Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol ... · Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi...
Transcript of Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol ... · Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi...
Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol
dari Sargassum sp Menggunakan Metode Hidrolisis Asam dan
Fermentasi Menggunakan Mikroba Asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Biologi
Oleh:
Anggraeni Kusuma Wardani
NIM: 141434085
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol
dari Sargassum sp Menggunakan Metode Hidrolisis Asam dan
Fermentasi Menggunakan Mikroba Asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Biologi
Oleh:
Anggraeni Kusuma Wardani
NIM: 141434085
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PERSEMBAHAN
“IF YOU CAN DREAM IT, YOU CAN ACHIEVE IT”
Zig ziglar
“Ia Membuat Segala Sesuatu Indah Pada Waktunya”
Pengkhotbah 3:11
Karya ini kupersembahkan untuk :
Tuhan Yang Maha Esa yang selalu menemani setiap
langkahku
Orangtua atas cinta kasih dan dukunganya
Teman-teman seperjuangan Pendidikan Biologi 2014
Almamaterku Universitas Sanata Dharma
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang telah saya
tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah
disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 31 Juli 2018
Penulis
(Anggraeni Kusuma Wardani)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta:
Nama : Anggraeni Kusuma Wardani
NIM : 141434085
Demi kepentingan pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol
dari Sargassum sp Menggunakan Metode Hidrolisis Asam dan
Fermentasi Menggunakan Mikroba Asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)
Dengan demikian saya memberikan kepada pihak Perpustakaan Universitas
Sanata Dharma hak untuk menyimpan, untuk mengalihkan dalam bentuk media
lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara
terbatas, dan mempublikasikan ke internet atau media lain guna kepentingan
akademis tanpa ijin sari saya maupun royalty kepada saya selama masih tetap
mencantumkan nama sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.
Dibuat di : Yogyakarta
Pada tanggal : 31 Juli 2018
Yang menyatakan
(Anggraeni Kusuma Wardani)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas karunia Tuhan Yang Maha Esa, melalui berkat, rahmat
dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol dari
Sargassum sp Menggunakan Metode Hidrolisis Asam dan Fermentasi
Menggunakan Mikroba Asosiasi (Zymomonas mobilis, Saccharomyces
cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)”. Penulisan skripsi ini diajukan
sebagai salah satu syarat dalam meraih gelar sarjana pada Program Studi
Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta. Ketercapaian yang dialami penulis sampai sejauh ini tidak
lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberikan berkat dan karunia-
Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.
2. Kedua orangtua atas cinta kasih, doa serta dukungan yang selalu
diberikan.
3. Keluarga yang selalu memberikan dukungan dan semangat.
4. Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan penulis
kesempatan untuk berdinamika dan menimba ilmu.
5. Drs. Antonius Tri Priantoro, M.For.Sc selaku Ketua Program Studi
Pendidikan Biologi.
6. Ibu Retno Herrani Setyati, M. Biotech selaku dosen pembimbing
skripsi yang sudah bersedia meluangkan waktunya untuk
berkonsultasi, memberikan dukungan, bimbingan, arahan serta
masukkan bagi penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Bapak Ignatius Yulius Kristio Budiasmoro, S.Si., M.Si atas segala
bantuan dan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
8. Rm. Dr. Ir. Paulus Wiryono P.,S.J.,M.Sc selaku dosen penguji yang
sudah menyediakan waktunya.
9. Bapak Sulistyo atas segala bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.
10. Segenap Dosen Pendidikan Biologi dan Staff Sekertariat JPMIPA.
11. Laboran Pendidikan Biologi dan Farmasi yang turut membantu dalam
penelitian di Laboratorium.
12. Rempongers yang selalu memberikan dukungan, bantuan dan
semangat.
13. Krista Putri dan Monica Wulanda teman seperjuangan dalam suka dan
duka selama perkuliahan.
14. Makroalga Squad atas dinamika, bantuan dan semangat dalam
penyusunan skripsi ini.
15. Teman-teman mahasiswa Pendidikan Biologi angkatan 2014 atas
dinamika selama proses perkulaiahan.
16. Kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu
yang telah membantu dan mendukung penulis selama proses
perkuliahan dan penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat
banyak kekurangan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi penulis, dunia pendidikan, dan masyarakat.
Yogyakarta, 31 Juli 2018
Penulis
(Anggraeni Kusuma Wardani)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
Pengaruh Lama Waktu Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol
dari Sargassum sp Menggunakan Metode Hidrolisis Asam dan
Fermentasi Menggunakan Mikroba Asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)
Anggraeni Kusuma Wardani
Universitas Sanata Dharma
2018
Abstrak
Sargassum sp merupakan salah satu rumput laut yang melimpah di
perairan Indonesia dan mempunyai potensi yang dapat dijadikan sebagai sumber
energi alternatif terbarukan. Sargassum sp kering mempunyai kandungan
karbohidrat 58,23% sehingga dapat dijadikan bioetanol melalui proses fermentasi.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh lama waktu fermentasi
dan jumlah kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp.
Jenis penelitian ini adalah eksperimental laboratoris. Percobaan dilakukan
dengan menggunakan mikroba asosiasi yaitu Zymomonas mobilis, Ragi Tape dan
Ragi Roti dengan variasi lama waktu fermentasi 4 hari, 5 hari, 6 hari, dan 7 hari.
Pengujian kadar glukosa dilakukan dengan menggunakan metode DNS.
Pengukuran kadar etanol dilakukan dengan menggunakan Gas Chromatography.
Analisis data menggunakan metode statistik regresi korelasi.
Hasil penelitian menunjukkan kondisi terbaik pada lama waktu fermentasi
hari ke-6 dengan jumlah kadar etanol 24,67% dengan kadar gula reduksi 54,570
ppm. Semakin lama waktu fermentasi semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan
kecuali pada hari ke-7 yang mengalami penurunan. Lama waktu fermentasi tidak
berpengaruh signifikan terhadap kadar etanol yang dihasilkan.
Kata Kunci : Sargassum sp, bioetanol, fermentasi, mikroba asosiasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
The Influence of Length of Fermentation Time on Making Bioethanol from
Sargassum sp Using Hydrolyzed Acid and Fermentation Methods Using
Microbial Association (Zymomonas mobilis, Saccharomyces cerevisiae in
Yeast Tape and Yeast Bread)
Anggraeni Kusuma Wardani
Sanata Dharma University
2018
Abstract
Sargasum sp is one of the abundant seaweed in Indonesian seas and it has
the potential to be used as a renewable alternative energy source. Dry Sargassum
sp contains 58.23% carbohydrate that can be used as bioethanol through a
fermentation process. This research aims to determine the effect of fermentation
time on the amount of ethanol content produced from Sargassum sp.
Fermentation.
The type of this study was laboratory experiment. The experiment was
conducted by using microbial association namely Zymomonas mobilis, Yeast Tape
and Yeast Bread with variation of fermentation duration of 4 days, 5 days, 6
days, and 7 days. Glucose test is done by using the DNS method. The
measurement of ethanol content is done by using Gas Chromatography. In the
data analysis the researcher uses correlation regression statistic method.
The result of the research shows that the best treatment is 6 days
fermentation duration with the amount of ethanol 24.67% with the reducing sugar
content 54,570 ppm. The longer the fermentation time the higher the ethanol
content produced except on the 7th day showing decline. The duration of
fermentation shows non significant effect on the ethanol content produced.
Keywords: Sargassum sp, bioetanol, fermentation, microbial association.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………......i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING………………………………..ii
HALAMAN PENGESAHAN……………………………………...……..……..iii
HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii
Abstrak .................................................................................................................. ix
Abstract .................................................................................................................. x
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv
DAFTAR GRAFIK ............................................................................................ xvi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvii
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
A. Latar Belakang ............................................................................................. 1
B. Rumusan Masalah ........................................................................................ 5
C. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 5
D. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 6
BAB II .................................................................................................................... 7
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 7
A. Sargassum sp ................................................................................................ 7
1. Klasifikasi dan Morfologi ........................................................................ 7
2. Habitat ...................................................................................................... 8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
3. Komposisi Kimia ...................................................................................... 8
4. Persebaran ................................................................................................ 9
B. Mikroba Asosiasi ....................................................................................... 11
1. Zymomonas mobilis ................................................................................ 11
2. Ragi Tape dan Ragi Roti ........................................................................ 12
C. Hidrolisis Asam .......................................................................................... 13
D. Fermentasi .................................................................................................. 14
E. Bioetanol .................................................................................................... 16
F. Penelitian Yang Relevan ............................................................................ 19
G. Kerangka Berfikir....................................................................................... 23
H. Hipotesa...................................................................................................... 26
BAB III ................................................................................................................. 27
METODE PENELITIAN ................................................................................... 27
A. Jenis Penelitian ........................................................................................... 27
B. Batasan Penelitian ...................................................................................... 27
C. Populasi dan Sampel Penelitian ................................................................. 28
D. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 28
E. Desain Penelitian ........................................................................................ 29
F. Alat dan Bahan ........................................................................................... 29
G. Prosedur Kerja ............................................................................................ 30
1. Pra-Penelitian ......................................................................................... 30
2. Preparasi Sampel .................................................................................... 31
3. Hidrolisis Asam ...................................................................................... 32
4. Pengukuran Kadar Glukosa .................................................................... 32
5.Kultivasi Zymomonas mobilis ..................................................................... 33
6.Pembuatan Nutrisi Ragi Tape dan Ragi Roti .............................................. 33
7.Fermentasi ................................................................................................... 34
8.Destilasi ...................................................................................................... 34
9.Pengukuran kadar etanol menggunakan Brix-refractometer ...................... 34
10.Pengukuran Kadar Etanol ......................................................................... 35
H.Teknik Pengumpulan Data ............................................................................ 35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
1.Penetapan Total Gula Reduksi Metode DNS ............................................. 35
2.Pengukuran pH ........................................................................................... 36
3.Pengukuran Kadar Etanol ........................................................................... 36
I. Cara Analisis Data .......................................................................................... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 37
A. Hidrolisis Asam ............................................................................................ 37
B.Uji Gula Reduksi ........................................................................................... 38
C.Uji Kadar Etanol ............................................................................................ 40
D. Keterbatasan Penelitian ................................................................................ 45
BAB V IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN PEMBELAJARAN ........ 46
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. 50
A. Kesimpulan ................................................................................................... 50
B. Saran ............................................................................................................. 50
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 51
LAMPIRAN ......................................................................................................... 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Sargassum sp Kering…………………………….…9
Tabel 2.2 Persebaran Sargassum sp……………………………………………..10
Tabel 2.3 Perbandingan Keuntungan dan Kelemahan Teknik Hidrolisis Asam...14
Tabel 4.1 Absorbansi pada Larutan Standar………………………………….….39
Tabel 4.2 Hasil Kadar Glukosa……………………………………………….….40
Tabel 4.3 Hasil Kadar Etanol pada Sampel………………………………….…..40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sargassum sp…………………………………………………….…..7
Gambar 2.2 Persebaran Sargassum sp di Perairan Indonesia………………....…11
Gambar 2.3 Proses Fermentasi Etanol………………………………………..…16
Gambar 2.4 Literature map………………………………………………...…....22
Gambar 2.5 Kerangka Berfikir…………………………………………………...25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Kurva Standar Glukosa………………………………………….……39
Grafik 4.2 Pengaruh Lama Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Etanol…………41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Silabus Pembelajaran.........................................................................55
Lampiran 2. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran..................................................58
Lampiran 3. Lembar Kerja Siswa I........................................................................74
Lampiran 4. Lembar Kerja Siswa II.......................................................................76
Lampiran 5. Intrumen Penilaian.............................................................................78
Lampiran 6. Uji Statistika......................................................................................87
Lampiran 7. Uji Gula Reduksi...............................................................................89
Lampiran 8. Dokumenasi Penelitian......................................................................90
Lampiran 9. Sertifikan Kultur Murni Zymomonas mobilis………………..………..92
Lampiran 10. Hasil Uji Gas Chromatography......................................................93
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan energi fosil seperti bensin, solar, batubara semakin
meningkat setiap tahunnya. Hal tersebut seiring dengan pertumbuhan
ekonomi, industri, pertambahan jumlah penduduk dan perkembangan ilmu
pengetahuan. Kebutuhan terhadap energi fosil yang semakin meningkat tidak
sebanding dengan ketersediaan jumlah energi fosil di alam. Energi fosil
bersifat tidak terbarukan dan menyebabkan polusi yang mengakibatkan
terjadinya pemanasan global. Oleh sebab itu, diperlukan alternatif energi
terbarukan yang ramah lingkungan. Salah satu solusi untuk mengatasi
permasalahan krisis sumber energi adalah dengan menggunakan bioetanol.
Bioetanol merupakan etanol yang diproduksi dari biomassa yang memiliki
kandungan gula, pati, maupun selulosa.
Bioetanol merupakan energi renewable dan ramah lingkungan yang
dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Penggunaan etanol
sebagai bahan bakar mempunyai beberapa keunggulan yaitu, kandungan
oksigen etanol tinggi (35%) sehingga dapat menghasilkan bahan bakar yang
bersih. Hasil bahan bakar ramah bagi lingkungan karena emisi gas
karbonmonoksida lebih rendah 19-25% dibanding BBM (Bahan Bakar
Minyak). Energi terbarukan ini tidak memberikan kontribusi pada akumulasi
karbon dioksida di atmosfer, hasil etanol lebih stabil. Angka oktan etanol
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
tergolong tinggi sekitar 129 sehingga menghasilkan proses pembakaran yang
stabil. Proses pembakaran dengan daya yang lebih baik dapat mengurangi
emisi gas karbonmonoksida menjadi hanya 1,3% (Edward dan Riardi, 2015) .
