Download - Materi Alkohol
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Alkohol merupakan zat psikotropika dengan penggunaan yang paling luas. Alkohol selama
ini masih diyakini sebagai suatu minuman yang tidak berbahaya dan menimbulkan efek yang
menyenangkan serta dianggap sebagai bagian dari gaya hidup yang terkait dengan budaya
setempat. Alkohol adalah salah satu jenis alkohol alifatik yang larut air. Senyawa ini sering juga
disebut etil alkohol atau alkohol saja (Susilowati, 2006). Fermentasi alkohol termasuk dalam
proses fermentasi anaerob. Fermentasi alkohol adalah perubahan glukosa secara anaerob menjadi
etanol atau etil alkohol dan karbon dioksida dengan bantuan bakteri Saccharomyces cerevisiae
(Karmana, 2008). Salah satu penggunaan alcohol adalah senyawa etanol dapat digunakan sebagai
bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan, serta menghasilkan gas emisi
karbon yang rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya (Mardiah, 2012).
I.2 Tujuan Percobaan
1. Membuat alkohol dari bahan baku sari buah papaya.
2. Membandingkan konversi alkohol hasil fermentasi sari buah papaya.
3. Mengetahui fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol dengan bahan baku sari buah
papaya.
I.3 Manfaat Percobaan
1. Mahasiswa dapat membuat alkohol dari bahan baku sari buah papaya.
2. Mahasiswa dapat membandingkan konversi alkohol hasil fermentasi sari buah papaya.
3. Mahasiswa dapat mengetahui fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol dengan
bahan baku sari buah papaya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Spesifikasi Bahan Baku Buah Pepaya
Pepaya (Carica papaya L) merupakan tanaman buah, berupa herba dari famili caricaceae
yang berasal dari Amerika Tengah dan Hindia Barat, bahkan kawasan sekitar Meksiko dan Costa
Rica. Tanaman papaya banyak ditanam baik di daerah tropis maupun subtropis, di daerah basah
dan kering, atau di daerah dataran rendah dan pegunungan (Soedarya, 2009).
Berdasarkan data Pusat Kajian Buah-buahan Tropika (2004) sifat-sifat buah pepaya yang
diinginkan untuk konsumsi segar adalah berukuran kecil-medium (0.5-1.0 kg/buah) atau besar (<3
kg), warna daging buah jingga sampai merah, mempunyai warna kulit hijau dengan warna merah-
jingga di selanya, rongga buah kecil (bagian dapat dimakan), kulit buah halus, buahnya berasal
dari bunga hermafrodit, berbentuk lonjong, bertekstur padat (firm), rasanya manis dan tidak ada
pahitnya atau rasa getah, shelf-life lama dan beraroma khas.
Tabel 2.1 Kandungan gizi dan kimia daging buah papaya (per 100 g bagian dapat dimakan)
Kandungan 1 2 3 4 5 6
Air (%) - 84.4-90.7 89.60 88.70 86.6 -
Abu (%) - 0.1-0.5 - - 0.5 -
Serat (%) 0.32-0.57 0.5 - 0.6 0.7 -
Energi (kJ) - - - 165.0 200.0 -
Protein - 1.0-1.5 0.50% 0.6 g 0.5 g 0.5-1.90 g
Lemak - 0.1 0.10% 10.0 g 0.3 g 0.2 g
KH total - 7.1-13.5 9.50% 0.9 g 12.1 g 3.7-12.2 g
Sukrosa (%) 0.48-2.47 - - - 48.3 -
Glukosa (%) 2.91-5.24 - - - 29.8 -
Fruktosa (%) 2.34-4.19 - - - 21.0 -
Kalsium (mg) 8.03-
21.04
11.0-31.0 10.0 20.0 34.0 44.0-51.0
Kalium (mg) - 39.0-
337.0
- 234.0 204.0 -
Fosfor (mg) 4.06-7.04 7.0-17.0 10.00 16.0 11.0 12.0-33.0
Besi (mg) - 0.6-0.7 - 0.3 1.0 1.70-1.80
Sodim (mg) - - - 3.0 - -
Vit. A (IU) 1599-
6347
- 2020 1750.0 0.45 g -
Vit. B1 (mg) - 0.03-0.08 - - - -
Vit. B2 (mg) - 0.07-0.15 - - - -
Vit. C (mg) 46.30-
125.90
69.3-71.0 40.0 56.0 74.0 78.0-85.3
Thiamine (mg) - - - 0.04 - -
Riboflafin (mg) - - 0.25 0.4 - -
Keterangan :
1) Pal et al. (1980).
