13
ISSN: 2407-3814 MEDIA ILMIAH TEKNOLOGI PANGAN Volume 1, No. 1, September 2014, Hal. 1 – 109 Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

  • Upload
    others

  • View
    14

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

ISSN: 2407-3814

MEDIA ILMIAHTEKNOLOGI PANGAN

Volume 1, No. 1, September 2014, Hal. 1 – 109

J u r n a l I l m i a h I l m u d a n Te k n o l o g i P a n g a n

Program Magister Ilmu dan Teknologi PanganProgram Pascasarjana - Universitas Udayana

Page 2: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Vol. 1, No. 1, September 2014, Hal. 1-109 ISSN:2407-3814

Media Ilmiah Teknologi Pangan

PEMIMPIN UMUM

Dr. Ir. I Nengah Kencana Putra, MS.

DEWAN REDAKSI

Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D. (Ketua)

Prof. Dr. Ir. I Ketut. Suter, MS.

Prof. Dr. Ir. GP Ganda Putra,MP

Ir. I Made Anom Sutrisna W., M.App.Sc., Ph.D.

Dr. Ir. Ida Bagus Putu Gunadnya, MS.

Dr. Ir. IDG. Mayun Permana, M.S.

REDAKSI PELAKSANA

Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP

I Putu Suparthana, SP., M.Agr., Ph.D.

Luh Gede Ekasari, SE

PENGELOLA

Program Studi Magister Ilmu dan Teknologi Pangan

Program Pascasarjana-Universitas Udayana

ALAMAT REDAKSI

Jl. P.B. Sudirman, Denpasar-Bali

Telp. 0361-223797/0361-247962 ext: 128

E-mail: [email protected]

Page 3: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Vol. 1, No. 1, September 2014, Hal. 1-109 ISSN: 2407-3814

MITRA BESTARI

Prof. Dr. Ir. I Ketut Suter, M.S.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Prof. Ir. I N Semadi Antara,M.P., Ph.D.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Prof. Dr. Ir. I Made Sugitha,M.S.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Prof. Dr. Ir. GP Ganda Putra,M.P.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Dr. Ir. IDG. Mayun Permana, M.S.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Ir. I Nengah Sujaya, M.Agr.Sc.,Ph.D.

Fakultas Ilmu Kesehatan Masyarakat, Universitas Udayana-Denpasar

Ir. I Made Anom Sutrisna W., M.App.Sc., Ph.D.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Dr. Ir. Ida Bagus Putu Gunadnya, MS.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Ir. I.B.W.Gunam,M.P., Ph.D.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Dr. Ir. Luh Putu Wrasiati,M.P.

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana-Denpasar

Page 4: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Media Ilmiah Teknologi Pangan

Volume 1, No. 1, September 2014, Hal. 1-109

Hasil Penelitian

Aktivitas Antimikroba Ekstrak Bubuk Buah Mengkudu (Morinda

citrifolia L.) Terhadap Pertumbuhan Beberapa Bakteri Patogen.

Antimicrobial Activity of Morinda (Morinda citrifolia L.) Fruit Ekstract

Against the Growth of Pathogenic Bacterial.

Nyoman Semadi Antara, Vinnod Gema Prabanca dan I Gusti Ayu Ekawati

001-009

Komposisi Senyawa Penyusun Minuman Sinom (Curcuma domestica

Val.- Tamarindus indica L.)

Composition of the Constituent Compound of Sinom Beverage (Curcuma

domestica Val.- Tamarindus indica L.)

Ni Ketut Wiradnyani, Ni Made Wartini dan Bambang Admadi H,M.P

010-023

Identifikasi Transgene pada Tanaman Padi (oryza sativa var. koshihikari)

yang Ditransformasi dengan Bantuan Agrobacterium tumefaciens,

Menggunakan Metode Tanpa Teknik Kultur Jaringan.

Transgene Identification in Rice (oryza sativa var. koshihikari) which

Transformed Using Agrobacterium tumefaciens without Tissue Culture

Technic.

