BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Kebutuhan energi dari bahan bakar minyak bumi (BBM) di berbagai negara di dunia

dalam tahun terakhir ini mengalami peningkatan. Tidak hanya pada negara - negara maju, tetapi

juga di negara berkembang seperti Indonesia. Untuk mengantisipasi  krisis bahan bakar minyak

bumi (BBM) pada masa yang akan datang. Saat ini telah dikembangkan pemanfaatan etanol

sebagai sumber energi terbarukan, contohnya untuk pembuatan bioetanol dan gasohol.

Bioetanol adalah cairan biokimia dari hasil  proses fermentasi gula dari karbohidrat

dengan menggunakan bantuan  mikroorganisme. Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari

sumber hayati, misalnya tebu: nira sorgum, ubi kayu, garut, ubi jalar, jagung, jerami, bonggol

jagung dan kayu. Bahan baku pembuatan bioetanol terdiri dari bahan - bahan yang mengandung

karbohidrat, glukosa dan selulosa.

Bioetanol sering ditulis dengan rumus EtOH. Rumus molekul etanol adalah C2H5OH atau

rumus empiris C2H6O atau rumus bangunnya CH3-CH2-OH. bioetanol merupakan bagian dari

kelompok metil (CH3-) yang terangkai pada kelompok metilen (-CH2-) dan terangkai dengan

kelompok hidroksil (-OH). Secara umum akronim dari (Bio)Etanol adalah EtOH (Ethyl-(OH))

Bioetanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk

dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur

9000 tahun dari China bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan

oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik.

Campuran dari bioetanol yang mendekati kemurnian untuk pertama kali ditemukan oleh

Kimiawan Muslim yang mengembangkan proses distilasi pada masa Kalifah Abbasid dengan

peneliti yang terkenal waktu itu adalah Jabir ibn Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) dan al-

Razi (Rhazes). Catatan yang disusun oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap

dari wine yang mendidih mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) dengan tegas menjelaskan tentang

proses distilasi wine. Sedangkan bioetanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann

Tobias Lowitz, dengan menggunakan distilasi saringan arang.

1

Antoine Lavoisier menggambarkan bahwa bioetanol adalah senyawa yang terbentuk dari

karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Nicolas-Théodore de Saussure dapat

menentukan rumus kimia etanol. Lima puluh tahun kemudian (1858), Archibald Scott Couper

menerbitkan rumus bangun etanol. Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia

yang pertama kali ditemukan rumus bangunnya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetis pada

tahu 1829 di Inggris oleh Henry Hennel dan S.G.Serullas di Perancis. Michael Faraday membuat

etanol dengan menggunakan hidrasi katalis asam pada etilen pada tahun 1982 yang digunakan

pada proses produksi etanol sintetis hingga saat ini.

Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880-

an Henry Ford membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah

dapat menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun pada tahun 1920-an bahan bakar

dari petroleum yang harganya lebih murah telah menjadi dominan menyebabkan etanol kurang

mendapatkan perhatian. Akhir-akhir ini, dengan meningkatnya harga minyak bumi, bioetanol

kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus dikembangkan.

B.    Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Apa yang dimaksud dari Bioetanol?  

2. Bagaimana klasifikasi mikroba Saccharomyces cerevisiae?

3. Bagaimana mekanisme pembuatan fermentasi bioetanol?

4. Bagaimana Manfaat bioetanol dan fungsi dalam kehidupan sehari-hari?

C.    Tujuan

Adapun Tujuan dari makalah ini yaitu sebagai berikut :

1. Mengetahui definisi dari bioetanol

2. Mengetahui klasifikasi mikroba Saccharomyces cerevisiae

3. Mengetahui Mekanisme proses pembuatan dan fermentasi bioetanol

4. Mengetahui manfaat dan fungsi bioetanol dalam kehidupan sehari-hari

2

BAB II

TINJAUN PUSTAKA

A. Definisi Bioetanol

Bioetanol merupakan etanol (golongan alkohol) yang diproduksi dari bahan alami,

terutama dari tumbuhan. Bahan baku yang biasa digunakan untuk memproduksi bioetanol antara

lain tetes tebu (molases) yang merupakan by product dari industri gula; gula merah; singkong,