Bioetanol menjadi pilihan utama karena mudah terurai, aman bagi lingkungan,
serta pembakaran bioetanol hanya menghasilkan karbondioksida dan air
(Hambali dkk, 2006). Bioetanol memiliki predikat clean energy karena dapat
menurunkan produksi karbondioksida hingga 18 % (Edward dan Riardi,
2015).
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 79 Tahun 2014
tentang Kebijakan Energi Nasional, maka bahan bakar nonfosil atau energi
terbarukan dapat dikembangkan dan dimanfaatkan sebagai bahan bakar
nonfosil. Bahan bakar bioetanol, aseton dan butanol, biodiesel, syngas, biogas
dan hydrogen dapat memberi kontribusi terhadap kebutuhan bahan bakar dan
energi nasional. Di Indonesia telah berkembang beberapa jenis bioetanol
berdasarkan bahan bakunya dapat dikelompokkan menjadi tiga yaitu bioetanol
generasi pertama (G1), kedua (G2) dan ketiga (G3). Bioetanol generasi
pertama menggunakan bahan yang berasal dari pati seperti molase, jagung,
sorghum. Namun pembuatan bioetanol generasi pertama ini perlu dilakukan
pengkajian lebih lanjut karena berkompetisi dengan bahan pangan yang dapat
mendorong kenaikan harga komoditi pangan serta keterbatasan geografi
daerah penghasil. Bioetanol generasi kedua lebih memanfaatkan biomassa
komponen selulosa dan hemisellulosa seperti limbah padat pada agroindustri.
Pada bioetanol generasi kedua mengalami kendala dengan adanya lignin tinggi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
yang sulit terdegradasi dan membutuhkan biaya yang mahal. Bioetanol
generasi ketiga menggunakan alga baik mikroalga maupun makroalga.
Dengan memperhatikan kandungan bahan pada alga serta potensi budidaya
yang besar bioetanol generasi ketiga mempunyai potensi besar untuk
dikembangkan menjadi bioetanol.
Menurut Harvey dan Pligrim, (2010), sumber BBN (Bahan Bakar
Nabati) selama ini berasal dari biomassa pati yang juga menjadi sumber
pangan dan pakan sehingga terjadi kompetisi di antara keduanya. Indonesia
merupakan negara dengan megabiodiversity sehingga mempunyai potensi
yang besar untuk mengembangkan dan mengolah sumber daya alamnya,
didukung dengan dua pertiga luas wilayah Indonesia yang merupakan
perairan. Salah satu alternatif adalah dengan menggunakan makroalga sebagai
raw material untuk dijadikan sebagai bioetanol. Alga merupakan salah satu
sumber daya alam hayati laut yang bernilai ekonomis dan mempunyai
perananan dan manfaat bagi lingkungan sekitarnya. Rumput laut atau seaweed
merupakan salah satu tumbuhan laut yang tergolong dalam makroalga benthik
yang banyak hidup melekat di dasar perairan. Komponen utama dalam rumput
laut adalah karbohidrat (gula dan gum). Komponen ini berpotensi untuk
dikonversi menjadi bioetanol. Salah satu rumput laut yang bisa digunakan
untuk membuat bioetanol adalah Sargassum sp.
Sargassum sp merupakan salah satu jenis rumput laut coklat di
Indonesia yang bernilai ekonomis, memiliki umur panen yang relatif singkat,
tersebar luas di perairan Indonesia dengan potensi produksinya cukup tinggi,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
namun produksinya masih banyak berasal dari hasil panen persediaan dari
alami (Saputra dkk, 2012). Sargassum sp mempunyai kandungan selulosa
yang berkisar antara 23,97 - 35,22 % (Kawaroe et al., 2012; Saputra dkk.,
2012). Kandungan selulosa yang tinggi pada Sargassum sp merupakan salah
satu potensi untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi bioetanol sebagai
sumber energi terbarukan. Bahan baku untuk proses produksi bioetanol dapat
diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu pati, gula dan selulosa. Sumber
selulosa harus dikonversi menjadi gula melalui proses hidrolisis. Hidrolisis
dapat dilakukan baik secara kimiawi dengan menggunakan asam dan secara
enzimatik.
Pada penelitian ini menggunakan hidrolisis secara kimiawi dengan
asam HCl. Berdasarkan penelitian Siswati dkk (2009), katalis HCl
menghasilkan glukosa lebih tinggi dibandingkan dengan H2SO4. Hal ini terjadi
karena H2SO4 bersifat membakar selulosa sedangkan HCl tidak, sehingga
glukosa yang dihasilkan lebih sedikit. Setelah proses hidrolisis dilanjutkan
dengan proses fermentasi. Fermentasi etanol merupakan aktivitas penguraian
gula menjadi etanol dengan mengeluarkan gas CO2, fermentasi ini dilakukan
dengan menggunakan mikroba asosiasi yaitu Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae yang terdapat pada ragi tape dan ragi roti.
Pemakaian bakteri Zymomonas mobilis dalam pembuatan industri etanol
mempunyai beberapa keuntungan antara lain kemampuan untuk tumbuh
secara anaerob fakultatif, hasil produksi lebih tinggi, dan kemampuan
fermentasi lebih spesifik dibandingkan dengan khamir (Albert dkk, 2015).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Ragi tape dan ragi roti mengandung berbagai mikroba khususnya
Saccharomyces cerevisiae yang dapat melakukan fermentasi etanol. Adanya
sinergi dari berbagai mikroba yang mempunyai peran masing-masing dalam
proses fermentasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar yang lebih tinggi.
Berdasarkan permasalahan dan data yang sudah diuraikan di atas maka
peneliti ingin melakukan penelitian dengan judul Pengaruh Lama Waktu
Fermentasi pada Pembuatan Bioetanol dari Sargasum sp Menggunakan
Metode Hidrolisis Asam dan Fermentasi Menggunakan Mikroba Asosiasi
(Zymomonas Mobilis, Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi
Roti) .
B. Rumusan Masalah
1. Apakah lama waktu fermentasi berpengaruh pada kadar bioetanol
yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp ?
2. Berapakah kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh lama waktu fermentasi pada produksi bioetanol
yang di hasilkan dari fermentasi Sargassum sp
2. Mengetahui kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
D. Manfaat Penelitian
1. Bagi Peneliti
Menambah ilmu pengetahuan dan wawasan terkait pemanfaatan
makroalga, khususnya pemanfaatan Sargassum sp dalam produksi
bioetanol sebagai salah satu sumber daya terbarukan pengganti bahan
bakar fosil .
2. Bagi Masyarakat
Memberikan informasi kepada masyarakat mengenai potensi
makroalga khususnya Sargasum sp sebagai sumber daya alam terbarukan
pengganti bahan bakar fosil.
3. Bagi Dunia Pendidikan
Sebagai acuan dalam pengembangan penelitian selanjutnya serta
sebagai penunjang pembelajaran di SMA kelas XII semester genap pada
pokok bahasan bioteknologi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Sargassum sp
1. Klasifikasi dan Morfologi
Secara taksonomi Sargassum dapat diklasifikasikan sebagai berikut
(The DNA of Singapore, 2018):
Kingdom : Protista
Phylum : Heterokontophyta
Class : Phaeophyceae
Order : Fucales
Family : Sargassaceae
Genus : Sargassum
Spesies : Sargassum sp
Gambar 2.1 Sargassum sp
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Morfologi Sargassum umumnya memiliki bentuk thallus silindris
atau gepeng, cabangnya rimbun menyerupai pohon darat, bentuk daun
melebar, lonjong, atau seperti pedang, mempunyai gelembung udara yang
umumnya soliter, warna thallus umumnya coklat (Aslan, 1999 dalam Kadi
2005).
2. Habitat
Genus Sargassum termasuk dalam class Phaeophyceae tumbuh
subur pada daerah tropis, suhu perairan 27,5-29,30°C dan salinitas 32-
33,5%. Habitat Sargassum yakni di perairan pada kedalaman 0,5-10 m
dengan arus dan ombak. Sargassum banyak ditemukan di daerah perairan
jernih yang mempunyai substrat dasar batu karang, karang mati, batuan
vulkanik dan benda-benda yang bersifat massive yang berada di dasar
perairan. Alga Sargassum tumbuh berumpun dengan untaian cabang-
cabang. Panjang thallus utama mencapai 1-3 m dan setiap percabangan
terdapat gelembung udara berbentuk bulat yang disebut “ Bladder “
berguna untuk menopang cabang-cabang thallus terapung ke arah
permukaan air untuk mendapatkan cahaya matahari (Kadi, 2005).
3. Komposisi Kimia
Menurut Ika (2017), Sargassum sp kering memiliki komposisi
kimia air, abu, lemak, protein, karbohidrat yang disajikan pada tabel 2.1.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Sargassum sp kering
Komposisi Kimia Presentase
Air (%bb) 28,20
Abu (%bk) 33,74
Lemak (%bk) 4,54
Protein (%bk) 8,42
Karbohidrat (%bk) 53,28
Sargassum sp juga memiliki kandungan selulosa berkisar antara
23,97-35,22%. Selulosa terdiri atas glukosa yang berantai panjang, dapat
dipecah dengan katalis enzim yang disebut selulase dan menggunakan
asam seperti HCl dan H2SO4 (Kawaroe dalam Saputra 2012).
4. Persebaran
Berdasarkan penelitian Kadi (2005) makroalga di Indonesia
menunjukkan sebaran yang luas dan bervariasi. Sargassum sp termasuk
alga dengan distribusi yang berada di seluruh peraian Indonesia.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Tabel 2.2 Persebaran Sargassum sp di perairan Indonesia
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
B. Mikroba Asosiasi
1. Zymomonas mobilis
Zymomonas mobilis adalah bakteri yang berbentuk batang,
termasuk dalam bakteri gram negatif, tidak membentuk spora dan
merupakan bakteri yang dapat bergerak. Bakteri ini banyak digunakan di
perusahaan bioetanol karena mempunyai kemampuan yang dapat
melampaui ragi dalam beberapa aspek. Z.mobilis memiliki beberapa
kelebihan dibandingkan dengan Saccharomyces cerevisiae yaitu; dapat
tumbuh secara anaerob fakultatif dan mempunyai toleransi terhadap suhu
tinggi, mempunyai kemampuan untuk mencapai konversi yang lebih
tinggi, tahan terhadap kadar etanol yang tinggi dan pH yang rendah. pH
optimum proses fermentasi dengan menggunakan Z.mobilis adalah pada
kisaran pH 4-7. Z.mobilis menguraikan glukosa melalui alur 2-keto-3-
deoksi-6-fosfoglukonat dan memecah piruvat dengan bantuan enzim
Gambar 2.2 Persebaran Sargassum sp di Perairan Indonesia
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
piruvat dekarboksilase menjadi asetaldehid dan karbondioksida.
Asetaldehid kemudian direduksi menjadi etanol (Ramadhani, 2015).
2. Ragi Tape dan Ragi Roti
Ragi tape berwujud padat dengan bentuk bulat pipih berwarna
putih. Ragi tape terdiri dari spesies-spesies genus Aspergilus,
Saccharomyces, Candida, Hansenulla dan Acetobacter. Mikroba di
dalam ragi tape dapat mengubah karbohidrat menjadi gula sederhana
(glukosa) yang selanjutnya diubah menjadi alkohol. Sedangkan ragi roti
berbentuk serbuk yang mengandung kultur Saccharomyces cerevisiae,
menghasilkan enzim invertase dan zymase yang berperan dalam
pembentukan etanol. Invertase berperan memecah sukrosa menjadi
glukosa dan fruktosa. Zymase berperan memecah glukosa menjadi
alcohol dan kaerbondioksida. Khamir yang umum digunakan dalam
fermentasi etanol adalah Saccharomyces cerevisiae. Khamir ini akan
mengubah gula menjadi alkohol dan CO2 (Hartono, 2011).
Menurut Buckle 1987 dalam Muin dkk (2015), Saccharomyces
cerevisiae bersifat fermentatif kuat dan dapat hidup dalam kondisi aerob
maupun anaerob (anaerob fakultatif). Memiliki sifat yang stabil dan
seragam, memiliki pertumbuhan cepat dalam proses fermentasi sehingga
proses fermentasi dapat berlangsung secara cepat serta mampu
memproduksi etanol dengan jumlah yang banyak. Saccharomyces
cerevisiae memiliki daya konversi gula menjadi etanol yang sangat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
tinggi, sehingga sering digunakan dalam fermentasi alkohol.
Saccharomyces cerevisiae memerlukan suhu 28-30°C dan pH 4,0-55 agar
dapat tumbuh dengan baik (Sassner, 2008).
C. Hidrolisis Asam
Hidrolisis merupakan reaksi kimia yang memecah molekul
menjadi dua bagian dengan penambahan molekul air (H2O) dengan tujuan
untuk mengkonversi polisakarida menjadi monomer-monomer sederhana.
Metode yang banyak digunakan untuk memecah rantai selulosa menjadi
glukosa adalah hidrolisis dengan asam dan enzim. Hidrolisis asam
merupakan proses yang dilakukan secara acak atau tidak spesifik.
Beberapa asam yang umum digunakan untuk hidrolisis kimiawi antara lain
asam sulfat (H2SO4), asam peklorat (HClO4) dan HCl. Komponen yang
terlarut pada hidrolisis polisakarida dengan katalis asam adalah xilosa,
glukosa, selobiosa, furfuraldehid, hidrosimetilfurfural, dan asam-asam
organik seperti asam format, asam levulinat, serta asam asetat (Tsao et al,
1978).
Hidrolisis asam dapat dikategorikan menjadi dua yaitu hidrolisis
asam konsentrasi tinggi pada suhu rendah dan hidrolisis asam konsentrasi
rendah pada suhu tinggi. Pemilihan antara dua cara tersebut biasanya
didasarkan pada beberapa pertimbangan seperti laju hidrolisis, tingkat
degradasi, produk dan biaya total proses produksi (Kosaric et al, 1983).
