Lampiran 1. Prosedur Analisis Karakteristik Pati Sagu
1. Analisis Kadar Air (Apriyantono et al., 1989) Cawan Alumunium yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya diisi sebanyak 2 g contoh lalu ditimbang (W1) kemudian dimasukkan ke dalam oven suhu 105 oC selama 1 – 2 jam. Cawan alumunium dan contoh yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam desikator kemudian ditimbang. Pemanasan contoh diulangi hingga didapat bobot konstan (W2). Sisa contoh dihitung sebagai total padatan dan air yang hilang sebagai kadar air. Kadar Air (%) = (W1 – W2) x 100 % W1
2. Analisis Kadar Abu (AOAC, 1995) Sebanyak 2 g contoh ditimbang dalam cawan porselin yang telah diketahui bobotnya (A), kemudian diarangkan dengan menggunakan pemanas bunsen hingga tidak mengeluarkan asap lagi. Cawan porselin berisi contoh (B) yang sudah diarangkan kemudian dimasukkan dalam tanur bersuhu 600 oC selama 2 jam untuk mengubah arang menjadi abu (C). Cawan porselin berissi abu didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga mencapai bobot tetap. Kadar Abu (%) = (C – A) x 100 % B
3. Analisis Kadar Serat Kasar (Apriyantono et al., 1989) Sebanyak 2–4 g contoh ditimbang, lalu lemaknya dibebaskan dengan cara ekstraksi menggunakan Soxhlet atau diaduk, mengenaptuangkan contoh dalam pelarut organik sebanyak tiga kali. Contoh dikeringkan dan ditambahkan 50 ml larutan H2SO4 1,25% lalu dididihkan selama 30 menit dengan pendingin tegak. Setelah itu ditambahkan 50 ml NaOH 3,25% dan dididihkan kembali selama 30 menit. Dalam keadaan panas cairan disaring dengan corong Buchner yang berisi kertas saring tak berabu Whatman yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya. Endapan pada kertas saring
66
berturut-turut dicuci dengan H2SO4 1,25% panas, air panas dan etanol 96%. Kertas saring dan isinya diangkat dan ditimbang, lalu dikeringkan pada suhu 105 oC sampai bobotnya konstan. Bila kadar serat kasar lebih besar dari 1%, kertas saring beserta isinya diabukan dan ditimbang hingga bobotnya konstan. a. Serat Kasar < 1% (kertas saring+contoh kering) – kertas saring kosong x 100% bobot contoh b. Serat Kasar > 1% (kertas saring+contoh kering) – kertas saring kosong – bobot abu x 100% bobot contoh
4. Analisis Kadar Protein (AOAC, 1995) Sebanyak 0,1 g contoh dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl lalu ditambahkan 2,5 ml H2SO4 pekat, 1 g katalis, dan beberapa butir batu didih. Larutan
didestruksi
hingga
menghasilkan
larutan
jernih
kemudian
didinginkan. Larutan hasil dekstruksi dipindahkan ke alat destilasi dan ditambahkan 15 ml NaOH 50%. Labu erlenmeyer yang berisi 25 ml HCl 0,02 N dan 2–4 tetes indikator (campuran metil merah 0,02% dan metil biru 0,02% dalam alkohol (2:1)) diletakkan di bawah kondensor, dengan ujung kondensor terendam dalam larutan HCl. Destilasi dilakukan sampai volume larutan dalam erlenmeyer mencapai 2 kali volume awal. Ujung kondensor dibilas dengan akuades. Destilat dalam labu erlenmeyer dititrasi dengan NaOH 0,02 N hingga diperoleh perubahan warna dari hijau menjadi ungu. Kadar total nitrogen ditentukan berdasarkan volume larutan NaOH 0,02 N yang digunakan untuk titrasi. Blanko disiapkan seperti prosedur penentuan kadar total nitrogen dengan metode Kjeldahl dengan aquades bebas nitrogen sebagai larutan contoh. Penentuan kadar protein dihitung berdasarkan rumus berikut. Total N (%) = ml titrasi (blanko – contoh) x N NaOH x 14 x 100 % bobot contoh Kadar Protein (%) = 6,25 x Total N (%)
