Pembuatan bioetanol dari umbi ganyong (canna discolor) dengan metode solid state fermentation (SSF)

Emi Erawati; Cindy Amelia Sari

doi:10.36706/jtk.v27i2.809

Emi Erawati Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos I, Pabelan, Kartasura, Surakarta 57102
Cindy Amelia Sari Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos I, Pabelan, Kartasura, Surakarta 57102

DOI: https://doi.org/10.36706/jtk.v27i2.809

Keywords: bioetanol, fermentasi, ganyong, glukosa, kinetika reaksi

Abstract

Ganyong adalah tanaman pangan yang mempunyai kandungan gizi cukup tinggi. Tujuan penelitian yaitu untuk mengetahui cara pembuatan bioetanol dari umbi ganyong dengan metode Solid State Fermentation (SSF) dan menentukan harga konstanta Michaelis Menten pada pembuatan bioetanol dari umbi ganyong dalam pH bervariasi menggunakan metode SSF. Umbi ganyong dicuci dengan air, dikupas kulitnya, dan diparut. Dari hasil parutan diperas dan dipanaskan dalam panci dengan suhu 100^oC selama ±30 menit. Bubur umbi ganyong didinginkan untuk dilanjutkan proses fermentasi. Bubur umbi ganyong diambil sebanyak 250 mL, lalu ditambahkan Saccharomyces cerevisiae sebanyak 10 g, NPK sebanyak 5 g, urea sebanyak 5 g, dan volume starter 200 mL. Bubur umbi dimasukkan ke dalam tempat fermentasi dan ditutup agar tidak terjadi kontak langsung dengan udara. Sampel dianalisis pada pH 4, 4,5 dan 5 dengan waktu fermentasi selama 0, 3 , 5, 7, 9, 11, 13, 15, dan 17 hari. Berdasarkan hasil penelitian, kadar air, serat kasar, dan pati yang terkandung dalam umbi ganyong berturut-turut adalah 10,10 %, 40,17 %, dan 0,35 %. Kadar glukosa tertinggi dalam penelitian ini pada waktu fermentasi 0 hari dengan pH 5 sebesar 8,2 %. Sedangkan kadar bioetanol tertinggi sebesar 46,08% pada pH 4 pada waktu fermentasi 17 hari. Model kinetika reaksi fermentasi yang paling sesuai adalah Lineweaver and Burk pada pH 5 dengan harga K_m sebesar 94,26 g/L.hari dan V_maks sebesar 30,66 g/L dengan R² sebesar 0,98.

