Bab I Bab II III IV V (Penelitian Alkohol Dari Biji Nangka)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan kebutuhan energi yang dinamis ditengah semakin terbatasnya cadangan energi fosil serta kepedulian terhadap kelestarian lingkungan hidup, menyebabkan perhatian terhadap energi baruk semakin meningkat terutama dari sektor pertanian. Hampir seluruh komoditas di sektor pertanian dapat menghasilkan biomassa. Biomassa adalah semua bahan-bahan organik berumur relatif muda dan berasal dari tumbuh-tumbuhan atau hewan; produk dan limbah indusri budidaya (pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, dan perikanan) yang dapat diproses menjadi bioenergi (Reksowardoyo dan Soerawidjaja, 2006) Seiring dengan menipisnya cadangan energi BBM, bahan baku nabati seperti biji nangka menjadi alternatif sebagai bahan baku pembuatan etanol (bahan pencampur BBM). Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Produksi nangka di Indonesia terbilang cukup tinggi. Hal tersebut disebabkan karena nangka merupakan tanaman yang sangat cocok bila di budidayakan di Indonesia yang memiliki karakteristik daerah yang sesuai dengan pertumbuhan pohon nangka. Selain itu, tanaman nangka menghasilkan buah hampir sepanjang tahun. Potensi

biji

nangka

( Arthocarphus Arthocarphus

heterophilus) heterophilus)

yang

besar

belum

dieksploitasi secara optimal. Sangat rendahnya pemanfaatan biji nangka dalam bidang pangan hanya sebatas sekitar 10% dibebabkan oleh kurangnya minat masyarakat dalam pengolahan biji nangka. Pati biji nangka dapat dihidrolisis menjadi hidrolisat pati biji nangka dan diolah menjadi sirup glukosa. Biji Nangka memenuhi kriteria serta memiliki beberapa keuntungan sebagai bahan baku dalam fermentasi dalam pembuatan bioetanol. Keuntungan penggunaan biji nangka sebagai bioetanol antara lain ialah harga buah nangka yang relatif murah, umumnya biji nangka tak

terpakai atau dibuang, mudah didapat, dan kandungan patinya mencukupi sehingga dapat digunakan sebagai karbohidrat terlarut. Permintaan etanol dewasa ini terus meningkat seiring dengan digunakannya etanol sebagai bahan bakar nabati. Pemerintah Indonesia menargetkan pada tahun 2025 substitusi bahan bakar nabati terhadap bahan bakar minyak mencapai 5% (Instruksi Presiden Nomor 1 Tahun 2006 tentang Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati atau Biofuel atau Biofuel sebagai sebagai Bahan Bakar Alternatif). Selain itu, etanol banyak dimanfaatkan dalam industri kimia, kosmetik, minuman, dan pelarut.

1.2. Permasalahan 1.2.1 Identifikasi Masalah

Biji nangka memenuhi kriteria untuk digunakan sebagai pembuatan bioethanol, namun diperlukan tahap fermentasi terlebih dahulu. Tahap fermentasi tersebut yakni memecahkan pati menjadi gula sederhana, lalu gula sederhana tersebut diurai menjadi ethanol.

1.2.2 Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh lama waktu fermentasi terhadap kadar ethanol yang diperoleh?

1.2.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Penelitian ini dilakukan , bertujuan untuk : Membuat ethanol dari biji buah nangka dengan proses fermentasi fermentasi menggunakan ragi Sacchromyces Cerevisiae.

Dari hasil penelitian yang dilakukan, maka diharapkan diperoleh manfaat sebagai berikut: 1.

Memanfaatkan biji nangka agar tidak menjadi limbah.

2.

Memperbanyak hasil produksi etanol dengan bantuan bahan baku dari alam.

Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

2

3.

Memberikan

pengetahuan

kepada

masyarakat

tentang

pengembangan

teknologi pembuatan bahan bakar alternatif dari ethanol.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori tocarpu s heterophyl heterophyl lu s (Buah Nangka) A. Ar tocarpu

Tanaman nangka banyak tumbuh di daerah yang beriklim tropis, terutama di bagian Asia Tenggara. Pada usia u sia pohon lima tahun tinggi pohonnya pohon nya mencapai 8 -25 m dan diameter batangnya 3,4-6,7 m. Daunnya hijau gelap, mengkilat, sederhana, kaku,


3

panjangnya mencapai 16 cm dan bentuk daun elips atau oval (Craig R dan Harley I, 2006). Klasifikasi ilmiah tanaman nangka menurut Syamsuhidayat, S.S dan Hutapea, J.R (1991) ialah sebagai berikut: Kerajaan : Plantae : Plantae Divisi : Magnoliophyta : Magnoliophyta Kelas : Magniliopsida : Magniliopsida Ordo : Urticales Familia : Moraceae : Moraceae Genus : Artocarpus : Artocarpus Spesies : Artocarpus : Artocarpus heterophyllus Nama binomial : Artocarpus : Artocarpus heterophyllus Sumber: Syamsuhidayat, S.S dan Hutapea, J.R (1991) Berdasarkan tinggi pohon dan ukuran buah, nangka dibagi dua golongan yaitu pohon nangka buah besar dan pohon nangka nan gka buah kecil. 1) Nangka buah besar: tinggi mencapai 20-30 m; diameter batang mencapai 80 cm dan umur mulai berbuah sekitar 5-10 tahun. 2) Nangka buah kecil: tinggi mencapai 6-9 m; diameter batang mencapai 15- 25 cm dan umur mulai berbuah sekitar 18-24 bulan.

Berdasarkan kondisi daging buah nangka dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu: 1) Nangka bubur: daging buah tipis, lunak agak berserat, beraroma keras mudah lepas dari buah. 2) Nangka salak: daging buah tebal, agak kering aromanya kurang keras. (nangka celeng dan nangka belulang). 3) Nangka cempedak: daging da ging buah tipis, liat dan beraroma harum spesifik. Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

4

Adapun beberapa manfaat dari tanaman nangka ini di antaranya : 1) Daging buah nangka muda (tewel) dimanfaatkan sebagai makanan sayuran. 2) Tepung biji nangka digunakan sebagai bahan baku industri makanan (bahan makan campuran). 3) Daun muda dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak. 4) Kayu nangka dianggap lebih unggul daripada jati untuk pembuatan meubel, konstruksi

bangunan pembubutan, tiang kapal, untuk tiang kuda dan kandang

sapi (di Priangan), dayung, perkakas dan alat musik. 5) Pohon nangka dapat dimanfaatkan sebagai obat tradisional.

B. Biji Nangka

Biji nangka ternyata selalu harus dianggap limbah dan dibuang begitu saja. Selama ini biji nangka dimanfaatkan hanya dengan merebus dan memakannya. Namun biji itu ternyata bias dibuat menjadi tepung yang kemudian diolah lagi menjadi aneka panganan bergizi tinggi.

