PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis...

46
PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α-AMILASE DAN KONSENTRASI RAGI ROTI UNTUK PRODUKSI ETANOL MENGGUNAKAN PATI BEKATUL Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh : Risha Tiara Jayanti NIM. M0406052 JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

Transcript of PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis...

Page 1: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α-AMILASE DAN

KONSENTRASI RAGI ROTI UNTUK PRODUKSI ETANOL

MENGGUNAKAN PATI BEKATUL

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh :

Risha Tiara Jayanti

NIM. M0406052

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2011

Page 2: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

ii

Page 3: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri

dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar

kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, Januari 2011

Risha Tiara Jayanti NIM. M0406052

Page 4: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

iv

PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α-AMILASE DAN KONSENTRASI RAGI ROTI UNTUK PRODUKSI ETANOL

MENGGUNAKAN PATI BEKATUL

Risha Tiara Jayanti

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta

ABSTRAK

Selama ini bekatul hanya digunakan untuk pakan ternak. Sebagai sumber biomassa, bekatul berpotensi sebagai alternatif sumber energi berbasis etanol karena karbohidratnya yang tinggi. Karbohidrat melalui proses fermentasi dapat diubah menjadi etanol. Untuk mempercepat proses fermentasi karbohidrat, dibutuhkan katalis untuk mengubahnya menjadi gula sederhana (monosakarida), yaitu dengan menggunakan enzim α-amilase. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pH dan suhu optimum yang dapat menghasilkan gula reduksi paling tinggi pada proses hidrolisis pati bekatul oleh enzim α-amilase dan mengetahui kadar etanol tertinggi yang dihasilkan setelah difermentasikan dengan menggunakan variasi konsentrasi ragi roti.

Penelitian ini dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan tiga faktor yaitu suhu hidrolisis (700C, 800C dan 900C), pH (5,2; 5,4 dan 5,6) dan konsentrasi ragi roti (0,5 mg, 1 mg dan 1,5 mg) dengan 3 ulangan. Bekatul dihidrolisis menggunakan enzim α-amilase dengan variasi pH dan suhu hidrolisis, dilanjutkan dengan fermentasi menggunakan ragi roti dalam botol fermentor. Waktu fermentasinya yaitu 3 hari. Kadar etanol dianalisis dengan AOAC tabel kadar etanol metode destilasi. Data dianalisis dengan ANAVA, dan jika terdapat beda nyata antar perlakuan variasi ketersediaan air dilanjutkan dengan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) taraf 5%.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan variasi pH dan suhu hidrolisis tidak berpengaruh terhadap konsentrasi gula reduksi. Kadar etanol tertinggi sebesar 2,84% ditunjukkan dengan penambahan ragi roti 1,5 mg pada suhu hidrolisis 700C dan pH 5,6. Tetapi dari uji statistik (α=0,05) hasil tersebut di atas tidak berbeda nyata dengan kadar etanol dengan penambahan ragi roti 1 mg. Sehingga ditinjau dari segi efisiensinya, penggunaan 1 mg ragi roti lebih ekonomis. Kata kunci : bekatul, pH, suhu, enzim α-amilase, gula reduksi, etanol.

Page 5: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

v

EFFECT OF pH, HYDROLISIS TEMPERATURE α-AMYLASE ENZYME

AND BREAD YEAST CONCENTRATION FOR ETHANOL

PRODUCTION USING RICE POLISH STARCH

Risha Tiara Jayanti

Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Science,

Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

All this time rice polish have been use only for cattle food. As a biomass source, rice polish is potential to be used as alternative ethanol based energi source cause it contains high carbohydrate. The carbohydrate through the fermentation process can be converted into ethanol. To accelerate the fermentation process of carbohydrate, α-amylase enzyme is need to catalyzed fermentation of simple sugar (monosaccharide). This research were aimed at studying pH and temperature optimum to produce the highest reduction sugar through hydrolysis of rice polish starch using α-amylase enzyme and to asses the highest ethanol concentration after fermentation by varying bread yeast concentration.

Completely Randomized Design was used in this research with three factorial : hydrolisis temperature (700C, 800C and 900C), pH (5,2;, 5,4 and 5,6) and bread yeast concentration (0,5 mg, 1 mg and 1,5 mg) each with 3 repetition. Rice polish was hidrolyzed using α-amylase enzyme by varying pH and hydrolisis temperature, followed by fermentation using bread yeast on fermentor bottle. The fermentation time was 3 days. Ethanol concentration was analyzed with a distillation method AOAC table-ethanol level. Data were analyzed with ANAVA, and if found a significant different from the treatments would be continued with Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) at level of 5%.

The results show that pH and hydrolisis temperature variation treatment not effecting the reduction sugar concentration. The highest ethanol concentration as much 2,84% showed by adding bread yeast 1,5 mg in hydrolisis temperature 700C and pH 5,6. However, statistic analysis (α= 0,05) revealed no significant different between adding 1 mg and 1,5 mg of bread yeast during fermentation process. Therefore, application of 1mg of bread yeast is considered to be more economics. Keyword : rice polish, pH, temperature, α-amilase enzyme, reduction sugar,

ethanol.

Page 6: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

vi

MOTTO

Buah paling manis dari berani bermimpi adalah kejadian-kejadian menakjubkan

dalam perjalanan menggapainya (Andrea Hirata)

Page 7: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

vii

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan dengan segenap cinta untuk

Allah SWT

Ayah dan ibuku terima kasih untuk segalanya

Karina Dwi Jayanti dan Shakira Tika Jayanti

jangan berhenti untuk meraih mimpi

Pebriana Nurcahyani, Andika Paramita, Iis Mucharomah,Dian Oktaviana, Ida Liana, Asti Mayasari, Yoga Sandi Perdana dan Hiba Rahmad Budiman

terima kasih untuk segala dukungan dan perhatian yang memberikan semangat

Teman-teman Biologi 2006

Page 8: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala

limpahan rahmat, karunia serta hidayah-Nya yang tak tehingga sehingga penulis

dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul : “Pengaruh

pH, Suhu Hidrolisis Enzim α-Amilase dan Konsentrasi Ragi Roti untuk Produksi

Etanol menggunakan Pati Bekatul”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu

syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Dalam pelaksanaan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis

mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang

sangat bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu

pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang setulusnya

kepada:

Prof. Drs. Sutarno, M.Sc. Ph.D., selaku Dekan FMIPA Universitas Sebelas

Maret Surakarta yang telah memberikan arahan serta ijin penelitian skripsi.

Dra. Endang Anggarwulan, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi FMIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ijin penelitian untuk keperluan skripsi.

Tjahjadi Purwoko, M.Si., selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, arahan serta dukungan selama penelitian hingga

selesainya penyusunan skripsi.

Elisa Herawati, M.Eng., selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan, arahan serta dukungan selama penelitian hingga

selesainya penyusunan skripsi.

Sunarto, M.S., selaku dosen penelaah I yang telah memberikan bimbingan

dan petunjuk selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi.

Prabang Setyono, M.Si., selaku dosen penelaah II sekaligus pembimbing

akademik yang telah memberikan bimbingan dan petunjuk selama penelitian

sampai selesainya penyusunan skripsi.

Page 9: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

ix

Seluruh dosen, karyawan, staf Laboratorium Jurusan Biologi FMIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah dengan sabar dan tiada henti-

hentinya memberikan dorongan baik spiritual maupun materil sehingga penulis

dapat menyelesaikan skripsi ini.

Kepala dan staf Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret

Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan

penelitian di laboratorium.

Keluarga besar Harjoko atas doa, dukungan dan perhatian yang

memberikan semangat bagi penulis.