References

Abimanyu, P. R., Kartika, R., & Sitorus, S. (2019). Pembuatan Etanol dari Umbi Talas ( Colocasia esculenta [ L ] Schott ) dengan Penambahan Gelatin Sebagai Sumber Nitrogen Saccharomyces Cerevisiae. Jurnal Atomik, 04(2), 73–77.
AOAC, A. of O. A. C. (1984). Official Methods of Analysis oh the AOAC. AOAC International. Gaithersburg, United States. https://doi.org/10.20961/jthp.v13i1.41683
AOAC, A. of O. A. C. (1990). Official Methods of Analysis Food Compotition ; Additivess; Natural Contaminants. 15th Edition . Virginia Usa, 2. http://www.ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jpbhp%0APENGARUH
Astolfi, A. L., Rempel, A., Cavanhi, V. A. F., Alves, M., Deamici, K. M., Colla, L. M., & Costa, J. A. V. (2019). Simultaneous Saccharification and Fermentation of Spirulina sp. and Corn Starch for The Production of Bioethanol and Obtaining Biopeptides with High Antioxidant Activity. Bioresource Technology, 301, 1–23. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122698
Bahri, S., Aji, A., & Yani, F. (2018). Pembuatan Bioetanol dari Kulit Pisang Kepok dengan Cara Fermentasi menggunakan Ragi Roti. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 7(2), 85–100.
Chittibabu, S., Rajendran, K., & Santhanmuthu, M. (2011). Optimization of Microwave Assisted Alkali Pretreatment and Enzymatic Hydrolysis of Banana Pseudostem for Bioethanol Production. 2nd International Conference on Environmental Science and Technology IPCBEE.
Chohan, N. A., Aruwajoye, G. S., Sukai, S. Y., & Kana, E. B. G. (2020). Valorisation of Potato Peel Wastes for Bioethanol Production using Simultaneous Sacchari Fi Cation and Fermentation : Process Optimization and Kinetic Assessment. Renewable Energy, 146, 1031–1040. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.042
Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Hortikultura Provinsi Jawa Tengah. (2016). Statistik Tanaman Pangan Jawa Tengah 2015.
Husna, I. S. H., Santoso, H., & Lisminingsih, R. D. (2020). Perbandingan Kadar Gula Nektar dan Kadar Madu yang Dihasilkan Oleh Lebah ( Apis mellifera ) di Pusat Perlebahan Kota Batu. Jurnal Ilmiah Sains Alami, 2(2), 39–44.
Mardawati, E., Harahap, B. M., Andoyo, R., Wulandari, N., & Rahmah, D. M. (2019). Karakterisasi Produk Dan Pemodelan Kinetika Enzimatik Αlfa-Amilase Pada Produksi Sirup Glukosa Dari Pati Jagung (Zea Mays). Jurnal Industri Pertanian, 1(1), 11–20. http://journal.unpad.ac.id/justin/article/view/21548/10373
Moshi, A. P., Hosea, K. M. M., Elisante, E., Mamo, G., Önnby, L., & Nges, I. A. (2016). Production of Raw Starch-Degrading Enzyme by Aspergillus Sp. and its use in Conversion of Inedible Wild Cassava Flour to Bioethanol. Journal of Bioscience and Bioengineering. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2015.09.001
Oktaviana, A. Y., Suherman, D., & Sulistyowati, E. (2015). Pengaruh Ragi Tape terhadap pH, Bakteri Asam Laktat dan Laktosa Yogurt. Jurnal Sain Peternakan Indonesia. https://doi.org/10.31186/jspi.id.10.1.22-31
Perry, R. H., & Green, D. W. (1999). Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 7th Edition. New York, McGraw-Hill. In McGraw-Hill.
Prasetyo, Y. P. D. (2019). Analisis Kinerja Nyala Api Bioethanol dari Umbi Ganyong (Canna edulis kerr). JTM, 07(01), 73–78.
Purwaningsih, H., Irawati, & Riefna. (2013). Karakteristik Fisiko Kimia Tepung Ganyong Sebagai Pangan Alternatif Pengganti Beras. Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang Dan Umbi 2013.
Putri, V. D., & Dyna, F. (2019). Standarisasi Ganyong (Canna edulis Kerr) Sebagai Pangan Alternatif Pasien Diabetes Mellitus. Jurnal Katalisator, 4(2), 111–118.
Risdianto, H., & Wirawan, S. K. (2018). Studi Kinetika Lakase untuk Proses Biorefining Pulp Kimia. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia Untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia, 1–4.
Risdianto, H., Wirawan, S. K., & Sugesty, S. (2019). Aplikasi Lakase pada Proses Refining Pulp. Jurnal Selulosa, 9(2), 65–74. https://doi.org/10.25269/jsel.v9i02.274
Samphao, A., Butmee, P., Saejueng, P., Pukahuta, C., Švorc, Ľ., & Kalcher, K. (2018). Monitoring of Glucose and Ethanol During Wine Fermentation by Bienzymatic Biosensor. Journal of Electroanalytical Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.03.052
Shun, J., Phapugrangkul, P., Keong, C., Lai, Z., Hafizi, M., Bakar, A., & Murugan, P. (2019). Biocatalysis and Agricultural Biotechnology Banana Frond Juice as Novel Fermentation Substrate for Bioethanol Production by Saccharomyces Cerevisiae. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 21, 101293. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101293
Smith, P. . (1982). Starch Derivatives and Their uses in Foods. Dalam G.M.A. Van Beynum and J.A. Rolls (Eds) Food Carbohydrate. 1982. AVI. Publ. Co. Inc. Westport. Connecticut.
Sriyana, H. Y., & Nasita, U. (2019). Karakteristik Bioetanol Hasil Fermentasi Kulit Singkong. Jurnal Inovasi Teknik Kimia, 4(2), 1–5.
Sudarmaji, S., Haryono, B., & Suhardi. (1984). Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Edisi ke 3. Liberty, Yogyakarta.
Utomo, W., & Palupi, A. E. (2013). Pengaruh Penambahan Pupuk NPK Pada Fermentasi Umbi Ganyong ( Canna Edulis Kerr ) untuk Menghasilkan Bioetanol sebagai Extender Premium. JTM, 02(02), 8–15.
Wangpor, J., Prayoonyong, P., Sakdaronnarong, C., Sungpet, A., & Jonglertjunya, W. (2017). Bioethanol Production from Cassava Starch by Enzymatic Hydrolysis , Fermentation and Ex-Situ Nanofiltration. Energy Procedia, 138, 883–888. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.116