PEMBUATAN BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG (Musa paradisiaca L.) DENGAN HIDROLISIS MENGGUNAKAN ENZIM -AMILASE DAN GLUKOAMILASE.

Transkripsi

1 PEMBUATAN BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG (Musa paradisiaca L.) DENGAN HIDROLISIS MENGGUNAKAN ENZIM -AMILASE DAN GLUKOAMILASE Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Disusun Oleh : Intan Permata Utami M JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 i

2 iii

3 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan /atau dicabut. Surakarta, 18 Januari 2013 Intan Permata Utami NIM. M

4 PEMBUATAN BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG (Musa paradisiaca L.) DENGAN HIDROLISIS MENGGUNAKAN ENZIM -AMILASE DAN GLUKOAMILASE Intan Permata Utami Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Abstrak Konsumsi energi terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk, hal tersebut mengakibatkan menipisnya cadangan bahan bakar fosil. Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar non fosil yang dapat dibuat dari sumber daya hayati yang melimpah di Indonesia salah satunya menggunakan bonggol pisang (Musa paradisiaca L.). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar gula reduksi tertinggi pada proses hidrolisis bonggol pisang dengan menggunakan perbandingan konsentrasi enzim -amilase, glukoamilase dan mengetahui kadar etanol tertinggi hasil fermentasi hidrolisat bonggol pisang dengan variasi konsentrasi ragi roti (Saccharomyces cerevisiae). Penelitian ini dilakukan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial dua faktor. Faktor 1 adalah perbandingan konsentrasi antara enzim - amilase, glukoamilase dan faktor 2 adalah konsentrasi ragi roti. Proses hidrolisis bonggol pisang menggunakan enzim -amilase dan glukoamilase sebanyak 0,2 gram dengan variasi perbandingan konsentrasi (0:0; 100:0; 75:25; 50:50; 25: 75; 0: 25 ) dilanjutkan dengan fermentasi menggunakan ragi roti (7,5 mg; 10 mg dan 12,5 mg). Kadar gula reduksi yang terbentuk selama hidrolisis diukur dengan metode DNS sedangkan kadar etanol diukur dengan menggunakan tabel AOAC. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan uji ANAVA dan terdapat beda nyata antar perlakuan sehingga dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf kepercayaan 95% (α = 0,05). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan konsentrasi 75% enzim -amilase dan 25% glukoamilase menghasilkan gula reduksi paling tinggi yaitu sebesar 26,17 mg/ml. Kadar etanol tertinggi dihasilkan dari 75% -amilase dan 25% glukoamilase dengan 12,5 mg ragi roti sebesar 7,98%. Hasil statistik menunjukkan bahwa kadar etanol dengan penambahan ragi roti sebesar 7,5 mg berbeda nyata dengan konsentrasi ragi roti 10 mg dan 12,5 mg. Kata kunci: Bioetanol, bonggol pisang, hidrolisis, -amilase, glukoamilase iv

5 BIOETHANOL PRODUCTION FROM BANANA S WEEVIL (Musa paradisiaca L.) WITH HIDROLYSIS USING -AMYLASE AND GLUCOAMYLASE ENZYME Intan Permata Utami Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Science, Sebelas Maret University, Surakarta ABSTRACT Energy consumption continues to rise in line with economic growth and increasing population, it resulted in the depletion of fossil fuel reserves. Bioethanol is one of non-fossil fuels can be made from biological resources are abundant in Indonesia, one of them using banana s (Musa paradisiaca L.) weevil. This aims to determine the highest reducing sugar levels in the banana s weevil hydrolysis using enzyme concentration ratio of amylase, glucoamylase, and to produce the highest ethanol with various concentration of baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae). Completely Randomized Design (CRD) two factors was used in this research. The first factor was the ratio of the concentration of the enzyme - amylase, glucoamylase and the second factor was the concentration of baker's yeast. The banana s weevil was hydrolized by -amylase and glucoamylase as much as 0.2 grams with a variation of the concentration ratio (0:0; 100:0; 75:25; 50:50, 25: 75; 0: 25) followed by fermentation using baker's yeast (7.5 mg, 10 mg and 12.5 mg). The reducing sugar formed during hidrolysis was measured by DNS method whereas the levels of ethanol was measured using AOAC tabels. Data was analyzed by ANAVA and there was significantly different then followed by Duncan's Multiple Range Test (DMRT) test at 95% confidence level. The results showed that the ratio of the concentration of the 75% -amylase and 25% glucoamylase produced the highest sugar reduction in the amount of 26, 17 mg/ml. The highest levels of ethanol was producted from 75% -amylase and 25% glucoamylase with 12.5 mg baker's yeast of 7.98%. The ethanol produced with 7.5 mg baker's yeast significantly different concentrations of 10 mg and 12.5 mg baker's yeast. Keyword: Bioethanol, banana s weevil, hidrolysis, - amylase, glucoamylase v

6 MOTTO Keragu-raguan tidak akan membawamu kekeberhasilan, percaya pada Allah dan lakukan yang terbaik. Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keikhlasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan YAKIN, IKHLAS, ISTIQOMAH ( TGKH. Muhammad Zainuddin Abdul Madjid ) vi

7 PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan dengan segenap cinta dan kasih untuk Allah SWT Bapak dan ibu, terima kasih untuk kasih sayang, dukungan dan doa yang tulus Kakakku (Yuliati Dewi S, Deni Listyo) dan Adikku (Anisyah Shinta ), terima kasih untuk kasih sayang, semangat dan doa Jadmiko Nendo terima kasih untuk segala bantuan Martini dan Mas Sapto Hadi N. kakak iparku Rasendriya Syarif dan Carissa Calya keponakan kecilku yang lucu Kakek, Nenek dan semua keluarga besarku Keluarga besar Biologi vii

