UJI PENGIKATAN KOLESTEROL OLEH MADU SARI MENGKUDU SECARA IN VITRO MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH SAGU (Metroxylon sagus Rottb) PADA PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Zymomonas mobilis

RESKY BRANITAN11105618

PROGRAM STUDI FARMASIFAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR2010

PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH PADAT SAGU (Metroxylon sagus Rottb) PADA PEMBUATAN BIOETANOL MENGGUNAKAN BAKTERI Zymomonas mobilis.

SKRIPSI

untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat untuk mencapai gelar sarjana

RESKY BRANITAN11105618

PROGRAM STUDI FARMASIFAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR2010

PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH SAGU (Metroxylon sagu Rottb) PADA PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Zymomonas mobilis

RESKY BRANITAN11105618

Disetujui oleh :

Pembimbing Utama

Prof. Dr. M. Natsir Djide, M.S., Apt.NIP. 19500817 197903 1 003

Pembimbing Pertama,Pembimbing Kedua,

Dra. Aliyah Putranto, M.S., Apt. Dra. Sartini, M.Si., Apt.NIP. 19570704 198603 2 001NIP. 19611111 198703 2 001

Pada tanggal, Agustus 2010

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan pada Tuhan Yesus Kristus karena atas kasih anugrah, dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai persyaratan untuk menyelesaikan studi di Program Studi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Hasanuddin.Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini banyak rintangan dan hambatan yang dihadapi, namun dengan doa dan bantuan dari berbagai pihak, skripsi ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, perkenankanlah penulis mengungkapkan rasa terima kasih dan penghargaan yang tulus kepada Bapak Prof. Dr. M. Natsir Djide, M.S., Apt. selaku pembimbing utama, Ibu Dra. Aliyah Putranto, M.S., Apt. selaku pembimbing pertama dan Ibu Dra. Sartini, M.Si., Apt. selaku pembimbing kedua yang ditengah kesibukannya masih meluangkan waktu dan kesempatannya untuk memberikan bimbingan, arahan, saran dan pikiran kepada penulis sejak perencanaan penelitian hingga selesainya skripsi ini. Penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada Dekan, dan para pembantu Dekan Fakultas Farmasi; Bapak / Ibu Dosen Fakultas Farmasi, terkhususnya Bapak Muhammad Aswad, S.Si., M.Si., Apt. yang telah banyak memberikan dukungan, petunjuk dan bimbingannya kepada penulis dan kepada Ibu Dra. Christiana Lethe, M.Si., Apt. yang telah memberikan dukungan dan petunjuk kepada penulis, seluruh Kepala Laboratorium dan seluruh staf serta pegawai Fakultas Farmasi, khususnya buat kakak Haslia S.Si, kakak Dewi, dan Ibu Adriana Pidun. Teramat khusus, rasa hormat, bangga dan terima kasih yang tak terhingga juga penulis sampaikan kepada ayahanda Joni Mangin SH dan ibunda Suriyana yang selalu memberikan doa yang tulus, kasih sayang, nasehat, motivasi, dan dukungan material selama menempuh pendidikan dibangku kuliah, hingga selesainya penyusunan skripsi ini. Begitu pula dengan kakakku Ratu Amelia ST dan adikku Cristian Wijaya yang selalu mendoakan dan menjadi pembangkit semangat, termasuk seluruh kerabat keluarga, terkhusus tanteku Sesilia Pakadang, M.Si., Apt. yang telah banyak membantu sejak penelitian hingga terselesainya skripsi ini. Spesial terima kasih kepada Dody Yudianto Arruan beserta keluarga buat doa, kasih sayang, semangat dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama ini. Kepada rekan-rekan mahasiswa Farmasi angkatan 2005, terima kasih atas bantuan dan kebersamaannya dalam suka dan duka selama penulis menuntut ilmu serta dalam penyelesaian skripsi ini. Begitu pula kepada sahabat-sahabat di PMKO FILADELFIA FAK. MIPA-FARMASI yang selalu mendukungku dalam doa. Terutama buat Andre, kakak Elson, Cikka, Koken, Okta, Yosep, Leksi, Gracety, Jean, Juli, dan semuanya yang tidak penulis sebutkan. Buat Kelompok PA, saudaraku yang sangat kukasihi Kakak Ani, Oca, Marina, Yuliarty, dan Helda, terima kasih buat doa dan kebersamaannya.Penulis sadar skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, kata pepatah Tak ada gading yang tak retak. Di dunia tak ada satupun yang sempurna karena kesempurnaan hanya milik-Nya. Maka dari itu saran dan kritik membangun sangat penulis harapkan guna tambahan wawasan agar dalam pengerjaan penelitian selanjutnya dapat lebih baik.Akhirnya semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan terutama di bidang Farmasi, Amin.

Makassar, Agustus 2010

Penulis

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh konsentrasi limbah sagu (Metroxylon sagus Rottb) pada pembuatan bioetanol dengan menggunakan bakteri Zymomonas mobilis yang bertujuan untuk menentukan konsentrasi efektif dari limbah padat sagu dalam menghasilkan etanol dengan menggunakan Zymomonas mobilis. Limbah padat sagu didispersikan dengan air dengan variasi konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v, lalu dihidrolisis. Filtrat hasil hidrolisis difermentasi selama 2 hari. Kemudian cairan fermentasi yang diperoleh, didestilasi dan diuji kualitatif menggunakan uji serik nitrat menunjukan hasil positif mengandung alkohol dan uji kuantitatif berdasarkan bobot jenis pada konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v secara berturut-turut menghasilkan kadar etanol 65,82%, 69,44%, 72,40%, dan 75,88%.

ABSTRACT

A research on variable concentration of sagoo (Metroxylon sagus Rottb) waste in bioethanol production had been carried out using bacteria Zymomonas mobilis. The aim of this research was to determine an effective concentration of the waste in production ethanol using Zymomonas mobilis. The solid waste of sagoo was dispersion in water in variable concentration, i.e : 40%, 50%, 60%, dan 70% w/v, then hydrolisated. The hydrolisated filtrate were fermentated for 2 days. Then, fermentated liquid obtained were destilate and qualitatively analized with ceric nitrate test, it showed positive result contained alcohol and quantitatively analysis density at concentration of 40, 50, 60, 70% w/v showed the result of bioethanol liquid were 65,82%, 69,44%, 72,48%, 75,88%.

DAFTAR ISI

Halaman

UCAPAN TERIMA KASIHivABSTRAKviiABSTRACTviiiDAFTAR ISIixDAFTAR TABELxiiDAFTAR GAMBARxiiiDAFTAR LAMPIRANxivBAB I PENDAHULUAN1BAB II TINJAUAN PUSTAKA4II.1 Proses Pembuatan Bioetanol 5II.1.1 Persiapan Bahan Baku . 5 II.1.2 Hidrolisis . 6II.1.3 Fermentasi.. 7II.1.4 Destilasi dan Penentuan Kadar Etanol.. 18mII.2 Uraian Tanaman. 18II.2.1 Klasifikasi Tanaman 18 II.2.2 Morfologi Sagu 19II.2.3. Manfaat Sagu 20 II.3 Uraian Bakteri.. 22II.3.1 Sistemika Bakteri Zymomonas mobilis 22II.3.2 Morfologi Zymomonas mobilis . 22BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN 25III.1 Alat dan Bahan yang Digunakan.. 25III.2 Sterilisasi Alat 25III.3 Pengambilan dan Penyiapan Sampel 26III.3.1 Pengambilan Sampel. 26III.3.2 Penyiapan Sampel 26III.4 Pembuatan Medium.. 26III.4.1 Pembuatan Medium NA 26III.4.2 Pembuatan Medium Agar Miring (NA) 27III.5 Peremajaan Bakteri. 27III.6 Pembuatan Starter 27III.7 Pembuatan Nutrien 27III.8 Pembuatan Pereaksi Serik Nitrat 28 III.9 Hidrolisis Limbah Sagu.. 28III.10 Fermentasi Limbah Sagu.. 28III.11 Uji Kualitaif Etanol.. 28III.12 Penentuan Kadar Etanol. 29BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 30IV.1 Hasil Penelitian.. 30IV.2 Pembahasan.. 31BAB V KESIMPULAN DAN SARAN. 35V.1 Kesimpulan.. 35V.2 Saran 35 DAFTAR PUSTAKA. 36LAMPIRAN ... 39

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.Hasil analisis kimia limbah padat sagu ....................................21

2.Karakteristik Zymomonas mobilis dengan Ragi .......................23

3.Hasil fermentasi limbah padat sagu ............................................ 30

i.

