbohidrat itu sendiri sebagian besar tersusun dari pati. Bahan baku yang mengandung pati dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol (Saputri, 2010).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



6



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



II.2. Pati Menurut Risnoyatiningsih (2011), karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi manusia selain protein dan lemak. Karbohidrat yang mempunyai rumus empiris (CH2O)n ini juga mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur, dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya pemecahan protein tubuh yang berlebihan, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolisme lemak dan protein. Karbohidrat adalah senyawa



karbon



Karbohidrat



yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil.



paling



polihidroksialdehid



sederhana atau



aldosa)



bisa



berupa



atau



aldehid (disebut



berupa keton (disebut



polihidroksiketon atau ketosa). Pati merupakan suatu karbohidrat yang tersusun atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen dengan rumus molekul (C6H10O5)n. Pati merupakan polimer kondensasi dari suatu glukosa yang tersusun dari unit-unit anhidroglukosa. Unit-unit glukosa terikat satu dengan lainnya melalui C1 oksigen yang dikenal sebagai ikatan glikosida (Swinkels, 1985). Pati tersusun dari dua jenis struktur polimer glukosa yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan antara dua jenis struktur polimer penyusun pati tersebut terletak pada jenis ikatan glikosida. Amilosa merupakan polimer linier yang mengandung 500-2000 unit glukosa yang terikat oleh ikatan α-(1,4) sedangkan amilopektin selain mengandung ikatan α-(1,4) juga mengandung ikatan α-(1,6) sebagai titik percabangannya (Smith, 1982; Swinkels, 1985; Pomeranz, 1991).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



7



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Gambar 2. Struktur Pati Tabel 3. Komposisi amilosa dan amilopektin Properti Amilosa Amilopektin Struktur Lurus Bercabang Ikatan 𝛼 -1,4 𝛼 − 1,4 dan 𝛼 − 1,6 Panjang rantai rata103 nm 20-25 nm rata Derajat polimerisasi 103 104-105 Kompleks dengan iod Biru (650 nm) Ungu-coklat (550 nm) Produk hidrolisis Maltotriosa, Gula pereduksi (sedikit) Glukosa, Maltosa, Oligosakarida (dominan) Oligosakarida (Smith, 1982; Swinkels, 1985; Pomeranz, 1991) II.3. Bioetanol Bioetanol adalah suatu cairan yang dihasilkan dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Etanol yang dibuat dari biomassa yang mengandung komponen gula, pati serta selulosa disebut sebagai bioetanol. Sehingga bioetanol merupakan produk yang berasal dari tanaman hasil fermentasi dengan bantuan mikroorganisme yang menghasilkan produk yang bening tak berwarna, dapat terurai secara biologis (biodegradable), kandungan



toksisitas



rendah



serta



tidak



menimbulkan polusi udara (Demirbas, 2005). Bioetanol dapat dibuat dari bahan baku seperti gas hidrokarbon, bahanbahan yang mengandung sakarosa (tebu tetes dan gula biet), bahan-bahan yang



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



8



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



mengandung pati (ubi kayu, jagung, ubi jalar, dan beras), maupun bahan-bahan yang mengandung selulosa (kayu, limbah pertanian dan lain sebagainya). Bioetanol juga dapat dibuat dari berbagai bahan baku yang berbahan dasar pati (singkong, ubi jalar, tepung sagu, gandum, dan biji sorgum), berbahan dasar gula (tetes tebu, nira tebu, nira kelapa, nira batang, nira aren, dan lainnya). Dengan demikian bahan dasar untuk membuat bioetanol berasal dari berbagai organ tanaman baik berupa buah, biji, batang, dan tongkol. Bahkan limbah dapat digunakan sebagai bahan dasar bioetanol (Prihandana, 2008). Kegunaan bioetanol sebagai bahan bakar mempunyai pengaruh untuk meningkatkan nilai oktan dan peniadaan tambahan zat-zat yang diperlukan agar mesin dapat berjalan lebih halus. Sebagai bahan bakar, bioetanol memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan bahan bakar minyak (BBM). Pertama, bahan bakar ini memiliki bilangan oktan yang lebih tinggi (106-110) daripada bensin (91-96) sehingga dapat digunakan sebagai campuran untuk meningkatkan performa bensin (Nigam & Singh, 2011). Kedua, penggunaan bioetanol akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi polutan berupa oksida nitrogen dan sulfur karena memiliki kadar oksigen yang lebih tinggi (34%) dan kadar sulfur yang jauh lebih rendah (berkurang hingga 80%) dibandingkan bensin (Pickett, dkk., 2008). II.4. Hidrolisis Hidrolisis adalah pemecahan suatu senyawa kimia menjadi dua atau lebih senyawa sederhana dengan cara mereaksikannya dengan air (Widyastuti dan Rosirda, 2010). Menurut Widyastuti dan Rosirda (2010), terdapat 250 satuan glukosa atau lebih per molekul amilosa. Hidrolisis lengkap amilosa hanya menghasilkan D-glukosa, sedangkan hidrolisis parsial menghasilkan maltose sebagai satu-satunya disakarida. Amilopektin



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



mengandung 1000 satuan



121180029 121180137



9



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



glukosa atau lebih per molekul. Hidrolisis lengkap amilopektin hanya menghasilkan D-glukosa. Tetapi hidrolisis tak lengkap menghasilkan suatu campuran disakarida maltose dan isomaltose. Reaksi hidrolisis pati berlangsung menurut persamaan reaksi sebagai berikut: (C6H10O5)n + n H2O Pati



n (C6H12O6) …………………...(1)



