ISBN ^ S - ^ - ^ O O e - l - Q
PROSIDING S6MINAR NASIONAL DAN PAMERAN PRODUK AGROINDUSTRI
CD RPTR
APTA 2013 I Asosiasi Profesi Teknologi Agroindustri
Penguatan Agrotechnopreneurship Menuju Agroindustri Yang Tangguh Pada Pasar Global
■
Penyunting: Dr. Ir. Nur Hidayat, NP. Dr. Panji Deoranto, STP. MP. Mas'ud Effendi, STP, MP. Nur Laifatui Rafimah, S.Si, M.Si.
J U R U S A IM T E K N 0 L 0 6 I I N O U S T R I P E R T A N I A N F A H U L T A S T E H N O IO G I P E R T A N IA N U N IV E R S IT A S B R A L U IJ A Y A M ALANG
2013
Didukung oleh:
Universitas Gadjah M ada
Universitas Lambung M angkurat
Universitas Lampung
Universitas Udayana
Universitas Bengkulu
PoftehnTtTlndustri Tanah Laut
Universftas Trunojoyo
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
ir-fn
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, bekeijasama dengan Asosiasi Profesi Teknologi Agroindustri (APTA) Tema: Penguatan Agrotechnopreneurship Menuju Agroindustri yang Tangguh pada Pasar Global
Penyunting: Dr. Ir. Nur Hidayat, MP Dr. Panji Deoranto, STP, MP Mas’ud Effendi, STP, MP Nur Lailatul Rahmah, S.Si, M Si Desain Sampul dan Penata Letak: Rochmat Hidayat, A.Md. Penerbit Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya Malang Oktober, 2013 ISBN:978-979-99002-1-0
is b n
lillipill
7897991190021 0 i
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
mm
KATA PENGANTAR Puji syukur karri panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya Prosiding Seminar Nasional Jurusan Teknologi Industri Pertanian bekerjasama dengan Asosiasi Profesi Teknologi Agroindustri (APTA) dengan tema “Penguatan Agrotechnopreneurship Menuju Agroindustri yang Tangguh Pada Pasar GlobaP dapat terselesaikan dengan baik. Prosiding ini tersusun atas makalah yang telah dikebmpokkan sesuai topik pada Seminar Nasional meiputi: Teknologi dan Rekayasa (Topik I), Teknologi Lingkungan (Topik II), Manajemen Industri (Topik III), dan Sosial Ekonomi (Topik IV). Prosiding ini merupakan kumpulan makalah yang telah diievisi dan diseminarkan secara oral pada Seminar Nasional tanggal 30 September sampai 1 Okfober 2013 di Gedung Widyaloka Universitas Brawgaya, Malang. Kami mengucapkan terimakasih kepada pemakalah dan peserta seminar yang telah mengikuti jalannya Seminar Nasional sehingga dapat menyumbangkan ide, gagasan dan hasil penefllian yang dapat meningkalkan forum diskua ilmiah di kalangan akademisi, praktisi bisnis dan instansi pemerrrtah. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada Universitas Brawijaya, Fakultas Teknologi Pertanian atas segala fas litas yang diberikan. Selain itu, kami juga mengucapkan terima kasih kepada para sponsor, PT. Erindo Mandiri, PT. Amerta Indah Otsuka, Bank BNI’46 kantor cabang Malang, PT. Agrjjaya Indotirta, Repoeblik Telo, Wardah, PT. Petrokimia Gresik, PT. Pelrosida Gresik, PT AJG (Aneka Jasa Grhadika) Gresik, PT. AJnomoto, Didik Puibadi, S.Si (PT. Jababeka, Tbk), Hotel Grand Kaipataru Syariah, UB Hotel, UMM Inn, Amaris Hotel, Griyadi Montana, Trio indah, Bandung Guest House, dan Yubi Travel. Kami menyadari bahwa terdapat banyak kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan presiding ini walaupun telah dikerahkan segala kemampuan dalam penyusunannya. Oleh karena itu, kami mengharapkan saran yang membangun agar prosiding ini bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Malang, Oktober 2013 Penyurrfing
iil
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013 1PTFI
DAFTAR 61 HALAMAN JUDUI............... .......... ........ .............. ............... .... ................. ..........
i
KATA PENGANTAR__
hi
DAFTAR ISI________
iv
KATASAMBUTAN.....