67
5. Analisis Kadar Lemak (AOAC, 1995) Sebanyak 2 g contoh bebas air (hasil analisis kadar air) diekstraksi dengan pelarut organik heksan dalam alat Soxhlet selama 6 jam. Contoh hasil ekstraksi diuapkan terlebih dahulu dengan cara diangin-anginkan, lalu dikeringkan dalam oven bersuhu 105 oC. Contoh kemudian didinginkan dalam desikator, dan ditimbang hingga diperoleh bobot yang tetap. Kadar Lemak (%) = bobot lemak x 100% bobot contoh
6. Analisis Kadar Pati (AOAC, 1995) Sebanyak 5 g contoh ditimbang dan dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer kemudian ditambahkan 200 ml larutan HCl 3 % dan didihkan selama 3 jam dengan pendingin tegak. Kemudian didinginkan dan dinetralkan dengan larutan NaOH 30 % lalu ditambahkan CH3COOH 3 % agar larutan menjadi asam. Isi dipindahkan ke dalam labu berukuran 500 ml dan tambahkan akuades sampai tanda tera, kemudian disaring. Sebanyak 10 ml filtrat di pipet ke dalam erlenmeyer 500 ml, ditambahkan 2 ml larutan Luff Schoorl dan beberapa butir batu didih serta 15 ml akuades. Campuran dipanaskan dengan nyala tetap dan didihkan selama 3 menit. Campuran lalu dididihkan kembali selama 10 menit, kemudian didinginkan dalam bak berisi es. Setelah campuran dingin ditambahkan 15 ml larutan KI 20 % dan 25 ml H2SO4 25 % dengan perlahan-lahan. Lalu dititrasi dengan menggunakan larutan tio 0,1 N dengan penambahan indikator kanji 0,5 % (a ml). Lakukan juga terhadap blanko dengan perlakuan yang sama (b ml). Kadar Pati (%) = A x faktor pengencer x 0,9 x 100 % mg contoh Keterangan : A = angka tabel Luff Schoorl, berdasarkan selisih ml titrasi (b – a) 0,9 = perbandingan kadar glukosa dan pati
68
Lampiran 2. Prosedur Analisis Hidrolisat Pati Sagu
1. pH (AOAC, 1995) Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH-meter. Sebelum digunakan pH meter dikalibrasi terlebih dahulu ke dalam pH 4 dan pH 9,2. Setelah dicuci dengan akuades, elektroda dimasukkan ke dalam contoh yang akan diukur pH-nya. Nilai pH adalah nilai yang ditampilkan setelah menunjukkan nilai konstan.
2. Kadar Gula Total dengan Metode Fenol Sulfat (AOAC, 1995) Larutan glukosa standar dengan konsentrasi gula 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 µg/ml diambil sebanyak 2 ml. Masing-masing kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 1 ml larutan fenol 5%, serta ditambahkan 5 ml larutan H2SO4 pekat dengan cepat. Setelah dibiarkan selama 10 menit, larutan kemudian diukur absorbansinya pada λ = 490 nm. Penetapan konsentrasi total gula pada contoh dilakukan seperti pada penetapan kurva standar, kemudian ditentukan total gula contoh sebagai glukosa.