I Putu Suparthana, Masahiro Nogawa dan Mineo Kojima

011-030

Kajian Kuantitas dan Karakteristik Cairan Pulpa Hasil Samping

Fermentasi Biji Kakao Menggunakan Wadah Sistem “termos” untuk

Produksi Cuka Fermentasi.

Quantity and Characteristics Study of Liquid Pulp as Side Results of

Cocoa Bean Fermentation Using Container System " thermos " for

Production of Vinegar Fermentation .

G.P. Ganda Putra dan N.M. Wartini

031-040

Page 5: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Komposisi Kimia Minyak Atsiri Bunga Kamboja Cendana (plumeria

alba) pada Perlakuan Lama Distilasi.

Chemical Composition of Essential Oil Obtained from Cendana

Frangipani ( Plumeria alba ) Flower which Treated with Variation of

Distillation Time.

Ni Made Wartini, G.P. Ganda Putra, Putu Timur Ina dan I.G.A. Lani Triani

041-049

Optimasi pH dan Suhu Proses Sakarifikasi Fermentasi Simultan Dalam

Produksi Bioethanol dari Ubi Jalar.

Optimization of pH and Temperature in Saccharification of Simultaneous

Fermentation Process of Bioethanol Production from Sweet Potatoes.

Bambang Admadi Harsojuwono dan I Wayan Arnata

050-057

Karakteristik Bubuk Instan Cemcem ( spondiaz pinnata lf kurz )

Characteristics of Cemcem (spondiaz pinnata l.f. kurz) Instant Powder

Luh Putu Wrasiati, Nyoman Semadi Antara dan Ni Made Wartini

058-070

Perubahan Kadar MDA, SOD, dan Kapasitas Antioksidan Hati Tikus

sprague dawley pada Pemberian Ekstrak Bubuk Daun Cemcem (spondias

pinnata (l.f) kurz)

Changes in levels of MDA , SOD , and Antioxidant Capacity in Sprague

Dawley rats Liver Giving Cemcem ( Spondias pinnata ( lf ) kurz ) Leaf

Extract Powder

Ni Putu Eny Sulistyadewi, Luh Putu Wrasiati dan Ni Made Wartini

071-080

Ulasan Ilmiah

Potensi Ekstrak Tumbuhan Sebagai Pengawet Produk Pangan

The Potential of Plant Extracts As Preservatives Food Products

I N. Kencana Putra

081-095

Pangan Tradisional: Potensi dan Prospek Pengembangannya

Traditional food : Potential and Prospects for Development

I Ketut Suter

096-109

Page 6: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Media Ilmiah Teknologi Pangan ©2014, PS Ilmu dan Teknologi Pangan

Vol. 1, No. 1, 50 – 57, 2014 Prog. Pasca Sarjana, Univ. Udayana

Optimasi ph dan Suhu Proses Sakarifikasi Fermentasi Simultan

dalam Produksi Bioethanol dari Ubi jalar Optimization of pH and Temperature in Saccharification of Simultaneous

Fermentation Process of Bioethanol Production from Sweet Potatoes.

. Bambang Admadi Harsojuwono* dan I Wayan Arnata

Program Studi Teknologi Industri Pertanian,

Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, Bukit Jimbaran-Bali.

Diterima 21 Agustus 2014 / Disetujui 28 Agustus 2014

ABSTRACT

The Research objective was to obtain the optimum pH and temperature of

simultaneous fermentation scarification (SFS) process on the ethanol production of

the sweet potato hydrolyzed. This research used the block random design with

factorial experiment. First factor was pH (4.5 ; 5.0 ; 5.5) and the second factor was

temperature (30, 35, 40 and 45 oC). The research was conducted with the following

stages : production of sweet potato hydrolyzed by enzyme in the liquidation process,

preparation of S. cerevisiae culture and simultaneous fermentation scarification

process. The results showed that the optimum simultaneous fermentation

scarification process on temperature of 35oC and pH 4,5 that produce the ethanol of

5,32% (v/v) with the ethanol produce efficiency of 35,79% ; fermentation efficiency

of 70,16% and yield of 11,79%.