ubi jalar, dan kelompok pati-patian lainnya. Bahan-bahan baku ini kemudian difermentasi

dengan mikroba seperti Saccharomyces cereviseae dan mikroba penghasil etanol lainnya dan

berperan sebagai substrat untuk pertumbuhan mikroba. Dari proses fermentasi tersebut

dihasilkan etanol sebagai salah satu produknya. Produk etanol inilah yang paling diperhatikan

dalam produksi bioetanol, selain pertumbuhan mikroba penghasilnya. Produk etanol yang

dihasilkan dari proses fermentasi ini tentu saja masih tercampur dengan produk lainnya, air,

biomassa, dan juga substrat yang masih tersisa. Untuk memisahkannya, diperlukan berbagai

teknik pemisahan. Untuk memisahkan antara cairan dan padatan digunakan teknik penyaringan

(filtrasi). Untuk memisahkan etanol dari komponen cair lainnya digunakan teknik distilasi

(penyulingan) dengan memanfaatkan perbedaan titik uap antara etanol dan komponen-komponen

cair lainnya. Dengan distilasi ini dapat dihasilkan etanol yang lebih murni, walaupun tidak 100%

murni. Untuk memurnikan lagi bioetanol yang dihasilkan tentu saja diperlukan teknik-teknik

pemurnian tertentu.

Untuk memproduksi bioetanol ini dalam skala industri tentu saja menggunakan

bioreaktor yang cukup besar, namun untuk memproduksinya dalam skala kecil dapat dilakukan

dengan peralatan sederhana seperti labu erlenmeyer yang digunakan untuk wadah dalam

fermentasi (sebagai bioreaktor sederhana), sumbat untuk menutup erlenmeyer karena produksi

bioetanol dilakukan secara anaerob, dan peralatan pendukung lainnya. Untuk melakukan distilasi

diperlukan distilator. Alat ini banyak dijumpai di laboratorium.

Bioetanol merupakan salah satu contoh energi alternatif dalam kategori biofuel, yang

artinya bahan bakar alami yang bahan bakunya berasal dari alam, terutama dari tumbuh-

tumbuhan dan juga hewan yang merupakan jenis sumber daya alam yang renewable. Contoh

biofuel yang lain adalah biodiesel yang merupakan bahan bakar minyak yang berasal dari

3

minyak tumbuhan seperti jarak, kelapa sawit, dan kelapa dan biomassa yang merupakan hasil

pemanfaatan limbah ternak (kotoran ternak) dengan menggunakan mikroba untuk menghasilkan

sumber energi.

B. Proses Pembuatan Bioetanol

a. Bahan Baku Pembuatan Bioetanol

Bahan baku pembuatan bioetanol ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:

Bahan sukrosa

Bahan-bahan yang termasuk dalam kelompok ini antara lain ; nira tebu,nira sargum

manis, nira kelapa, nira aren, dan sari buah mete.

Bahan berpati

Bahan-bahan yang termasuk kelompok ini adalah bahan-bahan yang mengandung pati

atau karbohidrat. Bahan-bahan tersebut antara lain ; tepung-tepung ubi ganyong, sorgum

biji, jagung, cantel, sagu, ubi kayu, ubi jalar, dll.

Bahan berselulosa

Bahan berselulosa (lignoselulosa artinya adalah bahan tanaman yang mengandung

selulosa (serat), antara lain ; kayu, jerami, batang pisang, dll.

Berdasarkan ketiga jenis bahan baku tersebut, bahan berselulosa merupakan

bahan yang jarang digunakan dan cukup sulit untuk dilakukan. Hal ini karena adanya

lignin yang sulit dicerna sehingga proses pembentukan glukosa menjadi lebih sulit.

b. Produksi Bioetanol

Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati, hidrolisis

pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol atau bioetanol,

dan destilasi bioetanol lalu didehidrasi.

4

Hidrolisis Pati

Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati

disimpan oleh tanaman sebagai cadangan makanan di dalam biji buah maupun di dalam

umbi batang dan umbi akar. Pati merupakan polimer dari glukosa atau maltosa. Unit

terkecil dari rantai pati adalah glukosa yang merupakan hasil fotosintesis di dalam

bagian tubuh tumbuh-tumbuhan yang mengandung klorofil. Pati tersusun atas ikatan α-

D- glikosida. Molekul glukosa pada pati dan selulosa hanya berbeda dalam bentuk

ikatannya, α dan β, namun sifat-sifat kimia kedua senyawa ini sangat jauh berbeda.

