Laporan Alkohol

20
I. JUDUL PERCOBAAN : FERMENTASI ALKOHOL II. TUJUAN PERCOBAAN : Untuk memperkenalkan dasar-dasar fermentasi dan mengamati pengaruh penambahan nutrisi dalam produksi alkohol. III. TEORI 3.1 Salak Salak (Salacca edulis) merupakan salah satu tanaman buah yang disukai dan mempunyai prospek yang baik untuk diusahakan. Salak merupakan salah satu buah tropis yang saat ini banyak diminati oleh orang. Keunggulan buah salak yakni memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi . Tanaman salak berbuah sepanjang tahun, apabila dalam satu tahun dapat memberikan hasil panen baik, dan serentak di beberapa daerah sedangkan permintaan akan buah salak menurun, maka banyak buah salak yang tidak laku terjual, dan harganya pun menurun. Untuk menghadapi masalah seperti ini, maka harus dilakukan proses pengolahan agar dapat tetap memberikan atau bahkan menambah nilai ekonomis. Misalnya dengan mengolahnya menjadi keripik salak. Permasalahan dalam pengolahan salak adalah kadar air cukup tinggi, sehingga buah salak harus melewati salah satu tahap pengolahan, yakni pengeringan agar dapat mengurangi kadar air yang terkandung di dalam

Transcript of Laporan Alkohol

Page 1: Laporan Alkohol

I. JUDUL PERCOBAAN : FERMENTASI ALKOHOL

II. TUJUAN PERCOBAAN : Untuk memperkenalkan dasar-dasar fermentasi

dan mengamati pengaruh penambahan nutrisi

dalam produksi alkohol.

III. TEORI

3.1 Salak

Salak (Salacca edulis) merupakan salah satu tanaman buah yang disukai

dan mempunyai prospek yang baik untuk diusahakan. Salak merupakan salah

satu buah tropis yang saat ini banyak diminati oleh orang. Keunggulan buah

salak yakni memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi .

Tanaman salak berbuah sepanjang tahun, apabila dalam satu tahun dapat

memberikan hasil panen baik, dan serentak di beberapa daerah sedangkan

permintaan akan buah salak menurun, maka banyak buah salak yang tidak laku

terjual, dan harganya pun menurun. Untuk menghadapi masalah seperti ini,

maka harus dilakukan proses pengolahan agar dapat tetap memberikan atau

bahkan menambah nilai ekonomis. Misalnya dengan mengolahnya menjadi

keripik salak.

Permasalahan dalam pengolahan salak adalah kadar air cukup tinggi,

sehingga buah salak harus melewati salah satu tahap pengolahan, yakni

pengeringan agar dapat mengurangi kadar air yang terkandung di dalam buah

salak agar lebih tahan lama dan tidak cepat rusak. Perubahan mutu selama proses

pengolahan misalnya warna, kekerasan, aroma dan citarasa sangat

mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan. Salah satu cara

mempertahankan kualitas adalah tanpa mengubah warna, aroma khas, dan rasa

dari buah salak itu sendiri. Dengan demikian, maka dilakukan penelitian untuk

mengetahui perubahan warna salak selama proses pengeringan (Yamin, 2011).

III.2 Fermentasi

Fermentasi berasal dari kata fervere (latin), yang berarti mendidih,

menggambarkan aksi ragi pada ekstrak buah selama pembuatan minuman

beralkohol. Pengertian fermentasi dikembangkan oleh ahli biokimia yaitu proses

yang mengahsilkan energi dengan perombakan senyawa organik. Ahli

Page 2: Laporan Alkohol

mikrobiologi industri memperluas pengertian fermentasi menjadi segala proses

untuk menghasilkan produk dari kultur mikroorganisme.

Fermentasi juga dapat diartikan sebagai suatu disimilasi senyawa- senyawa

organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Disimilasi merupakan

reaksi kimia yang membebaskan energi melalui perombakan nutrien. Pada

proses disimilasi, senyawa substrat yang merupakan sumber energi diubah

menjadi senyawa yang lebih sederhana atau tingkat energinya lebih rendah.