Key words: sweet potato, simultaneous fermentation scarification, pH and

temperature

50

PENDAHULUAN

Produksi bioethanol merupakan upaya

alternative untuk mendapatkan sumber

energi terbarukan sebagai pengganti BBM

yang mulai langka keberadaannya.

Bioethanol dapat diproduksi dari bahan-

bahan berkarbohidrat, yang salah satunya

adalah ubi jalar (Hartoyo, 2007).

Produksi bioethanol dari bahan

berkarbohidrat seperti ubi jalar

memerlukan proses hidrolisis dan fermen-

tasi. Selama ini kedua proses dilaksanakan

secara bertahap sehingga memerlukan

waktu proses yang lebih lama, tidak

efisien dan investasi peralatan lebih besar

(Nurdyastuti, 2005). Salah satu upaya

untuk memproduksi bioethanol dengan

waktu lebih cepat, efisien dan peralatan

murah adalah menggunakan teknologi

proses sakarifikasi fermentasi simultan

(SFS). Teknologi ini melangsungkan

proses hidrolisis dan fermentasi secara

serempak pada satu wadah

*Korespondensi Penulis:

Email: [email protected]

Page 7: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Harsojuwono. dan Arnata

51

Media Teknologi Pangan

(Ballesterros, et al., 2004). Namun

demikian teknologi proses ini dipengaruhi

banyak faktor diantaranya pH dan suhu

proses. Kondisi pH dan suhu yang terlalu

rendah maupun tinggi akan menghambat

aktivitas hidrolisis enzim α-amilase

maupun proses fermentasi oleh bakteri

Saccharomyces cerevisiae. Oleh karena itu,

agar proses berlangsung optimal maka

perlu dilangsungkan pada kondisi pH dan

suhu yang optimum. Permasalahannya pH

dan suhu proses yang optimum tersebut

belum diketahui, sehingga perlu dicari

dalam penelitian ini.

Tujuan penelitian ini memperoleh

kondisi pH dan suhu yang optimum pada

proses sakarifikasi fermentasi simultan

dari hidrolisat ubi jalar dalam pembuatan

bioetanol. Dengan diketahuinya pH dan

suhu yang optimum dalam proses SFS ini

diharapkan produksi bioetanol menjadi

maksimal

BAHAN DAN METODE

Penelitian ini dilakukan dengan

tahapan sebagai berikut : pembuatan

hidrolisat ubi jalar melalui proses

likuifikasi secara enzimatis, persiapan

kultur S. cerevisiae, dan proses

sakarifikasi fermentasi simultan.

Tahap penelitian pada proses

likuifikasi dilaksanakan menggunakan

metode hidrolisis enzimatis dengan

uraiannya sebagai berikut : Ubi jalar

dicuci lalu dihancurkan dengan cara

pemarutan dan pemblenderan, selanjutnya

dibuat suspensi ubi jalar dengan

konsentrasi 30 % (b/v), pH diatur sampai

6,5 dengan menggunakan larutan

NaOH. Enzim α-amilase (Thermamyl,

NOVO) ditambahkan dengan konsentrasi

1,2 ml/kg hancuran ubi jalar. Suspensi

dipanaskan pada suhu 100 oC selama 1 jam.

Pasca likuifikasi dipersiapkan kultur

Saccharomyces cerevisiae melalui

perbanyakan solat yeast Saccharomyces

cerevisiae dalam 10 ml media PDY dan

ditumbuhkan selama 1-2 hari (digunakan

sebagai stok kultur). Setelah itu isolat

ditumbuhkan lagi pada 50 ml media yang

terdiri dari glukosa 10 g/l, yeast ekstrak 1

g/l, KH2PO4 0,1 g/l, MgSO4. 7H2O 0,1 g/l

dan (NH4)2SO4 0,1 g/l, di dalam

erlenmeyer 200 ml. Inkubasi dilakukan

pada shaker berkecepatan 125 rpm dengan

suhu 30°C selama 24 jam.

Isolat Saccharomyces cerevisiae yang

telah siap digunakan tahap penelitian

Sakarifikasi Fermentasi Simultan (SFS).

