PENGARUH WAKTU HIDROLISIS ASAM TERHADAP KADAR ETANOL …

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS ASAM TERHADAP KADAR

ETANOL YANG DIHASILKAN DALAM FERMENTASI

Ulva lactuca

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Biologi

Oleh:

HENDRIKA MICELYN AMELIA NGAMPUT

NIM: 141434077

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI


ETANOL YANG DIHASILKAN DALAM FERMENTASI

Ulva lactuca

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Biologi

Oleh:

HENDRIKA MICELYN AMELIA NGAMPUT

NIM: 141434077

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018


iii


iv


v

HALAMAN PERSEMBAHAN


vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak

memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam

kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta,10 Juli 2018

Penulis,

Hendrika Micelyn Amelia N.


vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswi Universitas Sanata Dharma:

Nama : Hendrika Micelyn Amelia Ngamput

NIM : 141434077

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:


ETANOL YANG DIHASILKAN DALAM FERMENTASI Ulva

lactuca

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma

hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam

bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di

internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari

saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Dibuat di : Yogyakarta

Pada tanggal : 10 Juli 2018

Yang menyatakan,

Hendrika Micelyn Amelia Ngamput


viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Pengasih karena berkat

rahmat dan bimbingan-Nya skripsi yang berjudul “Pengaruh Waktu Hidrolisis

Asam Terhadap Kadar Etanol yang Dihasilkan dalam Fermentasi Ulva lactuca”

ini dapat selesai. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan akademik

untuk memeroleh gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma.

Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan skripsi ada begitu banyak

pihak yang senantiasa memberikan dukungan, bimbingan dan motivasi. Untuk itu,

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Yohanes Harsoyo, S.Pd., M.Si., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan.

2. Drs. Antonius Tri Priantoro, M.For.Sc selaku Ketua Program Studi Pendidikan

Biologi.

3. Ibu Retno Herrani Setyati, M.Biotech selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang

telah begitu sabar membimbing dan memberikan arahan serta motivasi selama

proses penyusunan skripsi ini.

4. Segenap dosen Pendidikan Biologi Universitas Sanata Dharma yang telah

membagikan ilmu, wawasan dan pengetahuan yang sangat bermanfaat bagi

penulis.

5. Segenap staf Sekretariat JPMIPA (Mas Arif, Pak Agus, Mbak Tari, dan Pak

Sugeng) yang telah memberikan pelayanan akademik secara prima dan penuh

kesabaran.

6. Alexius Mas Apri dan Adelindis Sartika Djamu, yang telah memenuhi hidup

penulis dengan cinta, didikan, dan pelajaran yang selalu ‘menumbuhkan’.

7. Angel, Lita, Lipe, dan Cica yang menjadi teman belajar dan bertumbuh dalam

lingkungan yang disebut keluarga.


ix

8. Teman-teman seperjuangan skripsi: Anggra, Jeanette, Yosar, Tata, dan seluruh

rekan seperjuangan Pendidikan Biologi USD angkatan 2014 atas kerjasama dan

bantuannya.

9. Teman-teman kost Palem (Kak Yun, Agnes, mbak Lia, Nogo, mbak Gita, kak

Inez) atas atas persahabatan yang terjalin sejak awal kuliah.

10. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat penulis sebutkan satu

persatu. Dukungan kalian berharga untuk penulis hingga dapat menyelesaikan

skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangannya. Oleh karena itu, penulis mohon kritik yang konstruktif guna menjadi

pelajaran berharga bagi penulis ke depannya. Semoga Tuhan selalu memberkati karya

kita semua!

Yogyakarta, 10 Juli 2018

Penulis


x

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS ASAM TERHADAP KADAR ETANOL

YANG DIHASILKAN DALAM FERMENTASI Ulva lactuca


Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta

2018

ABSTRAK

Kebutuhan energi dunia terus meningkat seiring dengan terjadinya pertambahan

jumlah populasi. Namun sampai saat ini energi masih dipasok dari bahan bakar fosil

yang nyatanya tidak ramah lingkungan dan sumbernya sangat terbatas. Oleh karena

itu, diperlukan energi terbarukan yang ramah lingkungan dan jumlah substratnya

melimpah, yaitu bioetanol. Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari sumber

hayati. Indonesia sebagai salah satu negara dengan luas wilayah maritim terbesar di

dunia memiliki potensi hasil laut yang dapat menjadi alternatif sumber substrat

bioetanol, salah satunya makroalga. Jenis makroalga yang dapat dimanfaatkan yakni

Ulva lactuca karena memiliki kandungan hemiselulosa 16,42% dan selulosa 19,58%

yang dapat dikonversi oleh mikroorganisme menjadi etanol melalui fermentasi.

Namun diperlukan tahap hidrolisis dengan bantuan asam terlebih dahulu. Hidrolisis

bertujuan untuk merusak struktur selulosa dan mengurai hemiselulosa agar menjadi

bahan sederhana yang dapat dikonversi mikroorganisme. Tujuan penelitian ini yaitu

untuk mengetahui pengaruh lama waktu hidrolisis terhadap kadar etanol yang

dihasilkan Ulva lactuca melalui proses fermentasi dan perlakuan yang menghasilkan

kadar etanol tertinggi.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan empat macam

perlakuan waktu hidrolisis yakni perlakuan selama 15 menit, 30 menit, 45 menit, dan

60 menit. Setelah proses hidrolisis dilakukan proses fermentasi selama 3 hari dengan

bantuan mikroorganisme yang berasal dari ragi roti dan ragi tape. Hasil fermentasi

didistilasi dan diuji kadar etanolnya. Data yang diperoleh kemudian dianalisis

menggunakan Uji Anova satu arah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama waktu hidrolisis asam berpengaruh

terhadap kadar etanol yang dihasilkan Ulva lactuca. Kadar etanol tertinggi dihasilkan

dari lama waktu hidrolisis 60 menit, yaitu sebesar 13,17%.

Kata kunci: Ulva lactuca, hidrolisis asam, ragi roti, ragi tape, etanol.


xi

THE EFFECT OF DIFFERENTATION OF ACID HYDROLYSIS TIME

TOWARDS ETHANOL LEVELS PRODUCED THROUGH

FERMENTATION OF Ulva lactuca


Sanata Dharma University, Yogyakarta

2018

ABSTRACT

The world's energy needs is increasing as the number of population grow.

While on the other side the fossil fuels still become the primary source of energy

eventhough they are not environmentally friendly and the source is unrenewable.

Therefore, the renewable energy which is environmentally friendly and the amount is

abundant needed, such as bioethanol. Bioethanol is an ethanol derived from

biological sources. Indonesia as one of the largest maritime territories in the world

has potential of marine products which can be an alternative source of bioethanol

substrates, known as macroalgae. Macroalgae Ulva lactuca can be the substrates

because it contains 16.42% hemicellulose and 19.58% cellulose. The acid hydrolysis

stage is required to damage the cellulose structure and break down the hemicellulose

first to be a simple material that can be converted by microbes. The purpose of this

study was to determine the effect of acid hydrolysis time on ethanol levels produced

from Ulva lactuca and to determine which of the treatments that can produce highest

level of ethanol.

This research was an experimental research with four kinds of treatment time

of acid hydrolysis: 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes. The

fermentation was done with the help of microbes from bread yeast and tape yeast.

The sample products were distilled and tested for the ethanol content. The data

obtained were then analyzed using a one-way ANOVA test.

The results showed that the acid hydrolysis time have a signifficant effect on the

ethanol levels produced from Ulva lactuca. The highest ethanol level was resulted

from 60 minutes hydrolysis time, which was 13.17%.

Keywords: Ulva lactuca, acid hydrolysis, bread yeast, tape yeast, ethanol.


xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................ iv

HALAMAN PERSEMBAHAN.......................................................................................... v

HALAMAN KEASLIAN KARYA ................................................................................... vi

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................................................................ vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................................... viii

ABSTRAK .......................................................................................................................... x

ABSTRACT ....................................................................................................................... xi

DAFTAR ISI ..................................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

A. Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah............................................................................................... 6

C. Tujuan Penelitian ................................................................................................ 6

D. Manfaat Penelitian .............................................................................................. 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 8

A. Tinjauan Umum Makroalga................................................................................ 8

B. Produksi dan Pemanfaatan Makroalga di Indonesia ......................................... 13

C. Ulva lactuca ...................................................................................................... 15

D. Khamir (Saccharomyces cerevisiae) ................................................................ 17

E. Ragi Tape .......................................................................................................... 20

F. Hidrolisis Asam ................................................................................................ 20

G. Bioetanol ........................................................................................................... 24


xiii

H. Fermentasi ........................................................................................................ 25

I. Distilasi ............................................................................................................. 28

J. Hasil Penelitian yang Relevan .......................................................................... 29

K. Kerangka Berfikir ............................................................................................. 31

L. Hipotesa ........................................................................................................... 34

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 35

A. Jenis dan Rancangan Penelitian ........................................................................ 35

B. Tempat dan Waktu Penelitian........................................................................... 36

C. Batasan Penelitian............................................................................................. 36

D. Alat dan Bahan ................................................................................................. 37

E. Cara Kerja ......................................................................................................... 38

F. Teknik Pengumpulan Data ............................................................................... 41

G. Teknis Analisis Data ......................................................................................... 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................... 44

A. Hasil Penelitian ................................................................................................. 44

B. Pembahasan ...................................................................................................... 48

C. Keterbatasan Penelitian .................................................................................... 61

BAB V IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN UNTUK PEMBELAJARAN ..... 62

BAB VI PENUTUP ......................................................................................................... 64

A. Kesimpulan ....................................................................................................... 64

B. Saran ................................................................................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 65

LAMPIRAN ..................................................................................................................... 70


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Negara Pertanian Rumput Laut untuk Karaginan Utama Dunia 2000-2010 .... 13

Tabel 2.2 Produksi Rumput Laut Basah Indonesia, 2011-2013........................................ 14

Tabel 2.3 Sifat Fisik Etanol ............................................................................................... 25

Tabel 4.1 Rerata Nilai pH Sesudah Fermentasi ................................................................ 44

Tabel 4.2 Hasil Uji Gula Pereduksi (Kualitatif)................................................................ 45

Tabel 4.3 Hasil Uji Etanol ................................................................................................. 47


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tipe Percabangan Makroalga .......................................................................... 9

Gambar 2.2 Morfologi Ulva lactuca ................................................................................. 15

Gambar 2.3 Literature map Penelitian .............................................................................. 31

Gambar 2.4 Alur Kerangka Berpikir Penelitian ................................................................ 31

Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Hidrolisis terhadap Kadar Etanol ...................................... 48


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1: Silabus .......................................................................................................... 71

Lampiran 2: Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ............................................................. 74

Lampiran 3: Lembar Kerja Siswa ..................................................................................... 85

Lampiran 4: Instrumen Penilaian Hasil Belajar ................................................................ 92

Lampiran 5: Hasil Uji Kadar Etanol ................................................................................. 98

Lampiran 6: Hasil Uji Statistik ......................................................................................... 99

Lampiran 7: Dokumentasi Penelitian .............................................................................. 102


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan energi dunia terus meningkat seiring dengan terjadinya

pertambahan jumlah populasi setiap tahunnya. Hampir semua sarana dan

prasarana penunjang kehidupan manusia membutuhkan energi agar dapat

berfungsi. Sampai saat ini, energi sebagai penggerak roda perekonomian manusia

masih dipasok dari bahan bakar fosil. Energi fosil merupakan energi yang

terbatas dan kurang ramah lingkungan. Proses pembakarannya menghasilkan

efek yang kurang baik bagi lingkungan dan kesehatan makhluk hidup seperti efek

rumah kaca, dikarenakan adanya kandungan karbondioksida (CO2), sulfur

dioksida (SO2) dan oksida nitrogen (NOx) (Patil et al., 2008).

Isu perubahan iklim secara global menjadi perhatian dunia selama beberapa

dekade belakang. Negara-negara maju mulai mengandalkan sumber daya lain

untuk menghasilkan energi seperti angin, air, dan sumber lainnya yang lebih

ramah lingkungan, tidak terkecuali di Indonesia. Indonesia merupakan salah satu

negara dengan luas wilayah maritim terbesar di dunia. Dari 7,1 juta km2 luas

wilayah teritorial Republik Indonesia, 5,4 juta km2 merupakan wilayah laut.

Total panjang pantai di kepulauan di Indonesia mencapai 95.181 km dan


2

menempati posisi kedua setelah Kanada (World Resources Institute, 1998).

Tentunya hasil laut menjadi sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai sumber

energi yang dapat menggantikan penggunaan bahan baku yang terbatas. Salah

satu potensi kekayaan alam laut Indonesia yang potensial yaitu makroalga.

Makroalga tersebar secara luas di seluruh wilayah laut Indonesia terutama

di area pesisir pantai. Makroalga merupakan kelompok alga multiseluler yang

tubuhnya berupa talus yang tidak mempunyai akar, batang, dan daun sejati.

Kelompok tumbuhan ini hidup di perairan laut yang masih mendapat cahaya

matahari dengan menempel pada substrat yang keras (Asriyana dan Yuliana,

2012). Chlorophyta atau alga hijau merupakan salah satu kelompok alga terbesar

dengan keanekaragaman jenis yang tinggi. Salah satu spesiesnya yakni Ulva

lactuca.

Di sepanjang pesisir Pantai Gunung Kidul dapat ditemukan berbagai jenis

makroalga seperti spesies Ulva sp., Sargassum sp., Glacilaria sp., Euchema sp.,

dan Turbinaria sp. Hasil observasi yang peneliti lakukan pada tanggal 1

September 2017 yakni terdapat cukup banyak jenis spesies Ulva sp. di sepanjang

pesisir pantai Selatan Gunung Kidul, DIY. Potensi kekayaan laut ini belum

dimanfaatkan secara maksimal oleh masyarakat yang berdomisili di sekitar

daerah tersebut. Umumnya Ulva sp. hanya diolah sebagai bahan makanan untuk

dijual mengingat Gunung Kidul merupakan daerah poros pariwisata provinsi

DIY. Berdasarkan penelitian mengenai komposisi kimia rumput laut hijau yang


3

dilakukan oleh Santi dkk. (2012), diketahui bahwa Ulva lactuca mengandung

hemiselulosa 16,42%, selulosa 19,58%, dan lignin 2,9%. Kandungan

hemiselulosa maupun selulosa tersebut membuat Ulva lactuca potensial untuk

dimanfaatkan sebagai bahan baku bioetanol melalui proses fermentasi.

Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari sumber hayati. Menurut John

(2004) bioetanol dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif karena sifatnya

yang ramah lingkungan, mengandung gas CO lebih rendah (19 – 25%) (Hening

dan Zeddies, 2006) dan memiliki keunggulan yakni mampu menurunkan emisi

CO2 hingga 18% dibandingkan dengan emisi bahan bakar fosil seperti minyak

tanah. Proses pembuatan bioetanol membutuhkan beberapa tahapan, yaitu

pretreatment, hidrolisis, fermentasi dan distilasi. Selama ini, produksi bioetanol

di Indonesia hanya menggunakan bahan baku seperti singkong, tebu, ubi jalar,

dan jagung. Bahan-bahan baku tersebut termasuk dalam tanaman pangan yang

pembudidayaannya masih terbatas, lambat, memerlukan lahan yang luas dan

dapat menimbulkan persaingan dengan kebutuhan pangan manusia. Hal ini

berdampak pada belum optimalnya produksi bioetanol (Susilawati, 2012).

Kondisi tersebut menjadi tantangan sekaligus peluang untuk melakukan inovasi

baru dengan mencari alternatif bahan baku lain yang kertersediaannya melimpah.

Makroalga merupakan salah satu jenis bahan baku yang potensial untuk

dijadikan bahan baku dalam produksi etanol karena ketersediaannya yang

melimpah.


4

Fermentasi bioetanol umumnya menggunakan Saccharomyces cerevisiae.

Dasar penggunaan khamir tersebut yakni karena memiliki beberapa kelebihan di

antaranya yaitu lebih mudah beradaptasi dengan lingkungan, lebih tahan terhadap

alkohol tinggi, dan lebih mudah diperoleh (Azizah dkk., 2012). Pemanfaatan S.

cerevisiae lebih menguntungkan dibandingkan dengan Zymomonas mobilis

karena secara fisiologi lebih mudah dipelihara dengan daya konversi yang tinggi

(Purwoko, 2007). S. cerevisiae dapat diperoleh dari ragi roti komersil seperti

fermipan. Ragi roti mengandung S. cerevisiae yang telah mengalami seleksi,

mutasi atau hibridasi untuk meningkatkan kemampuannya dalam memfermentasi

gula dengan baik dalam adonan dan mampu tumbuh dengan cepat (Pelczar dan

Chan, 1998). Untuk mengoptimalkan kadar etanol yang dihasilkan ditambahkan

pula mikroorganisme lain yang terdapat pada ragi tape. Dalam ragi tape terdapat

mikroorganisme penghasil enzim amilolitik seperti Rhizopus sp., Aspergillus sp.,

Mucor sp., dan Bacillus sp. Enzim tersebut mampu memutus ikatan amilosa dan

amilopektin menjadi glukosa (Dwidjoseputro, 2005). Glukosa inilah yang

nantinya dikonversi menjadi etanol pada saat proses fermentasi berlangsung.

