kelompok 5 - WordPress.com

Laporan Praktikum Biokimia
“PEMBUATAN BIOETANOL DARI KULIT PISANG”
Oleh:
KELOMPOK 5 :
1.
2.
3.
4.
5.
Aristo Hardinata
Diah Septika
Floweriza Yulia
Riri Permata Sari
Wasni
Dosen :
1. Drs. Iswendi, M.S
2. Fitri Amelia, M.Si
Asisten Dosen :
1. Illusia Firsty, M,Pd
2. Elsa Verananda
3. Faiza Ayesha
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2012
PRAKTIKUM MANDIRI
PEMBUATAN BIOETANOL DARI KULIT PISANG
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Untuk membuat bioetanol dari kulit pisang raja.
B. TEORI DASAR
1. Bahan Baku
Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat dalam
berbagai jenis tumbuh-tumbuhan yang disimpan dalam akar, batang buah,
kulit, dan biji sebagai cadangan makanan. Pati adalah polimer D-glukosa
dan ditemukan sebagai karbohidrat simpanan dalam tumbuh-tumbuhan,
misalnya ketela pohon, pisang, jagung,dan lain-lain (Poedjiadi A, 1994).
Kulit pisang kepok digunakan karena mengandung karbohidrat.
Karbohidrat tersebut diurai terlebih dahulu melalui proses hidrolisis
kemudian di fermentasi dengan menggunakan Saccharomyces cereviseae
menjadi alkohol. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan dari fermentasi gula
dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim,
2007). Bioetanol diartikan juga sebagai bahan kimia yang diproduksi dari
bahan pangan yang mengandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung,
dan sagu. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang
memiliki sifat menyerupai minyak premium (Khairani, 2007).
Komposisi kulit pisang ditunjukan pada tabel 1.
Tabel 1 Kandungan Kulit Pisang
Unsur
Komposisi
Air
69,80 %
Karbohidrat
18,50%
Lemak
2,11%
Protein
0,32%
Kalsium
715mg/100gr
Pospor
117mg/100gr
Besi
0,6mg/100gr
Vitamin B
0,12mg/100gr
Vitamin C
17,5mg/100gr
(Anynomous, 1978)
Berdasarkan tabel 1, komposisi terbanyak kedua pada kulit pisang
adalah karbohidrat. Mengingat akan hal tersebut dan prospek yang baik di
masa yang akan datang, maka penyusun mencoba mencari peluang untuk
memanfaatkan kulit pisang sebagai bahan baku dalam pembuatan
bioethanol (Prescott and Dunn, 1959).
2. Mikroorganisme pada Fermentasi
Alkohol dapat diproduksi dari beberapa bahan secara fermentasi
dengan bantuan mikroorganisme, sebagai penghasil enzim zimosa yang
mengkatalis
reaksi
biokimia
pada
perubahan
substrat
organic.
Mikroorganisme yang dapat digunakan untuk fermentasi terdiri dari yeast
(ragi), khamir,jamur, dan bakteri. Mikroorganisme tersebut tidak
mempunyai klorofil, tidak mampu memproduksi makanannya dengan cara
fermentasi, dan menggunakan substrat organic untuk sebagai makanan.
Saccharomyces
cereviseae
lebih
banyak
digunakanuntuk
memproduksi alkohol secara komersial dibandingkan dengan bakteri dan
jamur. Hal ini disebabkan karena Saccharomyces cereviseae dapat
memproduksi alkohol dalam jumlah besar dan mempunyai toleransi pada
kadar alcohol yang tinggi. Kadar alcohol yang dihasilkan sebesar 8-20%
pada kondisi optimum. Saccharomyces cereviseae yang bersifat stabil,
tidak berbahaya atau menimbulkan racun, mudah di dapat dan malah
mudah dalam pemeliharaan. Bakteri tidak banyak digunakan untuk
memproduksi alkohol secara komersial, karena kebanyakan bakteri tidak
dapat tahan pada kadar alkohol yang tinggi (Sudarmadji K., 1989).
3. Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi kimia antara air dengan suatu zat lain yang
menghasilkan satu zat baru atau lebih dan juga dekomposisi suatu larutan
dengan menggunakan air. Proses ini melibatkan pengionan molekul air
ataupun peruraian senyawa yang lain (Pudjaatmaka dan Qodratillah,
2002).Hidrolisis diterapkan pada reaksi kimia yang berupa organic atau
anorganik dimana air mempengaruhi dekomposisi ganda dengan campuran
yang lain, hydrogen akan membentuk satu komponen
Karena reaksi antara pati dengan air berlangsung sangat lambat,
maka untuk memperbesar kecepatan reaksinya diperlukan penambahan
katalisator. Penambahan katalisator ini berfungsi untuk memperbesar
keaktifan air, sehingga reaksi hidrolisis tersebut berjalan lebih cepat.
