Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013
ISSN: 2338-0950
PEMANFAATAN LIMBAH TONGKOL JAGUNG (Zea Mays) UNTUK PRODUKSI BIOETANOL MENGGUNAKAN SEL RAGI AMOBIL SECARA BERULANG Dewi Indriany1, Mappiratu2, dan Nurhaeni2 Lab. Penelitian Jurusan Kimia Fakultas MIPA, Universitas Tadulako
ABSTRACT Study about the Utilization of corn cob waste (Zea mays) for Bioethanol production using immobilized yeast cells repeated used has been done. The aim of this research was to find both the ratio of sulfuric acid to corn cob wheat and the hydrolysis time in order to get the high sugars content, and to know the activity of the immobilized yeast cell for alkohol content during repeated use. It was done by apply 5 levels of surfuric acid (50%) ratio to corn cob wheat and 5 levels of hydrolysis. It was 1 : 1 (A), 2 : 1 (B), 3 : 1 (C), 4 : 1 (D), and 5 : 1 (E) based on v/b and 0,5; 1; 1,5; 2; and 2,5 hours respectively. The result showed that the best ratio of sulfuric acid to corn cob wheat was 5 : 1 (v/b), it produced the sugars content for about 41,63%. While the best hydrolysis time was 1,5 hours and it gaved 43,75% of sugars content. The sugar Fermentation was done in 48 hours. The activity of immobilized yeast cell using sulfuric acid hydrolysis product getting decreased in repeated used, and there was no alcohol producted at the fourth time of immobilized yeast cell used. Keywords: Bioethanol, corn cob waste, hydrolysis, cell immobilization. ABSTRAK Penelitian mengenai “Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea mays) Untuk Produksi Bioetanol Menggunakan Sel Ragi Amobil Secara Berulang” telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung dan waktu hidrolisis yang menghasilkan kadar gula yang tinggi, serta mengetahui aktivitas sel ragi amobil terhadap kadar alkohol selama penggunaan berulang. Pencapaian tujuan dilakukan melalui penerapan perlakuan pengaruh rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung dan waktu hidrolisis terhadap kadar gula total yang dihasilkan, serta fermentasi gula menggunakan sel ragi secara berulang. Pada pengaruh rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung diterapkan lima tingkatan masing-masing 1 : 1 (A), 2 : 1 (B), 3 : 1 (C), 4 : 1 (D), dan 5 : 1 (E) atas dasar volume per berat (v/b), sedangkan pengaruh waktu hidrolisis diterapkan lima tingkatan masing-masing 0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, dan 2,5 jam. Dari hasil penelitian diperoleh rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung yang baik diterapkan untuk proses hidrolisis sellulosa tepung tongkol jagung adalah pada rasio 5 :
54
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013
ISSN: 2338-0950
1 (v/b) menghasilkan kadar gula total sebesar 41,63%. Penggunaan waktu hidrolisis yang baik diterapkan untuk proses hidrolisis sellulosa tepung tongkol jagung dengan asam sulfat 50% adalah pada 1,5 menghasilkan kadar gula sebesar 43,75 %. Fermentasi gula hasil hidrolisis dilakukan pada suhu ruang selama 48 jam. Sel ragi amobil dalam fermentasi alkohol menggunakan produk hidrolisis asam sulfat mengalami penurunan aktivitas pada penggunaan berulang, dan pada penggunaan yang keempat kali, tidak ditemukan adanya alkohol dalam arti hanya dapat digunakan selama tiga kali pengulangan. Kata Kunci : Bioetanol, tongkol jagung, hidrolisis, immobilisasi sel. I.
yang dapat diubah menjadi etanol adalah
PENDAHULUAN Seiring
dengan
pertumbuhan
bahan-bahan berlignosellulosa yang dalam
penduduk, pengembangan wilayah, dan
beberapa dekade terakhir, menjadi salah
pembangunan
tahun,
satu obyek penelitian yang menarik untuk
kebutuhan akan pemenuhan energi listrik
mengetahui potensi dari bahan – bahan
dan juga bahan bakar secara nasional pun
lignoselulosa dalam memproduksi etanol
semakin besar. Selama ini kebutuhan
(Wiratmaja,dkk, 2011).
dari
tahun
ke
energi dunia dipenuhi oleh sumber daya
Bahan
lignoselulosa
merupakan
tak terbarukan seperti minyak bumi dan
biomassa yang berasal dari tanaman
batu bara. Energi tersebut tidak selamanya
dengan komponen utama lignin, selulosa,
bisa
dan
mencukupi
seluruh
kebutuhan
hemiselulosa.