Air



Glukosa



Reaksi hidrolisis pati sangat lambat sehingga diperlukan katalisator untuk mempercepat hidrolisis. Katalisator yang digunakan dapat berupa enzim atau asam. Hidrolisis enzim yang banyak digunakan di industri pengolahan pati antara lain α-amilase, ß-amilase, glukoamilase, pullanase, dan isoamilase. Hidrolisis pati secara enzimatis merupakan proses sakarifikasi, yaitu proses pemutusan seluruh rantai molekul pati sehingga didapatkan perolehan glukosa yang maksimal. Karena itu pada proses pembuatan glukosa secara asam biasanya diikuti oleh proses enzim dengan tujuan agar produk yang dihasilkan benar-benar murni glukosa. Pada hidrolisis enzim membutuhkan waktu relatif lama dan biaya yang relatif lebih mahal (Novianti, dkk., 2014). Kelebihan hidrolisis dengan enzim yaitu reaksi hidrolisis yang terjadi dapat beragam, kondisi proses yang digunakan tidak ekstrim, seperti suhu sedang dan mendekati netral, tingkat konversi lebih tinggi, polutan lebih rendah, dan reaksi yang spesifik (Judoamidjojo, dkk., 1989). Hidrolisis asam dapat dilakukan dengan menggunakan asam kuat anorganik, seperti HCl, HNO3, dan H2SO4 yang dipanaskan pada suhu mendidih, dan dilakukan untuk beberapa jam (Machbubatul, 2008). Di antara asam-asam tersebut yang sering digunakan dalam industri adalah asam



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



10



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



khlorida (HCl) karena garam yang terbentuk tidak berbahaya yaitu garam dapur. Selain itu asam khlorida (HCl) memiliki sifat mudah menguap sehingga memudahkan dalam pemisahan dari produknya, HCl juga menghasilkan produk yang berwarna terang (Endah R, 2007). Menurut Widyastuti dan Rosirda (2010) HCl digunakan sebagai katalis dengan pertimbangan bahwa HCl merupakan salah satu jenis oksidator kuat dan lebih aman jika dibandingkan dengan jenis asam yang lain. Hidrolisis asam memiliki kelebihan dibandingkan dengan hidrolisis enzim di antaranya yaitu: harganya relatif murah, mudah diperoleh, dan waktu relatif lebih cepat (Novianti, dkk., 2014). Penggunaan asam dalam hidrolisis memiliki kelebihan yaitu lebih mudah dalam proses karena tidak dipengaruhi oleh beberapa faktor, hidrolisis terjadi secara acak, dan waktu lebih cepat (Wirakartakusumah, 1981 dalam Ega, 2002). Penelitian Ahmad dan Kun (2017) mengungkapkan bahwa hidrolisis pati yang dilakukan secara hidrolisis enzim menghasilkan lebih banyak glukosa, namun membutuhkan waktu yang lebih lama dibanding dengan hidrolisis asam. Hidrolisis asam mampu menghasilkan glukosa dalam waktu yang relatif lebih singkat. II.5. Fermentasi Fermentasi merupakan proses mikrobiologi yang dikendalikan oleh manusia untuk memperoleh produk yang berguna, di mana terjadi pemecahan karbohidrat dan asam amino secara anaerob.



Peruraian dari



kompleks menjadi sederhana dengan bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan suatu energi (Sudarmadji, dkk., 1989). Fermentasi dapat diartikan juga sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir, dan jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi meliputi pengasaman susu, dekomposisi pati dan gula menjadi



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



11



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



alkohol dan karbondioksida, serta oksidasi senyawa



nitrogen



organik



(Hidayat, dkk., 2006). Perubahan gula pereduksi menjadi etanol dilakukan oleh enzim invertase, yaitu



enzim



kompleks



yang terkandung dalam ragi. Fermentasi



untuk menghasilkan bioetanol oleh ragi merupakan perubahan gula-gula heksosa sederhana menjadi bioetanol dan CO2 secara anaerob, dalam hal ini udara tidak diperlukan selama proses fermentasi (Hidayat, dkk., 2006). Menurut Hidayat, dkk., (2006), pada proses fermentasi terjadi pemecahan senyawa induk, di mana 1 molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul bioetanol, 2 molekul CO2, dan pembebasan energi. Reaksinya adalah sebagai berikut: C6H12O6



yeast



Glukosa



2 C2H5OH + 2 CO2



...............................(2)



Etanol + Karbon Dioksida



Fermentasi alkohol merupakan proses pembuatan alkohol dengan memanfaatkan aktivitas yeast atau ragi. Yeast merupakan tumbuhan mikroskopik bersel satu dan merupakan golongan fungi, tidak bercabang dan tidak mempunyai klorofil serta memperbanyak diri dengan cara budding (pertunasan). Yeast memfermentasi gula untuk menghasilkan etanol dan CO2 serta produk samping lainnya. Proses fermentasi adalah anaerob, yaitu mengubah glukosa menjadi alkohol tanpa menggunakan oksigen, tetapi dalam pembuatan starter dibutuhkan suasana aerob di mana oksigen diperlukan untuk pembiakan sel. Reaksinya adalah sebagai berikut: a. Pemecahan glukosa dalam suasana aerob C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + H2O………………………….…..…(3) b. Pemecahan glukosa secara anaerob C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2……………………………...….(4)



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



12



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Proses pemecahan glukosa dengan bantuan yeast termasuk salah satu proses enzimatik karena yeast ini menghasilkan enzim dan secara sederhana dapat dirumuskan sebagai berikut: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 57kCal………………….(5) Bila biakan yang digunakan terlalu muda atau waktu inkubasi terlalu singkat, ada kemungkinan biakan tersebut masih dalam fase adaptasi, sehingga pertumbuhan belum optimal, tetapi apabila waktu inkubasi terlalu lama kemungkinan biakan telah mencapai fase stasioner, oleh karena itu biakan yang paling baik berada pada fase eksponensial yaitu fase pertumbuhan yang paling optimal (Agustinus, 2009). Menurut Deki S, dkk., (2012), semakin lama waktu fermentasi kadar bioetanol akan mengalami kenaikan, namun jika sudah mencapai optimum kadar etanol akan menurun. Waktu fermentasi berpengaruh terhadap hasil karena semakin lama waktu fermentasi akan meningkatkan kadar bioetanol, namun bila fermentasi terlalu lama nutrisi dalam substrat akan habis dan khamir tidak lagi dapat memfermentasikan bahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi alkohol (Retnowati dan Sutanti, 2009): 1. Kadar gula Bahan dengan konsentrasi gula yang tinggi mempunyai efek negatif pada ragi, baik pada pertumbuhan maupun aktivitas fermentasinya. Kadar glukosa yang baik berkisar antara 10-18% berat per volume. Apabila terlalu pekat, aktivitas enzim akan terhambat sehingga waktu fermentasinya menjadi lama, di samping itu terdapat sisa gula yang tidak terpakai, dan jika terlalu encer alkohol yang dihasilkan berkadar rendah.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



13



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



2. Nutrisi Ragi memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan ragi selama proses fermentasi berlangsung, misalnya: -



Unsur C : ada pada karbohidrat



-



Unsur N : dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen, ZA, dan urea.