Kurva Standar Fenol 1.0
y = 0,0146x + 0,0063 R2 = 0,9962
Absorbansi
0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0
10
20
30
40
50
60
70
Konsentrasi Glukosa (µg/m l) Total Gulal
Linear (Total Gulal)
3. Kadar Gula Pereduksi dengan Metode DNS (Apriyantono et al., 1989) Sebanyak 10,6 g asam 3,5 dinitrosalisilat dan 19,8 NaOH dilarutkan dalam 1416 ml air. Ke dalamnya ditambahkan 306 g Na-k-tartarat, 7,6 ml fenol yang telah dicairkan pada suhu 105 oC dan 8,3 g Na-metabisulfit. Bahanbahan tersebut dicampur hingga rata. Keasaman dari pereaksi DNS yang
69
dihasilkan ditentukan. Sebanyak 3 ml larutan DNS dititrasi dengan HCl 0,1 N dengan indikator fenolftalein. Banyaknya titran berkisar 5 – 6 ml. Untuk setiap ml kekurangan HCl 0,1 N pada titrasi, ditambahkan 2 g NaOH. Sebanyak 1 ml larutan standar glukosa atau contoh dipipet, dan ditambahkan 3 ml pereaksi DNS. Larutan tersebut diletakkan dalam air mendidih selama 5 menit, kemudian didinginkan hingga suhu kamar. Pembacaan dengan spektrofotometer dilakukan dengan panjang gelombang 550 nm. Bila diperlukan, contoh diencerkan agar dapat terukur pada kisaran 20 – 80 % T (Transmitan).
Kurva Standar DNS
Absorbansi
0.8
y = 4,2149x - 0,2824 R2 = 0,9978
0.6 0.4 0.2 0.0 0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
Konsentrasi Glukosa (mg/ml) Gula Pereduksi
Linear (Gula Pereduksi)
4. Ekuivalen Dekstrosa (Dextrose Equivalent/DE) Ekuivalen dekstrosa (DE) diperoleh dengan membagi nilai gula pereduksi contoh dengan nilai total gula contoh tersebut. DE (%) = kadar gula pereduksi contoh (g/l) x 100% total gula contoh (g/l)
5. Derajat Polimerisasi (DP) Derajat polimerisasi (DP) adalah jumlah unit monomer dalam suatu polimer. Derajat polimerisasi diperoleh dengan membagi nilai total gula (metode fenol sulfat) dengan nilai gula pereduksi contoh. DP (%) = total gula pereduksi contoh (g/l) x 100% kadar gula pereduksi contoh (g/l)
70
6. Kadar Nitrogen dengan Metode Semi Mikro Kjeldahl (AOAC, 1995) Sebanyak 0,1 g contoh dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl lalu ditambahkan 2,5 ml H2SO4 pekat, 1 g katalis, dan beberapa butir batu didih. Larutan
didestruksi
hingga
menghasilkan
larutan
jernih
kemudian
didinginkan. Larutan hasil dekstruksi dipindahkan ke alat destilasi dan ditambahkan 15 ml NaOH 50%. Labu erlenmeyer yang berisi 25 ml HCl 0,02 N dan 2 – 4 tetes indikator (campuran metil merah 0,02% dan metil biru 0,02% dalam alkohol (2:1)) diletakkan di bawah kondensor, dengan ujung kondensor terendam dalam larutan HCl. Destilasi dilakukan sampai volume larutan dalam erlenmeyer mencapai 2 kali volume awal. Ujung kondensor dibilas dengan akuades. Destilat dalam erlenmeyer dititrasi dengan NaOH 0,02 N hingga diperoleh perubahan warna dari hijau menjadi ungu. Kadar total nitrogen ditentukan berdasarkan volume larutan NaOH 0,02 N yang digunakan untuk titrasi. Blanko disiapkan seperti prosedur penentuan kadar total nitrogen dengan metode Kjeldahl dengan aquades bebas nitrogen sebagai larutan contoh. Penentuan kadar protein dihitung berdasarkan rumus berikut. Total N (%) = ml titrasi (blanko – contoh) x N NaOH x 14 x 100 % bobot contoh
71
Lampiran 3. Prosedur Analisis Cairan Fermentasi
1. pH (AOAC, 1995) Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH-meter. Setelah dicuci dengan akuades, elektroda dapat dimasukkan ke dalam contoh yang akan diukur pH-nya. Nilai pH adalah nilai yang ditampilkan setelah menunjukkan nilai konstan.