1
KEYNOTE SPEAKER.... Dr. Ke Xing______
....... .........—........................- ................ ...................
9
Bambang Darundriyo ______ ___ ____________ __ ________ _____ ___ __
10
Dr. Faiz Achmad.M.Sc ..... .................................................. .......... ...................
11
Prof. Dr. Ir. Samsulbahri, MS.................... ......................... ................ ..............
12
Dr. Ir. Susinggih Wijana, MS,...—______________ ______________________
13
TOPIK TEKNOLOGI DAN REKAYASA PROSES___________ ___________ __
26
Aplikasi Microwave Rumah tangga untuk menjaga kualitas beras miskin dari Kerusakan Akibat Kutu Beras (SitophMus oryzae) Oleh: Anggoro Cahyo Sukartiko________________ ___________________
27
Kajian Pembuatan Edible Film dari Pati Aren Kualitas Rendah Oleh: Wahyu Supartono................ ............... ................ .................. .............
33
Anafisis Potensi singkong dan sirup glukose sebagai bahan baku aternatif industri Nata (Studi Kasus di CV Agrindo Suprafood) Oleh:Jumeri____ __ _________________________________ _________
39
Produktivitas Ethanol Melalui Rekayasa Aiat Fermerttor Fluidisasi dengan Menggunakan Saccharomyces cerevisiae yang diamobilisasi dengan Agar Oleh: SP Abrina Anggraini______ ____ _____________ ........_______ ___
49
Pengaruh Pemberian Teri, Terong, Kecambah dan Daun Katuk dalam Mempercepat Birahi dan Memperbesar Kebuntingan Sapi Oleh: Shobirin................................................. .................................. .............
59
Produksi Eksopolisakarida (EPS) oleh Bakteri Asam Laktat (L casei dan L Plantarum) Pada Medium Sari Kurina dan Sari Murbei Oleh: Elok Zubaidah..................... ............................................................... .
65
Pengaruh Pemberian Ekstrak Kulit Pisang Kepok terhadap Kadar Timbal yang Tinggi pada Tikus Wistar Jantan Oleh: Ahmad Yasir Huda___________ ____________ __ _________ _____
77
Karakteristik Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus) Selama Penyimpanan dalam Kemasan Plastik Polypropilen (PP) Oleh: Dwi Putra Arianto...................... ............................. - ............... .............. iv
83
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
Identifikasi Pemborosan pada Produksi Pelet Fosfat (P2O 5) dengan Pendekatan Lean Manufacturing dan FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) untuk Perbaikan Proses Produksi (Studi Kasus : PT Madura Guano Industry) Oleh: Rakhmawati___ ___ _____ - ....................... .................... ...................
93
Penggunaan Kefir Air sebagai bahan pengembang rot' kukus Oleh: Sri Rejeki Retna Pertiwi
— --------------------- --------- ---- ----------------
105
Pengaruh suhu dan jenis substrat terhadap konidiaSeai/vena bassiana Formulas i coo Ides dengan tepung krokot (Portulaca Oieracea) sebagai Makanan Ringan yang Kay a Antioksidan Oleh: Sukandi_____ __ _________ ___ - .................................. ....................
119
Pengaruh Perbandingan Bunga dan Daun Rosella pada Pembuatan T eh Celup terhadap Kandungan Antioksidan Oleh: Amna Hartiati--------------- ---------- ----- ---------------- ---- --------------------
125
Proses Pemumian Asap Cair untuk Penurunan Kadar Benzo(A)Pyrene terhadap Keamanan Pangan Oleh: SP Abrina Anggraini_________________ ___ ____________ ______
133
Produksi Bioetanol Melalui Proses Sakarifikasi Feimentasi Simultan : Kajian Konsentrasi Enzim dan Waktu Proses Oleh:W ayanAmata........................................... ........... ............ ....................
139
Komposisi Kimia Minyak Atsiri Bunga Kamboja Cendana (Plumeria alba) Hasil Re-Ekstraksi dengan Etanol Oleh: Ni Made W artini............ ........................... ........................... .................