Reaksi disimilasi merupakan aktivitas katabolik sel.

Proses fermentasi mendayagunakan aktivitas suatu mikroba tertentu atau

campuran beberapa spesies mikroba. Mikroba yang banyak digunakan dalam

proses fermentasi antara lin khamir, kapang dan bakteri. Kemajuan dalam

bidang teknologi fermentasi telah memungkinkan manusia untuk memproduksi

berbagai produk yang tidak dapat atau sulit di produksi melalui proses kimia.

Teknologi fermentasi merupakan salah satu upaya manusia dalam

memanfaatkan bahan – bahan yang berharga relatif murah bahkan kurang

berharga menjadi produk yang bernilai ekonomi tinggi dan berguna bagi

kesejahteraan hidup manusia. Oleh karena itu, penelitian dalam bidang teknologi

fermentasi telah dan terus dikembangkan. Salah satu penelitian dalam bidang ini

diarahkan untuk mencari bahan mentah berharga murah dan banyak tersedia

untuk dimanfaatkan sebagai substrat (Sulistyanigrum, 2008).

III.3 Fermentasi Alkohol

Fermentasi yang banyak dikenal adalah fermentasi alkohol dari bahan

bergula. Proses fermentasi ini melibatkan khamir jenis Sacharomyces cerevisiae.

Sacharomyces cerevisiae mampu memfermentasi beberapa macam gula

diantaranya sukrosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa, maltosa dan

maltotriosa. Fermentasi alkohol dimulai ketika glukosa memasuki sel. Glukosa

dipecah oleh Sacharomyces cerevisiae menjadi asam piruvat, memetabolisme

glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat yang dihasilkan akan

didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi

menjadi etanol, CO2, dan energi untuk sel (Ossiris, 2012).

Reaksi Kimia: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Juwita, 2012)

Page 3: Laporan Alkohol

Proses fermentasi yang ideal menurut persamaan Gay-Lussac akan

memberikan hasil 51,1 % etanol dan 48,9 % karbon dioksida. Hasil optimal yang

diharapkan bila dinyatakan dari persentase gula yang difermentasi adalah

(dinyatakan dengan % berat) etil alkohol 48,4 %, karbon dioksida 46,6 %,

gliserol 3,3 %, asam suksinat 0,6 %, selulosa dan lainnya 1,2 %. Hasil etil

alkohol 48,4 % Pasteur adalah sekitar 94,5 % dari nilai teoritis Gay-Lussac (51,1

%). Dalam kenyataannya jarang di perusahaan diperoleh efisiensi fermentasi

lebih besar dari 90 % total gula invert yang diubah menjadi etanol (Wahyudi,

1997).

III.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Fermentasi

a. Nutrisi (zat gizi)

Dalam kegiatannya ragi memerlukan penambahan nutrisi untuk

pertumbuhan dan perkembangbiakan, misalnya :

- Unsur C : ada pada karbohidrat.

- Unsur N : dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen,

ZA, urea, anomia, pepton dan sebagainya.

- Unsur P : penambahan pupuk fospat dari NPK, TSP, DSP dan lain-

lain.

- Mineral-mineral.

- Vitamin-vitamin

b. Keasaman (pH)

Untuk fermentasi alkoholis, ragi memerlukan media suasana asam,

yaitu antara pH 4,8– 5,0. Pengaturan pH dilakukan penambahan asam

sulfat jika substratnya alkalis atau natrium bikabonat jika substratnya

asam.

c. Temperatur

Temperatur optimum untuk dan pengembangbiakan adalah 28 °C – 30

°C pada waktu fermentasi, terjadi kenaikan panas, karena ekstrim.

Untuk mencegah agar suhu fermentasi tidak naik, perlu pendinginan

supaya suhu dipertahankan tetap 28 °C – 30 °C.

Page 4: Laporan Alkohol

d. Udara

Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerobik (tanpa udara).

