PENGARUH PENAMBAHAN AMMONIUM SULFAT
TERHADAP PRODUKSI ETANOL PADA FERMENTASI
UMBI SINGKONG (
Manihot utilissima
Pohl.) DENGAN
INOKULUM
Saccharomyces cerevisiae
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai Derajat Sarjana Farmasi (S.Farm) pada Fakultas Farmasi
Universitas Muhammadiyah Surakarta Di Surakarta
Oleh :
KHIKMAH HAKIM
K 100 030 123
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
iii
PENGESAHAN SKRIPSI
Berjudul
PENGARUH PENAMBAHAN AMMONIUM SULFAT TERHADAP PRODUKSI ETANOL PADA FERMENTASI UMBI SINGKONG (Manihot utilissima Pohl.) DENGAN INOKULUM Saccharomyces cerevisiae
Oleh :
KHIKMAH HAKIM
K 100 030 123
Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi
Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada tanggal : 7 Juli 2007
Mengetahui
Fakultas Farmasi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Dekan
Dra. Nurul Mutmainah, M.Si., Apt.
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
DR. Pudjono, SU, Apt Peni Indrayudha, S.F., Apt.
Penguji :
1. Dr. M. Kuswandi, SU, M. Phil., Apt. 1.
2. Triastuti Rahayu, M. Si. 2.
3. DR. Pudjono, SU, Apt. 3.
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat, sesungguhnya Allah
mengetahui apa yang kamu kerjakan (Q.S Al-Mujaadilah: 11)
Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah bersama
orang-orang yang sabar (Q.S Al-Baqoroh: 153)
Dengan ilmu kehidupan menjadi mudah, dengan seni kehidupan menjadi indah,
dan dengan agama kehidupan menjadi terarah dan bermakna
(H. A Mukti Ali)
Kepuasan terletak pada usaha, bukan pada hasil.
Usaha dengan keras adalah kemenangan yang hakiki (Mahatma Gandhi)
Karya sederhana ini ku persembahkan kepada:
Ibu & bapak tercinta, untuk segala kasih sayang, cinta, dan lantunan do’a yang selalu mengiringi langkah ananda.
Mala, jadilah adikku yang manis, yang selalu patuh
kepada nasihat ibu-bapak.
Keluarga besarku di Pekalongan, terimakasih untuk
dukungan dan do’a restunya. Love u all....
Temen2 angkatan ’03.
v
DEKLARASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memproleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 7 Juli 2007 Peneliti
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya bagi kita semua dan senantiasa memberikan petunjuk dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul PENGARUH PENAMBAHAN AMMONIUM SULFAT TERHADAP PRODUKSI ETANOL PADA FERMENTASI UMBI SINGKONG (Manihot utilissima Pohl.) DENGAN INOKULUM Saccharomyces cerevisiae.
Selesainya penyusunan skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan dan dorongan baik moral maupun material dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini dengan kerendahan hati dan penghargaan yang tulus, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Dra. Nurul Mutmainah, M. Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Dr. Pudjono, SU, Apt., selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengarahan dan pemecahan masalah selama penelitian dan penyusunan skripsi.
3. Bapak Peni Indrayudha, S. F., Apt., selaku dosen pembimbing II yang telah bersedia memberikan bimbingan dan pengarahannya dari awal hingga akhir penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Dr. M. Kuswandi, SU, M Phil, Apt. dan ibu Triastuti Rahayu, M. Si., selaku dosen penguji , terimakasih atas saran, kritik dan masukannya.
vii
6. Segenap staf karyawan laboratorium fakultas Farmasi, yang banyak membantu selama penelitian.
7. Ibu Maryati selaku operator alat gas kromatografi, fakultas MIPA-UGM, yang telah banyak membantu dalam penyelesaian penelitian.
8. Seluruh dosen yang telah mengajarkan ilmu yang bermanfaat.
9. Nana & keluarga, terimakasih telah menerima aku menjadi bagian dari kelurga di Sragen.
10.Muna, terimakasih untuk pesahabatannya, jangan pernah bosan ya...dengarin semua keluh kesahku.