145
Karakteristik cross ink asilasi pati tapioka Tersubstitusi Tepung Kacang Nagara Oleh: Rini Hustianty____________________________________________
151
Potensi Minuman Kunyit Asam dan Sinom (Curcuma domestica Va\.-Tamarindus in diea L ) sebagai Minuman Fungsional Oleh: Sri Mutyani__ ______ _________ _____________ __ ______ _____
161
Inovasi Pembuatan Bubuk Podeng Jagung Instan Oleh ■SUOPtO ■■■■■■■■■■■
•■•■■■■■■■■B
I
m■■■■»•ua
■■
167
Seieksi Pseudomonas sp Pendegradasi Lipid dan Deteijen Oleh: Nur Hidayat_____________________ ___________ __________ ___
175
Pelarut dan Lama Ekstraksi Terbaik dalam Pembuatan Pektin dari Limbah Buah Nangka Oleh: Nur Lailatul Rahm ah...„...._...„...._...„...„............................................
179
Kajian Proporsi Tepung Tapioka Dan Air Es Dalam Pembuatan Bakso Qsrbahan Utama Jamur Tiram v
Prosiding Seminar Nasional APT A - UB 2013 H*TB
PRODUKSIBIOETANOL MELALUI PROSES SAKARFIKASI FERMENTAS1SIMULTAN : KAJIAN KONSENTRASI ENZiM DAN WAKTU PROSES Wavan Amatal. B. Wayan Gunam1. AA.M. Dewi Anggreni1,i Wayan Rai Widarta1 1>Teknologi Industri Pertarian Universitas Udayana., 2)llmu dan Teknologi Pangan Universitas Udayana Jalan Kampus Bukit Jimbaran, Bukit-Jimbaran, Badung, Bali 80364 Korespondensi Emai:
[email protected] ABSTRAK Boetanol menjpakan salah satu bahan bakar alternative terbaharukan yang telah dikembangkan dengan berbagai macam teknologi proses. Teknologi sakarifikasi fermentasi simultan (SFS) adalah salah satu teknobgi yang dianggap efisien. Proses SFS dipengaruhi oleh berbagai faktor diarttaranva konsentrasi enzim dan waktu proses. Peneitian ini bertujuan untuk memproduksi bioetanol dari tepung ubi kayu melalui proses sakarifikasi fermentasi secara simultan. Penelitian diawali dari tahap produksi enzim kasar amiloglukosidase, proses Kkuifikasi dan proses produksi boetanol. Peneitian pada proses produksi bbetanol dirancang menggunakan rancangan acak kelompok faktorial dengan dua faktor yaitu konsentrasi enzim kasar amiloglukosidase yang terdiri dari 3 taraf yaitu 10 % 15 %, 20 % (v/v), dan faktor waktu proses SFS terdiri dari 3 taraf yaitu: 48, 72, dan 96 jam. Parameter yang diukur adalah konsentrasi bioetanol, rendemen, dan efisiensi fermentasi, Dari hasil penelitian diperoleh bahwa proses fermentasi selama 7 hari pada produksi enzim kasar amiloglukosidase menggunakan Aspergillus niger dengan jumlah spora awal 9,9 x1 Oaspora/ml menghasilkan aktivitas enzim kasar 51,84 U/ml. Pada proses likuifikasi dihasikan konsentrasi glukosa 99.12 g/Ldan total gula 329.38 g/L. Pada proses produksi bioetanol diperoleh perlakuan terbaik pada periakuan konsentrasi enzim kasar amiloglukosidase 20%(v/v) dan waktu proses selama 72 jam menghasilkan konsentrasi bioetanol 6,53 %(v/v), rendemen 21,76 %(v/b) dan efisiensi fermentasi 68,39% dari perolehan bioetanol secara teoritis. Kata Kunci: bioetanol, amiloglukosidase, sakariffcasi fermentasi simultan_________ PENDAHULUAN Secara umum proses pembuatan bioetanol dimasyarakat dilakukan secara bertahap antara proses hidrofsis dengan fermentasinya, sehingga