BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Alkohol merupakan zat psikotropika dengan penggunaan yang paling luas. Alkohol selama

ini masih diyakini sebagai suatu minuman yang tidak berbahaya dan menimbulkan efek yang

menyenangkan serta dianggap sebagai bagian dari gaya hidup yang terkait dengan budaya

setempat. Alkohol adalah salah satu jenis alkohol alifatik yang larut air. Senyawa ini sering juga

disebut etil alkohol atau alkohol saja (Susilowati, 2006). Fermentasi alkohol termasuk dalam

proses fermentasi anaerob. Fermentasi alkohol adalah perubahan glukosa secara anaerob menjadi

etanol atau etil alkohol dan karbon dioksida dengan bantuan bakteri Saccharomyces cerevisiae

(Karmana, 2008). Salah satu penggunaan alcohol adalah senyawa etanol dapat digunakan sebagai

bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan, serta menghasilkan gas emisi

karbon yang rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya (Mardiah, 2012).

I.2 Tujuan Percobaan

1. Membuat alkohol dari bahan baku sari buah papaya.

2. Membandingkan konversi alkohol hasil fermentasi sari buah papaya.

3. Mengetahui fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol dengan bahan baku sari buah

papaya.

I.3 Manfaat Percobaan

1. Mahasiswa dapat membuat alkohol dari bahan baku sari buah papaya.

2. Mahasiswa dapat membandingkan konversi alkohol hasil fermentasi sari buah papaya.

3. Mahasiswa dapat mengetahui fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol dengan

bahan baku sari buah papaya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Spesifikasi Bahan Baku Buah Pepaya

Pepaya (Carica papaya L) merupakan tanaman buah, berupa herba dari famili caricaceae

yang berasal dari Amerika Tengah dan Hindia Barat, bahkan kawasan sekitar Meksiko dan Costa

Rica. Tanaman papaya banyak ditanam baik di daerah tropis maupun subtropis, di daerah basah

dan kering, atau di daerah dataran rendah dan pegunungan (Soedarya, 2009).

Berdasarkan data Pusat Kajian Buah-buahan Tropika (2004) sifat-sifat buah pepaya yang

diinginkan untuk konsumsi segar adalah berukuran kecil-medium (0.5-1.0 kg/buah) atau besar (<3

kg), warna daging buah jingga sampai merah, mempunyai warna kulit hijau dengan warna merah-

jingga di selanya, rongga buah kecil (bagian dapat dimakan), kulit buah halus, buahnya berasal

dari bunga hermafrodit, berbentuk lonjong, bertekstur padat (firm), rasanya manis dan tidak ada

pahitnya atau rasa getah, shelf-life lama dan beraroma khas.

Tabel 2.1 Kandungan gizi dan kimia daging buah papaya (per 100 g bagian dapat dimakan)

Kandungan 1 2 3 4 5 6

Air (%) - 84.4-90.7 89.60 88.70 86.6 -

Abu (%) - 0.1-0.5 - - 0.5 -

Serat (%) 0.32-0.57 0.5 - 0.6 0.7 -

Energi (kJ) - - - 165.0 200.0 -

Protein - 1.0-1.5 0.50% 0.6 g 0.5 g 0.5-1.90 g

Lemak - 0.1 0.10% 10.0 g 0.3 g 0.2 g

KH total - 7.1-13.5 9.50% 0.9 g 12.1 g 3.7-12.2 g

Sukrosa (%) 0.48-2.47 - - - 48.3 -

Glukosa (%) 2.91-5.24 - - - 29.8 -

Fruktosa (%) 2.34-4.19 - - - 21.0 -

Kalsium (mg) 8.03-

21.04

11.0-31.0 10.0 20.0 34.0 44.0-51.0

Kalium (mg) - 39.0-

337.0

- 234.0 204.0 -

Fosfor (mg) 4.06-7.04 7.0-17.0 10.00 16.0 11.0 12.0-33.0

Besi (mg) - 0.6-0.7 - 0.3 1.0 1.70-1.80

Sodim (mg) - - - 3.0 - -

Vit. A (IU) 1599-

6347

- 2020 1750.0 0.45 g -

Vit. B1 (mg) - 0.03-0.08 - - - -

Vit. B2 (mg) - 0.07-0.15 - - - -

Vit. C (mg) 46.30-

125.90

69.3-71.0 40.0 56.0 74.0 78.0-85.3

Thiamine (mg) - - - 0.04 - -

Riboflafin (mg) - - 0.25 0.4 - -

Keterangan :

1) Pal et al. (1980).