Menurut Taherzadeh dkk (2007), hidrolisis asam pekat maupun hidrolisis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
menggunakan asam encer mempunyai beberapa keuntungan dan
kelemahan.
Tabel 2.3 Perbandingan keuntungan dan kelemahan teknik hidrolisis asam
Metode
Hidrolisis Asam
Keuntungan Kelemahan
Hidrolisis pada
suhu rendah
dengan
konsentrasi asam
tinggi
- Dioperasikan pada
suhu rendah
- Rendemen gula
tinggi
- Konsentrasi asam
tinggi
- Korosi peralatan
- Energi tinggi
untuk
pengambilan
asam
Hidrolisis pada
suhu tinggi
dengan
konsentrasi asam
rendah
- Konsentrasi asam
rendah
- Waktu tinggal
singkat
- Suhu operasi
tinggi
- Yield gula
rendah
D. Fermentasi
Fermentasi adalah proses konversi gula reduksi hasil hidrolisis
menjadi etanol yang secara biologis dilakukan oleh mikroorganisme.
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel kondisi anaerob.
Fermentasi anaerob yaitu fermentasi yang tidak membutuhkan adanya
oksigen. Beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan energinya tanpa
adanya oksigen. Dalam fermentasi etanol biasanya menggunakan mikroba
yeast dan bakteri. Saccharomyces cerevisiae melakukan fermentasi dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
menggunakan jalur Embden-Meyerhoff-Parnas (EMP). Sedangkan
Zymomonas mobilis menggunakan jalur Entner-Doudoroff (ED).
Menurut Desroisier dalam Hakim (2007) , ada beberapa faktor
yang mempengaruhi proses fermentasi :
1. pH
Pengukuran pH merupakan parameter yang mempengaruhi
pertumbuhan dan pembentukan produk. Mikroba tertentu dapat tumbuh
pada kisaran pH yang sesuai untuk pertumbuhanya. Bakteri dapat
tumbuh pada pH 4-8, khamir 3-6.
2. Suhu
Suhu yang digunakan selama fermentasi akan mempengaruhi
mikroba yang berperan dalam proses fermentasi. Jika temperatur
dinaikkan maka hasil sel akan menurun karena media sebagian akan
digunakan untuk mempertahankan hidup atau kebutuhan untuk
mempertahankan diri meningkat.
3. Oksigen
Pengaturan udara akan mempengaruhi pupulasi mikroba.
Tersedianya oksigen dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba.
4. Substrat
Mikroba memerlukan substrat yang mengandung nutrisi sesuai
dengan kebutuhan untuk pertumbuhanya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Gambar 2.3 Proses fermentasi etanol
E. Bioetanol
Bioetanol adalah salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair dari
pengolahan tumbuhan) di samping biodiesel. Bioetanol adalah etanol yang
dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses
destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95%.
Pemanfaatan etanol untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu
lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade
ethanol (FGE).
Berikut ini adalah sifat fisik etanol :
Massa molekul relatif : 46,07 g/mol
Titik didih : 78,4°C
Titik leleh : -114,3°C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Titik nyala : 13°C
Densitas : 0,789 gr/cm3
Vikositas pada 20°C : 1,200 cP
Tekanan uap : 44 mmHg
Etanol atau etil alkohol merupakan senyawa organik dengan
struktur kimia C2H5OH. Bioetanol tidak berwarna dan tidak berasa, tetapi
memiliki bau yang khas. Karakteristik etanol antara lain mudah terbakar,
larut dalam air, biodegradable, dan tidak karsinogenik. Menurut Ashriyani
(2009), spesifikasi alkohol didasarkan pada kadar alkohol dapat dibagi
menjadi 3 tingkatan, yaitu :
1. Kadar 90-96,5% adalah bioetanol yang digunakan pada industri.
2. Kadar 96-99,5% adalah bioetanol yang digunakan sebagai campuran
miras dan bahan dasar industri farmasi.
3. Kadar 99,5-100% yaitu alkohol yang digunakan sebagai bahan
campuran bahan bakar untuk kendaraan.
Etanol merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan, karena selain
sebagai sumber energi terbarukan tak beracun (tak mengandung bahan
beracun seperti TEL, MTBE, dan ETBE), etanol juga mengeluarkan
sedikit (rendah) emisi gas buang seperti CO, NOx, SOx, dan partikel debu
yang berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Etanol juga merupakan
bahan bakar yang rendah emisi CO2 sebagai salah satu gas rumah kaca
penyebab terjadinya pemanasan global (Endang, 2015).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Berdasarkan bahan bakunya, ada tiga generasi biomassa bioetanol
yaitu bioetanol generasi pertama (G1) , kedua (G2), ketiga (G3).
Bioetanol Generasi Pertama (G1)
Bioetanol generasi pertama adalah bioetanol yang diproduksi dari
bahan baku yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, nira, tebu,
jagung dan sebagainya . Namun, bioetanol generasi tersebut masih banyak
dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan pakan dibandingkan untuk energi
terbarukan dan keterbatasan geografi daerah penghasil sehingga
dikembangkan bahan berbasis non pangan (generasi kedua) untuk
produksi bioetanol.
Bioetanol Generasi Kedua (G2)
Bioetanol generasi kedua adalah bioetanol yang diproduksi dari
limbah biomassa yang mengandung lignoselulosa. Bahan berlignoselulosa
adalah bahan yang mengandung selulosa dan hemiselulosa tinggi yang
terdapat dalam limbah padat agroindustri seperti bagas tebu, jerami, padi,
batang sawit, tongkol dan batang jagung, kulit coklat dan tandang kosong
kelapa sawit. Produksi dari generasi kedua juga memiliki kendala yaitu
tingginya kandungan lignin, memerlukan teknologi mahal dan tidak
ekonomis dalam produki skala besar.
Bioetanol Generasi Ketiga (G3)
Bioetanol generasi ketiga merupakan bioetanol yang menggunakan
bahan baku dari kelompok alga yaitu mikroalga dan makroalga (rumput
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
laut). Kelompok alga dipilih karena terbukti dapat tumbuh dan tahan pada
berbagai lingkungan, memiliki persediaan yang cukup dan aman, sedikit
mengandung lignin atau tidak ada lignin sama sekali, pertumbuhanya
cepat, dan berperan dalam pengurangan efek rumah kaca. Alga mampu
tumbuh pada air limbah dan mengkonversi CO2 menjadi biomassa yang
berguna serta mampu menghasilkan biofuel tanpa menganggu persediaan
pangan dan tanaman pertanian. Bioetanol generasi ketiga membutuhkan
metode khusus agar biomassa dapat digunakan dalam kondisi kering
(Chaudhary et al, 2014).
F. Penelitian Yang Relevan
1. Penelitian Restuti (2014) dengan judul “ Pengaruh Konsentrasi H2SO4,
Lama Waktu Hidrolisis dan Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol
Yang Dihasilkan Rumput Laut Eucheuma cotonii “. Tujuan penelitian
untuk mengetahui pengaruh konsentrasi H2SO4, lama waktu hidrolisis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
dan fermentasi terhadap kadar bioetanol yang dihasilkan rumput laut
Eucheuma cotonii. Penelitian bioetanol dari rumput laut (Euchhema
cotonni) yang memiliki kandungan karbohidrat 58% mampu
menghasilkan etanol dengan kadar 5,56% pada waktu inkubasi 6 hari,
kosentrasi H2SO4 0,4M dan waktu hidrolisis 120 menit.
2. Penelitian Funome (2016) dengan judul “ Pengaruh Volume Inokulum
pada Produksi Bioetanol dari Kulit Pisang Kepok Kuning (Musa
paradisiacal L.var. Kepok Kuning) Menggunakan Zymomonas mobilis
dengan Metode Solid State Fermentation (SSF) “. Tujuan penelitian
adalah untuk mengetahui pengaruh volume inokulum bakteri
Zymomonas mobilis terhadap produksi bioetanol dari kulit pisang
kapok (Musa paradisiacal L.var. Kepok Kuning). Penelitian bioetanol
dari pisang kepok dengan kandungan karbohidrat 18,5% menghasilkan
etanol dengan kadar 27,22% pada volume inokulum 20 ml dengan
lama fermentasi 5 hari.
3. Penelitian Prastika (2010) dengan judul “Kajian Proses Hidrolisis
Asam Rumput Laut Gracillaria salicornia dan Sargassum sp “. Tujuan
penelitian adalah untuk mempelajari pengaruh proses hidrolisis rumput
laut dengan jenis asam dan konsentrasi yang berbeda serta pengaruh
perbedaan waktu hidrolisis terhadap hidrolisat yang dihasilkan.
Sargassum sp memiliki kadar karbohidrat sebesar 33,66% pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gracillaria salicornia menghasilkan 6800 ppm pada 1% asam klorida
dan asam sulfat serta karbohidrat 36,59% pada Sargassum sp
menghasilkan gula reduksi 989,4 ppm dengan waktu hidrolisis 10
menit HCl 1%.
4. Penelitian Mukti (2016) dengan judul “Pengaruh Waktu Fermentasi
dan Jumlah Ragi Terhadap Presentase Hasil dalam Pembuatan
Bioetanol dari Buah Talok Menggunakan Ragi Tape dan Ragi Roti
(Saccharomyces cerevisiae)”.Tujuan penelitian adalah untuk
mempelajari proses pembuatan bioetanol dari buah talok (kersen) dan
mengetahui kondisi optimum dalam pembuatan bioetanol tersebut.
Penelitian bioetanol dari buah talok diperoleh kondisi optimum pada
waktu fermentasi 10 hari dengan penambahan ragi tape sebanyak 1,4
gram dan presentase hasil 1,69% massa. Diperoleh kondisi optimum
pada waktu fermentasi 5 hari dengan penambahan ragi roti sebanyak
0,4 gram dan presentase hasil 2,5113% massa.
Literature map dapat dilihat pada gambar 2.4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Penelitian 1
Penelitian yang
dilakukan oleh
Restuti
Penelitian
bioetanol dari
rumput laut
(Euchhema
cotonni) yang
memiliki
kandungan
karbohidrat 58%
mampu
menghasilkan
etanol dengan
kadar 5,56% pada
waktu inkubasi 6
hari, kosentrasi
H2SO4 0,4M dan
waktu hidrolisis
120 menit.
Penelitian 2
Penelitian yang
dilakukan oleh
Funome
Penelitian
bioetanol dari
pisang kapok
dengan kandungan
karbohidrat 18,5%
menghasilkan
etanol dengan
kadar 27,22%
pada volume
inokulum 20 ml
dengan lama
fermentasi 5 hari.
Penelitian 3
Penelitian yang
dilakukan oleh
Prastika
Dengan kadar
karbohidrat sebesar
33,66% pada
Gracillaria
salicornia
menghasilkan 6800
ppm pada 1% asam
klorida dan asam
sulfat serta
karbohidrat 36,59%
pada Sargassum sp
menghasilkan gula
reduksi 989,4 ppm
dengan waktu
hidrolisis 10 menit
HCl 1%.
Penelitian 4
Penelitian dilakukan
oleh Mukti
Penelitian bioetanol
dari buah talok
diperoleh kondisi
optimum pada waktu
fermentasi 10 hari
dengan penambahan
ragi tape sebanyak 1,4
gram dan presentase
hasil 1,69% massa.
Diperoleh kondisi
optimum pada waktu
fermentasi 5 hari
dengan penambahan
ragi roti sebanyak 0,4
gram dan presentase
hasil 2,5113% massa.
Kebaruan Penelitian
* Penelitian dilakukan untuk mengetahui metode yang palin tepat
dalam pembuatan bioetanol dari rumput laut Sargassum sp
* Mikroba yang digunakan adalah mikroba asosiasi (Zymomonas
mobilis, Saccharomyces cerevisiae dalam Ragi Tape dan Ragi Roti)
* Lama waktu fermentasi yang digunakan adalah 4,5,6,7 hari
Gambar 2.4 Literature Map
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
G. Kerangka Berfikir
Kebutuhan energi fosil seperti bensin, solar, batu bara semakin
meningkat setiap tahunnya. Hal tersebut tidak sebanding dengan
ketersediaan energi fosil di alam yang semakin menipis dan menimbulkan
polusi yang berakibat pada pemanasan global, maka dibutuhkan alternatif
sumber energi terbarukan yang dapat terus diperbaharui dan ramah bagi
lingkungan. Bioetanol merupakan energi renewable dan ramah lingkungan
yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil.
Berdasarkan bahan bakunya terdapat tiga Jenis bioetanol yaitu
bioetanol generasi pertama (G1, kedua (G2) dan ketiga (G3). Bioetanol
generasi ketiga mempunyai potensi besar untuk dikembangkan menjadi
bioetanol. Bioetanol generasi ketiga adalah bioetanol yang menggunakan
alga sebagai bahan utama penghasil bioetanol. Berdasarkan kandungan
bahan pada alga serta potensi budidaya yang besar bioetanol generasi
ketiga mempunyai potensi besar untuk dikembangkan menjadi sumber
energi terbarukan.
Sargassum sp merupakan jenis makroalga yang melimpah, tersebar
luas di perairan Indonesia serta mempunyai kandungan karbohidrat tinggi
sehingga sangat berpotensi untuk dijadikan bioetanol. Karbohidrat akan
dikonversi menjadi glukosa dengan menggunakan proses hidrolisis asam.
HCl merupakan katalisator yang dapat memecah karbohidrat menjadi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
glukosa. Glukosa dari proses hidrolisis akan digunakan oleh mikroba
dalam proses fermentasi. Mikroba asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae dalam ragi tape dan ragi roti) digunakan pada
proses fermentasi sehingga masing-masing mikroba dapat saling
berinteraksi menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi. Dalam proses
fermentasi dilakukan variasi pada lama waktu fermentasi agar diketahui
lama waktu fermentasi optimal yang dapat menghasilkan etanol dengan
kadar yang lebih tinggi.