memerfukan waktu proses yang relatif lama. Penggunaan enzim-enzim mumi komersial pada proses hidrotisisnya juga menyebabkan tingginya biaya produksi bioetanol. Adanya kondisi ini berakibat pada tingginya haiga bioetanol per Iter, sehingga su it bersaing dengan bahan bakar premium atau minyak tanah yang notabene sampai saat ini masih disubsidi oleh pemerintah. Selain itu, teknologi proses seperti diatas sudah tentu tidak efisien dan layak untuk diterapkan pada skala kerakyatan. Untuk mengatasi tingginya biaya produksi bioetanol, maka ada beberapa hal yang dapat dilakukan untuk
meningkatkan efisiensi produksi bioetanol yaitu mencari teknobgi proses produksi yang lebih singkat, mengganti enzimenzim mumi komersial yang mahal dengan enzim-enzim kasar dan mengganti kultur mumi dalam fermentasi dengan kultur-kultur yang sudah umum dipergunakan dimasyarakat seperti ragi roti dan ragi tape. Enzim-enzim kasar dapat diproduksi dari mikroorganisme, seperti amiloglukosidase dihasilkan oleh Aspergillus dan Rhizopus. Rosita (2008) menyatakan bahwa Rizhopus sp mampu memproduksi enzim kasar amiloglusidase dengan aktivitas 470,02 U/ml dan enzim kasar ct-amilase dengan aktivitas 385,14 U/ml. Salah satu teknobgi proses produksi bioetanol yang dicoba dikaji dalam penelitian ini adalah teknologi proses sakarifikasi fermentasi simultan (SFS).
142
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
persiapan kultur A. niger dan S. cerevisiae, produksi enzim kasar amibglukosidase, likufikasi dan sakarifikasi fermentasi simultan. Pada proses pembuatan tepung, pertama-tama ubi kayu dibershkan kulit arinya dan dipotong-potong kurang lebih 1 cm kemudian dikeringkan dengan sinar matahari selama 4 hari sehingga kadar aimya 9,69%. Potongan ubi yang sudah kering kemudian digiHng dengan ayakan 40 mesh.
Pada teknologi ini, proses hidrolisis dan feimentasi dUakukan secara serempak pada satu wadah, sehingga waktu proses dapat dipersingkat dan biaya investasi peraiatan dapat ditekan (Ballesteros et at. 2004). Pada proses SFS dipengaruhi oleh berbagai faktor seperfi konsentrasi enzim dan waktu proses. Konsentrasi enzim akan berpengaruh terhadap deiajat hidroBlis pati menjadi giukosa. selanjutnya, glukosa hasil hidrolisis akan berpengaruh terhadap tinggi rendahnya konsentrasi produk bioetanol yang dihasikan. Waktu feimentasi juga berpengaruh terhadap konsentrasi bioetanol yang di hasilkan. Waktu yang terlalu singkat dapat menyebabkan belum optimalnya konversi glukosa menjadi bioetanol, sebalknya waktu yang terlalu lama dapat menyebabkan disimilasi produk dalam bentuk bioetanol menjadi senyawasenyawa sampingan seperfi golongan asam-asam organik. Jika faktoMaktor diatas dapat diketahui dan dikendalikan kondisi prosesnya, sudah tentu akan dapat meningkatkan produk yang dihasikan. Melihat pentingnya konsentrasi enzim dan waktu proses dalam teknologi SFS, serta belum diketahuinya kombinasi optimum dari kedua factor ini, maka dalam penelitian ini akan dikaji bagaimana pengaruh konsentrasi enzim kasar amibglukosidase dan waktu proses terhadap konsentrasi bioetanol.