-



Unsur P : penambahan pupuk fosfat dari NPK, TSP, DSP, dll.



3. Keasaman (pH) Ragi memerlukan media suasana asam untuk fermentasi alkohol, yaitu pH 4-5. pH kurang dari 4 menyebabkan proses fermentasi berkurang kecepatannya, sedangkan pH yang lebih dari 5 menyebabkan adaptasi ragi dalam ekstrak menjadi lebih rendah. Pengaturan pH dilakukan dengan menambahkan asam sulfat atau asam klorida jika substratnya alkalis dan natrium bikarbonat jika substratnya asam. Derajat keasaman atau pH merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan pembentukan produk dalam proses fermentasi karena setiap mikroorganisme mempunyai kisaran pH optimal terhadap lingkungan hidupnya. Penurunan pH juga diakibatkan karena fermentasi menghasilkan asam organik. Peningkatan keasaman juga disebabkan karena fermentasi akan menghasilkan asam organik oleh mikroba. Asam-asam organik tersebut seperti asam malat, asam tartarat, asam sitrat, asam laktat, asam asetat, asam butirat, dan asam propionat sebagai hasil sampingan, asam ini menurunkan pH medium. Dapat disimpulkan semakin lama fermentasi maka pH semakin kecil (Putra dan Amran, 2009).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



14



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



4. Temperatur Suhu berpengaruh terhadap proses fermentasi melalui dua hal secara langsung yaitu mempengaruhi aktivitas enzim dan mempengaruhi hasil alkohol secara langsung karena adanya penguapan. Setiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan yang maksimal, suhu pertumbuhan minimal, dan suhu optimal. Suhu yang optimum dalam perkembangbiakan ragi yaitu 27-30°C. Ketika fermentasi berlangsung, terjadi kenaikan panas karena reaksinya eksoterm. Oleh karena itu, untuk mencegah agar suhu fermentasi



tidak



naik,



perlu



pendinginan



supaya



suhu



dipertahankan tetap 27-30°C. 5. Volume starter Starter merupakan bahan tambahan yang digunakan pada tahap awal proses fermentasi. Starter merupakan biakan mikroba tertentu yang ditumbuhkan di dalam substrat atau medium untuk tujuan proses tertentu. Syarat starter fermentasi adalah murni, unggul, stabil, dan bukan patogen. Umumnya volume starter yang digunakan untuk media fermentasi adalah 5% dari volume larutan yang akan digunakan. Hal ini dikarenakan pada volume starter yang lebih besar dari 5% keaktifan ragi berkurang karena alkohol yang terbentuk pada awal fermentasi sangat banyak sehingga fermentasi



lebih



lama



dan



banyak



glukosa



yang



tidak



terfermentasikan. 6. Udara Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerob. Oleh karena itu, udara hanya diperlukan pada proses pembibitan sebelum fermentasi untuk pengembangbiakan ragi sel.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



15



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



7. Waktu fermentasi Waktu fermentasi biasanya dilakukan selama 3-14 hari. Pada fermentasi hari ke 3 sampai fermentasi hari ke 5 terus mengalami kenaikan kadar etanol. Namun pada fermentasi hari ke 7 mengalami penurunan kadar etanol karena produktivitas dari mikroba menurun serta nutrisi sudah mulai habis. Jika waktunya terlalu cepat mikroba masih dalam proses pertumbuhan sehingga alkohol yang dihasilkan jumlahnya sedikit dan jika terlalu lama mikroba akan mati. Rata-rata waktu fermentasi adalah antara 75,378 jam atau sekitar 3 hari. Penelitian (Nur dan Nuria, 2010) mengungkapkan bahwa ubi jalar putih merupakan tanaman pangan yang memiliki kandungan glukosa yang cukup tinggi setelah dihidrolisis. Proses fermentasi secara anaerob pada pH 4-5 dengan menggunakan yeast sebagai mikroorganisme yang akan menguraikan glukosa menjadi etanol. Agar pertumbuhan dan perkembangbiakan yeast optimal, maka ditambahkan urea sebagai nutrisi ke dalam media. Hasil analisis menunjukkan bahwa waktu fermentasi pada hari ke-3 memiliki kadar etanol yang tertinggi yaitu 13,86% dibandingkan dengan hari-hari lainnya. II.6. Mikroorganisme Fermentasi Etanol Dalam proses fermentasi, beberapa jenis mikrorganisme yang banyak digunakan dalam proses fermentasi di antaranya adalah khamir (ragi), kapang, dan bakteri. Namun, tidak semua mikroba tersebut dapat digunakan secara langsung.



Beberapa



masih



membutuhkan



seleksi



untuk



menjamin



berlangsungnya proses fermentasi. Pemilihan organisme biasanya didasarkan pada jenis substrat (bahan) yang akan digunakan sebagai media. Mikroorganisme yang dipilih adalah yang mampu tumbuh dengan cepat dan mempunyai toleransi tinggi terhadap konsentrasi gula yang tinggi sehingga dapat menghasilkan kadar bioetanol yang dikehendaki. Mikroorganisme



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



16



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



spesifik yang sering digunakan pada fermentasi etanol adalah Saccharomyces cerevisiae, Zymomonas mobilis, dan Pichia stipitis (Sudiyani,dkk., 2008). Setiap



mikroorganisme



dalam



siklus



hidupnya



mengalami



pertumbuhan. Istilah pertumbuhan, mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme (Pelczar dan Chan, 2005). Setiap mikroorganisme mempunyai kurva pertumbuhan begitu pula bakteri, khamir, dan kapang. Menurut Nester, dkk., (2007), kurva pertumbuhan mikroorganisme mempunyai beberapa fase antara lain: a. Fase lag (adaptif), yaitu fase penyesuaian sel-sel mikroba dengan lingkungan baru. Sel-sel mikroba mulai membentuk enzim untuk mensintesis nutrisi-nutrisi yang terdapat pada media, sehingga pada fase ini hanya terjadi pertambahan ukuran sel mikroba tanpa adanya peningkatan jumlah sel mikroba. b. Fase eksponensial, merupakan fase ketika sel-sel mikroba mulai aktif membelah dan jumlah sel meningkat sampai batas waktu tertentu tergantung dari ketersediaan nutrisi. Pada



fase



eksponensial sel-sel mikroba menghasilkan asam amino dan nukleatida, masing-masing digunakan untuk membangun protein dan asam nukleat. Fase ini merupakan fase penting dalam kehidupan sel, karena pada fase ini dihasilkan metabolit primer. c. Fase stasioner, merupakan fase ketika suplai nutrisi dan sumber energi yang dibutuhkan oleh sel mikroba mulai berkurang. Jumlah viabilitas sel mikroba cenderung konstan dikarenakan mikroba sudah tidak aktif bereplikasi. Sel-sel mikroba yang telah mati akan melepaskan peptida dan asam nukleat yang digunakan oleh sel mikroba yang masih hidup sebagai sumber energi dan nutrisi untuk pertumbuhan.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