Alur dari kerangka penelitian ini ditunjukkan pada gambar 2.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 2.5 Alur kerangka berfikir
Keterbatasan energi karena
meningkatnya konsumsi bahan
bakar fosil dan menimbulkan
polusi
Bioetanol dari Sargassum sp
kering memiliki kandungan
karbohidrat 53,28 %
Glukosa (C6H12O6 ) + mikroba
asosiasi (Zymomonas mobilis,
Saccharomyces cerevisiae
dalam ragi tape dan ragi roti )
Hidrolisis asam
HCl
Etanol (C2H5OH ) CO2
Fermentasi
Bioetanol dengan
variasi lama waktu
fermentasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
H. Hipotesa
Hipotesis dalam penelitian ini adalah :
1. Perbedaan lama waktu fermentasi berpengaruh pada kadar bioetanol
yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp.
2. Kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi Sargassum sp > 5%.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Berdasarkan teknik yang digunakan penelitian ini termasuk dalam
Experiment Research (penelitian percobaan), dimana dilakukan perubahan
(ada perlakuan khusus) terhadap perlakuan yang diteliti. Berdasarkan
tempat penelitian, penelitian ini termasuk dalam Laboratory Research
(penelitian laboratorium), di mana penelitian ini pada tempat tertentu/
laboratorium.
B. Batasan Penelitian
1. Penelitian ini berfokus pada produksi bioetanol menggunakan metode
hidrolisis asam (HCl) dan fermentasi menggunakan mikroba asosiasi
(Zymomonas mobilis, Saccharomyces cerevisiae yang terdapat dalam ragi
roti dan ragi tape)
2. Variasi lama waktu fermentasi pada produksi bioetanol yaitu selama 4
hari, 5 hari, 6 hari dan 7 hari
3. Makroalga yang digunakan adalah Sargassum sp kering dari Pantai
Indrayanti
4. Dalam penelitian ini kadar etanol diuji menggunakan gas
chromatography
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
C. Populasi dan Sampel Penelitian
1. Populasi
Populasi merupakan keseluruhan dari subyek penelitian. Populasi
dalam penelitian ini adalah alga Sargassum sp.
2. Sampel
Sampel adalah sebagian dari populasi. Dalam penelitian ini
sampel yang dipakai adalah rumput laut Sargasum sp yang diambil dari
Pantai Indrayanti, Yogyakarta. Sargassum sp dipilih karena mempunyai
potensi untuk digunakan sebagai bioetanol yaitu mempunyai kandungan
selulosa yang tinggi dan lignin rendah, salah satu jenis rumput laut
coklat di Indonesia yang bernilai ekonomis, memiliki umur panen yang
relatif singkat, tersebar luar di seluruh perairan Indonesia dan belum
banyak dimanfaatkan.
D. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini mulai dilaksanakan bulan Maret- Mei 2018 di
Laboratorium Biologi, Pendidikan Biologi dan Laboratorium Kimia
Biokimia, Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
E. Desain Penelitian
Variabel –variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
- Variabel bebas : Lama waktu fermentasi
- Variabel terikat : Kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi rumput
laut Sargassum sp
- Variabel kontrol : Volume Zymomonas mobilis, ragi tape dan ragi roti
Dalam perlakuan ini variasi lama waktu fermentasi yaitu selama 4 hari,
5 hari, 6 hari dan 7 hari. Saccharomyces cerevisiae yang digunakan
terdapat pada ragi roti dan ragi tape. Volume inokulum bakteri
Zymomonas mobilis yang digunakan adalah 10 ml, volume Saccharomyces
cerevisiae pada ragi roti dan ragi tape masing-masing adalah 5 ml.
F. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah inkubator
(Memmert), shaker (Langzaam tipe I SW09), waterbath, botol
fermentasi, spektrofotometer UVmini 1240 (SHIMADZU), pH meter, hot
plate, blender, autoclave (GEA model YX-2800), timbangan digital
(Acis), destilator, gas chromatography, oven, tabung reaksi, erlenmeyer,
jarum ose, pipet volume, spatula, saringan, gelas beker 1 L, kompor, gelas
ukur, sarung tangan, thermometer, pengaduk, kertas saring, alumunium
foli, ember, kertas payung, sumbatan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Bahan –bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rumput
laut kering Sargassum sp yang diambil dari Pantai Indrayanti,
Yogyakarta, kultur murni bakteri Zymomonas mobilis dari PAU UGM,
Saccharomyces cerevisiae yang terdapat pada ragi roti dan ragi tape
instan , asam klorida (HCl) , NA ( Nutrient Agar ), aquades, Asam
Dinitrosalisilat ( DNS ), KOH, NB ( Nutrient Broth ), glukosa, NPK,
Urea, yeast extract, K2SO4 , MgSO4. 7H2O dan (NH4)2SO4.
G. Prosedur Kerja
Penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahap yaitu preparasi sampel
(pembuatan tepung ampas rumput laut), hidrolisis kimia dengan asam
HCl, pengukuran kadar glukosa dengan spektofotometer, kultivasi bakteri
Zymomonas mobilis, pembuatan starter Saccharomyces cerevisiae ,
pembuatan nutrisi ragi tape dan ragi roti, fermentasi, destilasi,
pengukuran kadar etanol dengan Brix-refractometer dan pengukuran
kadar etanol dengan menggunakan Gas Chromatography.
1. Pra-Penelitian
Pra penelitian bertujuan untuk mengetahui kelemahan dari
penelitian yang sudah ada sebelumnya dan untuk mencari metode yang
tepat sehingga dapat mengoptimalkan hasil penelitian. Pra penelitian
dilakukan dengan prosedur kerja yaitu preparasi sampel (pembuatan
tepung ampas rumput laut), hidrolisis kimia dengan asam HCl,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
pengukuran kadar glukosa dengan spektofotometer, kultivasi bakteri
Zymomonas mobilis dan fermentasi dengan variasi waktu 4, 5 ,6 ,7 hari.
Berdasarkan uji secara fisik dengan melihat bau/aroma pada hasil
fermentasi menunjukkan bahwa masih terdapat bau alga dan sedikit berbau
alkohol yang menandakan bahwa penggunaan bakteri Zymomonas mobilis
untuk fermentasi etanol pada pra penelitian ini kurang optimal.
Berdasarkan hasil pra penelitian maka dilakukan modifikasi pada
komposisi mikroba yang digunakan dengan menggunakan mikroba
asosiasi (Zymomonas mobilis, Saccharomyces cerevisiae dalam ragi tape
dan ragi roti) dengan asumsi bahwa mikroba tersebut dapat saling
berinteraksi pada saat proses fermentasi dan menghasilkan etanol dengan
kadar yang lebih optimal.
2. Preparasi Sampel
Rumput laut diambil dari perairan pantai Indrayanti, Gunung
Kidul, Yogyakarta pada bulan Februari 2018.
Sampel rumput laut kering dicuci dengan menggunakan air tawar,
bertujuan untuk menghilangkan kotoran yang menempel pada rumput laut.
Kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari untuk menghilangkan
kandungan air. Setelah kering sampel dihaluskan menggunakan blender
dan diayak menggunakan pengayak berukuran 100 mesh, sehingga
didapatkan tepung ampas rumput laut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
3. Hidrolisis Asam
Hidrolisis asam bertujuan untuk mengkonversi karbohidrat yang
terkandung dalam sampel menjadi glukosa. Asam berfungsi sebagai
katalisator yaitu untuk mempercepat terjadinya proses hidrolisis. Katalis
yang digunakan dalam penelitian ini adalah HCl. Pengenceran HCl 1 %
dilakukan di dalam Erlenmeyer. Sebanyak 20 gr sampel ditambahkan ke
dalam erlenmeyer berisi 200 ml HCl 1 % dimasukkan dalam autoclave
selama 10 menit pada suhu 121°C. Kemudian hasil hidrolisis di analisis
hasil glukosanya.
4. Pengukuran Kadar Glukosa
Metode DNS merupakan salah satu metode yang dapat digunakan
untuk menentukan kadar gula reduksi dalam sampel yang mengandung
karbohidrat menggunakan pereaksi asam dinitro salisilat. Pengukuran
kadar glukosa dilakukan dengan cara sampel hasil hidrolisis ditambah
alkohol 70% dengan perbandingan 1:1. Sampel disaring menggunakan
kertas saring, dan sisa padatan dicuci dengan alkohol hingga netral. Filtrat
dipanaskan pada penangas air 100°C selama 30 menit lalu disaring.
Sebanyak 3 ml sampel dimasukkan ke tabung reaksi dan 3 ml pereaksi
DNS. Kemudian sampel dan pereaksi ditempatkan dalam penangas air
mendidih selama 5 menit. Kadar glukosa diukur dengan spektrofotometer
pada panjang gelombang 540 nm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
5. Kultivasi Zymomonas mobilis
Kultur murni bakteri Zymomonas mobilis direkultur pada agar
miring secara zig zag pada suhu 30°C selama 24 jam pada media NA
(Nutrient Agar). Untuk memperkaya jumlah sel dalam proses fermentasi
dibuat media cair yaitu NB (Nutrient Broth). NB dibuat dengan cara 8 gr
NB dilarutkan ke dalam 1000 ml akuades. NB selanjutnya disterilisasi
pada temperatur 121°C selama 15 menit di dalam autoclave. Lima ose sel
Zymomonas mobilis hasil rekultur dimasukkan ke dalam 100 ml NB dan
shaker selama 24 jam dengan kecepatan 120 rpm pada suhu 30°C.
6. Pembuatan Nutrisi Ragi Tape dan Ragi Roti
Pembuatan nutrisi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi
mikroba sehingga dapat melakukan proses fermentasi untuk
memproduksi etanol. Pembuatan nutrisi untuk ragi tape dan ragi roti
berbeda disesuaikan dengan jenis mikroba. Sebanyak 1,4 g ragi tape
ditumbuhkan pada media yang terdiri dari glukosa 10 g/l, yeast ekstract 1
g/l, K2SO4 0,1 g/l, MgSO4. 7H2O 0,1 g/l dan (NH4)2SO4 0,1 g/l di dalam
erlenmeyer 200 ml. Inkubasi dilakukan pada shacker dengan kecepatan
90 rpm dengan suhu ruang selama 24 jam sebelum diinokulasikan. Ragi
roti 0,5 g ditumbuhkan pada media yang terdiri dari glukosa 10 gr/l, NPK
0,3 gr dan Urea 0,08 gr pada shaker dengan kecepatan 90 rpm pada suhu
ruang selama 24 jam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
7. Fermentasi
Proses fermentasi dilakukan dengan cara menambahkan 200 ml
hasil hidrolisat hasil hidrolisis kemudian diatur pHnya menggunakan
larutan KOH 20% pada PH 5 dan ditambahkan 10% (v/v) inokulum
Zymomonas mobilis, 5 ml ragi tape, 5 ml ragi roti dan diinkubasi dengan
variasi lama waktu fermentasi 4 hari, 5 hari, 6 hari, dan 7 hari.
8. Destilasi
Proses destilasi dilakukan untuk mendapatkan bioetanol dengan
tingkat kemurnian yang lebih tinggi. Proses destilasi dilakukan dengan
menggunakan destilasi uap pada suhu 78 – 80°C selama 1 jam. Analisis
hasil menggunakan gas chromatography (GC).
9. Pengukuran kadar etanol menggunakan Brix-refractometer
Pengukuran etanol menggunakan Brix-refractometer bertujuan
untuk mengukur kadar etanol sementara untuk menyeleksi sampel dengan
kadar etanol tertinggi yang kemudian diuji menggunakan gas
chromatography (GC).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
10. Pengukuran Kadar Etanol
Kadar etanol hasil destilasi diuji dengan menggunakan gas
chromatography (GC) di Laboratorium Kimia Organik, Universitas
Gadjah Mada.
H. Teknik Pengumpulan Data
1. Penetapan Total Gula Reduksi Metode DNS
Prinsip metode ini adalah dalam suasana alkali gula pereduksi akan
mereduksi asam 3,5-dinitrosalisilat (DNS) membentuk senyawa yang
dapat diukur absorbansinya pada panjang gelombang 54o nm. Penentuan
kurva standar, kurva standar dibuat dengan mengukur nilai gula pereduksi
pada glukosa dengan selang 0,2-0,5 mg/L. Kemudian nilai gula pereduksi
diukur dengan metode DNS. Hasil yang didapatkan diplotkan pada grafik
secara linear.
Penetapan total gula pereduksi, pengujian gula pereduksi
menggunakan kurva standar DNS dengan cara 3 ml sampel dimasukkan
ke dalam tabung reaksi, ditambahkan 3 ml pereaksi DNS. Larutan
tersebut ditempatkan pada air mendidih selama 5 menit. Setelah dingin,
diukur absorbansinya pada panjang gelombang 540 nm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
2. Pengukuran pH
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH indikator
dimana data pH diukur pada sebelum dan sesudah fermentasi.
3. Pengukuran Kadar Etanol
Cairan hasil desilasi diukur konsentrasi alkoholnya dengan gas
chromatography dengan suhu kolom 120°C. Sebagai pembanding,
dilakukan pengukuran larutan standar menggunakan etanol. Konsentrasi
etanol diperoleh dari perhitungan rasio area dimana luas area etanol
sampel dibagi dengan luas area n-propanol sampel. Kemudian hasil rasio
area tersebut dibagi dengan slope hasil kurva kalibrasi etanol.