2) Yon (1994).

3) Desai dan Wagh (1995).

4) Sankat dan Maharaj (1997).

5) Villegas (1997).

6) Direktorat Gizi Depkes RI (1981),

Puslitbang Gizi RI (1995).

II.2 Bioetanol

Menurut Hapsari (2013), bioethanol merupakan cairan hasil fermentasi gula dati sumber

karbohidrat (pati) menggunakan bantuan mikroorganisme. Produksi bioethanol dari tanaman yang

mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui konversi karbohidrat menjadi gula

(glukosa).

Etanol yang disebut juga sebagi etil alkohol, mempunyai sifat berupa cairan yang tidak

stabil, mudah terbakar dan tidak berwarna dan merupakan alkohol rantai lurus dengan rumus

molekul C2H5OH. Etanol adalah salah satu bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui, ramah

lingkungan, serta menghasilkan gas emisi karbon yang rendah dibandingkan dengan bensin atau

sejenisnya (Mardiah, 2012).

Bioetanol dapat diolah dengan cara yang mirip dengan bensin dan sering digunakan

sebagai persentase campuran yang rendah untuk menghemat biaya bahan bakar, misalnya E10

adalah 10% etanol dan 90% bensin. Bioetanol juga cocok dalam jumlah yang jauh lebih besar dan

dapat menghasilkan kinerja tinggi yang sangat baik. Namun secara umum dalam penggunaan

bioetanol ini diperlukan penyesuaian mesin dalam mobil untuk menerima jumlah bioetanol yang

lebih besar, seperti melalui pemasangan tangki bahan bakar yang lebih besar dan penyesuaian

waktu pengapian. Etanol murni juga sulit untuk menguap yang dapat membuat memulai mobil

dalam cuaca dingin sulit dan itulah sebabnya kebanyakan bahan bakar mempertahankan

setidaknya sejumlah kecil bensin , seperti mobil E85 dengan 85% etanol dan 15% minyak bumi.

Keuntungan besar dari bioetanol bagi lingkungan adalah potensi karbon dioksida (CO2) yang

dikeluarkan selama penggunaannya diimbangi dengan penyerapan dari atmosfer selama

pertumbuhannya. Dengan emisi CO2 dan nitrous oxide diperhitungkan, beberapa studi

menunjukkan bahwa emisi gas rumah kaca siklus hidup dapat dikurangi dengan 90% dengan

bioetanol dibandingkan dengan bensin (Lucas, 2014).

II.3 Starter

2.3.1 Pengertaian Starter

Starter adalah populasi mikroba dalam jumlah dan kondisi fisiologis yang siap

diinokulasikan pada media fermentasi. Starter mikroba dapat dijumpai dalam berbagai bentuk,

salah satunya adalah ragi untuk pembuatan roti. Mikroba pada starter tumbuh dengan cepat dan

fermentasi segera terjadi. Media starter biasanya identik dengan media fermentasi. Media ini

diinokulasi dengan biakan murni dari agar miring yang masih segar (umur 6 hari). Mikroorganisme

yang digunakan di dalam ragi umumnya terdiri atas berbagai bakteri dan fungi (khamir dan

kapang), yaitu Rhizopus, Aspergillus, Mucor, Amylomyces, Endomycopsis, Saccharomyces,

Hansenula anomala,, Lactobacillus, Acetobacter, dan sebagainya. Tujuan pembuatan starter pada

ragi adalah untuk memperbanyak yeast dan untuk melatih yeast tersebut pada kondisi yang akan

difermentasi (Suryaningsih, 2011).