Dalam penelitian ini, dilakukan tahap hidrolisis asam terlebih dahulu

menggunakan asam kuat HCl sebab salah satu jenis polisakarida yang terdapat di

dalam Ulva lactuca yaitu selulosa. Hidrolisis sempurna selulosa akan

menghasilkan monomer selulosa yaitu glukosa. Glukosa akan diubah oleh S.

cerevisiae menjadi etanol.


5

Mengacu pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Kurniawan dkk.

(2014) mengenai Efek Interaksi Ragi Tape dan Ragi Roti terhadap Kadar

Bioetanol Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl) varietas Mukibat

membuktikan bahwa kombinasi kedua ragi tersebut efektif menghasilkan kadar

bioetanol hingga kadar 49,8%. Selain itu, penelitian Utami, dkk. (2014) mengenai

Pengaruh Waktu Hirolisa dan Konsentrasi Asam pada Hidrolisa Pati Kentang

dengan Katalis Asam menunjukkan bahwa waktu hidrolisis dan konsetrasi asam

berpengaruh meningkatkan kadar glukosa. Semakin lama waktu hidrolisis maka

semakin tinggi pula kadar glukosa yang dihasilkan. Sementara itu, pada

penelitian Utama, dkk. (2011) dengan judul Produksi Alkohol, Nilai pH, dan

Produksi Gas pada Bioetanol dari Susu Rusak dengan Campuran Limbah Cair

Tapioka membuktikan bahwa perlakuan lama waktu fermentasi menggunakan

ragi roti menunjukkan pengaruh nyata. Alkohol yang dihasilkan sebesar 1,90%.

Berdasarkan penelitian tersebut peneliti memvariasikan lama waktu hidrolisis

asam pada produksi bioetanol dari Ulva lactuca untuk mengetahui pengaruhnya

terhadap kadar etanol yang dihasilkan dengan bantuan mikroorganisme dari ragi

roti dan ragi tape selama proses fermentasi.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah waktu hidrolisis asam berpengaruh terhadap kadar etanol yang

dihasilkan dari fermentasi makroalga Ulva lactuca?


6

2. Pada perlakuan manakah kadar etanol tertinggi dihasilkan?

C. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui pengaruh lama waktu hidrolisis asam terhadap kadar

etanol yang dihasilkan dari fermentasi makroalga Ulva lactuca.

2. Untuk mengetahui perlakuan mana yang menghasilkan kadar etanol tertinggi.

D. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu sebagai berikut,

1. Bagi Masyarakat

a. Masyarakat umum dapat mengetahui metode pengolahan makroalga yang

baik dan proses produksinya.

b. Masyarakat daerah Gunung Kidul maupun daerah lainnya dengan hasil

makroalga melimpah dapat mengoptimalisasikan pemanfaatan makroalga

terutama spesies Ulva lactuca untuk memajukan perekonomian daerah.

2. Bagi Guru

Guru dapat menjadikan penelitian ini sebagai referensi atau acuan dalam

membimbing dan membantu siswa dalam mengembangkan potensi yang

dimiliki berkaitan dengan persoalan biologi.


7

3. Bagi Pengembangan Pengetahuan

Memperluas dan mengembangkan ilmu pengetahuan, khususnya di bidang

pemanfaatan sumber daya alam dan bioteknologi.

4. Bagi Peneliti

Peneliti dapat mengasah kemampuan memecahkan persoalan biologi sesuai

dengan ilmu yang telah ditekuni semasa kuliah.


8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tinjauan Umum Makroalga

1. Morfologi Alga

Alga atau yang lebih dikenal dengan nama rumput laut merupakan

tumbuhan yang tidak bisa dibedakan antara bagian akar, batang, dan daun.

Berdasarkan ukurannya alga dibedakan menjadi dua golongan yakni

mikroalga dan makroalga. Mikroalga berukuran kecil, tidak dapat dilihat oleh

mata secara langsung sehingga membutuhkan alat bantu berupa mikroskop.

Sedangkan makroalga berukuran besar sehingga dapat dilihat langsung oleh

mata. Sebagian besar kelompok alga tersebut hidup di laut dan ada pula yang

melekat di dasar laut atau melayang-layang mengikuti gerakan arus laut

(Suantika, 2007).

Tubuh makroalga umumnya disebut talus. Talus merupakan tubuh

vegetatif alga yang belum mengalami diferensiasi pada akar, batang, dan daun

sebagaimana yang ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi. Umumnya, talus

makroalga terdiri atas “blade” yang berbentuk seperti daun, “stipe” (bagian

yang menyerupai baang) dan “holdfast” yang merupakan bagian talus yang

serupa dengan akar. “Stipe” tidak dijumpai dan “blade” melekat langsung


9

pada “holdfast” pada beberapa jenis makroalga (Sumich, 1992 dalam Palalo,

2013).

Adapun bentuk talus makroalga bervariasi antara lain bulat seperti

tabung, pipih, gepeng, bulat seperti kantong dan rambut dan sebagainya.

Percabangan talus ada yang dichotomous (bercabang dua terus menerus),

pectinate (berderet searah pada satu sisi talus utama secara berselang-seling),

pinnate (bercabang duat terus menerus), ferticillate (cabangnya berpusat

melingkari aksis atau sumbu utama dan adapula yang sederhana dan tidak

bercabang (Aslan, 1998 dalam Palalo, 2013).

Gambar 2.1. Tipe percabangan makroalga: (1) tidak bercabang, (2)

dichotomous, (3) pinnate alternate, (4) pinnate distchous, (5) tetratichous, (6)

ferticillate, (7) polystichous, (8) pectinate, (9) monopodial, (10) sympodial

(Setyobudiandi, 2009)

2. Klasifikasi Alga

Makroalga diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu Chlorophyceae

(alga hijau), Phaeophyceae (alga coklat), Rhodopyceae (alga merah).


10

a. Alga Hijau (Chlorophyceae)

Ganggang hijau atau Chlorophyta sesuai dengan namanya, kelompok

dari alga ini berwarna hijau berasal dari pigmen pada kloroplas. Kloroplas

mengandung pigemen yang digunakan untuk fotosintesis, klorofil-a dan

klorofil-b serta berbagai karotenoid. Alga hijau memiliki dinding sel yang

sebagian besar terdiri dari karbohidrat yang berselulosa dan memiliki

bentuk sangat beranekaragam. Namun bentuk yang paling umum yaitu

seperti benang (filamen) dengan atau tanpa sekat dan berbentuk lembaran

(Suantika, 2007).

Perkembangbiakannya dilakukan secara seksual maupun aseksual.

Perkembangbiakan secara seksual dapat terjadi karena isi dari sel

tumbuhan pipih dan berlapis dua membentuk sel kelamin yang disebut

gamet berbulu-getar dua. Setelah gamet ini lepas ke dalam air, mereka

bersatu berpasangan dan melalui pembelahan sel berkembang menjadi

tumbuh-tumbuhan baru yang dikenal sebagai sporofit, tetapi biasanya

melalui fase benang terlebih dahulu. Sementara itu, perkembangbiakan

secara aseksual melalui proses yakni setiap sel dari tumbuhan sporofit

membentuk zoospora berbulu-getar empat. Setelah dilepas, zoospora akan

tumbuh menjadi gametofit. Selain itu, perkembangbiakan aseksual juga

dapat terjadi dengan cara fragmentasi yang membentuk tumbuh-tumbuhan

tidak melekat (Romihmotarto dan Juwana, 2001).


11

Chlorophyta merupakan divisi terbesar dari semua divisi alga, sekitar

6.500 jenis anggota divisi ini telah berhasil diidentifikasi. Divisi ini

tersebar luas dan menempati beragam substrat seperti tanah yang lembab,

batang pohon, batuan basah, danau, laut, hingga batuan bersalju. Ada

sekitar 90% yang berhabitat di air tawar dan umumnya juga merupakan

penyusun komunitas plankton. Sebagian kecil hidup sebagai makroalga di

laut (Palalo, 2013).

b. Alga Cokelat (Phaeophyceae)

Alga cokelat sebagian besar berbentuk filamen atau thalloid dan

umumnya ditemukan di laut. Beberapa jenis lainnya dapat pula ditemukan

di air tawar. Jenis yang ditemukan di air tawar hidup dengan cara

menempel pada substrat seperti batu (Asriyana dan Yuliana, 2012). Warna

alga coklat yang bervariasi dari mulai hijau zaitun hingga coklat tua

disebabkan oleh jumlah pigmen kuning-kecoklatan, fucoxantin, yang lebih

banyak dari pigmen klorofil. Hampir 1.500 jenis diketahui berhabitat di

perairan. Alga coklat merupakan produsen utama dominan yang ditemukan

di pantai beriklim sedang dan kutub, serta termasuk dalam kelompok

makroalga terbesar dan terkompleks (Castro dan Huber, 2010).

Alga cokelat mempunyai cakupan luasan di perairan yang lebih

dalam dan pigmen cokelat lebih efisien melakukan fotositensis

dibandingkan dengan pigmen warna hijau. Alga ini memiliki variasi bentuk


12

yang banyak. Beberapa di antaranya berukuran lebar dan panjang, serta

umumnya banyak dijumpai di rataan terumbu karang yang berhadapan

langsung dengan samudera (Setyobudiandi, 2009).

c. Alga Merah (Rhodophyceae)

Alga merah umumnya ditemukan di daerah bawah litoral dengan

cahaya yang sangat kurang, di perairan tropik. Alga merah berukuran kecil,

memiliki pigmen-pigmen kromatofor yang terdiri dari klorofil dengan

xantofil, karoten, fikoeritrin dan fikosianin (Suantika, 2007).

Kromatoforanya berbentuk cakram atau suatu lembaran, mengandung

klorofil a dan karotenoid, tetapi warna tersebut tertutup oleh zat warna

merah yang mengadakan fluoresensi, yaitu fikoeritrin. Selain itu, terdapat

pula floridosida (senyawa gliserin dan galaktosa) dan tetes-tetes minyak

(Tjitrosoepomo, 1994).

Alga merah ditemukan secara luas di seluruh perairan Indonesia.

Umumnya alga ini dijumpai di daerah intertidal sampai dengan rataan

terumbu karang dan berasosiasi dengan jenis rumput laut lainnya

(Setyobudiandi, 2009). Kelompok makroalga ini umumnya berhabitat di

laut; hanya sedikit dari sekitar 4.000 spesies yang berhabitat di air tawar

maupun darat. Alga merah mendiami hampir seluruh lingkungan perairan

yang dangkal.


13

B. Produksi dan Pemanfaatan Makroalga di Indonesia

Kementrian Kelautan dan Perikanan (KKP) pada era Presiden Jokowi

(2014-2019) menjadikan budidaya makroalga sebagai salah satu program untuk

meningkatkan kesejahteraan masyarakat pesisir Indonesia. Implementasi

program tersebut yaitu pembagian zonasi kawasan minapolitan rumput laut yang

dibagi menjadi tiga zona yang saling membutuhkan dan menguntungkan satu

sama lain (KKP, 2014).

Berdasarkan data FAO tahun 2014, kontribusi budidaya makroalga dunia

telah mencapai persentase 96% (Rebours, et al., 2014 dalam Salim dan Ernawati,

2015). Lebih lanjut Rebours juga menjelaskan bahwa sebagian besar produksi

makroalga dunia berasal dari Asia. Lima negara penghasil makroalga dunia yaitu

Indonesia, Flipina, Malaysia, Tanzania, dan Republik Rakyat Tiongkok (RRT).

Kontribusi kelima negara tersebut sebesar 99,9% pada tahun 2010. Kontribusi

pertanian makroalga untuk karaginan utama dunia disajikan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Negara Pertanian Rumput Laut (Makroalga) untuk Karaginan

Utama Dunia 2000-2010

Sumber: FAO FishStat (2010)


14

Tabel 2.1 menunjukkan bahwa tahun 2000 posisi produksi makroalga

Indonesia untuk karaginan masih berada di bawah Filipina. Kemudian pada tahun

2010, Indonesia menjadi penghasil utama karaginan dunia. Kontribusi Indonesia

meningkat menjadi 60,5% pada tahun 2010 karena intesifnya pembudidayaan

makroalga di Indonesia. Total produksi makroalga Indonesia terus mengalami

peningkatan dari 5,17 ton basah pada tahun 2011 menjadi 9,99 juta ton basah

pada tahun 2013 dengan peningkatan rata-rata sebesar 34%. Data produksi

rumput laut basah Indonesia disajikan pada tabel 2.2 sebagai berikut.

Tabel 2.2 Produksi Rumput Laut Basah Indonesia, 2011-2013

Sumber: KKP (2014)

Pemanfaatan makroalga di Indonesia masih tertinggal dibandingkan

dengan pemanfaatan makroalga di negara lainnya (KKP, 2014). Umumnya

makroalga hanya digunakan sebagai bahan makanan terutama bagi warga yang

tinggal di daerah pesisir (Suparmi, 2009 dalam Salim dan Ernawati, 2015).


15

Seiring dengan perkembangan teknologi, makroalga telah dimanfaatkan

untuk diolah menjadi bubur kertas atau bahan pembuat kertas. Hal ini dilakukan

untuk mengurangi pemanfaatan kayu sebagai bahan baku utama kertas,

mengingat jumlah kayu yang semakin terbatas. Makroalga juga telah

dikembangkan sebagai bahan baku biofuel karena kandungan hidrokarbonnya.

Beberapa lembaga penelitian, baik di dalam maupun luar negeri telah bekerja

sama untuk mengembangkan program ini. Makroalga memiliki periode tanam

yang relatif pendek dan mudah tumbuh di perairan Indonesia sehingga

diharapkan dapat menjadi bahan substitusi minyak mentah sebagai sumber energi

(KKP, 2014).

C. Ulva lactuca

1. Morfologi Ulva lactuca

Ulva lactuca memiliki panjang talus

hingga 100 cm dan memiliki warna hijau

apel. Seluruh tepinya bergelombang seperti

pedang yang sedang melipat. Warna bagian

tengahnya umumnya pucat dan semakin ke

arah tepi warnanya semakin gelap (gambar

2.2).

Gambar 2.2. Morfologi Ulva lactuca

Sumber: https://www.biolib.cz/en/image/id7080/


16

2. Klasifikasi Ilmiah Ulva lactuca

Menurut Guiry (2007), taksonomi Ulva lactuca adalah sebagai berikut

Kingdom : Plantae

Divisi : Chlorophyta

Classis : Ulvophyceae

Ordo : Ulvales

Familia : Ulvaceae

Genus : Ulva

Species : Ulva lactuca

3. Habitat Ulva lactuca

Ulva lactuca merupakan spesies yang hidup di laut meski dapat juga

ditemukan di perairan payau, khususnya di muara perairan. U. lactuca tumbuh

pada bebatuan yang berada pada zona intertidal rendah. Sepanjang musim

hujan, dapat ditemukan di tengah zona intertidal, menutupi seluruh area

vertikal yang luas. Sementara itu selama bulan-bulan dengan temperatur panas

helainya menjadi kurang terekspos sehingga mengurangi laju penguapan

sehingga akan merusak tanaman pada saat temperatur meningkat di sepanjang

musim panas (Palalo, 2013).


17

4. Komposisi Kimia dan Manfaat Ulva lactuca

Ulva lactuca mengandung hemiselulosa 16.42%, selulosa 19,58%, dan

lignin 2,9% (Santi dkk., 2012). Secara umum U. lactuca mengandung kadar

protein yang rendah dan tersusun atas 17 asam amino esensial (Qasim, 1991

dalam Santi dkk., 2012). U. lactuca mengandung lemak dan karbohidrat. Pada

umumnya nilai kadar lemak pada rumput laut kurang dari 4% dan lebih

rendah dari tanaman darat seperti kedelai. Lemak pada rumput laut lebih

banyak tersusun atas poli asam lemak tak jenuh (PUFA) khususnya PUFA

C18 yang merupakan asam lemak tidak jenuh yang sangat dibutuhkan

manusia maupun hewan (Ortiz et al., 2006 dalam Santi dkk., 2006).

5. Persebaran U. lactuca di Indonesia

U. lactuca tumbuh di daerah yang beriklim empat hingga daerah tropis.

Oleh karena itu, genus ini termasuk dalam golongan alga yang kosmopolitan.

Di Indonesia daerah penyebarannya hampir pada seluruh pantai yang

ditumbuhi alga bentik. U. lactuca banyak dijumpai di pantai Kupang dan

pulau-pulau Indonesia bagian timur (Wang et al., 2010).