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman Gambar 1Diagram alir pembuatan bioetanol dari berbaga bahan baku .................................................................6 Gambar 2Jalur Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) .......................12 Gambar 3 Jalur Entner-Doudoroff (ED) ........................................15

Gambar 4 Pemecahan asam piruvat menjadi produk-produk fermentasi ...........................................17Gambar 5Hubungan antara konsentrasi limbah sagudengan konsentrasi etanol . 34Gambar 6Foto penelitian .. 47

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran HalamanLampiran 1. Contoh perhitungan kadar bioetanol.. 39

Lampiran 2.Skema kerja .. .40Lampiran 3.Komposisi media ..41

Lampiran4.Pembuatan pereaksi serik nitrat ................42

Lampiran 5.Daftar bobot jenis dan kadar etanol ......43

BAB I

PENDAHULUAN

Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (1). Dalam dunia farmasi, etanol banyak digunakan sebagai pelarut, antiseptik, dan desinfektan (2,3). Metode yang paling banyak digunakan dalam memproduksi etanol adalah metode fermentasi yang mana membutuhkan karbohidrat sebagai substrat, sedangkan mikroorganisme yang digunakan untuk fermentasi etanol, antara lain : dari jenis bakteri, yaitu Clostridium acetobutylicum, Klebsiella pnemoniae, Leuconoctoc mesenteroides, Sarcina ventriculi, Zymomonas mobilis, dll., dan dari jenis fungi adalah Aspergillus oryzae, Endomyces lactis, Kloeckera sp., Kluyreromyces fragilis, Mucor sp., Neurospora crassa, Rhizopus sp., Saccharomyces beticus,. S. cerevisiae, S.ellipsoideus, S. oviformis, S. saki, Torula sp.,dll (4).Peneliti dari National Renewable Energy Laboratory (NREL) di AS berusaha mencari mikroorganisme yang dapat memfermentasikan semua jenis karbohidrat. Dari sederet bakteri yang diteliti, Zymomonas mobilis menjadi kandidat paling ideal sebagai penghasil etanol (5). Bahan baku untuk pembuatan bioetanol adalah aren, ubi kayu, jagung, nipah, sagu, tebu, dan sorgum (6). Sebagai Negara yang terletak di daerah tropika basah, Indonesia kaya akan tanaman penghasil karbohidrat sehingga mampu menjadi sumber karbohidrat terbesar di dunia. Salah satu tanaman yang menyimpan karbohidrat atau pati pada bagian batangnya adalah sagu (Metroxylon sp). Pati sagu selain digunakan sebagai bahan makanan, juga digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai macam industri, seperti industri pangan, tekstil, kosmetik, farmasi, dan lain-lain. Sagu mengandung 27% amilosa dan 73% amilopektin (7,8). Dalam pengolahan sagu banyak dihasilkan limbah sagu, baik berupa limbah padat maupun limbah cair. Aspek lingkungan menjadi begitu penting karena berkaitan erat dengan perihal pembuangan limbah yang kerapkali menjadi permasalahan bagi lingkungan. Limbah seringkali masih mengandung zat-zat racun yang berbahaya. Pemanfaatan limbah sagu adalah upaya terbaik dalam mengatasi permasalahan pencemaran lingkungan oleh industri pengolahan sagu. Selain itu juga memberikan manfaat bagi pemerintah dalam upaya mencari bahan alternatif dalam pembuatan etanol, sementara etanol sendiri adalah produk yang mempunyai nilai jual tinggi (9).Berdasarkan uraian di atas, masalah yang timbul adalah apakah limbah padat sagu dapat digunakan sebagai sumber bioetanol. Untuk itu maka dilakukan penelitian tentang pembuatan bioetanol menggunakan limbah padat sagu sebagai sumber karbohidrat dengan konsentrasi yang divariasikan, yaitu 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v dengan bantuan Zymomonas mobilis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi limbah padat sagu yang efektif dalam menghasilkan bioetanol. BAB IITINJAUAN PUSTAKAII.1 Uraian EtanolAlkohol berasal dari bahasa arab, yakni al-kuhl (al kohl), artinya senyawa yang mudah menguap. Bahan kimia organik ini adalah salah satu senyawa kimia tertua yang telah dikenal umat manusia. Alkohol berupa larutan jernih tak berwarna, beraroma khas yang dapat diterima, berfasa cair pada temperatur kamar, dan mudah terbakar. Jenis alkohol yang banyak digunakan adalah CH3OH yang disebut metil alkohol (metanol), C2H5OH yang diberi nama etil alkohol (etanol), dan C3H7OH yang disebut propil alkohol (8). Selain berasal dari reaksi-reaksi kimia, etanol dapat pula diperoleh melalui cairan biokimia dari proses fermentasi karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme, dan dilanjutkan dengan proses destilasi yang disebut dengan bioetanol. Proses fermentasi tersebut dibuatkan substrat yang mengandung karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme (11). Pembentukan alkohol (reduksi) : a. Dengan adisi hidrida dari hidrida-logam kompleks

b. Dengan alih hidrida dari karbon

c. Dengan adisi preaksi organologam :(1) Pereaksi Grignard

(2) Preaki organolitium

(3) Pereaksi organozink

Bioetanol diperoleh dari hasil fermentasi bahan yang mengandung gula. Tahap inti produksi bioetanol adalah fermentasi gula, baik yang berupa glukosa, sukrosa, maupun fruktosa oleh ragi (yeast) terutama bakteri Zymomonas mobilis atau saccharomyces sp. Pada proses ini gula akan dikonfersi menjadi etanol (12). Bioetanol digunakan dalam beragam industri seperti sebagai bahan baku industri minuman, farmasi, kosmetika, dan bahan bakar. Secara umum, produksi bioetanol ini mencakup tiga rangkaian proses, yaitu : hidrolisis, fermentasi, dan pemurnian/destilasi (8).