Keluarga besar Biologi 2006, terutama kepada Lilin Indah, Mita Mutia,

Nina Kurnianingrum, Cintya Sandra, Ikke Irmawati, Idhyas Ayu, Pramesti Dwi A,

Siska, Hartini, Rhosid Fajar, Prasasti Wahyu, Rianita, Nur Ana Fiatun, Galih

Septia, Septiana W dan Setyabudi, untuk semangat, kebersamaan, dan

persaudaraan yang luar biasa. Serta semua pihak yang telah memberikan

dukungan yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam penelitian dan

penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran dan kritik

yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini

dapat bermanfaat bagi kita semua.

Surakarta, Januari 2011

Penyusun

Page 10: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

x

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ....................................................................................

HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................

HALAMAN PERNYATAAN .....................................................................

ABSTRAK ....................................................................................................

ABSTRACT..................................................................................................

HALAMAN MOTTO ..................................................................................

HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................

KATA PENGANTAR..................................................................................

DAFTAR ISI.................................................................................................

DAFTAR TABEL ........................................................................................

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................

DAFTAR SINGKATAN .............................................................................

BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................

A. Latar Belakang..........................................................................

B. Rumusan Masalah ....................................................................

C. Tujuan Penelitian......................................................................

D. Manfaat Penelitian ...................................................................

BAB II. LANDASAN TEORI .....................................................................

A. Tinjauan Pustaka ......................................................................

1. Bekatul ..................................................................................

2. Pati ........................................................................................

3. Ragi roti ................................................................................

4. Enzim α-amilase ...................................................................

5. Fermentasi etanol .................................................................

B. Kerangka Pemikiran .................................................................

BAB III. METODE PENELITIAN .............................................................

A. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................

B. Alat dan Bahan .........................................................................

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

viii

x

xii

xiii

xiv

xv

1

1

3

3

3

4

4

4

5

6

8

11

15

17

17

17

Page 11: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

xi

C. Cara Kerja .................................................................................

1. Penyiapan Alat dan Bahan...................................................

2. Pembuatan Bubur Bekatul ...................................................

3. Proses Hidrolisis...................................................................

4. Proses Fermentasi ................................................................

5. Pengukuran Kadar Etanol ....................................................

E. Analisis Data.............................................................................

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................

A. Pemecahan Pati Bekatul menjadi Gula Reduksi oleh Enzim

α-amilase dengan Menggunakan Variasi Suhu dan pH .........

B. Fermentasi Etanol oleh Ragi Roti ...........................................

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.....................................................

A. Kesimpulan ...............................................................................

B. Saran..........................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

LAMPIRAN..................................................................................................

RIWAYAT HIDUP PENULIS ....................................................................

17

17

17

18

18

18

19

20

20

23

31

31

31

32

33

53

Page 12: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Konsentrasi gula reduksi (mg / ml) pada bubur bekatul

dengan variasi suhu hidrolisis dan pH ....................................

Tabel 2. Kadar etanol pada konsentrasi ragi roti yang berbeda ...........

Tabel 3. Absorbansi gula reduksi standar .............................................

22

26

41

Page 13: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Amilosa ..............................................................................

Gambar 2. Amilopektin........................................................................

Gambar 3. Cara kerja α-amilase ..........................................................

Gambar 4. Fase pertumbuhan bakteri pada kultur curah ...................

Gambar 5. Jalur fermentasi etanol oleh S. Cerevisiae .......................

Gambar 6. Alur Kerangka Pemikiran ................................................

Gambar 7. Kurva standar gula reduksi ...............................................

Gambar 8. Konsentrasi gula reduksi (mg/ml) pada bubur bekatul

dengan variasi suhu hidrolisis dan pH ..............................

Gambar 9. Kadar etanol pada konsentrasi ragi roti yang berbeda.....

Gambar 10. Bekatul................................................................................

Gambar 11. Ragi roti ..............................................................................

Gambar 12. Proses hidrolisis .................................................................

Gambar 13. Enzim α-amilase ................................................................

Gambar 14. Uji gula reduksi ..................................................................

Gambar 15. Proses fermentasi ...............................................................

Gambar 16. Destilasi ..............................................................................

Gambar 17. Etanol ..................................................................................

5

5

10

12

14

16

41

42

44

48

51

51

51

51

52

52

52

52

Page 14: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Penyediaan Reagen ..................................................................

Lampiran 2. Pengukuran Parameter .............................................................

Lampiran 3. Hasil pengukuran parameter ...................................................

Lampiran 4. Hasil analisis ANAVA perlakuan suhu hidrolisis dan pH

terhadap hasil konsentrasi gula reduksi ..................................

Lampiran 5. Hasil analisis ANAVA perlakuan konsentrasi ragi roti

terhadap kadar etanol ...............................................................

Lampiran 6. Tabel etanol ..............................................................................

Lampiran 7. Gambar .....................................................................................

37

38

41

45

48

50

51

Page 15: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

xv

DARTAR SINGKATAN

Singkatan Keterangan ºC ANAVA ATP CO2

DMRT g H H2O J. Biosci. Bioeng J. Biotechnol J. Sci. & Technol l mg ml nm O2 RAL

derajat celcius analisis varian adenosine tri phospphate gas karbondioksida Duncan’s multiple range test gram hidrogen dihidrogen oksida Jurnal Bioscience Bioenergy Jurnal Biotechnology Jurnal Science and Technology liter mili gram mili liter nanometer gas oksigen rancangan acak lengkap

Page 16: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Energi sangat dibutuhkan oleh masyarakat tetapi cepat atau lambat

cadangan minyak bumi dunia akan habis. Ini disebabkan oleh persediaan bahan

bakar fosil yang terbatas dan tidak dapat diperbaharui. Indonesia merupakan salah

satu negara yang sedang menghadapi persoalan energi yang serius akibat

ketergantungan yang sangat besar terhadap energi fosil. Etanol merupakan salah

satu bahan bakar alternatif yang dapat diperoleh dari proses fermentasi biomassa

yang mengandung karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme (Yetty, 2007).

Indonesia adalah negara agraris, karena tanahnya subur dan dapat

ditumbuhi berbagai tanaman. Padi, singkong dan jagung merupakan tanaman

yang paling banyak ditanam di Indonesia dan tanaman tersebut merupakan

sumber karbohidrat tinggi.

Pada proses pengolahan padi menjadi beras, dihasilkan limbah berupa

jerami, dedak, dan bekatul. Bekatul merupakan lapisan sebelah dalam butiran

beras (lapisan aleuron/kulit ari) dan sebagian kecil endosperma berpati. Bekatul

mengandung karbohidrat cukup tinggi, yaitu 51-55 g / 100 g (Kompas, 2009).

Tingginya kandungan karbohidrat ini sangat menguntungkan karena dapat

digunakan sebagai sumber energi alternatif.

Proses pembentukan etanol dari pati / amilum melalui dua tahap yaitu

hidrolisis dan fermentasi. Tahap pertama adalah tahap hidrolisis yaitu pati

Page 17: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

2

dikonversi menjadi glukosa dengan katalisis enzim α-amilase. Pada tahap

kedua yaitu fermentasi, glukosa yang terbentuk dikonversi menjadi etanol dan

karbondioksida oleh khamir Saccharomyces cerevisiae (Banati dkk., 2007).

Secara umum S.cerevisiae di Indonesia digunakan untuk pembuatan tape

dan roti. Oleh karena itu, isolat S.cerevisiae dapat dijumpai pada ragi tape dan ragi

roti. Ragi roti dapat menjadi salah satu alternatif pengganti penggunaan isolat

S.cerevisiae dalam proses fermentasi produksi etanol. Hal ini disebabkan ragi roti

mudah diperoleh di pasaran dan tidak memerlukan perlakuan yang spesifik (Reed,

1991).