Peremajaan kutur Pada tahap persiapan kultur A. niger, kultur sebelum dipergunakan dikultivasi pada agar miring menggunakan media Potato Dextrose Agar (PDA) dan diinkubasi pada suhu 28eC selama 7 hari. Pada akhir kultivasi dilakukan penghitungan jumlah spora dengan menggunakan hemacytometer. Spora ini selanjutnya dipeigunakan untuk proses produksi enzim kasar amibglukosidase. Pada tahap persiapan kultur S. cerevisiae, iso lat diremajakan pada media PDA dan diinkubasi selama 2 hari. Setelah itu isolat ditumbuhkan lagi pada 50 ml media YMGP yang terdiri dari ekstrak yeast 5 g/l, mat 5 g/l, glukosa 10 g/l dan pepton 5 g/l di dalam ertenmeyer 200 ml. Inkubasi dilakukan pada suhu 30°C selama 24 jam. Produksi enzim kasar amibglukosidase Pada tahap produksi enzim kasar amibglukosidase, isolat A. niger yang telah diremajakan disuspensikan dengan larutan buffer fosfat 10 ml untuk setiap tabung agar miring. Larutan spora yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam media fermentasi yang telah disterilkan dengan konsenlrasi 10 %. Media fermentasi cair yang dipergunakan terdiri dari substrat tapioka dan larutan mineral. Produksi dilakukan dalam erlenmeyer 250 mi dengan volume kerja 100 ml. Media produksi kemudian ditutup dengan kapas dan disterifisasl dalam otoklaf suhu 121 °C selama 15 merit. Larutan mineral terdiri dari 1 % tapioka, 0,14 % (N H ^S O , 0,01 % MgSO-t 7HzO, 0,60 % KI-fcPQ», 0,20 % K2HPO4, 0,50 ekstrak yeast dan 0,20 pepton. Inkubasi dilakukan pada selama 7 hari pada huhu 30 °C. Dan pada akhir
METODOLOGI Bahan dan alat Bahan baku yang digunakan adaiah ubi kayu putih diperoleh dari pasar tradisional Jimbaran. Mikroorganisme yang digunakan untuk fermentasi adaiah Saccharomyces cerevisiae dan Aspergtlus niger didapat dari Laboratorium PAU IPB, aquades dan bahan lamia untuk anaisa. Alat-alat yang digunakan meliputi inkubator, spektrofotometer dan kromatografi gas (Agilent 6890N). Peneftian ini dilaksanakan di Laboratorium Bbindustri Teknologi Pertanian Unud. Pembuatan tepung Penelitian ini diakukan dalam beberapa tahap yaitu pembuatan tepung,
143
Prosiding Seminar Nas tonal APT A - UB 2013
Parameter yang diukur Variabel yang diamati pada proses produksi bioetanol melalui proses SFS adalah konsentrasi etanol (Gas chromatography), rendemen produksi, dan konsumsi penggunaan substrat
proses fermentasi diukur aktivitas enzim amibglukosidase nya. Ukuffikasi Proses fkuifikasi tepung ubi kayu berdasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh Budiyanto (2005). Suspensi tepung ubi kayu dibuat dengan konsentrasi 30 % (b/v), pH diatur sampai 6,5 dengan menggunakan NaOH. Enzim a-amilase (Thermamyi, NOVO) ditambahkan 1,2 ml/kg pati. Larutan dipanaskan pada suhu 100 °C selama 1 jam. Selanjutnya hasil proses fkuifikasi dianaiisis konsentrasi gula reduksi dan total gulanya.
HASH. DAN PEMBAHASAN Produksi enzim kasar Amiloglukosidase Pada proses produksi enzim kasar amloglukosidase digunakan isolate A. niger yang telah dikultivasi pada media agar miring PDA selama 7 hari. Pada awal kultivasi terdapat rata-rata jumlah spora 2,3 x 10®±4,3 x 105 spora/ml. Pada akhir kultivasi yaitu pada hari ke-7 terdapat jumlah sprora rata 9,9 x 1(P ± 2,5 x 107 spora/ml. Jumlah spora ini selanjutnya diinokulasikan untuk proses produksi enzim kasar. Pada pengukuran aktivitas enzim kasar amibglukosidase yang diproduksi selama 7 hari diperoleh aktivitas sebesar 52,53± 2,06 U/ml. Sunaryanto (2004) melaporkan bahwa produksi enzim kasar glukoamilase dengan menggunakan A. niger dengan menggunakan campuran dedak dengan pati menghasilkan aktivitas sebesar 823 Unit/mi, sedangkan Rosita (2008), memproduksi enzim kasar glukoamilase dengan menggunakan substrat campuran dedak padi dan onggok menghasilkan aktivitas enzim 230,79 U/ml. Arnata eta!., (2011) memproduksi enzim kasar amloglukosidase dengan substrat onggok yang di