II.2 Proses Pembuatan Etanol

II.2.1. Persiapan Bahan Baku Subtrat yang dapat difermentasi menjadi alkohol terdiri atas : 1. Bahan berpati berupa singkong atau ubi kayu, ubi jalar, tepung sagu, biji jagung, biji sorgum, gandum, kentang, ganyong, garut, umbi dahlia, dan lain-lain, 2. bahan bergula, berupa molasse (tetes tebu), nira tebu, nira kelapa, nira batang sorgum manis, nira aren (enau), nira nipah, gerang, nira lontar, dan lain-lain, 3. bahan berselulosa, berupa limbah logging, limbah seperti jerami padi, ampas tebu, janggel (tongkol), onggok (limbah tapioka), batang pisang, serbuk gergaji (grajen), dan lain-lain. Secara umum diagram alir pembuatan bioetanol dari berbagai bahan baku dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini :

PATILIGNOSELULOSAGULAHIDROLISISPRETREATMENTAsamEnzim/AsamHIDROLISISEnzim/AsamETANOLMikroorganismeFermentasi Alkoholikdan Pemisahan

Gambar 1. Diagram alir tahap-tahap pemprosesan etanol dari berbagai bahan baku. (Sumber : Prihanda R. Bioetanol Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. PT. Agromedia Pustaka. Tangerang. 2007. hal 28)

II.2.2 HidrolisisBahan baku tanaman yang mengandung pati dikonversi terlebih dahulu menjadi glukosa dengan menggunakan zat pembantu untuk mempercepat proses hidrolisis. Zat pembantu yang dipergunakan dalam proses hidrolisis dapat menggunakan enzim atau asam. Hidrolisis menggunakan enzim akan rusak bila suhu tinggi, hanya dapat dipanaskan pada suhu 90C, sedangkan hidrolisis asam dapat dipanaskan sampai mencapai suhu 121 C (14).Hidrolisis asam dapat dilakukan dengan penambahan larutan secara langsung atau melalui proses pengenceran asam terlebih dahulu, karena kepekatan larutan dapat menurunkan bahkan mematikan keaktifan sistem hidup. Mikroorganisme dapat hidup dengan pH 4,5 5,5. Setelah dilakukan penambahan langsung atau proses pengenceran, maka ditambahkan larutan NaOH agar dapat mempertahankan pH lingkungannya dari pengaruh penambahan sedikit asam/basa kuat. Terbentuk endapan protein merupakan ciri suatu reaksi telah terjadi. Hidrolisis dipengaruhi oleh pH, suhu, dan waktu dapat dipercepat oleh panas pada pH rendah (15).Di dalam metode hidrolisis asam, biomassa lignoselulosa dipaparkan dengan asam pada suhu dan tekanan tertentu selama waktu tertentu, setelah itu menghasikan monomer gula dari polimer selulosa dan hemiselulosa. Beberapa asam yang umum digunakan untuk hidrolisis asam antara lain adalah asam sulfat (H2SO4), asam perklorat, dan HCl. Hidrolisis asam dapat dikelompokkan menjadi : hidrolisis asam pekat dan hidrolisis asam encer. Hidrolisis selulosa dengan menggunakan asam telah dikomersialkan pertama kali pada tahun 1898. (12).II.2.3 Fermentasi Louis Pasteur untuk pertama kalinya mengenalkan metode fermentasi. Dia melakukakan fermentasi gula menggunakan mikroorganisme dan telah membuka cakrawala baru memproduksi senyawa kimia dengan bantuan mikroorganisme, sehingga tidak perlu melakukan sintesis senyawa kimia, karena mikoorganisme sendiri yang bekerja memproduksinya. Pada tahun 1587 Louis Pasteur (ahli kimia dari Perancis) mengkaitkan ragi dengan fermentasi dan mendefenisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara". Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekresi dari ragi yang disebut sebagai somazy. Penelitian yang dilakukan Imuwan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuwan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekuler (16). Fermentasi merupakan teknologi menggunakan mikroorganisme sebagai pemeran utama dalam suatu proses. Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat pemecahan komponen-komponen bahan tersebut. Jika cara pengawetan yang lain ditujukan untuk mengurangi jumlah mikroba, maka proses fermentasi adalah sebaliknya yaitu memperbanyak jumlah mikroba dan menggiatkan metabolismenya, tetapi jenis mikroba yang digunakan sangat terbatas yaitu disesuaikan dengan hasil akhir yang dikehendaki. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton (16). Mikroorganisme yang digunakan untuk fermentasi bioetanol, antara lain : dari jenis bakteri, yaitu Clostridium acetobutylicum, Klebsiella pnemoniae, Leuconoctoc mesenteroides, Sarcina ventriculi, Zymomonas mobilis, dll., dan dari jenis fungi adalah Aspergillus oryzae, Endomyces lactis, Kloeckera sp., Kluyreromyces fragilis, Mucor sp., Neurospora crassa, Rhizopus sp., Saccharomyces beticus ,S. cerevisiae, S.ellipsoideus, S. oviformis, S. saki, Torula sp.,dll (4).Karbohidrat merupakan substrat utama yang dipecah dalam proses fermentasi. Polisakarida terlebih dahulu akan dipecah menjadi gula sederhana sebelum difermentasi, misalnya hidrolisa pati menjadi unit-unit glukosa. Glukosa kemudian akan dipecah menjadi senyawa-senyawa lain tergantung dari jenis fermentasinya. Pada bakteri paling sedikit terdapat tujuh proses fermentasi yang berbeda terhadap glukosa. Masing-masing proses menghasilkan produk-produk yang berbeda dan masing-masing spesifik terjadi pada grup bakteri tertentu. Fermentasi glukosa pada prinsipnya terdiri dari dua tahap, yaitu : 1. Pemecahan rantai karbon dari glukosa dan pelepasan paling sedikit dua pasang atom hidrogen menghasilkan senyawa karbon lainnya yang lebih teroksidasi dari pada glukosa. 2. Senyawa yang teroksidasi tersebut direduksi kembali oleh atom hidrogen yang dilepaskan dalam tahap pertama membentuk senyawa-senyawa lain sebagai hasil fermentasi. Reaksi oksidasi tidak dapat berlangsung tanpa reaksi reduksi yang seimbang, oleh karena itu jumlah atom hidrogen yang dilepaskan dalam tahap pertama fermentasi selalu seimbang dengan jumlah yang digunakan dalam tahap kedua. Dalam tahap pertama fermentasi glukosa selalu terbentuk asam piruvat. Pada jasad renik dikenal empat jalur pemecahan glukosa menjadi asam piruvat yaitu :1. Jalur Embden Meyerhof-Parnas (EMP) atau glikolisis, ditemukan pada fungi dan kebanyakan bakteri, serta pada hewan dan manusia. 2. Jalur Entner-Doudoroff (ED), hanya ditemukan pada beberapa bakteri. 3. Jalur heksosamonofosfat (HMF), ditemukan pada berbagai organisme. 4. Jalur fosfoketolase (FK), hanya ditemukan pada bakteri yang tergolong laktobasili heterofermentatif. Jalur EMP (Gambar 2) terdiri dari beberapa tahap, masing-masing dikatalis oleh enzim tertentu. Jalur tersebut ditandai dengan pembentukan fruktosa disfosfat, dilanjutkan dengan pemecahan fruktosa difosfat menjadi dua molekul gliseraldehida fosfat. Reaksi ini dikatalis oleh enzim aldolase. Kemudian terjadi reaksi dehidrogenasi gliseraldehida fosfat (fosfogliseraldehida) yang merupakan reaksi oksidasi yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim gliseraldehida fosfat dehidrogenase, hidrogen yang terlepas akan ditangkap oleh nikotinamida-adenin-dinukleotida (NAD), membentuk NADH2. Proses fermentasi dapat berlangsung terus jika NADH2 dapat dioksidasi kembali pada tahap kedua fermentasi sehingga melepaskan atom hidrogen kembali. Jadi NAD berfungsi sebagai pembawa hidrogen dalam proses fermentasi.

