Bioetanol Limbah Kulit Durian Dengan Metode Sakarifikasi dan

Serambi Engineering, Volume II, No.3, Juli 2017
ISSN : 2528-3561
Bioetanol Limbah Kulit Durian Dengan
Metode Sakarifikasi dan Liquifikasi
Irhamni*1, Dewi Mulyati2, Diana3, Saudah4
Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah, Banda Aceh Indonesia
Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah, Banda Aceh Indonesia
3
Fakultas MIPA Kimia, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia
4
Fakultas MIPA Biologi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia
*Koresponden email: [email protected]
1
2
Abstrak.Limbah kulit durian dapat dianggap sebagai bahan baku utama untukfermentasi lanjutdalam
pembuatan bioetanol, yang memiliki aplikasi lebih luas sebagai bahan bakar terbarukan, baik dalam
industri dan masyarakat pedesaandi negara-negaraberkembang. Penelitian ini bertujuan mempelajari
proses produksi bioetanol yang dihasilkan dari limbah kulit durian dan dengan melihat proses sakarifikasi
yang tepat pada limbah kulit durian menjadi pilihan bahan baku yang tepat untuk fermentasi lanjut sebagai
penghasil bioetanol yang baik.Penelitian dilakukanfermentasi limbah kulit durian selama 48 jam. Enzim
α-amilase dan glukoamilase digunakan pada proses sakarifikasi dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol.
Hasil penelitian menunjukkan pH 4.5 merupakan pH fermentasi sampel limbah kulit durian yang memiliki
persentase maksimum produksi bioetanol. pH 4,5 menunjukkan kadar etanol tertinggi dalam air yaitu
sebesar 16,69%. Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan GC-MS.Puncak kromatogram tertinggi
berada pada area 96,99% dimenit ke 2,163 terdeteksi pada puncak pertama adalah bioetanol. Diikuti
puncak kedua asam asetat 3,01% menit ke 13,279. Diatas kemurnian bioetanol yang dapat digunakan
untuk bahan bakar yaitu 95%. Dari hasil penelitian bahwa bioetanol dari limbah kulit durian sangat baik
digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang bersumber dari tumbuhan, disamping bersifat terbarukan
juga ramah lingkungan untuk kendaraan bermotor.
Kata kunci: kulit durian, bioetanol, sakarifikasi, liquifikasi, dan GC-MS
Abstract. Durian leather waste can be considered as the main raw material for advanced fermentation in
the manufacture of bioethanol, which has a wider application as a renewable fuel, both in industrial and
rural communities in developing countries. This study aims to study the process of bioethanol production
resulting from durian leather waste and by looking at the proper saccharification process on the durian
leather waste into a choice of appropriate raw materials for further fermentation as a good bioethanol
producer. The research was carried out fermentation of durian skin waste for 48 hours. Enzyme α-amylase
and glucoamylase are used in the process of saccharification and liquification to produce bioethanol. The
results showed pH 4.5 is a pH fermentation of durian leather waste samples that have the maximum
percentage of bioethanol production. PH 4.5 shows the highest ethanol content in water that is equal to
16,69%. The purity of bioethanol was analyzed using GC-MS. The highest peak of chromatogram is in
an area of 96.99% in 2,163 minutes detected at the first peak is bioethanol. Followed the second peak
of acetic acid 3.01% minutes to 13,279. Above the purity of bioethanol that can be used for fuel that
is 95%. From the results of research that bioethanol from durian leather waste is very well used as an
alternative fuel sourced from plants, in addition to renewable nature is also environmentally friendly for
motor vehicles.