inkubasi selama 7 hari menghasilkan aktivitas enzim 62.77 ± 4.49 U/mL. Adanya perbedaan dalam aktivitas enzim kasar yang dihasikan pada masingmasing penelitian dapat disebabkan oleh adanya perbedaan metode fermentasi, lama inkubasi dan jenis media (Kombong, 2004). Ramadas etal. (1996) bahwa pada kondisi yang tepat produksi glukoamilase dengan menggunakan media padat, tiga kafl lebih tinggi dtoandingkan dengan fermentasi dengan media cair. Lebih lanjut, Pandey et al., (2000) menyatakan bahwa parameter yang perlu diperhatikan di dalam fermentasi media padat antera lain konsentrasi substrat, pH, kelembaban, suhu, dan produksi metabolit sekunder
Sakarifikasi fermentas I s imu Ran Proses produksi dengan teknologi SFS dilakukan secara batch pada erienmeyer 500ml dengan volume substrat 300 ml. Substrat fermentasi sebelum dipergunakan disterilisasi terlebih dahulu pada suhu 121 °C selama 15 menit dan diatur pH-nya menjadi 5 dengan menggunakan NaOH 1N atau HCI 1N. Substrat ditambahkan nutrisi berupa NPK dan NH2(S0)4 masing-masing dengan konsentrasi 0,04 % (b/v) dan 0,15 % (b/v), kemudian enzim kasar amiloglukosidase, dan kultur S. cerevisiae ditambahkan secara simutan. Konsentarasi enzim kasar dan lama waktu proses disesuaikan dengan periakuan. Proses fermentasi dilaksanakan selama 4 hail. Dan diakhir proses dilakukan pengujian terhadap parameter-parameter yang diamati. Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kebmpok yang disusun secara faktorial dengan 2 faktor periakuan yaitu konsentrasi enzim kasar amibglukosidase pada proses SFS terdiri dari 3 taraf yaitu 10 % (v/v), 15 % v/v, dan 20 % v/v sedangkan waktu proses SFS terdiri dari 4 taraf yaitu : 2, 3, dan 4 hari. Dari faktorfaktor ini akan diperoleh 9 periakuan kombinasi dan dikebmpokkan menjadi 2 berdasarkan waktu pengolahan, dengan denrikian terdapat 18 unit percobaan. Apabila periakuan berpengaruh nyata terhadap respon yang diamati, maka dilakukan u | lanjut Duncan (Steel dan Torrie 1991).
144
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013 N-* ?H
yang mungkin kontaminasi.
dapat
rendemen, dimana semakin tinggi konsentrasi bioetanol yang dihasilkan maka semakin tinggi pula rendemen yang dihasilkan. Pada penelitian ini, rendemen tertinggi juga dihasilkan dari periakuan konsentrasi enzim kasar 20% dan waktu proses 72 merit dengan konsentrasi bioetanol sebesar 21,76%. Periakuan ini juga tidak berbeda nyata dengan periakuan konsentrasi enzim 20% dengan waktu proses 48 m erit yang menghasilkan konsentrasi bioetanol 20,09 %. Rendemen yang dihasikan dari proses SFS di sajikan padaTabel2.
menyebabkan
Sakasifikasi fermentasi S vnultan Proses SFS pada tahap produksi bioetanol ini digunakan substrat hasil proses fikuifikasi tepung ubi kayu secara enzimat's menggunakan a-amilase dengan dosis 1,2 ml/kg pati (2500 U/ml) yang dihidroUsis selama 1 jam pada suhu 100°C. Dari proses ini dihasilkan substrat untuk fermentasi dengan kadar gula reduksi 9,91±0,86 %(b/v) dan total gula 32,94 ±0,96 %(b/v) Pada proses fermentasi menggunakan teknologi SFS diperoleh bahwa periakuan konsentrasi enzim kasar amiloglukosidase dan waktu proses berpengaruh nyata terhadap konsentrasi bioetanol yang dihasikan (p<0,05). Konsentrasi bioetanol tertinggi dihasilkan dari periakuan konsentrasi enzim kasar 20% dan waktu proses 72 menit dengan konsentrasi bioetanol sebesar 6,53 % (b/v) Periakuan ini tidak berbeda nyata dengan periakuan konsentrasi enzim 20% dengan waktu proses 46 menit yang menghasilkan konsentrasi bioetanol 6,03 % (b/v). Konsentrasi bioetanol terendah dihasilkan dari periakuan konsentrassi enzim kasar 10 % dengan waktu proses selama 48 menit dengan konsentrasi bioetanol 1,82 %(b/vX periakuan ini juga lidak berbeda nyata dengan periakuan konsentrasi enzim 15% dengan waktu proses 48 menit. Konsentrasi bioetanol yang dihasikan dari proses SFS di sajikan pada TabeM.