2) Yon (1994).
3) Desai dan Wagh (1995).
4) Sankat dan Maharaj (1997).
5) Villegas (1997).
6) Direktorat Gizi Depkes RI (1981),
Puslitbang Gizi RI (1995).
II.2 Bioetanol
Menurut Hapsari (2013), bioethanol merupakan cairan hasil fermentasi gula dati sumber
karbohidrat (pati) menggunakan bantuan mikroorganisme. Produksi bioethanol dari tanaman yang
mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui konversi karbohidrat menjadi gula
(glukosa).
Etanol yang disebut juga sebagi etil alkohol, mempunyai sifat berupa cairan yang tidak
stabil, mudah terbakar dan tidak berwarna dan merupakan alkohol rantai lurus dengan rumus
molekul C2H5OH. Etanol adalah salah satu bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui, ramah
lingkungan, serta menghasilkan gas emisi karbon yang rendah dibandingkan dengan bensin atau
sejenisnya (Mardiah, 2012).
Bioetanol dapat diolah dengan cara yang mirip dengan bensin dan sering digunakan
sebagai persentase campuran yang rendah untuk menghemat biaya bahan bakar, misalnya E10
adalah 10% etanol dan 90% bensin. Bioetanol juga cocok dalam jumlah yang jauh lebih besar dan
dapat menghasilkan kinerja tinggi yang sangat baik. Namun secara umum dalam penggunaan
bioetanol ini diperlukan penyesuaian mesin dalam mobil untuk menerima jumlah bioetanol yang
lebih besar, seperti melalui pemasangan tangki bahan bakar yang lebih besar dan penyesuaian
waktu pengapian. Etanol murni juga sulit untuk menguap yang dapat membuat memulai mobil
dalam cuaca dingin sulit dan itulah sebabnya kebanyakan bahan bakar mempertahankan
setidaknya sejumlah kecil bensin , seperti mobil E85 dengan 85% etanol dan 15% minyak bumi.
Keuntungan besar dari bioetanol bagi lingkungan adalah potensi karbon dioksida (CO2) yang
dikeluarkan selama penggunaannya diimbangi dengan penyerapan dari atmosfer selama
pertumbuhannya. Dengan emisi CO2 dan nitrous oxide diperhitungkan, beberapa studi
menunjukkan bahwa emisi gas rumah kaca siklus hidup dapat dikurangi dengan 90% dengan
bioetanol dibandingkan dengan bensin (Lucas, 2014).
II.3 Starter
2.3.1 Pengertaian Starter
Starter adalah populasi mikroba dalam jumlah dan kondisi fisiologis yang siap
diinokulasikan pada media fermentasi. Starter mikroba dapat dijumpai dalam berbagai bentuk,
salah satunya adalah ragi untuk pembuatan roti. Mikroba pada starter tumbuh dengan cepat dan
fermentasi segera terjadi. Media starter biasanya identik dengan media fermentasi. Media ini
diinokulasi dengan biakan murni dari agar miring yang masih segar (umur 6 hari). Mikroorganisme
yang digunakan di dalam ragi umumnya terdiri atas berbagai bakteri dan fungi (khamir dan
kapang), yaitu Rhizopus, Aspergillus, Mucor, Amylomyces, Endomycopsis, Saccharomyces,
Hansenula anomala,, Lactobacillus, Acetobacter, dan sebagainya. Tujuan pembuatan starter pada
ragi adalah untuk memperbanyak yeast dan untuk melatih yeast tersebut pada kondisi yang akan
difermentasi (Suryaningsih, 2011).