Salah
satu
proses
manusia dalam jangka waktu yang panjang
konversi bahan lignoselulosa yang banyak
mengingat cadangan energi yang semakin
diteliti
lama semakin menipis dan juga proses
lignoselulosa menjadi etanol yang dapat
produksinya yang membutuhkan waktu
digunakan untuk
jutaan tahun. Perlu adanya energi alternatif
bakar bensin untuk keperluan transportasi
untuk
(Hermiati,dkk, 2010).
mencukupi
kebutuhan
manusia
dengan cara memanfaatkan biomassa,
adalah
Salah
satu
proses
konversi
mensubstitusi
limbah
bahan
pertanian
senyawa organik maupun limbah untuk
berlignoselulosa yang dapat digunakan
dikonversi menjadi energi yang bersifat
sebagai bahan baku pembuatan bioetanol
dapat diperbaharui (Arias dan Astriana W,
adalah limbah jagung. Limbah jagung
2011).
meliputi jerami dan tongkol. Penggunaan Sumber bahan baku potensial yang
ketersediaannya
melimpah,
jerami jagung semakin populer untuk
berharga
makanan ternak, sedangkan untuk tongkol
murah, belum banyak dimanfaatkan orang
belum ada pemanfaatan yang bernilai
dan mengandung struktur gula sederhana
ekonomi (Richana dan Suarni, 2010).
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 55
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013
ISSN: 2338-0950
Tongkol jagung mengandung selulosa
yaitu dengan cara hidrolisis menggunakan
sekitar
asam
44,9
%.
Umumnya
jagung
menjadi
gula-gula
sederhana
mengandung kurang lebih 30 % tongkol
terutama heksosa (glukosa dan manosa)
jagung, sehingga akan menambah jumlah
(Subekti, H., 2006).
limbah tidak bermanfaat yang merugikan
Berdasarkan
lingkungan jika tidak ditangani dengan
Jenis limbah Batang kayu daun lebar Batang kayu daun jarum Daun Tongkol jagung Kulit kacang Jerami gandum Ampas tebu Tandan kosong kelapa sawit
proses
hidrolisis
konsentrasi
Selulosa (%)
Lignin (%)
40-55
24-40
18-25
dan
lama
oleh waktu
yang digunakan akan menurunkan glukosa yang dihasilkan karena glukosa yang terbentuk akan terdegradasi lebih lanjut. Lama waktu hidrolisis mempengaruhi
45-50
25-35
25-35
15-20
80-85
0
45
35
15
25-30
25-30
30-40
30
50
15
50
25
25
41,3046,50
25,3033,80
27,6032-50
proses degradasi selulosa menjadi glukosa dan
juga
memepengaruhi
degradasi
glukosa sebagai produk. Waktu hidrolisis yang melebihi waktu
optimum akan
mendegradasi glukosa menjadi komponenkomponen yang lebih sederhana yang biasanya
bersifat
racun
terhadap
mikroorganisme (Syam,dkk, 2009). Etanol yang merupakan salah satu produk penting dalam bidang kesehatan dan energi jua dapat dibuat menggunakan metode
fermentasi.
dilakukan dari
tongkol
hasil
jagung
samping
Proses
fermentasi
merupakan salah satu cara yang banyak
Fraksi selulosa sebagai komponen
merupakan
asam
dipengaruhi
hidrolisis. Peningkatan konsentrasi asam
Tabel 1. Kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin pada beberapalimbah pertanian dan hasil hutan
terbesar
Ashadi
(1988), kadar glukosa yang dihasilkan dari
benar (Susilowati, 2011). Hemis elulosa (%)
penelitian
dalam
dan
untuk dunia
mendapatkan industri
memanfaatkan
ekstraksi
etanol dengan
kemampuan
mikroorganisme. Mikroorganisme yang
hemiselulosa, sebenarnya dapat dijadikan
digunakan untuk memproduksi etanol
salah satu bahan baku alternatif sebagai
dalam
sumber karbon untuk memproduksi etanol,
penelitian
ini
adalah
khamir
Saccaromices cerevisiae. Efisiensi proses
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 56
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 fermentasi
dapat
ditingkatkan
ISSN: 2338-0950
dengan
fermentasi, terjadi penurunan produksi
mengamobilisasi sel mikroorganisme yang
etanol sebesar 20,05% (Elevri dan Putra,
digunakan.