2. Total Asam (Dewipadma, 1978) Total asam ditentukan dengan cara titrasi dan dinyatakan sebagai asam laktat. Sebanyak 1 ml contoh dipipet ke dalam erlenmeyer 50 ml, ditambahkan dengan 9 ml air destilata, kemudian dipanaskan untuk menghilangkan CO2 yang ada. Campuran kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1 N dengan indikator fenolftalein. Total Asam (g/l) = ml NaOH x N NaOH x 9 x faktor pengencer ml contoh
3. Total Biomassa (Dewipadma, 1978) Pengukuran biomassa dilakukan dengan penyaringan cairan fermentasi menggunakan kertas saring berpori kecil (Whatman No. 42). Biomassa yang tertahan pada kertas saring kemudian dikeringkan dengan menggunakan oven bersuhu 105 oC, dan ditimbang hingga bobotnya konstan. Biomassa (g/l) = (bobot kertas saring+contoh) – bobot kertas saring
4. Efisiensi Pemanfaatan Substrat Efisiensi pemanfaatan substrat diperoleh dengan membagi selisih nilai gula pereduksi awal (A) dan gula pereduksi akhir fermentasi (B) dengan nilai gula pereduksi awal contoh tersebut. Nilai gula pereduksi diukur dengan menggunakan metode DNS (seperti terlihat pada Lampiran 3). Efisiensi Pemanfaatan Substrat (%) = (B – A) x 100% A
72
5. Kadar Etanol (AOAC, 1995) Penentuan kadar etanol dilakukan dengan dua cara. Yang pertama menggunakan metode secara tidak langsung dengan penetapan BJ (bobot jenis) hasil destilasi contoh, sedangkan cara yang kedua kadar etanol diukur dengan metode Gas Chromatography (GC). Metode Penetapan BJ (Spesific Gravity) Sebanyak 25 ml contoh dimasukkan ke dalam botol penyuling sambil diukur suhunya, kemudian ditambahkan aquades dengan volume yang sama. Penyulingan dihentikan setelah diperoleh hasil sulingan + 23 ml dan diatur suhunya agar sama dengan suhu pada saat pemipetan. Destilat tersebut dimasukkan ke dalam piknometer 25 ml yang telah diketahui bobotnya (P), selanjutnya ditepatkan hingga tanda tera dengan menambahkan aquades dan ditutup. Dinding piknometer dikeringkan lalu piknometer yang telah berisi destilat tersebut ditimbang (D). Piknometer dicuci dengan aseton, dikeringkan dan dibiarkan hingga mencapai suhu kamar (+ 25 oC). Dengan piknometer tersebut ditentukan pula bobot 100 ml air suling (W). Kadar etanol dapat ditentukan dengan bantuan tabel hubungan antara bobot jenis dengan kadar etanol pada berbagai suhu. Bobot jenis destilat = D – P W–P
Metode Gas Chromatography (GC) Penentuan kadar etanol dengan metode GC dilakukan dengan membandingkan waktu retensi contoh dengan waktu retensi standar etanol. Konsentrasi standar etanol yang diinjeksikan adalah 1 % (v/v). kadar etanol yang terdapat dalam contoh dihitung dengan menggunakan persamaan berikut. Kadar Etanol (%)
= luas area contoh x [standar] luas area standar
73
Lampiran 4. Neraca Massa Produksi Hidrolisat Pati Sagu Secara Asam
Dengan H2SO4 Sebagai Penghidrolisis
Mpati sagu = 80 g
Pencampuran
Gelatinisasi (T = 100 oC, t = 10 menit)
Hidrolisis (T = 121 oC, t = 30 menit)
MNH4OH (3N) = 41,40 g
Mkarbon aktif = 1,61 g
MH2SO4 (0,5 N) = 420 g
Mair = 2,75 g
Mair = 9,55 g
Netralisasi pH (pH = 4,5 - 5)
Purifikasi (T = 80 oC t = 1 jam)
Mair = 26,76 g
Mhidrolisat pati sagu = 503,95 g
74
Lampiran 4. Neraca Massa Produksi Hidrolisat Pati Sagu Secara Asam (Lanjutan)
Dengan HCl Sebagai Penghidrolisis
Mpati sagu = 80 g
Pencampuran
Gelatinisasi (T = 100 oC, t = 10 menit)
Hidrolisis (T = 121 oC, t = 30 menit)
MNH4OH (3N) = 37,07 g
Mkarbon aktif = 1,61 g
MHCl (0,5 N) = 420 g
Mair = 5,57 g
Mair = 7,30 g
Netralisasi pH (pH = 4,5 - 5)
Purifikasi (T = 80 oC t = 1 jam)
Mair = 25,54 g
Mhidrolisat pati sagu = 500,27 g
75
Lampiran 5. Hasil Pengukuran Laju Pembentukan CO2
Substrat
Fermentasi Jam Ke0 6 12 18 24
Sirup glukosa teknis
30 36 42 48 54 60 66 72
Substrat
Fermentasi Jam Ke-
U1
U2
U3
Rata-Rata
0 18
0 18
0 26
0,0 20,7
52 66
52 69
57 78
53,7 71,0
83 55
76 53
92 68
83,7 58,7
53 50 45
49 40 31
61 50 38
54,3 46,7 38,0
26
20
22
22,7
22 17
14 12
14 10
16,7 13,0
12
8
7
9,0
Laju Pembentukan CO2 (ml) U1
U2
U3
Rata-Rata
0 17
0 9
0 18
0,0 14,7
51 58
42 74
53 65
48,7 65,7
66 50
83 62
77 68
75,3 60,0
42 48
42 40 29
48 38 21
55 50 40
48,3 42,7 30,0
54
26
11
38
25,0
60 66 72
9 5
4 2
18 6
10,3 4,3
0
0
0
0,0
0 6 12 18 24 Hidrolisat asam H2SO4
Laju Pembentukan CO2 (ml)
30 36
76
Lampiran 5. Hasil Pengukuran Laju Pembentukan CO2 (Lanjutan)
Substrat
Fermentasi Jam ke0 6 12 18 24
Hidrolisat asam HCl
30 36 42 48 54 60 66 72
Laju Pembentukan CO2 (ml) U1
U2
U3
Rata-Rata
0 14
0 7
0 4
0,0 8,3
33 35
38 42
33 41
34,7 39,3
12 4
23 4
31 9
22,0 5,7
1 0 0
3 3 2
5 2 2
3,0 1,7 1,3
0
0
0
0,0
0 0
0 0
0 0
0,0 0,0
0
0
0
0,0
77
Lampiran 6. Kromatogram Etanol Hasil Fermentasi
78
Lampiran 6. Kromatogram Etanol Hasil Fermentasi (Lanjutan)
79
Lampiran 6. Kromatogram Etanol Hasil Fermentasi (Lanjutan)
80
Lampiran 7. Hasil Perhitungan Kadar Etanol Metode GC
Standar etanol yang digunakan = 1% (v/v) dengan bobot jenis 7,9 g/l Kadar Etanol (%)
= luas area contoh x 1% luas area standar
Jenis Substrat
Luas Area Standar
Luas Area Contoh
Kadar Etanol (% v/v)
Kadar Etanol (g/l)
Sirup glukosa teknis (U1)
1291310
3307528
2,56
20,41
Hidrolisat asam H2SO4 (U3)
1291310
2461920
1,91
16,32
Hidrolisat asam HCl (U2)
1291310
807200
0,63
5,31
81
Lampiran 8. Hasil Analisa Cairan Fermentasi Jenis Substrat
Ulangan
Biomassa X (g/l)
X-Xo
Substrat S (g/l)
So-S (g/l)
Produk *) P (g/l)
Sirup glukosa teknis
1
1,140
0,182
57,082
33,082
20,235
2 3
1,121 1,192
0,137 0,163
54,137 51,877
37,534 34,521
20,224 20,777
Hidrolisat asam H2SO4
1
1,202
0,441
63,934
29,966
17,459
2 3
1,142 1,174
0,399 0,528
59,760 61,580
30,073 31.036
15,062 16,432
1 2 3
1,001 1,135 0,918
0,213 0,240 0,120
85,338 88,442 86,729
10,702 9,632 9,204
5,767 5,214 4,938
Hidrolisat asam HCl *)
kadar etanol hasil uji piknometer
82