Ketidakmampuan S.cerevisiae memfermentasi pati / amilum menjadi

etanol karena tidak memiliki enzim amilase yang cukup. Fardiaz (1988)

melaporkan bahwa pati dapat dipecah oleh enzim amilase menjadi komponen

dengan berat molekul lebih rendah dan lebih larut. Enzim tersebut memecah

ikatan α-1,4-glikosida dari molekul pati.

Proses hidrolisis amilum menjadi glukosa kurang sempurna apabila tidak

ditambahkan enzim α-amilase. Hal ini disebabkan tidak ada pemutusan ikatan

spesifik pada homopolimer rantai ikatan α-1,4-glikosida amilum sehingga glukosa

yang dihasilkan tidak optimal.

Enzim a-amilase adalah enzim ekstraseluler. Aktivitas enzimatiknya

tergantung pada suhu dan pH eksternal. Menurut Reed (1991), temperatur

optimum untuk enzim α-amilase berkisar 70-900C. Selain itu, enzim α-amilase

aktif pada kisaran pH 5,2 –5,6 (Novozyme, 2010).

Page 18: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

3

B. Rumusan Masalah

1. Berapakah pH dan suhu optimum yang dapat menghasilkan gula reduksi

paling tinggi pada proses hidrolisis pati bekatul oleh enzim α-amilase ?

2. Berapakah kadar etanol tertinggi yang dihasilkan setelah difermentasikan

dengan menggunakan variasi konsentrasi ragi roti ?

C. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pH dan suhu optimum yang dapat menghasilkan gula reduksi

paling tinggi pada proses hidrolisis pati bekatul oleh enzim α-amilase.

2. Mengetahui kadar etanol tertinggi yang dihasilkan setelah difermentasikan

dengan menggunakan variasi konsentrasi ragi roti.

D. Manfaat Penelitian

1. Dapat menambah informasi ilmiah dan pengetahuan kepada penulis dan

masyarakat luas terutama dalam pemanfaatan bekatul untuk produksi etanol.

2. Dapat meningkatkan nilai ekonomi hasil samping penggilingan padi yang

bersifat limbah yaitu bekatul.

Page 19: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

4

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Bekatul

Bekatul merupakan salah satu hasil samping proses penggilingan padi

yang jumlahnya cukup banyak. Pada proses penggilingan beras pecah kulit

diperoleh hasil samping dedak 8-9% dan bekatul sekitar 2-3%. Ketersediaan

bekatul di Indonesia cukup banyak dan mencapai 4.5-5 juta ton setiap tahunnya

(Damayanthi dan Listyorini, 2006).

Pada penyosohan beras dihasilkan dua macam limbah, yaitu dedak (rice

bran) dan bekatul (rice polish). Badan Pangan Dunia (FAO = Food and

Agriculture Organization) telah membedakan pengertian dedak dan bekatul.

Dedak merupakan hasil sampingan dari proses penggilingan padi yang terdiri atas

lapisan sebelah luar butiran beras (perikarp dan tegmen) dan sejumlah lembaga

beras. Bekatul merupakan lapisan sebelah dalam butiran beras (lapisan

aleuron/kulit ari) dan sebagian kecil endosperma berpati. Dalam proses

penggilingan padi di Indonesia, dedak dihasilkan pada proses penyosohan

pertama, bekatul pada proses penyosohan kedua (Kompas, 2009).

Menurut Luh (1991), nilai gizi bekatul yaitu protein 12-15,6%; lemak 15-

19,7%; karbohidrat 34,1-52,3%; abu 6,6-9,9% dan serat kasar 7-11,4%. Bekatul

juga mengandung asam lemak tidak jenuh dan oryzanol (ester asam firulat).

Page 20: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

5

2. Pati

Karbohidrat yang tersusun atas lebih dari delapan satuan monosakarida

disebut polisakarida. Pati merupakan polisakarida yang banyak ditemukan pada

tanaman. Senyawa ini disimpan dalam bentuk granula dengan ukuran dan

karakteristik yang spesifik untuk setiap spesies tanaman (van der Maarel, dkk.,

2002). Beberapa contoh tanaman yang memiliki kandungan pati dengan

konsentrasi tinggi yaitu jagung, sorghum, beras, dan singkong, masing-masing

sebesar 72,4%; 73%; 78,9% dan 34,7% (Endah dkk., 2009).

Pati merupakan polimer yang tersusun dari unit satuan α-D-glukosa yang

dihubungkan oleh ikatan α-1,4 glikosidik dan ikatan α-1,6 glikosidik pada

percabangan rantainya. Secara alami, pati merupakan campuran dari amilosa dan

amilopektin yang kedua-duanya merupakan suatu polimer dari α-D-glukosa.

(Kunamneni dkk., 2005).

Amilosa merupakan suatu polimer rantai tunggal tidak bercabang,

terbentuk dari 500-20.000 monomer α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan

α-1,4 glikosidik. Amilopektin merupakan suatu polimer rantai bercabang,

terbentuk dari 100.000 monomer glukosa yang dihubungkan oleh ikatan α-1,4

glikosidik pada rantai utama dan α-1,6 glikosidik pada percabangannya

(Kunamneni dkk., 2005).

Gambar 1. Amilosa Gambar 2. Amilopektin

Page 21: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

6

3. Ragi roti

Ragi roti terdiri atas 3 jenis yaitu (a) Ragi basah (fresh yeast) yaitu ragi

yang mengandung 70% air, harus disimpan pada suhu 2-40C dan bisa langsung

digunakan pada saat pengadukan dengan jumlah pemakaian 2-5% dari jumlah

tepung. Contoh merk dagang : Red Star dan Fleishcmann’s; (b) Ragi koral (active

dry yeast) yaitu ragi yang mengandung 7% air dan daya simpannya lama. Jika

akan digunakan, harus diaktifkan dengan cara mencampur satu bagian ragi dengan

empat bagian air hangat (suhu 400C) selama 10-30 menit. Jumlah pemakaiannya

sebesar 1,5-3% dari jumlah terigu. Contoh merk dagang : Red Star, Fleishcmann’s

dan Rize; (c) Ragi instan (instant yeast) yaitu ragi yang mengandung air 1-2% dan

daya simpannya lama. Penggunaannya langsung pada saat pengadukan dengan

jumlah pemakaian 0,75-3% dari jumlah tepung. Contoh merk dagang : Fermipan

dan Saf instant (Chan, 2009).

Ketiga jenis ragi roti tersebut sudah beredar di Indonesia. Akan tetapi ragi

instan lebih sering digunakan karena menghasilkan fermentasi yang lebih

konsisten dan penyimpanannya yang sangat mudah (pada suhu ruang normal)

(Stefanie and Nicko, 2008).

Ragi roti hanya mengandung S.cerevisiae sehingga tidak ada mikroba lain

di dalamnya. Hal ini dapat diketahui dari proses pembuatannya. Dalam proses

pembuatan ragi roti instan/kering, ragi dipanaskan lalu dikeringkan hingga

berbentuk butiran kecil halus yang mengandung 2%–7% air dan 94%–95% materi

kering dengan jumlah sel ragi 105-107 per gram ragi. Selanjutnya dikemas dalam

kemasan tanpa udara (vacuum packed) dan memiliki umur kadaluwarsa 2 tahun

Page 22: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

7

dalam kemasannya (Pelczar dan Chan, 1988). Selain itu, dapat juga diketahui dari

kemasannya, komposisi ragi roti terdiri dari ragi (S.cerevisiae) dan pengemulsi

(sorbitan monostearate).