2006).
Amobilisasi
sel
bertujuan
untuk membuat sel menjadi berkurang
Menurut
Mappiratu,dkk
(1993)
ruang geraknya, namun dengan tetap
dalam penelitiannya mengenai produksi
mempertahankan
gula dari serbuk gergaji yang dilanjutkan
aktivitas
katalitiknya
(Aria, 2011).
dengan produksi alkohol menggunakan sel
Proses dijalankan
fermentasi adalah
yang
proses
amobil diperoleh hasil bahwa kondisi
umum
perlakuan yang memberikan kadar gula
fermentasi
tertinggi adalah ukuran partikel serbuk
konvesional menggunakan sistem batch.
gergaji 0,7 mm dan perbandingan serbuk
Fermentasi ini mempunyai kendala bahwa
gergaji : asam sulfat 70% : methanol : air =
konsentrasi etanol yang dihasilkan sangat rendah
karena
terakumulasi
produksi
etanol
akan
1 : 2 : 2 : 4 atas dasar berat. Kondisi
yang
fermentasi yang menghasilkan alkohol
meracuni
tertinggi adalah pH medium 4,65 dan
mikroorganisme pada proses fermentasi.
perbandingan sel amobil : substrat = 1 : 0,5
Akumulasi dari produk terlarut yang
atas dasar berat serta waktu inkubasi 6
bersifat racun akan menurunkan secara perlahan-lahan
dan
bahkan
jam.
dapat
Fermentasi menggunakan metode
menghentikan pertumbuhan serta produksi
imobilisasi ini, sangat efisien, karena
dari mikroorganisme (Minier dan Goma,
produk (etanol) dapat mudah dipisahkan
1982 dalam Mulyanto, dkk, 2009).
dari sel amobil. Selain itu, sel amobilnya
Menurut Youseff, dkk (1989) dalam
dapat digunakan kembali untuk produksi
Elevri dan Putra (2006) sel saccharomyces cerevisiae matriks
yang
teramobilisasi
Ca-alginat
masih
bioetanol selanjutnya.
dalam
Berdasarkan latar belakang tersebut,
mampu
perlu adanya upaya pemanfaatan tongkol
mengubah 85% gula menjadi etanol
jagung
selama 28 hari fermentasi sistem batch.
batang
cukup
baik
agar
dignakan
untuk
bioetanol
upaya tersebut, dua hal tertangani, yaitu
batang, penggunaan ulang ragi roti amobil pengamobil
memproduksi
menggunakan sel ragi amobil. Dengan
Sementara pada bahan pengamobil agar
membuktikan bahan
untuk
akan pemanfaatan limbah dan pemenuhi energi
terbarukan
dengan
efisien.
penggunaan ulang dengan pengulangan selama lima kali, dimana setelah lima kali
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 57
cara
yang
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 II.
METODOLOGI PENELITIAN
2.1
Waktu dan Tempat Penelitian
ini
2.4.1 Persiapan Bahan Baku Perlakuan awal terhadap tongkol
berlangsung
jagung meliputi pencucian, pengeringan,
pada
dan pengayakan. Pencucian dilakukan
bulan Februari sampai bulan juni 2013.
untuk menghilangkan bahan-bahan yang
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
terikut
Penelitian Kimia Jurusan Kimia, Fakultas
untuk
injector,
dalam
proses
untuk dihancurkan. Tahap penghancuran
sakarometer,
bertujuan
alcoholmeter, sheker, autoclave (hiclave
untuk
memperkecil
ukuran
tongkol jagung. Alat yang digunakan
HTV 50), blander (panasonic) dan alat-alat
adalah blender. Tongkol yang sudah
gelas (pyrex) yang umum digunakan
dihancurkan
dalam laboratorium kimia. Bahan-bahan
kemudian
diayak
menggunakan ayakan 60 mesh.
