produksi bioetanol dari ubi jalar melalui proses ... · laporan penelitian hibah grup riset udayana...
TRANSCRIPT
LAPORAN PENELITIAN
HIBAH GRUP RISET UDAYANA
PRODUKSI BIOETANOL DARI UBI JALAR MELALUI
PROSES SAKARIFIKASI FERMENTASI SIMULTAN : STUDI
KONSENTRASI ENZIM AMILOGLUKOSIDASE DAN
Saccharomyces cereviseae
Grup Riset:
AGROINDUSTRI
Prof. Dr.Ir. Bambang Admadi H., M.P. NIDN: 0021026502
I Wayan Arnata, S.TP., M.Si. NIDN: 0020067803
I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP.,M.Agb NIDN: 0016058003
GRUP RISET AGROINDUSTRI
TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS UDAYANA
AGUSTUS 2014
iii
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh konsentrasi enzim amiloglukosidase dan
Sacharomyces cereviceae terbaik pada proses sakarifikasi fermentasi simultan (SFS) dalam
produksi bioetanol dari hidrolisat ubi jalar. Penelitian ini dirancang menggunakan rancangan
acak kelompok faktorial. Faktor pertama adalah konsentrasi enzim amiloglukosidase yang
terdiri dari 3 taraf yaitu 0,8 ; 1,0 dan 1,2 ml/kg substrat. Faktor kedua adalah konsentrasi
Sacharomyces cereviceae yang terdiri dari 3 taraf yaitu 5,0 ; 10 dan 15 % (v/v). Variabel yang
diukur meliputi konsentrasi etanol, rendemen, efisiensi pembentukan produk dari substrat,
efisiensi fermentasi dan konsentrasi konsumsi substrat. Data yang diperoleh dianalisis
keragamannya dan dilakukan uji perbandingan berganda Duncan untuk menentukan perlakuan
terbaik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi enzim amyloglukosidase 1,2 ml/kg substrat
(3000 U/ml) dengan konsentrasi Sacharomyces cereviceae 10% (v/v) merupakan perlakuan
terbaik dengan konsentrasi bioetanol yang dihasilkan 7,48% (v/v), rendemen 19,89%, efisiensi
pembentukan produk dari substrat 47,37%, efisiensi fermentasi 92,88%, dan konsentrasi
konsumsi substrat 15,78 g/L.
Kata kunci : ubi jalar, likuifikasi, sakarifikasi fermentasi simultan, bioetanol
ABSTRACT
The purpose of this study is to obtain the enzyme concentration and Sacharomyces cereviceae
amyloglukosidase best to process simultaneous saccharification fermentation (SFS) in the
production of bio ethanol from sweet potato hydrolyzated. This study was designed using a
factorial randomized block design. The first factor is the concentration of enzyme
amiloglukosidase consisting of 3 levels ie 0.8; 1.0 and 1.2 ml / kg substrate. The second factor
is the concentration of Sacharomyces cereviceae consisting of 3 levels ie 5.0; 10 and 15% (v /
v). Variable measured include of ethanol concentration, yield, the efficiency of product
formation from substrate, fermentation efficiency and concentration of substrate consumption.
Data were analyzed diversity and Duncan's multiple comparison test was done to determine the
best treatment.
The results showed that the concentration of the enzyme amyloglukosidase 1.2 ml / kg of
substrate (3000 U / ml) at a concentration of Sacharomyces cereviceae 10% (v / v) is the best
treatment with the resulting ethanol concentration of 7.48% (v / v), yield of 19.89%, the
efficiency of product formation from substrate of 47.37%, fermentation efficiency of 92.88%,
and the concentration of substrate consumption of 15.78g/L
Keywords: sweet potato, liquefication, simultaneous saccharification fermentation, ethanol
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................... ii
ABSTRAK........................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI .................................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL…………………………………………………………………………. v
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………………………… 1
1.1. Latar Belakang .......................................................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ....................................................................................................... 3
BAB II. STUDI PUSTAKA……………………………………………………………….. 4
2.1. Ubi Jalar ..................................................................................................................... 4
2.2. Polisakarida ubi jalar .................................................................................................. 4
2.3. Bioetanol .................................................................................................................... 5
2.4. Hidrolisis Enzim ........................................................................................................ 8
2.5. Sakarifikasi fermentasi simultan ................................................................................. 9
BAB III. METODE PENELITIAN……………………………………………………… 10
3.1. Tempat dan waktu penelitian ..................................................................................... 10
3.2. Bahan Penelitian dan Analisis.................................................................................... 10
3.3. Alat ............................................................................................................................ 10
3.4. Rancangan Percobaan ………………………………………………………………….10
3.5. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................................... 10
3.6. Variabel Penelitian ..................................................................................................... 11
3.7..Analisa Data .............................................................................................................. 11
3.8. Prosedur Analisa ........................................................................................................ 12
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………………..14
4.1. Konsentrasi ethanol…………………………………………………………………… 14
4.2. Rendemen …………………………………………………………………………….. 14
4.3. Efisiensi pembentukan produk………………………………………………………….15
4.4. Efisensi fermentrasi……………………………………………………………………..16
4.5. Konsentrasi konsumsi substrat………………………………………………………….17
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………..…………………………. 18
5.1. Kesimpulan…………………………………………………………………………….. 18
5.2. Saran…………………………………………………………………………………….18
DAFTAR PURTAKA……………………………………………………………………… 19
LAMPIRAN…………………………………………………………………………………21
v
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Konsentrasi bioetanol proses SFS…………………………………………14
Tabel 2. Rendemen bioetanol proses SFS (%)……………………………………..15
Tabel 3. Efisiensi pembentukan produk dari substrat pada proses SFS…………….15
Tabel 4. Efisiensi fermentasi proses SFS…………………………………………...16
Tabel 5. Konsentrasi konsumsi substrat fermentasi proses SFS (g/L)………………17
1
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bahan bakar nabati (BBN) seperti bioetanol merupakan alternatif penyelesaian masalah
ketersediaan bahan bakar yang tergantung bahan bakar minyak (BBM). Bioetanol sebagai
pengganti BBM memiliki keunggulan yaitu emisi gas buangnya ramah lingkungan, bilangan
oktannya tinggi dan mengurangi penggunaan aditif timbal yang berbahaya (Duryatmo et al.,
2007). Bahan baku alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan baku bioetanol adalah bahan
berkarbohidrat khususnya yang mengandung pati tinggi seperti umbi-umbian termasuk ubi
jalar (Nurdyastuti, 2005). Ubi jalar mempunyai umur panennya 3-4 bulan dengan produktivitas
11 - 30 ton/Ha (Mussaddad 2005). Dengan demikian ubi jalar mempunyai potensi sangat besar
sebagai salah satu sumber karbohidrat, namun belum dimanfaatkan secara optimal. Selama ini,
penggunaanya hanya sebatas bahan pangan pengganti (Hartoyo, 2007). Guna meningkatkan
pemanfaatannya perlu teknologi pengolahan yang menghasilkan nilai tambah yang lebih
tinggi. Salah satu alternatif yang dikembangkan adalah sebagai bahan baku pembuatan
bioetanol (Koesnandar 2001).
Produksi bioetanol dari bahan berkarbohidrat umunya dilaksanakan dalam beberapa
tahapan yang tidak simultan dalam reactor terpisah seperti proses ekstraksi, hidrolisis dan
fermentasi dengan menggunakan Sacharomyces cereviceae (Hambali et al. 2007). Pada
ekstraksi terdapat beberapa tahapan lain seperti pemarutan, pengepresan, pengendapan dan
pengeringan (Wargiono et al. 2006). Tahapan seperti ini membutuhkan waktu selama 5-7 hari
pada suhu 50oC (Wahyuni 2008), sehingga menjadi tidak efisien. Oleh karena itu, perlu dicari
cara lain yang membutuhkan waktu lebih pendek dengan biaya yang lebih murah dengan
menggunakan reaktor atau peralatan yang lebih sedikit.
Salah satu cara mempersingkat waktu proses adalah melaui hidrolisis dalam proses
likuifikasi tanpa mengekstraksi pati, dan dilanjutkan dengan proses sakarifikasi fermentasi
simultan (SFS) dalam pembuatan alkohol (Wright 1988). Pada SFS ini terjadi kombinasi
sakarifikasi dan fermentasi secara bersamaan dalam satu reactor sehingga waktu proses
menjadi singkat (Koesnandar 2001). Menurut Taherzadeh dan Karimi (2007), penerapan SFS
memungkinkan glukosa yang terbentuk pada sakarifikasi langsung dikonversi menjadi etanol,
tanpa terjadi penimbunan seperti pada proses terpisah.
Keberhasilan hidrolisis dalam proses likuifikasi dalam pembentukan dekstrin sangat
dipengaruhi beberapa faktor. Menurut Whitaker (1996) pemakaian pH yang terlalu rendah dan
terlalu tinggi dalam proses likuifikasi menyebabkan enzim α-amilase menjadi tidak aktif
2
sehingga hidrolisis pati menjadi dekstrin terhambat. Sementara itu waktu proses yang terlalu
singkat menyebabkan hidrolisis pati menjadi dekstrin tidak optimal sedang waktu yang terlalu
lama menyebabkan proses menjadi tidak efisien. Menurut Judoamidjojo et al. (2008), pada
proses likuifikasi dengan menggunakan enzim α-amilase memerlukan pH pada kisaran antara
5,0 sampai 7,0. Sementara itu, menurut Budiyanto et al. (2005), proses likuifikasi dilakukan
selama 20 sampai 60 menit pada suhu antara 95 sampai 100 oC. Agung et al., (2012)
melaporkan bahwa kondisi pH dan waktu proses likuifikasi untuk menghidrolisis hancuran ubi
diperoleh kondisi terbaik pada pH 6,0 dan waktu proses 60 menit pada suhu 100oC.
Keberhasilan SFS dalam pembuatan alcohol juga dipengaruhi beberapa faktor pula.
Menurut Harsojuwono dan Arnata (2010), proses SFS dari hidrolisat ubi jalar terjadi 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%. Menurut
Ahnur (2008), proses produksi bioetanol dengan substrat glukosa dapat dilakukan pada kisaran
konsentrasi substrat antara 10 sampai 20 % (b/v) dengan kisaran waktu fermentasi antara 2
sampai 4 hari. Sementara itu menurut Budiyanto et al. (2005) proses SFS berlangsung selama
48-72 jam pada suhu 55-60oC. Pada penelitian yang dilakukan oleh Agung et al., (2012)
diperoleh bahwa konsentrasi subsrat dan waktu proses SFS dalam pembuatan etanol dari
hidrolisat ubi jalar sebesar 20 % (b/v) dengan waktu proses antara 48 sampai 72 jam.
Wright et al. (1988), menjelaskan bahwa SFS dapat memperbaiki kinetika fermentasi,
menurunkan biaya produksi dan meningkatkan konsentrasi etanol jika dibandingkan proses
bertahap (Spangler dan Emert 1986). SFS juga dapat menekan penghambatan kinerja enzim
oleh glukosa hasil hidrolisis, mengurangi resiko kontaminan karena terbentuknya etanol dan
menekan biaya pengadaan peralatan (Philippides et al. 1992).
Keberhasilan proses SFS selain dipengaruhi faktor-faktor di atas juga masih
dipengaruhi oleh konsentrasi enzim amiloglukosidase dan konsentrasi Sacharomyces
cereviceae. Konsentrasi enzim amiloglukosidase maupun Sacharomyces cereviceae yang
rendah menyebabkan pemecahan substrat menjadi tidak optimal sementara itu pemakaian yang
terlalu tinggi menyebabkan proses tidak efisien. Menurut Whitaker (1996) konsentrasi enzim
bersifat linier terhadap produk yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi enzim yang
dipergunakan, maka semakin tinggi jumlah produk yang dihasilkan bila kondisi lain
dipertahankan konstan. Budiyanto et al (2005) melaporkan bahwa proses sakarifikasi pati
singkong dilakukan dengan menggunakan konsentrasi enzim amiloglukosidase 0,8 - 1,2 ml/kg
pati pada suhu 60 oC dan pH 4.0-4.6 selama 48 sampai 72 jam. Sementara itu, menurut Azmi et
al. (2010) untuk membuat etanol dari tapioka dapat menggunakan konsentrasi inokulum S.
3
cerevisiae sebesar 5% (v/v), sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Arnata (2009),
konsentrasi S. cerevisiae yang dipergunakan untuk memproduksi bioetanol dari tepung ubi
kayu diperlukan sebesar 10 % (v/v). Permasalahannya konsentrasi enzim amiloglukosidase dan
inokulum S. cerevisiae dalam pembuatan etanol dari hidrolisat ubi jalar dengan menggunakan
teknologi proses SFS belum diketahui. Oleh karena itu konsentrasi enzim amiloglukosidase
dan inokulum S. cerevisiae yang optimum perlu juga dicari.
1.2. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi enzim amiloglukosidase dan konsentrasi
Sacharomyces cereviceae terhadap konsentrasi bioetanol pada proses sakarifikasi
fermentasi simultan (SFS).
2. Menentukan konsentrasi enzim amiloglukosidase dan konsentrasi Sacharomyces
cereviceae yang optimum pada proses sakarifikasi fermentasi simultan (SFS) dalam
pembuatan bioetanol.
4
BAB II. STUDI PUSTAKA
2.1. Ubi Jalar
Ubi jalar diduga berasal dari Benua Amerika. Para ahli botani dan pertanian
memperkirakan asal ubi jalar dari Selandia Baru, Polenesia dan Amerika Bagian tengah. Ubi
jalar mulai menyebar ke seluruh dunia, terutama ke negara - negara beriklim tropis pada abad
ke-16.
Ubi jalar atau ketela rambat pada umumnya mempunyai umbi bermacam-macam
tergantung dari varietas tanaman yang diusahakan, namun secara umum hasil umbi dibagi
menjadi dua golongan yaitu umbi yang begitu keras karenaa banyak mengandung tepung dan
ubi yang berumbi lunak karena banyak mengandung air dan berdaging manis. Umbi putih
mengandung kadar air yang lebih sedikit dibandingkan dengan umbi berwarna merah
(Anonymous, 2003).
Klasifiksi lengkap ubi jalar (Ipomea batatas L) menurut Hartoyo (2007) adalah :
Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi : Spermatophyte (tumbuhan berbiji)
Sub divisi : Angiospermae (berbiji tertutup)
Klas : Dycotyledoneae (berbiji berkeping dua)
Ordo : Concolvulalesm
Famili : Convolvuceae
Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea batatas L.
2.2. Polisakarida ubi jalar
Ubi jalar mempunyai waktu panen yang lebih singkat jika dibandingkan dengan
beberapa tanaman umbi di Indonesia, selain itu, ubi jalar merupakan tanaman yang cocok
ditanam pada daerah marjinal yang tidak terlalu subur. Ubi jalar tidak memerlukan pupuk yang
banyak untuk tumbuhnya (Anonymous, 2003). Melihat keunggulan yang dimiliki oleh ubi jalar
diharapkan dapat dipergunakan sebagai alternatif bahan baku pembuatan bioetanol.
Polisakarida yang menyusun ubi jalar terdiri dari pati, selulosa dan hemiselulosa. Pati
pada tumbuhan dipergunakan sebagai cadangan makanan yang dapat diuraikan menjadi
glukosa dan dikonversikan menjadi energi. Pada saat yang tepat, tubuh tanaman akan
mensintesa α-amilase, β-amilase dan R-enzim yang secara bersama-sama dipergunakan untuk
5
memutuskan ikatan-ikatan rantai pati menjadi molekul-molekul glukosa bebas
(Tjokroadikoesoemo 1986).
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Pati terdiri dari dua
fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas yaitu fraksi amilosa dan amilopektin. Fraksi
amilosa sifatnya larut dalam air panas dan fraksi amilopektin bersifat tidak larut. Amilosa
mempunyai struktur lurus dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa, sedang amilopektin mempunyai
cabang dengan ikatan α-(1,6)-D-glukosa sebanyak 4 – 5 % dari berat total (Winarno 1992).
Hidrolisis amilosa menghasilkan maltosa, glukosa dan oligosakarida lainnya. Pada amilopektin
sebagian dari molekul-molekul glukosa di dalam rantai percabangannya saling berikatan
melalui gugus α-1,6. Ikatan α-1,6 sangat sukar diputuskan, apalagi jika dihidrolisis
menggunakan katalisator asam.
2.3. Bioetanol
Bioetanol merupakan etanol atau etil alkohol (C2H5OH) atau sering juga disebut
dengan grain alcohol. Etanol berbentuk cairan tidak berwarna dan baunya khas. Berat jenis
pada 15oC sebesar 0,7937 dan titik didihnya 78,32
oC pada tekanan 76 mmHg. Sifat lainnya
adalah larut dalam air dan eter dengan panas pembakaran 328 Kkal (Nurdyastuti, 2005).
Bioetanol dapat diperoleh dari hasil proses fermentasi gula dengan menggunakan
bantuan mikroorganisme. Dalam industri, etanol digunakan sebagai bahan baku industri
turunan alkohol, campuran untuk miras, bahan dasar industri farmasi, dan campuran bahan
bakar untuk kendaraan. Etanol terbagi dalam tiga grade, yaitu grade industri dengan kadar
alkohol 90-94%, netral dengan kadar alkohol 96-99,5% umumnya digunakan untuk minuman
keras atau bahan baku farmasi dan grade bahan bakar dengan kadar alkohol diatas 99,5%
(Hambali et al. 2007).
Bioetanol dapat dipergunakan sebagai bahan bakar alternatif memiliki beberapa
keunggulan yaitu mampu menurunkan emisi CO2 hingga 18 %, bioetanol merupakan bahan
bakar yang tidak beracun dan cukup ramah lingkungan serta dihasilkan melalui proses yang
cukup sederhana yaitu melalui proses fermentasi menggunakan mikrobia tertentu. Bioetanol
sebagai bahan bakar memiliki nilai oktan lebih tinggi dari bensin sehingga dapat menggantikan
fungsi aditif seperti metil tertiary butyl ether (MTBE) yang menghasilkan timbal (Pb) pada saat
pembakaran. Di Indonesia, bioethanol sangat potensial untuk diolah dan dikembangkan karena
bahan bakunya banyak tumbuh dan sangat dikenal masyarakat. Tumbuhan yang potensial
untuk menghasilkan bioetanol adalah tanaman yang memiliki kadar karbohidrat tinggi atau
6
selulosa, seperti: tebu, nira, sorgum, ubi kayu, garut, ubi jalar, sagu, jagung, jerami, bonggol
jagung, dan kayu (Wahyuni, 2008).
Tahap inti proses pembuatan bioetanol adalah fermentasi gula baik yang berupa
glukosa, fruktosa maupun sukrosa oleh yeast atau ragi terutama S. Cerevisiae dan bakteri Z.
Mobilis. Pada proses ini gula dikonversi menjadi etanol dan gas karbon dioksida. Secara umum
proses pembuatan bioetanol meliputi tiga tahapan, yaitu persiapan bahan baku, fermentasi dan
pemurnian. Pada tahap persiapan, bahan baku berupa padatan terlebih dahulu harus dikonversi
menjadi larutan gula sebelum difermentasi menjadi etanol. Untuk bahan-bahan yang sudah
berada dalam bentuk larutan seperti molase dapat langsung difermentasi. Proses pengecilan
ukuran dengan cara menggiling dapat dilakukan sebelum memasuki tahap pemasakan. Tahap
pemasakan meliputi proses likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap ini tepung dikonversi
menjadi gula melalui proses pemecahan gula kompleks. Pada tahap likuifikasi dilakukan
penambahan air dan enzim alpha amilase. Proses ini dilakukan pada suhu 80-90oC.
Berakhirnya proses likuifikasi ditandai dengan parameter cairan seperti sup. Tahap sakarifikasi
dilakukan pada suhu 50 – 60 oC. Enzim yang ditambahkan pada tahap ini adalah enzim
glukoamilase. Pada tahap sakarifikasi akan terjadi pemecahan gula kompleks menjadi gula
sederhana (Wargiono, et al., 2006).
Tahap fermentasi merupakan tahap kedua dalam proses produksi bioetanol. Pada tahap
ini terjadi pemecahan gula-gula sederhana menjadi etanol dengan melibatkan enzim dan ragi.
Fermentasi dilakukan pada kisaran suhu 27 – 32 oC. Pada tahap ini akan dihasilkan gas CO2
sebagai by-product dan sludge sebagai limbahnya. Gas CO2 yang dihasilkan memiliki
perbandingan stokiometri yang sama dengan etanol yang dihasilkan yaitu 1 : 1. Setelah melalui
proses pemurnian, gas CO2 dapat digunakan sebagai bahan baku gas dalam pembuatan
minuman berkarbonat (Spangler dan Emert, 2006).
Fermentasi adalah suatu proses perubahan kimia pada substrat organik, baik
karbohidrat, protein, lemak atau lainnya, melalui kegiatan katalis biokimia yang dikenal
sebagai enzim dan dihasilkan oleh jenis mikroba spesifik (Prescott dan Dunn 1981). Secara
biokimia fermentasi juga dapat diartikan sebagai pembentukan energi melalui senyawa
organik. Secara sederhana proses fermentasi alkohol dari bahan baku yang mengandung gula
(glukosa) terlihat pada reaksi berikut:
Glukosa 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP + 5 Kkal
Reaksi diatas menghasilkan 70% energi bebas sebagai panas dan secara teoritis 100%
karbohidrat diubah menjadi 51,1% etanol dan 48,9 % menjadi CO2 (Wyman, 1996).
7
Fermentasi menurut jenis medianya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fermentasi
media padat dan media cair. Fermentasi media padat adalah fermentasi yang subtratnya tidak
larut dan tidak mengandung air bebas, tetapi cukup mengandung air untuk keperluan mikroba.
Fermentasi media cair adalah proses fermentasi yang subtratnya larut atau tersuspensi dalam
media cair. Fermentasi media padat umumnya berlangsung pada media dengan kadar air
berkisar antara 60-80 % (Muchtadi et al. 1992).
Pada proses fermentasi, glukosa dapat diubah secara anaerobik menjadi alkohol oleh
bermacam-macam mikroorganisme. Khamir sering digunakan dalam proses fermentasi etanol,
seperti saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, Schizosaccharomyces sp dan Kluyveromyces sp.
Secara umum khamir dapat tumbuh dan memproduksi etanol secara efisien pada pH 3,5-6,0
dan suhu 28-35oC. Laju awal produksi etanol dengan menggunakan khamir akan meningkat
pada suhu yang lebih tinggi, namun produktifitas keseluruhan menurun karena adanya
pengaruh peningkatan etanol yang dihasilkan. (Ratledge 1991). Khamir yang sering
dipergunakan dalam proses fermentasi etanol adalah Saccharomyces cereviseae. Khamir ini
bersifat fakultatif anaerobik, tumbuh baik pada suhu 30 oC dan pH 4,0-4,5 (Oura 1983).
Produksi etanol dari substrat gula oleh khamir Saccharomyces cereviseae merupakan
proses fermentasi dengan kinetika sangat sederhana karena hanya melibatkan satu fasa
pertumbuhan dan produksi. Pada fase tersebut glukosa diubah secara simultan menjadi
biomassa, etanol dan CO2. Terdapat dua parameter yang mengendalikan pertumbuhan dan
methabolisme khamir dalam keadaan anaeorobik, yaitu konsentrasi gula dan etanol. Secara
kinetik glukosa berperan ganda, pada konsentrasi rendah (kurang dari 1 g/l) merupakan
substrat pembatas, sedangkan pada konsentrasi tinggi (lebih dari 300 g/l) akan menjadi
penghambat. Pada sisi lain, etanol pada konsentrasi 40 g/l akan menjadi penghambat baik
untuk pertumbuhan biomassa maupun produksi etanol. Pada permulaan proses fermentasi,
khamir memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya. Setelah terjadi akumulsi CO2 dan reaksi
berubah menjadi anaerob, alkohol yang terbentuk akan menghalangi proses fermentasi lebih
lanjut setelah konsentrasi alkohol mencapai 13-15 persen volume dan biasanya maksimum 13
persen volume (Prescott dan Dunn 1981). Selama proses fermentasi juga menimbulkan panas,
bila tidak dilakukan pendinginan, maka suhu akan terus meningkat sehingga proses fermentasi
terhambat (Oura 1983).
Menurut Nurdyastuti (2005), untuk memproduksi bioetanol secara enzimatis
dilaksanakan melalui proses likuifikasi, sakarifikasi dan fermentasi. Budiyanto et al. (2005)
menjelaskan bahwa pada likuifikasi terjadi penguraian pati menjadi dekstrin, yang dilakukan
enzim α-amilase. Lebih lanjut dijelaskan bahwa konsentrasi enzim yang digunakan 0,6 - 1,2
8
ml/kg pati selama 20-60 menit pada suhu 90-100 oC. Sedangkan menurut Harsojuwono dan
Arnata (2010), dalam proses likuifikasi hidrolisat ubi jalar digunakan enzim α-amilase dengan
konsentrasi 1,2 ml / kg pada suhu 100oC. Sementara itu, dalam sakarifikasi terjadi hidrolisis
dekstrin menjadi glukosa oleh enzim amiloglukosidase dengan konsentrasi 0,8-1,2 ml/kg pati,
Tahap selanjutnya adalah proses fermentasi menggunakan Sacharomyces cereviceae untuk
mengkonversi glukosa menjadi etanol, dalam waktu 30-72 jam pada suhu 25-30oC dengan
konsentrasi glukosa 10-18 persen (Paturau 1981).
Tahap berikutnya adalah pemurnian etanol yang menggunakan metode distilasi. pada
kisaran suhu 78–100oC. Produk yang dihasilkan pada tahap ini memiliki kemurnian hingga
96%. Sebelum memasuki tahap pemurnian, dilakukan pemisahan antara sludge yang diperoleh
dari hasil fermentasi etanol mencapai 70% dan umumnya masih mengandung larutan gula
hingga kadar 18%. Etanol hasil distilasi kemudian dikeringkan melaui metode purifikasi
molecular sieve untuk merningkatkan kemurnian etanol sehingga memenuhi spesifikasi bahan
bakar (Hambali et al. 2007).
2.4. Hidrolisis Enzim
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida atau protein yang berfungsi sebagai
katalis dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan
molekul zat-zat yang bereaksi sehingga dapat mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi
karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah
terjadinya reaksi. Enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat
bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur
kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan
pada proses perombakan pati menjadi glukosa (Suhartono, 1989).
Hidrolisis pati dapat menggunakan enzim α-amilase dan glukoamilase. Enzim α-
amilase merupakan endo-enzim yang dapat memecah ikatan α-1,4 glikosidik secara acak
dibagian dalam molekul baik pada amilosa maupun pada amilopektinnya. Hasil akhir hidrolisis
amilosa adalah glukosa dan maltosa dengan perbandingan 13 % dan 17 %, sedangkan hasil
akhir hidrolisis amilopektin menghasilkan campuran limit dekstrin bercabang dan tidak
bercabang yang terdiri dari hepta, heksa, penta, tetra dan trisakarida juga maltosa dan
isomaltosa disertai sedikit glukosa (Suhartono 1989).
Hidrolisis pati juga dapat menggunakan enzim glukoamilase. Enzim ini juga dikenal
dengan nama α-1,4 glukan glukohidrolase. Enzim glukoamilase mampu memecah ikatan
polimer monosakarida pada bagian luar dan menghasilkan unit-unit glukosa dari ujung non-
9
pereduksi rantai polimer polisakarida. Enzim glukoamilase dapat diperoleh dari strain
Aspergillus dan Rhizopus. Enzim ini bersifat eksoamilase, yaitu memutuskan rantai pati
menjadi molekul-molekul glukosa pada bagian non pereduksi, baik pada ikatan α-1,4 dan α-1,6
glikosidik (Tjokroadikoesoemo 1986).
2.5. Sakarifikasi fermentasi simultan
Proses sakarifikasi fermentasi simultan adalah proses kombinasi antara hidrolisis
selulosa secara enzimatik dengan fermentasi gula yang berkelanjutan sehingga menghasilkan
produk akhir berupa etanol. Tahapan-tahapan dalam proses sakarifikasi fermentasi simultan
adalah sama dengan tahapan pada hidrolisis dan fermentasi secara terpisah, hanya pada proses
sakarifikasi fermentasi simultan ini kedua proses tersebut berlangsung dalam satu reaktor yang
sama. Khamir secara langsung memfermentasi produk gula yang dihasilkan dari proses
hidrolisis oleh kompleks enzim selulolitik, sehingga laju sakarifikasi dan rendemen etanol
yang dihasilkan akan lebih tinggi jika dibanding hasil proses sakarifikasi dan fermentasi yang
terpisah. Keunggulan lain dari proses sakarifikasi fermentasi simultan adalah penggunaan
reaktor tunggal untuk seluruh proses, sehingga dapat menekan biaya investasi alat. Selain itu
adanya etanol (hasil fermentasi) di dalam media menyebabkan media tidak mudah
terkontaminasi oleh organisme lain yang tidak diinginkan (Ballesteros et al., 2004)
Suhu proses sakarifikasi fermentasi simultan 37-38 oC. Hal tersebut merupakan nilai
antara suhu optimal untuk proses hidrolisis yaitu 45-50 oC menggunakan katalis enzim dan
suhu optimal untuk pertumbuhan selama proses fermentasi yaitu 30oC . Pengembangan khamir
termofilik yang dapat tumbuh dengan baik pada suhu 40oC dan toleran terhadap etanol dalam
jumlah banyak diharapkan dapat mengembangkan proses sakarifikasi fermentasi simultan
(Wyman 1996).
10
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian Universitas Udayana. Waktu pelaksanaan penelitian tahun 2014
3.2. Bahan Penelitian dan Analisis
Bahan yang dipergunakan adalah ubi jalar. Enzim yang dipergunakan dalam penelitian
ini adalah azim α-amilase dan amiloglukosidase serta Sacharomyces cereviceae. Bahan-bahan
untuk propagasi mikroorganisme meliputi yeast ekstrak, malt, pepton, KH2PO4 , MgSO4. 7H2O
dan (NH4)2SO4. Bahan kimia yang dipergunakan adalah HCl, NaOH, glukosa standar , H2SO4,
asam 3,5-dinitrolisilat (DNS), Reagen Nelson, reagen Arsenomolibdat, Na-K Tatrat, fenol, Na-
Metabisulfit, asam sitrat, CuSO4.5H2O, Na2CO3.10H2O, indikator fenolftalin dan aquades.
3.3. Alat
Alat-alat yang dipergunakan adalah water bath, pipet mikro, spektrofotometer, gas
chromatography (GC), destilator, timbangan analitik dan alat-alat gelas.
3.4. Rancangan Percobaan
Penelitian ini dilaksnakan menggunakan Rancangan Acak Kelompok yang disusun
secara faktorial dengan 2 faktor. Faktor I : konsentrasi enzim amiloglukosidase yang terdiri
dari 3 taraf yaitu 0,8; 1; dan 1,2 ml/kg sedangkan Faktor II : konsentrasi kultur S. cerevisiae
terdiri dari 3 taraf yaitu 5, 10 dan 15 % (v/v). Dengan demikian terdapat 9 perlakuan
kombinasi dalam 2 (dua) kelompok waktu pengolahan dengan demikian terdapat dua puluh
tujuh (18) unit percobaan.
3.5. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam 2 tahapan yaitu preparasi bahan baku dan
pelaksanaan penelitian penentuan konsentrasi enzim amiloglukosidase dan S. cerevisiae pada
proses SFS.
3.5.1. Preparasi bahan baku
Bahan baku dipreparasi dengan cara mensortir ubi jalar yang rusak kemudian mencuci
hingga bersih. Ubi jalar yang bersih diparut dengan parutan stainless steel dan dilanjutkan
11
pemblenderan hingga jadi bubur (hancuran). Bubur (hancuran) ubi jalar sudah siap digunakan
dalam proses likuifikasi.
3.5.2. Pelaksanaan penelitian penentuan konsentrasi enzim amiloglukosidase dan
S. cerevisiae pada proses SFS.
3.5.2.1. Persiapan kultur Saccharomyces cerevisiae
Isolat yeast Saccharomyces cerevisiae diperbanyak dalam 10 ml media PDA 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.
3.5.2.2. Pelaksanaan penelitian
Bubur / hancuran ubi jalar hasil preparasi dibuat suspensi dengan konsentrasi 30 %
(b/v), dan pH-nya diatur dengan menggunakan NaOH 1M pada pH 6,0 proses likuifikasi
Selanjutnya, suspensi ditambah enzim α-amilase (Thermamyl, NOVO) sebanyak 1,2 ml/kg
pati. Suspensi dipanaskan pada suhu 100 oC dengan waktu proses selama 1 jam.
Selanjutnya proses SFS dilakukan secara batch pada erlenmeyer 500 ml dengan volume
substrat 100 ml dengan konsentrasi substrat 20 % (b/v). Substrat yang telah disiapkan
disterilisasi pada suhu 121oC selama 15 menit, kemudian suhu diturunkan dan dipertahankan
pada 35oC dengan pH 4,5. Selanjutnya enzim amiloglukosidase sesuai perlakuan dengan
konsentrasi 0,8; 1; dan 1,2 ml/kg dan kultur S. cerevisiae dengan konsentrasi 5, 10 dan 15 %
(v/v) ditambahkan secara simultan. Selanjutnya proses SFS dilaksanakan dalam water bath
pada suhu 35oC dengan waktu proses 72 jam.
3.6. Variabel Pengamatan
Variabel yang diamati adalah konsentrasi etanol, rendemen, konsumsi substrat,
efisiensi pembentukan substrat dan efisiensi fermentasi.
3.7. Analisa Data
Data yang diperoleh dianalisis keragamannya dan dilanjutkan dengan uji perbandingan
berganda Duncan. konsentrasi enzim amiloglukosidase dan S. cerevisiae pada proses SFS yang
menghasilkan kadar etanol, gula reduksi, rendemen, efisiensi penggunaan substrat dan efisiensi
fermentasi tertinggi merupakan perlakuan terbaik.
12
3.8. Prosedur Analisa
1) Pengukuran kadar etanol (Rudolf et al. 2005)
Pengukuran kadar etanol dilakukan dengan menggunakan GC (Gase Chromatography).
Agilent dengan kolom HP-5 . Penentuan dilakukan dengan membandingkan waktu retensi
sampel dengan waktu retensi standar etanol. Standar etanol yang diinjeksikan dengan
konsentrasi 99,8 %(v/v). kadar etanol yang terdapat pada sampel dihitung dengan
persamaan berikut ini :
2) Pengukuran total gula (Apriyantono et al. 1989)
Total gula diukur dengan menggunakan metode Phenol H2SO4. Sebelum melakukan
pengujian sampel maka perlu diketahui kurva standar fenol yang digunakan. Pembuatan
kurva standar fenol dilakukan dengan cara 2 ml larutan glukosa standar yang mengandung
0, 10, 20, 30, 40 dan 60 µg glukosa masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi,
ditambahkan 1 ml larutan fenol 5 % dan dikocok. Kemudian 5 ml asam sulfat pekat
ditambahkan dengan cepat. Biarkan selama 10 menit, kocok lalu tempatkan dalam
penanggas air selama 15 menit. Absorbansinya diukur pada 490 nm. Pengujian sampel
sama dengan pembuatan kurva standar fenol, hanya 2 ml larutan glukosa diganti dengan 2
ml sampel.
3) Pengukuran kadar gula reduksi (Sudarmadji dkk, 1997)
- Pembuatan kurva standard
a. Disiapkan larutan glukosa standar (10 mg glukosa anhidrat per 100 ml), kemudian
diencerkan enam kali dan dibuat konsentrasi 2, 4, 6, 8 dan 10 mg per 100 ml.
b. Tujuh tabung reaksi yang bersih disiapkan dan masing-masing diisi dengan larutan
standar sebanyak 1 ml. Satu tabung diisi dengan 1 ml aquades sebagai blangko.
c. Ke dalam masing-masing tabung selanjutnya ditambahkan 1 ml reagen Nelson dan
sesudahnya semua tabung dipanaskan dalam pemanas air mendidik selama 20
menit.
d. Selanjutnya diangkat dari pemanas dan didinginkan sampai suhu mencapai 25C.
Ditambahkan reagen Arsenomolibdat sebanyak 1 ml dan dilakukan penggojogan
sampai semua endapan Cu2O yang ada larut kembali.
e. Aquades sebanyak 1 ml ditambahkan dan dilakukan penggojogan lagi sampai
homogen.
standar iKonsentras x standar area Luas
sampel area Luas etanol iKonsentras
13
f. Absorbansi masing-masing larutan diukur dengan spektrofotometer (spectronic
20D) pada panjang gelombang 540 nm. Hubungan antara konsentrasi glukosa
dengan absorbansi merupakan kurva standar yang diperoleh.
- Penentuan gula reduksi sampel
a. Sampel diambil sebanyak 1 ml dan dimasukkan dalam tabung reaksi yang bersih.
b. Reagen Nelson sebanyak 1 ml kemudian ditambahkan dan selanjutnya diperlukan
seperti pada kurva standar.
c. Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan absorbansi larutan sampel dan
kurva standar glukosa.
- Beberapa hal yang harus diperhatikan
a. Apabila larutan terlalu pekat sehingga tidak dapat ditera, maka harus dilakukan
pengukuran ulang dengan larutan sampel yang tingkat pengencerannya diperbesar.
b. Larutan sampel harus jernih. Apabila larutan sampel keruh, maka perlu dilakukan
penjernihan dengan menggunakan Pb-asetat.
4) Pengukuran rendemen ((Rodmui et al., 2008).)
Rendemen merupakan persentase volume etanol yang dihasilkan dari proses produksi
terhadap bobot tepung ubi jalar yang dipergunakan dalam proses produksi.
Rendemen (% v/b) = % 100 x jalar ubi ngBobot tepu
diperoleh yang etanol Volume
5) Efisiensi penggunaan substrat ((Rodmui A et al., 2008).
Efisiensi penggunaan substrat adalah persentase konsentrasi substrat (total gula) yang
dikonsumsi untuk produksi terhadap konsentrasi substrat awal yang dipergunakan dalam
produksi.Besarnya substrat yang dikonsumsi merupakan selisih antara konsentrasi total
gula awal (So) dengan konsentrasi gula pada akhir (S) proses produksi.
Efisiensi substrat = % 100 x S
S - S
o
o
6) Efisiensi Fermentasi (Rudolf et al., 2005).
Efisiensi fermentasi merupakan persentase konsentrasi etanol hasil produksi dibandingkan
konsentrasi etanol secara teoritis. Konsentrasi etanol teoritis diperoleh dari reaksi berikut :
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Efisiensi fermentasi = % 100 x teoritissecara etanol iKonsentras
diperoleh yang etanol iKonsentras
Secara teoritis 100 % glukosa diubah menjadi 51,1 % etanol dan 48,9 % menjadi CO2.
14
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Konsentrasi bioetanol
Proses sakarifikasi fermentasi simultan adalah proses kombinasi antara hidrolisis secara
enzimatik dengan fermentasi gula yang berkelanjutan sehingga menghasilkan produk akhir
berupa etanol. Analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi perlakuan konsentrasi enzim
amiloglukosidase dengan konsentrasi S. cerevisiae berpengaruh nyata terhadap konsentrasi
bioetanol yang dihasilkan pada proses SFS(p<0,05). Konsentrasi bioetanol tertinggi dihasilkan
dari perlakuan konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml) dengan
konsentrasi S. cerevisiae 10%(v/v) yaitu sebesar 7,48 %. Nilai rata-rata konsentrasi bioetanol
pada proses SFS disajikan pada Tabel 1. Tinggi rendahnya konsentrasi bioetanol yang
dihasilkan dalam proses produksi sangat tergantung pada tinggi rendahnya konsentrasi substrat
(glukosa) yang dihasilkan pada proses hidrolisis.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat kecenderungan semakin tingginya
konsentrasi enzim dan S. cerevisiae akan menghasilkan konsentrasi bioetanol yang semakin
tinggi. Kondisi ini diduga bahwa semakin tinggi enzim amiloglukosidase dan S. cerevisiae,
maka semakin tinggi dekstrin yang dapat dihidrolisis menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa
dengan konsentrasi yang tinggi serta diikuti oleh penambahan konsentrasi S. cerevisiae yang
tinggi cenderung menghasilkan konsentrasi bioetanol yang tinggi pula.
Tabel 1. Konsentrasi bioetanol proses SFS
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama
berarti berbeda tidak nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5%.
AMG= Konsentrasi Enzim Amiloglukosidase, Sc = Konsentrasi S. cerevisiae
4.2 Rendemen
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 konsentrasi enzim amiloglukosidase dengan
konsentrasi S. cerevisiae berpengaruh nyata terhadap rendemen (p<0,05). Rendemen tertinggi
dihasilkan dari perlakuan konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml)
dengan konsentrasi S. cerevisiae 10%(v/v) yaitu sebesar 19,89%. Nilai rata-rata rendemen pada
proses SFS disajikan pada Tabel 2. Adanya perbedaan rendemen dari masing-masing interaksi
Perlakuan Sc 5% Sc 10% Sc 15%
AMG 0,8% 2.81e
4.90d
5.91bcd
AMG 1,0% 5.14d
5.26d
5.50cd
AMG 1,2% 6.64abc
7.48a
6.74ab
15
perlakuan disebabkan oleh adanya perbedaan konsentrasi bioetanol yang dihasilkan dari setiap
perlakuan. Pada masing-masing perlakuan terlihat bahwa semakin tinggi konsentrasi enzim
dan S. cerevisiae yang ditambahkan, akan cenderung menghasilkan rendemen yang tinggi. Ini
disebabkan oleh penambahan enzim dengan konsentrasi yang semakin tinggi akan
menghasilkan konsentrasi glukosa yang tinggi dan pada akhirnya cenderung akan
menghasilkan bioetanol dengan konsentrasi yang tinggi pula.
Tabel 2. Rendemen bioetanol proses SFS (%)
Perlakuan Sc 5%
Sc
10% Sc 15%
AMG 0,8% 7.49 e 13.04
d 15.72
bcd
AMG 1,0% 13.67 d 13.98
d 14.62
cd
AMG 1,2% 17.67 abc
19.89a
17.92 ab
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama
berarti berbeda tidak nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5%.
AMG= Konsentrasi Enzim Amiloglukosidase, Sc = Konsentrasi S. cerevisiae
Rendemen yang dihasilkan sebesar 19,89 % maka dapat diperkirakan untuk membuat
1 L etanol akan diperlukan sekitar 5,03 kg ubi jalar segar. Sebagai perbandingan konversi
bahan baku pati ubi kayu menjadi bioetanol menghasilkan rendemen sekitar 16, 67 %
(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 pati menjadi glukosa, selanjutnya tinggi rendahnya kandungan
glukosa hasil hidrolisis akan mempengaruhi proses fermentasi dalam pembentukan etanol.
4.3 Efisiensi pembentukan produk
Efisiensi pembentukan produk dari substrat merupakan persentase konsentrasi etanol
yang dihasilkan dari proses fermentasi dengan banyaknya konsumsi glukosa selama proses
fermentasi. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi antara konsentrasi enzim
amiloglukosidase dengan konsentrasi S. cerevisiae berpengaruh nyata terhadap efisiensi
pembentukan etanol (p<0,05). Efisiensi pembentukan produk tertinggi dihasilkan dari
perlakuan konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml) dengan
konsentrasi S. cerevisiae 10%(v/v) yaitu sebesar 47,37%. Ini menunjukkan bahwa dari seluruh
substrat glukosa yang dikonsumsi oleh S. cerevisiaei hanya 47,37% saja yang dikonversi
menjadi produk bioetanol, selebihnya dikonversi menjadi produk-produk lain. Efisiensi
pembentukan produk dari substrat disajikan pada Tabel 3.
16
Efisiensi pembentukan produk dari substrat sangat ditentukan oleh konsentrasi bioetanol yang
dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi bioetanol, maka efisiensi pembentukan produk dari
substrat semakin tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin meningkatnya
konsentrasi enzim amiloglukosidase dan S. cerevisiae cenderung menghasilkan efisiensi
pembentukan produk semakin tinggi. Ini menunjukkan bahwa penambahan enzim telah
mampu menghidrolisis dekstrin menjadi glukosa dan secara simultan dimanfaatkan oleh S.
cerevisiae untuk membentuk bioetanol.
Tabel 3. Efisiensi pembentukan produk dari substrat pada proses SFS
Perlakuan Sc 5% Sc 10% Sc 15%
AMG 0,8% 17.24c
38.93 ab
42.12ab
AMG 1,0% 38.16b
38.20b
40.62ab
AMG 1,2% 40.26 ab
47.37a
40.97 ab
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama
berarti berbeda tidak nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5%.
AMG= Konsentrasi Enzim Amiloglukosidase, Sc = Konsentrasi S. Cerevisiae
4.4 Efisiensi Fermentasi
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. Hasil
analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi antara konsentrasi enzim amiloglukosidase
dengan konsentrasi S. cerevisiae berpengaruh nyata terhadap efisiensi fermentasi (p<0,05).
Efisiensi fermentasi tertinggi yaitu 92,88 % terhadap produksi etanol secara teoritis diperoleh
dari perlakuan konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml) dengan
konsentrasi S. cerevisiae 10%(v/v). Nilai efisiensi fermentasi pada proses SFS disajikan pada
Tabel 4.
Tabel 4. Efisiensi fermentasi proses SFS
Perlakuan Sc 5% Sc 10% Sc 15%
AMG 0,8% 33.80 c 76.33
ab 82.59
ab
AMG 1,0% 74.82 b 74.90
b 79.64
ab
AMG 1,2% 78.94 ab
92.88 a 80.33
ab
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama
berarti berbeda tidak nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5%.
AMG= Konsentrasi Enzim Amiloglukosidase, Sc = Konsentrasi S. cerevisiae
Efisiensi fermentasi 92,88 % 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
17
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.
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 efisiensi fermentasi 95%. Adanya
perbedaan efisiensi fermentasi dapat juga disebabkan oleh adanya perbedaan bahan baku dan
strain mikroba untuk fermentasi.
4.5 Konsentrasi Konsumsi Substrat
Konsentrasi konsumsi substrat menunjukkan bahwa bobot glukosa yang dikonsumsi
per satuan volume substrat selama proses fermentasi. Analisis keragaman menujukkan bahwa
interaksi antara konsentrasi enzim amiloglukosidase dengan konsentrasi S. cerevisiae
berpengaruh nyata terhadap efisiensi konsentrasi konsumsi substrat selama fermentasi
(p<0,05). Konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml) cenderung
menunjukkan konsentrasi konsumsi substrat lebih tinggi dibanding lainnya. Nilai konsentrasi
konsumsi substrat pada proses SFS disajikan pada Tabel 5. Hal ini kemungkinan disebabkan
hidrolisis dekstrin menjadi glukosa yang dilakukan enzim amiloglukosidase lebih maksimal
pada konsentrasi tersebut, sehingga peran S. cereviceae dalam mengkonsumsi glukosa sebagai
substrat pada proses fermentasi, menjadi lebih tinggi pula.
Tabel 5. Konsentrasi konsumsi substrat fermentasi proses SFS (g/L)
Perlakuan Sc 5% Sc 10% Sc 15%
AMG 0,8% 16.61a
12.62 b 14.03
b
AMG 1,0% 13.47 b 13.98
b 14.62
b
AMG 1,2% 16.52 a 15.78
a 16.47
a
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama
berarti berbeda tidak nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5%.
AMG = Konsentrasi Enzim Amiloglukosidase, Sc = Konsentrasi S. cerevisiae
18
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Konsentrasi enzim amyloglukosidase dan Sacharomyces cereviceae berpengaruh nyata
terhadap konsentrasi bioetanol, rendemen, efisiensi pembentukan produk oleh substrat,
efisiensi fermentasi, dan konsentrasi konsumsi substrat.
Konsentrasi enzim amyloglukosidase 1,2 ml/kg substrat (3000 U/ml) dengan
konsentrasi Sacharomyces cereviceae 10% (v/v) berpmerupakan perlakuan terbaik dengan
konsentrasi bioetanol yang dihasilkan 7,48% (v/v), rendemen 19,89%, efisiensi pembentukan
produk oleh substrat 47,37%, efisiensi fermentasi 92,88%, dan konsentrasi konsumsi substrat
15,78 g/L.
5.2. Saran
Penelitian perlu dilanjutkan untuk pemurnian ethanol sehingga menjadi bioethanol yang
berfungsi sebagai bahan bakar alternatif
19
DAFTAR PURTAKA
Agung IGN, IW Arnata, Bambang AH. 2012. Upaya meningkatkan Produksi Bioetanol dari
Ubi Jalar (Ipomea batatas L) Melalui Proses Likuifikasi dan
Sakarifikasi Fermentasi Simultan (SFS). Laporan Penelitian, Udayana.
Ahnur, W., 2008. Rekayasa Bioproses pembuatan bioetanol dari Sirup Glukosa dengan
menggunakan Sacharomyces cerviceae. IPB, Bogor.
Anonymous. 2003. Umbi-umbian. http;//www.pertanian.bbg.save.com/2003/10/038.
Anonymus. 2008. Departemen Pertanian: Statistik Tanaman Pangan (Ubi Kayu). www.
Deptan.go.id. Di-akses 27 Februari 2009.
Apriyantono, A., D. Fardiaz, N.L. Puspitasari, Sedarnawati dan S. Budiyanto, 1989. Petunjuk
Laboratorium Analisis Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB, Bogor.
Azmi A S, Gek C N, Maizirwan M, Masitah H. 2010. Ragi Tapai And Saccharomyces
cerevisiae As Potential Coculture In Viscous Fermentation Medium For Ethanol
Production. J. Biotechnology 9(42):7122-7127.
Ballesterros M, Olivia JM, Negro MJ, P Manzanares, I Ballesteros. 2004. Ethanol from
Lignocellulosic Material by a Simultaneous Saccarification and Fermentation Process
With Kluyveromyces marxianus CECT 10875. J. Proc. Biochemistry 39: 1843-184
Budiyanto A, martosuyono P, Richana N. 2005. Optimasi Proses Produksi Tepung Kasava
Dari Pati Ubi Kayu Skala Laboratorium. Buletin Balai Besar Pascapanen, 1-16.
Christakopoulus P, Li LW, Kekos D, Macris B J. 1993. Direct Conversion of Sorghum
Carbohydrate to Ethanol by a Mixed Microbial Culture. J. Biores. Techn 45: 89-92.
Duryatmo S, Helmina A, Wigunan I, Marlianni L, Artdiyasa N. 2007. Soekani Sukses
Mengembangkan Bioetanol di Sukabumi. Majalah Trubus. www.trubus.com. Di-akses
11 Juni 2009.
Harsojuwono B.A. dan Arnata (2010), Produksi Bioetanol dari Ubi Jalar (Ipomea batatas)
melalui Sakarifikasi Fermentasi Simultan (SFS). Fak Tekn Pert, UNUD. Denpasar.
Hartoyo, 2007. The Sweet Potato Product. http://homecooking.about.com/
library/weekly/the_sweet_potato_product.html. Di-ackses 20 Januari 2010
Hambali E, Mudjadlipah S, Tambunan AH, Pattiwiri AW, Hendroko R. 2007. Teknologi
Bioenergi. Agromedia Pustaka, Jakarta.
Harrison JS, Graham JGJ. 1970. Yeast in Destilery Practice. Academic Press, New York.
Horwitz W, George WL. 2005. Official Methods of Analysis of AOAC International.
Gaithersburg, Maryland, USA.
Koesnandar. 2001. Biokonversi Selobiosa Langsung Menjadi Etanol Menggunakan Ko-
Imobilisasi Sel Lipomyces starkeyi dan Saccharomyces cerevisiae Secara Fed-Batch.
J Mikrobiologi Indonesia (6) 1: 15-18
Kunkee K D, C J Mardon. 1970. Yeast Wine Making. Academic Press, London.
Mamma D, Koullas D, Fountoukidis G, Kekos D, Macris BJ, Koukios E. 1995. Bioethanol
From Sorghum : Simultaneous Saccarification and Fermentation of Carbohydrates by a
Mixed Microbial Culture. J Process Biochemistry 31 : 377-381.
20
Muchtadi D, Palupi NS, Astawan M. 1992. Enzim dalam Industri Pangan. PAU-IPB Bogor.
Musaddad A. 2005. Teknologi Produksi Kacang-Kacangan Dan Umbi-Umbian. Malang, Balai
Penelitian Tanaman Kacang-Kacangan Dan Umbi-Umbian.
Nurdyastuti I. 2005. Teknologi Proses Produksi Bio-Ethanol. Prospek Pengembangan Bio-Fuel
sebagai Subsitusi Bahan Bakar Minyak.
Oura E. 1983. Reaction Product of Yeast Fermentations. Di dalam H. Dellweg (ed.).
Biotechnology Volume III. Academic Press, New York.
Paturau JM. 1981. By Product Of The Cane Sugar Industri ; An Introduction To Their
Industrial Utilization. Amsterdam: Elsevier Scientific Publ Co.
Philippides GP, Splinder DD, Wyman CW. 1992. Mathematical Modeling of Cellulose
Conversion to Ethanol by Simultaneous Saccharification and Fermentation Process.
Appl Biochem Biotechnol 34/35: 543-556.
Prescott JM, CG Dunn, 1981. Industrial Microbiology. McGraw-Hill B. Co. Ltd. New York.
Ratledge C. 1991. Yeast Physiology-Micro-Synopsis. J Bioprocess Engineering 6:195-203.
Richana N, Damardjati D S, Prastowo B, Hasanudin A. 1990. Pemanfaatan Tepung Gaplek
dan Kacang-Kacangan Dalam Penganekaragaman Bahan Pangan. Pengkaj. dan
pengemb. Tekn. Pra dan Pascapanen Ubi Kayu. Pros Sem Nas, UPT EPG Lampung.
Rodmui A, Jirasak K, Yuwapin D. 2008. Optimization of Agitation Conditions for Maximum
Ethanol Production by Coculture. Kasetsart J. (Nat. Sci.) 42 : 285 – 293
Rudolf A, malek A, Guido Z, Gunnar L. 2005. A Comparisson Between Batch And Fed Bacth
Simultaneous Saccharification And Fermentation Of Steam Pretreated Spruce. J.
Enzyme and Microbial Technology 37 : 195-204.
Spangler D, J., G. H. Emert, 2006. Simultaneous Saccharification/Fermentation With
Zymomonas mobilis. Biotech Bioeng 28 :115-118.
Sudarmadji, S.B. Haryono dan Suhardi, 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan
Pertanian, Liberty, Yogyakarta.
Suhartono MT. 1989. Enzim dan Bioteknologi. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Antar Universitas Bioteknologi IPB, Bogor.
Steel, R.G. and H. J.H. Torrie, 1991. Prinsip dan Prosedur Statistika. (Terjemahan B.
Sumantri). PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Taherzadeh MJ, Karimi K. 2007a. Acid-Based Hydrolysis Processes for Ethanol from
Lignocellulosic Materials. J BioResourches 2 :472-499.
Taherzadeh MJ, Karimi K. 2007b. Enzyme-Based Hydrolysis Process for Ethanol from
Lignocellulosic Material. Review: J BioResources 2 (4) : 707-738.
Tjokroadikoesoemo PS. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Gramedia, Jakarta.
Wahyuni A. 2008. Rekayasa Bioproses Pembuatan Bioetanol Dari Sirup Glukosa Ubi Jalar
Dengan Menggunakan Saccharomyces cerevisiae. Pascasarjana IPB, Bogor.
21
Wargiono J, A. Hasanuddin, Suyamto. 2006. Teknologi Produksi Ubi kayu Mendukung
Industri Bioethanol. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Jakarta.
Whitaker JR. 1996. Principles of Enzymology for Food Sciences. MD Inc. New York.
Winarno FG. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Wright JD, Wyman CE, Grohmann K. 1988. Simultaneous Saccharification and Fermentation
of Lignocellulose. Appl Biochem Biotechnol 18: 75-90.
Wyman CE. 1996. Handbook on Bioethanol Production and Utilization. Taylor & Francis Ltd.
23
Lampiran 2. Penggunaan dana penelitian
NO TANGGAL KEGIATAN BIAYA
1 28/3/2014 Pengurusan surat ijin penelitian dan pembayaran
ijin masuk laboratorium
400.000
2 5/4/2014 Survai bahan penelitian, kimia dan peralatan 400.000
2 29/4/2014 Pembelian ubi jalar 475.000
3 5/5/2014 Pembelian bahan kimia dan enzim 21.500.500
4 6/5/2014 Pembelian bahan pendukung 450.000
5 6/5/2014 Pembelian peralatan pendukung 525.000
6 15/8/2014 Analisa data 250.000
7 19/8/2014 Pembuatan laporan kemajuan penelitian 240.000
TOTAL 24.240.500
24
Lampiran 3. Biodata ketua dan anggota peneliti
1. Ketua Peneliti
A. IDENTITAS DIRI
1. Nama Lengkap (dengan gelar) Prof. Dr. Ir. Bambang Admadi H
2. Jabatan Fungsional Guru Besar
3. Jabatan Struktural -
4. NIP/NIK/No.Identitas lainnya 19650221 199003 1 004
5. NIDN 0021026502
6. Tempat dan Tanggal Lahir Malang, 21 Februari 1065
7. Alamat Rumah Pasraman UNUD F/68, Jimbaran, Kuta
8. Nomor Telepon/Faks /HP 08123830220
9. Alamat Kantor Kampus Bukit Jimbaran, Kuta, Badung
10. Nomor Telepon/Faks 0361 701801
11. Alamat e-mail [email protected]
12. Lulusan yang telah dihasilkan 50 orang
13. Mata Kuliah yg diampu Statistika
Rancangan Percobaan
Analisis Multivariat
Sistem Pascapanen Hortikultura
Teknologi Bahan Alam Hayati
Teknologi Polimer
Manajemen Keuangan
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
S-1 S-2 S-3
Nama PT Universitas Brawijaya Universitas Gajah
Mada
Universitas
Airlangga
Bidang Ilmu Tekn. Industri Pert Tekn. Perkebunan Fisiologi MIPA
Tahun Masuk 1984 1992 1995
Tahun Lulus 1988 1995 1999
Judul Skripsi/
Tesis/Disertasi
Pengolahan makanan
bayi dari pisang raja
dan analisis
ekonminya
Pembuatan papan
partikel dari kulit
mete dengan
menggunakan
perekat urea dan
CNSL formaldehid
Pengembangan
pengelolaan pasca
panen pisang
cavendish
(pendekatan fisiologi
experimental)
25
Nama
Pembimbing/
Promotor
Dr. Ir. Sumaryo Dr. TA Prayitno Prof. Soeparmo
C. PENGALAMAN PENELITIAN DALAM 5 TAHUN TERAKHIR
(Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber *) Jml (Juta Rp.)
1
2008
Pembuatan gel reflaktan
liligundi dan gumitir sebagai
penolak nyamuk Aedes
aegepty.
Aedes Aegypti
DIPA
KEMENKES
Rp96.000.000,-
2 2009 Penentuan jenis umbi-umbian
sebagai bahan pangan kering
untuk pencegahan dan
konsumsi penderita penyakit
diabetes mellitus
RUSNAS
UNUD
Rp100.000.000,-
3 2010 Penentuan asupan dan
kesukaan olahan kering umbi-
umbian sebagai bahan pangan
penderita diabetes mellitus
RUSNAS
UNUD
Rp100.000.000,-
4 2011 Observasi pemakaian daun
liligundi (Vitex trifolia Linn) di
masyarakat dan pengujian
efektivitas klinis gel
ekstraknya sebagai reflaktan
nyamuk
DIPA
KEMENKES
Rp105.000.000,-
5 2011 Sinergisme ekstrak kunyit dan
asam dalam mengendalikan
penyakit diabetes mellitus
HIBAH
BERSAING
Rp32.500.000,-
6 2012 Upaya memanfaatkan ketela
sebagai bahan pangan diet
penderita diabetes mellitus
Unggulan
Perguruan
Tinggi
Desentralisasi
UNUD
Rp40.000.000,-
7 2010 Produksi bioetanol dari ubi
jalar melalui proses SFS
UNGGULAN
UNUD
Rp50.000.000,-
26
8 2012 Upaya meningkatkan produksi
bioetanol dari ubi jalar (ipomea
batatas l) melalui proses
likuifikasi dan sakarifikasi
fermentasi simultan (sfs)
BOPTN Rp40.000.000,-
*) Tuliskan sumber pendanaan : PDM, SKW, Pemula, Fundamental, Hibah Bersaing, Hibah
Pekerti, Hibah Pascasarjana, Hikom, Stranas, Kerjasama Luar Negeri dan Publikasi
Internasional, RAPID, Unggulan Stranas atau sumber lainnya.
D. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT DALAM 5 TAHUN
TERAKHIR
No Tahun Judul Pengabdian Kepada
Masyarakat
Pendanaan
Sumber *) Jml (Juta Rp.)
1. 2008 Pelatihan pengolahan wortel
menjadi aneka chips dan snack
wortel di Kab.Bantaeng
Dinas
Pertanian dan
Kehutanan,
Kab.
Bantaeng
Rp90.000.000,-
2. 2009 Pelatihan dan penyuluhan
pengolahan makanan sehat bagi
Darmawanita UNUD
DIPA UNUD Rp15.000.000,-
3. 2010 Sosialisasi roadmap pengembangan
hortikultura Bali
Dinas
Pertanian,
Bali
Rp30.000.000,-
4. 2011 Pelatihan Analisis Usaha
Pengolahan Sirup Ubi Jalar
(Ipomea batatas) di Desa Pelaga,
Kec. Petang, Kab Badung
DIPA UNUD Rp5.000.000,-
5. 2012 IbM Pada Kelompok Tani Salak di
Kecamatan Pupuan Tabanan Bali
IBM Rp50.000.000,-
6. 2012 Penerapan paket teknologi
pascapanen rebung bamboo tabah
(Gigantochloa nigrociliata BUSE-
KURZ) dalam rangka
pemberdayaan kelompok tani
organic pupuan (TOP) di
Kabupatem Tabanan, Bali
IPTEKDA Rp100.000.000,-
*) Tuliskan sumber pendanaan : Penerapan IPTEKS – SOSBUD, Vucer, Vucer Multitahun,
UJI, Sibermas, atau sumber dana lainnya
27
E. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL DALAM 5
TAHUN TERAKHIR
No. Judul Artikel Ilmiah Volume/Nomor Nama Jurnal
1 Pembuatan gel reflaktan kunci pepet
sebagai penolak nyamuk Aedes aegepty
Vol 39, No. 1
Januari 2008,
Hal 37-42
Medicina
2 Komperasi jalur-jalur distribusi dan
penanganan bunga potong mawar dari
Bedugul hingga kota Denpasar
Vol. 14 No 6,
Juni 2008, Hal
977-984
Agritek
3 Penentuan jenis olahan kering umbi-
umbian dan cara pengolahan akhirnya
untuk bahan pangan penderita diabetes
mellitus
Vol. 2 No. 1,
Februari 2011,
Hal. 186 -191
Jurnal
TEKNIK
INDUSTRI
4 Pembelajaran kognitif : strategi kognitif
dalam mata kuliah Teknologi Pasca Panen
Hortikultura
Volume 18
Nomor 2 Bulan
Oktober Tahun
2011
Jurnal
Pendidikan
dan
Pembelajaran
UNM
5 Penentuan formula komposit plastic
biodegradable glukomanan dari umbi
porang ditinjau dari karakteristik fisik dan
mekanis
Desember 2011 The excellent
research
Universitas
Udayana
F. PENGALAMAN PENYAMPAIAN MAKALAH SECARA ORAL PADA
PERTEMUAN/ SEMINAR ILMIAH DALAM 5 TAHUN TERAKHIR
No. Nama Pertemuan ilmiah/
Seminar
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Tempat
1. Seminar nasional
ketahanan pangan, Fak.
Teknologi Pertanian,
UniversitasUdayana
Studi ekonomi distribusi bunga
potong mawar dari Bedugul ke
kota Denpasar
Denpasar, 2009
2. Seminar internasional :
Bioscience and
biotechnology Pave the
way for a better life
Determinationi of the tuber types
as a diet food of diabetes
mellitus patient
Denpasar, 2010
3 Seminar internasional :
Maintining World property
through Biosciences,
Biotechnology and
Revegetation
Model of Weight Losses on
Potatoes Distribution Chain from
Farmers in Baturiti, Tabanan
Regency until Retailer in
Denpasar
Denpasar, 2011
4 4th
International
Conference On Biosciences
And Biotechnology
Determination of Potato Sweet
Varieties As Diet Food Of
Diabetes Mellitus Patients
Denpasar, 2012
28
G. PENGALAMAN PENULISAN BUKU DALAM 5 TAHUN TERAKHIR
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
1. Rancangan Percobaan, Teori dan Aplikasi
dengan SPSS dan Excel
2011 200 Lintas Kata
2. Menyingkap Potensi Rumput Laut di Pulau
Dewata Bali
2012 200 Agromedia
H. PENGALAMAN MERUMUSKAN KEBIJAKAN PUBLIK/ REKAYASA SOSIAL
LAINNYA DALAM 5 TAHUN TERAKHIR
No. Judul/ Tema/ Jenis Rekayasa
Sosial lainnya yang telah
ditetapkan
Tahun Tempat
Penerapan
Respons
Masyarakat
1 Roadmap pengembangan
hortikultura di Bali
2010 Bali Baik
2 Pengembangan agribisnis rumput
laut
2011 Kab. Bantaeng,
Sulsel
Baik
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidak-
sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.
Bukit Jimbaran, 19 Februari 2014
Prof. Dr. Ir. Bambang Admadi H
NIP. 19650221 199003 1 004
29
2. Anggota Peneliti I
A. IDENTITAS DIRI
1 Nama Lengkap (dengan gelar) I Wayan Arnata, S.TP., M.Si. L
2 Jabatan Fungsional Lektor
3 Jabatan Struktural -
4 NIP/NIK/No.Identitas lainnya 19780620 200501 1 002
5 NIDN 0020067803
6 Tempat dan Tanggal Lahir Ungasan, 20 Juni 1978
7 Alamat Rumah Pondok Bougenville, Jl. Kampus Unud Bukit
Jimbaran
8 Nomor Telepon/Faks 0361-703825
9 Nomor HP 08123638623
10 Alamat Kantor Kampus Bukit Jimbaran, Badung – Bali
11 Nomor Telepon/Faks 0361-701801
12 Alamat e-mail [email protected]
13 Lulusan yang telah dihasilkan 8 orang S-1
14. Mata Kuliah yg diampu 1. Teknologi Bioenergi
2. Teknologi Polimer
3. Teknologi Bahan Alam Hayati
4. Rancangan Percobaan
5. Statistik
6. Penerapan Komputer
7. Teknik Tata Cara Kerja
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
2.1 Program: S-1 S-2
2.2 Nama PT UNUD IPB
2.3 Bidang Ilmu Teknologi Industri Pertanian Teknologi Industri Pertanian
2.4 Tahun Masuk 1996 2007
2.5. Tahun Lulus 2001 2009
2.6 Judul Skripsi/
Tesis/Disertasi
Persepsi Pelanggan Terhadap
Kualitas Air Minum PAM dan
Pelayanan PAM PT. Tirtaartha
Buanamulia
Pengembangan Alternatif Teknologi
Bioproses Pembuatan Bioetanol dari
Ubi Kayu menggunakan
Trichoderma viride, Aspergillus
niger Dan Saccaromyces
cerevisiae
30
2.7. Nama
Pembimbing/
Promotor
Ir. I Ketut Satriawan, MT
Ir. GP ganda Putra, MP
Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi.
Dr. Ir. Nur Richana, MSi
C. PENGALAMAN PENELITIAN (Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian
Kedudukan
dalam
penelitian
Pendanaan
Sumber
Jml
(Juta
Rp.)
1. 2006 Identifikasi Pemanis Buatan Pada Jajan
Tradisional Bali Yang Diperdagangkan
Di Pasar Badung. Beserta Analisis
Finansialnya
Anggota
Peneliti
DIPA 50 Juta
2. 2006 Studi Cara dan Lama Pengeringan
Simplesia Jahe (Zingiber officinale
Roscoe) (Kajian Antioksidan)
Anggota
Peneliti
Research
Grant
TPSDP
32 Juta
3. 2006 Kerusakan Aktivitas Antioksidan Bubuk
Simplesia Rimpang Jahe (Zingiber
officinale Roscoe) oleh Cahaya dan
Panas
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
muda)
10 Juta
4. 2007 Rasio Penambahan Gula dan Pengaruh
Waktu Fermentasi Terhadap
Karakteristik Coco Cider
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
10 Juta
5. 2007 Potensi Aktivitas Antioksidan Biji Adas
(Foeniculum vulgare Mill) Sebagai
Penangkap Radikal Bebas
Ketua
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
10 Juta
6. 2007 Mempelajari Potensi Antioksidan dan
Antiradikal Produksi Bubuk Simplesia
Jahe (Zingiber officinale Roscoe) pada
Tahapan Pengeringan
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
10 Juta
7. 2010 Produksi Bioetanol Dari Hidrolisat
Tepung Ubi Jalar (Ipomea batatas L)
Melalui Proses Sakarifikasi Fermentasi
Simultan ( SFS)
Anggota
Peneliti
Hibah
Unggulan
Udayana
50 juta
8 2011 Eksplorasi Potensi Mikroalga di Pantai
Pulau Bali Untuk Produksi Biodiesel
Ketua
Peneliti
Hibah
Unggulan
Udayana
50 juta
9 2011 Aktivitas Antioksidan Bekatul Beras
Merah dari Kabupaten Tabanan bali
Anggota
Peneliti
Hibah
Unggulan
Udayana
50 juta
10 2011 Optimalisasi Waktu Perebusan terhadap
Kandungan Pb dan Cd pada Kangkung
(Ipomoea Aquatica Forsk.)
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
7,5 Juta
31
11 2011 Pemanfaatan Tepung Kacang-Kacangan
Sebagai Sumber Protein Dalam
Pembuatan Mie Basah
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
7,5 Juta
12
2012
Evaluasi Pengemas plastik dan suhu
penyimpanan dalam memperpanjang
umur simpan mie basah kacang merah
Anggota
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
7,5 Juta
13
2012
Rekayasa Bioproses Produksi Bioetanol
Dari Ubi Kayu Dengan Teknik Ko-
Kultur Ragi Tape Dan Saccharomyces
Cerevisiae
Ketua
Peneliti
DIPA
(Dosen
Muda)
7,5 Juta
14
2012
Upaya Meningkatkan Produksi
Bioetanol Dari Ubi Jalar (Ipomea
batatas L) Melalui Proses Likuifikasi
Dan Sakarifikasi Fermentasi Simultan
(SFS)
Anggota
Peneliti
BOPT
Udayana
40 juta
15
2013
Peningkatan Efisiensi Produksi
Bioetanol Untuk Menunjang
Terwujudnya Keluarga Mandiri Energi
Ketua
Peneliti
Desentral
isasi
50 juta
16
2013
Perancangan Dan Uji Alat Dehidrator
Penyaring Molekul Tipe Tunggal Untuk
Pemurnian Bioetanol
Anggota
Peneliti
BOPT 50 Juta
17
2013
Produksi Lipid Sebagai Bahan Baku
Biodiesel Dari Strain Mikroalga
Perairan Pantai Pulau Bali
Anggota
Peneliti
PNBP 50 Juta
18 2013
Pemurnian Bioetanol Dengan Adsorben
Molecular Sieve
Anggota Dosen
Muda
7 Juta
19
2013
Penelitian Hibah bersaing Desentralisasi
Mikroenkapsulasi Ekstrak Bekatul
Beras Merah Dalam Upaya Pemanfaatan
Limbah Gabah Di Bali Sebagai Pangan
Fungsional
Anggota
Peneliti
Desentral
isasi
50 juta
D. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
No. Tahun Judul Pengabdian Kepada
Masyarakat
Kedudukan
dalam
pengabdian
Pendanaan
Sumber Jml (Juta
Rp.)