Tabel 2.1 Komposisi Biji Nangka Komposisi Kalori (kal) Protein (gram)

Lemak (Gram) Karbohidra (gr) Kalsium (mg) Besi (mg) Fospor (mg) Vitamin B1 (mg)

Biji nangka 165 4,2

0,1 36,7 33 200 1 0,2


5

Vitamin C (mg) Air (%)

10 56,7

Jika dibandingkan dengan berbagai jenis tanaman yang umum dipakai sebagai penghasil karbohidrat maka, biji nangka tersebut termasuk memiliki kadar bahan kimia yang relative potensial. Kandungan kimia biji nangka jika dibandingkan dengan beberapa tanaman sumber karbohidrat seperti beras giling, jagung rebus dan singkong. Tabel 2.2 Komposisi Gizi per 100 gram nangka muda, nangka masak, dan biji nangka Komponen gizi Nangka Muda Nangka Biji Masak Nangka Energi (kkal) Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Besi (mg) Vitamin A (SI) Vitamin B1 (mg) Vitamin C (mg) Air (g)

51 2 0,4 11,3 45 29 0,5 25 0,07 9 85,4

106 1,2 0,3 27,6 20 19 0,9 330 0,07 7 70

165 4,2 0,1 36,7 33 200 1 0 0,2 10 57,7

Sumber: Direktorat gizi, Depkes (2009) C. Ragi (Yeast)

Selama ratuasan tahun ragi (yeast) telah digunakan dalam pembuatan roti. Sebelum ragi diproduksi secara komersial, dahulu orang membuat sourdough dan country breads menggunakan ragi dari hasil fermentasi anggur dan/ atau kentang. Sejak abad 18, saat ilmuwan Louis Pasteur melakukan penelitian maka diketahuilah keberadaan mikroorganisme ragi yang berguna dan menguntungkan umat manusia. Ragi adalah mikroorganisme hidup yang dapat ditemukan dimana- mana. Ragi berasal dari keluarga Fungus bersel satu (sugar fungus) dari genus Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

6

Saccharomyces, species cereviciae, dan memilki ukuran sebesar 6-8 mikron. Dan Saccharomyces cereviciae merupakan genom eukariotik yang pertama kali disekuensi secara penuh. Dalam satu gram ragi padat (compressed yeast) terdapat kurang lebih 10 milyar sel hidup. Ragi ini berbentuk bulat telur, dan dilindungi oleh dinding membran yang semi berpori (semipermeable), melakukan reproduksi dengan cara membelah diri (budding), dan dapat hidup di lingkungan tanpa oksigen (anaerob). Untuk bertahan hidup, ragi membutuhkan air, makanan dan lingkungan yang sesuai. Bakteri bersel satu ini akan mudah bekerja bila ditambahkan dengan gula dan kondisi suhu yang hangat. Kandungan karbondioksida yang dihasilkan akan membuat suatu adonan menjadi mengembang dan terbentuk pori – pori. Ragi memiliki sifat dan karakter yang sangat penting dalam industri pangan. Ragi akan berkembang dengan baik dan cepat bila berada pada temperatur o

o

antara 25 C – 30 C. Saccharomyces cereviciae yang penting dalam pembuatan roti memiliki sifat dapat memfermentasikan maltosa secara cepat (lean dough yeast), memperbaiki sifat osmotolesance (sweet dough yeast), rapid fermentation kinetics, freeze dan thaw tolerance, dan memiliki kemampuan memetabolisme substrat. Pemakaian ragi dalam adonan sangat berguna untuk mengembangkan adonan karena terjadi proses peragian terhadap gula, memberi aroma (alkohol). Saccharomyces cerevisiae juga telah digunakan dalam beberapa industri lainnya, seperti industri roti (bakery), industri flavour, (menggunakan ektrak ragi/yeast extracts), industri pembuatan alcohol (farmasi) dan industri pakan ternak. Tiga jenis ragi yang umum digunakan di Indonesia adalah ragi basah (compressed/fresh yeast), ragi kering aktif (active dry yeast) dan karena umur simpan rendah dan juga butuh peralatan khusus. Dalam industri bakery, fungsi utama ragi dalam adonan adalah sebagai berikut: 

Leavening agent (pengembang adonan), ragi mengkomsi gula dan mengubahnya menjadi gas karbon dioksida (CO2), sehingga adonan mengembang.


7



Memproses gluten (protein pada tepung) sehingga dapat membentuk jaringan yang dapat menahan gas tersebut (maturating the doughgluten structure).



Menghasilkan flavour (aroma dan rasa) pada roti karena selama fermentasi ragi juga menghasilkan sejenis etanol yang menghasilkan aroma khusus.

Kualitas ragi berbeda satu dengan yang lainnya, hal ini tergantung pada jenis sel induk raginya (strain), kualitas media pengembangbiakannya (mutu molase), dan kemajuan teknologi produksinya.

Macam-macam bentuk ragi, yaitu : a. Ragi kering instan (instantdry yeast IDY)

Dibuat dari ragi yang dipanaskan dan lalu dikeringkan hingga mengandung 94% – 95% materi kering dengan jumlah sel ragi 105-107 per gram ragi, berbentuk vermicelli (seperti potongan pasta yang sangat pendek), mendekati butiran kecil yang halus. Di negara-negara tropis lebih aman memakai ragi instan. Aplikasinya tanpa dilarutkan terlebih dahulu, dapat langsung dicampurkan dalam tepung, dikemas dalam kemasan tanpa udara (vacuum packed) dan memiliki umur kadaluarsa 2 tahun dalam kemasannya. Kelebihan lain dari pada ragi instan ini adalah menghasilkan fermentasi yang lebih konsisten, dan penyimpanan yang sangat mudah (pada suhu ruang normal). Faktor konversinya adalah 1 kg ragi instan sama dengan 3.0-4.0 kg ragi basah dengan ditambah air 2.0 liter. Biasanya untuk ragi kering instan memiliki dua varian yaitu Gold label untuk aplikasi high sugar dough (>8-10% gula) dan red label untuk aplikasi low sugar dough (<8%>). Ragi instan ini dihasilkan dan dijual di dalam kemasan plastik atau kaleng yang kedap udara. Sekali kemasan dibuka, sebaiknya digunakan tidak lebih dari 2 minggu dan harus disimpan dalam kaleng kedap udara di dalam lemari es. Cara menangani ragi instan: ditambahkan ke dalam air dan diaduk sampai larut, tidak perlu direndam. Atau tambahkan langsung ke dalam adonan/tepung.