Fungsi utama ragi roti adalah memfermentasikan glukosa yang ada di

dalam tepung menghasilkan etanol dan CO2. Karbondioksida yang dihasilkan

akan terperangkap sebagai gelembung-gelembung kecil sehingga adonan roti

dapat mengembang pada saat dipanaskan (Stefanie dan Nicko, 2008).

Pada pembuatan roti secara modern, biakan murni galur-galur S.cerevisiae

terpilih dicampur dengan adonan roti untuk menghasilkan perubahan-perubahan

yang dikehendaki dalam hal tekstur, rasa dan aroma. Galur-galur S.cerevisiae

yang dipilih untuk memproduksi ragi roti secara komersial memiliki kemampuan

untuk memfermentasi gula dengan baik di dalam adonan dan tumbuh dengan

cepat. Karbondioksida yang dihasilkan selama fermentasi itulah yang membuat

adonan mengembang. Mutu produk bergantung pada seleksi khamir yang baik,

keadaan inkubasi dan pemilihan bahan mentah (Pelczar dan Chan, 1988).

Fungsi alternatif ragi roti antara lain dapat digunakan dalam pembuatan

etanol, produksi minyak kelapa fermentasi (Hariawanty dan Nita, 2010) dan

induksi tunas pisang Cavendish. (Ikasari, 2004).

Menurut Cheng dkk. (2009), ragi roti merupakan salah satu strain

S.cerevisiae yang digunakan secara intensif untuk memproduksi SCP (single cell

protein) dan etanol dari gula yang difermentasi. Strain yeast tersebut dapat

memproduksi etanol berkonsentrasi tinggi dan banyak digunakan untuk

fermentasi etanol.

Page 23: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

8

4. Enzim α-amilase

Hidrolisis adalah suatu proses antara reaktan dengan air agar suatu

senyawa pecah terurai. Pada reaksi hidrolisis pati dengan air, air akan menyerang

pati pada ikatan α-1,4-glukosida menghasilkan dextrin, sirup atau glukosa

tergantung pada derajat pemecahan rantai polisakarida dalam pati. Reaksi antara

air dan pati ini berlangsung sangat lambat sehingga diperlukan bantuan katalisator

untuk memperbesar kereaktifan air. Katalisator ini bisa berupa asam maupun

enzim. Katalisator asam yang biasa digunakan adalah asam klorida, asam nitrat

dan asam sulfat. Dalam industri umumnya digunakan asam klorida sebagai

katalisator. Pemilihan ini didasarkan bahwa garam yang terbentuk setelah

penetralan hasil merupakan garam yang tidak berbahaya yaitu garam dapur.

Faktor – faktor yang berpengaruh pada reaksi hidrolisa pati adalah suhu reaksi,

waktu reaksi , dan konsentrasi katalisator (Endah dkk., 2009).

Enzim adalah biokatalisator yang merupakan molekul biopolimer dan

tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang

teratur dan tetap. Enzim memiliki peranan yang sangat penting dalam berbagai

reaksi kimia yang terjadi di dalam sel yang mungkin sangat sulit dilakukan oleh

reaksi kimia biasa (Darmajana dkk., 2008).

Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel

hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah (1) dapat meningkatkan

produk lebih tinggi; (2) bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu yang relatif

rendah; dan (3) bersifat spesifik dan selektif terhadap substrat tertentu. Enzim

telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri kimia

Page 24: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

9

lainnya. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan mikroorganisme (Azmi,

2006).

Pati dapat dipecah oleh enzim amilase menjadi komponen dengan berat

molekul lebih rendah dan lebih larut. Enzim tersebut memecah ikatan α-1,4-

glikosida dari molekul pati (Fardiaz, 1988).

Amilase terdiri atas 3 jenis yaitu a-amilase, b-amilase, dan glukoamilase.

Enzim a-amilase bekerja dengan memutus ikatan α-1,4-glikosidik pada rantai

lurus amilum sehingga menghasilkan glukosa dalam konfigurasi alpha, maltosa

dan dekstrin. Enzim β-amilase bekerja dengan memecah ikatan α-1,4 glikosidik

dan tidak mampu melewati ikatan percabangan α-1,6 glikosidik sehingga

menghasilkan maltosa dalam konfigurasi beta. Enzim glukoamilase bekerja

dengan menghidrolisis ikatan α-1,4 dan α-1,6 glikosidik dari gugus non pereduksi

sehingga menghasilkan D-glukosa (Moo Yong, 1985).

Enzim α-amilase (endo-α-1,4-glucan glucanohydrolase) merupakan enzim

amilase endospliting yang memutuskan ikatan glikosidik pada bagian dalam rantai

pati secara acak. Enzim α-amilase hanya spesifik untuk menghidrolisis ikatan α-

1,4-glikosidik tetapi mampu melewati titik percabangan (ikatan α-1,6-glikosidik)

untuk memutuskan ikatan-ikatan α-1,4-glikosidik diseberangnya sehingga

menghasilkan isomaltase. Hasil hidrolisis pati dan glikogen oleh α-amilase adalah

oligosakarida (maltodekstrin), maltosa, dan sejumlah kecil glukosa yang

mempunyai konfigurasi gula α, seperti substrat awal (Sivaramakrishnan dkk.,

2006; Kunamneni dkk., 2005). Menurut Reed (1991), temperatur optimum untuk

enzim α-amilase berkisar 70 - 900C. Selain itu, enzim α-amilase aktif pada

Page 25: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

10

kisaran pH 5,2 –5,6 (Novozyme, 2010). Hal ini didukung oleh Fogarty (1983),

enzim α-amilase umumnya stabil pada kisaran pH 5 - 8.

Mikroorganisme yang paling banyak menghasilkan enzim α-amilase dan

paling banyak digunakan adalah jamur dan bakteri seperti Aspergillus oryzae,

Bacillus amyloliquefaciens, dan Bacillus licheniformis (Sivaramakrishnan, 2006).

Sejumlah ragi dapat memproduksi amilase dengan menggunakan media pati

sebagai sumber karbon dan energi. Kebanyakan α-amilase adalah calcium

metallo-enzyme yang mengandung minimal satu atom kalsium per molekul enzim

(Moo Young, 1985). Aktivitas atau kinerja enzim amilase dipengaruhi oleh

banyak faktor. Terdapat lima faktor utama yang mempengaruhi aktivitas enzim

yaitu pH, temperatur, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat (Sukandar dkk.,

2009). Skema kerja α-amilase dapat dilihat pada gambar 3.

a. G G G G G G G G G G G G

b. G G G G G G G G G G G G

G

G

G G G G

G

Gambar 3. Skema kerja α-amilase.

(a) Hidrolisis amilosa oleh α-amilase, (b) Hidrolisis amilopektin oleh

α-amilase.

Keterangan : : tempat hidrolisis.

Page 26: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

11

G : glukosa.

Cara kerja α-amilase terjadi melalui dua tahap yaitu pertama degradasi

amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak. Degradasi ini

terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas dengan cepat.

Tahap kedua relatif lambat yaitu pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil

akhir secara tidak acak. Keduanya merupakan kerja enzim α-amilase pada

molekul amilosa saja. Kerja α-amilase pada molekul amilopektin akan

menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai jenis limit dekstrin yaitu

oligosakarida yang terdiri dari empat atau lebih residu gula yang semuanya

mengandung α-1,6-glikosidik (Norman, 1980).

5. Fermentasi Etanol

Menurut Judoamidjojo (1992), fermentasi adalah peruraian senyawa

organik menjadi senyawa sederhana dengan bantuan mikroorganisme sehingga

menghasilkan energi. Kebanyakan fermentasi etanol skala komersial dilakukan

oleh khamir, salah satunya S.cerevisiae yang menghasilkan etanol.