Proses sakarifikasi simultan menggunakan

Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang

disusun secara faktorial dengan 2 faktor

yaitu pH substrat dan suhu SFS. Faktor I :

pH substrat SFS terdiri dari 3 level yaitu:

4.5; 5.0 dan 5.5, sedangkan factor II : suhu

SFS terdiri dari 4 level yaitu : 30 oC, 35 oC,

40 oC dan 45 oC., sehingga diperoleh 12

perlakuan kombinasi yang dikelmpokkan

dalam 3 (tiga) kelompok waktu

pengolahan dengan demikian terdapat tiga

puluh enam (36) unit percobaan.

Proses sakarifikasi fermentasi

simultan dilakukan secara batch dalam

erlenmeyer 1000 ml dengan volume

substrat 500 ml. Substrat fermentasi

sebelum dipergunakan disterilisasi

terlebih dahulu pada suhu 121 oC selama

15 menit dan pH-nya diatur sesuai

perlakuan (4.5; 5.0 dan 5.5) kemudian

Page 8: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

52

enzim amiloglukosidase dengan

konsentrasi 1,2 ml/kg dan kultur S.

cerevisiae dengan konsentrasi 10%

ditambahkan secara simultan pada suhu

sesuai perlakuan (30 oC, 35oC, 40 oC dan

45 oC). Proses ini dilakukan di dalam

water bath selama 3 hari.

Variabel yang diamati sebagai

indikator kinerja proses produksi adalah

konsentrasi etanol (Gas chromatography)

dan konsentrasi total gula, rendemen

produksi, efisiensi penggunaan substrat

dan efisiensi fermentasi. Data yang

diperoleh dianalisis keragamannya dan

dilanjutkan dengan uji perbandingan

berganda Duncan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Proses sakarifikasi fermentasi

simultan adalah proses kombinasi antara

hidrolisis secara enzimatik dengan

fermentasi gula yang berkelanjutan

sehingga menghasilkan produk akhir

berupa etanol. Tahapan-tahapan proses

sakarifikasi fermentasi simultan pada

dasarnya sama dengan tahapan pada

hidrolisis dan fermentasi secara terpisah,

hanya pada proses sakarifikasi fermentasi

simultan ini kedua proses tersebut

berlangsung dalam 1 reaktor yang sama.

Analisis keragaman menunjukkan

bahwa interaksi perlakuan suhu dan pH

pada proses sakarifikasi fermentasi

simultan berpengaruh sangat nyata

terhadap konsentrasi etanol (P<0,01).

Konsentrasi etanol tertinggi yaitu 5,32 %

(v/v) dihasilkan dari proses SFS

menggunakan suhu 35 oC dengan pH

substrat 4,5 dan perlakuan ini berbeda

nyata dengan perlakuan yang lain.

Konsentrasi etanol terendah yaitu 0,03 %

(v/v) dihasilkan dari perlakuan

menggunakan suhu 45 oC dengan pH

substrat 5,5 dan perlakuan ini juga berbeda

nyata dengan perlakuan yang lain. Nilai

rata-rata konsentrasi etanol pada proses

SFS disajikan pada Tabel 1.

Efisiensi pembentukan produk oleh

substrat merupakan persentase

perbandingan antara konsentrasi etanol

yang dihasilkan dari proses fermentasi

dengan banyaknya konsumsi glukosa

selama proses fermentasi.

Pada analisis keragaman efisiensi

pembentukan etanol oleh substrat

menunjukkan bahwa interaksi perlakuan

suhu dengan pH juga berpengaruh sangat

nyata terhadap efisiensi pembentukan

etanol oleh substrat. Efisiensi

pembentukan etanol oleh substrat tertinggi

35,78 % diperoleh dari interaksi perlakuan

suhu 35 oC dengan pH substrat 4,5 dan

perlakuan ini juga berbeda nyata dengan

perlakuan yang lain. Efisiensi terendah

yaitu 0,26 % dihasilkan oleh interaksi

perlakuan suhu 45 oC dengan pH 5,5 dan

perlakuan ini juga berbeda nyata dengan

perlakuan yang lain. Nilai efisiensi

pembentukan etanol oleh substrat disajikan

pada Tabel 2 .