yang digunakan adalah limbah tongkol
2.4.2 Produksi Gula (Mappiratu,dkk,
jagung, asam sulfat, ragi roti, aquadest,
1993)
alginat, kalsium klorida, dan natrium
Pada tahap produksi gula dari
hidroksida.
tepung tongkol jagung dilakukan dengan
Rancangan Penelitian ini
memudahkan
pada keadaan lembab tongkol jagung sukar
ayakan 60 mesh, kertas saring, pH meter
berbagai jenis perlakuan. Perlakuan yang
dirancang
dimaksud adalah :
menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan melihat faktor penentuan rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung dan waktu hidrolisis yang menghasilkan kadar gula tertinggi. 2.4
tanah,
penggilingan serat tongkol jagung, karena
baskom plastik, neraca analisis, blender,
Penelitian
seperti
matahari langsung. Pengeringan dilakukan
Alat Dan Bahan Alat yang digunakan adalah talang,
2.3
tongkol
dilakukan dengan menggunakan sinar
Universitas Tadulako.
digital,
dalam
cangkang dan kotoran lain. Pengeringan
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
2.2
ISSN: 2338-0950
Tahapan Cara Kerja Penelitian Penelitian ini terdiri atas beberapa
tahap kerja, yaitu tahap persiapan bahan baku, tahap produksi gula, imobilisasi sel mikroba, dan tahap produksi bioetanol. Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 58
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013
ISSN: 2338-0950
3.1.1.1 Pengaruh Rasio Asam Sulfat
dilakukan proses netralisasi menggunakan
50% Terhadap Tepung Tongkol
natrium hidroksida untuk mempertahankan
Jagung
pH optimum, yaitu pH 4,5-5. Selanjutnya,
Perlakuan pengaruh rasio asam
larutan
50%
kalsium klorida untuk menghilangkan sisa
sulfat
terhadap
tongkol
jagung
hasil
netralisasi
ditambahkan
digunakan lima tingkatan rasio yang terdiri
sulfat yang ada pada larutan.
atas 1 : 1 (A), 2 : 1 (B), 3 : 1 (C), 4 : 1 (D),
3.1.2
Produksi
Bioetanol
dan 5 : 1 (E), atas dasar volume/berat
(Mappiratu,dkk, 1993)
(v/b). Tepung tongkol jagung terlebih
Tahapan kerja produksi bioetanol
dahulu ditambahkan asam sulfat 5% dan
dengan menggunakan sel amobil, diawali
disaring, sebelum dihidrolisis dengan asam
dengan tahapan kerja imobilisasi sel. Sel
sulfat 50% sesuai perlakuan. Tahap ini
amobil yang dibuat selanjutnya digunakan
dilakukan pada suhu ruang selama 2 jam,
untuk produksi bioetanol.
disertai
3.1.2.1 Imobilisasi Sel
pengadukan.
Parameter
yang
diamati adalah kadar gula dalam filtrat.
Sel
Penentuan kadar gula dilakukan dengan
imobilisasi
menggunakan sakarometer.