Penggunaan S.cerevisiae dalam produksi etanol secara fermentasi telah

banyak dikembangkan di beberapa negara, seperti Brasil, Afrika Selatan, dan

Amerika Serikat. Hal ini disebabkan S.cerevisiae dapat memproduksi etanol

dalam jumlah besar (Basso dkk., 2008).

Metode fermentasi ada tiga macam yaitu fermentasi curah (batch),

fermentasi semi kontinyu (extended culture), dan fermentasi kontinyu. Fermentasi

curah umumnya digunakan untuk memproduksi etanol. Dalam fermentasi curah,

Page 27: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

12

semua bahan dimasukkan sekaligus di awal proses dan dikeluarkan secara

sekaligus pula setelah proses, kecuali oksigen atau udara dialirkan secara kontinyu

(Crueger and Crueger, 1988). Keuntungan metode ini yaitu produktivitas tinggi,

waktu fermentasi cepat dan efek toksik direduksi pada komponen media

(Stanbury and Whitaker, 1984).

Gambar 4. Fase pertumbuhan bakteri pada kultur curah; 1 fase adaptasi; 2 fase

perbanyakan; 3 fase statis; 4 fase kematian (Purwoko, 2007).

Fase pertumbuhan mikroba ketika ditumbuhkan pada kultur curah (batch

culture) terdiri atas 4 fase yaitu fase adaptasi (log fase), fase perbanyakan

(exponential fase), fase statis (stationer fase), dan fase kematian (death fase).

Pada fase eksponensial, sel meningkat sampai batas tertentu sehingga memasuki

fase statis. Pada fase ini, sel melakukan konsumsi nutrien dan proses fisiologis

lainnya. Etanol merupakan salah satu produk senyawa yang dihasilkan pada fase

eksponensial (Purwoko, 2007). Kultur curah yang optimal menggunakan glukosa

dan etanol untuk pertumbuhan sel yeast (Ghahremani dkk., 2009).

Penurunan aktivitas fermentasi dapat terjadi saat suhu fermentasi kurang

dari 250C. Selain itu, suhu yang rendah dapat menyebabkan produktivitas etanol

menjadi rendah (Khongsay dkk., 2010).

Page 28: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

13

Produksi etanol melalui proses sakarifikasi dan fermentasi simultan.

Proses konversi pati menjadi etanol dilakukan melalui dua tahap yang berjalan

secara simultan di dalam satu reaktor. Tahap pertama adalah tahap sakarifikasi,

yaitu pati dikonversi menjadi glukosa dengan katalisis amilase. Pada tahap kedua,

setiap glukosa yang terbentuk sebagai hasil sakarifikasi, langsung secara simultan

dikonversi menjadi etanol dan karbondioksida oleh ragi S.cerevisiae yang sudah

ada dalam reaktor yang sama. Dengan proses ini, hambatan substrat dalam

produksi etanol dan hambatan produk dalam hidrolisis pati secara enzimatik dapat

diminimalkan (Rendra dan Ginanjar, 2007).

Reaksi yang terjadi pada proses produksi etanol secara sederhana

ditujukkan pada reaksi :

(C6H10O5)n N C6H12O6

(pati) enzim amilase (glukosa)

(C6H12O6)n 2 C2H5OH + 2 CO2

(glukosa) yeast (ragi) (etanol)

Pada proses ini, glukosa difermentasikan dengan menggunakan enzim

zimase dan invertase yang dihasilkan oleh S.cereviseae. Fungsi enzim zimase

adalah untuk memecah polisakarida (pati) yang masih terdapat dalam proses

hidrolisis untuk diubah menjadi monosakarida (glukosa). Selanjutnya enzim

invertase mengubah monosakarida menjadi alkohol dengan proses fermentasi.

Pada awal fermentasi masih diperlukan oksigen untuk pertumbuhan dan

perkembangan S.cerevisiae kemudian tidak dibutuhkan lagi karena kondisi proses

yang diperlukan adalah anaerob (Endah dkk., 2009).

Page 29: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

14

Saccharomyces cerevisiae menggunakan jalur EMP (Embden Meyerhoff

Parnas) untuk memfermentasi glukosa menjadi etanol pada kondisi netral atau

sedikit asam dan anaerob. Pada kondisi mikroaerofil, S.cerevisiae mampu

merespirasi 10% glukosa menjadi CO2. Fermentasi etanol oleh S.cerevisiae dapat

menghasilkan etanol kurang dari 50% (Purwoko, 2007).

Glukosa 6-fosfat Fruktosa 1,6-bifosfat Gliseraldehid 3-fosfat Gliserol Piruvat Etanol

Gambar 5. Jalur fermentasi etanol oleh S. cerevisiae

Pada konsentrasi yang rendah, laju hidrolisis pati menjadi glukosa

berlangsung lambat. Rendahnya laju hidrolisis tersebut mempengaruhi proses

fermentasi glukosa menjadi etanol. Pada konsentrasi substrat yang tinggi,

viskositas medium fermentasi sangat tinggi, sehingga mempengaruhi

pencampuran substrat (homogenitas) dan perpindahan massa dalam fermentor

(Rendra dan Ginanjar, 2007).

ATP

ADP

Dihidroksi-aseton fosfat

2H ADP

ATP Pi

2H

2H

CO2

Asetat

2 ATP

2 ADP

Page 30: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

15

B. Kerangka Pemikiran

Keterbatasan energi merupakan salah satu permasalahan utama dunia

karena konsumsi bahan bakar fosil yang semakin tinggi. Bioetanol merupakan

salah satu bahan bakar alternatif non fosil yang diperoleh dari proses fermentasi

biomassa yang mengandung karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme.

Bekatul merupakan salah satu hasil samping proses penggilingan padi yang

jumlahnya cukup banyak dan mengandung karbohidrat yang cukup tinggi

sehingga dapat digunakan sebagai substrat fermentasi. Penggunaan enzim α-

amilase dengan berbagai variasi pH dan suhu pada saat hidrolisis perlu dilakukan

agar diketahui pH dan suhu optimumnya. Selain itu digunakan ragi roti sebagai

salah satu alternatif pengganti penggunaan isolat S.cerevisiae karena mudah

diperoleh di pasaran dan tidak memerlukan perlakuan spesifik. Proses fermentasi

dengan menggunakan ragi roti akan menghasilkan etanol dan CO2. Alur dari

kerangka pemikiran penelitian ini ditunjukkan pada gambar 4.

Page 31: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

16

Gambar 6. Alur Kerangka Pemikiran

Meningkatnya konsumsi bahan bakar fosil

Bekatul merupakan hasil samping proses penggilingan

padi dan mengandung karbohidrat tinggi

Glukosa (C6H12O6)n + gula

pereduksi lain

Hidrolisis dengan variasi pH dan suhu

enzim α-amilase

Etanol (C2H5OH)

Fermentasi etanol dengan variasi

konsentrasi ragi roti

Pati bekatul sebagai substrat fermentasi

untuk produksi etanol

Ketersediaan sumber energi terbatas

CO2

Page 32: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

17

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan, pada bulan Agustus – Oktober

2010 di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi erlenmeyer, hot plate,

pipet volum, spektrofotometer, pH meter, cawan petri, tabung reaksi, laminary air

flow, autoclave, inkubator, rotary evaporator, gelas ukur, beaker glass,

piknometer, labu alas bulat, hemasitometer Levy dan oven.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah bekatul,

akuades, larutan HCl 0,1%, larutan arsenomolybdat, reagen Nelson, alkohol,

enzim α-amilase (Novozyme) 0,09 gram dan ragi roti (Fermipan) 0,5 mg; 1 mg

dan 1,5 mg.