11.Teman2 seperjuangan, Nana, Endang dan Titin, terimakasih atas pengertian & kerjasamanya.
12.Sahabat2ku : Anis, Iphe, Atoen, Ma’in, Nila, d’Arum, terimakasih untuk pengertian, nasehat dan kebersamaannya.
13.Teman2 ”Al-Husna”, terimakasih atas kebersamaan dan keceriaannya, semoga akan menjadi kenangan yang tak terlupakan.
14.Semua pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu hingga terselesaikannya skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini tidak lepas dari kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Walaupun demikian, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan.
Surakarta, Juli 2007
DAFTAR
ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ………... i
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN………... iv
HALAMAN DEKLARASI ………... v
KATA PENGANTAR ………... vi
DAFTAR ISI ………... viii
DAFTAR TABEL ………... xi
DAFTAR GAMBAR ………... xii
DAFTAR LAMPIRAN ………... xiii
INTISARI ………... xiv
BAB I. PENDAHULUAN ………... 1
A. Latar Belakang Masalah ………... 1
B. Perumusan Masalah ………... 3
C. Tujuan Penelitian ... 3
D. Tinjauan Pustaka ………... 3
1. Singkong (Manihot utilissima Pohl.)……...… 3
2. Fermentasi ...………... 6
a. Pengertian Fermentasi ... 6
b. Faktor yang Berpengaruh dalam Fermentasi ... 6
c. Medium Fermentasi ... 8
ix
3. Etanol ...……….…. 10
a. Sifat Fisis Etanol... 11
b. Biosintesis Etanol Melalui Jalur Glikolisis... 14
4. Khamir (Saccharomyces cerevisiae)...……….… 15
a. Bentuk Khamir... 15
b. Klasifikasi ... 15
5. Pertumbuhan Mikroorganisme dalam Proses Fermentasi... 17
a. Fase Lambat ( lag phase) ... 17
b. Fase Log (log phase)... 17
c. Fase Tetap (stationary phase)... 17
d. Fase Menurun (decline or death phase)... 18
6. Kromatografi Gas ... 18
7. Metabolisme Mikroba...……….. 20
a. Metabolit Primer... 20
b. Metabolit Sekunder... 21
c. Hubungan Metabolit Primer dan Sekunder... 21
E. Landasan Teori ………....…... 23
F. Hipotesis ………... 23
BAB II. METODE PENELITIAN ………... 24
A. Metode Penelitian dan Rancangan Percobaan………... 24
B. Bahan dan Alat ...………...…. 24
C. Jalannya Penelitian ………24
2. Pengumpulan Bahan……….………. 25
3. Pembuatan Larutan NaOH 10% .……….. 25
4. Pembuatan Larutan Iodium 0.1 N... 25
5. Fermentasi Saccharomyces cerevisiae dalam Singkong …. 25 6. Analisis Kualitatif Etanol……….………. 26
a. Uji Organoleptis…..……… 26
b. Uji Iodoform ………...……… 26
7. Pembuatan Larutan Standar………….……….. 26
8. Pembuatan Seri Kadar………....26
9. Analisis Kuantitatif Etanol………... 26
a. Uji Bobot Kering…... 26
b. Pembuatan Kurva Baku ……….…...…. 27
c. Penetapan Kadar Etanol………. 27
10.Skematis Jalannya Penelitian.………... 28
D. Analisis Data………... 29
BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN ………... 30
A. Determinasi Tanaman Singkong……… 30
B. Proses Fermentasi... 30
C. Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Etanol………...…… 32
BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN ……….... 40
A. Kesimpulan ……….. 40
B. Saran ………. 40
DAFTAR PUSTAKA ………..… 41
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Daftar Susunan Zat Gizi dalam 100 Gram Singkong……….…... 5
Tabel 2. Jenis dan Kadar Etanol...………. 11
Tabel 3. komposisi elemen pada bakteri, ragi dan kapang (% bobot kering)………. 16
Tabel 4. Nilai pH hasil fermentasi etanol ... ... 32
Tabel 5. Hasil Perolehan Uji Organoleptis... 33