17



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



d. Fase kematian, yaitu fase penurunan viabilitas sel mikroba karena banyak yang mati ataupun tidak aktif. Sekitar 90% sel mikroba mati dan populasi yang tersisa memasuki fase kematian dipercepat. e. Fase kematian dipercepat, merupakan fase penurunan viabilitas sel yang sangat banyak. Faktor penyebab adalah ketidaktersediaan nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik.



Gambar 3. Kurva pertumbuhan mikroorganisme Mikroorganisme berperan penting untuk mengubah substrat menjadi alkohol melalui proses fermentasi. Mikroorganisme yang digunakan dalam proses fermentasi ini dapat berupa khamir maupun bakteri. Berdasarkan Tabel 4, maka dipilih Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir yang paling penting pada fermentasi utama dan akhir, karena mampu memproduksi alkohol dengan konsentrasi tinggi dan fermentasi spontan. Keistimewaan Saccharomyces cerevisiae antara lain memiliki daya fermentasi yang tinggi, selektivitas yang tinggi dalam menghasilkan produk, dapat menguraikan berbagai jenis gula, tahan terhadap etanol yang tinggi yaitu antara 9-10% volume, dan akumulasi produk samping rendah (Prescott (1990) dalam Septriani, 2005).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



18



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Tabel 4. Perbandingan mikroba dalam proses fermentasi Jenis Mikroba Karakteristik



Zymomonas mobilis



Saccharomyces cerevisiae



Pichia stipites



Memiliki toleransi Memiliki toleransi suhu yang cukup suhu yang cukup tinggi tinggi



Memiliki toleransi suhu yang paling tinggi



Konversi



Kemampuan mencapai konversi yang cepat dan tinggi



Mikroorganisme ini berkembang biak dengan cepat dan mencapai konversi yang lebih cepat



Kemampuan mencapai konversi yang paling lambat



Lag Phase



Lambat



Paling cepat



Cepat



Ketahanan konsentrasi



Tahan terhadap kadar etanol yang tinggi



Tahan terhadap kadar etanol yang tinggi



Tidak tahan terhadap kadar etanol yang tinggi



Metabolisme



Bersifat fakultatif anaerob



Bersifat fakultatif anaerob



Bersifat fakultatif anaerob



Harga per 1 kg



$ 1.3



$1



$2



pH 2,5-4,5



pH 2-3



Ketahanan suhu



pH optimum



pH 4-7



(Purnama & Arfian Hafidz, 2015) II.7. Distilasi Distilasi



merupakan



suatu



metode



pemisahan



bahan



kimia



berdasarkan perbedaan titik didih atau kemudahan menguap (volatilitas). Faktor



yang berpengaruh pada proses distilasi adalah jenis bahan yang



didistilasi, temperatur, volume bahan, dan waktu distilasi. Namun faktor yang paling berpengaruh adalah temperatur. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



19



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Proses perpindahan massa merupakan salah satu proses yang cukup penting (Lestari, 2010). Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 78oC sedangkan air adalah 100oC (kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang



78oC - 100oC akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap,



dan melalui unit kondensasi, akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95% volume (Sudiyani,dkk., 2008). Menurut Herry Santoso (1997), proses pemisahan secara distilasi dapat dilakukan terhadap campuran yang terdiri dari komponen sebagai berikut: 1. Mempunyai perbedaan titik didih yang cukup 2. Mempunyai sifat penguapan yang relatif tinggi 3. Tidak membentuk campuran azeotrop. Menurut G.G. Brown (1987) dalam Hadi (2012), distilasi adalah suatu metode



yang



digunakan



untuk



pemisahan



suatu



komponen



dari



campurannya menggunakan panas sebagai tenaga pemisah berdasarkan perbedaan titik didih masing- masing komponennya. Proses pemisahan dalam distilasi memiliki tiga langkah dasar yaitu: 1. Proses penguapan atau penambahan panas dalam larutan yang dipisahkan 2. Proses pembentukan fase seimbang 3. Proses pemisahan kedua fase seimbang.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



20



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



II.8. Kinetika Enzimatik Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel. Enzim berfungsi seperti katalisator anorganik, yaitu untuk mempercepat reaksi kimia tanpa mempengaruhi keseimbangan reaksi. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain. Secara sederhana hipotesis Michaelis-Menten itu dapat dituliskan sebagai berikut: Enzim (E) + Substrat (S)



kompleks enzim-substrat (ES)



Enzim (E) + Hasil Reaksi (P) Michaelis-Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kompleks enzim-substrat (ES), sebab apabila tergantung pada konsentrasi substrat (S), maka penambahan konsentrasi akan menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi .



Jadi, secara umum reaksi dengan enzim dituliskan sebagai berikut: K1 K3 E+S ES E+P K2 K1, K2, dan K3 masing-masing ialah tetapan kecepatan reaksi pembentukan kompleks ES, tetapan (konstanta) kecepatan reaksi pembentukan kembali E dan S, dan tetapan (konstanta) kecepatan reaksi penguraian kompleks ES menjadi enzim dan hasil reaksi (Poedjiadi, 1994). Laju reaksi persamaan di atas dapat didefinisikan dalam persamaan:



V = K2 [ES]



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



21



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



[ES] biasanya merupakan besaran yang tidak dapat diukur. Besaran yang dapat diukur adalah konsentrasi substrat dan konsentrasi enzim total, yaitu jumlah enzim bebas dan enzim dalam kompleks ES: [E]t = [E] + [ES] Pada keadaan steady state, laju pembentukan dan penguraian kompleks ES sama: K1 [E][S] = K-1[ES] + K2 [ES] [ES] = (



K1 K−1 +K2



) [E][S]



Kemudian konstanta laju reaksi digabungkan menjadi satu konstanta, yaitu KM: KM adalah konstanta Michaelis-Menten. KM =



K1 K−1 +K2



Sehingga dapat ditulis: KM [ES] = [E][S] KM [ES] = [E]t[S] – [ES][S] [ES](KM + [S]) = [E]t[S] [E] [S]



t [ES] = K + M [S]



Saat laju reaksi mencapai kecepatan maksimum (Vmax), nilai KM >> [S] maka: Vmax = K2 [E]t Akan didapat persamaan Michaelis-Menten: V



[S]



V= K max+[S] max



Persamaan Michaelis-Menten yaitu hubungan kuantitatif antara laju reaksi enzim dan konsentrasi substrat, bila Vmax dan KM diketahui. Persamaan Michaelis-Menten menghubungkan kecepatan awal reaksi yang dikatalisis enzim dengan konsentrasi substrat dengan dua tolak ukur yaitu Vmax dan KM. Konstanta kinetika KM dan Vmax lebih sesuai ditetapkan dari transformasi linear persamaan Michaelis-Menten, yang diperoleh melalui persamaan:



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



22



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



1 v



=(



KM Vmax



)+(V



1



max



)



𝐾𝑀 𝑉𝑚𝑎𝑥



Kemiringan =



1 𝑣



1 𝑉𝑚𝑎𝑥



1 [𝑆]



−1 𝑉𝑚𝑎𝑥



1



1



Gambar 4. Grafik Hubungan Antara v dan [S] Data untuk menghitung harga Vmax dan KM adalah dengan membuat grafik 1



1



hubungan antara v vs [S] sehingga diperoleh persamaan linear yaitu y= ax + b, 1



1



dimana y = v dan x = [S]. Intersept garis (b) yang didapat dari persamaan linear adalah 𝑉



1



𝑚𝑎𝑥



𝐾𝑀



dan slope (a) merupakan 𝑉



𝑚𝑎𝑥



(Bintang, 2010).



II.9. Metode Analisis Glukosa 1. Analisa Kualitatif Karbohidrat dengan zat tertentu akan menghasilkan warna tertentu yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif. Bila karbohidrat direaksikan dengan larutan naftol dalam alkohol, kemudian ditambahkan H2SO4 pekat secara hati-



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



23



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



hati, pada batas cairan akan berbentuk furfural yang berwarna ungu. Reaksi ini disebut reaksi molisch dan merupakan reaksi umum bagi karbohidrat. a. Uji Molisch Dengan prinsip karbohidrat direaksikan dengan a-naftol dalam alkohol kemudian ditambah dengan asam sulfat pekat melalui dinding tabung, (+) bila terbentuk cincin ungu (Krause, 2006). b. Uji Barfoed Pereaksi terdiri dari Cu-asetat dan asam asetat. Sampel ditambah pereaksi kemudian dipanaskan, endapan merah bata menunjukkan (+) monosakarida (Krause, 2006). c. Uji Benedict Pereaksi terdiri dari Cu-sulfat, Na-sitrat dan Na-karbonat. Sampel ditambah pereaksi dan dipanaskan adanya endapan merah cokelat menunjukkan adanya gula reduksi (Winarno, FG, 2004). d. Uji Iodium Larutan sampel diasamkan dengan HCl kemudian ditambah iodin dalam larutan KI. Warna biru berarti (+) adanya pati kalau warna merah (+) glikogen (Winarno, FG, 2004). e. Uji Seliwanoff Pereaksi 3,5 ml resocsinol 0,5 % dengan 12 ml HCl pekat diencerkan 3,5 ml dengan aquades setelah sampel ditambah pereaksi dipanaskan. Warna merah cerri menunjukkan positif adanya fruktosa dalam makanan. (Winarno, FG, 2004). f. Uji Antron Prinsip uji Antron sama dengan uji Seliwanof dan Molisch yaitu menggunakan senyawa H2SO4 untuk membentuk senyawa furfural lalu membentuk kompleks dengan pereaksi Antron sehingga terbentuk warna biru kehijauan.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



24



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



g. Uji Fehling Pereaksi terdiri dari Cu-sulfat dalam suasana alkalis, NaOH, ditambah Chelating Agent (kalium natrium tartrat). Sampel ditambah pereaksi dan dipanaskan adanya endapan berwarna merah cokelat menunjukkan adanya gula reduksi. 2. Analisa Kuantitatif Banyak cara yang dapat digunakan untuk menemukan kandungan karbohidrat dalam suatu bahan yaitu antara lain dengan cara kimiawi, cara fisik, cara enzimatik atau biokimiawi, dan cara kromatografi. Penentuan karbohidrat yang termasuk polisakarida maupun oligosakarida memerlukan perlakuan pendahuluan sehingga diperoleh monosakarida. Untuk keperluan ini, maka bahan dihidrolisis dengan asam atau enzim pada suatu keadaan tertentu. a. Metode Luff Schoorl Uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh BSN dalam SNI 01-28911992 yaitu analisis total karbohidrat dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Pada tahun 1936, International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis mempertimbangkan metode Luff Schoorl sebagai salah satu metode yang digunakan untuk menstandarkan analisis gula pereduksi karena metode Luff Schoorl saat itu menjadi metode yang resmi dipakai di pulau Jawa. Seluruh senyawa karbohidrat yang ada dipecah menjadi gula-gula sederhana (monosakarida) dengan bantuan asam, yaitu HCl, dan panas. Monosakarida yang terbentuk kemudian dianalisis dengan metode LuffSchoorl. Prinsip analisis dengan metode Luff-Schoorl yaitu reduksi Cu2+ menjadi Cu1+ oleh monosakarida. Monosakarida bebas akan mereduksi larutan basa dari garam logam menjadi bentuk oksida atau bentuk bebasnya. Kelebihan Cu2+ yang tidak tereduksi kemudian dikuantifikasi dengan titrasi iodometri (SNI 01-2891-1992). Reaksi yang terjadi:



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



25



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Karbohidrat kompleks



→ gula sederhana (gula pereduksi)