C. Cara kerja

1. Penyiapan alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan disterilisasi dengan autoclave pada suhu

1210C selama 15 menit.

2. Pembuatan bubur bekatul

Page 33: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

18

Bekatul sebanyak 20 gram dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml

kemudian dilarutkan dengan akuades 100 ml dan dibuat tiga ulangan setiap

proses. Selanjutnya bubur bekatul disterilisasi dengan menggunakan autoclave.

3. Proses hidrolisis

Bubur bekatul yang sudah disterilisasi, diatur pH-nya menjadi 5,2; 5,4 dan

5,6 dengan penambahan HCl 0,1%. Enzim α-amilase sebanyak 0,09 gram (Banati

dkk., 2007) ditambahkan ke dalam erlenmeyer kemudian dipanaskan di atas hot

plate. Proses pemanasan berlangsung ± 1 jam dengan variasi suhu pemanasan

700C, 800C dan 900C. Proses hidrolisis selesai ditandai dengan parameter dimana

bubur yang diproses menjadi lebih cair seperti sup. Setelah dihidrolisis, dilakukan

pengukuran konsentrasi gula reduksi berdasarkan metode Nelson-Somogyi

(lampiran 2). Selanjutnya diinkubasi pada suhu kamar.

4. Proses fermentasi

Bubur bekatul yang telah terhidrolisis ditambahkan ragi roti masing-

masing sebanyak 0,5 mg; 1 mg; dan 1,5 mg. Selanjutnya erlenmeyer ditutup

dengan kapas dan diinkubasi selama 3 hari pada suhu kamar.

5. Pengukuran kadar etanol

Tabung distilasi dan labu godok 250 ml disiapkan, selanjutnya 50 ml

sampel cairan hasil fermentasi pati bekatul dicampur dengan 100 ml akuades,

kemudian didestilasi, sampai dihasilkan ± 50 ml distilat.

Page 34: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

19

Sementara dilakukan destilasi, piknometer dikalibrasi. Piknometer diisi

akuades destilasi dan ditutup. Piknometer dan akuades ditimbang, berat yang

didapat adalah C. Piknometer dikosongkan kemudian dikeringkan dengan oven.

Piknometer yang telah kering ditimbang, berat yang didapatkan adalah B. Berat

akuades (W) dihitung dengan cara C-B.

Distilat dipindahkan ke dalam gelas beaker kering. Distilat diaduk supaya

homogen sebelum diisikan ke piknometer. Piknometer kering diisi dengan distilat,

permukaan luar piknometer dikeringkan dan ditimbang. Hasil yang didapat adalah

A.

Berat distilat adalah A - B = L. Berat distilat (L) dihitung dengan “specific

gravity” atau spg = L/W. Nilai spg ditentukan dengan menggunakan tabel AOAC

(Analysis of the Association of Official Analitical Chemists) dan selanjutnya

persentase etanol dihitung (Horwits and Franklin, 1975).

D. Analisis Data

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Masing-

masing perlakuan dilakukan dengan 3 ulangan. Data dianalisis secara statistik

dengan menggunakan ANAVA pada taraf kepercayaan 95% (α = 0,05) kemudian

dilanjutkan dengan Duncan Multiple Range Test (DMRT) untuk mengetahui beda

nyata perlakuan.

Page 35: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

20

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pemecahan pati bekatul menjadi gula reduksi oleh enzim α-amilase dengan

menggunakan variasi suhu dan pH.

Produk etanol dari hasil fermentasi dapat dipengaruhi oleh penambahan

enzim α-amilase, dimana enzim α-amilase dapat menghidrolisis amilum dengan

memutus ikatan α-1,4-glukosida menjadi monomer-monomer glukosa sebagai

gula sederhana yang digunakan untuk fermentasi alkohol. Tanpa adanya

penambahan enzim α-amilase, dapat menyebabkan proses hidrolisis amilum

menjadi glukosa kurang sempurna sebab tidak ada pemutusan ikatan spesifik pada

homopolimer rantai ikatan α-1,4-glikosida amilum sehingga glukosa

(monosakarida) yang dihasilkan dari hidrolisis, secara mekanis tidak optimal

(Banati dkk., 2007).

Enzim α-amilase yang digunakan berasal dari Bacillus licheniformis

yang dapat menghidrolisis pati dengan hasil utama maltoheksosa, malopentosa

dengan jumlah glukosa yang lebih tinggi (8 – 10%). Enzim ini berupa cairan

dengan berat jenis 1,20 – 1,25 g/ml dan stabil dalam suhu 110oC (Darmajana dkk.,

2008).

Page 36: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

21

Dalam proses hidrolisis, pati dipecah menjadi gula reduksi dengan

menggunakan enzim α-amilase.

(C6H10O5)n N C6H12O6

(pati) enzim amilase (glukosa)

Proses setelah hidrolisis adalah fermentasi dengan menggunakan ragi.

Glukosa hasil hidrolisis diubah oleh ragi menjadi etanol. Kemampuan ragi

menghasilkan etanol bergantung pada kadar glukosa, pH, kadar oksigen dan

faktor lingkungan lainnya (Wulan dkk., 2007). Pentingnya pra fermentasi

menyebabkan pengaturan kondisi optimum untuk lingkungan ragi dilakukan pada

penelitian ini. Salah satunya adalah kadar glukosa sebagai media pertumbuhan

ragi.

Pengukuran kadar glukosa dilakukan pada hasil hidrolisis bubur bekatul

yang sudah diberi 0,09 gr enzim α-amilase. Pada penelitian ini digunakan variasi

suhu hidrolisis (700C, 800C dan 900C) dan pH (5,2; 5,4 dan 5,6) untuk mengetahui

konsentrasi gula reduksi paling tinggi.

Enzim memperlihatkan aktivitas katalitik maksimum pada kisaran pH

tertentu yang disebut pH optimum kerja enzim. Enzim umumnya aktif pada

rentang pH yang sempit. Oleh karena enzim merupakan protein, perubahan pH

akan mempengaruhi gugus-gugus amino dan karboksilat dari protein enzim. Di

luar pH optimumnya, aktivitas katalitik enzim dapat menjadi rendah atau bahkan

dapat kehilangan aktivitas katalitiknya (Sukandar dkk., 2009).

Aktivitas kerja enzim α-amilase terjadi pada pH 5,2-5,6. Untuk

menyediakan pH tersebut maka sebelum enzim α-amilase dimasukkan, substrat

Page 37: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

22

terlebih dulu ditambah HCl 0,1%. Dalam hal ini penambahan HCl bertujuan untuk

menurunkan pH awal bubur bekatul yang ber-pH 6.

Suhu dapat menentukan laju suatu reaksi. Pada reaksi yang melibatkan

biokatalis, suhu juga dapat mempengaruhi kestabilan enzim yang merupakan

suatu protein. Kenaikan suhu sampai sedikit di atas suhu optimumnya dapat

menurunkan aktivitas enzim sedangkan suhu jauh di atas suhu optimumnya enzim

akan mengalami denaturasi sehingga enzim akan kehilangan aktivitas katalitiknya

(Sukandar dkk., 2009). Hasil pengukuran konsentrasi gula reduksi pada tiap

perlakuan dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Konsentrasi gula reduksi (mg/ml) pada bubur bekatul dengan variasi

suhu hidrolisis dan pH.

Suhu

pH 700C 800C 900C

5,2

5,4

5,6

1,125 ± 0,161661

0,998 ± 0,132990

1,116 ± 0,148500*

1,03 ± 0,103184

1,082 ± 0,112583

1,063 ± 0,099711

1,082 ± 0,112583

1,071 ± 0,067735

1,161 ± 0,078937

Keterangan : *) = Perlakuan pH dan suhu hidrolisis yang efisien secara ekonomis.