I. Cara Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan uji korelasi regresi linear
untuk mengetahui pengaruh lama waktu fermentasi terhadap kadar
etanol.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hidrolisis Asam
Dalam penelitian bioetanol generasi ketiga ini memerlukan proses
hidrolisis. Hidrolisis bertujuan untuk memecah karbohidrat menjadi gula
sederhana sehingga dapat digunakan pada proses fermentasi. Digunakan
hidrolisis asam dimana hidrolisis asam mempunyai keuntungan
dibandingkan dengan hidrolisis enzim yang dapat dilihat pada tabel 3.1
Dalam penelitian ini digunakan jenis asam HCl sebagai katalis pada proses
hidrolisis. Katalis HCl menghasilkan glukosa lebih tinggi jika
dibandingkan H2SO4. Hal ini diakibatkan H2SO4 bersifat membakar
selulosa sedangkan HCl tidak sehingga penggunaan katalis HCl lebih
optimal dalam menghasilkan gula reduksi. Hidrolisis asam dilakukan
dengan HCl 1% pada autoclave 121°C tekanan 1 atm dengan waktu
hidrolisis selama 10 menit. Berdasarkan penelitian Prastika (2010), pada
penelitian sargassum sp menggunakan hidrolisis asam HCl 1% pada
auotoclave selama 10 menit mendapatkan hasil gula reduksi paling
optimal.
Zymomonas mobilis maupun Saccharomyces cerevisiae dapat hidup
pada kisaran pH 4-7. Maka dalam proses fermentasi perlu adanya
penambahan basa, dalam penelitian ini menggunakan KOH 20%. Dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
penambahan KOH 20% sebanyak 15 ml dapat mengubah pH sampel dari
pH 1 menjadi pH 4. Menurut Junk dan Pancoast 1980 dalam Mozes
(2015), faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kesempurnaan hidrolisis
selain konsentrasi asam adalah suhu dan waktu pemanasan. Dimana dalam
penelitian ini menggunakan hidrolisis asam encer pada suhu tinggi.
Apabila suhu hidrolisis terlalu tinggi atau waktu hidrolisis terlalu lama
maka monosakarida yang terbentuk dapat terhidrolisis lanjut menjadi
bahan yang lain. Komponen terlarut yang utama pada hasil hidrolisis akhir
adalah xilosa, arabinosa, glukosa, galaktosa, mannosa, hidroksimetil
furfural, dan asam-asam organik seperti asam formiat dan asam asetat
(Taherzadeh dan Karimi, 2007). Hal ini dapat dibuktikan dengan pH
sampel hasil hidrolisis mempunyai pH 1 (sangat asam). Berikut tahap
hidrolisis yang terjadi secara kimia :
(C6H10O5)n + n H2O n(C6H12O6)
B. Uji Gula Reduksi
Uji gula reduksi dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer
UV-Vis (SHIMADZU) dengan panjang gelombang 540 nm. Dilakukan
pembuatan kurva standar larutan glukosa untuk mengetahui kadar glukosa
reduksi pada sampel. Kurva standar larutan glukosa berupa data sekunder
dari penelitian Restuti dengan menggunakan prosedur, alat dengan
HCl
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
spesifikasi yang sama (Restuti, 2014). Berikut hasil absorbansi larutan
gula pada kurva standar glukosa :
Tabel 4.1 Absorbansi pada Larutan Standar
Glukosa (ppm) Absorbansi
0 0
5 0,25
6 0,299
7 0,353
8 0,398
9 0,441
Hasil nilai absorbansi larutan standar diolah dengan metode regresi
linear menggunakan SPSS 17.0 sehingga didapatkan persamaan y =ax +
b. Dari hasil perhitungan regresi linear diperoleh y = 0,049x + 0,002
dapat dibuat grafik sebagai berikut :
Grafik 4.1 Kurva Standar Glukosa
y = 0.049x + 0.002
R² = 0.99
-1,11E-15
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ab
sorb
ansi
Kadar Glukosa (ppm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Tabel 4.2 Hasil Kadar Glukosa
Konsentrasi
HCL
(%)
Waktu
(menit)
Absorbansi Kadar
glukosa
(ppm)
1 10 3,612 54.570
Penggunaan hidrolisis asam HCl 1% dengan waktu 10 menit dapat
menghasilkan kadar gula reduksi sebesar 54.570 ppm dimana gula
tersebut akan diubah menjadi etanol dan CO2 pada saat proses fermentasi.
C. Uji Kadar Etanol
Hasil fermentasi di destilasi dengan suhu 78 – 80°C selama kurang
lebih 1 jam. Hasil destilasi diuji dengan Brix-refractometer untuk
menyeleksi sampel yang akan diuji mengggunakan Gas Chromatography
(GC). Sampel dengan kadar etanol tertinggi kemudian diuji menggunakan
Gas Chromatography (GC) seperti pada tabel berikut :
Tabel 4.3 Hasil kadar etanol pada sampel
No Lama Fermentasi Kadar Etanol
1 Hari ke-4 15,56 %
2 Hari ke-5 16,70 %
3 Hari ke-6 24,67 %
4 Hari ke-7 19,81 %
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Grafik 4.2 Pengaruh Lama Waktu Fermentasi terhadap Kadar Etanol
Grafik diatas menunjukkan pengaruh lama waktu fermentasi terhadap kadar
etanol yang dihasilkan. Semakin lama waktu fermentasi semakin tinggi kadar
etanol yang dihasilkan. Pada fermentasi hari ke 4 sampai fermentasi hari ke 5
terus mengalami kenaikan kadar etanol. Namun pada fermentasi hari ke 7
mengalami penurunanan kadar etanol karena produktivitas dari mikroba menurun
serta nutrisi sudah mulai habis. Selain itu, pada fermentasi etanol menghasilkan
etanol sebagai produk utama dan produk sampingan seperti karbondioksida dan
asam-asam organik seperti asam piruvat, asam suksinat, asam laktat dan asam-
asam lainya. Asam-asam yang dihasilkan sebagai produk sampingan inilah yang
membuat pH larutan semakin rendah. pH akhir setelah fermentasi hari ke 7 adalah
2. Persamaan garis Y menunjukkan bahwa semakin lama waktu fermentasi
semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan kecuali pada fermentasi hari ke 7
yang mengalami penurunan. Kenaikan kadar etanol sebanyak 2,072 kali lipat atau
terjadi peningkatan sebanyak 7,2% dengan kadar etanol awal hari ke 4 sampai hari
ke 6 berturut-turut adalah 15,56% dan 24,67% dan mengalami penurunan pada
15,56 16,7
24,67
19,81
y = 2,072x + 7,789
R² = 0,4311
0
5
10
15
20
25
30
3 5 7 9
Kad
ar e
tano
l (%
)
Lama Waktu Fermentasi (hari)
Kadar Etanol (%)
Linear (Kadar
Etanol (%))
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
hari ke 7 menjadi 19,81%. Berdasarkan hasil estimasi koefisien korelasi (r)
diperoleh r= 0,657 yang berarti bernilai positif. Hal tersebut menunjukkan bahwa
lama waktu fermentasi dan kadar etanol mempunyai hubungan yang searah yaitu
semakin lama waktu fermentasi kadar etanol semakin meningkat. Nilai korelasi
r= 0,657 menunjukkan bahwa kedua variabel tersebut mempunyai hubungan yang
kuat. Nilai R= 0,4311 yang berarti kadar etanol dipengaruhi oleh lama waktu
fermentasi sebesar 43,11% dan sisanya sebesar 56,89% oleh variabel lain. Dilihat
dari taraf signifikan 5% (α=0,05), dapat disimpulkan bahwa Ho diterima dan Hi
ditolak karena Sig < 0,05 dengan hasil significance yaitu 0,343. Sehingga 0,343 >
0,05 yang berarti tidak terdapat hubungan yang signifikan antara perbedaan lama
waktu fermentasi terhadap kadar etanol yang dihasilkan.
Fermentasi adalah proses pemecahan glukosa menjadi etanol dan CO2.
Fermentasi dilakukan dengan variasi waktu 4 hari, 5 hari, 6 hari dan 7 hari.
Dalam penelitian ini menggunakan mikroba asosiasi (Zymomonas mobilis, ragi
tape dan ragi roti). Zymomonas mobilis banyak digunakan di perusahaan
bioetanol karena memiliki beberapa keunggulan dalam berbagai aspek. Mampu
tumbuh secara anaerob fakultatif, dapat bertahan pada suhu tinggi, kemampuan
untuk mencapai konversi lebih tinggi, tahan terhadap kadar etanol tinggi dan
mampu bertahan pada kondisi pH rendah. Di dalam ragi tape dan ragi roti
terdapat Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae merupakan salah
satu khamir yang paling umum digunakan dalam fermentasi etanol yang dapat
menghasilkan kadar etanol tinggi. Zymomonas mobilis serta Saccharomyces
cerevisiae mempunyai rentang waktu fermentasi selama 4-7 hari sehingga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
digunakan variasi waktu fermentasi antara hari ke-4 sampai dengan hari ke-7
untuk mengetahui waktu optimal dalam pembentukan etanol dari interaksi
mikroba tersebut.
Fermentasi pada Saccharomyces cerevisiae dengan jalur metabolisme
Embden-Meyerhoff Parnas (EMP). Sedangkan pada Zymomonas mobilis
menggunakan jalur Entner-Doudoroft (ED). Kedua mikroorganisme tersebut
mengandung siklus homoetanol yang sangat efisien, yang mengubah piruvat
menjadi asetaldehida dengan menggunakan piruvat dekarboksilase (PDC),
selanjutnya menjadi etanol dengan menggunakan alkohol dehidrogenase (ADH).
Adanya interaksi mikroba asosiasi tersebut dapat menghasilkan etanol lebih
optimal. Zymomonas mobilis dan S.cerevisiae dapat hidup pada kisaran pH yang
sama yaitu 4-7, suhu 27-30°C, toleran terhadap etanol tinggi sehingga dapat
bekerja secara simultan untuk membentuk etanol. Berdasarkan hasil uji kadar
etanol dengan menggunakan Gas Cromatography (GC) didapatkan hasil
tertinggi pada fermentasi hari ke-6. Hasil uji kadar etanol dapat dilihat pada
grafik 4.8 bahwa semakin lama waktu fermentasi semakin tinngi kadar etanol
yang dihasilkan. Namun pada fermentasi hari ke-7 mengalami penurunan kadar
etanol karena nutrisi yang tersedia semakin menipis serta baik Zymomonas
mobilis maupun Saccharomyces cerevisiae mengalami penurunan produktivitas.
Pada hari ke-4 dan ke-5 mikroorganisme masih mengalami fase lag fase
pertumbuhan sehingga produksi etanol yang dihasilkan masih sedikit dan
cenderung semakin terjadi peningkatan dari hari ke-4 sampai hari ke-6 karena
mikroorganisme mengalami fase eksponensial.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
56,89 % variabel lain yang turut mempengaruhi pembentukan etanol
adalah adanya kelebihan KOH dalam fermentasi, jumlah nutrisi yang semakin
berkurang dan adanya pembentukan asam-asam organik sebagai hasil metabolit
mikroba pada akhir fermentasi. KOH ketika bereaksi dengan etanol akan
menghasilkan alkil halida sebagai konsekuensi adanya unsur halogen (Cl) yang
digunakan, OH pada rantai etanol akan berganti dengan unsur Cl sehingga rantai
etanol tidak lagi murni dan berpengaruh terhadap kadar etanol diakhir
fermentasi. Dengan kurva pertumbuhan mikroba yang semakin menurun diakhir
fermentasi diikuti dengan menurunya nutrisi yang tersedia sehingga produksi
etanol semakin menurun. Pada fermentasi etanol menghasilkan etanol sebagai
produk utama dan produk sampingan seperti karbondioksida dan asam-asam
organik seperti asam piruvat, asam suksinat, asam laktat dan asam-asam lainya.
Asam-asam yang dihasilkan sebagai produk sampingan inilah yang membuat
pH larutan semakin rendah.
K-Cl =>
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
D. Keterbatasan Penelitian
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan masih terdapat kekurangan
dan keterbatasan, yaitu :
1. Penelitian ini hanya berfokus pada pengaruh lama waktu fermentasi
menggunakan mikroba asosiasi belum dilakukan pengujian terhadap
variasi komposisi mikroba asosiasi sehingga kadar etanol yang dihasilkan
lebih optimal.
2. Belum ada pengukuran pH pada setiap akhir waktu fermentasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
BAB V
IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN PEMBELAJARAN
Penelitian tentang pengaruh lama waktu fermentasi pada pembuatan
bioetanol dari Sargasumm sp menggunakan metode hidrolisis kimia (HCl) dan
fermentasi menggunakan mikroba asosiasi (Zymomonas mobilis, ragi tape dan
ragi roti) dapat memberikan pengetahuan dan informasi kepada masyarakat di
sekitar pantai Selatan Yogyakarta tentang pentingnya rumput laut khususnya
Sargassum sp dalam perananya sebagai sumber alternatif energi terbarukan.
Dengan adanya penelitian tersebut dapat mendorong kepedulian masyarakat
sekitar untuk melakukan pembudidayaan Sargassum sp sehingga dapat digunakan
sebagai sumber energi alternatif dalam upaya mendukung produksi energi
nasional sehingga dapat dikembangkan untuk mengatasi krisis energi.
Dalam dunia pendidikan penelitian tersebut dapat memberikan informasi,
wawasan serta sebagai edukasi dalam pemanfaatan rumput laut khususnya
Sargassum sp sebagai sumber alternatif energi terbarukan. Penerapan aplikasi
dalam dunia pendidikan khususnya pada proses pembelajaran di sekolah sesuai
dengan materi Bioteknologi khususnya penerapan dan pemanfaatan Bioteknologi
dalam bidang lingkungan sebagai sumber alternatif energi terbarukan.