Namun demikian, udara diperlukan pada proses pembibitan sebelum

fermentasi, untuk pengembangbiakan ragi sel.

(Harahap, 2003)

III.5 Aplikasi Dalam Industri

”Pembuatan Anggur Pepaya Dengan Proses Fermentasi”

Tanaman pepaya tergolong tanaman yang banyak diusahakan oleh petani

Indonesia. Indonesia termasuk penghasil pepaya (carica papaya) kedua

terbesar di Asia. Perlakuan yang teliti akan diproduksi hasil berkisar antara 6 -

12 ton/hektar. Kehilangan hasil buah pepaya selama penyimpanan dan

transportasi setelah panen tergolong masih tinggi mencapai 45,6 - 100 %.

Kondisi ini disebabkan oleh daya kesegaran buah yang rendah (3 - 4 hari

setelah panen). Buah makin cepat rusak dan tidak layak dikonsumsi jika indeks

panennya makin rendah. Disamping itu varietas- varietas yang pupoler di

masyarakat menunjukkan ciri tidak terus menerus berbuah, sehingga

ditemukan panen raya yang menyebabkan pasokan buah melebihi permintaan

sehingga banyak buah pepaya terlalu matang dan rusak. Salah satu alternatif

teknologi pengolahan buah pepaya yang terlalu matang atau rusak yang

potensial untuk dikembangkan adalah pembuatan anggur dari buah pepaya

yang diperoleh dengan cara fermentasi.

Produksi minuman anggur buah pepaya dapat dilakukan melalui proses

fermentasi alkohol dari sari buah pepaya. Proses fermentasi ini dapat berjalan

dengan bantuan mikroba yang mengubah karbohidrat atau gula menjadi

alkohol. Mikroba yang digunakan dalam penelitian ini adalah mikroba

saccharomyces cerevisiae. Fermentasi alkohol ini dilakukan secara anaerobik

yaitu mula-mula dengan inokulasi ragi roti dengan nutrien (NH4)2SO4,

(NH4)3PO4, dan bahan baku sari buah pepaya dalam proses pembuatan starter.

Setelah diperoleh starter maka dilakukan proses fermentasi terhadap sari buah

pepaya steril yang telah mengandung (NH4)2SO4 dan (NH4)3PO4. Untuk

mempertahankan pH 4,0 sampai 4,5 digunakan HCl 2 N yang diteteskan ke

Page 5: Laporan Alkohol

dalam sari buah pepaya (Manurung, 2005).

Flowchart ”Pembuatan Anggur Pepaya Dengan Proses Fermentasi”

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Anggur Pepaya Dengan Proses Fermentasi

(Manurung, 2005)

Mulai

Buah pepaya yang hampir busuk dikupas dan diblender

Selesai

Ditambah air sebanyak 40 %

Disaring dan diambil sari pepayanya

Diatur pH nya antara 4 – 4,5

Ditambahkan amonium fosfat (Na3PO4) sebanyak 0,25 g/l

Dipasteurisasi pada suhu 80 °C selama 15 menit.

Didinginkan pada suhu 20-25 °C

Didapatkan alkohol yang diinginkan

Ditambahkan starter saccharomyces cerevisiae sebanyak 10 ml dan didiamkan hingga tujuh hari

Dimasukkan ke dalam botol fermentasi sebanyak 100 ml

Diambil 100 ml sampel dan didestilasi

Page 6: Laporan Alkohol

IV. BAHAN DAN PERALATAN

IV.1 Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Amonium Sulfat ((NH4)2SO4)

Fungsi: berperan dalam proses perkembangbiakan mikroba dan

. ..menghambat pertumbuhan mikroba lain

2. Aquadest (H2O)

Fungsi: sebagai pelarut sampel.

3. Buah Salak

Fungsi: sebagai sampel yang akan difermentasi menghasilkan alkohol

dan sebagai sumber glukosa.

4. Glukosa (C6H12O6)

Fungsi : sebagai penambah jumlah gula pereduksi.

5. Kalium Klorida (KCl)

Fungsi: sebagai sumber mineral yang essensial.