Dari tabel 1 terlihat bahwa suhu hidrolisis 900C dan pH 5,6 menghasilkan

konsentrasi gula reduksi lebih tinggi (1,161 mg/ml). Hal ini didukung oleh

penelitian Vickers dkk. (1996), sebagai kandidat untuk proses malting pada

gandum, aktivitas enzim α-amilase yang berasal dari Bacillus licheniformis

optimum pada suhu 900C dan pH 5,5. Pada rentang suhu 40-900C, aktivitas enzim

Page 38: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

23

α-amilase semakin naik. Sedangkan pada suhu >1000C, aktivitas enzim α-amilase

menurun.

Selanjutnya dengan menggunakan analisis anava antara pH dan suhu

hidrolisis terhadap konsentrasi gula reduksi menunjukkan tidak signifikan, dimana

p > 0,05 yang artinya tidak berbeda nyata antar perlakuan yaitu 0,815. Hal ini

menunjukkan bahwa perbedaan suhu dan pH yang diberikan tidak berpengaruh

besar terhadap kadar gula reduksi yang dihasilkan. Tetapi jika berdasarkan

efisiensinya, perlakuan suhu hidrolisis 700C dengan pH 5,6 lebih efisien dalam

proses hidrolisis.

Glikolisis merupakan pengubahan glukosa menjadi dua molekul piruvat.

Pada kondisi anaerobik, piruvat direduksi menjadi etanol dan CO2. Menurut

Wulan dkk. (2007), kadar glukosa yang dibutuhkan untuk fermentasi berada pada

konsentrasi 10-18%. Konsentrasi glukosa di atas 25% akan memperlambat

fermentasi sedangkan di atas 70% proses fermentasi akan berhenti. Hal ini

disebabkan adanya tekanan osmotik. Pada konsentrasi gula substrat sekitar 16%

akan mempercepat pertumbuhan ragi pada awal fermentasi. Dari perhitungan

kadar glukosa, gula reduksi bubur bekatul sebesar 9,98-11,61% maka gula reduksi

hasil hidrolisis bubur bekatul dapat digunakan sebagai substrat pada proses

fermentasi.

B. Fermentasi etanol oleh ragi roti

Fermentasi adalah peruraian senyawa organik menjadi senyawa

sederhana dengan bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan energi (Banati

Page 39: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

24

dkk., 2008). Ada tiga komponen yang terlibat dalam proses fermentasi yaitu

substrat, mikroba dan produk. Dalam penelitian ini, substrat yang digunakan

adalah larutan hasil sakarifikasi pati bekatul 20% yang diberi enzim α-amilase

dengan perlakuan suhu 700C dan pH 5,6. Hal ini karena energi yang digunakan

pada proses hidrolisis dengan suhu 700C lebih sedikit daripada suhu 800C atau

900C. Selain itu digunakan pH 5,6 karena mendekati pH awal bubur bekatul

sebelum dihidrolisis yaitu pH 6.

Fermentasi oleh yeast (S. cerevisiae) dapat menghasilkan etil alkohol

(etanol) dan CO2. Untuk memisahkan alkohol dan air dapat dilakukan

penyulingan atau destilasi sehingga dapat diperoleh alkohol dengan kadar kurang

lebih 90% (Fessenden and Fessenden, 1991). Destilasi adalah suatu proses

penguapan dan pengembunan kembali, yaitu untuk memisahkan campuran dua

atau lebih zat cair ke dalam fraksi-fraksinya berdasarkan perbedaan titik didihnya

(Bustaman, 2008).

Mikroba yang digunakan dalam fermentasi etanol adalah S. cerevisiae

yang dikeringkan hingga berbentuk butiran kecil halus yang disebut ragi roti. Ragi

roti mengandung 2%–7% air dan 94%–95% materi kering dengan jumlah sel ragi

105-107 per gram ragi (Stefanie and Nicko, 2008).

Saccharomyces cerevisiae menggunakan jalur EMP (Embden Meyerhoff

Parnas) untuk memfermentasi glukosa menjadi etanol pada kondisi netral atau

sedikit asam dan anaerob. Pada kondisi mikroaerofil, S.cerevisiae mampu

merespirasi 10% glukosa menjadi CO2. Fermentasi etanol oleh S.cerevisiae dapat

menghasilkan etanol kurang dari 50% (Purwoko, 2007).

Page 40: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

25

Etanol merupakan produk metabolit primer karena dalam fermentasi

etanol, produk etanol dihasilkan bersamaan dengan pertumbuhan sel. Gula reduksi

dipakai oleh ragi untuk pertumbuhannya dan selama metabolisme berlangsung

akan dihasilkan etanol. Besarnya etanol yang dihasilkan dan pertumbuhan sel

sangat dipengaruhi oleh besarnya substrat yang tersedia (Wulan dkk., 2007).

Tinggi rendahnya konsentrasi etanol selain ditentukan oleh mikroba juga

ditentukan oleh tinggi rendahnya konsentrasi gula reduksi yang digunakan sebagai

substrat dalam fermentasi (Wen and Cheng, 2000). Sehingga semakin tinggi

konsentrasi gula reduksi yang digunakan sebagai substrat maka semakin tinggi

juga konsentrasi yang dihasilkan dalam fermentasi oleh ragi.

Dalam fermentasi kadar gula total semakin lama akan semakin menurun.

Hal ini dapat terjadi karena gula-gula tersebut akan di metabolisme oleh

Saccharomyces cerevisiae yang tumbuh dalam media sebagai nutrisi untuk

pertumbuhan sehingga semakin lama waktu fermentasi gula akan diubah menjadi

etanol (Isnawati, 1997).

Konsentrasi etanol dapat diketahui dengan menggunakan rumus sebagai

berikut :

A - B Konsentrasi etanol = X 1

C - B

Keterangan :

A = berat destilat (gr)

B = berat kering piknometer (gr)

C = berat aquades (gr)

Page 41: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

26

Kadar etanol ditentukan dengan menggunakan tabel AOAC (Analysis of

the Association of Official Analitical Chemists) dan selanjutnya persentase etanol

dapat diketahui (Horwits and Franklin, 1975).

Tabel 2. Kadar etanol pada konsentrasi ragi roti yang berbeda

Konsentrasi ragi roti (mg) Kadar etanol (% v/v)

0,5 0,95 ± 0,57813a

1 2,64 ± 0,31754b

1,5 2,84 ± 0,77112b

Keterangan : Angka yang diikuti huruf sama tidak berbeda nyata (α=0,05).

Dari data tabel 2, dapat diketahui bahwa ragi roti 1,5 mg menghasilkan

kadar etanol tertinggi yaitu sebesar 2,84 %. Selanjutnya dengan menggunakan

analisis anava antara kadar etanol dengan perlakuan penambahan ragi roti,

menunjukkan hasil yang signifikan yaitu p < 0,05. Artinya perbedaan konsentrasi

ragi roti berpengaruh terhadap hasil etanol yang diperoleh, dengan tingkat

signifikan sebesar 0,013.