8 KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, karunia serta hidayah-nya yang tak tehingga sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul: Pembuatan Bioetanol dari Bonggol Pisang (Musa paradisiaca L.) dengan Hidrolisis menggunakan Enzim -Amilase dan Glukoamilase. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam pelaksanaan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang setulusnya kepada: Prof.Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc.,(Hons) Ph.D., selaku Dekan FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan arahan serta ijin penelitian skripsi. Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ijin penelitian untuk keperluan skripsi. Dr. Edwi Mahajoeno, M.Si., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan serta dukungan selama penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi. Dr. Ari Susilowati, M.Si., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, arahan serta dukungan selama penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi. Dr. Sunarto, M.S., selaku dosen penelaah I yang telah memberikan masukan dan evaluasi dalam penyusunan skripsi. Suratman, M.Si., selaku dosen penelaah II yang telah memberikan bimbingan dan evaluasi dalam penyusunan skripsi. viii

9 Siti Lusi Arumsari, M.Biotech., selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan, arahan serta dukungan selama proses perkuliahan hingga selesainya penyusunan skripsi. Seluruh dosen, karyawan, staf Laboratorium Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah dengan sabar dan tiada hentihentinya memberikan dorongan baik spiritual maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Sri Kusumastuti, Eny Achriliani, Ida Maya, Citra Arum, Ana Yuliani, Pradila Nurmania, Nita Ardhita, Yunita, Endang Werdiningtyas dan keluarga besar Biologi 2008, untuk semangat, kebersamaan, dan persaudaraan yang luar biasa. Serta semua pihak yang telah memberikan dukungan yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Surakarta, Januari 2013 Penyusun ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN..... HALAMAN PERNYATAAN.. ABSTRAK... ABSTRACT.. HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR.. DAFTAR ISI. DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN. DAFTAR SINGKATAN.. BAB I. PENDAHULUAN... A. Latar Belakang.. B. Perumusan Masalah. C. Tujuan Penelitian... D. Manfaat Penelitian... BAB II. LANDASAN TEORI... A. Tinjauan Pustaka Pisang Pati Hidrolisis Pati Enzim Ragi Roti Bioetanol B. Kerangka Pemikiran.. C. Hipotesis... Halaman i ii iii iv v vi vii viii x xii xiii xiv xv x

11 BAB III. METODE PENELITIAN. A. Waktu dan Tempat Penelitian... B. Alat dan Bahan..... C. Cara Kerja.. 1. Penyiapan Alat dan Bahan Pembuatan Reagen DNS (Dinitrosalycilic acid) Penyiapan Kurva Standar.. 4. Pembuatan Bubur Bonggol Pisang Proses Hidrolisis Pengukuran Kadar Gula Reduksi Proses Fermentasi Pengukuran Kadar Etanol. D. Rancangan Percobaan... E. Analisis Data. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... A. Hidrolisis Pati Bonggol Pisang... B. Kadar Etanol Hasil Fermentasi Menggunakan Ragi Roti. BAB V. PENUTUP. A. Kesimpulan B. Saran... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN.. RIWAYAT HIDUP PENULIS xi

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Kombinasi perlakuan variasi konsentrasi enzim - amilase, glukoamilase dan konsentrasi ragi roti untuk produksi etanol Tabel 2. Kadar gula reduksi pada perbandingan konsentrasi enzim -amilase dan glukoamilase Tabel 3. Kadar etanol hasil fermentasi hidrolisat pati bonggol pisang menggunakan ragi roti (%) xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Bonggol Pisang Gambar 2. (a) Struktur Pati (b) Struktur Amilosa dan Amilopektin.... Gambar 3. Reaksi Hidrolisis pati menjadi Glukosa..... Gambar 4. Jalur Fermentasi Etanol oleh S. cerevisiae.. Gambar 5. Proses Produksi Bioetanol... Gambar 6. Alur Kerangka Pemikiran..... Gambar 7. Kurva Standar... Halaman xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Tabel etanol Lampiran 2. Perhitungan kadar gula reduksi 44 Lampiran 3. ANAVA oneway perlakuan perbandingan enzim - 45 amilase dan glukoamilase terhadap kadar gula reduksi... Lampiran 4. ANAVA oneway kombinasi perbandingan enzim - 46 amilase, glukoamilase dengan ragi roti terhadap kadar etanol... Lampiran 5. Kadar etanol hasil fermentasi ragi roti. 48 Lampiran 6. Biaya pembuatan bioetanol 1 liter xiv

15 DARTAR SINGKATAN Singkatan Anal. Chem. ANAVA CO 2 DMRT g H 2 O J. Applied Biochem. and Biotech. J. Biochem. J. Biofuel. J. Biosci. Bioeng. J. Biotech. J. Sci. & Technol. l mg ml nm O 2 RAL Keterangan Analysis Chemistry analisis varian gas karbondioksida Duncan s Multiple Range Test gram dihidrogen oksida Journal of Applied Biochemistry and Biotechnology Journal of Biochemistry Journal of Bio-fuel Journal of Bioscience Bioenergy Journal of Biotechnology Journal of Science and Technology liter mili gram mili liter nanometer gas oksigen Rancangan Acak Lengkap xv