Sacharomises
3.1.1.2 Pengaruh Waktu Hidrolisis
bahan pengimobilsasi digunakan larutan
Perlakuan
pengaruh
waktu
yang
digunakan
adalah
dalam
sel
cereviceae,
khamir sedangkan
alginate 2%. Pembuatan natrium alginate 2
hidrolisis terhadap kadar gula digunakan
%
lima tingkatan waktu pengadukan
ditambahkan
yang
adalah
natrium 100
alginat ml
2
akuades
gram dan
terdiri atas 1 jam (A), 2 jam (B), 3 jam (C),
dipanaskan hingga alginat larut. Campuran
4 jam (D), dan 5 jam (E). Rasio asam
ditutup dengan kapas dan disterilkan
sulfat 50% terhadap tongkol jagung (rasio
selama 15 menit. Larutan alginat yang
asam sulfat 50% / tongkol jagung) yang
telah dingin, dicampur dengan suspensi
digunakan diambil dari rasio asam sulfat
ragi roti (10 gram ragi ditambahkan
50% / tongkol jagung yang terseleksi dari
akuades 30 ml, diaduk hingga membentuk
tahap sebelumnya. Tahap ini dilakukan
larutan suspensi). Campuran dimasukkan
pada suhu ruang. Parameter yang diamati
ke dalam injektor, kemudian diteteskan ke
adalah kadar gula dalam filtrat. Penentuan
dalam larutan kalsium klorida 1M sambil
kadar
diaduk. Setelah itu amobil telah siap untuk
gula
dilakukan
dengan
menggunakan sakarometer. Setelah dilakukan proses hidrolisis menggunakan asam kuat, selanjutnya akan Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 59
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 digunakan
pada
proses
ISSN: 2338-0950
fermentasi
Kadar gula (%)
(Mappiratu,dkk. 1993). 3.1.2.2 Uji Aktivitas Sel Ragi Amobil Perlakuan
ini
bertujuan
untuk
mengetahui aktivitas sel ragi amobil yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Uji aktivitas sel ragi amobil dilakukan dengan
60 40 20 0 1:01 2:01 3:01 4:01 5:01 Rasio asam sulfat 50 % terhadap tepung tongkol jagung
cara penggunaan berulang sel amobil dalam proses fermentasi alkohol. Rasio
Gambar 1
cairan (substrat) terhadap sel ragi amobil yang digunakan adalah 1 : 1 atas dasar
Kurva hasil pengukuran kadar gula dalam produk hidrolisis pada berbagai rasio asam sulfat 50% terhadap tepung tongkol jagung.
volume/berat (v/b). Waktu inkubasi yang
Hasil yang diperoleh (Gambar 1)
digunakan adalah 50 jam. Parameter yang
menunjukkan semakin tinggi penggunaan
diamati medium.
adalah
kadar
Penentuan
dilakukan
dengan
etanol
dalam
asam sulfat 50% atau semakin meningkat
kadar
etanol
rasio asam sulfat 50% terhadap tepung
menggunakan
tongkol jagung semakin tinggi pula kadar
alkoholmeter.
gula yang dihasilkan. Kadar gula tertinggi (41,63%) ditemukan pada penggunaan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
rasio asam sulfat 50 % terhadap tepung 3.1
Pengaruh Rasio Asam Sulfat 50%
tongkol jagung 5 : 1 atas dasar v/b, dan
Terhadap
kadar gula terendah (29,35%) terdapat
Tepung
Tongkol
Jagung
pada penggunaan rasio asam sulfat 50%
Untuk mengetahui rasio asam sulfat
terhadap tepung tongkol jagung 1 : 1 atas
50% terhadap tepung tongkol jagung yang
dasar v/b. Pola perubahan kadar gula pada
menghasilkan kadar gula yang tinggi,
peningkatan penggunaan asam sulfat 50 %
diterapkan lima tingkatan rasio masing –
menyerupai pola perubahan kadar gula
masing 1 : 1, 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, dan 5 : 1,
pada penggunaan asam sulfat dengan
atas dasar volume/berat (v/b).
konsentrasi yang meningkat. Fatmawati dkk (2008) menemukan konsentrasi gula total dalam produk hidrolisis meningkat dengan meningkatnya konsentrasi asam
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 60
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 sulfat. Pada konsentrasi 0,9 % dihasilkan
3.2
kadar gula total 29,75 %.
ISSN: 2338-0950 Pengaruh Waktu Hidrolisis Selain suhu dan konsentrasi asam
Hal ini diduga disebabkan semakin
sulfat, waktu reaksi juga berpengaruh
besar konsentrasi asam sufat maka proses
terhadap
pelarutan tepung tongkol jagung semakin
hidrolisis
cepat,
Untuk
sehingga
fasa
menjadi
lebih
kadar
gula
dalam
produk
dkk.,
2010).
pengaruh
waktu
(Gusmawarni mengetahui
homogen dan reaksipun berlangsung lebih
hidrolisis tepung tongkol jagung dengan
cepat. Semakin benyaknya ion H+ juga
asam sulfat 50% terhadap kadar gula yang
akan
dihasilkan,
memperbanyak
kemungkinan
diterapkan
lima
tingkatan
terbentuknya asam konjugat (II), sehingga
waktu hidrolisis masing-masing 0,5 jam, 1
pemecahan ikatan semakin cepat seperti
jam. 1,5 jam, 2 jam, dan 2,5 jam.