Hal ini menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi ragi roti sebesar 1

mg tidak berbeda nyata dengan konsentrasi ragi roti sebesar 1,5 mg. Dengan kata

lain, konsentrasi ragi roti sebesar 1 mg dapat menghasilkan kadar etanol yang

hampir sebanding dengan konsentrasi ragi roti sebesar 1,5 mg. Selain itu menurut

Sari (2009), jumlah yeast yang digunakan harus tepat sebab jika ragi yang

digunakan untuk mengkonversi glukosa menjadi alkohol sedikit maka

Page 42: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

27

kemampuan yeast untuk fermentasi menjadi berkurang. Begitupula jika ragi yang

digunakan berlebihan akan menghambat proses fermentasi dimana akan terjadi

fase pertumbuhan lag (lambat). Disamping itu, adanya penambahan biomasa

dapat terjadi jika botol untuk fermentasi tidak tertutup rapat sehingga udara masuk

ke dalam botol dan mengakibatkan pertumbuhan biomassa yang mengakibatkan

berkurangnya kadar alkohol. Fermentasi haruslah dalam keadaan anaerob

sehingga biomassa tidak bertambah tetapi mengkonversi glukosa menjadi etanol.

Penurunan kadar etanol dapat juga diakibatkan karena berubahnya alkohol

menjadi senyawa lain (senyawa asam).

Pada penelitian ini juga dilakukan uji sampling berdasarkan jumlah sel

khamir untuk mengetahui apakah jumlah ragi roti yang digunakan sudah

mencukupi untuk proses fermentasi. Jumlah sel khamir ragi roti pada 1 jam

fermentasi diperoleh sebesar 1,4 x 107 sel/mg. Hasil yang diperoleh ini

menunjukkan bahwa jumlah ragi roti yang digunakan sudah mencukupi untuk

fermentasi. Hal ini didukung oleh penelitian Elevri dan Surya (2006), 1 jam

fermentasi pada kurva pertumbuhan sel S.cerevisiae, diperoleh jumlah sel khamir

sebesar 1,1 x 107 sel/ml.

Selain itu menurut Sari (2009), semakin besar konsentrasi ragi roti maka

akan semakin besar pula kadar alkohol yang diperoleh. Hal ini dikarenakan

konsentrasi ragi roti dipengaruhi lag phase. Semakin besar konsentrasi ragi maka

semakin pendek lag phase, sehingga cepat mencapai fase exponensial yaitu yeast

tumbuh dengan sempurna dan mampu beradaptasi dengan baik. Hal ini

Page 43: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

28

menyebabkan glukosa dapat terkonversi dengan maksimal dan mulai terbentuknya

produk.

Glukosa dimanfaatkan untuk metabolisme oleh mikroba dengan

mengeluarkan hasil samping berupa alkohol dan karbon dioksida. Ditunjukkan

dalam reaksi berikut ini :

(C6H12O6)n 2 C2H5OH + 2 CO2

(glukosa) yeast (ragi) (etanol)

Ragi roti mengandung nutrisi tambahan (additive nutrition) yang

menunjang viabilitas sel S. cerevisiae yang diawetkan dalam kemasan. Sumber

karbohidrat dalam bentuk monosakarida (sukrosa, fruktosa, dan glukosa) di dalam

ragi roti berfungsi sebagai agen nutrisi untuk pertumbuhan. Sodium karbonat

untuk kontrol pH, dan vitamin B sebagai pembawa gugus asetaldehida (Reed,

1991).

Fermentasi etanol pada penelitian ini dilakukan selama tiga hari.

Berdasarkan hasil penelitian Khongsay dkk. (2010), pada jam ke-60 pertumbuhan

sel telah memasuki fase stasioner, dimana jumlah sel yang hidup dan sel yang

mati seimbang. Jika fermentasi diteruskan maka akan banyak sel yang mati.

Faktor inilah yang membatasi produksi etanol oleh sel.

Kadar etanol yang dihasilkan substrat bubur bekatul pada penelitian ini

sebesar 2,84%. Dengan demikian kadar etanol yang dihasilkan dengan substrat

bubur bekatul secara fermentasi termasuk etanol dalam kadar yang rendah. Hal ini

sesuai dengan Pratama (2009), bioetanol hasil fermentasi memiliki tingkat

kemurnian yang rendah yaitu sekitar 5-20%. Apabila konsentrasi etanol yang

Page 44: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

29

dihasilkan melebihi 15% maka etanol akan merusak dinding sel dan membekukan

plasma sehingga mikroorganisme mati.

Bioetanol merupakan salah satu alternatif bahan bakar nonfosil bagi

kendaraan bermotor. Sumber bahan baku bioetanol merupakan limbah pertanian

yang tidak bernilai ekonomis dan berasal dari hasil pertanian budidaya yang dapat

diperoleh dengan mudah. Oleh karena itu, biaya produksi bioetanol cenderung

lebih rendah daripada BBM. Hal yang terpenting dalam penggunaan bioetanol

sebagai bahan bakar adalah penghematan sumber daya alam tak terbarui yang

semakin lama semakin menipis cadangannya di bumi. Keuntungan penggunaan

bioetanol sebagai bahan bakar adalah meningkatkan efisiensi dan emisi gas buang

yang lebih ramah lingkungan. Selain itu, penggunaan bioetanol yang bersumber

dari limbah serta produk pertanian membuka peluang bagi para petani.

Interaksi etanol dengan hidrogen bisa dimanfaatkan sebagai sumber

energi fuel cell ataupun pada mesin pembakaran dalam (internal combustion

engine) konvensional (Endah dkk., 2009). Bioetanol dapat digunakan sebagai

pengganti bahan bakar minyak (BBM) tergantung dari tingkat kemurniannya.

Bioetanol dengan kadar 95-99% dapat dipakai sebagai bahan substitusi premium

(bensin), sedangkan kadar 40% dipakai sebagai bahan substitusi minyak tanah

(Bustaman, 2008).

Selain itu, etanol dapat digunakan sebagai pelarut untuk zat organik

maupun anorganik, bahan dasar industri asam cuka, ester, spirtus, asetaldehid,

antiseptik topical dan sebagai bahan baku pembuatan eter dan etil ester. Etanol

juga untuk campuran minuman dan dapat digunakan sebagai bahan bakar

Page 45: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

30

(gasohol) (Endah dkk., 2007). Penambahan beberapa persen etanol dalam air akan

menurunkan tegangan permukaan air secara drastis. Campuran etanol dengan air

yang lebih dari 50% etanol bersifat mudah terbakar dan mudah menyala

(Sukandar, 2009).

Gasohol adalah campuran etanol absolut >99% dengan premium yang

dipakai sebagai bahan bakar aternatif. Penggunaan gasohol dengan komposisi 10 :

90 telah berdampak positif bagi lingkungan. Uji coba BPPT (Badan Pengkajian

dan Penerapan Teknologi) menunjukkan bahwa E10 (etanol 10% dalam bensin)

menghasilkan emisi karbon (CO2 dan CO) dan sulfur dioksida lebih rendah

dibandingkan dengan bensin. Di Indonesia sudah dipasarkan Biopremium dan

Biopertamax dengan kadar etanol 5-10 % oleh Pertamina (Endah dkk., 2007).

Page 46: PENGARUH pH, SUHU HIDROLISIS ENZIM α- AMILASE · PDF fileiv pengaruh ph, suhu hidrolisis enzim α- amilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol menggunakan pati bekatul

31

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. Pada proses hidrolisis oleh enzim α-amilase, suhu hidrolisis 900C dan pH 5,6

menghasilkan gula reduksi paling tinggi yaitu 1,161 mg/ml.

2. Konsentrasi ragi roti 1,5 mg (suhu hidrolisis 700C dan pH 5,6) menghasilkan

kadar etanol tertinggi yaitu sebesar 2,84%.

B. SARAN

1. Kebutuhan akan etanol semakin besar karena itu perlu penelitian lebih lanjut yang

berkaitan dengan bioetanol pada substrat yang berbeda.

2. Dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai penambahan konsentrasi ragi roti untuk

meningkatkan konsentrasi etanol.