2.3.2 Manfaat Bakteri Starter
a. Mengurangi limbah organik dalam kolam atau tambak
b. Meningkatkan kecerahan air kolam atau tambak
c. Mengurangi kebutuhan akan pergantian air kolam atau tambak
d. Menstabilkan tingkat kandungan oksigen terlarut dalam air
e. Mengurangi tingkat BOD dan COD
f. Mengurangi bau tanah/lumpur pada daging ikan/udang
g. Menghilangkan lapisan minyak di permukaan air
h. Mengurangi kadar Amonia (NH3) dan Hidrogen Sulfida (H2S) dalam air
i. Menekan pertumbuhan dan penyebaran organisme pathogen
j. Meningkatkan imunitas terhadap penyakit disebabkan oleh jamur, virus, bakteri maupun
kutu,spt: white spot, aeromonas, dll.
k. Mengurangi tingkat kematian, mempercepat masa panen
l. Meningkatkan efisiensi pakan (FCR)
II.4 Fermentasi Alkohol
2.4.1 Pengertian Fermentasi
Fermentasi adalah perubahan glukosa secara anaerob yang meliputi glikolisis dan
pembentukan NAD. Fermentasi menghasilkan jumlah energi yang relatif sedikit daripada energy
yang dihasilkan respirasi aerob. Fermentasi alkohol termasuk dalam proses fermentasi anaerob.
Fermentasi alkohol adalah perubahan glukosa secara anaerob menjadi etanol atau etil alkohol dan
karbon dioksida (Karmana, 2008).
2.4.2 Reaksi Fermentasi Alkohol
Padas sel ragi dan bakteri respirasi, berlangsung secara anaerob. Terdapat 2 langkah reaksi
dalam fermentasi alkohol, pertama terjadi reaksi pembebasan CO2 dari asam piruvat sehingga
terbentuk asetaldehid. Reaksi kedua, asetaldehid direduksi oleh NADH menjadi etil alkohol. NAD
yang dibentuk digunakan untuk glikolisis (Karmana, 2008).
Reaksi fermentasi alkohol :
C6H12O6 (glukosa) Saccharomyces cerevisiae 2CO2 + C2H5OH (etanol)
Gambar 2.1 Skema Reaksi Fermentasi Alkohol (Laila, 2007).
II.5 Analisa Kandungan Alkohol
Untuk menganalisa kandungan alkohol dalam etanol dapat menggunakan : (Isroi, 2008)
1. Analisis dengan GC (Gas Chromatography)
2. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)
3. Metode enzyme
4. Hydrometer.
Tiga metode yang pertama sangat sensitif, dapat mengukur kadar bioethanol dalam
konsentrasi yang sangat rendah, tetapi juga lebih rumit dan mahal. Metode enzym relatif lebih
mudah dan murah dibandingkan dengan metode GC atah HPLC. Saat ini tersedia beberapa produk
enzym kit untuk mengukur bioetanol. Tetapi metode ini masih cukup mahal. Metode terakhir
adalah metode yang paling mudah, murah, tetapi juga kurang teliti. Alat untuk mengukur kadar
etanol tersebut juga dikenal dengan nama alkohol meter atau hydrometer alkohol. Alat ini
sebenarnya digunakan dalam industri minuman keras (bir, wine) untuk mengukur kandungan
alkohol dalam minuman tersebut. Di bagian atas alkohol meter tersebut dilengkapi dengan skala
yang menunjukkan kadar alkohol. Prinsip kerjanya berdasarkan berat jenis campuran antara
alkohol dengan air.
II.6 Pembuatan Bioetanol di Industri
Menurut Clark (2007), salah satu pembuatan alkohol dalam skala produksi adalah metode
hidrasi langsung alkana, dengan sebagian besar berfokus pada hidrasi etena untuk membuat etanol.
Etanol dibuat dalam skala produksi dengan mereaksikan etena dengan uap. Katalis yang digunakan
adalah silikon dioksida padat yang dilapisi dengan asam fosfat (V). Reaksi yang terjadi dapat balik
(reversibel). Reaksinya :
Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanol pada setiap kali pemasukan ke dalam reaktor.
Dengan mengeluarkan etanol dari campuran kesetimbangan dan mendaur-ulang etena, maka
pengubahan etena menjadi etanol secara keseluruhan dapat mencapai 95%.