D. Khamir (Saccharomyces cerevisiae)

Saccharomyces merupakan khamir yang mempunyai bentuk sel bervariasi,

mulai dari bulat, oval atau memanjang. Khamir adalah organisme uniselular


18

(bersel tunggal) (Samson dkk., 2000 dalam Sopandi dan Wardah, 2013). Khamir

berdistribusi secara luas di alam dan sifat selnya nonmotil. Dinding selnya

mengandung glikan (polisakarida), protein, dan lipid.

S. cerevisiae merupakan salah satu spesies khamir yang memiliki daya

konversi gula menjadi etanol sangat tinggi. Mikroorganisme ini biasanya dikenal

dengan baker’s yeast. Produk metabolit utamanya adalah etanol, CO2 dan air,

sedangkan beberapa produk lainnya dihasilkan dalam jumlah sedikit. Khamir ini

bersifat fakultatif anaerobik. Saccharomyces cerevisiae memerlukan suhu 30℃

dan pH 4,0-4,5 agar dapat tumbuh dengan baik (Khodijah dan Abtokhi, 2015).

Menurut Dinata (2012), ada beberapa faktor yang memengaruhi kehidupan

dan pertumbuhan mikroorganisme, yakni antara lain:

a. Suplai Nutrisi

Mikroorganisme membutuhkan makanan sebagai sumber energi dan

penyedia unsur kimian dasar untuk pertumbuhan sel. Unsur-unsur tersebut

adalah karbon, oksigen, nitrogen, hidrogen, sulfur, fosfor, magnesium, zat

besi dan sejumlah kecil logam lainnya.

b. Temperatur

Temperatur memengaruhi mikroorganisme dengan dua cara berlawanan,

antara lain: apabila temperatur naik, kecepatan metabolisme naik dan

pertumbuhan dipercepat. Sebaliknya, apabila temperatur turun, kecepatan

metabolisme juga turun dan pertumbuhan diperlambat.


19

c. Waktu Pertumbuhan

Pertumbuhan mikroorganisme juga dipengaruhi oleh waktu pertumbuhannya.

Terdapat empat fase pertumbuhan selama proses pertumbuhan populasi

mikroorganisme atau kultur, yaitu fase lag, fase log, fase stasioner, dan fase

penurunan (decline).

d. Nilai pH

Setiap organisme memiliki kisaran nilai pH yang memungkinkan terjadinya

pertumbuhan dan masing-masing umumnya memiliki pH optimum.

Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 6,0-8,0.

Kebanyakan ragi tumbuh baik pada medium asam dengan pH 3,5 – 4,5, tetapi

juga memungkinkan untuk tumbuh pada medium dengan pH 3.

e. Ketersediaan Oksigen

Kebutuhan oksigen untuk metabolisme berbeda pada setiap organisme. Untuk

itu beberapa organisme dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1. Organisme aerob, yaitu organisme yang dapat tumbuh dengan

ketersediaan oksigen.

2. Organisme anaerob, yaitu organisme yang tidak dapat tumbuh tanpa

ketersediaan oksigen sebab umumnya oksigen dapat menjadi racun bagi

pertumbuhannya.

3. Organisme anaerob fakultatif, yaitu organisme yang dapat tumbuh

dengan/tanpa ketersediaan oksigen.


20

4. Organisme mikroaerofilik, yaitu organisme yang dapat tumbuh dengan

kadar oksigen yang lebih rendah dari yang tersedia di atmosfer.

E. Ragi Tape

Ragi tape merupakan campuran populasi dari genus bakteri dan fungi yang

meliputi: Aspergillus, Saccharomyces, Candida, Hansenula, dan Acetobacter.

Genus-genus tersebut hidup bersama secara sinergetik; Aspergillus dapat

menyederhanakan amilum (Dwidjoseputro, 2005), selain itu Aspergillus

mempunyai aktivitas selulitik dan hemiselulitik untuk menghasilkan gula

(Chandel et al., 2007). Candida menghasilkan enzim invertase yang mampu

mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Selanjutnya monosakarida

yang terbentuk akan diuraikan menjadi etanol oleh Saccharomyces dan

Hansenula sedangkan Acetobacter akan mengubah etanol menjadi asam cuka

(Gandjar dkk., 2006).

F. Hidrolisis Asam

Hidrolisis merupakan proses yang bertujuan memecah ikatan lignin,

menghilangkan kandungan lignin dan hemiselulosa, merusak struktur kristal dari

selulosa serta meningkatkan porositas bahan (Sun dan Cheng, 2002). Rusaknya

struktur kristal selulosa akan mempermudah proses penguraian selulosa menjadi

glukosa. Selain itu, hemiselulosa juga akan diurai menjadi senyawa gula


21

sederhana seperti glukosa, galaktosa, manosa, heksosa, pentosa, xilosa, dan

arabinosa. Selanjutnya senyawa-senyawa tersebut akan diubah menjadi etanol

oleh mikroorganisme penghasil etanol (Mosier et al., 2005).

Hidrolisis merupakan reaksi kimia yang memecah molekul menjadi dua

bagian dengan penambahan molekul air (H2O), dengan tujuan untuk

mengonversi polisakarida menjadi monomer-monomer lebih sederhana. Satu

bagian dari molekul memiliki ion hidrogen (H+) dan bagian lainnya memiliki ion

hidroksil (OH-). Umumnya hidrolisis terjadi saat garam dari asam lemah atau

basa lemah (atau keduanya) terlarut dalam air. Reaksi umumnya yakni sebagai

berikut:

AB+ H2O AH + BOH

Akan tetapi, dalam kondisi normal hanya beberapa reaksi yang dapat

terjadi antara air dengan komponen organik. Penambahan asam, basa, atau enzim

umumnya dilakukan untuk membuat reaksi hidrolisis dapat terjadi pada kondisi

penambahan air tidak memberikan efek hidrolisis. Asam, basa, maupun enzim

dalam reaksi hidrolisis bertindak sebagai katalisator, yakni zat yang dapat

mempercepat terjadinya reaksi (Lowry, 1987 dalam Osvaldo, 2012).

Dalam metode hidrolisis menggunakan asam, biomassa lignoselulosa

dipaparkan dengan asam pada suhu dan tekanan tertentu selama waktu tertentu

pula, dan menghasilkan monomer gula dari polimer selulosa dan hemiselulosa.

Beberapa asam yang umumnya digunakan yakni asam sulfat (H2SO4), asam


22

perklorat, dan HCl. Hidrolisis asam pekat dapat dikelompokkan menjadi:

hidrolisis asam pekat dan hidrolisis asam encer (Taherzadeh dan Karimi, 2007).

Hidrolisis menggunakan asam encer lebih banyak digunakan karena tidak

diperlukannya tindakanpemulihan asam dan tidak adanya kehilangan asam dalam

proses (Iranmahboob et al., 2002). Kelemahan hidrolisis asam encer yakni

degradasi gula hasil di dalam reaksi hidrolisis dan pembentukan produk samping

yang tidak diinginkan. Degradasi gula dan prduk samping ini tidak hanya akan

mengurangi hasil panen gula, tetapi produk samping juga dapat menghambat

pembentukan etanol pada tahap fermentasi selanjutnya beberapa senyawa

inhibitor yang dapat terbentuk antara lain furfural, asam asetat, asam levulinik,

asam format, asam vanilik, vanilin, fenol, asam uronat, formaldehida, dan

beberapa senyawa lain (Taherzadeh dan Karimi, 2007).

Beberapa faktor yang memengaruhi proses hidrolisis antara lain:

a. Kandungan karbohidrat bahan baku

Apabila kandungan karbohidrat sedikit, maka jumlah gula yang dihasilkan

juga sedikit, begitupun sebaliknya, apabila kandungan karbohidrat terlalu

tinggi mengakibatkan kekentalan campuran akan meningkat, sehingga

frekuensi tumbukan antar molekul karbohidrat dan molekul air semakin

berkurang, dengan demikian kecepatan reaksi pembentukan glukosa semakin

berkurang.


23

b. pH hidrolisis

pH berkaitan erat dengan konsentrasi asam yang digunakan. Pada umumnya,

pH yang terbaik adalah 2,3 (Joeh, 1998; Groggins, 1998 dalam Osvaldo,

2012).

c. Waktu hidrolisis

Semakin lama pemanasan, warna akan semakin keruh dan semakin besar

konversi yang dihasilkan.

d. Suhu

Pengaruh suhu terhadap kecepatan hidrolisis karbohidrat akan mengikuti

persamaan Arrhenius yaitu semakin tinggi suhunya akan diperoleh konversi

yang cukup berarti, tetapi jika suhu terlalu tinggi konversi yang diperoleh

akan menurun. Hal ini disebabkan adanya glukosa yang pecah menjadi

arang, yang ditunjukkan dengan semakin tuanya warna hasil hidrolisis.

Selain itu, pada suhu yang tidak terlalu tinggi (tidak melebihi titik didih air

yaitu 100 ℃), air sebagai zat penghidrolisis tetap berada pada fase cair,

sehingga terjadi kontak yang baik antara molekul-molekul substrat dengan

sebagian besar air, sehingga reaksi dapat berjalan dengan baik (Roiz, 2001

dalam Osvaldo, 2012).


24

G. Bioetanol

Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari sumber hayati. Cairan

biokimia dengan rumus C2H5OH ini merupakan hasil fermentasi karbohidrat

dengan bantuan mikroorganisme (LIPI, 2008). Bahan baku yang digunakan pada

pembuatan etanol yakni nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorgum

manis, nira kelapa, nira aren, nira siwalan, sari buah meter; bahan berpati;

tepung-tepung sorgum berbiji; bahan berselulosa (lignoselulosa): kayu, jerami,

batang pisang, bagas dan lain-lain.

Menurut John (2004) bioetanol dapat dijadikan sebagai bahan bakar

alternatif karena sifatnya yang ramah lingkungan, mengandung gas CO lebih

rendah (19 – 25%) (Hening dan Zeddies, 2006), dan memiliki keunggulan yakni

mampu menurunkan emisi CO2 hingga 18% dibandingkan dengan emisi bahan

bakar fosil seperti minyak tanah. Potensi pemakaian etanol terbilang cukup bagus

sebagai campuran BBM untuk sektor transportasi. Etanol dapat digunakan

sebagai aditif pada bahan bakar karena kandungan oksigennya tinggi yakni

sekitar 35% sehingga pembakaran yang terjadi lebih sempurna. Sebagai bahan

bakar, etanol mempunyai nilai oktan yang lebih tinggi dan dapat diperbaharui

(Murdiyatmo, 2006).

Menurut Prihandana (2007), etanol dapat dikategorikan menjadi dua

kelompok utama yaitu:

1. Etanol 95-96%, disebut dengan etanol berhidrat, yang dibagi dalam:


25

a. Technical/raw spirit grade, digunakan untuk bahan bakar spiritus,

minuman, disinfektan, dan pelarut.

b. Industrial grade, digunakan untuk bahan baku industri dan pelarut.

c. Potable grade, untuk minuman berkualitas tinggi.

2. Etanol > 99,5%, digunakan untuk bahan bakar. Jika dimurnikan lebih lanjut

dapat digunakan untuk keperluan farmasi dan pelarut di laboratorium analisis.

Etanol ini disebut juga dengan Fuel Grade Ethanol (FGE) atau anhydrous

ethanol (etanol anhidrat) atau etanol kering, yakni etanol yang bebas air atau

hanya mengandung sedikit air. Berikut ini merupakan tabel sifat fisik dari

etanol berdasarkan SNI 06-3565-1994:

Tabel 2.3 Sifat Fisik Etanol

Sumber: Badan Standar Nasional

H. Fermentasi

Secara umum istilah fermentasi berkaitan dengan suatu proses yang di

dalamnya terdapat mikroorganisme yang dibiakkan dalam suatu fermentor.


26

Fermentor merupakan alat untuk melakukan fermentasi yang berisi

mikroorganisme dalam medium bahan makanan. Medium ini mengandung

sumber karbon seperti glukosa, pati hidrolisis atau molase, sumber protein atau

nitrogen dan berbagai nutrisi lainnya. Istilah fermentasi diambil dari bahasa Latin

fervere yang berarti mendidihkan, yang menyatakan adanya aktivitas ragi pada

ekstrak buah-buahan atau biji-bijian yang berkecambah. Keadaan ini disebabkan

oleh pembentukan gelembung-gelembung karbon dioksida sebagai hasil

katabolisme gula yang terdapat dalam ekstrak (Dinata, 2012).

Fermentasi etanol merupakan proses biologis dalam senyawa organik yang

dikonversi oleh mikroorganisme menjadi senyawa sederhana seperti gula.

Senyawa yang bersifat fermentable ini kemudian difermentasi oleh

mikroorganisme untuk menghasilkan etanol dan produk sampingan berupa CO2.

Selama proses fermentasi ada dua tahap yang dilalui mikroorganisme. Pertama,

mikroorganisme mengonversi substrat menjadi etanol dan kedua, memproduksi

enzim yang mengkatalis reaksi hidrolisis senyawa kompleks tersebut menjadi

senyawa yang sederhana (Yetti, 2007).

Proses fermentasi terdiri atas glikolisis dan reaksi yang menghasilkan

NAD+ melalui transfer elektron dari NADH ke piruvat. Glikolisis merupakan

proses pengubahan 1 molekul glukosa menjadi 2 molekul piruvat. Pada

fermentasi alkohol, piruvat diubah menjadi etanol (etil alkohol) dalam dua

langkah. Langkah pertama yaitu dengan melepaskan karbondioksida dari


27

piruvatselanjutnya diubah menjadi senyawa asetaldehida berkarbon dua, langkah

kedua asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol (Campbell dkk., 2002).

Reaksi konversi glukosa menjadi etanol dan karbondioksida memiliki formula

sebagai berikut:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 (LIPI, 2008)

Adapun fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

a. Jenis Mikroorganisme

Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis karbohidrat yang

digunakan sebagai medium. Seleksi tersebut bertujuan untuk mendapatkan

mikroorganisme yang mampu tumbuh dengan cepat dan memiliki toleransi

terhadap konsentrasi gula yang tinggi serta menghasilkan alkohol dalam

jumlah yang banyak dan tahan terhadap alkohol sebagai daya tolak umpan

balik (Budiyanto, 2004).

b. Suhu

Suhu fermentasi memengaruhi mikroorganisme, sampai pada suatu titik,

kecepatan reaksi enzimatik mikroorganisme meningkat sejalan dengan

meningkatnya suhu. Hal ini dikarenakan substrat akan bertumbukan dengan

tempat aktif lebih sering ketika molekul itu bergerak lebih cepat (Campbell

dkk., 2002).


28

c. pH

pH optimum untuk fermentasi berkisar antara 4,5-5. pH memengaruhi

efektivitas enzim yang dihasilkan mikroorganisme pada pembentukan

kompleks enzim substrat. Selain itu, perubahan pH dapat menyebabkan

terjadinya proses denaturasi sehingga menurunkan aktivitas enzim (Poedjiaji

dan Titin, 2006).

d. Waktu Fermentasi

Menurut Maimuna (2004) fermentasi dilakukan selama 30 – 70 jam,

tergantung pada suhu fermentasi, pH, dan konsentrasi glukosa.

e. Media (Nutrisi)

Media harus dipersiapkan dengan kandungan bahan-bahan yang memenuhi

syarat, cukup untuk berkembang biak, dan cukup pula untuk diubah menjadi

produk. Mikroorganisme memerlukan unsur karbon dan nitrogen dalam

perkembangbiakannya. Unsur karbon merupakan sumber energi, sedangkan

nitrogen digunakan mikroorganisme untuk mempercepat pertumbuhan

selama masa fermentasi. Salah satu contoh sumber nitrogen yang digunakan

adalah urea (Trismilah dan Sumaryanto, 2005).

I. Distilasi

Distilasi adalah proses pemisahan yang sering digunakan dalam kehidupan

sehari-hari. Distilasi sangat baik untuk memisahkan bahan-bahan alam yang


29

berupa zat cair atau untuk memurnikan cairan yang mengandung pengotor.

Adapun prinsip utama metode distilasi yaitu berdasarkan perbedaan titik didih

dari masing-masing senyawa komponen campuran pada tekanan yang tetap.

Perbedaan titik didih ini menyebabkan perbedaan volatilitas pada komponen

campuran dan merupakan sifat intrinsik dari senyawa penyusun campuran.

Perbedaan ini sangat potensial untuk dijadikan sarana pemisahan mereka asalkan

tekanan dibuat tetap (Wonorahardjo, 2012).

J. Hasil Penelitian yang Relevan

Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Kurniawan dkk. (2014)

mengenai Efek Interaksi Ragi Tape dan Ragi Roti terhadap Kadar Bioetanol

Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl) Varietas Mukibat membuktikan bahwa

kombinasi kedua ragi tersebut efektif menghasilkan kadar bioetanol hingga kadar

49,8%. Selain itu, penelitian Utami, dkk. (2014) mengenai Pengaruh Waktu

Hirolisa dan Konsentrasi Asam pada Hidrolisa Pati Kentang dengan Katalis

Asam menunjukkan bahwa waktu hidrolisis dan konsetrasi asam berpengaruh

meningkatkan kadar glukosa. Semakin lama waktu hidrolisis dan semakin tinggi

konsentrasi asam yang digunakan, maka semakin tinggi pula kadar glukosa yang

dihasilkan.