Proses hidrolisis pati yaitu pengubahan molekul pati menjadi monomernya atau unit-

unit penyususnya seperti glukosa.

Hidrolisis pati dapat dilakukan dengan bantuan asam atau enzim pada suhu, pH,

dan waktu reaksi tertentu. Pemotongan rantai pati oleh asam lebih tidak teratur

dibandingkan dengan hasil pemotongan rantai pati oleh enzim. Hasil pemotongan oleh

asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa, sementara enzim bekerja secara

spesifik sehingga hasil hidrolisis dapat dikendalikan. Enzim yang dapat digunakan

dalam proses hidrolisis pati adalah amilase. Enzim amilase merupakan endoenzim yang

menghidrolisis ikatan α- 1,4- glukosida secara spesifik.

Fermentasi

Proses fermentasi sering didefinisikan sebagai proses pemecahan karbohidrat

dan asam amino secara aerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat

dipecah dalam proses fermentasi terutama adalah karbohidrat, sedangkan asam amino

hanya dapat difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu. Prinsip dasar fermentasi

adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu dengan tujuan mengubah sifat bahan

agar dihasilkan suatu yang bermanfaat. Perubahan tersebut karena dalam proses

fermentasi jumlah mikroba diperbanyak dan digiatkan metabolismenya didalam bahan

tersebut dalam batas tertentu. Beberapa langkah utama yang diperlukan dalam

melakukan suatu proses fermentasi diantaranya adalah :

Seleksi mikroba atau enzim yang sesuai dengan tujuan.

Seleksi media sesuai dengan tujuan.

5

Sterilisasi semua bagian penting untuk mencegah kontaminasi oleh mikroba yang

tidak dikehendaki.

Yeast merupakan fungsi uniseluler yang melakukan reproduksi secara

pertunasan ( budding ) atau pembelahan ( fission ). Yeast tidak berklorofil, tidak

berflagella, berukuran lebih besar dari bakteri, tidak dapat membentuk miselium

berukuran bulat, bulat telur, batang, silinder seperti buah jeruk, kadang-kadang dapat

mengalami diforfisme, bersifat saprofit, namun ada beberapa yang bersifat parasit.

Saccharomyces cerevisiae merupakan yeast yang termasuk dalam kelas

Hemiascomycetes, ordo Endomycetales , famili Saccharomycetaceae, Sub famili

Saccharoycoideae , dan genus Saccharomyces.

Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme uniseluler yang bersifat

makhluk mikroskopis dan disebut sebagai jasad sakarolitik, yaitu menggunakan gula

sebagai sumber karbon untuk metabolisme. Saccharomyces cerevisiae mampu

menggunakan sejumlah gula, diantaranya sukrosa, glukosa, ruktosa, galaktosa,

mannosa, maltosa dan maltotriosa. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang

paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi,

tahan terhadap kadar alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan

tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4–320C.

Distilasi

Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air

dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 780C sedangkan air adalah 1000C (Kondisi

standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 – 1000C akan

mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa

dihasilkan etanol dengan konsentrasi 9% volume. Semakin murni etanol, semakin bagus

untuk mesin. Harga jualnya pun lebih tinggi.

Dehidrasi

Proses ini merupakan proses untuk membuang air sampai menjadi 99,5%. etanol

99,5% ini yang bisa digunakan untuk menjadi bahan bakar energi alternatif. Proses

6

dehidrasi etanol secara konvensional yang umum digunakan adalah dengan distiIasi

azeotopik yang saat ini mulai digantikan dengan molecular sieve. Metode yang sedang

dikembangkan saat ini adalah pervaporasi dengan membran. Proses dehidrasi ini ada

tiga macam yaitu proses azeotropic distillation, molecular sieve dan membran

pervoration.

Dehidrasi etanol merupakan tahapan akhir dalam proses produksi etanol anhidrat

atau fuel grade ethanol. Setelah melalui tahapan proses destilasi, etanol perlu

dimurnikan kembali karena masih terdapat kadar air dalam technical grade ethanol

yang berkisar antara 4-5% atau hanya menghasilkan etanol dengan persentase ±95%.