Tabel 6. Hasil Perolehan Uji Iodoform... 33
Tabel 7. Bobot Kering Hasil Fermentasi... 34
Tabel 8. Kromatogram Etanol Hasil Fermentasi ... 35
Tabel 9. Kadar Etanol (%) dengan Variasi Media... 36
Tabel 10. Data Kadar Tertinggi (%) Hasil Fermentasi dari Beberapa Substrat ... 38
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Skema dari Proses Fermentasi... 10
Gambar 2. Skema Produksi Etanol dari Substrat Tepung... 12
Gambar 3. Jalur Glikolisis... 14
Gambar 4. Kurva Pertumbuhan Mikroba... 17
Gambar 5. Skema Hubungan Metabolit Primer dan Sekunder... 22
Gambar 6. Skema Jalannya Penelitian...………….. 28
Gambar 7.Grafik Pertumbuhan Mikroba Hasil Fermentasi... 34
Gambar 8. Grafik kadar etanol …...………...…….. 37
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Surat Keterangan Determinasi tanaman singkong
(Manihot utilissima Pohl.)... 44
Lampiran 2. Hasil Kromatogram Etanol ……..………... 45
Lampiran 3.Hasil Kromatogram Propanol...………... 46
Lampiran 4. Data Kurva Baku ...……... 47
Lampiran 5. Hasil Kromatogram Etanol Sampel ………... 52
Lampiran 6. Data Perhitungan Kadar Etanol Sampel ...…....… 60
Lampiran 7. Hasil Analisis t-test... 63
Lampiran 8. Foto Alat Kromatografi Gas... 64
INTISARI
Fermentasi merupakan proses pemanfaatan mikroorganisme untuk menghasilkan suatu produk. Untuk menghasilkan suatu produk etanol biasanya digunakan Saccharomyces cerevisiae. Singkong (Manihot utilissima Pohl.) dapat dimanfaatkan sebagai bahan penghasil etanol melalui proses fermentasi. Sebagai sumber N dan S ditambahkan amonium sulfat dalam media. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui adakah perbedaan etanol yang diproduksi bila dalam fermentasi ditambahkan amonium sulfat sebagai sumber N an S dalam media, dan berapa kadar etanol yang dihasilkan selama proses fermentasi.
Singkong yang telah kering difermentasikan dengan Saccharomyces cerevisiae pada pH 4,5- 6,0 dan suhu 25-30ºC. Hasil fermentasi yang didapatkan selama 10 hari di Uji kualitatif dengan uji iodoform dan uji organoleptis. Uji kuantitatif dengan menghitung bobot kering mikroba maupun penetapan kadar etanol hasil fermentasi dilakukan dengan menggunakan kromatografi gas. Untuk pembuatan kurva baku digunakan seri kadar etanol 0,01%; 0,1%; dan 1% dan propanol sebagai internal standar. Dari kadar yang didapat dianalisis dengan t-test
untuk mengetahui adakah perbedan kadar etanol yang dihasilkan dintara kedua media tersebut.
Uji iodoform diperoleh hasil yang positif (bau iodoform) setelah cuplikan sampel ditambahkan natrium hidroksida dan larutan iodium dan selama fermentasi terjadi kekeruhan dan perubahan warna. Berdasarkan uji bobot kering mikroba menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroba maksimum dicapai pada hari ke-6 untuk media dengan amonium dan hari ke-2 untuk media tanpa amonium sulfat. Dari perhitungan kurva baku yang di peroleh Y = 46.358 x + 2.159, dengan r = 0,999. Kadar maksimum yang diperoleh 0,59% untuk media dengan amonium sulfat dan 0,65% untuk media tanpa amonium sulfat. Hasil analisis t-test
didapatkan t hitung sebesar -0,999 dengan probabilitas 0,404( > 0,05) maka terdapat perbedaan yang tidak bermakna diantara kedua media tersebut.
Kata kunci: Umbi singkong (Manihot utilissima Pohl.), Fermentasi,