Gambar 2.2 Diagram alir pembuatan etanol dari etena (Clark, 2007)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1 Bahan dan Alat
3.1.1 Bahan yang Digunakan
1. Sari buah papaya
2. Glukosa
3. KH2PO4 dan MgSO4
4. NaOH
5. H2SO4
6. Indikator MB
7. Aquades
8. Ragi roti (Fermipan)
9. Fehling A dan Fehling B
10. Urea
3.1.2 Alat yang Digunakan
1. Erlenmeyer
2. Buret, statif, dan klem
3. Gelas ukur
4. Beaker glass
5. Pengaduk
6. Autoclave
7. Kompor listrik
8. Pipet tetes
9. Hemositometer
10. Termometer
III.2 Gambar Alat dan Keterangan
Gambar 3.1 Erlenmeyer Gambar 3.2 Buret, statif, klem Gambar 3.3 Gelas ukur
Gambar 3.4 Beaker glass Gambar 3.5 Pengaduk Gambar 3.6 Autoclave
Gambar 3.7 Kompor listrik Gambar 3.8 Pipet Tetes Gambar 3.9 Hemositometer
Gambar 3.10 Termometer
III.3 Variabel Percobaan
3.3.1 Variabel Tetap
Pada percoaan ini, variabel tetap yang digunakan adalah sari buah pepaya dengan volume
200 ml, KH2PO4 1 gram/liter, MgSO4 1 gram/liter, dan urea 2 gram/liter pada kondisi pH = 4.5
3.3.2 Variabel Berubah
Variabel berubah pada percobaan ini adalah perbandingan ragi roti (yeast) yaitu 1
gram/liter, 2gram/liter, dan 3 gram/liter.
III.4 Cara Kerja
A. Pembuatan Starter
a. Siapkan sari buah pepaya 200 ml disterilkan dengan cara dididihkan dan didinginkan pada
suhu kamar.
b. Tambahkan 1 gr/l KH2PO4, 1 gr/l MgSO4, dan urea sebanyak 2 gr/l sebagai nutrient.
c. Atur pHnya hingga 4.5.
d. Tambahkan 1 gr/L, 2gr/L, dan 3 gr/L ragi roti (fermipan) ke dalam larutan tersebut.
e. Menghitung banyaknya yeast menggunakan hemositometer
f. Larutan lalu didiamkan selama โฆ hari (setiap hari dihitung yeastnya)
Cara Perhitungan Jumlah Mikroorganisme dengan Hemositometer
1. Pengenceran sempel 1ml 10ml (ambil 1ml) 10 ml
2. Hitung jumlah mikroba dengan hemositometer.
Gambar 3.11 Tampilan hemositometer menggunakan mikroskop
Jumlah mikroorganisme per sempel:
1
80 ๐ฅ 25. 10โ5 ๐ฅ 10โ3๐ฅ ๐๐ ๐ฅ ๐ก๐๐ก๐๐ ๐ฃ๐๐๐ข๐๐ ๐ฅ ยฃ๐๐๐
B. Fermentasi Media
1. Analisa Glukosa Standar
a. Pembuatan glukosa standar
b. Larutkan 1.25 gram glukosa anhidrit sampai 500 ml.
c. Standarisasi kadar glukosa :
1. Ambil 5 ml glukosa standar, encerkan sampai 100 ml, ambil 5 ml, netralkan pHnya.
2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B.
3. Panaskan hingga 600C s.d. 700C.
4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna biru
hampir hilang lalu tambahkan 2 tetes MB.
5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna
biru menjadi merah bata.
6. Catat kebutuhan titran.
F = V titran
2. Persiapan Sari Buah Pepaya
a. Siapkan sari buah papaya yang telah bebas dari ampas sesuai variabel.
b. Sari buah disterilkan dengan cara didihkan.
c. Dinginkan sampai suhu kamar, lalu atur pH 4.5.
3. Mengukur kadar glukosa sari buah pepaya
a. Ukur densitas sari buah papaya.
b. Cari M [lihat langkah kerja terakhir].
c. Ukur kadar glukosa sari buah dengan rumus berikut :
%๐๐ต =
(๐น โ ๐)๐ฅ๐๐ก๐๐ก๐๐
๐๐ก๐๐ก๐๐๐ ๐๐ฅ
๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
๐๐ฆ๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
๐๐ก๐๐ก๐๐ ๐ฅ ๐๐ฅ 100% ๐ฅ 0,0025
4. Penentuan kadar glukosa substrat
a. Atur kadar glukosa substrat sebelum fermentasi sebesar 12%.
b. Contoh : Bila dalam substrat kita menginginkan kadar glukosanya 14%.