Gula pereduksi + 2 Cu2+



→ Cu2O(s)



2 Cu2+ (kelebihan) + 4 I-



→ 2 CuI2 → 2 CuI- + I2



I2 + 2 S2O32- → 2 I- + S4O62Osborne dan Voogt (1978), mengatakan bahwa Metode Luff-Schoorl dapat diaplikasikan untuk produk pangan yang mengandung gula dengan bobot molekuler yang rendah dan pati alami atau modifikasi. Kemampuan mereduksi dari gugus aldehid dan keton digunakan sebagai landasan dalam mengkuantitasi gula sederhana yang terbentuk. Tetapi reaksi reduksi antara gula dan tembaga sulfat sepertinya tidak stoikiometris dan sangat tergantung pada kondisi reaksi. Faktor utama yang mempengaruhi reaksi adalah waktu pemanasan dan kekuatan reagen. Penggunaan luas dari metode ini dalam analisis gula adalah berkat kesabaran para ahli kimia yang memeriksa sifat empiris dari reaksi dan oleh karena itu dapat menghasilkan reaksi yang reprodusibel dan akurat (Southgate, 1976). Pereaksi yang digunakan dalam metode Luff-Schoorl adalah CH3COOH 3%, Luff Schoorl, KI 20%, Na2S2O3 0,1 N, NaOH 30%, H2SO4 25%, dan HCl 3%. HCl digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi monosakarida, yang akan bereaksi dengan larutan uji Luff Schoorl dengan mereduksi ion Cu2+ menjadi ion Cu+. Setelah proses hidrolisis selesai dilakukan, maka akan ditambahkan NaOH, yang berfungsi untuk menetralkan larutan sampel ditambahkan HCl. Asam asetat digunakan setelah proses penetralan dengan NaOH untuk menciptakan suasana yang sedikit asam. Dalam metode Luff-Schoorl, pH harus diperhatikan dengan cermat. Suasana yang terlalu asam akan menimbulkan overestimated pada tahap titrasi sebab akan terjadi reaksi oksidasi ion iodide menjadi I2 (Harjadi, 1994). O2 + 4I- + 4H+ → 2I2 + 2H2O



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



26



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Apabila pH terlalu tinggi (terlalu basa), maka hasil titrasi akan menjadi lebih rendah daripada sebenarnya, karena pada pH tinggi akan terjadi resiko kesalahan, yaitu terjadinya reaksi I2 yang terbentuk dengan air (hidrolisis). H2SO4 ditambahkan untuk mengikat ion tembaga yang terbentuk dari hasil reduksi monosakarida dengan pereaksi Luff-Schoorl, kemudian membentuk CuSO4. KI akan bereaksi dengan tembaga sulfat membentuk buih coklat kehitaman. Langkah terakhir yang dilakukan dalam metode Luff Schoorl adalah titrasi dengan natrium tiosulfat (Harjadi, 1994). Pada penentuan metode ini, yang ditentukan bukanlah kuprooksida yang mengendap tapi kuprioksida dalam larutan sebelum direaksikan dengan gula reduksi (titrasi blanko) dan sesudah direaksikan dengan sampel gula reduksi (titrasi sampel). Penentuan titrasi dilakukan dengan menggunakan Na-tiosulfat. Selisih titrasi blanko dengan titrasi sampel ekuivalen atau sama dengan jumlah kuprooksida yang terbentuk dan sama dengan jumlah gula reduksi yang ada dalam bahan / larutan. Reaksi yang terjadi selama penentuan karbohidrat cara ini mula- mula kuprooksida yang ada dalam reagen akan membebaskan iod dari garam K-iodida. Banyaknya iod yang dibebaskan ekuivalen dengan banyaknya kuprioksida. Banyaknya iod dapat diketahui dengan titrasi dengan menggunakan Na-tiosulfat. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup maka diperlukan indikator amilum. Apabila larutan berubah warnanya dari biru menjadi putih, maka menunjukkan bahwa titrasi sudah selesai. Menurut Sudarmadji (1989), Reaksi yang terjadi dalam penentuan gula menurut Luff Schoorl dapat dituliskan sebagai berikut: R- COH + 2 CuO



→ Cu2O + R-COOH



H2SO4 + CuO



→ CuSO4 + H2O



CuSO4 + 2 KI



→ CuI2 + K2SO4



2 Cu++ + 2 I-



→ 2 Cu+ + I2



I2 + 2 Na2S2O3



→ Na2S4O6 + 2 NaI



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



27



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



b. Metode Enzimatis Penentuan gula dengan cara enzimatis sangat tepat terutama untuk tujuan penentuan gula tertentu yang ada dalam suatu campuran berbagai macam gula. Cara kimiawi mungkin sulit untuk penentuan secara individual yang ada dalam campuran itu, tetapi dengan cara enzimatis ini penentuan gula tertentu tidak akan mengalami kesulitan karena tiap enzim sudah sangat spesifik untuk gula yang tertentu (Slamet S, dkk., 2003). c. Metode Kromatografi Perlakuan dengan mengisolasi dan mengidentifikasi karbohidrat dalam suatu campuran ialah cara untuk menentukan karbohidrat dengan cara kromatografi. Isolasi karbohidrat ini berdasarkan prinsip pemisahan suatu campuran berdasarkan atas perbedaan distribusi rationya pada fase tetap (diam) dengan fase bergerak. Fase bergerak dapat berupa zat cair atau gas, sedang fase tetap dapat berupa zat padat atau zat cair. Apabila zat padat sebagai fase tetapnya maka disebut kromatografi serapan, sedangkan bila zat cair sebagai fase tetapnya maka disebut kromatografi partisi atau sebagian (Sudarmadji, 1989). d. Metode Spektrofotometri UV-Vis Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Spektrofotometri UV-Vis memiliki prinsip kerja ketika molekul mengabsorbsi radiasi UV atau visible dengan panjang gelombang tertentu, maka elektron dalam molekul akan mengalami transisi atau pengeksitasian dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



28



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Penyerapan cahaya dari sumber radiasi oleh molekul dapat terjadi apabila energi radiasi yang dipancarkan pada atom analit besarnya tepat sama dengan perbedaan tingkat energi transisi elektronnya (Rudi, dkk., 2004). Spektrofotometer UV-Vis dapat diukur dalam bentuk larutan. Analit yang dapat diukur dengan spektrofotometer sinar tampak adalah analit berwarna atau yang dapat dibuat berwarna. Analit berwarna adalah analit yang memiliki sifat menyerap cahaya secara alami. Analit yang dibuat berwarna adalah analit yang tidak berwarna sehingga harus direaksikan dengan zat tertentu untuk membentuk senyawa yang menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu. Pembentukan warna untuk zat atau senyawa yang tidak berwarna dapat dilakukan dengan pembentukan kompleks atau dengan cara oksidasi sehingga analit menjadi berwarna. Faktor-faktor



yang



sering



menyebabkan



kesalahan



dalam



menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit (Rudi, dkk., 2004): 1.