Pembelajaran akan dirancang agar siswa dapat melakukan percobaan terkait
dengan pembuatan bioetanol dari rumput laut Sargasssum sp dengan
menggunakan mikroba asosiasi. Siswa dapat merancang dan melakukan
praktikum pembuatan biotenaol. Pembelajaran tersebut dapat memperluas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
wawasan siswa, mendorong rasa ingin tau serta mendukung ketertarikan terhadap
penelitian ilmiah.
Dalam pelaksanaan pembelajaran didesain dengan pendekatan secara
scientific menggunakan model pembelajaran berbasis problem based learning
(PBL). Acuan kurikulum yang digunakan dalam pembelajaran adalah kurikulum
2013. Output yang diharapkan juga berupa laporan penelitian dalam format karya
tulis ilmiah sebagai sumber literatur siswa maupun masyarakat terhadap
pemanfaatan Sargassum sp dalam pembuatan biotenaol sebagai sumber alternatif
energi terbarukan. Silabus, Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP), lembar
kerja siswa (LKS) dan instrument penilaian dapat dilihat pada lampiran 1 dan 2.
Kompetensi inti (KI) yang digunakan dalam pembelajaran mengacu pada
Lampiran Permendikbud No.24 tahun 2016 sebagai berikut :
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung
jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun,
responsif dan proaktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari
solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri
sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin
tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,
dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik
sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI 4 : Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan
ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di
sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan
mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.
Kompetensi dasar (KD) yang digunakan dalam pembelajaran mengacu
pada Lampiran Permendikbud No.24 tahun 2016 sebagai berikut :
3.10 : Menganalisis prinsip-prinsip Bioteknologi dan penerapanya sebagai
upaya peningkatan kesejahteraan manusia.
4.10 : Menyajikan laporan hasil percobaan penerapan prinsip-prinsip
Bioteknologi konvensional berdasarkan scientific method.
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) yang digunakan dalam
pembelajaran adalah sebagai berkiut :
3.10.1 : Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi.
3.10.2 : Menjelaskan prinsip dasar pengembangan bioteknologi.
3.10.3 : Membedakan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.
3.10.4 : Menganalisis keuntungan dan kerugian dari penerapan bioteknologi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
4.10.1 : Merancang dan menyajikan laporan pembuatan produk bioteknologi
secara konvensional terkait sumber energi terbarukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai
berikut :
1. Semakin lama waktu fermentasi semakin tinggi kadar etanol yang
dihasilkan dengan kadar tenaol tertinggi 24,67% pada lama waktu
fermentasi 6 hari. Sedangkan pada hari ketujuh mengalami penurunan
jumlah kadar etanol yaitu 19,81%.
2. Sargassum sp dapat menghasilkan kadar etanol pada hari ke 4-7 secara
berturut-turut 15,56%, 16,70%, 24,67% dan 19,81%. Saran
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian, terdapat beberapa saran sebagai berikut :
1. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan penelitian lanjutan
mengenai variasi komposisi mikroba asosiasi sehingga kadar etanol
yang dihasilkan lebih optimal.
2. Perlu adanya penyampaian informasi dan edukasi kepada masyarakat
sekitar Pantai Selatan Yogyakarta terkait dengan pemanfaatan
Sargassum sp sebagai sumber alternatif energi terbarukan .
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
DAFTAR PUSTAKA
Ashriyani, A. (2009). Pembuatan Bioetanol dari Substrat Makroalga Genus
Eucheuma dan Gracilaria. Skripsi.Departemen Kimia. Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. UI. Depok.
Albert, NoraIdiawati, Rudiyansyah. 2015 . “ Pembuatan Bioetanol Menggunakan
Zymomonas Mobilis Dari Limbah Tongkol Jagung ”. Jurnal
Sains,Vol.4 No. 2 tahun 2015.
Chaudhary, L.,P.Pradhan.,N.Soni.,P.Singh., dan A. Tiwari. 2014. Algae as A
Feedstock For Bioethanol Production: New Entrance In Biofuel World.
Int. Journal Chemistry Technology Res. 6, 1381-1389.
Edward.J.,Riardi.P. ( 2015 ). Time Effect And Ph Fermentation Of Bioethanol
Production From Eucheuma Cottonii Using Microba Association.
Majalah Biam. 11 (2): 63-75.
Hakim Khikmah. 2007. Pengaruh Penambahan Ammonium Sulfat terhadap
Produksi Etanol pada Fermentasi Umbi Singkong (Mannihot utilisima
Pohl) dengan Inokulum Saccharomyces cerevisiae. Skripsi. Universitas
Muhamadiyah Surakarta.
Hambali, E. 2006. Partisipasi Perguruan Tinggi dalam Pengembangan Biodiesel
dan Bioetanol di Indonesia. Workshop Nasional Bisnis Biodiesel dan
Bioetanol di Indonesia, Jakarta, pp. 155-123.
Hartono dan H. Paggara. 2011. Analisis Kadar Etanol Hasil Fermentasi Ragi Roti
pada Tepung Umbi Gadung. Bionature Vol. 12 (2).
Harvey, M. and S. Pilgrim. 2010. Battles Over Biofuels in Europe: NGOs and The
Politics of Markets. University of Essex, Sociological Research Online,
15(3):4-16.
Hisreide Funome.2016.”Pengaruh Volume Inokulum Pada Produksi Bioetanol
dari Kulit Pisang kapok Kuning (Musa paradisiacal L.Var.Kepok
Kuning) Menggunakan Zymomonas mobilis dengan Metode Solid State
Fermentation (SSF). Skripsi.Universitas Sanata Dharma.Yogyakarta.
Kadi Achmad. 2005. Beberapa Catatan Kehadiran Marga Sargassum Diperairan
Indonesia. Oseana, Volume XXX, Nomor 4 : 19 – 29.
Kawaroe, M., Santoso, J., & Adriani. (2012). Domestikasi dan Seleksi Makroalga
Merah (Red Algae) sebagai Penghasil Bioethanol di Kepulauan Seribu,
DKI Jakarta. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat.
IPB.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Kosaric, H., A. Wieczorec, G.P. Cosentino, R.J. Magee dan J.E. Presonil. 1983.
Ethanol Fermentation. Di dalam. H. Dellweg (ed). Biotechnology.
Volume III. Verlag Cheme, Weinheim.
Muin Rosdiana. 2015. Pengaruh Waktu Fermentasi dan Konsentrasi Enzim
terhadap Kadar Bioetanol dalam Proses Fermentasi Nasi Aking Sebagai
Substrat Organik. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.
Mukti, Nira Latifah.,Wulan.A. 2016. Pengaruh Waktu Fermentasi dan Jumlah
Ragi Terhadap Presentase Hasil dalam Pembuatan Bioetanol dari Buah
Talok (KERSEN) Menggunakan Ragi Tape dan Ragi Roti
(Saccharomyces cerevisiae). Jurnal Institut Sains & Teknologi
AKPRIND Yogyakarta.
Mozes, S.Y., Radiena, Maria. 2015. Pengolahan Sopi Menjadi Minuman Anggur.
Majalah Biam Vol. 11, No.1
Prastika Dwi.2010. Kajian Proses Hidrolisis Asam Rumput Laut Gracillaria
salicornia dan Sargassum sp.Skripsi. Institut Pertanian Bogor.
Peraturan Pemerintah Nomor 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional.
Ramadhani Prasetya. 2015. Mikrobiologi Industri. Plantaxia
Restuti, Tegar Yudha.2014.”Pengaruh Konsentrasi H2SO4, Lama Waktu
Hidrolisis dan Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol yang dihasilkan
Rumput Laut Euchema cotonii”.Skripsi.Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
Saputra, D.R., Ridlo, A., dan Widowati, I. (2012). Kajian rumput laut Sargassum
duplicatum J.G. Agardh sebagai penghasil bioetanol dengan proses
hidrolisis asam dan fermentasi. Journal Of Marine Research. 1(2):
145–151.
Sassner P, CG Martensson, M Galbe, G Zacchi.2008. Steam Pretreatment of
H2SO4-impregnated Salix for Production of Bioetanol. J. Bioresource
Technol.
Siswati, N. D., M. Yatim, dan R. Hidayanto. 2009. Bioetanol from Cofee Peel
Waste with Fermentation Process. Surabaya: FTI UPN Veteran.
Siregar Eka. 2017. Ekstraksi Senyawa Fenolik dan Kandungan Kimia pada
Rumput Laut Coklat (Sargassum sp). Jurnal Universitas Riau.
Taherzadeh M.J. dan Karimi K. 2007. Acid-Based Hydrolysis Processes for
Ethanol from Lignocellulosic Materials. J Bioresources 2 : 472-499.
The DNA of Singapore. 2018. The Digital Nature Archive of Singapore
.https://lkcnhm.nus.edu.sg/dna/. 2 Juli 2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Tsao, G.T., M. Ladisch, T.A. Hsu, B. Dale, C. Ladisch dan T. Chou. 1978.
Fermentation Substrates from Cellulosic Materials : Production of
Fermentable Sugars from Cellulosic Materials. Di dalam. D. Perlman
(ed). Annual Reports on Fermentation Processes Volume 2. Academic
Press, New York.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
L
A
M
P
I
R
A
N
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Lampiran 1. Silabus Mata Pelajaran
SILABUS MATA PELAJARAN BIOLOGI
Satuan Pendidikan : SMA
Mata Pelajaran : Biologi
Kelas/Semester : XII/I
Alokasi Waktu : 6 JP (6 x 45 menit)
Kompetensi Inti :
KI 1 : 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 : 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran,
damai), santun, responsif dan proaktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam
berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
KI 3 : 3. Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan
rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan
prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI 4 : 4. Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari
yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda
sesuai kaidah keilmuan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Kompetensi
Dasar
Materi
Pembelajaran
Kegiatan
Pembelajaran
Penilaian Alokasi
Waktu
Media, Alat,
Bahan
3.1 Menganalisis
prinsip-prinsip
Bioteknologi dan
penerapanya
sebagai upaya
peningkatan
kesejahteraan
manusia
4.1 Menyajikan
laporan hasil
percobaan
penerapan
prinsip-prinsip
Bioteknologi
konvensional
berdasarkan
scientific method
-Konsep dasar
bioteknologi
-Jenis
bioteknologi
konvensional
dan modern
-Produk
bioteknologi
-Dampak
peanfaatan
produk
bioteknologi
di masyarakat
-Menunjukkan
produk hasil
bioteknologi,
mengamati
video/gambar
tentang berbagai
produk
bioteknologi,
mendiskusikan
bahan, proses dan
dampak yang
terjadi
-Menyusun
rancangan,
melakukan
percobaan,
mendiskusikan
hasil percobaan
serta menyususn
laporan tentang
bioteknologi
-
Mempresebtasikan
kesimpulan hasil
kajian dan diskusi
secara dua arah
Observasi
-Sikap saat
proses
pembelajaran
-Sikap
ilmiah saat
diskusi
-Sikap dan
kerjasama
saat
melakukan
percobaan
-Sikap saat
presentasi
Portofolio
-Laporan
tertulis
tentang
percobaan
Tes tertulis
-Ulangan
harian
6 x 45
menit
-Buku biologi
kelas XII
-Buku kerja/lks
-Referensi dari
berbagai
sumber
-Peralatan
laboratorium
untuk
percobaan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Lampiran 2. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
(RPP)
Satuan pendidikan : SMA
Mata Pelajaran : Biologi
Materi Pelajaran : Bioteknologi
Kelas/Semester : XII/2
Alokasi Waktu : 6 x 45 Menit (6 JP)
A. Kompetensi Inti (KI)
KI 1 dan 2
Kompetensi Sikap Spiritual yaitu, “Menghayati dan mengamalkan ajaran
agama yang dianutnya”.
KI 2
Kompetensi Sikap Sosial yaitu, “Menunjukkan perilaku jujur, disiplin,
tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, damai), santun,
responsif, dan pro-aktif sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial
dan alam serta menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan
dunia”.
KI 3 KI 4
Memahami, menerapkan, dan
menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan
metakognitif berdasarkan rasa
Mengolah, menalar, dan menyaji
dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang
dipelajarinya di sekolah secara
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab
fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan
prosedural pada bidang kajian
yang spesifik sesuai dengan bakat
dan minatnya untuk memecahkan
masalah.
mandiri, bertindak secara efektif dan
kreatif, serta mampu menggunakan
metode sesuai kaidah keilmuan.
B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi
Kompetensi Dasar (KD) Indikator Pencapaian Kompetensi
(IPK)
KD 2.1. Berperilaku ilmiah : teliti, jujur
terhadap data dan fakta, disiplin,
tanggung jawab dan peduli dalam
observasi dan eksperimen, berani dan
santun dalam mengajukan pertanyaan
dan berargumentasi, peduli lingkungan,
gotong royong, bekerjasama, cinta
damai, berpendapat secara ilmiah dan
kritis, responsif dan proaktif dalam
setiap tindakan dan dalam melakukan
pengamatan dan percobaan di dalam
kelas/ laboratorium maupun di luar
kelas/ laboratorium
2.1.1. Menunjukkan perilaku teliti
dalam melakukan simulasi
2.1.2. Menunjukkan perilaku jujur
dalam melaporkan hasil simulasi
2.1.3. Menunjukkan perilaku kerjasama
saat mengerjakan tugas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Kompetensi Dasar (KD) Indikator Pencapaian Kompetensi
(IPK)
KD 3.10 Menganalisis prinsip-prinsip
Bioteknologi dan penerapanya sebagai
upaya peningkatan kesejahteraan
manusia
3.10.1 Menjelaskan prinsip dasar
bioteknologi
3.10.2 Menjelaskan prinsip dasar
pengembangan bioteknologi
3.10.3 Membedakan bioteknologi
konvensional dan bioteknologi modern
3.10.4 Menganalisis keuntungan dan
kerugian dari penerapan bioteknologi
KD 4.10 Menyajikan laporan hasil
percobaan penerapan prinsip-prinsip
Bioteknologi konvensional berdasarkan
scientific method
4.10.1 Merancang dan menyajikan
laporan pembuatan produk bioteknologi
secara konvensional terkait sumber
energi terbarukan
C. TUJUAN PEMBELAJARAN
Melalui pendekatan scientific dengan menggunakan model pembelajaran problem
based learning, dengan metode diskusi, tanya jawab, praktikum dan penugasan
peserta didik dapat:
Menunjukkan perilaku teliti dalam melakukan diskusi.