Sementara itu, pada penelitian yang dilakukan Utama, dkk. (2011) dengan

judul Produksi Alkohol, Nilai pH, dan Produksi Gas pada Bioetanol dari Susu


30

Rusak dengan Campuran Limbah Cair Tapioka membuktikan bahwa perlakuan

lama waktu fermentasi menggunakan ragi roti menunjukkan pengaruh nyata.

Alkohol yang dihasilkan yakni kadarnya sebesar 1,90%.

Pada produksi bioetanol dari berbagai macam bahan yang telah dilakukan

dalam beberapa penelitian tersebut, para peneliti memanfaatkan asam kuat

seperti HCl untuk membantu proses hidrolisis sehingga dapat dihasilkan kadar

etanol yang tinggi. Salah satu faktor yang berpengaruh dalam proses pembuatan

etanol yakni lama waktu hidrolisis asamnya. Selain itu, bahan-bahan yang

digunakan dalam produksi etanol adalah bahan-bahan yang mengandung pati dan

selulosa, sehingga U. lactuca yang juga memiliki banyak kandungan selulosa dan

hemiselulosa diharapkan dapat menghasilkan etanol yang tinggi dengan bantuan

hidrolisis asam. Selain itu, penggunaan ragi roti dan ragi tape pada penelitian

tesebut membuktikan bahwa mikroorganisme yang terdapat dalam ragi-ragi

tersebut berperan aktif dalam mengubah susbtrat berupa selulosa dan

hemiselulosa menjadi etanol.

Pada penelitian ini, peneliti mengambil benang merah dari ketiga penelitian

terkait yakni meneliti pengaruh lama waktu hidrolisis menggunakan HCl dan

memanfaatkan ragi roti dan ragi tape dalam proses fermentasi. Berikut

merupakan literature map dari penelitian ini:


31

Gambar 2.3 Literature map penelitian

K. Kerangka Berfikir

Krisis sumber daya alam, terutama bahan bakar fosil yang terjadi akhir-

akhir ini merupakan masalah global yang perlu dicari solusinya bersama. Segala

bentuk upaya telah digalakkan pemerintah maupun masyarakat untuk

mengurangi penggunaan bahan bakar fosil yang berlebihan, salah satunya dengan

memproduksi energi alternatif dari sumber daya alam yang jumlahnya melimpah

dan dapat diperbarui. Selain itu, limbah dan sampah juga mulai dimanfaatkan

Kurniawan, dkk. (2014):

Efek Interaksi Ragi Tape dan Ragi

Roti terhadap Kadar Bioetanol Ketelah

Pohon (Manihot utilissima Pohl)

Varietas Mukibat.

Utama, dkk. (2011):

Produksi Alkohol, Nilai pH, dan

Produksi Gas pada Bioetanol dari Susu

Rusak dengan Campuran Limbah Cair

Tapioka.

Utami, dkk. (2014):

Pengaruh Waktu Hidrolisa dan

Kosentrasi Asam pada Hidrolisa Pati

Kentang dengan Katalis Asam.

Yang baru dalam penelitian ini:

Meneliti pengaruh lama waktu

hidrolisis menggunakan asam

HCl terhadap kadar etanol yang

dihasilkan Ulva lactuca melalui

proses fermentasi dengan bantuan

mikroorganisme dari interaksi

ragi roti dan ragi tape.


32

secara optimal sebagai sumber energi. Salah satu energi alternatif yang dapat

diproduksi dari sumber daya alam yang jumlahnya melimpah maupun dari

limbah adalah bioetanol. Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari sumber

hayati. Menurut John (2004), bioetanol dapat dijadikan sebagai bahan bakar

alternatifkarena sifatnya yang ramah lingkungan, mengandung gas CO lebih

rendah (19 – 25%) (Hening dan Zeddies, 2006) dan memiliki keunggulan yakni

mampu menurunkan emisi CO2 hingga 18% dibandingkan dengan emisi bahan

bakar fosil seperti minyak tanah.

Makroalga U. lactuca merupakan salah satu sumber daya laut Indonesia

yang dapat dimanfaatkan sebagai substrat fermentasi bioetanol karena

mengandung selulosa dan hemiselulosa. Asam dapat digunakan sebagai

katalisator selama proses hidrolisis untuk memecah ikatan selulosa dan

hemiselulosa menjadi gula yang lebih sederhana yang dapat digunakan

mikroorganisme sebagai nutrisi selama fermentasi berlangsung. Lama waktu

hidrolisis perlu divariasi untuk mengetahui pada waktu berapa lama glukosa

dengan kadar tertinggi mampu dihasilkan. Kandungan glukosa maupun substrat

yang digunakan akan sangat berpengaruh pada aktivitas mikroorganisme dalam

memproduksi etanol. Alur dari kerangka berpikir penelitian ini dapat dilihat pada

gambar 2.4.


33

Hidrolisis asam dengan variasi

lama waktu 15, 30, 45, dan 60

menit.

Fermentasi menggunakan ragi

roti dan ragi tape selama 3 hari.

Gambar 2.4. Alur Kerangka Berpikir Penelitian

Pertambahan jumlah populasi

manusia menyebabkan kebutuhan

akan energi semakin meningkat

pula

Krisis sumber daya alam

terutama bahan bakar

fosil

Sumber daya laut terutama rumput

laut Ulva lactuca di daerah Gunung

Kidul belum dimanfaatkan secara

maksimal

Ulva lactuca mengandung

selulosa dan hemiselulosa

Selulosa dan hemiselulosa pada Ulva lactuca dapat

difermentasi untuk produksi bioetanol yang merupakan

bahan bakar nonfosil

Diperlukan alternatif

sumber bahan bakar lain

Glukosa (C6H12O6)n

Etanol (C2H5OH)n


34

L. Hipotesa

1. Lama waktu hidrolisis asam berpengaruh terhadap kadar etanol yang

dihasilkan dari fermentasi makroalga U. lactuca.

2. Kadar etanol tertinggi dihasilkan pada perlakuan D dengan lama waktu

hidrolisis 60 menit.


35

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental. Menurut Danim (2002)

dalam Siregar (2013) penelitian eksperimen adalah penelitian dengan melakukan

sebuah studi yang objektif, sistematis, dan terkontrol untuk memprediksi atau

mengontrol fenomena. Penelitian eksperimen bertujuan untuk melihat hubungan

sebab akibat (cause and effect relationship), dengan cara mengekspos satu atau

lebih kelompok eksperimental dan satu atau lebih kondisi eksperimen. Hasilnya

dibandingkan dengan satu atau lebih kelompok kontrol yang tidak dikenai

perlakuan.

Rancangan penelitian pada tahap fermentasi bioetanol menggunakan

rancangan acak lengkap faktorial dengan menggunakan faktor variasi hidrolisis

asam. Terdapat 4 perlakuan pada waktu hidrolisis yakni:

A : 15 menit

B : 30 menit

C : 45 menit

D : 60 menit


36

Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Adapun variabel-variabel

dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Variabel bebas : waktu hidrolisis asam

2. Variabel terikat : kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi

makroalga U. lactuca.

3. Variabel kontrol : konsentrasi HCl pada proses hidrolisis, berat alga,

volume HCl, konsentrasi inokulum ragi roti dan ragi tape, kadar NPK dan

urea, serta lama waktu fermentasi.

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama dua bulan yakni mulai bulan Maret

sampai Mei 2018 di Laboratorium Pasteur dan Laboratorium Wallace Program

Studi Pendidikan Biologi Universitas Sanata Dharma.

C. Batasan Penelitian

Dalam penulisan skripsi ini, penulis memberikan batasan penelitian agar

dalam penjelasannya nanti lebih terstruktur, terarah, dan sesuai dengan tujuan

penelitian yang diharapkan. Adapun batasan penelitian dalam skripsi ini yakni:

1. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah makroalga jenis U.

lactuca yang diperoleh dari perairan pantai Krakal, Kabupaten Gunung

Kidul, DIY.


37

2. Sampel makroalga U. lactuca yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sampel kering dengan berat 3 kg.

3. Hidrolisis yang dimaksud yakni hidrolisis asam menggunakan HCl dengan

konsentrasi 1%.

4. Fermentasi menggunakan kombinasi inokulum ragi roti dan ragi tape.

Perbandingannya yakni 1:1.

5. Dalam penelitian ini kadar etanol diuji menggunakan spektrofotometer UV-

vis pada panjang gelombang 470 nm.

D. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah autoklaf, blender,

saringan, gelas ukur, gelas beaker, corong, magnetic stirrer, timbangan analitik,

erlenmeyer 500 ml, erlenmeyer 100 ml, tabung reaksi, pipet tetes, pipet volume,

termometer, labu ukur, botol fermentor, labu distilasi, heating mantle, rak tabung

reaksi, indikator universal, bunsen burner, spatula, batang pengaduk, kompor,

aluminium foil, ember, panci, spektrofotometer UV-vis, lemari pendingin, selang

karet dan kamera digital.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah makroalga Ulva

lactuca, fermipan, aquades, alkohol 96%, HCl 1%, NaOH 10%, urea, NPK,

K2Cr2O7, gula pasir, sumbat penutup, plastic wrap, kertas payung, kertas label,

kassa, tisu, plastisin, sarung tangan.


38

E. Cara Kerja

a. Sterilisasi alat

Semua alat-alat gelas dan media yang digunakan untuk fermentasi

disterilisasi panas basah menggunakan autoklaf pada suhu 121℃ selama 15

menit.

b. Persiapan Makroalga dan Perlakuan Awal (Pretreatment)

Makroalga kering diambil dari Pantai Krakal Gunung Kidul sebanyak 3

kg. Sebelum diberi perlakuan awal sampel makroalga dicuci dengan air tawar

untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang masih menempel di permukaan

tubuhnya. Sampel kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari untuk

menghilangkan kandungan airnya. Waktu pengeringan tergantung intensitas

matahari tetapi umumnya antara 2 – 3 hari. Pretreatment dilakukan secara

fisik yakni dengan memblender bahan. Lalu diayak dengan saringan sehingga

diperoleh tepung makroalga.

c. Penyiapan Starter

Starter yang digunakan adalah ragi roti komersil dengan merk Fermipan

dan ragi tape yang masing-masingnya ditumbuhkan dalam media

pertumbuhan. Media pertumbuhan terdiri dari 500 ml akuades steril yang

ditambahkan dengan 50 gram gula pasir (konsentrasi 10%) yang disiapkan di

dalam erlenmeyer ukuran 500 ml (dimodifikasi dari Elevri dan Putra, 2006).

Selain itu, sebanyak 0,4 g/l urea dan 0,5 g/l NPK ditambahkan pada masing-


39

masing media sebagai nutrisi mikroorganisme (Chairul dan Sivia, 2013).

Setelah semua bahan dimasukkan, kemudian dihomogenkan terlebih dahulu

menggunakan magnetic stirrer selama 10 menit kemudian disterilisasi dengan

menggunakan autoklaf pada suhu 121℃ selama 15 menit. Setelah dingin,

sampai kira-kira mencapai suhu 30 – 33℃, sebanyak 5% (v/v) ragi roti (merk

fermipan) dan 5% ragi tape dimasukkan ke dalam masing-masing media.

Selanjutnya diinkubasi pada suhu 30℃ selama 24 jam dalam inkubator

(dimodifikasi dari Tipteerasri et al., 2009 dalam Azizah, dkk., 2012).

d. Proses Hidrolisis Asam

Sebanyak 30 gram tepung makroalga dimasukkan ke dalam botol

fermentor ukuran 500 ml lalu ditambahkan 300 ml HCl 1% kemudian

dihidrolisis dalam autoklaf pada suhu 121℃ selama 15, 30, 45, dan 60 menit

sesuai masing-masing perlakuan. Tahap ini dilakukan di laboratorium Pasteur

Pendidikan Biologi. Setelah dihidrolisis pH media diatur hingga 5 dengan

menambahkan NaOH 10%. Penambahan NaOH juga dimaksudkan untuk

detoksifikasi kandungan toksik yang dihasilkan selama proses hidrolisis. pH

diukur menggunakan indikator universal.

e. Pengukuran Gula Pereduksi

Pada penelitian ini adanya gula pereduksi diukur secara kualitatif

menggunakan uji Fehling. Sebanyak 1 ml larutan hasil hidrolisis dari masing-

masing perlakuan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 ml


40

larutan Fehling A dan Fehling B pada setiap tabung reaksi. Lalu sampel uji

dipanaskan dalam air mendidih selama 1 menit. Perubahan warna yang terjadi

diamati dan dicatat.

f. Proses Fermentasi

Pada masing-masing perlakuan, bubur makroalga yang telah dihirolisis

ditambahkan dengan 10% (v/v) starter yang terdiri dari starter ragi roti dan

ragi tape secara aseptis kemudian diaduk menggunakan shaker selama 10

menit. Selanjutnya setiap erlenmeyer dihubungkan dengan selang karet.

Ujung-ujung selang dimasukkan ke dalam air agar tidak terjadi kontak

langsung dengan udara. Selanjutnya difermentasikan selama 3 hari pada suhu

ruang. Fermentasi dilakukan di laboratorium Pasteur Pendidikan Biologi.

g. Distilasi dan Pengukuran Kadar Etanol

Tahap ini dilakukan di laboratorium Wallace Pendidikan Biologi. Alat

destilator dirangkai dengan cara menyambungkan labu distilasi dengan

kondensor, yang juga dipasang selang pada bagian atas dan bawahnya. Pipa

bengkok dipasang pada bagian ujung kondensor lalu ujung pipa bengkok yang

sudah terpasang dimasukkan dalam erlenmeyer guna menampung hasil

distilasi. Sampel cairan hasil fermentasi dimasukkan ke dalam labu distilasi

dan ditutup menggunakan gabus. Labu distilasi yang sudah ditutup dipasang

di bawah heating mantle untuk dipanaskan. Temperatur pemanas dijaga pada

suhu 70-80℃. Proses ini dilakukan sampai menghasilkan cairan destilat


41

sebanyak 5 ml. Cairan hasil distilasi tersebut kemudian diuji kadar etanolnya

di Laboratorium CV. Chem-Mix Pratama, Banguntapan, Bantul, Yogyakarta.

F. Teknik Pengumpulan Data

Berikut ini merupakan beberapa metode yang digunakan dalam

pengumpulan data:

1. Pengukuran Gula Pereduksi

Pengukuran gula reduksi menggunakan uji Fehling. Indikator adanya gula

pereduksi yakni warna endapan setelah pemanasan dilakukan. Perubahan

warna tersebut kemudian dicatat.

2. Distilasi

Distilasi dilakukan menggunakan alat distilator pada suhu 70-80 ℃.

Cairan hasil distilasi tersebut kemudian diuji kadar etanolnya di

Laboratorium CV. Chem-Mix Pratama, Banguntapan, Bantul, Yogyakarta.

3. Analisis Kadar Etanol

Analisis kadar etanol dilakukan di Laboratorium CV. Chem-Mix

Pratama, Banguntapan, Bantul. Metode yang digunakan yakni dengan

oksidasi K2Cr2O7. Tahap awal yaitu membuat kurva standar hasil oksidasi

etanol dengan menggunakan K2Cr2O7 berdasarkan pada larutan standar


42

etanol dengan konsentrasi 5, 10, 15, 20, dan 25%. Sebanyak 1 ml larutan

K2Cr2O7 dicampurkan dengan 1 ml larutan masing-masing sampel.

Campuran lalu dipanaskan selama 10 menit dan diukur absorbansinya pada

panjang gelombang 470 nm. Kurva standar ini kemudian digunakan untuk

mengukur kadar etanol dari tiap sampel.

Analisis kadar etanol dilakukan dengan cara mengambil 1 ml sampel

dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi menggunakan pipet volume,

kemudian ditambahkan 1 ml K2Cr2O7 0,1 N dalam suasana asam. Setelah

dididihkan selama 10 menit, warna larutan sampel yang mengandung etanol

akan berubah dari jingga menjadi hijau dan berbau aldehida. Hasil oksidasi

ini kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 470 nm dengan

menggunakan spektrofotometer UV-vis.

4. Pengukuran pH

Pengukuran pH pada sampel menggunakan indikator universal. pH diukur

sebelum dan sesudah masa fermentasi berlangsung.

G. Teknik Analisis Data

Analisis data menggunakan One Way Anova (Analysis of Variances)

dengan taraf signifikansi 1%. Uji normalitas dan uji homogenitas terlebih dahulu

dilakukan untuk mengetahui apakah sampel uji terdistribusi normal dan


43

homogen. Untuk mengetahui perbedaan nyata dari setiap rata-rata perlakuan

dilakukan analisis Post Hoc menggunakan Uji Tukey.