2.3.2 Manfaat Bakteri Starter

a. Mengurangi limbah organik dalam kolam atau tambak

b. Meningkatkan kecerahan air kolam atau tambak

c. Mengurangi kebutuhan akan pergantian air kolam atau tambak

d. Menstabilkan tingkat kandungan oksigen terlarut dalam air

e. Mengurangi tingkat BOD dan COD

f. Mengurangi bau tanah/lumpur pada daging ikan/udang

g. Menghilangkan lapisan minyak di permukaan air

h. Mengurangi kadar Amonia (NH3) dan Hidrogen Sulfida (H2S) dalam air

i. Menekan pertumbuhan dan penyebaran organisme pathogen

j. Meningkatkan imunitas terhadap penyakit disebabkan oleh jamur, virus, bakteri maupun

kutu,spt: white spot, aeromonas, dll.

k. Mengurangi tingkat kematian, mempercepat masa panen

l. Meningkatkan efisiensi pakan (FCR)

II.4 Fermentasi Alkohol

2.4.1 Pengertian Fermentasi

Fermentasi adalah perubahan glukosa secara anaerob yang meliputi glikolisis dan

pembentukan NAD. Fermentasi menghasilkan jumlah energi yang relatif sedikit daripada energy

yang dihasilkan respirasi aerob. Fermentasi alkohol termasuk dalam proses fermentasi anaerob.

Fermentasi alkohol adalah perubahan glukosa secara anaerob menjadi etanol atau etil alkohol dan

karbon dioksida (Karmana, 2008).

2.4.2 Reaksi Fermentasi Alkohol

Padas sel ragi dan bakteri respirasi, berlangsung secara anaerob. Terdapat 2 langkah reaksi

dalam fermentasi alkohol, pertama terjadi reaksi pembebasan CO2 dari asam piruvat sehingga

terbentuk asetaldehid. Reaksi kedua, asetaldehid direduksi oleh NADH menjadi etil alkohol. NAD

yang dibentuk digunakan untuk glikolisis (Karmana, 2008).

Reaksi fermentasi alkohol :

C6H12O6 (glukosa) Saccharomyces cerevisiae 2CO2 + C2H5OH (etanol)

Gambar 2.1 Skema Reaksi Fermentasi Alkohol (Laila, 2007).

II.5 Analisa Kandungan Alkohol

Untuk menganalisa kandungan alkohol dalam etanol dapat menggunakan : (Isroi, 2008)

1. Analisis dengan GC (Gas Chromatography)

2. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

3. Metode enzyme

4. Hydrometer.

Tiga metode yang pertama sangat sensitif, dapat mengukur kadar bioethanol dalam

konsentrasi yang sangat rendah, tetapi juga lebih rumit dan mahal. Metode enzym relatif lebih

mudah dan murah dibandingkan dengan metode GC atah HPLC. Saat ini tersedia beberapa produk

enzym kit untuk mengukur bioetanol. Tetapi metode ini masih cukup mahal. Metode terakhir

adalah metode yang paling mudah, murah, tetapi juga kurang teliti. Alat untuk mengukur kadar

etanol tersebut juga dikenal dengan nama alkohol meter atau hydrometer alkohol. Alat ini

sebenarnya digunakan dalam industri minuman keras (bir, wine) untuk mengukur kandungan

alkohol dalam minuman tersebut. Di bagian atas alkohol meter tersebut dilengkapi dengan skala

yang menunjukkan kadar alkohol. Prinsip kerjanya berdasarkan berat jenis campuran antara

alkohol dengan air.

II.6 Pembuatan Bioetanol di Industri

Menurut Clark (2007), salah satu pembuatan alkohol dalam skala produksi adalah metode

hidrasi langsung alkana, dengan sebagian besar berfokus pada hidrasi etena untuk membuat etanol.

Etanol dibuat dalam skala produksi dengan mereaksikan etena dengan uap. Katalis yang digunakan

adalah silikon dioksida padat yang dilapisi dengan asam fosfat (V). Reaksi yang terjadi dapat balik

(reversibel). Reaksinya :

Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanol pada setiap kali pemasukan ke dalam reaktor.

Dengan mengeluarkan etanol dari campuran kesetimbangan dan mendaur-ulang etena, maka

pengubahan etena menjadi etanol secara keseluruhan dapat mencapai 95%.

