bahan berpati (singkong, jagung, sagu, dan jenis umbi lainnya), dan bahan berserat seperti lignoselulosa[2]. Penggunaan bahan baku yang jauh lebih murah dan tersedia banyak, yakni bahan lignoselulosa dari limbah industri pertanian dan kehutanan perlu terus dikembangkan. Salah satu limbah pertanian yang banyak ditemukan adalah tongkol jagung.
Karakteristik kimia dan fisika dari tongkol jagung sangat cocok untuk pembuatan tenaga alternatif (bioetanol), kadar senyawa kompleks lignin dalam tongkol jagung adalah 6,7-13,9 %, untuk hemiselulosa 39,8 %, dan selulosa 32,3-45,6 %[3].
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan bioetanol adalah proses hidrolisis dan fermentasi. Untuk dapat mengoptimalkan kedua proses tersebut, dapat digunakan teknik ko-kultur. Penggunaan teknik ko-kultur dalam proses fermentasi untuk memproduksi bioetanol ternyata memberikan hasil yang lebih baik daripada penggunaan kultur murni S.cerevisae maupun kultur tunggal ragi tape[4].
Berdasarkan latar belakang diatas maka tujuan penelitian adalah memperoleh hasil (yield) dan kadar bioetanol optimal dari tongkol jagung (Zea mays L.) ditinjau dari nisbah ko-kultur (ragi
tape dan ragi roti), dengan pengadukan dan tanpa pengadukan, dan interaksi antara keduanya.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Piranti
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tongkol jagung,
molase, ragi tape dibeli dari pasar di Salatiga, dan ragi roti dibeli dari toko roti di Salatiga.
Bahan kimia yang digunakan antara lain NaOH, H2SO4, Nutrient Broth, standar glukosa, reagensia DNS, dan KNa Tartrat.
Piranti yang digunakan antara lain drying cabinet, autoclave, inkubator Autonics TC45, bejana fermentasi, magnetic
stirrer, waterbath Memmert,
spektrofotometer UV-VIS, 1 set peralatan distilasi, alkoholmeter.
Metode
Delignifikasi dan Hidrolisis
Serbuk tongkol jagung dideliginifikasi dengan NaOH 0,25 M (1:8) (b/v) dengan autoclave 1210C selama 30 menit kemudian dicuci sampai pH netral dan dikeringkan dalam drying cabinet suhu 500C selama 24 jam[5]. Serbuk tongkol jagung delignifikasi dihidrolisis dengan H2SO4 15% (1:10) (
b /v) dalam refluks 1000C selama 120 menit [6].
Fermentasi
Filtrat hasil hidrolisis dinetralkan sampai pH 4,6 lalu ditambah molase dan akuades dengan perbandingan substrat : molase : akuades (6:2:2). Larutan difermentasi dengan nisbah ragi tape : ragi roti (%; v/v) 7,5:7,5 ; 10;5 ; 15:5 ; 20;5 dengan penambahan ragi tape terlebih dahulu kemudian setelah 24 jam ditambah dengan ragi roti dan fermentasi dilanjutkan sampai 72 jam. Semua nisbah diberi perlakuan pengadukan dan tanpa pengadukan.
Distilasi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil (Yield) Bioetanol
Purata yield etanol hasil distilasi (% ± SE) hasil interaksi nisbah ko-kultur ragi dan pengadukan berkisar antara 14,191 ± 0,509 sampai 19,802 ± 0,809 (Tabel 1).
Berdasarkan Tabel 1. dapat dilihat bahwa hasil (yield) etanol meningkat pada nisbah ragi tape 10 % : ragi roti 5 % dengan perolehan hasil 19,802 ± 0,809 % dengan pengadukan, sedangkan hasil etanol yang tidak diaduk pada semua nisbah lebih rendah. Hasil (yield) etanol dari nisbah ragi tape 15 % : ragi roti 5% maupun ragi tape 20% : ragi roti 5% lebih sedikit karena kadar etanol lebih rendah. Rendahya kadar etanol terkait dengan glukosa yang digunakan dalam fermentasi (Tabel 3). Semakin banyak glukosa yang digunakan dalam fermentasi, maka semakin meningkat kadar etanol sehingga semakin banyak yield yang diperoleh.