Dihidroksiaseton-PMetilglioksal

Dihidroksiaseton -P

D-Laktat

Metilglioksal

D-laktat

Gambar 2. Jalur Embden-Meyerhof-Parnas (EMP). (Sumber : Fardiaz S. Fisiologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Pertanian Bogor Bekerja Sama Dengan Lembaga Sumber Daya Informasi IPB. Bogor. 1988. hal47) Energi yang dilepaskan selama oksidasi gliseraldehida fosfat cukup untuk membentuk dua molekul ATP. Karena satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul gliseraldehida fosfat, maka seluruhnya dibentuk empat molekul ATP, tetapi karena dua molekul ATP dibutuhkan untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa difosfat, hanya tinggal dua molekul ATP yang dapat digunakan untuk pertumbuhan untuk setiap molekul glukosa yang dipecah. Reaksi keseluruhannya adalah sebagai berikut : Glukosa + 2 (ADP + 2 NAD+ 2 piruvat + 2 ATP + 2 (NADH + H+) + Pi)Dalam jalur Entner Doudoroff (ED) terbentuk suatu intermediat unit yaitu 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat (KDFG). Komponen ini akan dipecah oleh aldolase menjadi dua triosa yaitu piruvat dan gliseral-dehida-3-fosfat. Komponen yang terakhir ini kemudian dapat masuk ke jalur EMP membentuk molekul piruvat yang melepaskan dua mol ATP dan satu mol NADH + H+. Reaksi seluruhnya dapat dituliskan sebagai berikut : Glukosa + NADP+ + NAD+ + (ADP + Pi) 2 piruvat + NADPH + H+ + NADH + H+ + ATP Jalur heksosamonosfosfat (HMF) penting dalam metabolisme jasad renik untuk menghasilkan pentosa yang diperlukan untuk sintesa asam nukleat, beberapa asam amino aromatik dan vitamin, serta sebagai sumber NADPH+H+ yang diperlukan untuk reaksi biosintesa. Jalur ini disebut juga siklus pentosa, dimana tidak dihasilkan energi secara langsung, tetapi NADPH+H+ yang dibentuk merupakan sumber energi potensial jika masuk ke dalam sistem transpor elektron. Reaksi keseluruhan dapat dituliskan sebagai berikut : Glukosa + 12 NADP+ + ATP 6 CO2 + (NADPH + H+) + ADP + PiEnzim yang berperan dalam jalur HMF adalah transaldolase dan transketolase. Jalur fosfoketolase (FK) hanya terjadi pada grup bakteri yang tergolong laktobasili heterofermentatif. Jalur ini merupakan percabangan dari jalur HMF, karena bakteri ini tidak mempunyai enzim aldolase yang dapat memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dua triose-fosfat dan tidak mempunyai enzim transsaldolase dan transketolase yang penting dalam jalur HMF. Pada jalur ini terlihat bahwa jika asetil fosfat diubah menjadi asetat, ikatan energi tinggi akan disimpan dan reaksi keseluruhan menghasilkan dua mol ATP sebagai berikut : Glukosa + NAD+ + 2 NADP+ + 2 ADP + Pi piruvat + asetat + CO2 + NADH+H+ + 2 NADPH + H+ + 2 ATP

Jika asetil fosfat diubah menjadi etanol, ikatan energi tinggi akan hilang dan hasil keseluruhan adalah satu mol ATP per mol glukosa sebagai berikut : Glukosa + NAD+ + ADP + Pi piruvat + etanol + CO2 + NADH+H+ + ATP

Gambar 4-4 Jalur Entner-Doudoroff (ED)

Gambar 3. Jalur Entner-Doudoroff (ED). (Sumber : Fardiaz S. Fisiologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Pertanian Bogor Bekerja Sama Dengan Lembaga Sumber Daya Informasi IPB. Bogor. 1988. hal 49)

Bakteri yang tergolong Zymomonas melakukan fermentasi glukosa dan menghasilkan produk akhir seperti khamir yaitu dua molekul etanol dan dua molekul CO2. Tetapi pada bakteri ini asam piruvat kemudian mengalami dekarboksila menjadi asetaldehida, dan direduksi menjadi etanol. Dalam reaksi ini setengah dari jumlah asam piruvat yang dihasilkan berasal dari oksida fosfogliseraldehida yang merupakan satu-satunya reaksi menghasilkan ATP dalam jalur tersebut (Gambar 3). Oleh karena itu jumlah ATP yang dihasilkan adalah setengah dari jumlah ATP yang dihasilkan dalam fermentasi oleh khamir. Pemecahan asam piruvat menjadi produk-produk lainnya dapat dilihat pada gambar 4.

2,3-BUTANEDION CO2ISOPROPIL ALKOHOLCO2ASETONASETATETANOL Asam laktat

Gambar 4. Pemecahan asam piruvat menjadi produk-produk fermentasi (Sumber : Fardiaz S. Fisiologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Pertanian Bogor Bekerja Sama Dengan Lembaga Sumber Daya Informasi IPB. Bogor. 1988. hal 55) II.3 Destilasi dan Penentuan Kadar EtanolDestilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 780 C sedangkan air adalah 1000 C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 780 1000 C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume (10). Kerapatan adalah perbandingan antara berat bahan dengan volume. Kerapatan larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar, hal ini dikarenakan etanol mempunyai kerapatan lebih kecil daripada air. Berat jenis larutan etanol dapat diukur dengan piknometer. Berat jenis larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecIil daripada air sehingga semakin kecil berat jenis larutan berarti jumlah / kadar etanol semakin banyak (17).