8

b. Ragi basah (compressed atau fresh yeast)

Yeast cream yang dikeringkan dan dipadatkan sehingga mengandung 28-35% o

materi kering, berbentuk blok-blok persegi, dan harus disimpan pada suhu 2-6 C, dengan umur kadaluarsa hanya 2-3 minggu saja. Produk ini hanya mengandung 70% air, oleh karena itu ragi harus disimpan pada temperatur rendah dan merata untuk mencegah hilangnya daya pembentuk gas. Makin dekat temperatur penyimpanan o

dengan 0 C, maka makin lama ragi itu bisa disimpan tanpa mengalami perubahan yang nyata. Dari hasil penelitian efek penyimpanan ragi basah selama 3 bulan paling baik pada suhu -10C. Pada suhu tersebut ragi tidak membeku. Ragi basah biasanya dikemas dengan berat 500 gram, dan dibungkus dengan kertas lilin. Kelebihan penggunaan ragi basah adalah harganya relatif murah (karena sebagian besar terdiri dari air saja), dan dapat dipergunakan dalam banyak aplikasi (resep). Sedangkan kekurangannya adalah sensitif terhadap kelembapan (humidity): suhu dan cuaca hangat seperti negara Indonesia yang tropis. Ragi ini juga memerlukan kondisi peyimpanan pada suhu rendah (2o – 6oC), 6oC), yang menyebabkan kesulitan dalam pendistribusiannya, akan tetapi, ragi bisa tahan 48 jam pada suhu ruang.

c. Ragi kering aktif (active dry yeast, ADY)

Ragi yang terbuat dari yeast cream yang dipanaskan dan dikeringkan hingga didapatkan 92-93% bahan kering. Ragi ini berbentuk butiran kering (granular form). Dalam aplikasi penggunaannya harus dilarutkan dengan air hangat (dehidrated) sebelum dicampurkan dengan tepung terigu dan bahan lainnya ke dalam mixer. Penyimpanannya bisa dalam suhu ruang (selama jauh dari panas dan lembab). Umur kedaluarsanya mencapai 2 tahun dalam kemasannya. Pengeringannya dengan temperatur tinggi akan mematikan sekitar 25% lapisan luar sel ragi, sehingga membentuk lapisan sel pelindung yang dapat melindungi sel aktif. Kelebihan menggunakan ragi kering aktif adalah meringankan biaya transportasi, dan penyimpanannya tidak sulit (suhu ruang).Sedangkan kekurangannya adalah Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

9

memerlukan proses rehidrasi dengan air hangat (35o – 38oC) dan proses tersebut memerlukan waktu sekitar 15 menit. Faktor konversinya adalah 1 kg ragi kering aktif sama dengan 2,5 – 3 kg ragi basah dengan ditambah air 1.5 liter

d.

Ragi beku (frozen yeast)

Ragi beku (frozen yeast), ragi ini mengandung 90% materi kering yang didinginkan pada suhu ekstrim setelah dikeringkan (frozen). Aktifitas ragi ini menjadi lambat selama pengadukan (mixing), sehingga dapat dihasilkan tingkat stabilitas adonan yang tinggi. Ragi ini biasanya khusus untuk pembuatan adonan roti melalui proses frozen dough. Memiliki umur kadaluarsa 2 tahun bila disimpan pada freezer suhu -18 derajat celcius. Jangan membekukan kembali ragi yang telah di thawing (dilunakkan). Ragi ini mengkombinasikan keunggulan dari ragi basah dan ragi instan. Ragi ini juga memberikan start up lebih cepat serta memiliki stabilitas dan konsistensi untuk mengoptimalkan fermentasi, ragi ini mudah digunakan karena bentuknya yang free thawing sehingga memberikan kemudahan pengukuran, keakuratan, hemat waktu, dan meminimalkan kesalahan dalam pembuatan roti. Ragi cair (liquid yeast) diproduksi dari yeast cream yang berlangsung pada tahap proses industri mengandung 15 – 20% materi kering). Ragi cair ini terutama digunakan oleh bakery skala industri dengan proses otomatis. Pengukuran secara otomatis membutuhkan peralatan tambahan khusus dan untuk penyimpanan o

dibutuhkan suhu 4

– 6oC dengan umur simpan hanya 2 minggu. Di Indonesia saat ini

yang masih umum digunakan adalah ragi basah, ragi kering aktif dan ragi instan. Pertukaran zat pada ragi

Untuk pertumbuhan ragi ragi membutuhkan unsure-unsur unsure-unsur C, H, O, N, P dan dan K dalam jumlah relative besar. Beberapa unsur lain seperti Ca, Fe, S, dan Mg dalam jumlah kecil. Sedangkan vitamin-vitamin seperti C, H, dan O dapat diambil dari gula atau senyawa-senyawa organik. N biasanya ditambahkan dari luar dalam bentuk


10

garam-garamammium, urea,dan peptida-peptida. Sedangkan bahan-bahan yang paling banyak dibutuhkan adalan P dan K. Setiap jasad hidup memiliki sifat-sifat yang dapat digolongkan kedalam dua kelompok kegiatan, yaitu: metabolisme dan pelestarian diri. Dalam arti luas metabolismeadalah fungsi-fungsi nutrisi, respirasi, dan sintesis. Setiap kehidupan selalu menganut dan mengikuti jalur tersebut dalam satu kesatuan, sehingga metabolisme dan pelestarian diri tercakup didalamnya. Bahan baku untuk sumber nutrient yang dipergunakan didalam proses nutrisi memasuki tubuh jasad melalui proses metabolism. Kemudian proses-proses respirasi yang menghasilkan energy dan sintesis untuk kepentingan perbaikan, pertumbuhan, dan perkembangan internal sel. Dengana hasi energy dan komponen seluler hasil sintetis, maka semua prroses ini dimaksudkan untuk pelestarian diri. Proses nutrisi memberikan bahan bagi kehidupan jasad, sedang proses respirasi justru mengambil energy dari beberapa bahan. Dengan menggunakan sebagian dari yang diperoleh, terjadi transformasi bahan lain kedalam komponen-komponen pembentuk sel, suatu proses panjang yang disebut

sintesis. Sisa energy bersama dengan komponen-

komponen struktur yang ada memungkinkan terjadinya pelestarian diri. Proses kehidupan ragi berlanggsung secara enzimatik, yang secara garis besar meliputi 4 (empat) tahapan yaitu: 1. Pertumbuhan Yaitu proses dimana ragi tumbuh menjadi besar dan terjadinya pembiakan sel-sel ragi. 2. Asimilasi Yaitu proses penyusunan sel-sel ragi dari bahan-bahan yang terdapat dari nutrisi atau makanan. 3. Biosintetis Yaitu proses pembentukkan senyawa kompleks didalam sel ragi yang merupakan zat biokimia aktif. Seperti enzim, zat antibiotik, vitamin dan lain-lain.


11

4. Desimilasi Yaitu Proses pemecahan senyawa-senyawa bahan makanan menjadi senyawa dengan kandungan energi, sehingga dapat digunakan untuk aktivitas ragi. Proses desimilasi disebut juga aktivitas ragi katabolisme, yang berlangsung secara oksidatif, sedangkan proses asimilasi dan biosintetis disebut aktivitas anabolisme yang banyak memerlukan energi. Biasanya, energi ini diperoleh dari proses desimilasi atau energi dari luar. Proses desimilasi yang memerlukan udara (aerob) disebut respirasi, sedangkan proses desimilasi yang tidak memerlukan udara (an-aerob) disebut fermentasi. fermentasi. Proses metabolisme ragi meliputi aktivitas aktivitas anabolisme dan katabolisme. Ragi yang dipergunakan dalam prose fermentasi alcohol harus mempunyai aktivitas katabolisme yang tinggi agar terbentuk alkohol kadar tinggi pada desimilasi anaerob.