Efisiensi fermentasi merupakan

persentase konsentrasi etanol yang

dihasilkan terhadap etanol yang diperoleh

secara teoritis. Etanol teoritis diperoleh

dari perbandingan stoikiometri proses

fermentasi dimana 1 mol glukosa akan

menghasilkan 2 mol etanol dan 2 mol CO2.

Analisis keragaman terhadap efisiensi

fermentasi diperoleh bahwa interaksi

perlakuan suhu dengan pH juga

berpengaruh sangat nyata terhadap

efisiensi fermentasi.

Vol.1, No.1, 2014 Produksi Bioethanol dari Ubi jalar

Page 9: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Harsojuwono. dan Arnata

53

Media Teknologi Pangan

Tabel 1. Nilai rata-rata konsentrasi etanol

(%v/v) pada proses SFS

Keterangan: notasi dengan huruf yang

berbeda di belakang angka rata-rata

menunjukkan adanya perbedaan nyata

antar perlakuan (p<0,05).

Tabel 2. Efisiensi pembentukan etanol

oleh substrat (% ) pada proses SFS

Keterangan: notasi dengan huruf yang

berbeda di belakang angka rata-rata

menunjukkan adanya perbedaan nyata antar

perlakuan (p<0,05)

.

Efisiensi fermentasi tertinggi yaitu

70,16% terhadap produksi etanol secara

teoritis dan dihasilkan dari interaksi

perlakuan suhu 35 oC dengan pH substrat

4,5. Perlakuan ini juga berbeda nyata

dengan perlakuan yang lain. Efisiensi

terendah yaitu 0,51 % dihasilkan oleh

interaksi perlakuan suhu 45oC dengan pH

5,5 dan perlakuan ini juga berbeda nyata

dengan perlakuan yang lain. Nilai efisiensi

fermentasi pada proses SFS disajikan pada

Tabel 3.

Efisiensi fermentasi 70,16 %

menunjukkan bahwa glukosa yang

dipergunakan sebagai substrat tidak

sepenuhnya dimanfaatkan untuk

pembentukan etanol. Selama proses

fermentasi glukosa juga dimanfaatkan

untuk mempertahankan metabolisme sel,

untuk pembentukan biomassa atau asam

piruvat yang terbentuk pada proses

glikolisis belum mampu sepenuhnya

dirubah menjadi etanol oleh S. cerevisiae,

tetapi dapat membentuk senyawa-senyawa

asam organik. Senyawa asam-asam

organik dapat berupa asam asetat, laktat

dan asam piruvat (Arnata 2009).

Rendemen merupakan persentase

produk etanol yang dihasilkan terhadap

bobot bahan baku yang dipergunakan

dalam proses fermentasi. Analisis

keragaman terhadap rendemen etanol

diperoleh bahwa interaksi perlakuan suhu

dengan pH juga berpengaruh sangat nyata

terhadap rendemen etanol. Rendemen

etanol tertinggi yaitu 11,79 % dihasilkan

dari interaksi perlakuan suhu 35 oC dengan

pH substrat 4,5 dan perlakuan ini juga

berbeda nyata dengan perlakuan yang lain.

Efisiensi terendah

Kode Perlakuan Rata-rata konsentrasi

etanol (%) P1T1 pH 4,5 ; 30 oC 4,65 b

P1T2 pH 4,5 ; 35 oC 5,32 a P1T3 pH 4,5 ; 40 oC 3,13 d P1T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,10 g P2T1 pH 5,0 ; 30 oC 3,89 c

P2T2 pH 5,0 ; 35 oC 3,93 c P2T3 pH 5,0 ; 40 oC 2,36 e P2T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,07 g P3T1 pH 5,5 ; 30 oC 3,09 d