Table 2. Rendemen pada proses SFS Periakuan
_________________ manit Konsentrasi endm 1 0 % Konsentrasi enam 15% Konsentrasi eraim 2 0 %
Konsentrasi enzim 1 0 % Konsentrasi enzim 15% Konsentrasi enzim 2 0 %
Waktu 72 48 menit _ m e n it_ 3-27“
3.56 *
2 Z T
4.42 c
z s a c *
6 .0 3 *
6.53*
5.60 ‘
menit
6.08*
10.90 "
118 6 "
7as*
14.72°
12 £ 9 “'
20.09 ■“
21.76*
18 B 7 ‘
Ce Hi20b^2CiH50H + 2CO2+ 2 ATP + 5 Kkai
Dari reaksi diatas, secara teoritis 100 % glukosa diubah menjadi 51,1% etanol dan 48,9 % menjadi CO^Cayiak dan Fazilet, 1998). Dari hasil analisa terhadap efisiensi fermentasi diketahui bahwa konsentrasi enzim kasar amiloglukosidase dan waktu proses berpengaruh nyata terhadap efisiensi fermentasi (p<0,05). Efisiensi tertinggi diperoleh dari periakuan konsentrasi enzim kasar 20% dan waktu proses 72 m erit dengan efisiensi fermentasi sebesar 68,39%. Hasil ini menunjukkan bahwa hanya 68,39% dari total gula yang dikonsumsi selama
96 menit
1.82*
menit
Efisiensi fermentasi merupakan persentase perbandingan arrtara konsentrasi etanol yang diperoleh secara aktual dengan konsentrasi etanol secara teoritis. Konsentrasi etanol secara teoritis ditentukan berdasarkan jumlah substrat (total gula) yang dikonsumsi oleh khamir selama fermentasi untuk menghasilkan etanol. Perhitungan didasarkan pada metaboiisme glukosa menjadi etanol melalui jalur EMP. Secara sederhana proses fermentasi akohol dari bahan baku glukosa tertihat pada persamaan reaksi berikut
table 1. Konsentrasi bioetanol pada proses SFS Periakuan
__________ Waktu__________ 48 72 gg
Tinggi rendahnya konsentrasi bioetanol yang dihasikan pada proses SFS akan berpengaruh pada tinggi rendahnya rendemen yang dihasilkan. Dalam hal ini, parameter konsentrasi bioetanol berhubungan inier dengan parameter
145
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
fermentasi dikonversl menjadi eta no!, sedangkan sisanya dimanfaatkan untuk pembentukan produk-produk lain, seperti terbentuk asam-asam organic dan pembentukan biomassa set. Efisiensi fermentasi dari proses SFS disajikan pada Tabel3.
enzim kasar amiloglutosidase menghasilkan konsentrasi bioetanol 7,89 %(v/v) dengan efisiensi fermentasi 87,5%. Teijadinya perbedaan konsentrasi bioetanol dan efisiensi fermentasi dapat disebabkan oleh adanya perbedaan metode fermentasi, jenis substrat, suhu dan pH awal fermentasi. Arnata et a l, (2011) menyatakan bahwa produksi bioetanol dari ubi jalar dengan teknik Ndrolisis dan fermentasi terpisah yang dilakukan pada pH 4,5 dan suhu 35°C selama 3 hari menghasilkan konsentrasi bioetanol 5,32%(v/v) dan efisiensi fermentasi 70,1%.