Kadar Etanol
Purata kadar etanol tongkol jagung hasil distilasi (% ± SE) hasil interaksi nisbah ko-kultur ragi dan pengadukan berkisar antara 4,683 ± 0,121 sampai Kadar etanol pada nisbah ragi tape 10 % : ragi roti 5% meningkat karena glukosa yang digunakan untuk fermentasi lebih banyak dibandingkan nisbah lainnya (Tabel 3). Namun, kadar etanol dengan
perlakuan tanpa pengadukan seluruhnya lebih rendah dari yang diaduk. Perlakuan dengan pengadukan menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi dibandingkan tanpa pengadukan karena ragi dapat bekerja optimal. Hal itu dikarenakan pengadukan berfungsi untuk meratakan kontak sel dan substrat, menjaga agar mikroorganisme tidak mengendap di bawah dan meratakan temperatur[8]. Kadar etanol pada nisbah ragi tape 10 % : ragi roti 5% meningkat karena glukosa yang digunakan untuk fermentasi lebih banyak dibandingkan nisbah lainnya.
Kadar etanol hasil penelitian ini lebih tinggi dibandingkan beberapa penelitian bioetanol lainnya dengan substrat tongkol jagung. Diperoleh kadar etanol 3,2 % (v/v) dari tongkol jagung 3 % (b/v) yang difermentasi dengan jamur Aspergillus niger dan Saccharomyces cerevisiae (dari ragi roti) selama 96 jam[9]. Penelitiannya lainnya, diperoleh kadar etanol sebesar 5,34 % dari tongkol jagung yang dihidrolisis dengan H2SO4 2% dan difermentasi dengan S.cerevisiae selama 3 hari (72 jam)[6].
Kesesuaian Hasil Bioetanol dengan SNI
7390:2012
Hasil dan kadar bioetanol tongkol jagung yang optimal diuji sesuai parameter SNI 7390:2012. Bioetanol sudah memenuhi beberapa parameter seperti keasaman sebagai CH3COOH, kandungan sulfur, tembaga (Cu), dan ion klorida (Tabel 4).
KESIMPULAN
kadar etanol sebesar 8,190 ± 0,019 % dihasilkan pada nisbah ragi tape 10 % dan ragi roti 5% dengan perlakuan pengadukan.
DAFTAR RUJUKAN
[1] Susilowati, 2011, Pemanfaatan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Baku Bioetanol Dengan Proses Hidrolisis H2SO4 dan Fermentasi Saccharomyces cerevisae. Jurusan
Teknik Kimia, Fakultas Teknik. Semarang: Universitas Diponegoro. [2] Mailool, J. Ch., Molenaar R., Tooy, D.,
& Longdong, I.A., 2013, Produksi Bioetanol Dari Singkong (Manihot utilissima) dengan Skala Laboratorium. Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian. Manado: Universitas Sam Ratulangi.
[3] Fachry, A. R., Astuti, P., dan Puspitasari, T.G. (2013). Pembuatan Bioetanol Dari Limbah Tongkol Jagung dengan Variasi Konsentrasi Asam Klorida dan Waktu Fermentasi. Jurnal Teknik Kimia 1 (19).
[4] Arnata, I W., & Anggraeni, A. A. M. D., 2013, Rekayasa Bioproses Produksi Bioetanol dari Ubi Kayu dengan Teknik Ko-Kultur Ragi Tape dan Saccharomyces cerevisae. Jurnal Agrointek 7 (1).