Gambar 2.2 Diagram alir pembuatan etanol dari etena (Clark, 2007)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Bahan dan Alat

3.1.1 Bahan yang Digunakan

1. Sari buah papaya

2. Glukosa

3. KH2PO4 dan MgSO4

4. NaOH

5. H2SO4

6. Indikator MB

7. Aquades

8. Ragi roti (Fermipan)

9. Fehling A dan Fehling B

10. Urea

3.1.2 Alat yang Digunakan

1. Erlenmeyer

2. Buret, statif, dan klem

3. Gelas ukur

4. Beaker glass

5. Pengaduk

6. Autoclave

7. Kompor listrik

8. Pipet tetes

9. Hemositometer

10. Termometer

III.2 Gambar Alat dan Keterangan

Gambar 3.1 Erlenmeyer Gambar 3.2 Buret, statif, klem Gambar 3.3 Gelas ukur

Gambar 3.4 Beaker glass Gambar 3.5 Pengaduk Gambar 3.6 Autoclave

Gambar 3.7 Kompor listrik Gambar 3.8 Pipet Tetes Gambar 3.9 Hemositometer

Gambar 3.10 Termometer

III.3 Variabel Percobaan

3.3.1 Variabel Tetap

Pada percoaan ini, variabel tetap yang digunakan adalah sari buah pepaya dengan volume

200 ml, KH2PO4 1 gram/liter, MgSO4 1 gram/liter, dan urea 2 gram/liter pada kondisi pH = 4.5

3.3.2 Variabel Berubah

Variabel berubah pada percobaan ini adalah perbandingan ragi roti (yeast) yaitu 1

gram/liter, 2gram/liter, dan 3 gram/liter.

III.4 Cara Kerja

A. Pembuatan Starter

a. Siapkan sari buah pepaya 200 ml disterilkan dengan cara dididihkan dan didinginkan pada

suhu kamar.

b. Tambahkan 1 gr/l KH2PO4, 1 gr/l MgSO4, dan urea sebanyak 2 gr/l sebagai nutrient.

c. Atur pHnya hingga 4.5.

d. Tambahkan 1 gr/L, 2gr/L, dan 3 gr/L ragi roti (fermipan) ke dalam larutan tersebut.

e. Menghitung banyaknya yeast menggunakan hemositometer

f. Larutan lalu didiamkan selama … hari (setiap hari dihitung yeastnya)

Cara Perhitungan Jumlah Mikroorganisme dengan Hemositometer

1. Pengenceran sempel 1ml 10ml (ambil 1ml) 10 ml

2. Hitung jumlah mikroba dengan hemositometer.

Gambar 3.11 Tampilan hemositometer menggunakan mikroskop

Jumlah mikroorganisme per sempel:

1

80 𝑥 25. 10−5 𝑥 10−3𝑥 𝑓𝑝 𝑥 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑥 £𝑆𝑒𝑙

B. Fermentasi Media

1. Analisa Glukosa Standar

a. Pembuatan glukosa standar

b. Larutkan 1.25 gram glukosa anhidrit sampai 500 ml.

c. Standarisasi kadar glukosa :

1. Ambil 5 ml glukosa standar, encerkan sampai 100 ml, ambil 5 ml, netralkan pHnya.

2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B.

3. Panaskan hingga 600C s.d. 700C.

4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna biru

hampir hilang lalu tambahkan 2 tetes MB.

5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna

biru menjadi merah bata.

6. Catat kebutuhan titran.

F = V titran

2. Persiapan Sari Buah Pepaya

a. Siapkan sari buah papaya yang telah bebas dari ampas sesuai variabel.

b. Sari buah disterilkan dengan cara didihkan.

c. Dinginkan sampai suhu kamar, lalu atur pH 4.5.

3. Mengukur kadar glukosa sari buah pepaya

a. Ukur densitas sari buah papaya.

b. Cari M [lihat langkah kerja terakhir].

c. Ukur kadar glukosa sari buah dengan rumus berikut :

%𝑆𝐵 =

(𝐹 − 𝑀)𝑥𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑉𝑡𝑖𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖𝑥

𝑉𝑝𝑒𝑛𝑔𝑒𝑛𝑐𝑒𝑟𝑎𝑛

𝑉𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 𝜌𝑥 100% 𝑥 0,0025

4. Penentuan kadar glukosa substrat

a. Atur kadar glukosa substrat sebelum fermentasi sebesar 12%.

b. Contoh : Bila dalam substrat kita menginginkan kadar glukosanya 14%.