6. Ragi Instant (Fermipan)

Fungsi : sebagai sumber mikroba.

IV.2 Alat

Adapun peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Batang Pengaduk

Fungsi: untuk mengaduk zat yang berada di dalam erlenmeyer.

2. Beaker Glass

Fungsi: Sebagai wadah larutan salak ditimbang.

3. Blender

Fungsi: untuk menghaluskan sampel.

4. Erlenmeyer

Fungsi: sebagai wadah untuk menampung larutan salak.

5. Gabus

Fungsi: untuk menutup labu leher tiga.

6. Gelas Ukur

Fungsi: Untuk mengukur volume alkohol yang dihasilkan.

Page 7: Laporan Alkohol

7. Karet Gelang

Fungsi: untuk mengikat plastik pada labu erlenmeyer.

8. Kompor

Fungsi: Sebagai sumber panas.

9. Labu Leher Tiga

Fungsi: sebagai tempat larutan salak di distilat.

10. Lem Glukol

Fungsi: untuk merekat gabus dengan labu leher tiga.

11. Pendingin Leibig

Fungsi: untuk mendinginkan uap alkohol agar mengembun.

12. pH Indikator

Fungsi: Untuk mengukur pH larutan salak sebelum dan sesudah

inkubasi.

13. Plastik

Fungsi: untuk menutup labu erlenmeyer.

14. Rotary Shaker

Fungsi: untuk mengguncang larutan salak.

15. Selang

Fungsi: sebagai jalur lewat distilat alkohol.

16. Selotip

Fungsi: untuk merekat sambungan gabus dan labu leher tiga agar tidak

..terjadi penguapan.

17. Spatula

Fungsi: sebagai alat mengambil sampel.

18. Statif dan klem

Fungsi: untuk menahan labu leher tiga dan pendingin Leibig.

19. Termometer

Fungsi: Untuk mengukur suhu larutan pada proses distilasi.

Page 8: Laporan Alkohol

V. PROSEDUR PERCOBAAN

5.1 Prosedur Perlakuan I

1. Dimasukkan sampel buah salak yang telah dihaluskan sebanyak 1 liter

ke dalam erlenmeyer.

2. Ditambahkan 100 gr glukosa.

3. Ditambahkan 50 ml aquadest (H2O), 10 loop KCl, 10 loop (NH4)2SO4

dan 10 gram ragi instan fermipan, dan diaduk hingga merata.

4. Ditutup erlenmeyer dengan plastik dan diikat dengat karet gelang.

5. Diaduk dengan rotary shaker selama 10 menit dan diukur pH-nya.

6. Disimpan dalam steril kabinet selama 144 jam. Setelah itu diukur pH-

nya.

7. Sampel hasil fermentasi didistilasi untuk diperoleh jumlah alkohol yang

dihasilkan.

8. Dihitung jumlah alkohol yang diperoleh.

5.2 Rangkaian Peralatan

Gambar 5.1 Rangkaian Peralatan Percobaan Fermentasi Alkohol

bunsen

Statif dan Klem

Gelas Ukur

Page 9: Laporan Alkohol

5.3 Flowchart Percobaan

5.4.1 Flowchart Prosedur Percobaan Fermentasi Alkohol Perlakuan I

]

Ya

Tidak

Gambar 5.2 Flowchart Prosedur Percobaan Fermentasi Alkohol Perlakuan I

Mulai

Dihaluskan salak lalu ditimbang sebanyak 1 liter dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer

Ditambahkan 50 ml aquadest (H2O) dan 100 gram glukosa

Ditambahkan (NH4)2SO4 10 loop

Ditambahkan ragi instant (Fermipan) 10 gram

Ditambahkan KCl 10 loop

Ditutup erlenmeyer dengan plastik dan diikat erat dengan karet gelang

Diletakkan erlenmeyer pada rotary shaker dan diputar selama 10 menit dan diukur pH-nya

Apakah sudah 144 jam ?