yang terlihat pada mekanisme pemutusan
Kadar gula (%)
ikatan sellulosa pada gambar 2. 60 40 20 0 0.5
1
1.5
2
2.5
Waktu hidrolisis (jam) Gambar 3
Gambar 2
Mekanisme hidrolisis selulosa dengan asam (Xiang,dkk, 2003 dalam Fatmawati,dkk, 2008)
Kurva hasil pengukuran kadar gula dalam produk hidrolisis pada berbagai waktu reaksi
Hasil yang diperoleh (Gambar 3) menunjukkan peningkatan kadar gula pada selang waktu hidrolisis 0,5 jam sampai 1,5
Berdasarkan analisis ragam dan hasil analisis uji lanjut memberikan petunjuk
jam
perlakuan
belum
penggunaan waktu hidrolisis di atas 1,5
atau
jam. Hal ini diduga disebabkan karena
terdapat
pada waktu kurang dari 0,5-1,5 jam
yang
memberikan optimum peluang
diterapkan
hasil
dalam kadar
arti gula
maksimum masih
meningkat
dan
glukosa
pada
cenderung
yang semula
konstant
belum
pada
banyak
penggunaan rasio asam sulfat 50 %
terbentuk mulai banyak terbentuk hingga
terhadap tepung tongkol jagung di atas 5 :
hasil maksimal pada waktu hidrolisis 1,5
1 atas dasar v/b.
jam. Pada waktu hidrolisis lebih dari 1,5
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 61
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013
ISSN: 2338-0950
jam, sebagian glukosa rusak karena reaksi
mencapai maksimum pada waktu reaksi
lanjut.
tertentu.
Pada penelitian ini kadar gula dalam
3.3
produk hidrolisis cenderung konstant pada
Berulang Sel S. cereviceae Amobil
penggunaan waktu hidrolisis di atas 1,5
Hasil analisis kadar etanol yang
Jam. Pada penggunaan waktu hidrolisis 1,5
terbentuk pada waktu fermentasi 5 jam
jam dihasilkan gula dengan kadar 43,75 %,
menunjukkan kadar etanol nol persen
sedangkan pada waktu hidrolisis 2 dan 2,5
dalam arti tidak terbentuk alkohol pada
jam dihasilkan gula dengan kadar masing-
waktu
masing 43,10 % dan 41,20 %. Nilai
peneliti
aktivitas sel ragi amobil. Berdasarkan hal itu, maka diduga tidak terbentuknya
dalam penelitian ini. Peningkatan waktu
alkohol
reaksi dari 10 menit hingga 90 menit
pada
waktu
reaksi
5
jam
disebabkan karena adanya zat kimia
menit
produk hidrolisis dan adanya asam sulfat
menghasilkan kadar gula tertinggi (13,08
sisa yang menghambat aktivitas sel ragi
%) pada waktu reaksi 80 menit, dan
amobil. Menurut Taherzadeh dan Karimi
menurun menjadi 10,04 % pada waktu
(2007)
reaksi 90 menit. Menurut Gusmawarni
silulosa
termasuk
zat
yang
menghambat aktivitas sel ragi dalam
(2010) faktor penyebab penurunan kadar
proses fermentasi. Silulosa dapat terbentuk
gula pada penggunaan waktu reaksi 90
dari hasil hidrolisis hemiselulosa.
menit diduga disebabkan karena faktor analisis,
oleh
bersifat racun atau bersifat menghambat
(2011)
menemukan hal yang sama dengan temuan
dalam
dilakukan
senyawa-senyawa kimia yang mungkin
karena faktor ketelitian dalam analisis.
ketelitian
yang
untuk menarik kelebihan asam sulfat dan
Perbedaan tersebut diduga disebabkan
10
dan
serbuk gergaji adalah penggunaan metanol
tidak signifikan, hanya sebesar 1,47 %.
waktu
menemukan
Mappiratu dkk., (1993) pada hidrolisis
hidrolisis 2 jam. Namun perbedaannya
selang
(1993)
Sementara
proses hidrolisis yang dilakukan oleh
pada perlakuan
tersebut adalah 41,63% dengan waktu
dengan
jam.
reaksi 5 jam, yakni 8,3 %. Perbedaan
50 % terhadap tepung tongkol jagung.