Bila %SB > 14%, perlu diencerkan :

14% = %𝑆𝐵 𝑥 𝑉𝑆𝐵 𝑥 𝜌𝑆𝐵

(𝑉𝑎𝑞 𝑥 𝜌𝑎𝑞) + (𝑉𝑆𝐵 𝑥 𝜌𝑆𝐵) 𝑥 100%

Bila %SB < 14%, perlu ditambah sukrosa :

14% = 180𝑋 + (%𝑆𝐵 𝑥 𝑉𝑆𝐵 𝑥 𝜌𝑆𝐵)

342𝑋 + (𝑉𝑆𝐵 𝑥 𝜌𝑆𝐵) 𝑥 100%

Berat sukrosa = X mol . 342 gr/mol = Y gram.

Y gram dilarutkan ke dalam substrat tersebut.

5. Fermentasi media sari buah

a. Ambil substrat yang telah diatur kadar glukosanya.

b. Tambahkan starter sesuai variable.

c. Ukur densitas dan volume konstan sebelum fermentasi.

d. Fermentasi anaerob selama … hari.

C. Analisa Hasil

1. Ukur densitas setelah fermentasi

2. Cari F dan M

3. Analisa kadar glukosa hasil fermentasi dengan rumus :

%ℎ =

(𝐹 − 𝑀)𝑥𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑉𝑡𝑖𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖𝑥

𝑉𝑝𝑒𝑛𝑔𝑒𝑛𝑐𝑒𝑟𝑎𝑛

𝑉𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 𝜌𝑥 100% 𝑥 0,0025

D. Cara penentuan M (M=Vtitran)

1. Ambil 5 ml sari buah, encerkan hingga 100 ml, ambil 5 ml dan netralkan pHnya.

2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B, tambahkan 5 ml glukosa standar yang telah

diencerkan.

3. Panaskan hinga 600C s.d. 700C.

4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C, sampai warna biru

hampir hilang, lalu tambahkan 2 tetes MB

5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna biru

menjadi merah bata

6. Catat kebutuhan titran :

M = V titran

DAFTAR PUSTAKA

Clark, Jim. 2007. “ Pembuatan Alkohol dalam Skala Industri”. http://www.chem-is-

try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/pembuatan_alkohol_dalam_skala

_produksi/ .Diakses 21 Maret 2015.

Hapsari, Mira Amalia dan Alice Pramashinta. 2013. “Pembuatan Bioetanol dari Singkong Karet

(Manihot glaziovii) untuk Bahan Bakar Kompor Rumah Tangga Sebagai Upaya

Mempercepat Konversi Minya Tanah ke Bahan Bakar Nabati”. Jurusan Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. Semarang.

Isroi. 2008. “Mengukur Kadar Bioetanol”. http://isroi.com/2008/12/19/mengukur-kadar-

bioetanol/ .Diakses 21 Maret 2015.

Karmana, Oman. 2008. Biologi. Bandung : Grafindo Media Pratama.

Laila, Siti dan Bagod Sudjadi. 2007. Biologi. Bogor : Yudhistira.

Lucas, Paul. 2014. “The Advantages and Disadvantages of Bioethanol”.

http://www.contracthireandleasing.com/car-leasing-news/bioethanol-the-advantages-

and-disadvantages/ .Diakses 21 Maret 2015.

Mardiah, Elida, dkk. 2012. “Pembuatan Bioetanol dari Ampas Sagu dengan Proses Hidrolisis

Asam dan Menggunakan Saccharomyces cerevisiae”. Jurusan Kimia, Fakultas MIPA,

Universitas Andalas.

Setiaty, Endang Darma. 2011. “Produksi Buah Pepaya Varietas Callina (Carica papaya l.) pada

Kombinasi Pupuk Organik dan Anorganik di Tanah Ultisol”.

Suryaningsih, Dian. 2011. “Pembuatan Starter”.

Susilowati, Rina, dkk. 2006. “Pemberian alcohol peroral secara kronis menurunkan kepadatan sel

granula cerebellum pada tikus putih ( Rattus norvegicus) jantan dewasa”. Fakultas

Kedokteran, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Widodo, Winarso D., dkk. 2010. “ Studi Karakter Mutu Buah Pepaya IPB”.