Untuk menghasilkan etanol anhidrat dengan kualitas yang baik harus diimbangi dengan

metode pemurnian etanol yang handal (konsumsi energi yang relatif rendah), ramah

lingkungan dan biaya produksi yang relatif murah. Proses dehidrasi etanol dapat

dilakukan dengan tiga metode, yaitu: azeotropic distillation, moleculer sieve dan

membrane pervaporation.

Pada dasarnya ada 5 tahap proses dehidrasi untuk membuang kandungan air

dalam campuran etanol azeotropik (etanol 95-96%). Proses yang pertama, yang sudah

digunakan di banyak pabrik etanol sejak dulu, adalah proses yang disebut distilasi

azeotropik. Distilasi azeotropik dilakukan dengan cara menambahkan benzena atau

sikloheksana ke dalam campuran. Ketika zat ini ditambahkan, maka akan membentuk

campuran azeotropik heterogen. Hasil akhirnya nanti adalah etanol anhidrat dan

campuran uap dari air dan sikloheksana/benzena. Ketika dikondensasi, uap ini akan

menjadi cairan. Metode lama lainnya yang digunakan adalah distilasi ekstraktif. Metode

ini digunakan dengan cara menambahkan komponen terner dalam etanol hidrat sehingga

akan meningkatkan ketidakstabilan relatif etanol tersebut. Ketika campuran terner ini

nantinya didistilasi, maka akan menghasilkan etanol anhidrat.

Saat ini penelitian juga sedang mengembangkan metode pemurnian etanol

dengan menghemat energi. Metode yang saat ini berkembang dan mulai banyak

digunakan oleh pabrik-pabrik pembuatan etanol adalah penggunaan saringan molekul

untuk membuang air dari etanol. Dalam proses ini, uap etanol bertekanan melewati

semacam tatakan yang terdiri dari butiran saringan molekul. Pori-pori dari dari saringan

ini dirancang untuk menyerap air. Setelah beberapa waktu, saringan ini pun divakum

7

untuk menghilangkan kandungan air di dalamnya. 2 tatakan biasanya digunakan

sekaligus sehingga ketika satu sedang dikeringkan, yang satunya bisa dipakai untuk

menyaring etanol. Teknologi dehidrasi ini diperkirakan dapat menghemat energi sebesar

3.000 btus/gallon (840 kJ/L) jika dibandingkan dengan distilasi azeotropik.

C. Manfaat Bioetanol

Etanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang mempunyai kelebihan

dibandingkan BBM. Berdasarkan siklus karbon, etanol dianggap lebih ramah lingkungan karena

CO2 yang dihasilkan oleh hasil buangan mesin akan diserap oleh tanaman. Etanol dapat juga

meningkatkan efisiensi pembakaran karena mengandung 35% oksigen, selain itu juga etanol

ramah lingkungan karena emisi gas buangannya seperti kadar karbon monoksida, nitrogen

oksida, dan gas-gas lain rendah (19-25%). bensin premium memiliki angka oktan 88. Beberapa

keunggulan lain yang dapat diperoleh dari bioethanol sebagai bahan bakar adalah nilai oktan

yang tinggi menyebabkan campuran bahan bakar terbakar tepat pada waktunya sehingga tidak

menyebabkan fenomena knocking, pembakaran tidak menghasilkan partikel timbal dan benzena

yang bersifat karsinogen, serta mempunyai efisiensi yang tinggi dibandingkan bensin,

mengurangi emisi fine-particulates yang membahayakan kehidupan manusia. Akan tetapi

penggunaan bioetanol sebagai pengganti bahan bakar minyak memunyai kelemahan yaitu mesin

memerlukan modifikasi terlebih dahulu jika ingin meenggunakan etanol murni pada kendaraan

dan juga ada kemungkinan etanol akan mengeluarkan emisi polutan beracun.