Menunjukkan perilaku jujur dalam melaporkan hasil praktikum.
Menunjukkan perilaku kerjasama dalam mengerjakan tugas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Melalui studi literatur, peserta didik mampu :
Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi.
Melalui diskusi kelompok, peserta didik mampu :
Menjelaskan prinsip dasar pengembangan bioteknologi.
Menganalisis keuntungan dan kerugian dari penerapan bioteknologi
Melalui pengamatan gambar dan obyek langsung, peserta didik mampu :
Membedakan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern
Melalui pengamatan video dan praktikum, peserta didik mampu :
Merencanakan percobaan dan menyajikan laporan pembuatan produk
bioteknologi secara konvensional terkait sumber energi terbarukan.
D. Materi Pembelajaran
Konseptual :
1. Pengertian dan prinsip dasar bioteknologi
2. Jenis-jenis perbedaan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern
Faktual :
1. Peran mikroorganisme dalam bioteknologi
2. Penerapan bioteknologi dalam berbagai bidang
3. Dampak dan manfaat bioteknologi bagi kehidupan
Prosedural :
Melakukan percobaan penerapan prinsip-prinsip bioteknologi konvensional
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Metakognitif :
Menyajikan laporan hasil percobaan terkait penerapan bioteknologi konvensional
dalam bidang energi terbarukan
E. Pendekatan, Metode dan Model Pembelajaran
Pendekatan : Saintifik
Model : Problem Based Learning (PBL)
Metode : Studi literature, diskusi, praktikum, pengamatan gambar dan obyek
langsung, dan pengamatan video
F. Media Pembelajaran
1. Media : Gambar/ foto, obyek langsung, , LKS, powerpoint, video
2. Alat dan Bahan : Alat tulis, whiteboard, laptop, LCD projector, produk
bioteknologi konvensioanal (tempe, yogurt, tape, roti)
G. Sumber Belajar
1. Buku Biologi kelas XII
Irnaningtyas. 2013. Biologi untuk SMA/MA Kelas XII berdasarkan Kurikulum
2013. Jakarta: Erlangga.
2. Buku penunjang yang relevan
Campbell et al. 2003. Biologi. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Jakarta: Erlangga.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
3. Media cetak/elektronik
E-Resources Perpustakaan Nasional Republik Indonesia
E-Journal Research Center for Biology-LIPI
H. Langkah-langkah Pembelajaran
Pertemuan ke-1
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
Pendahuluan
Apersepsi
Guru meminta salah satu siswa untuk
memimpin do’a dan mengecek
kehadiran siswa
Guru memberikan apersepsi dengan
mengajukan beberapa pertanyaan
kepada peserta didik :
- Menunjukkan beberapa produk hasil
bioteknologi konvensional misalnya
anggur dengan wine, singkong dengan
tape. Mengapa terjadi perubahan bentuk
dan rasa dari kedua bahan makanan itu ?
-Menampilkan beberapa gambar seperti
yogurt, wine, yakult, sprite, coca-cola.
Dari gambar tersebut manakah yang
termasuk produk bioteknologi ?
- Apakah sprite dan coca-cola tidak
termasuk produk bioteknologi ?
Mengapa ?
7 menit
PPK Religius
Literasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
Motivasi
Guru kembali menanyakan beberapa
pertanyaan :
- Ditampilkan gambar bayi tabung dan
stemm cell. Lalu bagaimana dengan
gambar tersebut apakah bisa dikatakan
produk hasil bioteknologi ?
- Mengingatkan tugas/ PR membaca
buku/ sumber terkait materi yang akan
dibahas
- Ditayangkan tujuan/ ruang lingkup
materi yang akan dibahas
” baik, setelah pembelajaran ini berakhir
kalian diharapkan mampu menjelaskan
prinsip dasar bioteknologi, membedakan
bioteknologi konvensional dan
bioteknologi modern serta mengetahui
dampak negatif dan positif bioteknologi”
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
Inti
Orientasi pada masalah
- Siswa diminta membentuk kelompok
yang terdiri dari 4 orang
- Siswa mencermati gambar/ foto
berbagai macam produk bioteknologi
konvensional dan modern lalu siswa
diminta untuk menyebutkan mana saja
yang termasuk bioteknologi
konvensional dan bioteknologi modern ?
- Bagaimana cara membedakan antara
bioteknologi konvensional dan
bioteknologi modern ?
- Bagaimana kira-kira proses yang
terjadi baik pada bioteknologi
konvensional dan bioteknologi modern
sehingga bisa menghasilkan suatu
produk ?
- Siswa berdiskusi menjawab kasus
terkait berdasar prinsip bioteknologi
Mengorganisasikan
- Siswa diberikan sebuah kasus
mengenai penerapan bioteknologi dalam
berbagai bidang
70 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
-Siswa diminta untuk menganalisis
dampak positif dan negatif penerapan
bioteknologi pada masing-masing
bidang
Membimbing Penyelidikan
Siswa dibimbimg dalam pengumpulan
informasi terkait dengan topik studi
kasus yang diberikan. Siswa
mengumpulkan data dari studi literature
dengan menggunakan beberapa jurnal
online yang diberikan guru.
Mengembangkan dan Menyajikan
Hasil
- Siswa menganalisis data hasil studi
literarure dengan berdiskusi bersama
kelompok sehingga dapat bekerja
dengan teliti, disiplin dan tanggung
jawab untuk mendapatkan data.
- Perwakilan kelompok diminta
mempresentasikan hasil diskusinya,
Menganalisa dan Mengevaluasi
Proses Pemecahan Masalah
- Siswa saling bertukar pikiran melalui
tanya jawab antar kelompok terkait topik
Literasi
HOTS +
Berfikir kritis
4C + PPK
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
masalah sehingga siswa dapat saling
menghargai perbedaan pendapat
- Siswa menyimpulkan hasil diskusi
terkait dengan pembelajaran terhadap
dampak dan peranan bioteknologi
- Guru memberi klarifikasi bila ada yang
belum tepat dan memberi penguatan
pada hasil presentasi yang sudah benar,
mengevaluasi hasil diskusi yang
berlangsung
HOTS
Penutup
- Guru memberikan penekanan hasil
sebagai kesimpulan hasil diskusi yang
telah berjalan
- Siswa menjawab beberapa pertanyaan
terkait materi yang telah dibahas
- Siswa diminta mengungkapkan apa
manfaat yang diperoleh setelah
mempelajari materi bioteknologi serta
kritik dan saran terhadap proses
pembelajaran
- Guru memberikan apresiasi terhadap
siswa yang aktif dalam pembelajaran
- Siswa diminta membaca buku/ sumber
lain tentang materi yang akan dibahas
8 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
pada pertemuan berikutnya dan
menyiapkan alat serta bahan praktikum
(Bioteknologi Lingkungan)
Pertemuan ke-2
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
Pendahuluan
Menyiapkan kondisi belajar siswa
Guru meminta salah satu siswa untuk
memimpin do’a dan mengecek
kehadiran siswa
Apersepsi
Guru memberikan apersepsi dengan
menampilkan gambar beberapa bahan
bakar fosil yang sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari (bensin, minyak
tanah, solar dll).
Motivasi
Guru bertanya kepada siswa“ gambar
apakah yang sudah ditampilkan tadi ? “
Digunakan untuk apa gambar-gambar
tersebut dalam kehidupan sehari-hari ?
Berasal dari apakah gambar tersebut ?
Apakah bahan bakar yang bersumber
dari fosil dapat diperbaharui ?
Bagaimana cara untuk menghasilkan
15 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
bahan bakar yang terbarukan sesuai
dengan prinsip bioteknologi ? ”
Orientasi
- Mengingatkan tugas/ PR membaca
buku/ sumber terkait materi yang akan
dibahas
- Ditayangkan tujuan/ ruang lingkup
materi yang akan dibahas
” baik, setelah pembelajaran ini berakhir
kalian diharapkan mampu melakukan
percobaan terkait dengan penerapan
bioteknologi konvensional sebagai
sumber energi terbarukan pengganti
bahan bakar fosil”
Inti Mengamati
-Siswa mencermati video terkait
berbagai kasus mengenai krisis energi
yang terjadi di Indonesia
Menanya
Guru mengajukan beberapa pertanyaan
terkait dengan video :
- Mengapa bahan bakar fosil bisa
60 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
semakin menipis ?
- Bagaimana cara mengatasi krisis
energi tersebut dikaitkan dengan konsep
bioteknologi yang sudah kalian dapat ?
-Bagaimana dampak dan keuntungan
dari penerapan bioteknologi dalam
bidang lingkungan ?
- Siswa diberikan kesempatan untuk
bertanya terkait materi maupun prosedur
kerja praktikum pembuatan bioetanol
Mencoba
Guru menjelaskan petunjuk pelaksanaan
percobaan dengan LKS
- Siswa melakukan percobaan
pembuatan bioetanol sederhana dengan
menggunakan ragi tape untuk proses
fermentasi rumput laut Sargassum sp
Menalar
Siswa berdiskusi dan menganalisis
pertanyaan yang terdapat pada LKS
untuk membuat laporan sementara
Mengkomunikasikan
- Perwakilan kelompok diminta
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
mempresentasikan hasil laporan
sementara terkait dengan percobaan
yang dilakukan, kelompok lain
menanggapi
Tahap Penutup (8 menit)
Apresiasi
Guru memberikan apresiasi kepada
seluruh siswa yang sudah mengikuti
kegiatan pembelajaran dengan baik
Klarifikasi
- Guru memberi klarifikasi bila ada yang
belum tepat dan memberi penguatan
pada hasil presentasi yang sudah benar,
Merangkum
- Siswa diminta menyimpulkan apa
yang telah dipelajari
- Siswa menjawab beberapa pertanyaan
terkait materi yang telah dibahas
Refleksi
- Siswa diminta mengungkapkan apa
manfaat yang diperoleh setelah
mempelajari materi bioteknologi
khususnya peranan bioteknologi bagi
lingkungan serta kontribusi dalam
10 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
Tahap Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
pengembangan sumber energi
terbarukan
Tindak Lanjut
- Siswa diminta untuk menyusun laporan
sebagai hasil akhir dari percobaan secara
individu
G. PENILAIAN :
Aspek Teknik Instrumen
Sikap Observasi
Penilaian sesama
teman
Lembar Observasi
Daftar Cek
Pengetahuan Non Tes
Tes
Portofolio
Tes uraian
Ketrampilan Observasi kinerja
Penilaian Diri
Lembar Observasi Kinerja
Daftar cek
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
H. Lampiran
1. Lembar Kerja Siswa (LKS)
2. Instrumen Penilaian
3. Kisi-kisi soal uraian
Mengetahui Yogyakarta, 18 Juli 2017
Kepala Sekolah Guru Biologi
(............................................) Anggraeni Kusuma Wardani
NIP. NIP.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Lampiran 3. Lembar Kerja Siswa I
LEMBAR KERJA SISWA I
A. Judul : Teknologi DNA Rekombinan pada Produk Pangan
B. Tujuan :
siswa mampu menjelaskan prinsip dasar bioteknologi
siswa mampu Menjelaskan prinsip dasar pengembangan
bioteknologi
siswa mampu membedakan bioteknologi konvensional dan
bioteknologi modern
siswa mampu menganalisis keuntungan dan kerugian dari
penerapan bioteknologi
C. Studi Kasus
Ilmu bioteknologi semakin berkembang dikuti dengan perkebangan
teknologi yang mendukungnya. Akhir-akhir ini banyak ditemukan
fenomena semangka kotak, semangka tanpa biji, kubis ungu dan masih
banyak lagi. Memang hal tersebut sudah tidak lazim dan dapat diterima di
masyarakat. Namun berbeda dengan Ratu Elizabeth yang hanya akan
memakan buah atau makanan yang hanya terdapat pada musimnya saja.
Ratu Elizabeth lebih memilih yogurt, keju daripada memakan semangka
kotak ataupun semangka tanpa biji.
- Mengapa Ratu Elizabeth lebih memilih buah-buahan pada
musimnya dan tidak mau mengkonsumsi buah seperti semangka
kotak, semangka tanpa biji dll ?
- Jelaskan fenomena tersebut sesuai dengan prinsip bioetaknologi ?
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
- Mengapa Ratu Elizabeth lebih memilih yoguer, keju daripada
semangka kotak,, kubis unggu dll, padahal keduanya termasuk
dalam aplikasi bioteknologi ?
D. Hasil Diskusi
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
................................................................................................................
E. Kesimpulan
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
............................................................................................................
Kelompok/Kelas :
1…………………………..
2…………………………..
3…………………………..
4…………………………..
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
Lampiran 4. Lembar Kerja Siswa II
LEMBAR KERJA SISWA II
F. Judul : Pembuatan Bioetanol dari Rumput Laut Sargassum sp
Menggunakan Ragi Tape
G. Tujuan : siswa mampu merencanakan percobaan dan menyajikan
laporan pembuatan produk bioteknologi secara konvensional terkait
sumber energi terbarukan.