44

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

1. pH Substrat Sebelum dan Sesudah Fermentasi

Nilai pH diukur sebelum dan sesudah masa fermentasi berlangsung

menggunakan indikator universal. pH awal diatur menjadi 5, sedangkan pH

akhir (setelah fermentasi) menurun pada seluruh sampel sesuai dengan yang

disajikan pada tabel berikut:

Tabel 4.1 Rerata Nilai pH Sesudah Fermentasi

Perlakuan pH akhir

Rerata pH Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3

A 3 3 1 2,3

B 3 3 3 3

C 4 3 4 3,67

D 3 3 3 3

Keterangan:

A : Perlakuan waktu hidrolisis 15 menit

B : Perlakuan waktu hidrolisis 30 menit

C : Perlakuan waktu hidrolisis 45 menit

D : Perlakuan waktu hidrolisis 60 menit

2. Hasil Uji Gula pereduksi (Kualitatif)

Data di bawah ini merupakan hasil uji kadar gula pereduksi secara

kualitatif menggunakan uji Fehling. Hasil uji Fehling disajikan pada tabel 4.2

dan rinciannya pada lampiran 7.


45

Tabel 4.2 Hasil Uji Gula Pereduksi Secara Kualitatif

Perlakuan

Sampel Kandungan

gula

pereduksi Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

A

+

B

++

C

+++


46

D

++++

Keterangan:

+ : terdapat sedikit endapan merah bata

++ : terdapat cukup banyak endapan merah bata

+++ : terdapat banyak endapan berwarna merah bata

++++ : terdapat sangat banyak endapan berwarna merah bata

Berdasarkan indikasi warna yang terbentuk setelah pemanasan, terdapat

kandungan gula pereduksi pada seluruh sampel. Hal ini sesuai dengan pendapat

Mathews et al., (2000) yang mengatakan bahwa adanya gula pereduksi

diketahui dari warna sampel yang akan berubah dari biru tua menjadi hijau

hingga merah bata setelah dipanaskan. Dapat dilihat pada gambar yang

disajikan dalam tabel bahwa pada perlakuan A sampel berwarna hijau

kecoklatan karena terdapat endapan merah bata. Sementara itu pada perlakuan

B sampel berwarna coklat muda karena terdapat cukup banyak endapan merah

bata. Sedangkan pada perlakuan C dan D, sampel berwarna coklat tua hingga

merah bata setelah dipanaskan karena terdapat banyak endapan merah bata pada

larutan sampel. Semakin lama waktu hidrolisis, warna sampel yang diuji setelah


47

pemanasan semakin merah bata, karena mengandung semakin banyak gula

pereduksi.

3. Hasil Uji Kadar Etanol

Data di bawah ini merupakan hasil uji kadar etanol pada sampel hasil

distilasi sederhana. Kadar etanol diuji menggunakan Spektrofotometer Uv-vis

pada panjang gelombang 470 nm di Laboratorium Chem-Mix Pratama,

Banguntapan, Bantul, DIY. Adapun hasil uji kadar etanol dapat dilihat pada

lampiran 5 serta pada tabel berikut:

Tabel 4.3 Rerata Nilai Kadar Etanol

No Perlakuan Rerata Uji

Ulangan 1 (%)

Rerata Uji

Ulangan 2 (%)

Rerata

Keseluruhan (%)

1 A 4,489 4,611 4,55

2 B 8,133 8,156 8,15

3 C 11,644 11,599 11,62

4 D 13,156 13,178 13,17

Keterangan:

A : Perlakuan waktu hidrolisis 15 menit

B : Perlakuan waktu hidrolisis 30 menit

C : Perlakuan waktu hidrolisis 45 menit

D : Perlakuan waktu hidrolisis 60 menit

Rerata keseluruhan kadar etanol yang terdapat dalam tabel 4.3, dibuat grafik

untuk membandingkan lama waktu hidrolisis dengan rerata kadar etanol secara

keseluruhan. Adapun hasilnya sebagai berikut:


48

0

5

10

15

15 30 45 60

Kad

ar E

tan

ol (

%)

Waktu Hidrolisis (Menit)

Pengaruh Waktu Hidrolisis terhadap Kadar Etanol

Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Hidrolisis terhadap Kadar Etanol

Grafik di atas menunjukkan bahwa kadar etanol meningkat seiring

dengan bertambahnya lama waktu hidrolisis. Kadar etanol tertinggi dicapai

pada lama waktu hidrolisis 60 menit yaitu sebesar 13,17%. Semakin lama

waktu hidrolisis, maka semakin banyak pula senyawa polisakarida dalam Ulva

lactuca yang diuraikan menjadi monosakarida (dalam hal ini berupa glukosa).

B. Pembahasan

1. Uji pH

Derajat keasaman (pH) merupakan salah satu faktor krusial yang perlu

diperhatikan pada saat proses fermentasi. pH memengaruhi pertumbuhan

mikroorganisme yang digunakan dalam fermentasi. Oleh karena itu, sebelum


49

tahap fermentasi berlangsung, substrat yang digunakan terlebih dahulu diatur

pHnya. Dalam penelitian ini, pH pada seluruh sampel diatur sama yakni 5.

Berdasarkan hasil pengukuran pH menggunakan indikator universal,

diketahui bahwa pH akhir tiap sampel lebih rendah dari pH awal yang diatur

menjadi 5. Data rerata pH untuk setiap perlakuan disajikan pada tabel 4.1.

Perubahan pH cenderung sama pada seluruh sampel. Nilai pH berkisar antara

2,3 – 3,67. Nilai pH dipengaruhi oleh produk yang dihasilkan selama proses

fermentasi. Dalam penelitian ini, produk yang dihasilkan yakni alkohol.

Adapun sifat alkohol yaitu asam sehingga berpengaruh pada nilai pH. Hal ini

sesuai dengan pendapat Azizah dkk. (2012) bahwa alkohol yang terbentuk

selama masa fermentasi menyebabkan pH substrat semakin rendah.Semakin

lama waktu fermentasi maka semakin turun nilai pH. Hal ini disebabkan

karena proses fermentasi akan mengalami proses biosintesis piruvat yang

menghasilkan produk asam, seperti asam butirat, asam asetat, aseton,

asetaldehid dan alkohol. Maka dari itu nilai pH semakin menurun seiring

dengan bertambahnya waktu fermentasi. Hal ini sesuai dengan pendapat

Yuniarsih (2009) bahwa hasil proses fermentasi akan diubah menjadi asam

asetat, etanol, dan CO2.

Selama masa fermentasi, produk sampingan yang turut dihasilkan yaitu

berupa gas CO2. Menurut pendapat Azizah dkk. (2012) peningkatan produksi

gas ternyata juga diikuti dengan penurunan nilai pH. Jika dilihat pada tabel


50

4.1, nilai pH pada setiap sampel menurun setelah 3 hari masa fermentasi

berlangsung. Rerata pH untuk setiap perlakuan berkisar antara 2,3 – 3,67. Hal

ini membuktikan bahwa gas CO2 dihasilkan selama masa fermentasi. Adanya

gas CO2 dibuktikan dengan adanya gelembung sebagai indikator utamanya

(lampiran 7). Selain itu, hal ini juga sesuai dengan pendapat Kartohardjono

dkk. (2007), bahwa gas CO2 sering disebut gas asam (acid whey) karena

memiliki sifat asam. CO2 yang terlarut dalam air akan membentuk asam

karbonat, seperti terlihat dalam reaksi berikut:

CO2 + H2O H2CO3

Jumlah H2CO3 dalam air tidak tergantung pada pH, melainkan tergantung

pada jumlah CO2 (dan beberapa faktor lain seperti suhu dan salinitas). H2CO3

yang terbentuk akan terdisosiasi menjadi H+, HCO3-, dan CO3

2-. Ion-ion H+

yang dihasilkan inilah yang akan menurunkan nilai pH.

2. Uji Gula Pereduksi (Kualitatif)

Pada penelitian ini, metode Fehling digunakan untuk analisis gula

pereduksi secara kualitatif. Reagen Fehling yang digunakan merupakan

campuran Fehling A dan Fehling B. Fehling A merupakan larutan CuSO4,

sedangkan Fehling B merupakan larutan yang terdiri dari NaOH dan Na-K-

tartrat. Prinsip kerja reagen Fehling yaitu terjadinya reaksi antara gula

pereduksi dengan Fehling B membentuk enediol, kemudian enediol bereaksi


51

dengan Fehling A membentuk ion Cu2+ dan campuran asam-asam.

Selanjutnya ion Cu2+ yang berupa Cu(OH)2 akan direduksi oleh gula

pereduksi menjadi Cu+ sebagai CuOH, kemudian Cu2O yang tidak larut

berwarna kuning atau merah bata (Mathews et al., 2000).

Hasil uji gula pereduksi disajikan pada tabel 4.2 dimana dapat dilihat

warna larutan sebelum dan sesudah dipanaskan. Larutan yang diuji terlebih

dahulu dicampur dengan reagen Fehling A dan Fehling B sehingga warna

yang terbentuk merupakan warna biru. Setelah dipanaskan selama 1 menit,

masing-masing sampel mengalami perubahan warna larutan yang berbeda-

beda tergantung kadar gula pereduksi yang terkandung di dalamnya. Warna

larutan sampel setelah dipanaskan berkisar mulai dari hijau tua hingga merah

bata. Pada sampel dengan perlakuan A (waktu hidrolisis 15 menit) warna

larutan sampel sesudah dipanaskan cenderung hijau tua, namun untuk

sampel A1, warna larutannya cenderung coklat muda. Sementara itu, pada

sampel dengan perlakuan B (waktu hidrolisis 30 menit), larutan sampel

berwarna hijau tua bercampur coklat kemerahan. Sedangkan pada sampel

dengan perlakuan C (waktu hidrolisis 45 menit) larutan sampel berwarna

coklat muda hingga merah bata. Pada sampel dengan perlakuan D (waktu

hidrolisis 60 menit) larutan sampel berwarna merah bata pekat. Warna

larutan tersebut dipengaruhi adanya endapan Cu2O. Hasil ini sesuai dengan

pernyataan Mathews et al. (2000) yakni bahwa adanya gula pereduksi dapat


52

dideteksi dengan terbentuknya endapan Cu2O berwarna hijau tua, kuning-

oranye, atau merah bata.

Uji Fehling akan memberikan endapan merah bata terhadap gula-gula

pereduksi, ini dikarenakan ion tembaga monoksida dari pereaksi fehling

akan bereaksi dengan atom hidrogen pada atom karbon gugus aldehid yang

menghasilkan endapan tembaga (II) monoksida yang berwarna merah bata.

Semakin banyak gugus aldehid maka endapan merah bata yang dihasilkan

akan semakin banyak. Oleh karena itu sampel mengalami perubahan warna

pada larutan, ini dikarenakan ion tembaga monoksida yang memberikan

warna biru berkurang bahkan habis bereaksi dengan gugus aldehid, dan

membentuk endapan merah bata.

Secara kualitatif, dapat dikatakan bahwa seluruh sampel mengandung

gula pereduksi namun dengan kadar yang berbeda-beda. Indikator utamanya

adalah terbentuknya endapan merah bata pada setiap sampel setelah proses

pemanasan. Semakin warnanya menuju merah bata, maka semakin tinggi

gula pereduksi yang terkandung di sampel.

3. Uji Kadar Etanol

Produksi bioetanol dari makroalga Ulva lactuca meliputi 3 tahap yakni

tahap hidrolisis, fermentasi, dan distilasi. Berdasarkan penelitian Santi dkk.

(2012) diketahui bahwa Ulva lactuca mengandung hemiselulosa 16,42% dan


53

selulosa 19,58%. Selulosa dan hemiselulosa merupakan senyawa

polisakarida yang harus dipecah ikatannya menjadi senyawa monosakarida

untuk dapat difermentasikan oleh mikroorganisme. Oleh karena itu, terlebih

dahulu dilakukan proses hidrolisis menggunakan asam. Proses hidrolisis

bertujuan untuk memecah ikatan hemiselulosa dan merusak struktur kristal

selulosa menjadi senyawa gula sederhana (Sun dan Cheng, 2002). Rusaknya

struktur kristal selulosa akan mempermudah proses penguraian selulosa

menjadi glukosa. Selain itu, hemiselulosa juga akan diurai menjadi senyawa

gula sederhana: glukosa, galaktosa, manosa, heksosa, pentosa, xilosa dan

arabinosa. Selanjutnya senyawa-senyawa gula sederhana tersebut akan

difermentasi oleh mikroorganisme menjadi etanol (Mosier et al., 2005).

Pada dasarnya, prinsip hidrolisis adalah memutuskan rantai polimer

bahan menjadi unit-unit monomer yang lebih sederhana dengan bantuan

katalis. Pada penelitian ini proses pemutusan rantai tersebut dilakukan

dengan menggunakan larutan HCl. Dalam hal ini, HCl bertindak sebagai

katalisator. Menurut Balat, et al. (2008), pada proses hidrolisis H2SO4 akan

bereaksi membentuk gugus H+ dan SO4-. Jika direlevankan dengan

penggunaan HCl pada penelitian ini, maka dapat disimpulkan bahwa saat

proses hidrolisis terjadi HCl juga akan bereaksi membentuk gugus H+ dan

Cl-. Selanjutnya, gugus H+ memecah ikatan glikosidik pada selulosa maupun

hemiselulosa, sehingga akan terbentuk monomer-monomer gula sederhana.


54

Monomer yang dihasilkan masih dalam gugus radikal bebas, tapi dengan

adanya OH- dari air akan berikatan dengan gugus radikal membentuk gugus

glukosa. Pada proses ini air berfungsi sebagai penstabil gugus radikal bebas.

Semakin banyak air yang terkandung dalam larutan asam, maka semakin

banyak juga yang menyetabilkan gugus radikal, sehingga glukosa-glukosa

yang terbentuk akan semakin banyak. Begitu juga sebaliknya semakin tinggi

konsentrasi asam, maka semakin sedikit kandungan air yang mengakibatkan

glukosa yang terbentuk juga akan semakin sedikit. Keuntungan dari

hidrolisis asam ini yaitu reaksi lebih cepat, bisa menghasilkan glukosa yang

lebih banyak, serta biaya lebih murah dibandingkan dengan penggunaan

enzim (Pujiani dkk., 2014).

Umumnya hidrolisis dapat menggunakan asam kuat berkonsentrasi

tinggi dan rendah. Pada konsentrasi asam rendah dibutuhkan suhu yang

tinggi untuk dapat menjalankan proses hidrolisis. Sedangkan pada

konsentrasi asam yang tinggi, suhu reaksi yang diperlukan rendah. Namun,

kelemahan penggunaan asam dengan konsentrasi tinggi yakni antara lain

diperlukan adanya pemulihan asam dan terdapat ion asam yang hilang

selama proses berlangsung (Iranmahboob et al., 2002). Selain itu, proses ini

juga sangat korosif karena adanya pengenceran dan pemanasan asam

(Taherzadeh dan Karimi, 2007) sehingga kurang menguntungkan. Oleh

karena itu, dalam penelitian ini proses hidrolisis menggunakan asam kuat


55

berkonsentrasi rendah yakni 1% dan pada suhu reaksi 121℃. Umumnya

asam yang digunakan adalah H2SO4 dan HCl dan suhu reaksi ±160℃.

Pengaruh suhu terhadap kecepatan hidrolisis karbohidrat akan mengikuti

persamaan Arrhenius yaitu semakin tinggi suhunya akan diperoleh konversi

yang cukup berarti, tetapi jika suhu terlalu tinggi konversi yang diperoleh

akan menurun. Hal ini disebabkan adanya glukosa yang pecah menjadi

arang, yang ditunjukkan dengan semakin tuanya warna hasil endapan.

Selain itu, pada suhu yang tidak terlalu tinggi (tidak melebihi titik didih air,

100 ℃). Air sebagai zat penghidrolisis tetap berada pada fase cair, sehingga

terjadi kontak yang baik antara molekul-molekul substrat dengan sebagian

besar air, sehingga reaksi dapat berjalan dengan baik (Roiz, 2001 dalam

Osvaldo, 2012).

Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan waktu hidrolisis untuk

mengetahui waktu terbaik dalam menghasilkan kadar etanol. Waktu

hidrolisis merupakan salah satu faktor yang memengaruhi proses hidrolisis.

Variabel hidrolisis dan fermentasi lainnya disamakan untuk masing-masing

perlakuan waktu hidrolisis. Variasi lama waktu hidrolisis pada masing-

masing perlakuan yaitu 15, 30, 45, dan 60 menit dengan 3 ulangan pada

setiap perlakuan sehingga totalnya terdapat 12 sampel untuk difermentasi.

Lama waktu hidrolisis berkaitan dengan tinggi-rendahnya konversi yang

dicapai sampai ke titik optimumnya. Adapun konstanta laju reaksi akan


56

meningkat seiring dengan meningkatnya waktu reaksi. Dari gambar 4.1

terlihat bahwa konversi selulosa dan hemiselulosa menjadi glukosa sangat

dipengaruhi oleh lama waktu hidrolisis. Semakin lama waktu hidrolisis maka

kesempatan selulosa dan hemiselulosa terdekomposisi lebih panjang,

sehingga kadar etanol juga meningkat. Kadar etanol tertinggi dicapai pada

lama waktu hidrolisis 60 menit yaitu sebesar 13,17 %.