dkk.,
dkk.,
5
adanya etanol yang terbentuk pada waktu
temuan pada penggunaan rasio asam sulfat
Gusmawarni
fermentasi
Mappiratu
tersebut relatif lebih tinggi dibandingkan
Kadar gula tertinggi
Kadar Alkohol Pada Penggunaan
Usaha yang dilakukan dalam proses
menurutnya
fermentasi adalah memperpanjang waktu
kadar gula harusnya tetap dalam arti
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 62
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 fermentasi,
yakni
fermentasinya
ISSN: 2338-0950
selulosa, tetapi nira aren. Elevri dan Putra
berlangsung selama 48 jam (relative sama
(2006)
dengan fermentasi sel ragi bebas). Hasil
menggunakan
yang diperoleh menunjukkan terdapat
pemrosesnya
alkohol dalam produk fermentasi sebesar
(Saccharomyces
9,0 %. Ketika digunakan ulang, hasil yang
menemukan terjadi penurunan produksi
diperoleh untuk pengulangan kedua dan
etanol sebesar 20,05 % setelah lima kali
ketiga masing-masing 7,0 % dan 4,0 %
penggunaan
(Gambar 4); sedangkan pada pengulangan
berlangsung selama 36 jam. Temuan
keempat tidak terdeteksi adanya alkohol.
tersebut masih lebih baik dibandingkan
Keadaan tersebut memberikan petunjuk sel
dengan temuan dalam penelitian ini, sebab
ragi amobil hanya dapat digunakan selama
dalam penelitian ini hanya bisa digunakan
tiga kali untuk produk hidrolisis yang
tiga kali pengulangan.
menggunakan asam sulfat 50 % tanpa
Kadar alkohol (%)
pencucian dengan metanol. 10 8 6 4 2 0
melakukan
fermentasi
molase
dan
adalah
PENUTUP
4.1
Kesimpulan
mikroba
ragi
roti
cereviceae),
dan
ulang.
IV.
alkohol
Proses
fermentasi
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan: 1. 1
2
3
Rasio asam sulfat terhadap tepung tongkol
4
jagung
berpengaruh
terhadap kadar gula yang dihasilkan.
Penggunaan ulang sel ragi amobil
Pada rasio asam sulfat 50 % terhadap Gambar 4
tepung tongkol jagung 5 : 1 (v/b)
Kurva hasil pengukuran kadar alkohol produk fermentasi pada pengulangan satu sampai 4 kali
belum menghasilkan kadar gula maksimal. 2.
Tri Widjaja dkk,(2008) menemukan
Waktu maksimum hidrolisis tepung
kadar alkohol dalam produk fermentasi
tongkol jagung dengan asam sulfat
bersinambung
pada
50 % berada pada waktu hidrolisis
penggunaan alginate sebesar 4 %. Mikroba
1,5 jam dengan kadar gula sebesar
yang digunakan Zymomonas mobilis yang
43,75
sebesar
1,53
%
diimobilisasi dengan kalsium alginate pada berbagai digunakan
konsentrasi. bukan
Medium
produk
yang
hidrolisis
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 63
%.
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 3.
Sel ragi amobil dalam fermentasi alkohol
menggunakan
Elevri, P.A. dan Putra, S.R., 2006,
produk
Produksi
Etanol
Saccharomyces
cerevisiae
yang
penurunan
pada
Diamobilisasi
dengan
Agar
pada
Batang, Akta Kimia Indonesia Vol.
penggunaan yang keempat kali, tidak
1 No. 2 April 2006: 105-114,
ditemukan adanya alcohol dalam arti
Jurusan
hanya dapat digunakan selama tiga
Surabaya.
aktivitas berulang,
dan
kali pengulangan.
melakukan
2010,
penelitian
S.R.,
Budi,
M.S.P.,
faktor
Pisang,
Gula
Jurnal
Biofuel, STTNAS dan Jurusan
Universitas 2011,
Ulang
Kajian
Ragi
Dalam
T.C., Suparno, O., dan Prasetya,
Batch
B., 2010, Pemanfaatan Biomassa Lignoselulosa Ampas Tebu untuk
Jurusan Kimia, FMIPA UNTAD,
Produksi Bioetanol, UPT BPP
Palu.