Adanya serapan oleh pelarut Pelarut yang akan menyerap cahaya ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.



2.



Serapan oleh kuvet Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.



3.



Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



29



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Tabel 5. Panjang gelombang berbagai warna cahaya λ (nm)



Warna yang



Warna tertransmisi



terabsorbsi



(komplemen)



400-435



Violet



Hijau-Kuning



435-480



Biru



Kuning



480-490



Biru-Hijau



Oranye



490-500



Hijau-Biru



Merah



500-560



Hijau



Ungu



560-580



Hijau-Kuning



Violet



580-595



Kuning



Biru



595-650



Oranye



Biru-Hijau



650-760



Merah



Hijau-Biru (Underwood, 2002)



II.10. Alkoholmeter Hidrometer atau alkoholmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari cairan, yaitu rasio kepadatan cairan dengan densitas air. Hidrometer biasanya terbuat dari kaca dan terdiri dari sebuah batang silinder dan bola pembobotan dengan merkuri untuk membuatnya mengapung. Cairan yang akan diuji dituangkan ke dalam wadah yang tinggi lalu hidrometer dengan perlahan diturunkan ke dalam cairan sampai mengapung bebas. Titik di mana permukaan cairan menyentuh hidrometer yang dicatat. Di dinding hidrometer biasanya terdapat skala pengukuran sehingga berat jenis dapat dibaca secara langsung. Ada berbagai skala dan digunakan tergantung pada konteks. Hidrometer dapat dikalibrasi untuk kegunaan yang berbeda, seperti alat pengukur jumlah susu untuk mengukur kepadatan (creaminess) dari susu, saccharometer untuk mengukur kepadatan gula dalam cairan, atau pengukur banyaknya alkohol untuk mengukur kadar alkohol yang lebih tinggi (Muhibuddin, 2013).



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



30



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Pengoperasian hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa suspensi pada fluida akan didorong oleh kekuatan yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut, lebih jauh hidrometer akan tenggelam. Dalam cairan dengan berat jenis rendah seperti minyak tanah, bensin, dan alkohol, hidrometer akan tenggelam lebih dalam dan dalam cairan dengan berat jenis tinggi seperti air garam, susu, dan asam hidrometer tidak akan tenggelam teralu jauh. Biasanya hidrometer memiliki dua instrumen yang terpisah, satu untuk cairan berat, di mana tanda 1.000 untuk air sudah dekat bagian atas batang, dan satu untuk cairan ringan, di mana tanda 1.000 sudah dekat bagian bawah. Dalam banyak industri satu set hidrometer digunakan mencakup rentang berat jenis 1,0- 0,95 dan 0,95-0,9 untuk memberikan pengukuran yang lebih tepat (Muhibuddin, 2013). Untuk



melakukan



pengukuran



kadar



alkohol



menggunakan



hidrometer atau alkoholmeter cara pengukurannya antara lain yaitu dengan memasukkan alkoholmeter dalam gelas ukur yang panjangnya melebihi alkoholmeter dan didalam gelas ukur tersebut telah berisi cairan etanol yang akan diukur. Alkohol meter akan tenggelam dan batas cairannya akan menunjukan berapa kandungan etanol dalam larutan tersebut (Muhibuddin, 2013). II.11. Landasan Teori Proses utama yang terjadi pada penelitian ini adalah proses fermentasi. Bioetanol akan terbentuk secara alami dari proses fermentasi glukosa dengan bantuan khamir. Pada penelitian ini bahan baku yang digunakan untuk fermentasi adalah ubi jalar putih. Reaksi yang terjadi pada proses produksi bioetanol secara sederhana ditunjukkan pada reaksi di bawah ini:



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



31



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



C12H22O11 + H2O Pati



Air



2 (C6H12O6) …………….…..................(6) Glukosa



Reaksi di atas menunjukkan reaksi hidrolisis pati menggunakan katalisator asam. Hidrolisis pati merupakan pemecahan pati menjadi glukosa. Pada hidrolisis lengkap atau sempurna, pati seluruhnya dikonversi menjadi Dglukosa, dimana ditunjukkan dengan derajat polimerisasi yang menyatakan jumlah unit monomer dalam satu molekul. Unit monomer dalam pati adalah glukosa yang memiliki nilai derajat polimerisasi yaitu 2. Reaksi hidrolisis pati sangat lambat sehingga diperlukan katalisator untuk mempercepat hidrolisis. Katalisator yang digunakan berupa asam yaitu HCl. Penggunaan katalisator HCl dipilih karena aman, murah, mudah didapatkan, dan tidak menghasilkan reaksi samping. Analisa kadar glukosa hasil hidrolisis pati dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis yang diukur dalam bentuk larutan. Larutan yang diukur harus berwarna jika tidak berwarna harus direaksikan dengan zat tertentu dan dapat dilakukan dengan pembentukan kompleks atau dengan cara oksidasi sehingga analit menjadi berwarna. Kadar glukosa yang tinggi mampu menghasilkan bioetanol yang lebih banyak, sesuai persamaan sebagai berikut: Saccharomyces cerevisiae C6H12O6



2 C2H5OH + 2 CO2



Glukosa



Etanol



.....(7)



Karbon Dioksida



Kadar bioetanol yang diperoleh berbeda – beda tergantung oleh berapa banyaknya khamir yang digunakan dan waktu fermentasi. Kadar bioetanol ditentukan oleh banyaknya khamir dengan substrat sukrosa yang terfermentasi. Dari satu molekul glukosa akan terbentuk dua molekul bioetanol dan karbondioksida. Namun konsentrasi glukosa yang terlalu tinggi akan Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