Tabel 3. Efisiensi fermentasi pada proses SFS 48 menit
72 merit
96 menlt
21J00*
4258*
3251 ^
2536*
48-47ed
3852 -
68.27*
6839'
5736 *
Konsentrasi
enzim10% Konsentrasi enzim 15% Konsentrasi enzim 20%
KESIMPULAN
Persentase tonsumsi substrat merupakan persentase perbandingan antara substrat yang dikonsumsi selama proses fermentasi dengan konsentrasi substrat awal sebeium proses fermentasi. jumlah substrat yang dikonsumsi selama proses fermentasi merupakan selisih antara konsentrasi substratrtotal gula awal dengan total gula akhir setelah fermentasi. Dari hasil penelitian diketahui bahwa interaksi antara factor konsentrasi emzim kasar dengan waktu proses berpengaruh nyata terhadap persentase tonsumsi substrat (p<0,05). Persentase konsumsi substrat tertinggi dihasifkan dari periakuan konsenlrasi enzim kasar 10% dengan waktu proses 96 menit. Dari hasil analisa factor tunggal diketahui bahwa yang memberikan pengaruh nyata terhadap tinggi rendahnya persentase tonsumsi substrat adalah waktu proses, dhnana semakin lama waktu proses, maka semakin tinggi persentase tonsumsi substrat yang dihasilkan. Persentase Konsumsi substrat pada proses SFS disajkan pada Tabel 4.
Pada proses produksi bioetanol diperoleh periakuan terbaik pada periakuan konsentrasi enzim kasar amiloglukosidase 20%(v/v) dan waktu proses selama 72 jam menghasilkan konsentrasi bioetanol 6,53 %(v/v), rendemen 21,76 %(v/b) dan efisiensi fermentasi 68,39% dari perolehan bioetanol secara teoritis. DAFTAR PUSTAKA Amata I W, Dwi S, Nur R. 2011. Production Of Amytoglucosidase From “Onggok1By AspergMus niger. [Prosiding] The 4th International Seminar of Indonesia Society for Microbiology and IUMS-ISM Outreach Program on Food Safety. Udayana Bali. Amata I W, Bambang A.H, Esselon P. 2011. Enzymatically Liquefaction Sweet Potato (Ipomea batatas L) to Bioethanol Production Using Saccharomyces cerevisiae. [Prosiding] The 3rd International Conference on Bbsciences and Biotechnology, Udayana Bali.
Table 4. Persentase tonsumsi substrat pada ptoses SFS Waktu
Periakuan Konsentrasi enzim 10 % Konsentrasi enzim 15 % Konsenlrasi enzim 20 %
48 msnlt
72 menlt
96 menlt
50JB7*
44.73'
6382*
5449“
5322 •*
5431 *
5152*
5576*
5703 *
Ballesterros M, Oivia J.M, Negro M J, Manzanares, Ballesteros. 2004. Ethanol from Lignocellubsic Material
Rosita (2008) melaporkan bahwa produksi bioetanol dengan menggunakan 146
Prosiding Seminar Nasional APTA - UB 2013
HJ!'H by a Simultaneous Saccarification and Fermentation Process (SFS) With Kluyveromyces mandanus CECT 10875. J Process Biochemistry 39:1843-1848.
niger under different regimens., World. J. Biotechnol 12267-271.
cultivation Microbiol.
Rosita, 2008. Produksi Etanol dari Onggok Menggunakan Ekstrak Kasar Enzim Alfa amilase, Glukoamilase dan Saccharomyces cerevisiae. [Teste] Program Studi Magister Bioteknobgi SITH, ITB.
Caylak B. and Fazilet V.S. 1998. Comparison o f Different Production Processes. Turk J Chem. 22 : 351359. Kombong H. 2004, Evaluasi Daya Hidrolifk Enzim Glukoamilase Dari Filtrat Kultur Aspergillus niger. J. Hmu Dasar 5(1): 16-20
Sunaryanto, R. 2004, Pengaruh Kombinasi Media Sumber Karbon (Dedak : Tapioka) Dan Sumber Nitrogen Pada Kultivasi Media Padat Produksi Enzim Glukoamilase. [Prosiding] Seminar Nasional Rekayasa Kimia Dan Proses.
Pandey A., Carios R.S., David M. 2000. New developements in solid state fermentation bioprocesses and product. J. Process Biochem 35: 1153-1169. Ramadas, M., Holst O., Mattiasson, B., 1996., Production of amyloglucosidase by Aspergillus
147