Khamir, kapang, dan bakteri umumnya dapat tumbuh dengan baik

pada pH 3 – 6. Oleh karena itu, setelah tahap hidrolisis dilakukan pengaturan

nilai pH menjadi 5 dengan menambahkan NaOH. Setelah pengaturan pH,

nutrisi berupa urea dan NPK juga ditambahkan. Sebanyak 10% inokulum

ragi tape dan ragi roti ditambahkan pada media dan difermentasi selama 3

hari pada suhu ruang. Lama waktu fermentasi ditentukan sesuai dengan

pendapat Sari dkk. (2008) yang menyatakan bahwa lama fermentasi yang

paling optimal untuk proses pembuatan bioetanol adalah 3 hari. Jika

fermentasi dilakukan lebih dari 3 hari maka kadar alkohol akan cenderung

berkurang karena alkohol telah dikonversi menjadi senyawa lain, misalnya

ester.

Adapun fermentasi dilakukan pada botol kaca bening ukuran 500 ml

kemudian ditutup dengan sumbat dan dilapisi pula dengan plastisin untuk

menghindari kontak dengan udara. Hal ini dikarenakan Saccharomyces

cerevisiae tumbuh dengan baik pada kondisi anaerob. Dalam kondisi ini,


57

asam piruvat yang dihasilkan dari proses glikolisis akan diubah menjadi

asam asetat dan CO2. Kemudian, asam asetat diubah menjadi etanol. Proses

perubahan asam asetat menjadi etanol tersebut diikuti pula dengan

perubahan NADH menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa

glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi etanol ini, dari satu mol

glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP (Purwoko, 2007).

Sebaliknya, dalam kondisi aerob, S. cerevisiae, justru menghidrolisis gula

menjadi air dan CO2.

Pada awal fermentasi (24 jam), glukosa yang terdapat dalam substrat

dikonversi mikroorganisme dari ragi roti dan ragi tape menjadi etanol.

Adapun konversi ini melibatkan aktivitas enzim dari sel-sel mikroorganisme

yang terdapat dalam ragi roti dan ragi tape. Menurut Lestari dkk. (2001)

dalam Azizah dkk. (2012), Rhizopus sp., Mucor sp., Aspergillus sp., dan

Bacillus sp.menghasilkan enzim amilase yang akan memutus ikatan

glikosidik pada senyawa polisakarida menjadi dekstrin-dekstrin seperti

maltose, maltriosa, dan glukosa. Glukosa kemudian akan digunakan S.

cerevisiae untuk proses metabolisme menghasilkan alkohol dan asam-asam

organik sebagai hasil metabolitnya. Menurut Kurniawan dkk. (2014), S.

cerevisiae memproduksi enzim invertase dan zimase selama masa fermentasi

berlangsung. Enzim zimase berperan memecah sukrosa menjadi glukosa dan


58

fruktosa, sedangkan enzim invertase berperan dalam merubah glukosa

menjadi bioetanol.

Pada waktu 24 jam, mikroorganisme yang terdapat pada ragi roti

(khamir S. cerevisiae) dan ragi tape (khamir, kapang, dan bakteri)

melakukan adaptasi singkat terhadap lingkungan fermentor (fase lag).

Adaptasi ini antara lain dengan memproduksi enzim yang sesuai dengan

substrat. Menurut Elevri dan Putra (2006), S.cerevisiae melakukan adaptasi

(fase lag) dalam waktu 20 jam pertama saat pertumbuhannya. Sementara itu,

Kurniawan dkk. (2014) menyatakan bahwa pada rentang waktu 24 – 72 jam,

sel khamir berada pada fase eksponensial. Sel khamir mengalami

peningkatan jumlah sel dan mulai terbentuk senyawa alkohol dan senyawa

lain sebagai hasil metabolitnya. Hal ini salah satunya dibuktikan dengan

adanya gelembung-gelembung gas CO2 selama masa fermentasi berlangsung

dalam gelas beker yang berisi akuades (lampiran 7). Selain itu, bakteri asam

laktat dalam ragi tape mengoksidasi asam hingga pH lingkungan menurun.

Hasil pengukuran pH setelah masa fermentasi berakhir, nilai pH menurun

dari pH awal 5 menjadi rata-rata 3. Menurut Ristiarini dkk. (2001) dalam

Azizah dkk. (2012), selama 72 jam fermentasi terjadi penurunan kadar gula

pereduksi dan pH lingkungan. Hal ini disebabkan karena gula pereduksi

telah digunakan sebagai substrat oleh khamir dan bakteri asam laktat untuk

aktivitasnya menghasilkan alkohol dan asam-asam organik.


59

Setelah fermentasi selama 3 hari (72 jam) dilakukan proses distilasi

pada suhu 70 - 80℃ dan diperoleh destilat. Distilasi dilakukan untuk

memisahkan etanol dari senyawa lainnya sehingga diperoleh etanol dengan

kadar yang tinggi. Pemisahan ini didasarkan pada perbedaan titik didihnya.

Destilat kemudian diuji kadar etanolnya di Laboratorium Chem-Mix

Pratama dengan menggunakan spektrofotometer UV-vis pada panjang

gelombang 470 nm. Hasil uji tersebut dapat dilihat pada tabel 4.3 dimana

dilakukan dua kali pengulangan agar hasil yang diperoleh lebih akurat.

Rerata kadar etanol secara keseluruhan pada tiap perlakuan dengan

perlakuan waktu hidrolisis 15 menit (A), 30 menit (B), 45 menit (C), dan 60

menit (D) yaitu berturut-turut 4,55%, 8,15%, 11,62%, dan 13,17%. Dengan

kata lain dapat disimpulkan bahwa kadar etanol meningkat seiring dengan

pertambahan waktu hidrolisis. Kadar etanol paling tinggi dihasilkan pada

waktu hidrolisis 60 menit yakni sebesar 13,17%. Hubungan antara waktu

hidrolisis dan peningkatan kadar etanol juga disajikan pada gambar 4.1. Dari

grafik pada gambar tersebut dapat dilihat kurva kadar etanol bergerak naik

seiring dengan bertambahnya waktu hidrolisis.

Untuk mengetahui adanya pengaruh lama waktu hidrolisis terhadap

kadar bioetanol maka dilakukan uji statistik menggunakan Uji Anova satu

arah (One way Anova). Hasil data penelitian diolah menggunakan SPSS ver

20.0. Sebelum dilakukan analisis menggunakan Uji Anova satu arah, terlebih


60

dahulu dilakukan Uji Normalitas dan Uji Homogenitas. Langkah pertama

yakni menguji apakah data berdistribusi normal atau tidak menggunakan Uji

Normalitas. Dari hasil analisis, diketahui bahwa nilai Sig = 0,552, nilai ini

lebih besar dari (α) = 0,05 sehingga dapat disimpulkan bahwa data

berdistribusi normal. Selanjutnya dilakukan Uji Anova satu arah untuk

mengetahui apakah data homogen atau tidak, serta apakah terdapat

perbedaan nyata dari hasil rata-rata kadar etanol pada tiap sampel perlakuan.

Pada analisis ini, digunakan taraf signifikansi (α) 0,01 agar hasilnya lebih

akurat. Dari hasil Uji Homogenitas, diketahui bahwa data tersebut homogen

sehingga memenuhi persyaratan Uji Anova. Sementara itu, dari hasil Uji

Anova satu arah diketahui bahwa nilai sig = 0,000 (terlampir). Nilai ini lebih

kecil dari (α) 0,01 sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat rata-rata

perbedaan yang signifikan atau waktu hidrolisis berpengaruh nyata terhadap

kadar etanol. Selain itu, dilakukan pula analisis Post Hoc menggunakan Uji

Tukey untuk mengetahui lebih rinci mengenai perbedaan nyata antar tiap

sampel. Hasil Uji Tukey menunjukkan adanya perbedaan nyata pada lama

waktu hidrolisis terhadap kadar bioetanol.

Menurut Prihandana (2007), etanol yang diklasifikasikan untuk

kegunaan sebagai bahan bakar yaitu yang kadarnya lebih dari 99,5%. Hal ini

berdasarkan acuan syarat mutu bioetanol terdenaturasi untuk gasohol yang

tercantum dalam Standar Nasional Indonesia (SNI 7390:2012) yaitu bahwa


61

syarat mutu etanol yakni minimal 99,5% untuk dapat dicampurkan ke dalam

bensin pada kadar sampai dengan 10%-v. Jika dibandingkan dengan kadar

etanol yang dihasilkan dalam penelitian ini, kadar tersebut masih belum

memenuhi syarat mutu etanol seperti yang tercantum dalam Standar

Nasional Indonesia. Oleh karena itu, penelitian lebih lanjut perlu dilakukan

guna menemukan metode yang tepat dalam pembuatan bioetanol dari

berbagai macam substrat.

C. Keterbatasan Penelitian

1. Uji gula pereduksi pada penelitian ini hanya dilakukan secara kualitatif yaitu

hanya dengan indikator warna untuk menunjukkan adanya kandungan gula

pereduksi di dalam sampel yang telah dihidrolisis menggunakan HCl. Akan

jauh lebih baik jika diketahui pula total kadar gula reduksi yang terdapat

dalam sampel sehingga akan memperdalam analisis penelitian.

2. Pengukuran pH menggunakan indikator universal kurang akurat karena tidak

dapat menunjukkan nilai pH yang spesifik.

3. Suhu distilasi yang berkisar antara 70-80 ℃ sebenarnya masih belum akurat

karena titik didih etanol berkisar antara 78-80 ℃ sehingga memungkinkan

terjadinya proses penguapan air selama distilasi berlangsung yang turut

memengaruhi kadar etanol dalam penelitian ini.


62

BAB V

IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN UNTUK PEMBELAJARAN

Hasil penelitian mengenai “Pengaruh Lama Waktu Hidrolisis Asam Terhadap

Kadar Etanol yang Dihasilkan dalam Fermentasi Ulva lactuca” dapat menjadi sumber

pengetahuan baru dalam dunia sains dan pendidikan, terutama dalam pembelajaran

bidang Biologi. Hasil penelitian ini dapat dijadikan materi pembelajaran maupun

praktikum pada materi Bioteknologi di tingkat Sekolah Menengah Atas (SMA) kelas

XII. Hal ini sesuai dengan acuan kurikulum 2013, khususnya pada KD 3.10 dan 4.10.

Adapun bunyi KD 3.10 yakni memahami tentang prinsip-prinsip bioteknologi yang

menerapkan bioproses dalam menghasilkan produk baru untuk meningkatkan

kesejahteraan manusia dalam berbagai aspek kehidupan. Sementara itu, KD 4.10

yakni merencanakan dan melakukan percobaan dalam penerapan prinsip-prinsip

bioteknologi konvensional untuk menghasilkan produk dan mengevaluasi produk

yang dihasilkan serta prosedur yang dilaksanakan.

Kurikulum 2013 sangat khas dengan kegiatan praktikum yang lebih banyak

dilakukan dibandingkan dengan kurikulum sebelumnya, sehingga harapannya siswa

dapat lebih aktif dalam menemukan sendiri konsep pembelajaran berdasarkan hasil

praktikum/percobaan. Kegiatan praktikum yang dilakukan tentu saja masih

terintegrasi dengan materi bioteknologi yang disampaikan di kelas. Adanya


63

praktikum diharapkan dapat membuat siswa menjadi lebih paham dengan materi

bioteknologi serta penerapan prinsip-prinsipnya. Selain mampu menerapkan prinsip

bioteknologi melalui praktikum pembuatan bioetanol dari makroalga, siswa juga

diharapkan mampu mengevaluasi produk yang dihasilkan, sesuai dengan KD 4.10.

Adapun kegiatan pembelajaran maupun praktikum terkait materi Bioteknologi,

khususnya bidang energi terbarukan, dapat dilihat pada Lampiran 2.


64

BAB VI

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Lama waktu hidrolisis berpengaruh nyata terhadap kadar etanol yang

dihasilkan dari hasil fermentasi makroalga Ulva lactuca.

2. Perlakuan D dengan lama waktu hidrolisis 60 menit menghasilkan kadar

etanol tertinggi yaitu 13,17%.

B. Saran

1. Pengukuran gula pereduksi sebaiknya juga dilakukan secara kuantitatif agar

hasil uji lebih akurat sehingga dapat memperdalam analisis penelitian.

2. Pengukuran pH sebaiknya menggunakan pH meter agar hasil yang diperoleh

lebih akurat.

3. Pada penelitian selanjutnya sebaiknya suhu distilasi diatur antara 78-80℃

sesuai dengan titik didih alkohol untuk meminimalisir terjadinya penguapan

air yang dapat memengaruhi kadar etanol yang dihasilkan.


65

DAFTAR PUSTAKA

Adini, Saniha., Endang K., Anto Budiharjo. 2015. Produksi Bioetanol dari Rumput

Laut dan Limbah Agar Gracilaria p. dengan Metode Sakarifikasi yang Berbeda.

BIOMA Vol. 16, No. 2, Desember 2015.

Asriyana dan Yuliana. 2012. Produktivitas Perairan. Jakarta: Bumi Aksara.

Azizah, N., Al-Baarri A. N., Mulyani S. 2012. Pengaruh Lama Fermentasi terhadap

Kadar Alkohol, pH, dan Produksi Gas Pada Proses Fermentasi Bioetanol dari

Whey dengan Substitusi Kulit Nanas. Journal Indonesian Food Technologist. 1

(1): 4 – 6.

Balat, M., Balat, H., and Oz, C. 2008. Progress in Bioethanol Processing. Progress in

Energy and Combustion Science (34): 551-573.

Budiyanto, M.A.K. 2004. Mikrobiologi Terapan. Malang: Universitas Muhamadiyah

Malang.

Campbell, Neil A., Jane Reece, Lawrence G. Mitchell. 2002. Biologi Edisi Kelima

Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Castro, Peter and Michael Huber. 2010. Marine Biology Eight Edition. New York:

McGraw-Hill.

Chairul dan Silvia, R. N. 2013. Pembuatan Bioetanol dari Nira Nipah Menggunakan

Saccharomyces cerevisiae. Pekanbaru. Jurusan Teknik Kimia Universitas Riau.

Chandel A.K., Chan, E.S., Ravinder, R., Lakshmi, N., Rao, L.V dan Pogaku, R. 2007.

Economic and Environmental Impact of Bioethanol Production Technologies

and Appraisal. Biotechnology and Molecular Biology Review, Vol. 2, No. 1:

14-32.

Dinata, Deden Indranata. 2012. Bioteknologi: Pemanfaatan Mikroorganisme &

Teknologi Bioproses. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Dwidjoseputro, D. 2005. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.


66

Elevri, P.A. dan Putra, S. R. 2006. Produksi Etanol menggunakan Saccharomyces

cerevisiae yang diamobilisasi dengan Agar Batang. Akta Kimindo 1 (2): 105-

114.

FAO. 2010. Cultured aquatic species information programme. Euchema spp.

Cultured aquatic species information programme. FAO Fisheries and

Aquaculture Department. Rome. Updated 13 January 2015.

Gandjar, Indrawati, Wellyzar S, Ariyanti Oetari. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan.

Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.

Guiry, M. 2007. U. lactuca Linnaeus. Diunduh dalam

http://www.algeabase.org/browse/taxonomy/?id=8416 pada tanggal 14 April

2018 pukul 10.57 WIB.

Hening dan Zeddies. 2006. Bioengineering and Agriculture. Promises and Challenges

International Food Policy Institute.

Iranmahboob, J. F., Nadim, dan S. Monemi. 2002. Optimizing Acid-hydolysis: A

Critical Step for Production of Ethanol from Mixed Wood Chips. Biomass and

Bioenergy.

John. 2004. Biofuels for Transport. Diunduh dalam www.task39.org pada tanggal 07

Februari 2018 pukul 17.50 WIB.

Kartohardjono, S., Anggara, Subihi, dan Yuliusman. 2007. Absorbsi CO2 dari

campurannya dengan CH4 atau N2 melalui kontraktor membran serat berongga

menggunakan pelaruh air. Jurnal Teknologi 11 (2): 97-102.

Kementrian Kelautan dan Perikanan. 2014. Profile of Business and Investment

Opportunities on Seaweed Indonesia. Jakarta.

Khodijah, Siti., dan Ahmad Abtokhi. 2015. Analisis pengaruh variasi persentase ragi

(Saccharomyces cerevisiae) dan waktu pada proses fermentasi dalam

pemanfaatan duckweed (Lemma minor) sebagai bioetanol. Jurnal Neutrino

Vol.7, No. 2, April 2015.