II.4. Uraian TanamanII.4.1. Klasifikasi Tanaman Divisi: SpermatophytaAnak Divisi: AngiospermaeKelas: MonocotyledoneaeOrdo: SpadicifloraeSuku: PalmaeMarga: MetroxylonJenis: Metroxylon sagu (18,19)II.4.2. Morfologi sagu Sagu memiliki daun sirip menyerupai daun kelapa yang tumbuh pada tangkai daun. Sagu yang tumbuh pada tanah liat dengan penyinaran yang baik pada umur dewasa memiliki 18 tangkai daun panjang sekitar 5 7 m. Tanaman sagu berbunga dan berbuah pada umur sekitar 10 15 tahun. Munculnya bunga menandakan bahwa sagu tersebut telah mendekati akhir daur pertumbuhannya. Bunga sagu merupakan bunga majemuk yang keluar dari ujung atau puncak batang sagu, berwarna merah kecoklatan seperti karat. Buah sagu berbentuk bulat menyerupai buah salak dan mengandung biji fertil. Batang sagu merupakan bagian yang terpenting, karena merupakan gudang penyimpanan tepung atau karbohidrat yang lingkup pemanfaatannya dalam industri sangat luas, seperti industri pangan, pakan, alkohol dan bermacam-macam industri kimia lainnya. Ukura batang sagu berbeda-beda tergantung dari jenis , umur dan lingkungan atau habitat pertumbuhannya. Pada umur 3 11 tahun tinggi batang bebas daun sekitar 3 16 m, bahkan dapat mencapai 20 ml. Batang sagu berbentuk silinder dan diameter sekitar 50 cm bahkan mencapai 80 90 cm. Umumnya diameter batang bagian bawah agak lebih besar daripada bagian atas dan batang bagian bawah umumnya mengandung pati lebih tinggi daripada bagian atas.Batang sagu terdiri dari lapisan kulit bagian luar yang keras dan bagian dalam berupa empulur yang mengandung serat-serat dan tepung. Tebal kulit yang keras sekitar 3 5 cm. Berat kulit batang sagu sekitar 17 25 persen dari berat batang sedangkan berat empelurnya sekitar 78 83 persen. Perbandingan antara berat kulit dan empulur selama pertumbuhan sagu relatif tetap (18).2.4.3. Manfaat saguSagu merupakan salah satu sumber karbohidrat potensial disamping beras, khususnya bagi sebagian besar masyarakat di kawasan Timur Indonesia seperti Irian Jaya dan Maluku. Beberapa produk olahan dari pati sagu antara lain papeda, soun, dan ongol-ongol. Diperkirakan hampir 90% areal sagu Indonesia berada di Irian Jaya dan saat ini arealnya menyusut akibat esksploitasi yang berlebihan. Sistem pengolahan sagu di Indonesia masih sangat rendah yang ditandai dengan kapasitas dan produktivitas pengolahan yang masih rendah. Di pasaran internasional tepung sagu digunakan sebagai bahan substitusi tepung terigu untuk pembuatan biskuit, mie, sirup berkadar fruktosa tinggi, industri perekat, dan industri farmasi. Pemanfaatan dan nilai tambah sagu pada tingkat petani masih sangat sederhana. Hal ini karena sebagian besar tujuan pengolahan sagu hanya untuk memenuhi kebutuhan keluarga. Cara sederhana tersebut menghasilkan rendemen yang rendah dan kurang efisien. (1) Sagu memiliki kandungan karbohidrat, protein, lemak, kalsium, dan zat besi yang tinggi. Dengan kandungan tersebut, sagu berpotensi dijadikan sebagai bahan baku sirup glukosa yang dapat meningkatkan nilai tambah sagu. Pati sagu mengandung 27% amilosa dan 73% amilopektin. Perbandingan komposisi kadar amilosa dan amilopektin akan mempengaruhi sifat pati. Semakin tinggi kadar amilosa maka pati bersifat kurang kering, kurang lekat dan mudah menyerap air (higroskopis). Limbah sagu mengandung karbohidrat yang dapat dijadikan substrat untuk produksi bioetanol. Hasil analisis kimia limbah padat sagu dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini : TTabel 2. Hasil analisis kimia limbah padat sagu

Bahan Uji Penguji Susunan Analisis Bahan Kering (%)

AirProteinLemakSerat KasarAbuBETN

LimbahLIM,196713.3 1.9 0.4 6.0 3.0 88.7

Padat t Sagu

Jalaludin dkk, 197012.23.30.314.05.064.6

( Sumber : Harsanto. Hasil Analisis Kimia Limbah Padat Sagu. 1990. hal 19)

Dalam mencapai efisiensi produksi etanol, harus didukung substrat (nutrisi untuk bakteri) yang murah dan gampang didapat bagi proses fermentasi.Substrat bisa berasal dari limbah pertanian dan sampah, termasuk sampah perkotaan yang berasal dari tumbuhan. Sementara itu sagu, jagung, beras, dan ubi kayu yang saat ini dijadikan substrat untuk memproduksi bioetanol (1).II.5.Uraian bakteri II.5.1Sistematika bakteri Zymomonas mobilis Kerajaan:bakteri Divisi:ProteobakteriumKelas:Alphabakterium Bangsa:SpingomonadeceaeMarga:ZymomonasJenis:Zymomonas mobilis (4,20)II.5.2. Morfologi Zymomonas mobilis (8,9,18) Bakteri gram-negatif berbentuk tongkat yang dapat ditemukan di pabrik gula kaya saps. Biasanya 2-6 m panjang dan 1-1,4 m lebar, namun hal ini dapat bervariasi secara signifikan. Tinggi dalam etanol dengan konsentrasi CO2 atau lendir dan lapisan granular telah terlihat di sekitar sel (11). Fermentasi etanol menggunakan bakteri, banyak bakteri yang mempunyai kemampuan untuk memproduksi alkohol dalam kondisi erobik dan non aerobik seperti ditunjukkan di dalam tabel. Zymomonas mobilis menunjukkan kemampuan yang paling tinggi dalam produksi etanol yang membandingkan karakteristik Zymomonas mobilis dengan ragi memberikan data sebagai berikut :

Tabel 3. Karakteristik Zymomonas mobilis dengan RagiNoKarakteristikZymomonas mobilisRagi

1Konversi gula ke etanol (%)9696

2Konsentrasi etanol maksimum (%)1212

3Kecepatan produksi etanol (g/g/jam)25,670,67

4Produktivitas etanol volumetrik (g/I/jam)20029

5Hasil ATP (per-mol-glukosa)12

6Toleransi terhadap gula< 40< 40

7Kisaran pH untuk memproduksi etanol3,5 7,52 6,5

8Temperatur optimum C25 30 30 - 38

(Sumber : Wikipedia. Zymomonas mobilis. Diakses 20 Desember 2008).

Ragi merupakan salah satu jenis mikroorganisme penghasil etanol yang terkenal saat ini. Mikroorganisme ini hanya sanggup memfermentasi karbohidrat (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) dan tidak mampu memanfaatkan jenis karbohidrat lain, karena keterbatasan kemampuan ini maka penelitian pada national Penewable Energy Laboratory (NREL) di AS berusaha mencari mikroorganisme yang dapat memfermentasikan semua jenis karbohidrat. Dari sederet bakteri yang diteliti, Zymomonas mobilis menjadi kandidat yang paling ideal penghasil etanol, meski secara alami bakteri itu cuma mampu memfermentasikan glukosa, fruktosa, atau sukrosa (5,20). Selama ini produksi etanol dengan ragi alias khamir, umumnya tidak tahan etanol konsenrasi tinggi yang dihasilkan. Selain itu tanpa rekayasa genetika, Zymomonas mobilis punya kelebihan daripada mikroorganisme lain, yaitu pengambilan gula (karbohidrat) tinggi dan produk etanol banyak (11).

BAB IIIPELAKSANAAN PENELITIAN

III.1 Alat dan Bahan yang DigunakanAlat-alat yang digunakan adalah autoklaf, kertas pH, labu Erlenmeyer, lampu spiritus, ose bulat, shaker, timbangan analitik (Chyo), timbangan kasar (Ohaus). Bahan-bahan yang digunakan adalah aquades, ammonium sulfat, ammonium karbonat, ammonium dihidrogen fosfat, bakteri Zimomonas mobilis, kalium dihidrogen fosfat, larutan serik nitrat, limbah padat sagu, magnesium sulfat, medium nutrien agar (NA),HCl, dan NaOH.

III.2 Sterilisasi Alat

Alat-alat yang digunakan dicuci dengan deterjen sampai bersih lalu dibilas dengan air. Alat-alat gelas direbus dalam larutan Na3PO4 1% hingga mendidih, kemudian dicuci dengan air hingga bersih, selanjutnya direndam dalam larutan HCl 1% selama 24 jam untuk melarutkan lapisan fosfat pada gelas. Kemudian dibilas kembali dengan air suling dan dikeringkan. Setelah kering, alat-alat dibungkus dengan kertas perkamen. Erlenmeyer terlebih dahulu disumbat dengan kapas bersih. Alat-alat dari gelas disterilkan di dalam oven pada suhu 1700 C selama 2 jam. Sedangkan alat-alat yang tidak tahan pemanasan tinggi disterilkan dalam autoklaf pada suhu 1210 C selama 15 menit dengan tekanan 2 atm. Ose disterilkan dengan cara dipanaskan langsung hingga memijar selama 30 detik (10,11).