P3T2 pH 5,5 ; 35 oC 3,15 d P3T3 pH 5,5 ; 40 oC 1,16 f P3T4 pH 5,5 ; 45 oC 0,03 h

Kode Perlakuan Efisiensi pembentukan

etanol (%) P1T1 pH 4,5 ; 30 oC 33,85 b

P1T2 pH 4,5 ; 35 oC 35,79 a P1T3 pH 4,5 ; 40 oC 21,45 d P1T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,90 g P2T1 pH 5,0 ; 30 oC 26,74 c

P2T2 pH 5,0 ; 35 oC 26,79 c P2T3 pH 5,0 ; 40 oC 15,31 e P2T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,65 g P3T1 pH 5,5 ; 30 oC 20,72 d

P3T2 pH 5,5 ; 35 oC 20,70 d P3T3 pH 5,5 ; 40 oC 7,70 f P3T4 pH 5,5 ; 45 oC 0,26 h

Page 10: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

54

Tabel 3. Efisiensi fermentasi (% terhadap

etanol teoritis) pada proses SFS

Keterangan: notasi dengan huruf yang

berbeda di belakang angka rata-rata

menunjukkan adanya perbedaan nyata antar

perlakuan (p<0,05)

yaitu 0,07 % dihasilkan oleh interaksi

perlakuan suhu 45 oC dengan pH 5,5 dan

perlakuan ini juga berbeda nyata dengan

perlakuan yang lain. Nilai rata-rata

rendemen pada proses SFS disajikan pada

Tabel 4.

Berdasarkan rendemen yang

dihasilkan sebesar 11,79 % maka dapat

diperkirakan untuk membuat 1 L etanol

akan diperlukan sekitar 8,49 kg ubi jalar

segar. Sebagai perbandingan konversi

bahan baku pati ubi kayu menjadi

bioetanol menghasilkan rendemen sekitar

16,67 %, ini berarti setiap pengolahan 1

ton ubi kayu akan menghasilkan 166,70

liter bioetanol (Nurdyastuti 2005).

Rendemen yang dihasilkan pada

proses pembuatan bioetanol dari bahan

baku berpati seperti ubi jalar dan ubi kayu

sangat tergantung pada kemampuan

proses hidrolisis komponen-komponen

Tabel 4. Nilai rata-rata rendemen (%) pada

proses SFS

Keterangan: notasi dengan huruf yang berbeda

di belakang angka rata-rata menunjukkan

adanya perbedaan nyata antar perlakuan

(p<0,05)

pati menjadi glukosa, selanjutnya tinggi

rendahnya kandungan glukosa hasil

hidrolisis akan mempengaruhi proses

fermentasi dalam pembentukan etanol.

Menurut Roukas (2006), rendemen

alkohol dari substrat glukosa dalam

fermentasi menggunakan yeast dari genus

Saccharomyces dapat mencapai 90 %.

Proses fermentasi oleh Saccharomyces

adalah proses pengubahan sebagian besar

energi dari gula ke dalam bentuk etanol.

Efisiensi pengubahan energi tersebut dapat

mencapai 97 % (Ballesterros, et. al., 2004).

Adanya perbedaan konsentrasi etanol dan

efisiensi produksi pada masing-masing

perlakuan disebabkan oleh adanya

perbedaan kondisi optimal fermentasi

menggunakan S. cerevisiae untuk

memproduksi etanol dengan kondisi

optimal dari proses hidrolisis secara

enzimatis menggunakan amiloglukosidase.

Adanya perbedaan ini merupakan

Vol.1, No.1, 2014

Kode Perlakuan Efisiensi fermentasi

(%) P1T1 pH 4,5 ; 30 oC 66,36 b

P1T2 pH 4,5 ; 35 oC 70,16 a P1T3 pH 4,5 ; 40 oC 42,06 d P1T4 pH 5,0 ; 45 oC 1,77 g P2T1 pH 5,0 ; 30 oC 52,44 c

P2T2 pH 5,0 ; 35 oC 52,52 c P2T3 pH 5,0 ; 40 oC 30,02 e P2T4 pH 5,0 ; 45 oC 1,27 g P3T1 pH 5,5 ; 30 oC 40,64 d