Biomaterial
Arias, G., dan Astriana W, E., 2011,
Pertanian
Variasi Kondisi Operasi Steam Sawdust
Sebagai
Bahan
Mada,
Hermiati, E., Mangunwidjaja, D., Sunarti,
Bioreaktor
Sistem
Gajah
Yogyakarta.
Roti
Menggunakan Substrat Gula Pasir,
Pretreatment
Kimia
Teknik Kimia Fakultas Teknik
Gani.,
Fermentasi
Teknik
2010, 77-82. Grup Riset Energi
DAFTAR PUSTAKA
Amobil
Pereduksi
Indonesia Vol. 9 No. 3 Desember
penyebab
menurunnya aktivitas sel ragi amobil.
Penggunaan
Perbandingan
Terbentuk pada Hidrolisis Bonggol
dalam menghilangkan asam sulfat yang sebagai
Pengaruh
Terhadap
menggunakan cara yang efisien dan efektif
Kayu)
ITS,
Berat Padatan dan Waktu Reaksi
asam sufat yang lebih rendah serta
S.A.
FMIPA
Sediawan, W.B., dan Hidayat, M.,
lanjut dengan menggunakan konsentrasi
diduga
Kimia
Gusmawarni,
Saran Disarankan
Aria,
Menggunakan
hidrolisis asam sulfat mengalami
penggunaan
4.2
ISSN: 2338-0950
– Bogor,
LIPI, dan
Institut Pusat
Penelitian Bioteknologi – LIPI,
(Serbuk
Bandung.
Baku
Produksi Glukosa, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS, Surabaya.
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 64
Online Jurnal of Natural Science, Vol 2(3) : 54-65 Desember 2013 Mappiratu, Alam, N., dan Muhardi, 1993,
Terbarukan,
Alkohol dan Obat Nyamuk Koil dari
Limbah
Serbuk
ISSN: 2338-0950 PKM-GT,
Institut
Pertanian Bogor, Bogor.
Gergaji,
Taherzadeh, M.J. dan Karimi, K, 2007,
Universitas Tadulako, Palu.
Acid-Based Hydrolysis Processes For Ethanol From Lignosellulosic
Mulyanto., Widjaja, T., Hakim M, A., dan
Materials:A Review, BioResource.
Frastiawan, E., 2009, Produktivitas Etanol
dari
Proses
Molases
2, 707-738.
dengan
Fermentasi
Widjaja, T., Mulyanto, Arif, A., dan
Kontinyu
Marlissa,
Menggunakan Zymomonas Mobilis
dalam
Packed-Bed,
Prosiding
Ekstraksi
Seminar
ITS, Surabaya. Wiratmaja, I Gede., Kusuma, I Gusti
Subekti, H., 2006, Produksi Etanol dari
B.W., dan Winaya, I Nyoman S.,
Hidrolisat Fraksi Selulosa Tongkol
2011, Pembuatan Etanol Generasi
Saccharomyces
Fakultas
Kedua
Teknologi
2011,
Jagung
Sebagai
Memanfaatkan
Cottonii Sebagai Bahan Baku, Tugas
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Vol. 5
Tongkol
No.1, Teknik Mesin Universitas
Laporan
Akhir:Pemanfaatan
dengan
Limbah Rumput Laut Eucheuma
Pertanian ITB, Bogor. Susilowati,
Bahan
Udayana, Bali.
Baku
Bioetanol dengan Proses Hidrolisis H2SO4 Fermentasi Saccharomyces Cereviceae,
Universitas
Diponegoro, Semarang. Syam, L.K., Farikha, J., dan Fitriana, D.N., 2009, Pemanfaatan Limbah Pod Kakao untuk Menghasilkan Etanol Sebagai
Teknik
Kimia Fakultas Teknologi Industri-
Sukolilo, Surabaya.
cerevisiae,
Menggunaan
Imobilisasi Sel, Jurusan Teknik
Teknik Kimia Fti-Its Kampus Its
oleh
Produksi
Zymomonas Mobilis Proses Fermentasi-
Bioreaktor
Nasional Xiv - Fti-Its, Jurusan
Jagung
2008,
Etanol dari Nira dengan
dengan Teknik Immobilisasi Sel KKaraginan
T.,
Sumber
Energi
Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Untuk Produksi Bioetanol (Dewi Indriany et al.) 65
