PEMBUATAN BIOETANOL DARI LIMBAH BUAH TOMAT DENGAN

HIDROLISIS ASAM DAN FERMENTASI MENGGUNAKAN RAGI ROTI

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Disusun oleh:

Eko Yuni Setiawan

NIM. M0412021

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017

ii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya

sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka

gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, 26 Januari 2017

Eko Yuni Setiawan

NIM. M0412021

iv

Pembuatan Bioetanol dari Limbah Buah Tomat dengan Hidrolisis Asam dan

Fermentasi Menggunakan Ragi Roti

Eko Yuni Setiawan

M0412021 Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta

ABSTRAK

Bioetanol merupakan salah satu energi alternatif pengganti bahan bakar

fosil. Proses fermentasi dapat dilakukan dengan ragi. Bahan baku pembuatan

bioetanol dapat diperoleh dari bahan yang menghasilkan gula, misalnya limbah

buah tomat. Buah tomat termasuk komoditi yang sangat mudah rusak, baik yang

disebabkan oleh kerusakan mekanis dan fisiologis maupun kerusakan yang

disebabkan oleh mikroorganisme sehingga kuantitas pembuangan limbah buah

tomat cukup tinggi, baik dari petani, distributor dan pedagang di pasaran.

Penelitian ini bertujuan mengetahui konsentrasi 1M yang paling tinggi

menghasilkan gula pereduksi dalam proses hidrolisis dan mengetahui konsentrasi

ragi roti yang paling tinggi menghasilkan bioetanol dari fermentasi substrat

limbah buah tomat.

Tahap pertama yaitu hidrolisis limbah buah tomat menggunakan

1M dengan variasi konsentrasi 0, 1, 3, dan 5% (v/v). Kadar gula pereduksi diukur

dengan metode DNS (dinitrosalycilic acid). Ragi yang digunakan pada penelitian

ini adalah ragi roti fermipan. Hasil hidrolisis dengan gula pereduksi paling tinggi

digunakan pada tahap fermentasi dengan variasi konsentrasi ragi roti fermipan 0,

3, 5, dan 7% (b/v) selama 6 hari pada suhu 30ºC.

Konsentrasi 1M yang menghasilkan kadar gula pereduksi paling

tinggi dari proses hidrolisis adalah 1% (v/v) dengan kadar gula pereduksi sebesar

2,4%. Konsentrasi ragi roti fermipan yang menghasilkan bioetanol paling tinggi

adalah 3% (b/v) dengan bioetanol sebesar 1,5% setelah 6 hari fermentasi.

Kata kunci: bioetanol, limbah buah tomat, , ragi roti fermipan.

v

The Production of Bioethanol from Tomato Fruit Waste with Acid

Hydrolysis and Fermentation Using Bread Yeast

Eko Yuni Setiawan

M0412021

Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Science,

Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

Bioethanol is one of alternative energies substituting for fossil fuel.

Fermentation can be conducted with yeast. The raw material of bioethanol

production can be obtained from material producing sugar, for example, tomato

fruit waste. Tomato fruit belongs to perishable commodity, due to either mechanic

and physiological or microorganism induced damage so that the quantity of

tomato fruit waste disposal is substantial, from the farmers, distributors, and seller

in the market. This research aimed to find out concentration of H2SO4 1M

producing the most sugar reducer in hydrolysis process and find out the highest

concentration of bread yeast producing the largest level of bioethanol.

The first stage of tomato fruit waste hydrolysis employed H2SO4 1M with

varying concentration of 0, 1, 3, and 5% (v/v). Sugar reducer level was measured

using DNS (dinitrosalycilic acid). The yeast used in this research was fermipan

bread yeast. The result of hydrolysis with the highest sugar reducer was used in

the fermentation stage with fermipan bread yeast at varying concentration of 0, 3,

5, and 7% (b/v) for 6 days at 30oC.

The concentration of H2SO4 1M producing the highest level of sugar

reducer from hydrolysis process was 1% (v/v) with sugar reducer level of 2,4%.

The concentration of fermipan bread yeast producing the highest bioethanol was

3% (b/v) with bioethanol of 1,5% after 6 days fermentation.

Keywords: bioethanol, tomato fruit waste, H2SO4, fermipan bread yeast.

vi

MOTTO

If “plan A” didn’t work, the alphabet has 25 more letters

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk Ibu dan Bapak tercinta

Kepada Dik Retno yang saya banggakan

Keluarga besar Biogenesis 2012

Keluarga besar Math 2012, (+ 1) 2011

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberi limpahan nikmat

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

penyusunan skripsi yang berjudul “Pembuatan Bioetanol dari Limbah Buah

Tomat dengan Hidrolisis Asam dan Fermentasi Menggunakan Ragi Roti”.

Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk memperoleh gelar

kesarjanaan Strata 1 (S1) di Program Studi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini, penulis telah

mendapatkan saran, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat

berguna dan bermanfaat secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu,

pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons)., Ph.D. selaku Dekan Fakultas

Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan izin penelitian untuk keperluan skripsi.

2. Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku Kepala Program Studi Biologi, Fakultas

Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan izin dalam melakukan penelitian.

ix

3. Dr. Edwi Mahajoeno, M.Si. selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan izin, saran, bimbingan, dan dukungan dari awal hingga

terselesaikannya penyusunan skripsi.

4. Tjahjadi Purwoko, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan izin, saran, bimbingan, dan dukungan dari awal hingga

terselesaikannya penyusunan skripsi.

5. Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah

memberikan saran, masukan, dan izin dalam melakukan penelitian ini.

6. Bapak Ari Pitoyo, M.Sc. selaku dosen penelaah II yang telah memberikan

saran, masukan, dan izin dalam melakukan penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini kurang sempurna, oleh karena itu

saran dan kritik yang membangun penulis harapkan untuk perbaikan lebih lanjut.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis, pembaca, dan untuk

perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang biologi.

Surakarta, 28 November 2016

Eko Yuni Setiawan

x

DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN....................................................................................................ii

PERNYATAAN...................................................................................................iii

ABSTRAK............................................................................................................iv

MOTTO................................................................................................................vi

PERSEMBAHAN................................................................................................vii

KATA PENGANTAR.........................................................................................viii

DAFTAR ISI.........................................................................................................x

DAFTAR TABEL................................................................................................xii

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xiii

BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................... 1

A. ........................................................................................................ La

tar Belakang Masalah ................................................................................ 1

B. ........................................................................................................ Ru

musan Masalah .......................................................................................... 5

C. ........................................................................................................ Tu

juan Penelitian ........................................................................................... 5

D. ........................................................................................................ M

anfaat Penelitian ........................................................................................ 5

BAB II. LANDASAN TEORI .............................................................................. 6

xi

A. ........................................................................................................ Ti

njauan Pustaka ........................................................................................... 6

B. ........................................................................................................ Ke

rangka Berpikir.......................................................................................... 14

BAB III. METODE PENELITIAN....................................................................... 17

A. ........................................................................................................ W

aktu dan Tempat ........................................................................................ 17

B. ........................................................................................................ Al

at dan Bahan .............................................................................................. 17

C. ........................................................................................................ Ra

ncangan Penelitian .................................................................................... 17

D. ........................................................................................................ Ca

ra Kerja..................................................................................................18

E. ........................................................................................................ A

nalisis Data..............................................................................................22

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................23

A. ........................................................................................................ Ka

dar Gula Pereduksi dari Substrat Limbah Buah Tomat dengan Hidrolisis

H2SO4 1M...................................................................................................23

B. ........................................................................................................ Pr

oduksi Bioetanol dengan Fermentasi Menggunakan Ragi Roti dan

Pemurnian dengan Destilasi.......................................................................25

xii

C. ........................................................................................................ Ka

dar Gula Pereduksi, Biomassa Saccharomyces cerevisiae, dan Kadar

Bioetanol Selama Proses Fermentasi.........................................................28

BAB V. PENUTUP...............................................................................................32

A. ........................................................................................................ Ke

simpulan................................................................................................32

B. ........................................................................................................ Sa

ran..........................................................................................................32

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................33

LAMPIRAN..........................................................................................................37

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi Bahan Penyusun Buah Tomat. ............................................. 7

Tabel 2. Karakteristik Limbah Buah Tomat ......................................................... 8

Tabel 3. Sifat Fisik Etanol .................................................................................... 9

Tabel 4. Kadar Gula Pereduksi pada Variasi Konsentrasi H2SO4 1M..................23

Tabel 5. Kadar Bioetanol Setelah Fermentasi Menggunakan Ragi Roti...............26

xiv

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Buah Tomat................................................................................................6

Gambar 2. Saccharomyces cerevisiae........................................................................13

Gambar 3. Bagan Kerangka Berpikir ........................................................................16

Gambar 4. Kadar Gula Pereduksi Selama Proses Fermentasi....................................28

Gambar 5. Biomassa Saccharomyces cerevisiae Selama Proses Fermentasi............29

Gambar 6. Kadar Bioetanol Selama Proses Fermentasi.............................................30