D. Ethanol (Alkohol)

Etanol,

disebut

juga etil

alkohol, alkohol

murni, alkohol

absolut,

atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Senyawa

ini

merupakan obat

psikoaktif dan psikoaktif dan

dapat

ditemukan

pada minuman beralkohol dan termomete r modern. modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua. Etanol kimia C2H5OH

termasuk dan rumus

ke

dalam

alkohol

empiris C2H6O.

Ia

rantai

tunggal,

dengan rumus

merupakan isomer konstitusional isomer konstitusional

dari dimetil eter. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5). Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek dari konsumsi etanol yang memabukkan juga telah diketahui sejak dulu. Pada zaman modern, etanol yang ditujukan untuk kegunaan industri dihasilkan dari produk sampingan pengilangan minyak min yak bumi. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-


12

bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.

Sifat-sifat Fisika

Etanol adalah cairan tak berwarna yang mudah menguap dengan aroma yang khas. Ia terbakar tanpa asap dengan lidah api berwarna biru yang kadang-kadang tidak dapat terlihat pada cahaya biasa. Sifat-sifat fisika etanol utamanya dipengaruhi oleh keberadaan gugus hidroksil dan pendeknya rantai karbon etanol. Gugus hidroksil dapat berpartisipasi ke dalam ikatan hidrogen, sehingga membuatnya cair dan lebih sulit menguap dari pada senyawa organik lainnya dengan massa molekul yang sama. Etanol adalah pelarut yang serbaguna, larut dalam air dan pelarut organik lainnya, meliputi asam

asetat, aseton, benzena, karbon

tetraklorida, kloroform, dietil

eter, etilena glikol, gliserol, nitrometana, piridina, dan toluena. Ia juga larut dalam hidrokarbon alifatik yang ringan, seperti pentana dan heksana, dan juga larut dalam senyawa klorida alifatik seperti trikloroetana dan tetrakloroetilena. Campuran etanol-air memiliki volume yang lebih kecil daripada jumlah kedua cairan tersebut secara terpisah. Campuran etanal dan air dengan volume yang sama akan menghasilkan campuran yang volumenya hanya 1,92 kali jumlah volume awal. Pencampuran etanol dan air bersifat eksotermik dengan eksotermik dengan energi sekitar 777 J/mol dibebaskan pada 298 K. Campuran etanol dan air akan membentuk azeotrop membentuk azeotrop dengan ]

perbandingkan kira-kira 89 mol% etanol dan 11 mol% air air . Perbandingan ini juga dapat dinyatakan sebagai 96% volume etanol dan 4% volume air pada tekanan normal dan T = 351 K. Komposisi azeotropik ini sangat tergantung pada suhu dan tekanan. Ia akan menghilang pada temperatur di bawah 303 K.


13

Gambar 2.1 Ikatan hidrogen pada etanol padat pada −186 °C

Ikatan

hidrogen

menyebabkan

etanol

murni

sangat higroskopis,

sedemikiannya ia akan menyerap air dari udara. Sifat gugus hidroksil yang polar menyebabkannya dapat larut dalam banyak senyawa ion, utamanya natrium hidroksida, kalium

hidroksida, magnesium

klorida, kalsium

klorida, amonium

klorida, amonium bromida, dan natrium bromida. Natrium klorida dan kalium klorida sedikit larut dalam etanol. Oleh karena etanol juga memiliki rantai karbon nonpolar, ia juga larut dalam senyawa nonpolar, meliput kebanyakan minyak atsiri dan banyak perasa, pewarna, dan obat. Penambahan beberapa persen etanol dalam air akan menurunkan tegangan permukaan air secara drastis. Campuran etanol dengan air yang lebih dari 50% etanol bersifat mudah terbakar dan mudah menyala. Campuran yang kurang dari 50% etanol juga dapat menyala apabila larutan tersebut dipanaskan terlebih dahulu. Indeks refraksi etanol adalah 1,36242 (pada λ=589,3 nm dan 18,35 °C).


14

Reaksi asam-basa

Gugus hidroksil etanol membuat molekul ini sedikit basa. Ia hampir netral dalam air, dengan pH 100% etanol adalah 7,33, berbanding dengan pH air murni yang

sebesar

7,00. −

ion etoksida (CH3CH2O ),

Etanol

dapat

dengan

diubah

menjadi konjugat

mereaksikannya

basanya,

dengan logam

alkali seperti natrium: 2CH3CH2OH + 2 Na → 2CH3CH2ONa + H2 ataupun dengan basa kuat seperti natrium hidrida: CH3CH2OH + NaH → CH 3CH2ONa + H2. Reaksi seperti ini tidak dapat dilakukan dalam larutan akuatik, karena air lebih asam daripada etanol, sehingga pembentukan hidroksida lebih difavoritkan daripada pembentuk etoksida. 1.

Halogenasi

Etanol

bereaksi

dengan hidrogen

halida dan

menghasilkan etil

halida seperti etil klorida dan etil bromida: CH3CH2OH + HCl → CH3CH2Cl + H2O Reaksi dengan HCl memerlukan katalis seperti seng klorida. Hidrogen klorida dengan keberadaan seng klorida dikenal sebagaireagen sebagaireagen Lucas. CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + Br + H2O Reaksi dengan HBr memerlukan proses refluks dengan katalis asam sulfat. Etil halida juga dapat dihasilkan dengan mereaksikan alkohol dengan agen halogenasi yang khusus, seperti tionil klorida untuk

pembuatan

etil

klorida,

ataupun fosforus

tribromida untuk pembuatan etil bromida. CH3CH2OH + SOCl2 → CH3CH2Cl + SO2 + HCl


15

2.

Pembentukan ester

Dengan kondisi di bawah katalis asam, etanol bereaksi dengan asam karboksilat dan menghasilkan senyawa etil eter dan eter dan air: RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O. Agar reaksi ini menghasilkan rendemen yang cukup tinggi, air perlu dipisahkan dari campuran reaksi seketika ia terbentuk. Etanol juga dapat membentuk senyawa ester dengan asam anorganik. Dietil sulfat dan trietil fosfat dihasilkan dengan mereaksikan etanol dengan asam sulfat dan asam fosfat. Senyawa yang dihasilkan oleh reaksi ini sangat berguna sebagai agen etilasi dalamsintesis dalamsintesis organik.

3.

Dehidrasi

Asam kuat yang sangat higroskopis seperti asam sulfat akan menyebabkan dehidrasi etanol dan menghasilkan etilena maupun dietil eter: 0

2 CH3CH2OH → CH3CH2OCH2CH3 + H2O (pada 120 C) 0

CH3CH2OH → H2C=CH2 + H2O (pada 180 C)

4.