Bila %SB > 14%, perlu diencerkan :
14% = %๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต
(๐๐๐ ๐ฅ ๐๐๐) + (๐๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต) ๐ฅ 100%
Bila %SB < 14%, perlu ditambah sukrosa :
14% = 180๐ + (%๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต)
342๐ + (๐๐๐ต ๐ฅ ๐๐๐ต) ๐ฅ 100%
Berat sukrosa = X mol . 342 gr/mol = Y gram.
Y gram dilarutkan ke dalam substrat tersebut.
5. Fermentasi media sari buah
a. Ambil substrat yang telah diatur kadar glukosanya.
b. Tambahkan starter sesuai variable.
c. Ukur densitas dan volume konstan sebelum fermentasi.
d. Fermentasi anaerob selama โฆ hari.
C. Analisa Hasil
1. Ukur densitas setelah fermentasi
2. Cari F dan M
3. Analisa kadar glukosa hasil fermentasi dengan rumus :
%โ =
(๐น โ ๐)๐ฅ๐๐ก๐๐ก๐๐
๐๐ก๐๐ก๐๐๐ ๐๐ฅ
๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
๐๐ฆ๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
๐๐ก๐๐ก๐๐ ๐ฅ ๐๐ฅ 100% ๐ฅ 0,0025
D. Cara penentuan M (M=Vtitran)
1. Ambil 5 ml sari buah, encerkan hingga 100 ml, ambil 5 ml dan netralkan pHnya.
2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B, tambahkan 5 ml glukosa standar yang telah
diencerkan.
3. Panaskan hinga 600C s.d. 700C.
4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C, sampai warna biru
hampir hilang, lalu tambahkan 2 tetes MB
5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 600C s.d. 700C sampai warna biru
menjadi merah bata
6. Catat kebutuhan titran :
M = V titran
DAFTAR PUSTAKA
Clark, Jim. 2007. โ Pembuatan Alkohol dalam Skala Industriโ. http://www.chem-is-
try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/pembuatan_alkohol_dalam_skala
_produksi/ .Diakses 21 Maret 2015.
Hapsari, Mira Amalia dan Alice Pramashinta. 2013. โPembuatan Bioetanol dari Singkong Karet
(Manihot glaziovii) untuk Bahan Bakar Kompor Rumah Tangga Sebagai Upaya
Mempercepat Konversi Minya Tanah ke Bahan Bakar Nabatiโ. Jurusan Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. Semarang.
Isroi. 2008. โMengukur Kadar Bioetanolโ. http://isroi.com/2008/12/19/mengukur-kadar-
bioetanol/ .Diakses 21 Maret 2015.
Karmana, Oman. 2008. Biologi. Bandung : Grafindo Media Pratama.
Laila, Siti dan Bagod Sudjadi. 2007. Biologi. Bogor : Yudhistira.
Lucas, Paul. 2014. โThe Advantages and Disadvantages of Bioethanolโ.
http://www.contracthireandleasing.com/car-leasing-news/bioethanol-the-advantages-
and-disadvantages/ .Diakses 21 Maret 2015.
Mardiah, Elida, dkk. 2012. โPembuatan Bioetanol dari Ampas Sagu dengan Proses Hidrolisis
Asam dan Menggunakan Saccharomyces cerevisiaeโ. Jurusan Kimia, Fakultas MIPA,
Universitas Andalas.
Setiaty, Endang Darma. 2011. โProduksi Buah Pepaya Varietas Callina (Carica papaya l.) pada
Kombinasi Pupuk Organik dan Anorganik di Tanah Ultisolโ.
Suryaningsih, Dian. 2011. โPembuatan Starterโ.
Susilowati, Rina, dkk. 2006. โPemberian alcohol peroral secara kronis menurunkan kepadatan sel
granula cerebellum pada tikus putih ( Rattus norvegicus) jantan dewasaโ. Fakultas
Kedokteran, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Widodo, Winarso D., dkk. 2010. โ Studi Karakter Mutu Buah Pepaya IPBโ.