32



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



menghambat pembentukan bioetanol, sebab glukosa dengan kadar yang tinggi menyebabkan pembentukan khamir Saccharomyces cerevisiae terhambat sehingga kadar bioetanol yang dihasilkan sedikit. Konsentrasi glukosa minimum yang digunakan untuk pertumbuhan khamir adalah 10%. Konsentrasi glukosa maksimum pada proses pembuatan etanol adalah 30% tetapi kadar gula yang sering digunakan untuk proses fermentasi adalah 12%. Hasil fermentasi akan dipisahkan dengan proses distilasi. Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dengan air. Proses distilasi merupakan metode



yang



digunakan



untuk memisahkan suatu



komponen



dari



campurannya menggunakan panas sebagai tenaga pemisah berdasarkan perbedaan titik didih masing-masing komponennya. Distilasi dilakukan secara atmosferik pada suhu 80oC untuk menguapkan sebagian besar etanol, dan melalui unit kondensasi, akan dihasilkan etanol dengan kemurnian lebih tinggi.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



33



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1. Alat dan Bahan III.1.1. Alat 1. Neraca Analitik



14. Magnetic stirrer



2. Erlenmeyer



15. Oven



3. Gelas Kimia



16. Kertas saring



4. Labu Ukur



17. Cawan petri



5. Gelas Ukur



18. Pompa vakum



6. Pipet tetes



19. Blender



7. Corong



20. Alkoholmeter



8. Penangas listrik



21. Kertas saring



9. pH meter



22. Spektrofotometri



10. Autoklaf



UV-Vis



11. Batang pengaduk 12. Aluminium foil 13. Ayakan 40 mesh III.1.2. Bahan 1. Ubi Jalar Putih 2. HCl 21% 3. NaOH 6 M 4. Urea padat 5. NH4H2PO4 (NPK) 6. Ragi roti (< 60%Saccharomyces cerevisiae ) 7. Reagen Anthrone 8. Aquadest 9. HCl 25% 10. NaOH 45% Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



34



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



III.2. Rangkaian Alat



Gambar 5. Rangkaian Alat Fermentasi Keterangan: 1. Erlenmeyer digunakan sebagai alat untuk menyimpan, dan mencampur cairan secara umum tetapi dalam penelitian ini digunakan untuk tempat proses terjadinya fermentasi. 2. Sumbat karet untuk menjaga supaya tidak ada udara yang masuk dan tidak mengganggu saat fermentasi (secara anaerob). 3. Selang dalam penelitian ini digunakan untuk jalur pembuangan gas yang dibuang ke botol mineral. 4. Botol mineral yang berisi air digunakan untuk pembuangan gas hasil fermentasi.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



35



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



Gambar 4. Rangkaian Alat Distilasi Keterangan: 1.



Labu distilasi berfungsi untuk wadah atau tempat sebuah campuran zat cair yang akan didistilasi.



2.



Pendingin balik peralatan gelas laboratorium yang digunakan untuk proses



refluks



(pemanasan



dengan pendingin



balik)



dalam



proses distilasi. 3.



Termometer umumnya dipakai untuk mengukur suhu uap zat cair yang didistilasi selama proses distilasi berlangsung.



4.



Kaki tiga digunakan untuk menyangga kompor listrik.



5.



Kompor listrik dapat digunanakan untuk memanaskan sampai suhu yang tinggi.



6.



Erlenmeyer ini digunakan sebagai alat untuk menyimpan, dan mencampur cairan.



7.



Statif sebagai tempat untuk meletakkan klem dan klem adalah salah satu peralatan laboratorium yang berfungsi untuk menjepit peralatan laboratorium.



8.



Waterbath digunakan untuk menjaga suhu yang konstan.



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



36



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



III.3. Pelaksanaan Percobaan III.3.1. Tahap Persiapan Bahan Baku Ubi Jalar Putih Ubi jalar dikupas kulitnya kemudian dipotong-potong menjadi bagian-bagian yang lebih kecil ±2 cm dan ditimbang sebanyak 4 kg, kemudian dicuci hingga bersih dan selanjutnya dikeringkan dengan sinar matahari sampai benar-benar kering. Tahap selanjutnya, ubi jalar dihaluskan menggunakan blender. Kemudian dikeringkan menggunakan oven pada suhu 100℃ selama 3 jam. Selanjutnya mengayak ubi jalar yang telah dihaluskan dengan menggunakan ayakan 40 mesh. Selanjutnya perlu dilakukan analisis awal bahan baku (Herlina, dkk., 2017). III.3.2. Tahap Hidrolisis Pati Ubi jalar putih yang telah lolos ayakan 40 mesh diambil sebanyak 10 gram kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ditambahkan larutan HCl 21% sebanyak 100 mL. Selanjutnya, campuran larutan dipanaskan pada suhu 100℃ selama 2 jam dengan menggunakan pemanas listrik. Kemudian larutan tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring, dan dilanjutkan dengan mengukur filtrat yang diperoleh untuk mengetahui kadar glukosanya dengan menggunakan spektrometer UV-Vis (Herlina, dkk., 2017). III.3.3. Tahap Fermentasi Erlenmeyer yang digunakan untuk proses fermentasi, dilakukan proses sterilisasi terlebih dahulu dengan menggunakan autoklaf pada suhu 120℃ selama 15 menit. Proses fermentasi dilakukan dengan mengambil filtrat dari hasil hidrolisis dan masingmasing larutan tersebut dimasukkan ke dalam erlemeyer. Kemudian



Chisya Ayu Puspitaweni Maya Puspitasari



121180029 121180137



37



Proposal Penelitian Pembuatan Bioetanol dari Ubi Jalar Putih (Ipomoea batatas L.) Secara Fermentasi



ditambahkan larutan NaOH 6 M hingga pH-nya menjadi 4,5. Pengukuran pH dilakukan dengan cara menggunakan kertas lakmus. Selanjutnya, menambahkan 4 gram urea dan 4 gram NH4H2PO4 (NPK) ke dalam masing-masing larutan dan dipasteurisasi pada suhu 80°C (proses pengecekan suhu dilakukan dengan menggunakan termometer) selama 15 menit lalu dibiarkan dingin pada suhu ruangan (Herlina, dkk., 2017). Selanjutnya ditambahkan ragi roti (