Katalisator yang sering digunakan adalah asam sulfat, asam nitrat, dan
asam klorida.
Dalam reaksi ini menggunakan katalis asam klorida sehingga
persamaan reaksi yang terbentuk
(C6H10O5)n+ nH2O →
n(C6H12O6)
(Agra dkk, 1973)
4. Fermentasi
Fermentasi adalah suatu proses oksidasi karbohidrat anaerob jenih
atau anaerob sebagian. Dalam suatu proses fermentasi bahan pangan
seperti natrium klorida bermanfaat untuk membatasi pertumbuhan
organisme pembusuk dan mencegah pertumbuhan sebagian besar
organisme yang lain. Suatu fermentasi yang busuk biasanya adalah
fermentasi yang mengalami kontaminasi, sedangkan fermentasi yang
normal adalah perubahan karbohidrat menjadi alkohol.
Mikroba yang digunakan untuk fermentasi dapat berasal dari
makanan tersebut dan dibuat pemupukan terhadapnya. Tetapi cara tersebut
biasanya berlangsung agak lambat dan banyak menanggung resiko
pertumbuhan mikroba yang tidak dikehendaki lebuh cepat. Maka untuk
mempercepat perkembangbiakan biasanya ditambahkan mikroba dari luar
dalam bentuk kultur murni ataupun starter (bahan yang telah mengalami
fermentasi serupa).
Manusia
memanfaatkan
Saccharomyces
cereviseae
untuk
melangsungkan fermentasi, baik dalam makanan maupun dalam minuman
yang mengandung alcohol. Jenis mikroba ini mampu mengubah cairan
yang mengandung gula menjadi alcohol dan gas CO2 secara cepat dan
efisien (Sudarmadji K., 1989).
Proses metabolisme pada Saccharomyces cereviseae merupakan
rangkaian reaksi yang terarah yang berlangsung pada sel. Pada proses ini
terjadi serangkaian reaksi yang bersifat merombak suatu bahan tertentu
dan menghasilkan energy serta serangkaian reaksi lain yang bersifat
mensintesis senyawa-senyawa tertentu dengan membutuhkan energi.
Saccharomyces cereviseae sebenarnya tidak mampu langsung melakukan
fermentasi terhadap makromolekul seperti karbohidrat, tetapi karena
mikroba tersebut memiliki enzim yang disekresikan mampu memutuskan
ikatan glikosida sehingga dapat difermentasi menjadi alcohol atau asam.
Fermentasi
bioethanol
dapat
didefenisikan
sebagai
proses
penguraian gula menjadi bioethanol dan karbondioksida yang disebabkan
enzim yang dihasilkan oleh massa sel mikroba.
Perubahan yang terjadi selama proses fermentasi adalah:Perubahan
glukosa menjadi bioethanol oleh sel-sel Saccharomyces cereviseae.
C6H12O6
Glukosa
saccharomyces cereviseae
enzim zimosa
C2H5OH + 2CO2
etanol
(Sudarmadji K., 1989)
Fermentasi bioethanol dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain :
a. Media
Pada umumnya bahan dasar yang mengandung senyawa organik
terutama glukosa dan pati dapat digunakan sebagai substrat dalam proses
fermentasi bioethanol (Prescott and Dunn, 1959)
b. Suhu
Suhu optimum bagi pertumbuhan Saccharomyces cereviseae dan
aktivitasinya adalah 25-35oC. suhu memegang peranan penting, karena
secara langsung dapat mempengaruhi aktivitas Saccharomyces cereviseae
dan secra tidak langsung akan mempengaruhi kadar bioethanol yang
dihasilkan (Prescott and Dunn, 1959).Pada penelitian ini pertumbuhan
Saccharomyces cereviseae dijaga pada suhu 27oC (Rhonny.A dan Danang
J.W, 2003).
c. Nutrisi
Selain
memerlukan
sumber
sumber
pertumbuhannya.