III.3 Pengambilan dan Penyiapan Sampel III.3.1 Pengambilan Sampel Sampel berupa limbah padat sagu (Metroxilon sagus Rottb), diperoleh dari daerah Palopo Sulawesi Selatan.III.3.2 Penyiapan Sampel Limbah padat sagu dibersihkan, kemudian dikeringkan. Setelah kering limbah padat sagu dibersihkan kembali dan dihaluskan dengan blender. Kemudian didispersikan dengan aquades dengan konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v dengan cara limbah padat sagu ditimbang masing-masing sebanyak 40 g, 50 g, 60 g, dan 70 g, lalu masing-masing ditambahkan air suling hingga 100 ml.

III.4 Pembuatan MediumIII.4.1Pembuatan Medium NAMedium NA ditimbang sebanyak 2,3 g dimasukkan ke dalam Erlenmeyer dan dilarutkan dalam air suling hingga volume 80 ml, kemudian dipanaskan sampai mendidih hingga semua larut dan dicukupkan volumenya dengan air suling hingga 1000 ml, diatur pHnya sampai 5,5 dengan penambahan asam tatrat 10%. Selanjutnya disterilkan dalam autoklaf pada suhu 1210C selama 15 menit.

III.4.2 Pembuatan Medium Agar Miring (NA) Untuk membuat medium agar miring (NA) adalah sebagai berikut : Dimasukan medium NA secara aseptik ke dalam enam buah tabung reaksi masing-masing 5 ml. Setelah itu diletakkan pada posisi miring dan dibiarkan memadat.

III.5 Peremajaan Bakteri Biakan murni bakteri Zymomonas mobilis diremajakan dengan cara diinokulasikan pada medium agar miring (NA), kemudian diinkubasikan pada suhu 370 C selama 3 hari.

III.6 Pembuatan StarterLimbah padat sagu ditimbang 10 g, kemudian didispersikan dengan air sebanyak 45 ml dalam labu Erlenmeyer 100 ml. Setelah itu ditambahkan dengan bakteri yang sudah dibiakan sebanyak 1 ose (0,2 ml) dengan cara dilarutkan larutan NaCl 0,9% sebanyak 5 ml diinkubasikan dan dishaeker selama 124 jam.

III.7 Pembuatan Nutrien Bahan-bahan nutrien meliputi amonium sulfat ( (NH4)2SO4 ) dan amonium karbonat ( (NH4)2CO3 ) ditimbang sebanyak 1g, lalu dimasukan ke dalam Erlenmeyer, kemudian ditambahkan amonium dihidrogen fosfat ( (NH4)H2 PO4 ), kalium dihidrogen fosfat ( KH2PO4 ), dan magnesium sulfat ( MgSO4 ) masing-masing sebanyak 0,01 g, kemudian ditambahkan air suling hingga 100 ml dan disterilkan dalam autoklaf pada suhu 1210 C selama 15 menit.

IIi.8 Hidrolisis Limbah Padat Sagu Limbah padat sagu masing-masing konsentrasi ditambahkan HCl 4N sebanyak 200 ml, kemudian dipanaskan dalam autoklaf suhu 1210 Cselama 30 menit, selanjutnya disaring dengan kain kasa. Filtrat yang diperoleh pada masing-masing konsentrasi ditambahkan NaOH 8N sebanyak kurang lebih 60 ml sampai pH 5. Kemudian ditambahkan nutrien sebanyak 15 ml pada masing-masing konsentrasi, dan dipanaskan pada suhu 700 C selama 30 menit.

IIi.9 Fermentasi Limbah SaguHidrolisat limbah padat sagu yang diperoleh pada konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% ditambahkan larutan starter, kemudian difermentasi selama 72 jam di dalam inkubator aerob. Setelah itu bioetanol yang diperoleh didestilasi dengan cara filtrat dimasukan dalam labu destilasi yang dirangkaikan dengan seperangkat alat destilasi, kemudian dilakukan proses destilasi dengan suhu 60-700C selama 3-4 jam.

III.10 Uji Kualitatif Etanol Dimasukan 0,5 ml pereaksi serik nitrat ke dalam tabung reaksi, diencerkan dengan 3 ml air suling, dikocok, kemudian ditambahkan 5 tetes hasil destilasi. Campuran dikocok dengan baik membentuk warna merah. III.11 Penentuan Kadar Etanol

Bobot jenis larutan etanol diukur dengan piknometer. Bobot jenis larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecil daripada air sehingga semakin kecil bobot jenis larutan berarti jumlah/ kadar etanol semakin banyak (26). 1. Piknometer dibersihkan secara hati-hati dengan menggunakan aquades, kemudian dikeringkan dan ditimbang. Piknometer diisi dengan aquades secara hati-hati hingga penuh, kelebihan aquades pada puncak pipa kapiler dibersihkan. Piknometer yang berisi aquades segera ditimbang dan beratnya dicatat. Cara yang sama dilakukan untuk larutan etanol. Bobot jenis dihitung dengan rumus berikut: Kerapatan = Bobot etanol (g) Volume air (ml)2. Kadar etanol dihitung dengan menggunakan tabel bobot jenis dan kadar etanol famakope III (27).

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

IV.I Hasil Penelitian

Dari hasil fermentasi sagu selama dua hari, diperoleh hasil seperti terdapat pada tabel berikut : Tabel 1. Persentase Hasil Fermentasi Limbah Sagu pada Pembuatan Bioetanol pada Konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v menggunakan bakteri Zymomonas mobilis dapat dilihat pada tabel berikut :Konsentrasi Limbah Padat Sagu(%)Jumlah Hasil Destilasi(ml)Persen Kadar (%)