Oksidasi

Etanol dapat dioksidasi menjadi asetaldehida, yang kemudian dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi asam asetat. Dalam tubuh manusia, reaksi oksidasi ini dikatalisis oleh enzim tubuh. Pada laboratorium, larutan akuatik oksidator seperti asam kromat ataupunkalium ataupunkalium permanganat digunakan untuk mengoksidasi etanol menjadi asam asetat. Proses ini akan sangat sulit menghasilkan asetaldehida oleh karena terjadinya overoksidasi. Etanol dapat dioksidasi menjadi asetaldehida tanpa oksidasi lebih lanjut menjadi asam asetat menggunakan piridinium kloro kromat ( Pyridinium Pyridinium chloro chromate, PCC ). ).


16

C2H5OH

+ 2[O] → CH3COOH + H2O. Produk oksidasi etanol, asam asetat,

digunakan sebagai nutrien oleh tubuh manusia sebagai asetil-koA.

E. Karbohidrat

Karbohidrat atau hidrat arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksilketon, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugushidroksil. gugushidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat

yang

tidak

memiliki

rumus

demikian

dan

ada

pula

yang

mengandung nitrogen, fosforus, atausulfur. atausulfur. Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon, hidrogen dan oksigen, dan pada umumnya unsur hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.


17

Klasifikasi Karbohidrat 1.

Monosakarida

Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya molekuln ya hanya

terdiri

atas

beberapa atom C

cara hidrolisis menjadi

dan

karbohidrat

tidak

lain.

dapat

diuraikan

Monosakarida

dengan

dibedakan

menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaituglukosa yaituglukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa. 2.

Disakarida dan oligosakarida

Disakarida merupakan

karbohidrat

yang

terbentuk

dari

dua

molekul

monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. 3.

Polisakarida

Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum.

2.2 Hasil Penelitian tocar pus heterophyl heterophyl lu s Kandungan Kimia pada Ar tocar

Telah

diketahui

bahwa

batang

tanaman Artocarpus

heterophyllus

mengandung berbagai senyawa kimia seperti senyawa furanoflavon, 7-(2,4dihidroksifenil)-4-hidroksi-2-(2-hidroksipropan-2-il)-2,3-dihidrofuro(3,2- g)kromen5-on atau nama lain dari senyawa tersebut ialah artokarpfuranol, yang diikuti 14 senyawa lainnya berupa dihidromorin, steppogenin, norartokarpetin, artokarpanon, artokarpesin, artokarpin, brosimon I, kudraflavon B, karpakromen, isoartokarpesin dan sianomaklurin. Senyawa-senyawa tersebut diketahui memiliki


18

kemampuan inhibisi tirosinase yang lebih kuat dengan IC50 lebih rendah dari 50 μM dan lebih potensial dibandingkan dengan asam kojik (IC50 = 71,6 μM) (Zheng Z.P et al., al., 2008). Pada kulit batang Artocarpus heterophyllus diketahui mengandung senyawa flavonoid,

yaitu

artonin

E,

morusin,

sikloartobilosanton

dan

artonol

B.

Bioaktivitasnya terbukti dapat digunakan sebagai antikanker, antivirus, antiinflamasi, diuretil dan antihipertensi (Ersam T, 2001). Sedangkan getah kayunya mengandung artokarpanon yang berpotensi sebagai inhibitor tirosinase dan antioksidan (Arung et al , 2006). Buah nangka yang masih muda mengandung saponin dan polifenol.

Kandungan Gula

Penetapan kadar gula meliputi: a. Penetapan gula sebelum inversi atau gula glukosa yang bersifat pereduksi. b. Penetapan gula sesuai inversi atau gula invert atau biasa disebut gula total. Gula biasanya dihitung sebagai sukrosa. Dari kedua penetapan diatas dapat dihitung juga kadar gula non pereduksi (sukrosa), yaitu kadar gula sesudah inversi (gula total) dikurangi gula sebelum inversi (gula pereduksi).Sehingga dapat diketahui pula kadar gula totalnya (sesudah inversi), yaitu kadar sukrosa (kadar gula non perduksi) ditambah kadar gula pereduksi (gula sebelum inversi).

Kandungan Gizi

Kandungan gizi buah nangka dan jeraminya tidak jauh berbeda. Tabel 2.3 Perbandingan komposisi kimia buah dan jerami nangka

Komponen

Daging buah

Jerami (kulitnya)

Air (%bb)

80,29

65,12

Protein (%bk)

1,91

1,95

Lemak (%bk)

1,86

10


19

Karbohidrat (%bk)

9,85

9,3

Serat kasar (%bk)

1,58

1,94

Abu (%bk)

0,69

1,11

Sumber: www.google.com Hasil analisis kimia lainnya pada jerami nangka muda ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2.4 Komposisi kimia jerami nangka muda

Komponen

Hasil Analisis

Air (%bb)

87,36

Protein (%bk)

15,48

Lemak (%bk)

4,29

Karbohidrat (%bk)

71,53

Abu (%bk)

8,69

IDF

69,71

SDF

6,87

TDF

75,58

Sumber: www.google.com

2.3 Teori tentang proses Pembuatan tepung biji nangka terdiri dari beberapa tahap, yaitu: 1. Cleaning

Cleaning (pembersihan) adalah proses menghilangkan bahan kontaminasi dari makanan dan memisahkannya dari permukaan makanan sebelum dilakukannya proses lebih lanjut. Cleaning termasuk mengupas dan perlakuan blanching . Tujuannya adalah mencegah kerusakan makanan (Fellows2000).

2. Pengeringan

Dehidrasi atau pengeringan adalah aplikasi pemanasan dalam kondisi terkontrol untuk

menghilangkan sebagian sebagian besar air yang yang normalnya normalnya ada dalam makanan