Didestilasi hingga diperoleh alkohol dan diukur jumlah alkohol yang diperoleh

Diaduk zat di dalam erlenmeyer dengan batang pengaduk

Disimpan dalam steril cabinet 144 jam

Selesai

Page 10: Laporan Alkohol

VI. HASIL DAN PEMBAHASAN

6.1 Hasil Percobaan

Berikut adalah hasil percobaan yang didapat dan disajikan dalam bentuk

tabel :

Tabel 6.1 Hasil Percobaan Fermentasi Alkohol dengan Sampel Buah Salak

No

.Perlakuan

Lama

Fermentasi

(hari)

Jenis Ragi

pH Jumlah

Alkohol

(ml)Sebelum Sesudah

1

I

3 Fermipan 5 4 8

2 5 Fermipan 4 3 73

3 7 Fermipan 4 3 63

6.2 Pembahasan

Tabel 6.1 menunjukkan hasil percobaan fermentasi alkohol dengan sampel

buah salak. Perlakuan I merupakan perlakuan dimana larutan salak ditambah

dengan 10 loop (NH4)2SO4, 10 loop KCl dan 10 gram ragi instant (Fermipan).

Menurut tabel di atas, pada perlakuan I dengan waktu fermentasi 72 jam,

jumlah alkohol yang dihasilkan adalah 8 ml, pada waktu fermentasi 120 jam

alkohol yang dihasilkan adalah 73 ml, dan untuk waktu fermentasi 144 jam

dihasilkan alkohol sebanyak 63 ml. Dari percobaan diketahui jumlah alkohol

yang dihasilkan bertambah seiring dengan lamanya waktu fermentasi.

Besarnya kadar alkohol yang dihasilkan melalui proses hidrolisis

fermentasi dipengaruhi oleh variabel rasio massa ragi dan jenis ragi yang

digunakan. Adanya kecenderungan kenaikan kadar alkohol yang dihasilkan

dengan semakin banyaknya ragi yang digunakan, baik untuk jenis ragi tape

maupun ragi roti. Namun, kadar etanol maksimum terdapat pada saat

Page 11: Laporan Alkohol

fermentasi menggunakan ragi tape. Karena starter ragi tape merupakan

populasi campuran dari genus Aspergilus, Saccharomyces, Candida, dan

Hansemula, serta Acetobacter. Genus – genus ini saling berkesinambungan,

dimana Aspergilus dapat menyederhanakan gula, Saccharomyces, Candida,

dan Hansemula dapat menguraikan gula menjadi alkohol. Sedangkan

Acetobacter menguraikan alkohol menjadi asam asetat (Dahlan, dkk., 2012).

Pada proses fermentasi, akan terjadi perombakan karbohidrat menjadi

glukosa dan fruktosa, serta senyawa lainnya. Enzim invertase yang dihasilkan

oleh Saccharomyces cerevisiae akan mengubah glukosa menjadi alkohol.

Semakin besar ragi dan semakin lama proses fermentasi, maka semakin banyak

glukosa yang dirombak menjadi alkohol dan senyawa lainnya. Pada proses

fermentasi, akan menghasilkan etanol sebagai produk utama. Selain itu

dihasilkan juga karbon dioksida dan asam – asam organik. Asam yang

dihasilkan sebagai produk sampingan inilah yang membuat pH larutan semakin

rendah. Khamir akan tumbuh baik pada pH antara 3,5 – 5,5 karena tingkat

keasaman sangat berpengaruh pada perkembangan bakteri. Nilai pH

dipengaruhi oleh produk yang dihasilkan selama fermentasi. Produk yang

dihasilkan Saccharomyces cerevisiae adalah alkohol yang bersifat asam.

Sehingga pada waktu bertambah, maka semakin banyak alkohol yang

terbentuk. Kondisi ini menyebabkan pH substrat semakin rendah (Bestari, dkk.,

2013).