Keywords: durian leather, bioethanol, saccharification, liquification, and GC-MS
1. Pendahuluan
Durian (Durio zibethinus Murr) adalah buah
klimakterik yang memiliki umur waktu penyimpanan
yang singkat. Suhu penyimpanan tidak boleh lebih
rendah dari 15°C karena suhu dingin yang lebih rendah
menginduksi kerusakan, dimana, kulit berubah coklat
gelap, daging buah kehilangan aroma dan pelunakan
buah tertunda (Ketsa dan Paull, 2008). Kulit buah
114
Serambi Engineering, Volume II, No.3, Juli 2017
ISSN : 2528-3561
Gambar. 1 Liquifikasi dan sakarifikasi tepung kulit durian.
durian menunjukkan tingkat yang lebih tinggi dari
produksi etilena dari daging buah.
Dalam dekade terakhir, terjadi peningkatan yang
signifikan dalam produksi, pemasaran, dan asupan
buah-buahan tropis yang eksotis di pasar lokal dan
internasional seperti durian. Selain itu, buah ini
kaya akan mikro esensial dan makro nutrien serta
mengandung kadar mineral dan vitamin tinggi yang
sangat penting (A, C, dan E) (Contreras, 2011).
Limbah kulit durian dapat dianggap sebagai
bahan baku utama untuk fermentasi lanjut dalam
pembuatan bioetanol, yang memiliki aplikasi
yang lebih luas sebagai bahan bakar terbarukan,
baik dalam industri dan masyarakat pedesaan
di negara-negara berkembang. Penambahan
enzim melalui proses sakarifikasi dan liquifikasi
untuk menghasilkan bioetanol. Bioetanol murni
diperoleh melalui proses destilasi menggunakan
rotary evaporator. Kemurnian bioetanol dianalisis
menggunakan alat GC-MS.
Permintaan minyak diperkirakan akan meningkat
57% dari tahun 2002 ke tahun 2030. Akibatnya,
produksi bioetanol sebagai pengganti bahan bakar
fosil. Semakin rendah biaya untuk menghasilkan
bioetanol yang berasal dari biomassa limbah karena
tersedianya bahan baku yang berlimpah.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
proses produksi bioetanol yang dihasilkan dari
limbah kulit durian dan tujuan khusus yang ingin
dicapai adalah untuk mempelajari variabel-variabel
proses, diantaranya untuk memgetahui proses
sakarifikasi yang tepat pada limbah kulit durian
menjadi pilihan bahan baku yang tepat untuk
fermentasi lanjut sebagai penghasil bioetanol yang
baik. Dengan melihat tujuan umum dari penelitian
ini, maka manfaat yang ingin diharapkan adalah
sebagai berikut :Mendapatkan pengetahuan tentang
proses produksi bioetanol dari limbah kulit durian
melalui proses fermentasi, dan meningkatkan nilai
ekonomi pada tanaman durian yang merupakan
flora identitas Indonesia.
Sampai saat ini, para peneliti memiliki berfokus
terutama pada ekstraksi enzim bromelain dan yang
sekunder pada penggunaan limbah sebagai bahan
baku murah untuk produksi antioksidan fenolik,
asam organik, bioetanol, biogas dan serat. Selain itu,
sampah juga bisa menjadi sumber potensial untuk
produksi cuka karena gula yang ditemukan dalam
serat adalah bahan baku utama untuk fermentasi
(Roda et al., 2014).
2. Metode Penelitian
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian
ini adalah GC-MS, aluminium foillabu ukur,
erlenmeyer, gelas kimia, pipet volum, pipet tetes,
timbangan digital, Bahan yang digunakan adalah
enzim α-amilase, enzim gluko amilase, Saccharaomyces
cerevisiae (ragi), limbah kulit durian, aquadest, buffer
115
Gambar. 2 Kromatogram GCMS Bioetanol Kulit Durian.
Serambi Engineering, Volume II, No.3, Juli 2017
ISSN : 2528-3561
fosfat, buffer natrium dan NaOH.