[5] Sukumaran, R.K., Singhania, R.R., Mathew, G.M., & Pandey, A., 2009,
Cellulase Production Using Biomass
Feed Stock and its Application in
Lignocellulose Saccharification for
Bioethanol Production. Renewable
Energy 34 (2) : 421-424.
[6] Yonas, M. I., Isa, I., & Iyabu, H., 2013, Pembuatan Bioetanol Berbasis Sampah Organik Batang Jagung. [7] Arnata, I Wayan., Dwi S., dan Richana N.,
2009, Bioprocess Technology to Produce Bioethanol from Cassava by Co-Culture Trichoderma viride, Aspergillus niger and Saccharomyces
cerevisiae. Prosiding. International Conference on Biotechnology for Sustainable Future.
[8] Kurniawan, S., Juhanda, S., Syamsudin, R., & Lukman, M.A., 2011. Pengaruh Jenis dan Kecepatan Pengaduk pada Fermentasi Etanol Secara Sinambung dalam Bioreaktor Tangki Berpengaduk Sel Tertambat. Jurnal STU, ISSN: 1693-1750.
LAMPIRAN
Tabel 1. Rataan Yield Etanol (% ± SE) Dari Hasil Interaksi Antara Nisbah Ko-Kultur Ragi dan Proses Pengadukan
Pengadukan Nisbah Ragi Tape : Ragi Roti (%)
7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5 P1 15,991 ± 0,245 (a) 18,070 ± 0,730 (a) 16,376 ± 0,486 (a) 14,191 ± 0,509 (a)
W = 0,167 (b) (d) (c) (a)
P2 17,297 ± 1,260 (b) 19,802 ± 0,809 (b) 17,778 ± 1,161 (b) 14,760 ± 0,339 (a)
W = 0,167 (b) (d) (c) (a)
W = 0,796 W = 0,796 W = 0,796 W = 0,796 Keterangan : *W = BNJ 5%
* P1 = Tanpa Pengadukan ; P2 = Pengadukan
*Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda secara bermakna sebaliknya angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar perlakuan berbeda bermakna. Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2. Rataan Kadar Etanol Hasil Distilasi (% ± SE) Ditinjau dari Interaksi Antar Nisbah Ragi dan Proses Pengadukan
Pengadukan Nisbah Ragi Tape : Ragi Roti (%)
7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5 P1 5,740 ± 0,062 (a) 6,830 ± 0,073 (a) 5,633 ± 0,065 (a) 4,683 ± 0,121 (a) W = 0,138 (b) (c) (b) (a)
P2 6,658 ± 0,087 (b) 8,190 ± 0,019 (b) 6,878 ± 0,200 (b) 5,543 ± 0,081 (b)
W = 0,138 (b) (d) (c) (a)
W = 0,103 W = 0,103 W = 0,103 W = 0,103
Tabel 3. Rataan Glukosa Fermentasi (�/�±��) Interaksi Berbagai Nisbah Ragi dan Proses Pengadukan
Pengadukan Nisbah Ragi Tape : Ragi Roti (%)
7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5 P1 7,143 ± 1,439 (a) 15,023 ± 1,703 (a) 4,969 ± 1,529 (a) 4,426 ± 1,878 (a)
W = 0,900 (b) (c) (a) (a)
P2 9,977 ± 1,970 (b) 17,974 ± 2,106 (b) 8,308 ± 2,240 (b) 7,531 ± 1,942 (b)
W = 0,900 (a) (b) (a) (a)
W = 0,672 W = 0,672 W = 0,672 W = 0,672
Tabel 4. Kesesuaian Hasil Bioetanol dengan SNI
7390:2012, Bioetanol
Terdenaturasi untuk Gasohol
Parameter Uji Satuan
Min/Maks Persyaratan Bioetanol Uji Status
Kadar tembaga (Cu) ppm, maks 0,1 0 Memenuhi
Keasaman sebagai CH3COOH
mg/kg, maks 30 26,000 ± 1,664 Memenuhi
Kadar ion klorida ppm, maks 20 0 Memenuhi