Selain dapat menggantikan fungsi dari bahan bakar minyak bioetanol juga mempunyai

banyak manfaat lainnya, yaitu :

a. Sebagai bahan dasar minuman beralkohol

b. Sebagai bahan kimia dasar senyawa organic, pelarut untuk parfum, cat dan

larutanobat, antidote beberapa racun

c. Sebagai antiseptic, pengobatan untuk mengobati depresi dan obat bius

d. Digunakan untuk pembuatan beberapa deodoran

8

BAB III

PEMBAHASAN

Selama ini proses fermentasi menggunakan cara yang konvensional yaitu dengan

mencampurkan sel ragi (Saccharomyces cerevisiae) dengan subtract gula dalam gelas

erlenmeyer yang digoyang dalam shaker pada kondisi tertentu. Cara ini mempunyai kelemahan

karena pemisahan produk lebih sulit dan sel ragi yang bercampur dengan produk sulit

dipisahkan. Untuk mengatasi cara konvensional dilakukan dengan teknik imobilisasi sel untuk

memproduksi etanol dengan menggunakan bahan baku molase.

Proses imobilisasi sel adalah suatu proses di mana pergerakan sel di dalam ruang dibatasi.

Dalam penelitian ini sel-sel ragi dijerat (dijebak) dengan menggunakan gel kalsium alginat. Bila

larutan natrium alginate dicampur dengan larutan CaCl2 maka segera terbentuk gel yang tidak

larut dalam air. Reaksi antara natrium alginat dengan CaCl2 dapat dimanfaatkan dalam

imobilisasi sel-sel ragi yang merupakan biokatalis dalam upaya memproduksi etanol dari molase

secara fermentasi. Fermentasi etanol dengan menggunakan sistem imobilisasi sel memberikan

hasil yang lebih baik dibandingkan dengan cara konvensional karena dengan menggunakan sel

terimobilisasi pemisahan produk lebih mudah serta stabilitas sel dapat dipertahankan (Bangun

1991; Ramakrishna 1997; Yekta 2000).

Fermentasi adalah suatu proses perubahan kimia yang disebabkan oleh aktivitas mikroba

ataupun oleh aktivitas enzim yang dihasilkan mikroba. Jalur metabolisme karbohidrat yang

pernah diselidiki adalah sistem fermentasi etanol oleh khamir. Salah satu jenis khamir yang

produktif dan sering digunakan ialah Saccharomyces cerevisiae. Dalam fermentasi ini glukosa

didegradasi menjadi etanol dan CO2 melalui suatu jalur metabolisme yang disebut glikolisis.

Jalur glikolisis disebut juga sebagai jalur Embden–Meyerhof–Parnas. Secara keseluruhan

mekanisme utama fermentasi etanol melalui jalur Embden–Meyerhof– Parnas terlihat pada

Gambar 1 (Berry 1988).

9

C6H12O6 ATP, Mg ++ Glukosa 6 – P

Glukosa Heksokinase

Fosfo glukoisomerse

Fruktosa 6 – P

ATP

Fosfo fruktokinase

Fruktosa 1,6 – di P

Triosa fosfat isomerase Aldose

Gliseraldehida 3 – P Dihidroksi Aseton Fosfat

NAD+ Pi

NADH + H+ Gliseraldehida fosfat dehidrogenase

Asam 1,3 – difosfo gliserat

ADP

ATP Fosfogliseratkinase

Asam 3 – Fosfo gliserat

Fosfogliseseromutase

Asam 2 – Fosfo gliserat

Enolase

Mg ++

Fosfoenol piruvat

ADP Piruvat Kinase

ATP Mg ++ CO2

Asam Piruvat Piruvat dekarboksilase

Laktat dehidrogenasi

Asam Laktat Asetaldehida

NADH + H+

Alkohol dehidrogenase

NAD+

Etanol

GAMBAR 1: Lintasan Embden – Meyerhof – Parnas

10

A. Klasifikasi Saccharomyces cerevisiae

1. Definisi

Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati tergolong eukariotik

(memiliki membran inti), ukuran 6-8 mikron, berbentuk bulat telur, melakukan

reproduksi dengan cara bertunas dan dapat hidup di lingkungan aerob maupun

anaerob. Kata Saccharomyces cerevisiae berasal dari kata Saccharo artinya gula dan

myces artinya makan sedangkan cerevisiae artinya berkembang biak yang secara

keseluruhan berarti ragi hidup dan berkembang biak dengan memakan gula.