Hal ini tidak sesuai dengan hasil percobaan. Alkohol yang dihasilkan pada

fermentasi 7 hari, jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan alkohol hasil

percobaan kelompok XXI dengan waktu fermentasi 5 hari. Penyimpangan yang

terjadi mungkin disebabkan karena terjadinya kontaminasi bahan, tidak

tercampurnya ragi dan sampel secara merata, ataupun adanya celah pada

wadah fermentasi sehingga fermentasi tidak berlangsung sempurna.

Namun, untuk penurunan pH, hasil percobaan sesuai dengan teori, dimana

semakin lama waktu fermentasi maka pH substrat semakin rendah. Pada waktu

fermentasi 5 hari dan 7 hari, pH substrat adalah 3, sedangkan sesudah

fermentasi selama 3 hari, pH substrat adalah 4.

Page 12: Laporan Alkohol

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaaan fermentasi alkohol, maka praktikan dapat

menyimpulkan bahwa:

1. Volume alkohol yang dihasilkan pada perlakuan I untuk fermentasi

selama 7 hari adalah 63 ml, fermentasi selama 5 hari sebesar 73 ml,

dan fermentasi selama 3 hari sebesar 8 ml.

2. Untuk fermentasi selama 5 hari dan 7 hari, pH larutan salak sebelum

fermentasi adalah 4 dan pH sesudah fermentasi adalah 3. Sedangkan

untuk fermentasi selama 3 hari, pH larutan salak sebelum fermentasi

adalah 5 dan pH sesudah fermentasi adalah 4.

3. Terjadi perubahan nilai pH larutan salak selama fermentasi.

4. Dari percobaan, didapatkan bahwa waktu fermentasi yang semakin

lama berpengaruh dalam jumlah alkohol yang dihasilkan.

5. Dari percobaan, didapatkan bahwa fermentasi dengan penambahan

nutrien berpengaruh dalam jumlah alkohol yang dihasilkan.

7.2 Saran

Setelah melakukan percobaan fermentasi alkohol, praktikan dapat

memberikan saran-saran sebagai berikut:

1. Disarankan dalam melakukan penghalusan sampel, jangan terlalu

banyak menambahkan air, agar larutan tidak terlalu encer. Karena kadar

glukosanya akan semakin sedikit.

2. Disarankan untuk memvariasikan konsentrasi larutan salak yang

digunakan, sebagai perbandingan hasil percobaan.

Page 13: Laporan Alkohol

3. Disarankan sebelum melakukan fermentasi, dilakukan sterilisasi

terlebih dahulu untuk mengurangi adanya mikroba lain yang tidak

diinginkan.

4. Lama pengadukan dengan rotary shaker hendaknya lebih lama agar

larutan dapat tercampur merata.

5. Volume pelarut terhadap berat sampel yang digunakan sebaiknya

divariasikan agar dapat diperoleh jumlah alkohol yang bervariasi.

DAFTAR PUSTAKA

Bestari, Arifani, E. Sutrisno, dan S. Sumiyati. 2013. Pengaruh Lama Fermentasi

Terhadap Kadar Bioetanol dari Limbah Kulit Pisang Kepok dan Raja. Jurnal.

Departemen Teknik Lingkungan. Universitas Diponegoro. Semarang

Dahlan, M. Hatta, H. S. Jhonprimen, A. Turnip. 2012. Pengaruh Massa Ragi, Jenis

Ragi dan Waktu Fermentasi pada Bioetanol dari Biji Durian. Jurnal Teknik

Kimia. Fakultas Teknik. Universitas Sriwijaya. Palembang.

Manurung, Renita. 2005. Pembuatan Anggur Pepaya Dengan Proses Fermentasi.

http://repository.usu.ac.id/ . Diakses pada tanggal 2 Desember 2013.

Nurul, 2011. Optimasi Fermentasi. http://repository.unhas.ac.id/. Diakses 1

Desember 2013.

Harahap, Hamidah. 2003. Karya Ilmiah Produksi Alkohol. Universitas Sumatera

Utara.

Wahyudi. 1997. Produksi Alkohol oleh Saccharomyces ellipsoideus dengan Tetes

Tebu (Molase) sebagai Bahan Baku Utama. Institut Pertanian Bogor.