P3T2 pH 5,5 ; 35 oC 40,58 d P3T3 pH 5,5 ; 40 oC 15,09 f P3T4 pH 5,5 ; 45 oC 0,51 h

Produksi Bioethanol dari Ubi jalar

Kode Perlakuan Rata-rata rendemen (%) P1T1 pH 4,5 ; 30 oC 10,30 b

P1T2 pH 4,5 ; 35 oC 11,79 a P1T3 pH 4,5 ; 40 oC 6,93 d P1T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,22 g P2T1 pH 5,0 ; 30 oC 8,61 c

P2T2 pH 5,0 ; 35 oC 8,70 c P2T3 pH 5,0 ; 40 oC 5,21 e P2T4 pH 5,0 ; 45 oC 0,16 g P3T1 pH 5,5 ; 30 oC 6,85 d

P3T2 pH 5,5 ; 35 oC 6,97 d P3T3 pH 5,5 ; 40 oC 2,58 f P3T4 pH 5,5 ; 45 oC 0,07 h

Page 11: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Harsojuwono. dan Arnata

55

Media Teknologi Pangan

kekurangan dari proses SFS. Kondisi suhu

optimum untuk aktivitas enzim

amiloglukosidase sebesar 45 – 55oC,

sedangkan Saccaromyces cerevisiae

mempunyai aktivitas optimum pada suhu

30- 35 oC dan tidak aktif pada suhu lebih

dari 40 oC (Jeon, 2007). Biakan S.

cerevisiae mempunyai kecepatan

fermentasi optimum pada pH 4,48 (Nowak,

2000) dan enzim amilo glukosidase

optimum pada pH 4,0 - 5,0 (Judoamidjojo

et al. 1989). Lebih lanjut Nowak (2000)

menunjukkan bahwa proses sakarifikasi

fermentasi simultan dilakukan pada suhu

antara 37 – 38 oC. Hal tersebut

merupakan nilai antara suhu optimal untuk

proses hidrolisis yaitu 45 – 55 oC

menggunakan katalis enzim dan suhu

optimal untuk pertumbuhan selama proses

fermentasi yaitu 30 oC. Pengembangan

mikroorganisme termofilik yang dapat

tumbuh dengan baik pada suhu di atas 40 oC dan toleran terhadap etanol dalam

konsentrasi tinggi merupakan salah satu

tantangan dalam proses sakarifikasi

fermentasi simultan.

Beberapa penelitian mengenai

produksi etanol melalui proses sakarifikasi

fermentai simultan telah dilakukan.

Poosaran, et al. (1985) melaporkan bahwa

sakarifikasi fermentasi simultan berbahan

bahan baku pati singkong menggunakan

strain Zymomonas mobilis membutuhkan

waktu lebih cepat dibandingkan dengan

menggunakan strain Saccharomyces

uvarum yaitu membutuhkan waktu

fermentasi 20 jam dan menghasilkan

rendemen 95%, sedangkan S. uvarum

membutuhkan waktu fermentasi 33 jam

dan menghasilkan rendemen 90%.

Peningkatan produksi etanol dari sorgum

dengan proses SFS menggunakan kultur

campuran mikroba Fusarium oxysporum

dengan Z. mobilis menghasilkan 29,7 g

etanol/100 g sorgum kering. Penggunaan

kultur campuran mikroba S. fibuligera

dengan Z. mobilis menghasilkan 28 g/l

etanol, yield etanol ini dapat ditingkatkan

dengan menambahkan kultur S. fibuligera

pada pati yang telah dilikuifikasi selama

12 jam dan diikuti dengan penambahan Z.

mobilis untuk fermentasi (Tao, et. al.,

2003).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kondisi optimum proses sakarifikasi

fermentasi simultan pada suhu 35oC

dengan pH 4,5 yang menghasilkan

konsentrasi etanol 5,32% (v/v) dengan

efisiensi pembentukan etanol 35,79%;

efisiensi fermentasi 70,16% serta

rendemen 11,79%.