401465,82

501969,44

602172,48

702575,88

IV.2 PembahasanPenelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi limbah padat sagu ( Metroxylon sagus Rottb ) terhadap pembuatan bioetanol dengan menggunakan bakteri Zymomonas mobilis. Alasan digunakan limbah padat sagu karena limbah padat sagu mengandung karbohidrat yang dapat diolah menjadi etanol dan harganya jauh lebih ekonomis dibandingkan dengan bahan lainnya.Bahan baku tanaman limbah padat sagu mengandung pati dikonversi terlebih dahulu menjadi glukosa dengan menggunakan zat pembantu untuk mempercepat proses hidrolisis. Zat pembantu yang digunakan dalam proses hidrolisis dapat menggunakan enzim atau asam. Hidrolisis menggunakan enzim akan rusak bila suhu tinggi, hanya dapat dipanaskan pada suhu 90C, sedangkan hidrolisis asam dapat dipanaskan pada suhu 121 C (14), oleh sebab itu pada penelitian ini digunakan hidrolisis asam yaitu HCl 4N untuk mempercepat terjadinya hidrolisis. Seteleh itu ditambahkan NaOH 8N hingga pH 5, sebab mikroorganisme dapat hidup dengan pH 4,5 5,5 (15). Pada bahan baku limbah padat sagu yang mengandung selulosa harus ditambahkan asam terlebih dahulu karena bahan selulosa dihidrolisa terlebih dahulu menjadi disakarida. Kemudian dengan enzim aldolase yang dihasilkan Zymomonas mobilis, disakarida kemudian diubah menjadi monosakarida membentuk glukosa. Penambahan nutrien dalam medium berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan bakteri. Selanjutnya ditambahkan starter untuk memperbanyak bakteri dan untuk adaptasi bakteri dari pengaruh lingkungan (24).Setelah itu glukosa yang terbentuk dapat difermentasi menjadi etanol. Umumnya fermentasi untuk mendapatkan etanol menggunakan yeast sebagai biomass, seperti Saccharomyces cereviciae, tetapi penggunaan yeast dalam proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dalam konsentrasi tidak tinggi. Hal ini disebabkan karena sel yeast tidak tahan terhadap konsentrasi etanol yang tinggi, karena itu perlu dilakukan usaha memperbesar konsentrasi etanol dengan menggunakan mikroorganisme yang tahan terhadap konsentrasi etanol yang tinggi sehingga keberadaan etanol yang tinggi tersebut tidak akan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Penelitian ini menggunakan bakteri Zymomonas mobilis, karena bakteri ini mempunyai sifat-sifat yang tahan terhadap etanol yang dihasilkan (23). Bakteri yang tergolong Zymomonas melakukan fermentasi glukosa dan menghasilkan produk akhir seperti khamir yaitu dua molekul etanol dan dua molekul CO2. Tetapi pada bakteri ini asam piruvat diproduksi melalui jalur Entner-Doudoroff (ED). Dalam jalur ini terbentuk suatu intermediat unit yaitu 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat (KDFG). Komponen ini akan dipecah oleh aldolase menjadi dua triosa yaitu piruvat dan gliseraldehida-3-fosfat, lalu asam piruvat kemudian mengalami dekarboksilasi menjadi asetaldehida dan direduksi menjadi etanol (25). Selanjutnya hasil fermentasi didestilasi dengan menjaga suhu antara 60-700C selama 3-4 jam. Filtrat yang diperoleh dari hasil destilasi sampel 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v yaitu 14 ml, 19 ml, 21 ml, dan 25 ml. Perbedaan filtrat yang diperoleh dapat disebabkan karena semakin besar konsentrasi sampel, maka substrat fermentasi semakin kental sehingga jumlah karbohidrat yang difermentasikan oleh bakteri Zymomonas mobilis lebih banyak (13).. Setelah itu dilakukan analisis kualitatif yang ditentukan dengan uji serik nitrat membentuk warna merah. Prinsip uji serik nitrat yaitu etanol bereaksi dengan pereaksi serik nitrat membentuk kompleks yang berwarna merah (26). Berat jenis larutan etanol dapat diukur dengan piknometer. Berat jenis larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecIil daripada air sehingga semakin kecil berat jenis larutan berarti jumlah kadar etanol semakin banyak (17). Berdasarkan analisis kuantitatif menggunakan piknometer diperoleh kadar etanol hasil fermentasi berturut-turut untuk konsentrasi 40%, 50%, 60%, dan 70% b/v yaitu 65,82%, 69,44%, 72,48%, 75,88%. Perbedaan perolehan kadar etanol ini kemungkinan dapat disebabkan karena semakin tinggi konsentrasi limbah sagu, maka semakin tinggi kadar etanol yang diperoleh. Hal ini disebabkan semakin besar konsentrasi limbah sagu, maka substrat fermentasi semakin kental sehingga jumlah karbohidrat yang akan difermentasikan oleh bakteri Zymomonas mobilis lebih banyak (13). Dari hasil ini diketahui bahwa kadar etanol tertinggi adalah 70% b/v (75,88%), hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 5. Hubungan antara konsentrasi limbah sagu dengan konsentrasi etanol

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 KesimpulanDari hasil penelitian dan pembahasan, dapat diambil kesimpulan :Konsentrasi limbah padat sagu (Metroxylon sagus Rottb) yang efektif digunakan sebagai substrat pada produksi bioetanol menggunakan bakteri Zymomonas mobilis adalah 70% dengan kadar etanol 75,88%.

V.2 SaranPerlu dilakukan penelitian selanjutnya pada penetapan kadar etanol menggunakan metode kromatagrafi gas.

DAFTAR PUSTAKA

1. Syahrul B. Strategi Pengembangan Bioetanol Berbasis Sagu di Maluku. http://www.pengembangan bioetanol.com. Di akses 20 Januari 20092. Ansel HC. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Edisi IV. Ul Press. Jakarta. 1989. hal 313, 5373. Tjay dan Raharja K. Obat-obat Penting, Khasiat, Penggunaan, dan Efek-Efek Sampingnya. Alex Media Kompetindo. Jakarta. 2005. hal 574. David. Zimomonas Mobilis. http://www.mokrobeweki.kenyon. Diakses 20 Desember 20085. Nurhidayat. Bakteri Bioetanol. http://www.bakteri.com.2009. Di akses 11 Januari 20096. Donaldi A. Anonim Budidaya Tanaman Sagu. http://www.agraris.com. Di akses 21 Maret 20087. Haryano, B dan Pangloli P. Potensi dan Pemanfaatan Sagu. Penerbit Kanisius. Yogyakarta 1992. hal 17, 1238. Prihanda R. Bioetanol Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. PT. Agromedia Pustaka. Tangerang. 2007. hal 279. Rafni A. Teknologi Bioetanol. http://www.teknologi bioetanol.com. 2009. Di akses 5 Januari 200910. Rianto. Menimbang Kelayakan Bioetano sebagai Pengganti Bensin. http://www.hangtuah.or.id. Diakses 5 September 200611. Pine S. Kimia Organik. Penerbit ITB Bandung. Bandung. 1988. hal 330 12. Hambali E. Teknologi Bioenergi. Agromedia Pustaka. Jakarta. 2007. hal. 32-313. Soerawidjaja T. Proses Pembuatan Etanol. Seminar Nasional Biofuel Implementasi Biofuel sebagai Energi Alternatif. Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. Bogor [Tidak Dipublikasikan]

14. Suriawiria. Pengantar Mikrobiologi Umum. http://www.Wikilopedia.co.id Diakses 5 Februari 2008. 15.Mulyono. Membuat Reagen Kimia di Laboratorium. Penerbit Bumi Aksara. Jakarta. 2006. hal. 19

16. Wiki. Zymomonas Mobilis. Http://id.wikipedi_org/wiki/fermentasi. Diakses 20 Desember 2008. 17.Haygen, G.J., dan J.L. Bowyer. Terjemahan Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 1982. hal. 34

18.Haryanto B. Potensi dan Pemanfaatan Sagu. Penerbit Kanisius.Yogyakarta. 1992. hal. 17, 123

19.Miller G.L. Use of Dinitrosalisylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugars.1959. Chem. 31 : 426-428

20. Wiki. Zymomonas Mobilis. http://wikipedia_org/wiki/zymomonas mobilis. Diakses 20 Desember 2008 21. Panji C. Penuntun Praktikum Bioindustri. Pusat Antar Universitas Pertanian Bogor. Bogor, 1988. Hal. 108 22. Kitahata S. Cyclomalodextnin Glucnottransferase. Pergamon Press. Frod, 1988. Hal. 154-63

23. Edi G. Fisiologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Pertanian Bogor bekerja sama dengan Lembaga Sumberdaya informasi IPB. Bogor. 1988. Hal. 146-156 24.Gumbira S. Bioindustri Penerapan Teknologi Fermentasi. PT.Mediyatama Sarana Perkasa. Jakarta. 1987. hal 264-271 25.Saraswati. Jurnal Fermentasi Etanol Menggunakan Bakteri Zymomonas mobilisdari Glikosa Hasil Hidrolisa Enzimatik Bagas. http://www.fermentasi zymomonas mobilis. Diakses 20 Juli 2006 26.Mardoni, M. Perbandingan Metode Kromatografi Gas dan Berat Jenis Pada Penetapan Kadar Etanol Dalam Minuman Anggur. http://www.mardoni_pdf. Diakses 19 Agustus 2008 27. Ditjen POM. Farmakope Indonesia Edisi III. Departemen Kesehatan RI. Jakarta. 1979. hal 819-823