H. Alat dan Bahan
Alat Bahan
Blender NPK
Botol berwarna gelap Gula pasir
Bunsen Rumput laut Sargassum sp
Kertas saring
Erlenmeyer
Timbangan digital
Pengayak
Plastisin
Selang bening kecil
Autoclave
I. Cara Kerja
1. Sterilkan botol dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 1 atm
selama 10 menit
2. Haluskanlah rumput laut Sargassum sp yang sudah dikeringkan
3. Ayaklah dengan pengayak halus
4. Lakukanlah pengenceran HCl dengan konsentrasi 1% dalam 1000 ml
aquades
5. Timbanglah rumput laut Sargassum sp sebanyak 20 gr
6. Masukkanlah Sargassum sp yang sudah ditimbang ke dalam botol
yang sudah disterilkan dan tambahkan HCl sebanyak 200 ml
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
7. Sterilkan dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 1 atm selama
10 menit
8. Setelah dingin tambahkan ragi tape sebanyak 10% kemudian tutup
rapat dengan penyumbat yang dilapisi plastisin dan hubungkan selang
dari botol ke gelas beker yang berisi air
9. Masa fermentasi selama 4,5,6 dan 7 hari kemudian hasil fermentasi
disaring dan diuji kadar etanol secara fisik
10. Catatlah hasil uji kadar etanol pada tabel yang sudah disediakan
J. Hasil Percobaan
No Lama Waktu
Fermentasi
Kadar
etanol
Keterangan
1.
2.
K. Kesimpulan
Nama Kelompok/Kelas :
1…………………………..
2…………………………..
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Lampiran 5. Instrumen Penilaian
INSTRUMEN PENILAIAN
A. Penilaian Sikap Ilmiah dan Sosial
Indikator :
2.1.1. Menunjukkan perilaku teliti dalam melakukan simulasi
2.1.2. Menunjukkan perilaku jujur dalam melaporkan hasil simulasi
2.1.3. Menunjukkan perilaku kerjasama saat mengerjakan tugas
Teknik Penilaian : Observasi kinerja dan Penilaian sesama teman
Instrumen Penilaian : Lembar Observasi/ Daftar cek
a. Instrumen Penilaian Sikap Teliti dan Jujur :
Nama Teliti Jujur
3 2 1 3 2 1
Rubrik Penilaian :
Sikap 3
(Baik )
2
(Cukup)
1
(Kurang)
Teliti
Semua hasil
percobaan benar/
tepat dan lengkap
Ada hasil yang
kurang tepat /
lengkap
Lebih dari separuh
data kurang tepat/
lengkap
Jujur
Mencatat langsung
data pengamatan
apa adanya dan
melaporkan data
sesuai hasil
pengamatan
Tidak mencatat
langsung hasil
pengamatan
tetapi melihat
dulu pada
kelompok lain,
melaporkan data
Mencatat /
melaporkan data
tidak sesuai
dengan hasil
pengamatan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
sesuai hasil
pengamatan
b. Instrumen Penilaian Sesama Teman untuk sikap kerjasama
Berilah tanda V pada kolom yang sesuai untuk menilai kerjasama
masing- masing teman dalam kelompokmu dengan panduan seperti
rubrik di bawahnya :
Nama Teman
dalam
Kelompok
Kerjasama
Baik (3) Cukup (2) Kurang (2)
1.
2.
3.
4..
Rubrik Penilaian
Sikap Baik (3) Cukup (2) Kurang (2)
Kerjasama :
1. Berbagi tugas
2. Memberi
kesempatan pada
teman
3. Mau
membantu teman
yang
membutuhkan
Memenuhi ke 3
aspek yang
ditentukan
Memenuhi 2
aspek dari 3
aspek yang
ditentukan
Memenuhi 1
aspek dari 3
aspek yang
ditentukan
A. Penilaian Pengetahuan
Indikator :
3.1 Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi
3.2Menjelaskan prinsip dasar pengembangan bioteknologi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
3.3Membedakan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern
3.4 Menganalisis keuntungan dan kerugian dari penerapan bioteknologi
Tehnik Penilaian : Non Tes : Portofolio
Tes : Uraian
Instrumen Penilaian :
a. Portofolio : Laporan Percobaan (Pengisian LKS)
Rubrik Penilaian
Kriteria Baik Sekali
(4)
Baik (3) Cukup (3) Kurang (1)
Laporan
Percobaan :
1. Ketepatan
dalam
melakukan
praktikum
2. Ketepatan
dalam
menyampaikan
hasil praktikum
3. Ketepatan
menyimpulkan
4. Penulisan
tidak banyak
kesalahan
Memenuhi
ke 4 aspek
yang
ditentukan
Memenuhi
3 aspek dari
4 aspek
yang
ditentukan
Memenuhi
2 aspek dari
4 aspek
yang
ditentukan
Memenuhi
1 aspek
dari 4
aspek yang
ditentukan
b. Tes Uraian
(Kisi-kisi soal dan soal ulangan terlampir)
Panduan skoring untuk soal uraian sebagai berikut :
Soal no.1=0, no.2=15, no.3=15, no.4=25, no.5=25
Nilai siswa = Skor yang diperoleh X 100%
100
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Kriteria Penilaian :
Nilai Kriteria
X > 80 % A = Baik Sekali
66 % < X < 79 % B = Baik
56 % < X < 65 % C = Cukup
50 % < X < 55 % D = Kurang
X < 50% E = Kurang sekali
D. Penilaian Ketrampilan
Indikator :
4.1 Merencanakan dan menyajikan laporan pembuatan produk bioteknologi
secara konvensional terkait sumber energi terbarukan
Teknik Penilaian : Observasi , Penilaian Diri
Intrumen Penilaian : Lembar Observasi/ Daftar cek
Kriteria Baik Sekali
(4)
Baik (3) Cukup (2) Kurang (1)
Ketrampilan
mensimulasikan:
1. Langkah benar
dan urut
2.Dilakukan
dengan lancar,
3. Mantap/ tidak
ragu- ragu,
4. Suara cukup
jelas
Memenuhi
ke4 aspek
yang
ditentukan
Memenuhi
3 aspek
dari 4
aspek yang
ditentukan
Memenuhi
2 aspek
dari 4
aspek yang
ditentukan
Memenuhi
1 aspek
dari 4
aspek yang
ditentukan
Penilaian Diri :
Isilah tanda V sesuai dengan kenyataan yang kalian rasakan tentang
ketrampilan dalam melakukan praktikum dan presentasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
No Pernyataan Skor
4 3 2 1
1 Mengerjakan dengan langkah yang benar
dan urut
2 Mempraktikkan dengan lancar
3 Mempresentasikan dengan mantap/ tidak
ragu- ragu
4 Men jelaskan dengan kalimat yang runtut
5 Menjelaskan dengan suara yang cukup
keras
Skor Total
Rata- rata Skor
Nilai Ketrampilan = 2 X skor Observasi + Skor Penilaian Diri
3
Nilai angka selanjutnya dikonversi ke nilai huruf.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
Kisi-kisi Soal Ulangan
Jenis Sekolah : Sekolah Menengah Atas Jumlah Soal : 5 butir
Mata Pelajaran : Bioteknologi Alokasi Waktu : 90 menit
Kurikulum Acuan : Kurikulum 2013 Bentuk Soal : Uraian
Semester/Tahun Ajaran : Genap/2017/2018
Kompetensi
Inti
Kompetensi
Dasar
IPK Materi
Pembelajaran
Indikator Soal Nomor Soal Ranah Kognitif
KI 3
Memahami,
menerapkan,
menganalisis
pengetahuan
factual,
konseptual,
procedural
berdasarkan rasa
ingin tahunya
tentang ilmu
pengetahuan,
teknologi, seni,
budaya dan
humaniora
3.10
Menganalisis
prinsip-prinsip
Bioteknologi
dan penerapanya
sebagai upaya
peningkatan
kesejahteraan
manusia
3.10.1
Menjelaskan
prinsip dasar
bioteknologi
3.10.2
Menjelaskan
prinsip dasar
pengembangan
bioteknologi
B
I
O
T
E
K
N
O
-Menjelaskan
proses bayi
tabung sesuai
dengan prinsip
bioteknologi
-Menjelaskan
proses
pengembangan
energi
terbarukan
sesuai dengan
prinsip
1
2
C2
(Prosedural)
C2
(Prosedural)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
dengan wawasan
kemanusiaan,
kebangsaaan,
kenegaraan, dan
peradaban
terkait penyebab
fenomena dan
kejadian, serta
menerapkan
pengetahuan
procedural pada
bidang kajian
yang spesifik
sesuai dengan
bakat dan
minatnya untuk
memecahkan
masalah.
3.10.3
Membedakan
bioteknologi
konvensional
dan bioteknologi
modern
3.10.4
Menganalisis
keuntungan dan
kerugian dari
penerapan
bioteknologi
L
O
G
I
bioteknologi
-Menjelaskan
perbedaan
bioteknologi
konvensional
dan bioteknologi
modern
-Menyebutkan
berbagai produk
bioteknologi
konvensional
dan bioteknologi
modern
-Menganalisis
sebuah kasus
tentang
keuntungan dan
kerugian rekaya
genetika pada
tanaman
3
4
5
C1
(Konseptual)
C1
(Faktual)
C4
(Faktual)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
ULANGAN HARIAN
SEKOLAH MENENGAH ATAS
Materi : BIOTEKNOLOGI Kelas : XII MIA
Hari, Tanggal : 20 Juli 2018 Tahun Ajaran 2017/2018
Soal Uraian
Jawablah pertanyaan berikut ini dengan tepat dan benar !
1. Perkembangan bioteknologi semakin pesat diikuti dengan teknologi yang
digunakanya. Sebagai aplikasi dalam bioteknologi modern program bayi tabung
sangat membantu bagi pasutri yang tidak bisa hamil secara normal. Namun tidak
jarang program bayi tabung ini masih menjadi pro kontra di masyarakat.
Bagaimana pendapat anda mengenai fenomena tersebut jika dipandang sesuai
prinsip bioteknologi ?
2. Indonesia merupakan salah satu negara yang mengalami krisis energi.
Bensin, solar, minyak bumi berasal dari sumber energi fosil. Energi fosil
ketersedianya semakin menipis dan tidak dapat diperbaharui, sedangkan
kebutuhan akan BBM semakin meningkat. Bagaimana solusi yang bisa
ditawarkan terkait dengan prinsip bioteknologi dan bagaimana proses
pengembanganya ?
3. Jelaskan perbedaan antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi
modern ?
4. Sebutkan contoh produk bioteknologi konvensional dan bioteknologi
modern ? (masing-masing 3)
5. Keberhasilan rekayasa genetika yang mampu menghasilkan tumbuhan
unggul dan pengembangan hasilnya terus menerus telah meningkatkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
kekuatiran banyak kalangan, namun dilain sisi rekayasa genetika pada tanaman
dapat membantu dalam mengatasi kekurangan gizi pada beberapa negara.
Bagaimana pendapat anda mengenai kasus tersebut dilihat dari keuntungan dan
kerugianya ?
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
Lampiran 6. Uji Statistika
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
Lama Waktu
Fermentasi .151 4 . .993 4 .972
a. Lilliefors Significance Correction
Descriptive Statistics
Mean Std.
Deviation
N
Lama Waktu
Fermentasi 5.50 1.291 4
Kadar Etanol 1918.50 407.397 4
Correlations
Lama Waktu
Fermentasi
Kadar
Etanol
Lama Waktu
Fermentasi
Pearson
Correlation 1 .657
Sig. (2-tailed) .343
N 4 4
Kadar Etanol
Pearson
Correlation .657 1
Sig. (2-tailed) .343
N 4 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
Regression Statistics
Multiple R 0.656593042
R Square 0.431114423
Adjusted R Square 0.146671634
Standard Error 1.192566117
Observations 4
15,56 16,7
24,67
19,81
y = 2,072x + 7,789
R² = 0,4311
0
5
10
15
20
25
30
3 5 7 9
Kad
ar e
tano
l (%
)
Lama Waktu Fermentasi (hari)
Kadar Etanol (%)
Linear (Kadar
Etanol (%))
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
89
Lampiran 7. Uji Gula Reduksi
Y = ax + b
Y = 0.049x + 0.002
Y = 2.676
X = y - b / a
X = 2.674 / 0.049
X = 54.57 ppm
Pengulangan Absorbansi
1 2,658
2 2,301
3 3,068
Rerata 2.676
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
90
Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian
Proses Sterilisasi Sebelum Fermentasi Destilasi Etanol
Inkubasi Zymomonas mobilis Proses Hidrolisis Asam dengan autoclave
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
91
Sargassum sp Rekultur Zymomonas mobilis
Uji Gula Reduksi dengan Spektrofotometer Fermentasi Etanol
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
92
Lampiran 9. Sertifikan Kultur Murni Zymomonas mobilis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
93
Lampiran 10. Hasil Uji Gas Chromatography
Kurva Standar
No. Konsentrasi
Standart (%)
Area Ethanol
Area Propanol
Area Count
1 5 1921194 2561736 0.749957841
2 10 767954 505121 1.520336711
3 15 2080044 956892 2.173750016
4 20 3160928 1053924 2.999199183
5 25 4733722 1244922 3.80242457
No. Nama
Sampel Area
Ethanol Area
Propanol Area Count
Konsentrasi
(%)
1 Sampel P1 459555 194946 2.357345111 15.56
2 Sampel P2 2419170 956150 2.530115568 16.70
3 Sampel P3 200363 53586 3.7390923 24.67
4 Sampel P4 166307 55379 3.003069756 19.81
y = 0,1517x - 0,026 R² = 0,9986
0
1
2
3
4
0 10 20 30
Series1
Linear(Series1)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
94
Standar Etanol 5
Standar Etanol 10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
95
Standar Etanol 15
Standar Etanol 20
Standar Etanol 20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
96
Standar Etanol 25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI