MEMPELAJARI PENGARUH KONSENTRASI RAGI INSTAN DAN WAKTU FERMENTASI TERHADAP PEMBUATAN ALKOHOL DARI
PATI GADUNG (Dioscorea hispida dennst)
SKRIPSI OLEH: ZULHANI PURBA
060305014 / TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
WAKTU FERMENTASI TERHADAP PEMBUATAN ALKOHOL DARI PATI GADUNG (Dioscorea hispida dennst)
SKRIPSI OLEH: ZULHANI PURBA
060305014 / TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
Judul Skripsi : Mempelajari Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan dan Waktu Fermentasi terhadap Pembuatan Alkohol dari Pati Gadung
(Dioscorea hispida dennst)
Nama : Zulhani Purba
NIM : 060305014
Departemen : Teknologi Pertanian
Program Studi : Teknologi Hasil Pertanian
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Ir. Rona J Nainggolan, SU Ir. Setyohadi, M.Sc Ketua Anggota
Mengetahui :
Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si Ketua Departemen Teknologi Pertanian
ZULHANI PURBA : Mempelajari Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan dan Waktu Fermentasi terhadap Pembuatan Alkohol dari Pati Gadung, dibimbing oleh Ir. Rona J Nainggolan, SU dan Ir. Setyohadi M.Sc
Salah satu usaha dalam merealisasikan terobosan baru adalah pemanfaatan gadung bahan penghasil alkohol. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi ragi instan dan waktu fermentasi terhadap pembuatan alkohol dari pati gadung. Penelitian dilakukan pada bulan Maret-Juni 2010 di Laboratorium Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, menggunakan rancangan acak lengkap dengan dua faktor, yakni konsentrasi ragi instan (A) : (6, 8, 10 dan 12%) dan lama fermentasi (R) : (36, 72, 108 dan 144 jam). Parameter analisa adalah total padatan terlarut, rendemen alkohol, berat kering sel dan kadar alkohol.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi ragi instan dan lama fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap semua parameter. Interaksi konsentrasi ragi instan dan waktu fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap total padatan terlarut, rendemen alkohol, kadar alkohol dan berat kering sel. Konsentrasi ragi instan 12 % dan waktu fermentasi 144 jam menghasilkan rendemen dan mutu alkohol dari pati gadung yang terbaik.
Kata Kunci :, Pati Gadung, Alkohol, Lama fermentasi, Ragi instan
ABSTRACT
ZULHANI PURBA : A Study on the Effect of Instant Yeast Concentration and Fermentation Time in Producing Alcohol from Wild Yam Starch Supervised Ir. Rona J Nainggolan, SU dan Ir. Setyohadi M.Sc
One effort in realizing a new breakthrough is the utilization of Wild Yam Starch (Dioscorea hispida Dennst) in producing alcohol. This research was performed in Maret-Juni 2010 at Laboratory of Food Technology, Agriculture Faculty, North Sumatera University, Medan by using factorial completely randomized design with two factors i.e : instant yeast concentration (A) : (6, 8, 10 and 12%) and fermentation time (R) : (36, 72, 108 and 144 hours). Parameters analysed were total soluble solid, yield of alcohol, weight of dry cell and alcohol content.
The result showed that both the instant yeast concentration and the fermentation time had highly significant effect on all parameters. The interaction of yeast concentration and fermentation time had highly significant effect on total soluble solid, yield of alcohol, alcohol content and weight of dry cell. The 12% instant yeast concentration and 144 hours fermentation time produced the highest yield and the best quality of alcohol from Wild Yam Starch.
RINGKASAN
Zulhani Purba “Mempelajari Pengaruh Konsentrasi Ragi instan dan
Waktu Fermentasi terhadap Pembuatan Alkohol dari Pati Gadung (Dioscorea hispida dennst)” dibimbing oleh Ir. Rona J Nainggolan, SU. selaku ketua komisi pembimbing dan Ir. Setyohadi, M.Sc selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor, yaitu faktor Konsentrasi Ragi Instan (A) dan Lama Fermentasi (R). Konsentrasi Ragi Instan terdiri dari 4 taraf, yaitu 6 % ; 8 % ; 10 % ; 12 %. Lama Fermentasi (R) terdiri dari 4 taraf, yaitu 36 jam ; 72 jam ; 108 jam ; 144 jam.
Hasil penelitian yang dianalisa secara statistik menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
Total Soluble Solid (oBrix)
Konsentrasi ragi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap total soluble solid (TSS) pembuatan alkohol setelah fermentasi. TSS tertinggi diperoleh pada konsentrasi ragi instan 6 % (A1) sebesar 12.31 (oBrix) dan
Total Soluble Solid (TSS) terendah diperoleh pada konsentrasi ragi instan 12 % (A4) sebesar 9.38 (oBrix).
Lama fermentasi memberi pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap total soluble solid (TSS) pembuatan alkohol setelah fermentasi. Total soluble solid (TSS) tertinggi diperoleh pada lama fermentasi 36 jam (R1)
sebesar 11.71 oBrix dan Total Soluble Solid (TSS) terendah diperoleh pada lama fermentasi 144 jam (R4) sebesar 9.58 oBrix.
Interaksi konsentrasi ragi instan dan lama fermentasi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap Total Soluble Solid (TSS) pembuatan alkohol setelah fermentasi. Total Soluble Solid (TSS) tertinggi diperoleh pada interaksi A1R1 yaitu konsentrasi ragi instan 6% dan lama
fermentasi 36 jam sebesar 13.55 oBrix dan terendah diperoleh pada interaksi A4R4 yaitu konsentrasi ragi instan 12%dan lama fermentasi 144 jam sebesar 8.05 oBrix.
Rendemen Alkohol
Konsentrasi ragi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap rendemen alkohol. Rendemen alkohol tertinggi diperoleh pada konsentrasi ragi instan 12 % (A4) sebesar 50.843 % dan rendemen alkohol
terendah diperoleh pada konsentrasi ragi instan 6 % (A1) sebesar 30.791 %.
Lama fermentasi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap rendemen alkohol. Rendemen alkohol tertinggi diperoleh pada lama fermentasi 144 jam (R4) sebesar 40.875 % dan rendemen alkohol terendah
diperoleh pada lama fermentasi 36 jam (R1) sebesar 37.186 %.
Interaksi konsentrasi ragi instan dan lama fermentasi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap rendemen alkohol yang dihasilkan. Rendemen alkohol tertinggi diperoleh pada interaksi A4R4 yaitu konsentrasi ragi
instan (12%) dan lama fermentasi 144 jam sebesar 54.04 % sedangkan rendemen alkohol terendah diperoleh pada interaksi A1R1 konsentrasi ragi instan (6%) dan
lama fermentasi 36 jam sebesar 29.51 %.
Berat Kering Sel
Konsentrasi ragi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap berat kering sel. Berat kering sel tertinggi diperoleh pada konsentrasi ragi instan 12 % sebesar 71.761 gr/ 5 ml dan berat kering sel terendah diperoleh pada konsentrasi ragi instan 6 % (A1) sebesar 16.950 gr/ 5 ml.
Lama fermentasi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap berat kering sel. Berat kering sel tertinggi diperoleh pada lama fermentasi 144 jam (R4) sebesar 60.005 dan berat kering sel terendah diperoleh
pada lama fermentasi 36 jam (R1) sebesar 22.435.
Interaksi konsentrasi ragi instan dan lama fermentasi memberi pengaruh berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap berat kering sel yang dihasilkan, terhadap rendemen alkohol yang dihasilkan. Berat kering sel tertinggi diperoleh pada interaksi A4R4 yaitu konsentrasi ragi instan (12%) dan lama fermentasi 144 jam
sebesar 97.710 %. sedangkan berat kering sel terendah diperoleh pada interaksi A1R1 konsentrasi ragi instan (6%) dan lama fermentasi 36 jam sebesar 7.195 %.
Kadar Alkohol
Konsentrasi ragi memberi pengaruh yang berbeda sangat nyata (p<0,01) terhadap kadar alkohol. Kadar alkohol tertinggi diperoleh pada konsentrasi ragi instan 12 % (A4) sebesar 43.493 % dan Kadar alkohol terendah diperoleh pada
konsentrasi ragi instan 6 % (A1) sebesar 24.681 %.
Lama fermentasi memberi pengaruh sangat nyata (p<0,01) terhadap kadar alkohol. Kadar alkohol tertinggi diperoleh pada lama fermentasi 144 jam (R4)
sebesar 45.281 % dan kadar alkohol terendah diperoleh pada lama fermentasi 36 jam (R1) sebesar 22.736 %.
Interaksi konsentrasi ragi instan dan lama fermentasi memberi pengaruh sangat nyata (p<0,01) terhadap kadar alkohol yang dihasilkan. Kadar alkohol tertinggi diperoleh pada interaksi konsentrasi ragi instan (12%) A4 dan lama
fermentasi 108 jam R3 sebesar 52.105 % dan kadar alkohol terendah diperoleh
pada interaksi konsentrasi ragi instan (6%) A1 dan lama fermentasi 36 jam R1
sebesar 11.845 %.
RIWAYAT HIDUP
ZULHANI PURBA dilahirkan di Desa Sipispis, Kecamatan Sipispis, Kabupaten Serdang Bedagai pada tanggal 04 Agustus 1987 dari ayahanda Ahmad Bakri Purba dan Ibunda Siti Aisyah Damanik. Penulis merupakan putri Pertama dari empat bersaudara.
Tahun 2006 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sipispis dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur Pemandauan Minat dan Prestasi ( PMP ). Penulis memilih program studi Teknologi Hasil Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai Sekretaris Agriculture Technology Moslem ( ATM ) Departemen Teknologi Pertanian, Sebagai Bendahara Umum Ikatan Mahasiswa dan Pemuda Islam Sipispis, Sebagai Wakil Ketua Bidang Kemuslimahan dan Bendahara di Bidang Kaderisasi di Badan Kenaziran Musholla Al Mukhlisin Fakultas Pertanian, Pernah Menjadi Anggota SAHIVA USU
Prestasi yang pernah diraih adalah sebagai salah satu pemenang dalam Program Kreativitas Mahasiswa PKM Penelitian tahun 2009 dan Finalis (PKM) Artikel Ilmiah dari DIKTI, selain itu pernah menjadi finalis pada program Student Enterpreneur Center (SEC) USU.
Penulis melaksanakan kegiatan Praktek Kerja Lapang ( PKL ) di Pabrik Biodiesel PT. Pamina Adolina- Ganesha Energy Perbaungan- Serdang Bedagai Juli sampai Agustus 2010.
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun judul penelitian ini adalah“ Mempelajari Pengaruh Konsentrasi Ragi instan dan Waktu Fermentasi terhadap Pembuatan Alkohol dari Pati Gadung (Dioscorea hispida dennst)”, yang disusun sebagai salah satu syarat untuk dapat meraih gelar sarjana di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ir. Rona J Nainggolan , SU. selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Ir. Setyohadi, M.Sc selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Kepada kedua orang tua yang tercinta Ayahanda Ahmad Bakri Purba dan Ibunda Siti Aisyah Damanik yang telah memberikan dukungan penuh dan yang telah banyak membantu team asisten Laboratorium Teknologi Pangan serta teman-teman stambuk 2006 yang telah memberikan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan, akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, wasalam.
Medan, Juni 2010 Penulis
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... i
RINGKASAN ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ... 4 Kegunaan Penelitian ... 4 Hipotesa Penelitian ... 4 TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum Tentang Gadung... 5
Komposisi Kimia Gadung... 12
Hidrolisis ... 14 Fermentasi Alkohol ... 15 Jenis Alkohol ... 15 Sumber Mikroba ... 17 Ragi ... 21 Penyulingan Alkohol... 23 Karakteristik Alkohol... 24
BAHAN DAN METODA PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 27
Bahan Penelitian ... 27 Reagensia ... 27 Alat Penelitian... 27 Metoda Penelitian ... 28 Model Rancangan... ... 29 Pelaksanaan Penelitian... 31 Pengamatan dan Pengukuran Data
Penentuan Rendemen... 31
Penentuan Kadar Alkohol ... 31
Efisiensi Fermentasi Pengukuran Total Soluble Solid... 32
Penentuan Berat Kering Sel Metode Langsung ... 32
SKEMA PENELITIAN Proses Pembuatan Pati ... 33
Proses Hidrolisis……… 34
Proses Pembuatan Starter……… 35
Proses Fermentasi ... 35
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Parameter yang diamati ... 36
Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Parameter yang diamati ... 38
Total Soluble Solid (TSS)………. 39
Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap TSS (oBrix)... 41
Pengaruh Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix) ... 46
Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix) ... 46
Rendemen Alkohol ... 48
Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Rendemen Alkohol (%) . 48 Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%)... 49
Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%) ... 50
Berat Kering Sel ... 51
Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Berat Kering Sel (g/5 ml)... 53
Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Berat Kering Sel (g/ 5 ml) ... 54
Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap (g/ 5 ml)... 55
Kadar Alkohol ... 56
Pengaruh Konsentrasi Ragi terhadap Kadar Alkohol (%) ... 56
Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Kadar Alkohol (%) ... 58
Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Kadar Alkohol (%) ... 59
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 69 Saran ... 69 DAFTAR PUSTAKA ... 70 LAMPIRAN ... 73 ix
DAFTAR TABEL
No. Judul Hal
1. Komposisi Kimia Gadung (per 100 gram bahan kering) ... 12
2. Sifat Fisik Etanol... 21
3 Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Parameter yang diamati 31
4 Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Parameter yang diamati ... 32
5 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap TSS (oBrix) ... 33
6 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix) ... 35
7. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix)... 36
8. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Rendemen Alkohol (%)... 38
9. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%)... 40
10. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%) ... 41
11 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Berat Kering Sel (g/5 ml) ... 43
12 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Berat Kering Sel (g/5 ml)... 45
13 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Kadar Alkohol (%) ... 48
14 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Kadar Alkohol (%)... 50
15 Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Kadar Alkohol (%) ... 52
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Hal
1. Skema Proses Pembuatan Pati ... 28
2 Skema Hidrolisis Pati gadung ... 29
3. . Skema Pembuatan Alkohol dari Pati Umbi gadung... 30
4. Grafik Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap TSS (oBrix) ... 33
4. Grafik Pengaruh Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix) ... 35
5. Grafik Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap TSS (oBrix)... 37
6. Grafik Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Rendemen Alkohol (%) ... 39
7. Grafik Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%)... 40
8. Grafik Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Rendemen Alkohol (%) ... 42
9. Grafik Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Berat Kering sel (g / 5 ml)... 44
10. Grafik Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Berat Kering sel (g / 5 ml) ... 45
11. Grafik Pengaruh interaksi konsentrasi ragi dan lama fermentasi terhadap berat kering sel (g/5 ml)... 47
12 Grafik Pengaruh Konsentrasi Ragi Instan terhadap Kadar Alkohol (%) ... 49
13 Grafik Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Kadar alkohol (%) ... 50
14 Grafik Pengaruh Interaksi Konsentrasi Ragi Instan dan Lama Fermentasi terhadap Kadar alkohol (%) ... 53
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Hal
1. Data Pengamatan Analisis Total Soluble Solid (oBrix) ... 62
2. Data Pengamatan Analisis Rendemen Alkohol (%) ... 63
3. Data Pengamatan Analisis Berat Kering Sel (g/5 ml)... 64
4. Data Pengamatan Analisis Kadar Alkohol (%)... 65
5. Specific Gravity of Ethanol 20 oC ... 66
6. Gambar Proses Penelitian ... 71