Westhoff, 1978 dalam Rahim, 2009) bahwa
Saccharomyces cerevisiae tumbuh minimum pada
2.1. Pengumpulan dan Seleksi Limbah Kulit suhu 25-30ºC dan maksimum pada suhu 35-47ºC.
Durian
Hasil fermentasi limbah kulit durian didestilasi
Tahapan persiapan sampel atau bahan baku menggunakan rotary evaporator. Sampel dipanaskan
diawali dengan proses preetreatment yang terdiri pada suhu 65ºC untuk memperoleh bioetanol
dari proses pengumpulan limbah kulit durian, murni. Bioetanol dari hasil destilasi berwarna bening.
penghilangan tanah atau pengotor lainnya yang Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan GCada pada kulit durian, pencucian, pencacahan, MS.
penggeraian,
pengeringan,
penumbukan,
Puncak kromatogram tertinggi berada pada area
penggilingan dan pengayakan hingga limbah kulit 96,99% dimenit ke 2,163 terdeteksi pada puncak
durian menjadi tepung sehingga lebih mudah untuk pertama adalah bioetanol. Diikuti oleh puncak
melakukan proses pembuatan bioetanol.
kedua yaitu asam asetat 3,01% menit ke 13,279.
Selama proses fermentasi terjadi pembentukan
2.2. Fermentasi Limbah Kulit Durian
asam seperti asam asetat, asam piruvat dan asam
Fermentasi limbah kulit durian pada penelitian laktat yang dapat menurunkan pH cairan.
ini berlangsung selama 48 jam. Enzim α-amilase dan
Dari hasil GC-MS diatas, bioetanol limbah kulit
glukoamilase digunakan pada proses sakarifikasi durian diperoleh sebesar 96,99% diatas kemurnian
dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol.
bioetanol yang dapat digunakan untuk bahan bakar
yaitu 95%. Dari hasil ini diketahui bahwa bioetanol
3. Hasil Dan Pembahasan
dari limbah kulit durian sangat baik digunakan
Penelitian ini menggunakan sampel limbah sebagai bahan bakar alternatif yang bersumber
kulit durian untuk memperoleh bioetanol melalui dari tumbuhan, disamping bersifat terbarukan juga
proses fermentasi.. Hasil kulit durian yang telah ramah lingkungan untuk kendaraan bermotor.
dikumpulkan dan diseleksi dicuci dengan aquadest
agar kulit durian bebas dari zat pengotor, kemudian 4. Kesimpulan
kulit durian dikeringkan ke dalam oven pada suhu
Hasil analisa dalam penelitian ini adalah bioetanol
60ºC selama 3 hari. Dilakukan pada suhu 60ºC dari limbah kulit durian diperoleh pada pH optimum
karena jika suhu lebih tinggi, akan mempengaruhi 4,5 dan suhu 35°C. % kadar bioetanol dalam air
enzim dalam limbah kulit durian (Wong, et.all).
sebesar 16,69%. Kemurnian bioetanol dari hasil
Hasil penggilingan limbah kulit durian di dalam destilasi menggunakan rotary evaporator dan dianalisis
blender dilakukan secara bertahap, kemudian menggunakan GC-MS diperoleh kemurniannya
kulit durian yang sudah diblender diayak dengan sebesar 96.99% dan kemungkinan layak digunakan
ayakan 100 mesh supaya ukuran partikel dari tepung sebagai bahan bakar karena bioetanol yang dapat
limbah kulit durian memiliki ukuran yang sama dipergunakan sebagai bahan bakar adalah bioetanol
sehingga mempercepat reaksi kimia didalam tahap- dengan kemurnian 95%.
tahap proses pembuatan bioetanol seperti tahap
liquifikasi, sakarifikasi hingga tahap fermentasi 5. Daftar Pustaka
untuk memperoleh bioetanol.
Amin, A. M., Jaafar, Z., & Khim, L. N. (2004).