2. Klasifikasi

Klasifikasi Saccharomyces cerevisiae adalah sebagai berikut :

Kingdom : Fungi

Divisio : Ascomycota

Kelas : Saccharomycetes

Ordo : Saccharomycetales

Famili : Saccharomycetaceae

Genus : Saccharomyces

Spesies : Saccharomyces cerevisiae

(Wikipedia Indonesia, 2010).

Khamir sejak dulu berperan dalam fermentasi yang produk utama

metabolismenya adalah etanol. Saccharomyces cerevisiae adalah jenis utama yang

berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir, anggur dan digunakan

untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti (Buckle, K. A, 1987).

11

B. Metode Penelitian

a. Bahan-bahan

Molase, Saccharomyces cerevisiae, PDA (Potato Dextose Agar), pepton,

YGP (Yeast Glucose Pepton), larutan kalium bikromat, larutan ferro amonium sulfat,

indicator feroin, kalsium klorida, natrium alginat, NaCl, buffer sitrat pH 4, amonim

sulfat, 1,10 – O – Phenantrolin, magnesium sulfat, kalium hidrogen phospat, asam

klorida.

b. Alat-alat

Fermentor batch sistem teraduk, cawan petridish, autoklaf, hemacytometer,

buret, termometer, hand- refractometer, labu erlenmeyer, labu ukur.

c. Metode penelitian

1. Penanaman Saccharomyces cerevisiae dengan metode cawan gores

i. Penyediaan biakan stok.

ii. Sediaan Saccharomyces cerevisiae dibiakkan pada media pertumbuhan

PDA (Potato Dextose Agar), diinkubasi selama 2 hari pada suhu 30°C.

iii. Pertumbuhan subkultur Saccharomyces cerevisiae (kultur perantara).

iv. Hasil biakan yang diperoleh dibiakkan kembali ke dalam media

pertumbuhan cair YGP (Yeast Glucose Peptone), lalu diinkubasi selama 2

hari pada suhu 30°C.

v. Pembuatan Starter

100 ml media pertumbuhan YGP ditambah dengan 0,1 g (NH4)2SO4,

0,04 g MgSO4. 7H2O, 0,2 g KH2PO4 dan 10 ml buffer sitrat 0,1 M

dengan pH 4,0.

Larutan disterilkan di dalam autoklaf suhu 121°C selama 15 menit

kemudian didinginkan hingga

suhu kamar.

Suspensi diinokulasi dengan 10 ml sub- kultur Saccharomyces

cerevisiae murni dan diinkubasi pada suhu 300C selama 2 hari.

12

1 ml suspensi hasil inkubasi diambil lalu jumlah sel dihitung dengan

menggunakan hemacytometer.

2. Imobilisasi sel ragi

i. 50 ml starter dicampurkan dengan 50 ml Na-alginat 4% kemudian diteteskan

dengan jarum suntik ke dalam 1000 ml CaCl2 2%. Tetesan alginat akan memadat

selama kontak dengan larutan CaCl2, membentuk suatu bead yang akan menjerat

sel ragi tersebut.

ii. Bead dibiarkan mengeras selama 30 menit lalu disaring dan dicuci dengan 0,85%

NaCl. Bead disimpan pada suhu 4°C selama 0,2% larutan ekstrak ragi sampai bead

itu digunakan

3. Fermentasi molase

i. Fermentor batch sistem teraduk dirangkai dan fermentor dicuci dengan etil

alkohol.

ii. 500 ml molase 17% dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer dan ditambah dengan

1,73 g (NH4)2SO4; 0,51 g KH2PO4; 0,183 g MgSO4, 7H2O, dan pH 4 diatur

dengan penambahan HCl 2 N laluditambahkan 10 ml buffer sitrat pH 4.

iii. Larutan dipasteurisasi di dalam penangas air pada suhu 80°C selama 15 menit dan

didinginkan hingga suhu kamar kemudian dimasukkan ke dalam fermentor.

iv. Bead diinkubasi dengan larutan yeast ekstrak 2% selama 15 menit pada suhu

30°C dan kemudian disaring dan dimasukkan ke dalam fermentor dengan variasi

berat yang telah ditentukan yaitu 8, 10, dan 12 gram.

v. Kemudian fermentasi dilakukan pada suhu 30°C selama variasi waktu yang telah

ditentukan yaitu 12, 24, 36, dan 48 jam.