Saran

Perlu dilaksanakan penelitian lebih

lanjut dengan memperlakukan pH dan

waktu proses pada likuifikasi sedang pada

sakarifikasi fermentasi simultan perlu

memperlakukan konsentrasi enzim dan

lama proses fermentasi agar diperoleh

hasil yang maksimum.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih ditujukan kepada

Universitas Udayana yang telah mebiayai

penelitian ini dari DIPA tahun anggaran

2010 serta LPPM Unud yang telah

menfasilitasi sehingga terlaksananya

penelitian dan publikasi ini.

Page 12: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

56

DAFTAR PUSTAKA

Arnata I W., 2009. Alternatif

Pengembangan Teknologi Bioproses

Pembuatan Bioetanol Dari Ubi Kayu

Menggunakan Kultur Campuran

Trichoderma viride, Aspergillus niger

dan Saccharomyces cerevisiae. Tesis.

Institut Pertanian Bogor.

Ballesterros M, J. M. Olivia, M. .J. Negro,

P. Manzanares, I. Ballesteros, 2004.

Ethanol from Lignocellulosic Material

by a Simultaneous Saccarification and

Fermentation Process (SFS) With

Kluyveromyces marxianus CECT

10875. Journal of Process

Biochemistry 39 : 1843-1848.

Hartoyo, T., 2007. The Sweet Potato

Product.

http://homecooking.about.com/library

/

weekly/the_sweet_potato_product.ht

ml

Di-access 20 Januari 2010.

Jeon, B. Y., 2007, Development of a Serial

Bioreactor System for Direct Ethanol

Production from Starch Using

Aspergillus niger and Saccharomyces

cerevisia. Journal of Biotechnology

and Bioprocess Engineering, Vol. 12,

pp. 566-573.

Judoadmidjojo R.M., E.G. Said, L.

Hartoto, 1989. Biokonversi. Bogor :

Pusat Antar Universitas Bioteknologi.

Nowak, J., 2000, Ethanol Yield and

Productivity of Saccharomyces

cerevisiae in Various Fermentation

Methods, Journal of Polish

Agricultural Universities, Vol. 3, No. 2

seri Food Science and Technology.

Nurdyastuti I., 2005. Teknologi Proses

Produksi Bio-Ethanol. Prospek

Pengembangan Bio-Fuel Sebagai

Subsitusi Bahan Bakar

Minyak.http://Geocities.com/markal_bppt/

publish /biofbbm/biindy.pdf, diakses

19 November 2010.

Poosaran, N., Heyes, R. H. and Rogers, P.

L., 1985. Biomass. Di dalam :

Gunasekaran, P. Dan K. Chandra Raj.

Ethanol Fermentation Technology-

Zymomonas mobilis. Departement of

Microbial Technology, School of

Biological ciences, Mandurai Kamaraj

University, India.

Roukas, T., 2006, Continuous Ethanol

Production from Nonsterilized Carob

Pod Extract by Immobilized

Saccharomyces cerevisiae on Mineral

Kissiris Using A Two-reactor System,

Journal of Applied Biochemistry and

Biotechnology, Vol. 59, No. 3.

Taherzadeh M. .J. and K. Karimi, 2007a.

Acid-Based Hydrolysis Processes for

Ethanol from Lignocellulosic

Materials. Journal of Bio Resourches

2 (3) : 472-499.

Vol.1, No.1, 2014 Produksi Bioethanol dari Ubi jalar

Page 13: Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program ......Jurnal Ilmiah Ilmu dan Teknologi Pangan Program Magister Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pascasarjana - Universitas Udayana

Harsojuwono. dan Arnata

57

Media Teknologi Pangan

Taherzadeh M. .J. and K. Karimi, 2007b.

Enzyme-Based Hydrolysis Process for

Ethanol from Lignocellulosic Material.

Review: Journal of BioResources 2

(4) : 707-738.

Tao, F., Miao, J. Y., Shi, G. Y., dan Zhang,

K. C., 2003, Ethanol Fermentation by

an Acid-Toleran Zymomonas mobilis

Under Non sterilized Condition,

Journal of Process

Biochemistry,40:183-187.