Sampel limbah kulit durian ini menunjukkan
Effect of salt on tempoyak fermentation and sensory
hasil dimana pH 4.5 merupakan pH fermentasi
evaluation. Journal of Biological Sciences, 4,
sampel limbah kulit durian yang memiliki
650–653.
persentase maksimum produksi bioetanol. pH 4,5 Arianna. R., Dante, M. F., Simone, G., Roberta, D.,
menunjukkan kadar etanol tertinggi dalam air yaitu
dan Milena, L, (2015). Effect of pre-treatments on
sebesar 16,69%.
the saccharification of pineaple waste as a potential
suhu yang digunakan untuk fermentasi adalah
source for vinegar production. Journal Elsevier
suhu 35ºC dan produksi bioetanol yang dihasilkan
journal of cleaner production 112.
juga sangat baik karena menurut (Frazier dan
116
Serambi Engineering, Volume II, No.3, Juli 2017
ISSN : 2528-3561
Contreras-Calderón, J., Calderón-Jaimes, L.,
Guerra-Hernández, E., & García-Villanova, B.
(2011). Antioxidant capacity, phenolic content and
vitamin C in pulp, peel and seed from 24 exotic fruits
from Colombia. Food Research International, 44,
2047–2053.
Feryanto, (2009), Ekstraksi Pelarut Untuk Minyak
Atsiri Unga-Bungaan, Dipublikasikan di
http://ferry-atsiri.blogspot.com/.diakses
2
januari 2013
Irhamni, (2009) Aplikasi fitoremediasi dalam
penyisihan ion logam cromium (Cr) dengan
menggunakan tumbuhan air (Typha latifolia). Tesis.
Universitas Syiah Kuala
Husni, (2013). Pemanfaatan Kulit Durian Menjadi
Briket.html http blogspot.co.id//
Ketsa, S., Paull, R.E., (2008). Durio zibethinus,
durian. In: Janick, J., Paull, R.E. (Eds.), The
Encyclopedia of Fruit and Nuts. CABI,
Wellington, pp. 176–182.
Lambri, M., Fumi, M.D., (2014). Food technologies and
developing countries: a processing method for making
edible the highly toxic cassava roots. Ital. J. Agron.
9, 79-83.
Lee. H. H dan Rajeev Bhat, (2015). Ecploring the
Potential Nutraceutical Values of Durian (Durio
Zibethinus L)- An Exotic Tropical Fruit (Review).
Journal Elsivier Food Chemistry 168
Mirhosseini, H., & Tabatabaee Amid, B. (2012).
Influence of chemical extraction conditions on
the physicochemical and functional properties of
polysaccharide gum from durian (Durio zibethinus)
seed. Molecules, 17, 6465-6480.
Norjana, I., & Noor Aziah, A. A. (2011). Quality
attributes of durian (Durio zibethinus Murr) juice
after pectinase enzyme treatment. International Food
Research Journaz, 18, 1117–1122.
Roda, A., De Faveri, D.M., Dordoni, R., Lambri,
M., (2014). Vinegar production from pineapple wastes
e preliminary saccharification trials. Chem. Eng.
Trans. 37, 607-612.
Samsul, (2014). Aspek Hukum Perlindungan Dan
Pengelolaan Lingkungan Hidup, Cetakan
Pertama, Penerbit Medan Area University Press
Sun, Q., Foston, M., Sawada, D., Pingali, S.V.,
O’Neill, H.M., Li, H., Wyman, C.E., Langan,
P., Pu, Y., Ragauskas, A.J., (2014). Comparison of
changes in cellulose ultrastructure during different pretreatments of poplar. Cellulose 21, 2419-2431.
Tate, D. (1999). Tropical fruit. Singapore: Tien Wah
Press.
The Straits Times. (2013). Durian wine, anyone?
Available from http:// newshub.nus.edu.sg/
news/1307/PDF/DURIAN-st-11jul-pB10.
pdf (Assess date 13.03.14).
Y. C. Wong dan V.Sanggari, (2015). Bioethanol
production from sugarcane bagasse using fermentation
process.Oriental journal of chemistry.
117