20

melalui evaporasi (penguapan) (Fellows 2000). Biasanya kandungan air dikurangi sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi. Prinsip dari pengeringan adalah memberikan panas ke dalam makanan dan mengeluarkan uap air (Potter & Hotchkiss 1995). Menurut Fellows (2000), tujuan utama dilakukannya pengeringan adalah memperpanjang waktu simpan makanan dengan mengurangi aktivitas air. Hal ini mencegah pertumbuhan mikroba dan aktivitas enzim, tetapi tidak menginaktivasinya. Pada beberapa jenis makanan, pengeringan menyediakan produk yang tepat untuk konsumen dan lebih mudah ditangani (Fellows 2000). Selain itu pengeringan makanan bertujuan untuk mengurangi berat produk (Potter & Hotchkiss 1995). Satuhu (2004) menyebutkan, cara pengeringan bisa dengan penjemuran atau pemanasan langsung dengan sinar matahari. Selain itu bisa juga memakai alat. Penggunaan alat pengering lebih menguntungkan dibanding dengan penjemuran. Hasil lebih bersih, suhu dan aliran udara dapat diatur sehingga waktu pengeringan menjadi lebih cepat. Penjemuran memiliki kelemahan, yakni kurang higienis, mudah terkontaminasi, tergantung cuaca dan intensitas sinar matahari, serta waktunya yang lama. Umumnya, makanan yang akan dikeringkan dibagi ke dalam potongan potongan kecil atau tipis untuk mempercepat transfer massa dan panas. Pembagian ini bertujuan untuk dua alasan. Pertama, permukaan yang lebih lebar menyediakan area yang lebih besar untuk kontak dengan medium panas sehingga lebih banyak uap air yang dapat dibebaskan. Kedua, partikel yang lebih kecil atau lapisan lebih tipis mengurangi jarak yang harus dilalui panas untuk mencapai bagian tengah makanan dan mengurangi jarak yang harus dilalui air untuk mencapai permukaan kemudian dibebaskan (Potter & Hotchkiss 1995). Menurut Fellows (2004), pengeringan menyebabkan penurunan eating quality dan zat gizi makanan. Perubahan tekstur terjadi selama pengeringan disebabkan oleh gelatinisasi pati, kristalisasi selulosa, dan lokalisasi kadar air. Kerusakan ini mengubah sel kaku secara permanen, dan memberi penampakan kerut atau kisut pada makanan. Umumnya, pemanasan cepat dan suhu tinggi menyebabkan perubahan lebih besar terhadap tekstur makanan disbanding Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

21

pemanasan dengan suhu rendah. Saat air dilepaskan selama pengeringan, larutan berpindah dari dalam makanan ke permukaan. Penguapan air menyebabkan terkonsentrasinya larutan pada permukaan. Suhu udara yang tinggi menyebabkan perubahan kimia dan fisik dan pembentukan lapisan yang keras. Hal ini disebut case hardening . Fellows (2000) menambahkan, pada buah dan sayur, perubahan kimia pigmen klorofil dan karotenoid disebabkan oleh panas dan oksidasi selama pengeringan dan aktivitas residu enzim polifenol oksidase menyebabkan pencoklatan selama penyimpanan. Hal ini dapat dicegah dengan blanching , atau pemberian asam askorbat atau sulfur dioksida.

3.

Proses Fermentasi

Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi dalam biologi yang menghasilkan energi, dimana donor dan aseptor electron adalah senyawa organic. Senyawa organic yang biasa digunakan adalah zat gula. Senyawa tersebut akan diubah oleh reaksi reduksi dengan biokatalis (enzim) menjadi senyawa lain, misalnya aldehyde, dan selanjutnya dapat dioksidasi menjadi asam. Enzi mini dihasilkan oleh aktifitas sel mikroba.

Kata fermentasi berasal dari bahasa latin yaitu “fervere” yang artinya mendidih atau perubahan sari buah anggur menjadi minuman anggur. Sedangkan dalam bahasa modern, kata ferve dilukiskan sebagai pembentukan gas dari larutan gula yang sedang giat mengalami fermentasi seperti air mendidih yang mengeluarkan gelembung atau udara. Menurut Gay Lussac, Fermentasi merupakan peristiwa pemecahan gula menjadi alkohol dan gas karbondioksida (CO2). Pendapat ini berdasarkan reaksi sederhana yang dikemukakannya, yaitu: C6H12O6

2 C2H5OH + 2 CO2


22

Sedangkan menurut carniagro, latour, schwan, dan kutzing (1837), terjadinya fermentasi alkohol kemudian diubah menjadi alkohol sambil melepaskan kalor yang dapat dipergunakan untuk aktivitas ragi. Pernyataan ini diperkuat lagi oleh ahli kimia berkebangsaan perancis Louis Pasteur pada tahun 1857, yang menyatakan fermentasi adalah reaksi biokimia dimana larutan gula encer terurai menjadi alkohol dan karbondioksida yang disebabkan oleh aktivitas ragi yang hidup. Ia berpendapat bahwa selama penguraian gula dalam suasana an-aerob, sel ragi hidup dan berkembang biak didalam cairan media, dan ia menamakan proses fermentasi itu sebagai hidup tanpa oksigen. Bila sel-sel ragi memerlukan energi didalam kehidupan dan fungsinya yang normal dapat mengambil energi dari hasil pemecahan gula. Hasil-hasil penyelidikan Pasteur tentang fermentasi antara lain adalah sebagai berikut: a. Pada fermentasi alkohol selain dihasilkan etanol juga dihasilkan karbondioksida, gliserol, asam suksinat, dan zat-zat lain. b. Selama fermentasi terjadi pembiakan sel mikroba. c. Tiap jenis mikroba dapat menyebabkan men yebabkan reaksi kimia berbeda dan spesifik. d. Pembiakan ragi dapat dihambat dengan adanya suatu zat tertentu yang disebut antibiotik.

Pada tahun 1878, Kunchne memperkenalkan istilah “enzim” yang artinya “didalam ragi”. Pendapat ini diperkuat oleh Buchner pada tahun 1897 yang telah berhasil mengeluarkan enzim zimase dari dalam sel ragi. Ternyata enzim dapat memfermentasikan gula menjadi alkohol dan gas karbondioksida. Penemuan tersebut kemudian dipergunakan sebagai dasar dalam mengadakan penyelidikan dalam proses fermentasi selanjutnya. Proses fermentasi berjalan secara enzimatik yang meliput pertumbuhan, pembiakan, pemeliharaan sel, pengeluaran enzim. Sel-sel yang melakukan fermentasi mempunyai enzim-enzim yang akan mengubah hasil dari reaksi oksidasi, dalam hal ini adalah asam menjadi suatu Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

23

senyawa yang mempunyai muatan lebih positif sehingga dapat menangkap electron atau bertindak sebagai aseptor electron dan menghasilkan energi. Secara lebih jelas reaksi tersbut dapat diterangkan melalui skema sebagai b erikut: Glukosa

A

B (hasil oksdasi A)

DPN

DPN H + H

+

(hasil reduksi ) D

C

Didalam proses fermentasi, kapasitas mikroba untuk okksidasi tergantung dari jumlah aseptor electron terakhir yang dapat dipakai. Secara lebih singkat skema proses fermentasi adalah sebagai berikut: Senyawa organic

teroksidasi ( donor electron ) e

Senyawa organik

energi

tereduksi ( aseptor electron )

Beberapa mikroorganisme memperoleh energi dari oksidasi yang disebut respirasi. Sel-sel yang melakukan respirasi pada umumnya mengandung enzim oksidasi dan oleh karena itu mempunyai kecenderungan untuk menggunakan oksigen ( O2 ) sebagai aseptor electron. Molekul O2 merupakan substrat yang baik untuk direduksikan pada muatan yang sangat positif ( Eo = 0,82 volt ) dan tersedia dalam jumlah yang ban yak di udara. Dengan demikian sel yang menjalankan menj alankan respirasi dapat lebih efisien mengubah substrat menjadi energi bila dibandingkan dengan sel-sel yang melakukan fermentasi. Suatu sel yang melakukan respirasi akan menghasilkan energi hampir dua puluh kali lebih banyak dari sel-sel yang melakukan fermentasi. Elektron-elektron +

didalam sistem respirasi ini berasal dari DPN H + H , yait u hasil oksidasi dari substrat, pasangan electron ini dalam bentuk DPN H + H