Pada
karbon,
nitrogen,
umumnya
Saccharomyces
vitamin
sebagian
dan
besar
cereviseae
mineral
juga
dalam
Saccharomyces
cereviseae memerlukan vitamin seperti biotin dan thiamin yang diperlukan
untuk pertumbuhannya. Beberapa mineral juga harus ada untuk
pertumbuhan Saccharomyces cereviseae seperti phospat, kalium, sulfur,
dan sejumlah kecil senyawa besi dan tembaga (Prescott and Dunn,1959).
d. pH
pH substrat atau media fermentasi merupakan salah satu faktor yang
menentukan
kehidupan Saccharomyces cereviseae. Salah satu sifat
Saccharomyces cereviseae adalah bahwa pertumbuhan dapat berlangsung
dengan baik pada kondisi pH 4 – 6 (Prescott and Dunn, 1959).
e. Volume starter
Volume starter yang ditambahkan 3-7% dari volume media
fermentasi. Jumlah volume starter tersebut sangat baik dan efektif untuk
fermentasi serta dapat menghasilkan kadar alcohol yang relative tinggi
(Monick, J. A., 1968).
Penambahan volume starter yang sesuai pada proses fermentasi
adalah 5% dari volume fermentasi (Prescott and Dunn, 1959).Volume
starter yang terlalu sedikit akan mengakibatkan produktivitas menurun
karena
menjadi
lelah
dan
keadaan
ini
memperbesar
terjadinya
kontaminasi. Peningkatan volume starter akan mempercepat terjadinya
fermentasi terutama bila digunakan substrat berkadar tinggi. Tetapi jika
volume starter berlebihan akan mengakibatkan hilangnya kemampuan
bakteri untuk hidup sehingga tingkat kematian bakteri sangat tinggi.
f. waktu fermentasi
Waktu fermentasi yang normal yaitu 3-14 hari, jika waktunya
terlalu cepat, bakteri Saccharomyces cerevisiae masih dalam masa
pertumbuhan, dan jika terlalu lama maka bakteri akan mati dan etanol
yang dihasilkan tidak maksimal.
g. konsentrasi gula
Konsentrasi gula yang cocok adalah 10-18 %, jika konsentrasi
gulanya rendah menyebabkan fermentasi tidak optimal sedangkan apabila
konsentrasi gulanya terlalu tinggi akan menyebabkan terhambatnya
perkembangan Saccharomyces cereviseae.
5. Alkohol
Alkohol
dapat dihasilkan
banyak mengandung pati dengan
aktivitas mikroba.
senyawa
Etanol
tanaman
menggunakan bantuan
yang
dari
Bioethanol merupakan senyawa organik yang
mengandung gugus hidroksida
CnHn+1OH. Istilah
dari
bioethanol
dan
mempunyai
dalam
industri
rumus
digunakan
umum
untuk
etanol atau etil bioethanol dengan rumus kimia C2H5OH.
termasuk
bioethanol
primer yaitu bioethanol yanh gugus
hidroksinya terikat pada atom karbon primer. Sifat-sifat bioethanol yang
mudah menguap, udah
terbakar,
berbau
spesifik,
cairannya tidak
berwarna, dan mudah larut dalam : air, eter, khloroform, dan aseton
(Rhonny. A dan Danang J.W., 2003).
C. ALAT DAN BAHAN
1. Alat :
 Timbangan elektrik
 Kertas pH
 Pipet tetes
 Gelas piala
 Blender
 Batang pengaduk
 Gelas ukur
 Kertas saring
 Oven
 Kompor listrik
 Erlenmeyer
 Labu leher tiga
 Tabung reaksi
 Kaca arloji
 Corong
 Penyumbat gabus
 Autoklav
2. Bahan
 Kulit pisang raja
 Bakteri Saccharomyces cereviseae
 Larutan H2SO4 0,5 N
 Ammonium sulfat
 Urea
D. CARA KERJA
1. Persiapan Bahan
Kulit pisang raja
Dipotong kecil
Diblender
Disaring
Filtrat
Diendapkan
Disaring dan dikeringkan pada oven
suhu 45-500C
Analisis kadar air dan kadar pati
2. Hidrolisis Pati
Pati kulit pisang
Ditambahkan H2SO4 0,5 N
Panaskan sampai suhu 1000C selama 2,5
jam
Dinginkan pada suhu ruangan
Saring
Filtrat
Atur pada pH=5
3. Fermentasi
100 mL filtrat
Dimasukkan dalam erlenmeyer
Tambahkan 6 gr amonium sulfat
Tambahkan 6 gr urea
Pasteurisasi pada suhu 1200C selama 15
menit
Dinginkan
Inkolum awal ke dalam medium
fermentasi
Inkubasi pada 27-300C
Ulangi dengan waktu dan berat pati
bervariasi
Analisis kadar bioetanolnya
4. Uji kandungan alkohol
1 mL hasil fermentasi
Ditambahkan 1 mL Na2Cr2O7
Ditambahkan 1 tetes H2SO4 pekat
Amati perubahan yang terjadi
Note: adanya perubahan warna larutan dari oren ke hijau menandakan adanya
alkohol di dalam larutan tersebut.