4. Analisa Kadar Alkohol

i. 5 ml hasil fermentasi diencerkan dengan akuades pada labu takar 50 ml sampai

garis tanda.

ii. Dipipet 1 ml larutan tersebut dan dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer dan

ditambahkan dengan 5 ml K2Cr2O7 0,689 N.

13

iii. Dan dipanaskan dalam penangas air pada suhu 800C selama 15 menit kemudian

didinginkan pada suhu kamar.

iv. Kemudian dititrasi dengan FeSO4 (NH4)2 SO4 0,3933 N hingga terbentuk

larutan hijau terang.

v. Kemudian ditambahkan 3 tetes indikator ferroin dan dititrasi kembali dengan

FeSO4 (NH4)2SO4

vi. 0,3933 N sampai diperoleh larutan coklat kemerahan, dan dihitung volume

titrasinya.

vii. Dilakukan juga perlakuan yang sama untuk blanko.

C. Hasil Dan Pembahasan

Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variasi berat bead dan lamanya

waktu inkubasi sangat mempengaruhi produksi alkohol dengan menggunakan Saccharomyces

cerevisiae yang terimobilisasi. Bertambah besarnya jumlah bead memberikan pengaruh yang

sangat nyata terhadap kenaikan produksi alkohol melalui proses immobilisasi sel Saccharomyces

cerevisiae. Bertambah besarnya waktu inkubasi yang digunakan pada proses fermentasi tersebut,

memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kenaikan produksi alkohol yang dihasilkan.

Hal ini dapat diperlihatkan pada Tabel 1 dan Gambar 2.

Semakin banyak bead yang ditambahkan menunjukkan konsentrasi sel Saccharomyces

cerevisiae yang terimobilisasi juga semakin banyak terdapat dalam fermentor. Semakin banyak

bead yang digunakan maka aktivitas Saccharomyces cerevisiae untuk menghasilkan enzim akan

semakin tinggi. Dengan semakin tingginya enzim yang dihasilkan maka proses konversi gula

oleh enzim menjadi alkohol akan semakin cepat berlangsung (Judoamidjojo 1990). Sedangkan

waktu yang semakin lama pada proses fermentasi akan memberikan kesempatan bagi enzim

untuk merombak gula menjadi alkohol semakin banyak (Setyohadi 1993).

14

Pada perlakuan berat bead 12 g dengan lama fermentasi 48 jam terjadi penurunan kadar

alkohol yang dihasilkan yaitu 12,503%. Hal ini kemungkinan dapat disebabkan karena terjadinya

oksidasi etanol menjadi asetalhedid dan selanjutnya dioksidasi menjadi asam asetat. Kondisi ini

akan mengakibatkan media fermentasi semakin asam (terjadi perubahan pH). Hal ini juga dapat

disebabkan karena meningkatnya pembentukan produk yang diikuti pula dengan meningkatnya

evolusi panas sehingga suhu medium meningkat. Dalam hal demikian, alkohol yang dihasilkan

dapat hilang melalui penguapan dan terikut keluar dengan gas CO2 (Ayres 1980).

Laju kematian eksponensial akan terlihat pada Gambar 2. Pada perlakuan berat bead 12 g

setelah fermentasi 36 jam, peningkatan pertumbuhan sel akan terhenti dan sel mulai mati

seterusnya kekurangan nutrien atau terbentuknya toksis.

15

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

Bioetanol merupakan etanol (golongan alkohol) yang diproduksi dari bahan alami,

terutama dari tumbuhan. Selain dapat menggantikan fungsi dari bahan bakar minyak bioetanol

juga mempunyai banyak manfaat lainnya, bahan dasar minuman beralkohol, Sebagai antiseptic,

pengobatan untuk mengobati depresi dan obat bius, Digunakan untuk pembuatan beberapa

deodorant, bahan kimia dasar seperti senyawa organic, pelarut untuk parfum, cat dan larutanobat,

antidote beberapa racun.

Teknik imobilisasi lebih baik dari cara konvensional karena dengan teknik ini pemisahan

produk lebih mudah dan sel ragi yang bercampur dengan produk mudah dipisahkan. Dari hasil

penelitian ini dapat diperoleh bahwa Pemberian variasi berat bead dan waktu inkubasi

memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi alkohol dari molase.

16