28. Harsanto. Analisis Kimia Limbah Padat Sagu. Yogjakarta. 1990. hal 19

Lampiran I Contoh Perhitungan Kadar Bioetanol

Konsentrasi 40%Bobot piknometer 10 ml kosong =12.2365 gBobot piknometer 10 ml + etanol=21.05347 gBobot piknometer 10 ml + air =22.0632 gBobot etanol =21.05347 12.2365 =8.81697 gBobot air =22.0632 12.2365=9.8267 g

Bj etanol =

= =0.897249 g/mlDari tabel (Lampiran V), dapat dilihat bobot jenis % b/b dan % v/v seperti di bawah ini : Bjb/bv/v

0,89700,89800,001058,157,20,965,965,50,4

% b/b =58,1 - =58,1 0,18=57,92 %

% v/v =65,9 - =65,82 %

Lampiran II Skema Kerja Pembuatan Bioetanol Dari Limbah Padat SaguLimbah padat sagu (Metroxylon sagus Rottb) Dibersihkan, dikeringkan, dibersihkan, di blender. Suspensi konsentrasi dengan air suling @ 100 ml

Suspensi Limbah Padat Sagu

40% b/v50% b/v60% b/v70% b/v

Ditambahkan HCl 4N Dipanaskan Suhu 121oCDihidrolisis

Hidrolisat Limbah Padat Sagu

40% b/v50% b/v60% b/v70% b/v

Disaring40% b/v50% b/v60% b/v70% b/v

Ditambahkan larutan starterDiinkubasi pada inkubator aerob selama 2 hariResiduBioetanol Didestilasi Difermentasi Diatur pH 5Ditambahkan nutrien Dipanaskan suhu 70oCFiltrat

Dilakukan uji serik nitrat Dihitung kadar etanol

Lampiran III

Komposisi Media yang Digunakan

1. Komposisi Medium NA :Gelatin peptone:0,5 gBacteriological agar :0,15 gBeef extract:0,3 g Air suling ad 100 ml2. Komposisi nutrien : Amonium sulfat( NH4)2SO4) 1 g Amonium karbonat ( NH4 )2CO3) 1g Amonium dihidrogen fosfat ( (NH 4)H2 PO4 ) ) 0,01 g Kalium dihidrogen fosfat ( KH 2 PO 4 ) 0,01 g Magnesium sulfat ( MgSO4 ) 0,01 g Air suling hingga ad 100 ml

Lampiran IV

Pembuatan pereaksi Serik Nitrat

Dilarutkan 200 gram serik ammonium nitrat (NH4)2[Ce(NO3)6 ] ke dalam 500 ml larutan HNO3 2N, kemudian dipanaskan. Larutan yang terbentuk adalah serik nitrat.

Lampiran V DAFTAR BOBOT JENIS DAN KADAR ETANOL (Farmakope Indonesia Edisi III, 1979, hal 819 823)

Daftar berikut menunjukkan hubungan antara bobot jenis dan kadar etanol

Bobot jenis Kadar etanol Koreksi bobot jenis untuk perbedaan suhu 1o, berlaku untuk suhu antara 10o dan 30o

% b/b% v/v

0.7905 100.0 100.0 0.00085

10 99.8 99.9 85

20 99.5 99.8 85

30 99.2 95.5 85

40 98.9 99.3 85

50 98.6 99.1 86

60 98.2 98.9 86

70 97.9 98.7 86

80 97.5 98.5 86

90 97.2 98.3 86

0.8000 96.9 98.1 86

10 96.5 97.9 86

20 96.2 97.7 86

30 95.8 97.4 86

40 95.5 97.2 86

50 95.1 96.9 86

60 94.1 96.7 86

70 94.4 96.4 86

80 94.1 96.2 86

90 93.7 95.9 86

0.8100 93.4 95.7 86

10 93.0 95.4 86

20 92.6 95.1 86

30 92.3 94.9 86

40 91.9 94.6 86

50 91.5 94.4 86

60 91.2 94.1 86

70 90.8 93.8 86

80 90.5 93.6 86

90 90.1 93.3 86

Lanjutan Bobot jenis Kadar etanol Koreksi bobot jenis untuk perbedaan suhu 1o, berlaku untuk suhu antara 10o dan 30o

% b/b% v/v

0.8200 89.7 93.0 86

10 89.3 92.7 86

20 88.9 92.4 86

30 88.6 92.1 86

40 88.2 91.8 86

50 87.8 91.6 86

60 87.4 91.3 86

70 87.1 91.0 86

80 86.7 90.8 86

90 86.3 90.5 86

0.8300 86.0 90.2 86

10 85.6 89.9 86

20 85.2 89.6 86

30 84.8 89.3 86

40 84.3 89.0 86

50 83.9 88.8 86

60 83.5 88.5 86

70 83.1 88.2 86

80 82.7 87.8 86

90 82.3 87.5 86

0.8400 81.9 87.2 86

10 81.5 86.8 86

20 81.1 86.4 86

30 80.7 86.1 86

40 80.3 85.7 86

50 79.9 85.4 86

60 79.5 85.1 86

70 79.1 84.7 86

80 78.7 84.3 86

90 78.2 84.0 86

0.8500 77.8 83.8 86

10 77.4 83.4 86

20 77.0 83.1 85

30 76.6 82.7 85

40 76.2 82.4 85

50 75.8 82.0 85

60 75.4 81.7 85

70 75.0 81.3 85

80 74.6 81.0 85

90 74.1 80.6 85

Lanjutan

Bobot jenis Kadar etanol Koreksi bobot jenis untuk perbedaan suhu 1o, berlaku untuk suhu antara 10o dan 30o

% b/b% v/v

0.8600 73.7 80.3 85

10 73.3 79.9 85

20 72.9 79.5 85

30 72.5 79.2 85

40 72.0 78.8 85

50 71.7 78.4 85

60 71.3 78.0 85

70 70.9 77.7 85

80 70.4 77.3 85

90 70.0 76.9 85

0.8700 69.9 76.5 85

10 69.2 76.2 84

20 68.8 75.8 84

30 68.4 75.4 84

40 67.9 75.1 84

50 67.5 74.7 84

60 67.1 74.3 84

70 66.7 73.9 84

80 66.2 73.5 84

90 65.8 73.2 84

0.8800 65.4 72.8 84

10 64.9 72.4 83

20 64.5 72.0 83

30 64.1 71.6 83

40 63.7 71.2 83

50 63.2 70.8 83

60 62.8 70.4 83

70 62.4 70.0 83

80 61.9 69.6 83

90 61.5 69.2 83

0.8900 61.1 68.8 83

10 60.7 68.4 83

20 60.2 68.0 83

30 59.8 67.6 83

40 59.4 67.2 82

50 59.0 66.8 82

60 58.5 66.3 82

70 58.1 65.9 82

80 57.7 65.5 81

90 57.2 65.1 81

Bobot jenis Kadar etanol Koreksi bobot jenis untuk perbedaan suhu 1o, berlaku untuk suhu antara 10o dan 30o

% b/b% v/v

0.9000 56.8 64.7 81

10 56.3 64.2 81

20 55.9 63.8 81

30 55.4 63.3 81

40 55.0 62.9 81

50 54.5 62.5 81

60 54.1 62.0 81

70 53.7 61.6 80

80 53.2 61.1 80

90 52.8 60.7 80

LAMPIRAN VI FOTO PENELITIAN

Gambar 5. Limbah Padat Sagu

Gambar 6. Destilasi

42

4