+

diubah melalui

24

flavoprotein atau FAD dan cito chroma menjadi energi dalam bentuk ATP ( adenosin ribosa triphosphat ) sebagai berikut: Substrat organik

teroksidasi

(donor elektron) FAD

e

energi

Citochroma H2O Menurut kemampuan dalam menggunakan oksigen, beberapa sel dapat disebut sel fakulatif aerob karena dapat menggunakan oksigen jika tersedia, tetapi juga dapat melakukan fermentasi jika tidak ada oksigen. Pada umumnya respirasi menggunakan oksigen (respirasi aerob), tetapi beberapa sel dapat pula melakukan respirasi tanpa menggunakan oksigen dari luar tetapi menggunakan bahan an organik yang ada dalam substrat. Bahan-bahan an organik ini betindak sebagai aseptor elekron. Respirasi semacam ini disebut respirasi anaerob seperti terlihat pada skema berikut: Senyawa-senyawa an organik yang dapat digunakan sebagai aseptor elekron adalah nitrat, sulfat, atau CO2 yang menghasilkan senyawa-senyawa sebagai berikut: Sel-sel yang melakukan respirasi anaerob menghasilkan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan sel-sel yang melakukan respirasi aerob. Tetapi biasanya menghasilkan energi lebih banayak daripada sel-sel yang melakukan fermentasi. Mekanisme Reaksi Fermentasi Biji Nangka Menjadi Alkohol Salah satu spesies ragi yang telah dikenal mempunyai daya komvensi gula menjadi etanol yang sangat tinggi adalah Saccharomyces cerevisiae. Ragi ini menghasilkan enzim zimase dan invertase. Enzim zimase befungsi sebagai pemecah sukrosa menjadi monosakarida yaitu glukosa dan fruktosa. Enzim invertase selanjutnya mengubah glukosa menjadi etanol.


25

Beberapa Faktor yang Mempengaruhi Proses Fermentasi

Fermentasi bahan pangan merupakan hasil hasil kegiatan beberapa mikroorganisme. Agar proses fermentasi dapat berjalan dengan baik,

tentunya

beberapa

faktor

yang

mempengaruhi kegiatan dari mikroorganisme perlu pula diperhatikan. Sehingga apabila kita berbicara mengenai faktor yang mempengaruhi proses fermentasi, tentunya tidak lepas dari kegiatan mikroorganisme itu sendiri. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi proses fermentasi meliputi suhu, oksigen, air dan substrat. A. Suhu

Suhu sebagai salah satu faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi dan menentukan macam organisme yang dominan selama fermentasi. Beberapa hal sehubungan dengan suhu untuk setiap mikkroorganisme dapat digolongkan sebagai berikut. - Suhu minimum, di bawah suhu itu pertumbuhan mikroorganisme tidak terjadi lagi. - Suhu optimum, sebagai sehu yang memungkinkan pertumbuhan mikroorganisme tidak mungkin paling cepat. - Suhu maksimum, di atas suhu itu pertumbuhan mikroorganisme tidak mungkin terjadi lagi. B. Oksigen

Udara atau oksigen selama proses fermentasi harus diatur sebaik mungkin untuk memperbanyak atau menghambat pertumbuhan mikroba tertentu. Setiap mikroba membutuhkan oksigen yang berbeda jumlahnya untuk pertumbuhan atau membentuk sel-sel baru untuk fermentasi.

C.Substrat

Seperti halnya makhluk lainnya, mikkroorganisme juga membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energy , dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel. Substat yang dibutuhkan oleh mikroba untuk kelangsungan hidupnya berhubungan erat dengan komposisi kimianya. Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta

26

Kebutuhan mikroorganisme akan substrat juga berbeda-beda. Ada yang memerlukan substart lengkap dan ada pula yang tumbuh subur dengan substrat yang sangat sederhana. Hal itu karena karena beberapa mikroorganisme ada yang memiliki sistem sistem enzim (katalis biologis) yang dapat mencerna senyawa-senyawa yang tidak dapat dilakukan oleh mikroorganisme yang lain. Komposisi kimia hasil pertanian terpenting adalah protein, karbohidrat dan lemak. Pada Ph 7, protein mudah sekali digunakan oleh bakteri sebagai substrat. Karbohidrat seperti pectin, pati dan lainnya merupakan substrat yang baik bagi kapang dan beberapa khamir.

D. Air

Mikroorganisme tidak daoat tumbuh tanpa adanya air. Air dalam substrat yang digunakan untuk pertumbuhan mikkroorganisme dinyatakan dalam istilah water activity atau aktivitas air, yaitu perbandingan antara tekanan uap dari larutan (P) dengan tekanan uap air murni (Po) pada suhu yang sama.

2.4 Hipotesa

Dari teori tinjauan pustaka pada proses pembuatan ethanol ini, kemungkinan yang akan diperoleh adalah : Dilihat dari segi waktu fermentasi, semakin lama waktu fermentasi yang terjadi akan semakin banyak ethanol yang dihasilkan.


27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu a. Tempat

Tempat berlangsungnya penelitian ini di Laboratorium Teknik Kimia, Fakultas Tekhnik Universitas Muhammadiyah Jakarta. b. Waktu

Waktu dilakukan penelitian dari bulan Mei 2012 akhir sampai Juni 2012 pertengahan. Artinya penelitian dilaksanakan

  .

3.2 Bahan dan Alat

Bahan – bahan : - Pati nangka - Ragi pasar - Ethanol PE - Aquadest - K 2CrO7 - K 2CO3 Alat – alat : - Gelas ukur 100 ml - Beaker glass 1000 ml - Pipet volume 100 ml - Pipet tetes - Rak tabung reaksi - Tabung reaksi


28

- Erlenmeyer 250 ml - Labu ukur 100 ml - Hot plate - Vacum filter - Alat uji (Spektrometer)

3.3

Metode Penelitian

3.3.1

Pembuatan Pati Nangka (Powder)



Potong biji nangka tipis-tipis, kemudian keringkan dengan bantuan sinar UV. Hingga kadar air dalam biji nangka benar-benar tidak ada (hilang).



Haluskan dengan bantuan blender potongan biji nangka tersebut, setelah itu ayak dengan ukuran mesh 80.



Potongan-potongan biji nangka kering akan menjadi powder.

3.3.2. Pembuatan Etanol dengan variabel waktu fermentasi 

Pati nangka yang sudah menjadi powder ditimbang masing-masing. Massa pati yang digunakan 5 gram. Kemudian tambahkan aquadest hingga 100 ml m l di dalam erlenmeyer untuk masing-masing sampel. Kukus selama 45 menit catat suhunya. Atur agar larutan pati tersebut tidak men didih.