1 2010 Analisis Ekonomi Kue Mangkok Ketela
Ungu Di Desa Taro, Kabupaten Gianyar
Anggota DIPA 2 juta
2 2010 Pelatihan Pembuatan Selai Jahe Di Desa
Taro, Kabupaten Gianyar
Anggota DIPA 2 juta
3 2011 Pelatihan Pembuatan Nugget Nangka
Keju Beserta Perhitungan Harga Jual
Anggota DIPA 4 juta
32
Produk Di Desa Pengotan Kecamatan
Bangli, Kabupaten Bangli
4 2011 Pelatihan Pengolahan Jahe Menjadi Permen Jahe di
Desa Taro, Kec. Tegalalang, Kab. Gianyar
Ketua DIPA 4 juta
5 2011
IBM Untuk Simantri Di Desa Sawan,
Kec. Sawan Buleleng Anggota
IBM 40 Juta
6 2011
Pelatihan Pembuatan Tortila Jagung Di
Desa Pengotan Bangli Anggota
DIPA 4 juta
7 2012
Pelatihan Pembuatan Tortila Singkong Di
Desa Pengotan Bangli Anggota
DIPA 4 juta
8 2013
Pelatihan Pembuatan Hati Kacang Hijau
Di Desa Pengotan Kabupaten Bangli Ketua
BOPT 4 juta
E. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/Nom
or
Nama Jurnal
1. 2008 Produksi Bioetanol Dari Ubi Kayu
Melalui Proses Sakarifikasi
Fermentasi Simultan Menggunakan
Trichoderma viride dan
Saccharomyces cerevisiae
Vol:17 (5)
ISSN:0852.54
26
Agritek
Malang
2. 2009 Potensi Aktivitas Antioksidan Biji
Adas (Foeniculum vulgare Mill)
Sebagai Penangkap Radikal Bebas
Vol: 15 (2)
ISSN 0853-
6414
Agrotekno
Udayana
3. 2010 Kerusakan Aktivitas Antioksidan
Bubuk Simplesia Rimpang Jahe
(Zingiber officinale Roscoe) oleh
Cahaya dan Panas
Vol 16 (2)
ISSN 0853-
6414
Agrotekno
Udayana
4 2013 Jurnal Nasional Terakreditasi: Lnh
Putu Wrasiati, I Wayan Arnata, I
Wayan Gede Sedana Yogadan 1 Made
Mahaputra Wijaya. Pemanfaatan
Limbah Air Kelapa Menjadi Produk
Coco Cider: Kajian Penambahan Gula
dan Waktu Fermentasi
Jurnal Bumi
Lestari Vol:13
No:1
ISSN:1411-
9668
Jurnal Bumi
Lestari
5 2013 Jurnal nasional tidak terakreditasi
Rekayasa Bioproses Produksi
Bioetanol Dari Ubi Kayu Dengan
Teknik Ko-Kultur Ragi Tape Dan
Saccharomyces Cerevisiae
Jurnal
Agrointek
vol:7 no 1
2013 ISSN:
1907-8056
Jurnal
Agrointek
E. PENGALAMAN PENYAMPAIAN MAKALAH PADA PERTEMUAN/SEMINAR
No. Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Waktu dan
Tempat
1. International Bioprocess Technology to Produce 2009. Denpasar
33
Conferece on
Biotechnology for
Sustainable Future
Bioethanol from Cassava by Co-
culture Trichoderma viride,
Aspergillus niger Dan Saccaromyces
cerevisiae
Bali
2 Seminar Nasional
Ketahanan pangan
Pembuatan Bioetanol dari Hidrolisat
Tepung Ubi kayu menggunakan
Kultur Campuran Trichoderma viride,
Aspergillus niger dan Saccharomyces
cerevisiae (
2009, Teknologi
Pertanian,
Udayana Bali
3 International
Conferece on
Biotechnology for
Sustainable Future
Ethanol Production From Acid
Hidrolysate Cassava Flour With
Mixed Culture Tricoderma viride And
Saccaromyces cerevisiae
2010, Denpasar
Bali
4 International
Microbiology
Indonesia
Production of Crude Enzyme
Amyloglucosidase From “Onggok”
by Aspergillus niger
2011, Denpasar
Bali.
5 International
Conferece on
Biotechnology for
Sustainable Future
Enzymatically Liquefaction Sweet
Potato (Ipomea batatas L) to
Bioethanol Production Using
Saccharomyces cerevisiae.
2011, Denpasar
Bali
6 Seminar Nasional
APTA
Produksi Glukosa Cair dari Pati Ubi
Jalar Melalui Proses Likuifikasi dan
Sakarifikasi Secara Enzimatis
2012, Denpasar
Bali
7 International
Conferece on
Biotechnology for
Sustainable Future
Production of Crude Enzyme
Cellulases from Cassava Waste
by Trichoderma viride
2012, Denpasar
Bali
8 Seminar PATPI Produksi Biomassa dan Potensi
Nutrisi Mikroalga Nannochloropsis
sp. K4
2013, Jember
Jatim
9 Seminar APTA Produksi Bioetanol Melalui Proses
Sakarifikasi fermentasi Simultan:
kajian Konsentrasi Enzim dan Waktu
Proses
2013, Malang
Jatim
VI. PENGALAMAN PENULISAN BUKU
No. Tahun Judul Buku Jumlah
Halaman
Penerbit
1. 2010 Rancangan Percobaan : Teori, Aplikasi,
SPSS dan Excel
148 Lintas Kata
Publishing
ISBN : 978-
602-99853-1-3
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidak-
sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.
34
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan
dalam pengajuan Hibah Penelitian.
Denpasar, 20 Februari 2014
I Wayan Arnata, S.TP.,M.Si
NIP. 197806202005011002
35
3. Anggota peneliti II
A. IDENTITAS PENELITI
1 Nama Lengkap (dengan gelar) I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP.,M.Agb L
2 Jabatan Fungsional Asisten Ahli
3 Jabatan Struktural -
4 NIP/NIK/No.Identitas lainnya 19800516 6200502 1 006
5 NIDN 0016058003
6 Tempat dan Tanggal Lahir Denpasar, 16 Mei 1980
7 Alamat Rumah Jl. Sekar Sari no.2A, Kesiman Kertalangu, Denpasar
Timur.
8 Nomor Telepon/Faks 083119244448
9 Nomor HP 08124647979
10 Alamat Kantor Kampus Bukit Jimbaran, Badung – Bali
11 Nomor Telepon/Faks 0361-701801
12 Alamat e-mail [email protected]
13 Lulusan yang telah dihasilkan 0 orang S-1
14. Mata Kuliah yg diampu 1. Dasar-Dasar Manajemen
2. Pengantar Ilmu Ekonomi
3. Satuan Operasi
4. Pengemasan dan Penyimpanan
5. Manajemen Keuangan
6. Ekonomi Teknik
7. Sosiologi Industri
8. Menggambar Teknik
9. Matematika Dasar
10. Kewirausahaan
11. Sistim Pascapanen Hortikultura
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
2.1 Program: S-1 S-2
2.2 Nama PT UNUD UNUD
2.3 Bidang Ilmu Teknologi Industri Pertanian Manajemene Agribisnis
2.4 Tahun Masuk 1998 2008
2.5. Tahun Lulus 2004 2012
2.6 Judul Skripsi/
Tesis/Disertasi
Pengaruh Suhu Penyangraian
Terhadap Beberapa
Karakteristik Mutu Kopi
Arabika Bubuk di Koperasi
Tani Mulih Sari, Kintamani -
Bangli
Analisis Rantai Nilai Komoditas
Tomat dari Kecamatan Baturiti
Kabupaten Tabanan menuju Kota
Denpasar
2.7. Nama
Pembimbing
Ir. Sri Mulyani, MP
Ir. A. Suryawan W., MSc., PhD
Prof. Dr. Ir. Made S.Utama, MSc.
Ir. Nyoman Parining, M.Rur.
36
C. PENGALAMAN PENELITIAN (Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian
Kedudukan
dalam
penelitian
Pendanaan
Sumber
Jml
(Juta
Rp.)
1. 2006
Identifikasi Pemanis Buatan Pada
Jajan Tradisional Bali Yang
Diperdagangkan Di Pasar Badung.
Anggota
Peneliti DIPA 10 Juta
2. 2007
Baseline Survey dan Analisisnya
dalam Rangka Pengembangan
Agribisnis Hortikultura UD. Sila
Artha
Anggota
Peneliti Pribadi 10 Juta
3. 2012 Analisis Rantai Pasok Komoditas
Cabe di Denpasar
Ketua
Peneliti DIPA 7,5 Juta
D. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
No. Tahun Judul Pengabdian Kepada
Masyarakat
Keduduka
n dalam
pengabdia
n
Pendanaan
Sumber Jml (Juta
Rp.)
1 2006
Kursus Singkat dan Pelatihan
Pemanfaatan Mesin Pemarut Kelapa
dalam Pembuatan VCO (Virgin
Coconut Oil) di Desa Bebandem
Anggota DIPA 4 juta
2 2006
Upaya Pemanfaatan Kelapa Menjadi
VCO (Virgin Coconut Oil) di Desa
Bebandem
Anggota DIPA 4 juta
3 2006 Penerapan Proses Produksi VCO dan
Analisis Usahanya di Desa Bebandem Anggota DIPA 4 juta
4 2006
Upaya Meningkatkan Nilai Ekonomis
Air Kelapa Menjadi “Coco Cider” di
Desa Bebandem
Anggota DIPA 4 juta
E. PENGALAMAN PENYAMPAIAN MAKALAH PADA PERTEMUAN/SEMINAR
No.
Nama
Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Waktu dan
Tempat
1.
Seminar
PERHORTI
2011
Analisis Rantai Nilai Komoditas Tomat dari
Kecamatan Baturiti Kabupaten Tabanan menuju
Kota Denpasar pada Seminar Nasional
Hortikultura, Perhorti, Lembang-Bandung
23-24
November
2011
2. Seminar
Nasional APTA Analisis Nilai Tambah Tomat di Kota Denpasar 2012
37
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai
ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan penelitian.
Denpasar, 20 Februari 2014
I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP.,M.Agb
NIP. 19800516 200502 1 006