E. DATA PENGAMATAN
Sampel
: kulit pisang raja
Waktu fermentasi : 7 hari
Tahapan pelaksanaan
Persiapan Bahan
Hidrolisis Pati
Hasil Pengamatan
Pati yang dihasilkan berwarna coklat
kehitaman dengan berat kurang dari 5 gr
Filtrat berwarna kecoklatan
Fermentasi
v. ragi 30 mL
Filtratnya terdapat keputihan
v.ragi 50 Ml
Filtratnya terdapat keputihan
Uji alkohol
v.ragi 30 mL
Oren-oren (negatif)
v.ragi 50 mL
Oren-oren (negatif)
F. PEMBAHASAN
Dalam pratikum mandiri kali ini kami mengangkat sebuah judul
yaitu mengenai “Pembuatan Bioetanol Dari Kulit Pisang Raja”, kulit
pisang raja ini mengandung serat kasar dengan karbohidrat yang tinggi
yaitu, senyawa sellulosa. Bioetanol ini dibuat melalui proses anaerob
dengan bantuan mikroba yaitu Saccharomyses cerevisiae dengan teknik
fermentasi.
Proses pembuatan etanol ini dilakukan dengan beberapa tahap yaitu
yang pertama tahap pengambilan pati dari kulit pisang raja tersebut,
dimana kulit pisang ini dipotong kecil-kecil dan diblender, kemudian
disaring dan diambil filtratnya. Filtrat tersebut kemudian diendapkan dan
dikeringkan pada oven dengan suhu 45-500 C, sehingga diperoleh pati
pisang raja.
Selanjutnya tahap kedua yaitu hidrolisis pati dari kulit pisang raja.
Hidrolisis merupakan suatu reaksi kimia antara air dengan suatu zat lain
yang menghasilkan zat baru :
(C6H10O5)n + nH2O
Pati
air
n(C6H12O6)
glukosa
dimana pati kulit pisang raja tadi ditambahkan H2SO4 0,5 N sebanyak 50
ml sebagai katalisator karena reaksi air dengan pati berlangsung sangat
lambat. Kemudian campuran tadi direfluks sampai suhu 1000C selama 2,5
jam, setelah itu didinginkan sampai suhu ruangan dan disaring sehingga
diperoleh filtrat.
Tahap ketiga dari percobaan ini adalah tahap fermentasi,
fermentasi adalah suatu proses oksidasi karbohidrat yang bersifat anaerob.
Dimana fermentasi ini mengubah glukosa menjadi bioethanol oleh sel-sel
Saccharomyces cereviseae dengan reaksi :
C6H12O6
Glukosa
saccharomyces cereviseae
enzim zimosa
C2H5OH + 2CO2
etanol
dimana langkahnya filtrat hasil hidrolisis dimasukkan ke dalam erlenmeyer
dan ditambahkan 3 gram amonium sulfat dan 3 gram urea sebagai nutrisi
bagi mikroorganisme yang akan digunakan untuk fermentasi nantinya.
Kemudian disterilkan dalam autoklav selama 15 menit, dan dikondisikan
pada suhu 27-300 C.
Selanjutnya filtrat yang telah disterilkan tadi dibagi menjadi dua,
dengan volume yang sama. Kemudian masing-masing filtrat tadi
ditambahkan bakteri saccharomyces cerevisiae dengan volume yang
berbeda, volume tabung pertama dimasukkan 50 ml biakan bakteri dan
tabung yang kedua dengan 30 ml biakan bakteri pula. Biakan bakteri ini
menggunakan media cair yaitu yang terbuat dari glukosa, yeast ekstrak
dan pepton yang dicampur menggunakan aquadest sampai volume 100 ml,
dimana campuran ini berfungsi untuk nutrisi bagi bakteri yang akan
ditanam untuk berkembang pada media. Semua campuran itu dimasukkan
kedalam erlenmeyer, dan ditutup serapat mungkin agar bakteri ini tidak
terkontaminasi oleh bakteri lain, selanjutnya dimasukkan kedalam
autoklav dengan tekanan 15 lb selama 15 menit dan didinginkan. Sehingga
sudah siap untuk ditanamkan bibit saccharomyces. Setelah media ini
ditanamkan bibit bakteri, agar bakteri dapat berkembang dengan baik,
media ini dishaker selama 3 jam dengan beberapa kali sampai 4 hari.