Setelah 45 menit, diamkan hingga dingin. Siapkan incubator yang sudah steril. Masukkan larutan sampel kedalam incubator, tambahkan ragi yang sudah ditimbang sejumlah 2,5 gr hingga merata. Penambahan ragi pun dilakukan didalam incubator agar larutan sampel tetep dalam keadaan steril dan suhunya o

berada di suhu kamar 30 C. 

Fermentasi dilakukan dengan variabel waktu fermentasi 1,2,3,4,5 hari pengambilan sampel dilakukan perhari. Setelah itu saring masing-masing sampel dengan vacuum filter untuk dipisahkan antara filtrate dengan ampas pati. Sehingga akan dihasilkan filtrat (ethanol).


29

3.3.3. Analisa Kadar Ethanol 1. 

Pembuatan Kurva standar Ethanol

Pembutan Larutan K 2CrO7 52,0 mg K 2CrO7 dimasukkan dalam labu takar 100 ml, lalu ditambahkan H2SO4 sebanyak 27,6 ml kemudian diencerkan dengan aquadest hingga tanda batas.



Pembuatan Larutan K 2CO3 jenuh K 2CO3 sebanyak 23,4 gran dilarutkan dalam aquadest sebanyak 150 ml.



Kurva Larutan Standart Ethanol Dibuat larutan etanol 1,5%, 2%, 2,5%, 3%, 3,5%, 4%. Artinya 0,25 ml dilarutkan dalam 100 ml aquadest dan seterusnya. Kemudian masing-masing diambil 1 ml ditempatkan pada tabung reaksi tambahkan 1 ml larutan K 2CO3 jenuh dan larutan K 2CrO7 1 ml. Kemudian panaskan selama 1 jam dengan 0

suhu 40 C. Setelah dipanaskan, ambil 1 ml sampel kemudian encerkan sampai 100 ml dengan aquadest tiap-tiap sampel perlakuannya sama. Uji sampel tersebut dengan alat spektrometer dengan panjang gelombang dari 340.

2. Analisa Kadar Etanol dengan Spektrometer 

Cairan saampel diambil sebanyak 1 ml, kemudian tempatkan pada tabung reaksi.



Tambahkan 1 ml K 2CO3 dan 1 ml K 2CrO7, lalu panaskan pada suhu antara 40o

50 C dengan bantuan hot plate selama 1 jam. 

Setelah 1 jam, pindahkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 ml. Tambahkan aquadest hingga tanda batas.



Uji larutan sampel tersebut dengan spectrometer dengan γ = 340.


30

Limbah Biji Nangka

Pemotongan (Pisau)

Pengeringan dengan Sinar UV/ Matahari

Penggilingan dengan Menggunakan Blender

Pengayakan dengan Menggunakan Ayakan (Mesh 80)

Biji Nangka Halus Powder

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Biji Nangka Powder


31

Biji Nangka Halus Powder

Penimbangan pati (powder) 5 gram

Pelarutan dengan Aquadest (100 ml)

Pengukusan dengan Temperatur o

68-70 C

Penambahan Ragi 2,5 gr

Pendinginan sampai Temperatur o 30-40 C

o

Fermentasi dengan Temperatur 30 C (1, 2, 3, 4, 5) hari

Penyaringan dengan Menggunakan Saringan Hisap

Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Ethanol dari Biji Nangka dengan Variabel Waktu Fermentasi


32

3.4 Metode Analisa Data

Analisa data yang diperoleh menggunakan: Metode Least Square

Persamaannya adalah :

Ŷ = a + bX Dimana,

Ŷ = nilai variabel berdasarkan garis regresi; X = variabel independen; a = konstanta b = koefisien arah regresi linear

Adapun persamaan a dan b adalah sebagai berikut:

a =



  ∑ ( ()() )    Bila koefisien b telah dihitung terlebih dahulu, maka konstanta a dapat ditentukan dengan persamaan lain, yaitu:

a = Y’ – bX’ bX’ Dimana dan

masing-masing adalah rata-rata untuk variabel Y dan X


33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Hasil Pengamatan

4.1.1. Pembuatan Kurva Standart Tabel 4.1. Data Absorbansi dan Persen Etanol

No.

Persen Etanol (%)

Absorbansi

1

1.5

0.862

2

2

0.758

3

2.5

0.694

4

3

0.55

5

3.5

0.47

6

4

0.304

4.1.2 Data Hasil penelitian dengan Variabel Waktu Fermentasi Pati Tabel 4.2 Data Persen Ethanol dengan Berbagai Variabel Waktu Fermentasi

NO.

Waktu (hari)

Absorbansi

X (%ethanol)

1

1

0,844

1,65437788

2

2

0,488

3,294930876

3

3

0,551

3,004608295

4

4

0,394

3,728110599

5

5

0,362

3,875576037


34

4.2

Pembahasan

X 4.5

y = 0,487x + 1,648

4

) 3.5 % ( l 3 o n a2.5 h t E 2 r a1.5 d a 1 K

X(%ethanol) Linear (X(%ethanol))

0.5 0 0

2

4

6

Waktu Fermentasi / hari Gambar 4.1 Kurva Hubungan Kadar Ethanol Terhadap Waktu Fermentasi

Berdasarkan Gambar 4.1 menunjukan bahwa semakin lamanya waktu fermentasi , maka semakin banyak pula % kadar ethanol yang dihasilkan. Dapat dilihat waktu fermentasi optimal agar % kadar ethanol yang didapat banyak adalah 5 hari fermentasi. Dengan menggunakan Metode Least Square antara Kadar Ethanol dengan Waktu Fermentasi, maka membentuk hasil persamaan sebagai berikut : y = 0,487x + 1,648

Keterangan:

y = absorbansi x = % ethanol


35

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa kadar ethanol terkecil yaitu 1,654% dengan waktu fermentasi 1 hari, sedangkan kadar ethanol terbesar yaitu 3,875% dengan waktu fermentasi 5 hari. Hal ini menerangkan bahwa adanya saling keterkaitan antara waktu fermentasi dengan kadar ethanol.


36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan sbb: -

Semakin lama proses fermentasi, maka ethanol yang dihasilkan akan semakin banyak.

-

Kadar ethanol yang paling tertinggi dengan variabel waktu 5 hari fermentasi adalah sebesar 3,87%.

-

Kadar ethanol yang terendah dengan variabel waktu 1 hari ferementasi adalah sebesar 1,65%.

-

Hubungan antara kadar ethanol (%) dengan waktu fermentasi akan membentuk persamaan y = 0,487x + 1,648.

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian dengan menggunakan variabel waktu fermentasi, saran yang didapat sbb : -

Lebih diperhatikan kebersihan alat maupun media yang digunakan dalam setiap prosesnya. Mulai dari awal penelitian hingga akhir penelitian.

-

Untuk penelitian selanjutnya variabel percobaan ditambah contohnya variabel volume air yang ditambahkan agar didapatkan hasil yang maksimal.


37

Bab I Bab II III IV V (Penelitian Alkohol Dari Biji Nangka)

Recommend Documents