Setelah dilakukan fermentasi, dibiarkan selama 7 hari pada suhu ruangan,
untuk mengubah glukosa menjadi ethanol.
Setelah dianalisa secara kualitatif untuk uji alkohol yaitu dengan
cara penambahan 1 ml natrium bikromat 1% dengan katalis H2SO4
terhadap1 ml bioetanol yang terbentuk diperoleh hasil negatif ditandai
dengan tidak berubahnya warna orange menjadi warna hijau. Reaksi yang
seharusnya terjadi untuk uji positif adanya ethanol adalah sebagai berikut:
3CH3CH2OH(aq) + Na2Cr2O7(aq) + 4H2SO4(l) 3CH3COOH(aq)+ Cr2(SO4)3(aq)
+ Na2SO4(aq) + 7H2O(l)
Praktikum ini tidak berhasil dikarenakan oleh beberapa faktor,
yang pertama proses fermentasi ini berlangsung secara anaerob yang tidak
membutuhkan oksigen, sedangkan pada saat dilakukan pratikum tepatnya
pada penutupan fermentasi tidak dilakukan secara rapat sehingga ada
kemungkinan oksigen dapat masuk kedalam fermentasi sehingga memicu
tumbuhnya jamur sehingga mengganggu kerja bakteri untuk mengubah
glukosa menjadi etanol. Kesalahan yang kedua yaitu rentang dilakukannya
refluk dan fermentasi sangat renggang sehingga ada kemungkinan hasil
hidrolisisnya sudah rusak, sehingga ada kemungkinan tidak ada glukosa
yang terbentuk yang akan diubah oleh bakteri menjadi ethanol. Dan
kemungkinan terakhir bahwa bakteri Sacchromyces tidak tumbuh dalam
media akibat terganggu mikroorganisme lain.
Menurut teori ada beberapa faktor yang mempengaruhi fermentasi
bioetanol yaitu media, suhu, nutrisi, pH, volume starter, waktu fermentasi,
dan konsentrasi gula. pH untuk media fermentasi adalah 4-6 sedangkan
pada percobaan tidak ditentukan pH nya, waktu fermentasi yang normal
yaitu 3-14 hari, jika waktunya terlalu cepat, bakteri Saccharomyces
cerevisiae masih dalam masa pertumbuhan, sedangkan pada percobaan
hanya dilakukan selama 7 hari, ada kemungkinan bakteri masih dalam
proses pertumbuhan.
G. KESIMPULAN
1. Pembuatan Bioetanol dari kulit pisang raja ini dibuat melalui proses
anaerob dengan bantuan mikroba yaitu saccharomyses cerevisiae
dengan teknik fermentasi.
2. Proses pembuatan etanol ini dilakukan dengan beberapa tahap yaitu
tahap pertama pengambilan pati dari kulit pisang raja, tahap kedua
yaitu hidrolisis pati dari kulit pisang raja dan tahap ketiga adalah tahap
fermentasi.
3. Hidrolisis merupakan suatu reaksi kimia antara air dengan suatu zat
lain yang menghasilkan zat baru, pada percobaan ini di ubah pati
menjadi glukosa.
4. Proses fermentasi yang dilakukan pada percobaan adalah mengubah
glukosa menjadi bioethanol oleh saccharomyces cereviseae.
5. Uji analisa etanol pada percobaan ini adalah negatif (tidak
menghasilkan etanol). Ini disebabkan oleh beberapa kesalahan,
diantaranya pengaturan pH yang tidak dilakukan, jarak waktu refluks
dengan fermentasi terlalu lama, dll.
DAFTAR PUSTAKA
Arbianto,Purwo. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Depdikbud.
Lechninger. 1986. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.
Poedjadji,A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI.
Pudjatmaka,A.H dan Qodratillah,M.T. 2002. Kamus Kimia. Jakarta: Balai
Pustaka.
Rhonny dan Danang. 2003. Laporan Penelitian Pembuatan Bioethanol
dari Kulit Pisang. Yogyakarta: Universitas Pembangunan Nasional.