Kurniawan, T. B., Siti H. B., dan R. Susanti.. 2014. Efek Interaksi Ragi Tape dan

Ragi Roti terhadap Kadar Bioetanol Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl)

Varietas Mukibat. Biosaintifika 6 (2) 2014: 152-160.


http://www.algeabase.org/browse/taxonomy/?id=8416

http://www.task39.org/

67

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). 2008. Kebijakan Pengembangan Bahan

Bakar Nabati (Bioetanol). Jurnal Ekonomi dan Pembangunan. Vol XVI.

Diunduh dalam

https://books.google.co.id/books?id=Amsepj45r_8C&pg=PP1&lpg=PP1&dq=L

embaga+Ilmu+Pengetahuan+Indonesia+(LIPI).+2008.+Jurnal+Ekonomi+dan+

Pembangunan.+Vol+XVI.&source=bl&ots=E3XOtB3qMg&sig=ktWEwXr0L7

jIdXVMSsDVpomwLD8&hl=id&sa=X&ved=0ahUKEwiejYbzg87aAhXEso8

KHSIpA4cQ6AEISDAF#v=onepage&q=Lembaga%20Ilmu%20Pengetahuan%

20Indonesia%20(LIPI).%202008.%20Jurnal%20Ekonomi%20dan%20Pemban

gunan.%20Vol%20XVI.&f=false pada 22 April 2018 pukul 20.57 WIB.

Maimuna. 2004. Pengaruh Interaksi Variasi Suhu dan Lama Fermentasi terhadap

Kadar Glukosa dan Kadar Alkohol Tape Ketan Hitam. Skripsi. UIN Malang.

Matthews, C.K., van Holde, K.E., Ahrn, K.G. 2000. Biochemistry 3rd Ed. San

Francisco: Addison-Wesley Pub. Com.

Mosier, N, Wyman, C., Dale, B., Elander, R., Lee, YY, Holtzapple, M., Ladisch, M.

2005. Features of Promising Technologies for Pretreatment of Lignocellulosic

Biomass. Bioresource Technology 96 (2005): 673-686.

Murdiyatmo, Untung. 2006. Pengembangan Industri Etanol: Prospek, Kendala, dan

Tantangan. Prosiding. Jakarta.

Osvaldo Z. S., Panca, P. S., dan M. Faizal. 2012. Pengaruh Konsentrasi Asam dan

Waktu pada Proses Hidrolisis dan Fermentasi Pembuatan Bioetanol dari Alang-

alang. Jurnal Teknik Kimia No.2 Vol. 18. Universitas Sriwijaya.

Palalo. 2013. Distribusi Makroalga pada Ekosistem Lamun dan Terumbu Karang di

Pulau Bonebatang, Kecamatan Ujung Tanah, Kelurahan Barrang Lompo,

Makassar. Skripsi. Makassar: Universitas Hassanudin.

Patil, V., Khanh-Quang Tran., Hans R. 2008. Towards Sustainable Production of

Biofuels from Microalgae. International Journal of Molecular Sciences. ISSN

1422-0067.

Pelczar, M.J dan Chan, E.C.S. 1998. Dasar-dasar Mikrobiologi Jilid 1. Terjemahan

RS Hadioetomo, T Imas, SS Tjitrosomo dan SL Angka. Jakarta: UI Press.

Poedjiaji, Anna dan Titin, S. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI-Press.


https://books.google.co.id/books?id=Amsepj45r_8C&pg=PP1&lpg=PP1&dq=Lembaga+Ilmu+Pengetahuan+Indonesia+(LIPI).+2008.+Jurnal+Ekonomi+dan+Pembangunan.+Vol+XVI.&source=bl&ots=E3XOtB3qMg&sig=ktWEwXr0L7jIdXVMSsDVpomwLD8&hl=id&sa=X&ved=0ahUKEwiejYbzg87aAhXEso8KHSIpA4cQ6AEISDAF#v=onepage&q=Lembaga%20Ilmu%20Pengetahuan%20Indonesia%20(LIPI).%202008.%20Jurnal%20Ekonomi%20dan%20Pembangunan.%20Vol%20XVI.&f=false







68

Prihandana, Rama. 2007. Bioenergi Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. Jakarta:

Agromedia Pustaka.

Pujiani, Ishak Isa, Mangara Sihaloho. 2014. Biokonversi Selulosa Dari Tongkol

Jagung menjadi Alkohol. Skripsi. Jurusan Pendidikan Kimia. FMIPA UNG.

Purwoko. 2007. Fisiologi Mikrobia. Jakarta: Bumi Aksara.

Romihmotarto, Kasijan dan Juwana. 2001. Biologi Laut. Jakarta: Djambatan.

Salim, Z., dan Ernawati. 2015. Info Komoditi Rumput Laut. Jakarta: Badan

Pengkajian dan Pengembangan Kebijakan Perdagangan.

Santi, R. A., Sunarti, T.C., Santoso, D., Triwisari, D.A. 2012. Komposisi Kimia dan

Profil Polisakarida Rumput Laut Hijau. Jurnal Akuatika Vol. III, No. 2,

September 2012.

Sari, I. M., Noverita dan Yulneriwarni. 2008. Pemanfaatan jerami padi dan alang-

alang dalam fermentasi etanol menggunakan kapang Trichoderma viride dan

khamir Saccharomyces cerevisiae. Vis Vitalis. 5 (2): 55-62.

Setyobudiandi. 2009. Rumput Laut Indonesia Jenis dan Upaya Pemanfaatan. Unhalu

Press.

Siregar, Sofyan. 2013. Statistika Parametrik untuk Penelitian Kuantitatif. Jakarta: PT.

Bumi Aksara.

Sopandi, T dan Wardah. 2013. Mikrobiologi Pangan Teori dan Praktik. Yogyakarta:

ANDI Yogyakarta.

Standar Nasional Indonesia. 2012. Bioetanol terdenaturasi untuk gasohol. Jakarta:

Dewan Standarisasi Nasional.

Suantika, Gede. 2007. Biologi Kelautan. Jakarta: Universitas Terbuka.

Sun, Y., dan Cheng, J. 2002. Hyrolysis of Lignocellulose Material for Ethanol

Production: A review. Bioresource Technology, Vol. 83 hal. 1-11.

Susilawati, R. 2012. Bisnis Etanol Medco Tersandung Mahalnya Singkong. Diunduh

dalam http://www.beritajatim.com/detailnews.php/1/Ekonomi/2012-04-

2/133684Bisnis_Bio_EtanolMedco_Tersandung_Mahalnya_Singkong pada

tanggal 27 Januari 2018.


http://www.beritajatim.com/detailnews.php/1/Ekonomi/2012-04-2/133684Bisnis_Bio_EtanolMedco_Tersandung_Mahalnya_Singkong

http://www.beritajatim.com/detailnews.php/1/Ekonomi/2012-04-2/133684Bisnis_Bio_EtanolMedco_Tersandung_Mahalnya_Singkong

69

Taherzadeh, M. J. dan Karimi, K. 2007. Acid-Based Hydrolysis Processes for

Ethanol from Lignocellulosic Material. A Review: Bioresources 2 (3), 472-499.

Tjitrosoepomo, Gembong. 1994. Taksonomi Tumbuhan Obat-obatan. Yogyakarta:

Gadjah Mada University Press.

Trismilah dan Sumaryanto. 2005. Pengaruh Kadar Nitrogen dalam Media pada

Pembuatan Protease Menggunakan Bacillus megaterium Dsm 319. Jurnal Ilmu

Kefarmasian Indonesia, Vol. 3, No. 1: 9-12.

Utama, A. W., Legowo, dan Al-Baarri. 2011. Produksi Alkohol, Nilai pH, dan

Produksi Gas pada Bioetanol dari Susu Rusak dengan Campuran Limbah Cair

Tapioka. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan Vol. 2 No. 2.

Utami, R. S., Eva, P. S., dan Inayati. 2014. Pengaruh Waktu Hidrolisa dan

Konsentrasi Asam pada Hidrolisa Pati Kentang dengan Katalis Asam.

Ekuilibrium Vol .13 No. 2. Halaman: 45-49.

Wang J., Li Nan., Jiang P., Boo S. M., Lee W. J., dan Zhao J., 2010. U. lactuca and

Enteromorpha (U. lactuca, Chlorophyta) from Two Sides of the Yellow Sea.

Chinese Journal of Oceanology and Limnology. Vol. 28 No. 4, P. 762-

768(online). Chinese Academy of Sciences, China.

Wonorahardjo, Surjani. 2012. Metode-metode Pemisahan Kimia: Sebuah Pengantar.

Jakarta: Akademia Permata.

World Resources Institute. 1998. Menakar Potensi Budidaya Laut. Diunduh dalam

http://presidenri.go.id/berita-aktual/menakar-potensi-budidaya-laut.html pada

tanggal 06 Desember 2017.

Yetti, Elvi. 2007. Bioteknologi Industri Etanol dari Biomassa. BioTrends Vol 2

Nomor 1 Tahun 2007.

Yuniarsih, F.N. 2009. Pembuatan Bioetanol dari Dekstrin dan Sirup Glukosa Sagu

(Metroxylen sp.) menggunakan Saccharomyces cerevisiae var Ellipsoideus.

Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut

Pertanian Bogor, Bogor. Skripsi Sarjana Pertanian.


http://presidenri.go.id/berita-aktual/menakar-potensi-budidaya-laut.html

70

LAMPIRAN


71

Lampiran 1

SILABUS PEMINATAN MATEMATIKA DAN ILMU-ILMU ALAM

MATA PELAJARAN BIOLOGI SMA

Satuan Pendidikan : SMA

Kelas : XII

KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan

proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial

dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang

ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab

fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk

memecahkan masalah.

KI 4 : Mengolah, menalar,menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah

secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

KOMPETENSI DASAR

MATERI

PEMBELAJARAN

KEGIATAN PEMBELAJARAN

PENILAIAN

ALOKASI

WAKTU

REFERENSI

BELAJAR

Bioteknologi

1.1.

Mengagumi keteraturan dan

kompleksitas ciptaan Tuhan

tentang struktur dan fungsi

DNA, gen dan kromosom

dalam pembentukan dan

Bioteknologi

Pengertian

Bioteknologi

Perkembangan

Mengamati

Mengkaji referensi tentang

produk Bioteknologi

Mengamati video yang berkaitan

Observasi

Sikap saat

proses

pembelajaran

3 minggu x

4 JP

Buku

Biologi

kelas XII

Irnaningtyas


72

KOMPETENSI DASAR

MATERI

PEMBELAJARAN


PENILAIAN

ALOKASI

WAKTU

REFERENSI

BELAJAR

pewarisan sifat serta

pengaturan proses pada

mahluk hidup.

Bioteknologi

Prinsip Dasar

Bioteknologi

Bioteknologi

Konvensional

dan Modern

Manfaat

Bioteknologi

dalam

Kehidupan

Sehari-hari.

Dampak

Pemanfaatan

Produk

Bioteknologi di

Masyarakat

dengan energi terbarukan.

Menanya

Apa bioteknologi?

Apa perbedaan antara

bioteknologi modern dan

konvensional?

Bagaimana menghasilkan produk

bioteknologi?

Apa manfaat bioteknologi dalam

kehidupan sehari-hari?

Bagaimana dampak bioteknologi

terhadap kehidupan manusia?

Mengumpulkan Data

(Eksperimen/Eksplorasi)

Mengkaji referensi tentang arti,

prinsip dasar dan jenis-jenis

bioteknologi.

Mengindentifikasi produk

bioteknologi yang beredar di

masyarakat berdasarkan prinsip

dasar proses bioteknologi.

Melakukan eksperimen

sederhana mengenai pembuatan

bioetanol berbahan dasar

makroalga U. lactuca.

berlangsung.

Sikap saat

praktikum

berlangsung.

Sikap saat

diskusi dan

presentasi

berlangsung.

Portofolio

Laporan

praktikum

bioetanol

LKS

Tes

Ulangan

harian

K13

Buku

referensi

berbagai

sumber

Slide power

point

Referensi

dari sumber

internet.

2.1 Berperilaku ilmiah, teliti,

tekun, jujur terhadap data dan

fakta, disiplin, tanggung

jawab, peduli dalam observasi

dan eksperimen, berani dan

santun dalam megajukan

peranyaan dan berargumentasi,

peduli lingkungan, gotong

royong, bekerja sama, cinta

damai, berpendapat secara

ilmiah dan kritis, responsif dan

proaktif dalam setiap tindakan

dan alam melakukan

pengamatan dan percobaan di

dalam kelas/laboratorium

maupun di luar

kelas/laboratorium.

1.3. Peka dan peduli terhadap

permasalahan lingkungan

hidup, menjaga dan

menyayangi lingkungan

sebagai manisfestasi

pengamalan ajaran agama

yang dianutnya.


73

KOMPETENSI DASAR

MATERI

PEMBELAJARAN


PENILAIAN

ALOKASI

WAKTU

REFERENSI

BELAJAR

3.10 Memahami tentang prinsip-

prinsip bioteknologi yang

menerapkan bioproses

dalam menghasilkan produk

baru untuk meningkatkan

kesejahteraan manusia

dalam berbagai aspek

kehidupan.

Mengasosiasikan

Membuat kesimpulan tentang

prinsip dasar bioteknologi.

Menyusun laporan praktikum

pembuatan bioetanol secara

ilmiah.

Membuat kesimpulan hasil

diskusi tentang dampak

bioteknologi.

Mengkomunikasikan

Memaparkan hasil diskusi

tentang penerapan ilmu biologi

pada bidang energi

terbarukan/ramah lingkungan.

Memaparkan hasil analisis pada

eksperimen pembuatan

bioetanol.

4.10 Merencanakan dan

melakukan percobaan dalam

penerapan prinsip-prinsip

bioteknologi konvensional

untuk menghasilkan produk

dan mengevaluasi produk

yang dihasilkan serta

prosedur yang dilaksanakan.


74

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Satuan Pendidikan : SMA

Materi Pelajaran : Biologi

Kelas/Semester : XII/II

Materi Pokok : Bioteknologi

Pertemuan : 3 dan 4

Alokasi Waktu : 4 x 45 menit

A. Kompetensi Inti

1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab,

peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan

proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai

permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial

dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam

pergaulan dunia.

3. Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual,

konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya

tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora

dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban

terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan

prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan

minatnya untuk memecahkan masalah.

4. Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan

ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di

sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan

mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.


75

B. Kompetensi Dasar

1.3 Peka dan peduli terhadap permasalahan lingkungan hidup, menjaga dan

menyayangi lingkungan sebagai manifestasi pengamalan ajaran agama

yang dianutnya.

2.1 Berperilaku ilmiah, teliti, tekun, jujur terhadap data dan fakta, disiplin,

tanggung jawab, peduli dalam observasi dan eksperimen, berani dan

santun dalam megajukan peranyaan dan berargumentasi, peduli

lingkungan, gotong royong, bekerja sama, cinta damai, berpendapat

secara ilmiah dan kritis, responsif dan proaktif dalam setiap tindakan

dan alam melakukan pengamatan dan percobaan di dalam

kelas/laboratorium maupun di luar kelas/laboratorium.

3.10 Memahami tentang prinsip-prinsip bioteknologi yang menerapkan

bioproses dalam menghasilkan produk baru untuk meningkatkan

kesejahteraan manusia dalam berbagai aspek kehidupan.

4.10 Merencanakan dan melakukan percobaan dalam penerapan prinsip-

prinsip bioteknologi konvensional untuk menghasilkan produk dan

mengevaluasi produk yang dihasilkan serta prosedur yang

dilaksanakan.

C. Indikator

3.10.1. Menjelaskan prinsip-prinsip dasar bioteknologi yang menerapkan

bioproses dalam menghasilkan produk baru.

3.10.2. Menjelaskan jenis-jenis bioteknologi beserta contohnya.

3.10.3. Mengidentifikasi manfaat bioteknologi dalam berbagai bidang

kehidupan.

3.10.4. Menganalisis dampak pemanfaatan bioteknologi dalam berbagai

bidang kehidupan.

4.10.1 Merancang eksperimen sederhana terkait penerapan bioteknologi

konvensional.

4.10.2. Melakukan eksperimen sederhana terkait penerapan bioteknologi

konvensional.


76

D. Tujuan Pembelajaran

1. Pertemuan ke-3

Melalui studi literatur dan diskusi kelompok siswa mampu memahami

peran bioteknologi dalam bidang energi terbarukan.

2. Pertemuan ke-4

Melalui eksperimen sederhana siswa mampu membuat bahan bakar

bioetanol dan melaporkan hasilnya secara ilmiah dan sistematis.

E. Materi Pembelajaran

1. Pertemuan ke-3

a. Bioteknologi bahan bakar alternatif

b. Bioetanol

2. Pertemuan ke-4

a. Melakukan eksperimen pembuatan bioetanol

F. Model dan Metode

1. Pertemuan ke-3

- Model pembelajaran : Problem Based Learning (PBL)

- Metode : Ceramah, diskusi kelompok, dan tanya-

jawab.

2. Pertemuan ke-4

- Model pembelajaran : Kooperatif

- Metode : Eksperimen, diskusi kelompok, dan tanya-

jawab.

G. Alat, Bahan dan Media Pembelajaran

1. Alat

a. Alat yang dibutuhkan dalam pembelajaran:

Laptop, viewer, spidol

b. Alat yang dibutuhkan dalam praktikum:


77

Erlenmeyer 250 ml, gelas beaker 500 ml, shaker, timbangan analitik,

spatula, botol fermentor steril, api bunsen, autoklaf, selang untuk

fermentor, pipet tetes, indikator universal, kertas label, plastisin,

sarung tangan, masker, kamera.

2. Media pembelajaran dan bahan praktikum

a. Media pembelajaran:

Materi ajar (slide powerpoint)

Buku panduan praktikum

LKS

b. Bahan praktikum:

Tepung makroalga, ragi komersil merk Fermipan, ragi tape, gula

pasir, aquades, kapas, tisu, sumbat, plastisin, aluminium foil, urea,

NPK, HCl 1% dan NaOH 10%.

H. Langkah-langkah Pembelajaran

1. Pertemuan 3: 2 x 45 menit

Tabel 1. Kegiatan Pembelajaran Model Problem Based Learning

No Kegiatan Waktu

Guru Peserta Didik

1 Kegiatan Awal

Mengucapkan salam dan

membuka pelajaran dengan doa

Mengecek kehadiran siswa

Memberi apersepsi untuk

mengecek pengetahuan siswa

terkait bioteknologi bahan bakar

alternatif. Guru membuka slide

yang berisi beberapa gambar

bahan bakar yang dapat

diperbaharui dan yang tidak dapat

diperbaharui. Lalu bertanya “coba

perhatikan gambar-gambar di

depan, sebutkan mana bahan bakar

yang dapat diperbaharui dan yang

Mendengarkan perkataan

guru dengan baik

Memperhatikan dengan

baik

Mendengarkan penjelasan

guru

Menuliskan tujuan

pembelajaran di buku

catatan masing-masing.

8 menit


78

tidak dapat diperbaharui?”

Kemudian guru memberi

tanggapan dan penguatan terkait

jawaban yang diberikan siswa.

Memberikan semangat dan

memotivasi siswa untuk belajar.

Orientasi: menyampaikan

kompetensi yang harus dicapai

siswa dalam pembelajaran terkait

terkait bioteknologi bahan bakar

alternatif.

2 Kegiatan Inti

Tahap 1 Orientasi Siswa pada

Masalah

Menarik perhatian siswa dengan

menampilkan video terkait energi

terbarukan.

Memberikan kesempatan pada

siswa untuk bertanya terkait video

yang ditampilkan.

Mengorientasi siswa pada masalah

dengan menampilkan gambar-

gambar terkait keterbatasan

sumber energi di berbagai belahan

dunia. Lalu mengajak siswa

menganalisis dampak yang terjadi

akibat keterbatasan sumber energi

sesuai gambar yang telah dilihat.

Memperhatikan video

dengan seksama

Bertanya kepada guru

terkait video yang

ditampilkan.

Memperhatikan dan

menjawab pertanyaan

sesuai pengetahuan awal

yang dimiliki.

15 menit

Tahap 2 Mengorganisasikan Siswa

dalam Belajar

Mengorganisasi siswa untuk

belajar dan mengerjakan LKS

berbasis masalah.

Membantu siswa membatasi dan

mengorganisasi tugas belajar yang

berhubungan dengan masalah

yang dihadapi.

Duduk berdasarkan

kelompok yang telah

dibagi guru.

Mengerjakan LKS sesuai

dengan petunjuk yang

ada.

Mencoba memahami dan

menganalisis

permasalahan dari LKS

tersebut.

5 menit


79

Tahap 3 Membimbing

Penyelidikan Individu maupun

Kelompok

Membimbing penyelidikan

individu atau kelompok.

Mendorong siswa mengumpulkan

informasi yang sesuai,

melaksanakan eksperimen, dan

mencari untuk penjelasan dan

pemecahan masalah.

Menanyakan dan membantu siswa

jika mengalami kesulitan dalam

penyelidikan.

Memastikan setiap anggota

kelompok berpartisipasi dan aktif

dalam mengumpulkan informasi.

Berdiskusi dan

menganalisis pemecahan

masalah sesuai dengan

panduan pada LKS.

Mengumpulkan informasi

sebanyak mungkin lalu

menganalisis pemecahan

masalah yang sesuai dan

tepat

Masing-masing anggota

kelompok berpartisipasi

dan aktif dalam

mengumpulkan informasi

yang diperlukan.

30 menit

Tahap 4 Mengembangkan dan

Mempresentasikan Hasil

Memandu siswa untuk

mempresentasikan hasil diskusi

kelompok mengenai pemecahan

masalah dari LKS yang telah

diberikan.

Mengamati jalannya presentasi.

Mempresentasikan hasil

analisis LKS. Siswa yang

lain memberikan

pertanyaan dan

tanggapan.

15 menit

Tahap 5 Menganalisis dan

Mengevaluasi Proses Pemecahan

Masalah

Menganalisis dan mengevaluasi

proses pemecahan masalah.

Membantu siswa melakukan

refleksi terhadap penyelidikan dan

proses-proses yang digunakan

selama berlangsungnya

pemecahan masalah

Melakukan refleksi

terkait proses pemecahan

masalah dan mencatat

poin-poin penting yang

disampaikan guru.

Bertanya tentang materi

yang belum dimengerti.

10 menit

3 Kegiatan Akhir

Membimbing siswa untuk menarik

kesimpulan terhadap apa yang

telah dipelajari.

Mengajak siswa untuk melakukan

Beberapa siswa memberi

kesimpulan dari materi

yang telah dipelajari.

Melakukan refleksi.

7 menit


80

refleksi.

Menanyakan manfaat pelajaran

hari ini kepada siswa.

Menyampaikan tindak lanjut

terkait praktikum yang akan

diadakan pada pertemuan

selanjutnya. Guru meminta siswa

untuk membawa beberapa alat dan

bahan untuk keperluan praktikum.

Guru menutup pembelajaran.

Memberikan tanggapan

terkait manfaat yang

diperoleh dari

pembelajaran hari ini.

Mencatat info yang

diberikan guru.

2. Pertemuan 4: 2 x 45 menit

Tabel 2. Kegiatan Pembelajaran Model Kooperatif

No Kegiatan Waktu

Guru Peserta Didik

1 Kegiatan Awal

Fase 1: Menyampaikan tujuan dan

mempersiapkan peserta didik.

Mengucapkan salam

Mengecek kehadiran siswa

Memberi apersepsi untuk

mengecek pengetahuan siswa

terkait materi minggu lalu

mengenai bahan bakar alternatif.

Lalu menanyakan kesiapan siswa

dalam mengikuti praktikum

pembuatan bioetanol. Guru

bertanya: “Apakah semua sudah

membawa alat dan bahan

praktikum hari ini? Jika sudah

silahkan ditaruh di meja

praktikum masing-masing.”

Memberikan semangat dan

memotivasi siswa dalam

melakukan praktikum.

Orientasi: menyampaikan

kompetensi yang harus dicapai

siswa dalam pembelajaran terkait

pembuatan bioetanol.

Mendengarkan perkataan

guru dengan baik

Memperhatikan dengan

baik

Menjawab pertanyaan

guru.

Mendengarkan penjelasan

guru

Menaruh alat dan bahan

praktikum di meja

masing-masing.

Menuliskan tujuan

pembelajaran di buku

catatan masing-masing.

5 menit


81

2 Kegiatan Inti

Fase 2: Menyajikan Informasi

Guru menyampaikan materi

singkat mengenai bioetanol dan

cara pembuatannya.

Guru menjelaskan alur jalannya

kegiatan praktikum hari ini.

Guru memberikan kesempatan

pada siswa untuk bertanya.

Siswa mendengarkan

penjelasan singkat dari

guru dengan seksama

dan mencatat poin-poin

penting.

Siswa menanyakan hal

yang belum dipahami

pada guru.

10 menit

Fase 3: Mengorganisir Siswa

dalam Kelompok Belajar

Guru mengorganisasikan siswa

sesuai kelompok praktikum.

Guru membagikan LKS praktikum

pada setiap kelompok.

Guru menyajikan slide yang berisi

materi praktikum pembuatan

bioetanol. Kemudian menjelaskan

secara singkat dan padat langkah

kerja pembuatan bioetanol serta

tugas yang harus dikerjakan

setelah memeroleh data.

Guru memberikan kesempatan

bagi siswa yang ingin bertanya

sebelum memulai praktikum.

Guru mempersilahkan siswa

menyiapkan diri dan alat serta

bahan praktikum.

Membentuk kelompok

sesuai yang telah

ditentukan pada

pertemuan sebelumnya.

Siswa memperhatikan

guru dengan seksama.

Siswa mencermati LKS.

Bertanya pada guru

mengenai petunjuk pada

LKS yang belum

dipahami.

Siswa memakai jas lab

dan mulai melakukan

praktikum.

5 menit

Fase 4: Membantu kerja tim dan

belajar

Guru membimbing kelompok

dalam pengerjaan praktikum.

Mendorong siswa mengumpulkan

informasi yang sesuai,

melaksanakan eksperimen, dan

mencari untuk penjelasan dan

pemecahan masalah.

Menanyakan dan membantu siswa

jika mengalami kesulitan dalam

Siswa mengerjakan

praktikum, berdiskusi

dalam kelompok

mengenai pemecahan

masalah yang disajikan

dalam LKS.

Mengumpulkan informasi

sebanyak mungkin sesuai

hasil praktikum.

50 menit


82

pengamatan praktikum.

Memastikan setiap anggota

kelompok berpartisipasi dan aktif

dalam mengumpulkan informasi.

Masing-masing anggota

kelompok berpartisipasi

dan aktif dalam

mengumpulkan informasi

yang diperlukan.

Fase 5: Mengevaluasi

Memandu siswa untuk

mempresentasikan hasil diskusi

kelompok mengenai pemecahan

masalah dari LKS yang telah

diberikan. Guru berkata: “Baiklah,

jika semua sudah melakukan

pengamatan, silahkan satu

kelompok maju dan

mempresentasikan hasil

pengamatannya.”

Guru mempersilahkan salah satu

kelompok untuk maju lalu

memandu jalannya presentasi dan

diskusi.

Siswa mempersiapkan

diri untuk

mempresentasikan hasil

praktikum.

Mempresentasikan hasil

analisis praktikum. Siswa

yang lain memberikan

pertanyaan dan

tanggapan.

10 menit

Fase 6: Memberikan Pengakuan

atau Penghargaan

Guru memberikan tanggapan dan

penguatan terkait hasil presentasi

dan diskusi.

Guru menganalisis dan

mengevaluasi proses pemecahan

masalah. Membantu siswa

melakukan refleksi terhadap

penyelidikan dan proses-proses

yang digunakan selama

berlangsungnya pemecahan

masalah.

Guru memberikan penghargaan

terkait kerja kelompok terutama

bagi yang telah maju untuk

mempresentasikan hasil kerja

praktikum. Guru berkata: “Baik

anak-anak, apa yang telah

dipresentasikan oleh kelompok A

Siswa mencatat poin

penting hasil presentasi

dan diskusi bersama

guru dan kelompok lain.

Melakukan refleksi

terkait proses pemecahan

masalah.

Bertanya tentang materi

yang belum dimengerti.

5 menit


83

sudah sangat baik, untuk itu

berikan tepuk tangan bagi

kelompok A.”

Selain itu guru juga memberikan

penghargaan bagi siswa yang

telah aktif mengikuti jalannya

diskusi dengan berkata, “Good

job, B, sudah menganalisis solusi

dengan baik.”

3 Kegiatan Akhir

Membimbing siswa untuk menarik

kesimpulan terhadap apa yang

telah dipelajari selama praktikum.

Mengajak siswa untuk melakukan

refleksi.

Menanyakan manfaat pelajaran

hari ini kepada siswa.

Guru menutup pembelajaran

dengan berkata, “Baik anak-anak,

praktikum hari ini sudah selesai.

Silahkan membuat laporan singkat

dengan format yang sudah

disajikan pada LKS. Laporan

dikumpulkan per kelompok pada

pertemuan selanjutnya. Terima

kasih”

Beberapa siswa memberi

kesimpulan dari materi

yang telah dipelajari.

Melakukan refleksi.

Memberikan tanggapan

terkait manfaat yang

diperoleh dari

pembelajaran hari ini.

Mencatat info yang

diberikan guru.

5 menit

I. Sumber Belajar

- Buku pelajaran:

Irnaningtyas, Biologi SMA/MA Kelas XII

Campbell, Biology 8th edition, 2008

- Internet:

www.campbellbiology.com

www.masteringbio.com


http://www.campbellbiology.com/

84

J. Penilaian Hasil Belajar

1. Aspek Kognitif

Teknis Penilaian:

- Tugas Individu

- Tugas Kelompok

Bentuk:

- Latihan soal

- LKS 1

2. Aspek Afektif dan Psikomotorik

Teknis Penilaian:

- melalui pengamatan saat KBM

Bentuk:

- tabel pengamatan (terlampir)

- laporan individu (LKS 2)


85

LEMBAR KERJA SISWA 1

Kelompok :

Kelas :

Bacalah artikel di bawah ini, kemudian diskusikanlah jawaban dari pertanyaan di

bawah.

Dari Buah Bintaro, Mahasiswa Malang Buat Bioetanol

MALANG, KOMPAS.com - Sejumlah mahasiswa Universitas Negeri Malang

(UM), Jawa Timur membuat bahan bakar bioetanol dari buah bintaro. Buah yang

kerap ditemui di pinggir jalan dan pesisir pantai itu diekstrak kemudian diambil

kandungan bioetanol yang terkandung di dalamnya. Rangga Ega Santoso,

mahasiswa semester 8 Jurusan Teknik Mesin mengatakan, ada sejumlah tahapan

untuk mengeluarkan kandungan bioetanol dari dalam buah tersebut. Pertama,

buah berbentuk bulat mirip telur itu dikeringkan selama tiga hari pada suhu 80

derajat celsius. Setelah itu, buah digiling hingga berbentuk serbuk dengan ukuran

60 mesh. Tahapan berikutnya adalah proses delegnifikasi. Pada tahapan ini,

serbuk buah tersebut di rendam pada larutan NaOH 1 N selama 60 menit dalam

suhu 100 derajat selsius. "Setelah itu dinetralkan pH-nya (derajat keasaman)

dengan air hasil suling atau aquades," katanya di laboratorium UM, Selasa

(1/8/2017).

Kemudian, serbuk itu disaring dan dimasukkan ke dalam oven selama satu hari.

Setelah itu, dilakukan hidrolisis atau pemecahan oleh air dengan bantuan katalis

asam sulfat sebesar 6,5 persen. "Lalu disaring dulu serbuknya diambil filtratnya

(cairannya)," ujarnya. Setelah itu dilakukan fermentasi dengan cara menambahkan

bakteri Zymomonas mobilis dengan kadar lima persen selama tiga hari dalam suhu

ruangan 25 hingga 26 derajat celsius. Setelah proses fermentasi selesai, cairan itu

dipanaskan pada suhu 50 derajat celsius untuk menghentikan kinerja

mikroorganisme dalam proses fermentasi. "Ketika suhunya sudah 50 derajat

celsius harus diambil. Tidak boleh lebih. Kalau lebih etanolnya menguap,"

sebutnya.

Terakhir adalah proses distilasi untuk mengeluarkan kadar bioetanol dalam cairan

itu. Proses distilasi dilakukan pada suhu 73 derajat celsius supaya kandungan

etanolnya menguap. Suhu itu harus stabil selama dua jam supaya kadar air yang

terkandung di dalam cairan itu tidak ikut. Rangga mengatakan, inovasinya itu

dilatari oleh kekhawatirannya akan terjadi krisis energi di Indonesia. Padahal,

Indonesia adalah negara dengan aneka ragam hayati. "Sekretaris Direktorat

Jenderal Energi Baru Terbarukan Kementerian ESDM Djajang Sukarna pernah


86

bilang kalau Indonesia tahun 2030 akan impor energi. Jadi kita berpikir mana

mungkin Indonesia yang notabenenya adalah negera mega biodeversiti (beragam

keaneka ragaman hayati) justru melakukan impor energi," kata dia. Karenanya, ia

bersama sejumlah mahasiswa yang lain berfikir untuk mendapatkan bioetanol

melalui buah bintaro. Menurut dia, satu kilogram berat basah buah bintaro bisa

menghasilkan sembilan mililiter bioetanol. Selain Rangga, mahasiswa yang turut

terlibat dalam inovasi tersebut adalah Nur Fitriana mahasiswa semester 6 Jurusan

Biologi, Maria Carolina Y, mahasiswa semester 4 Jurusan Teknil Sipil dan Firda

Chynthia D mahasiswa semester 4 Jurusan Pendidikan Kimia.

Sumber: https://regional.kompas.com/read/2017/08/01/15471321/dari-buah-

bintaro-mahasiswa-malang-buat-bioetanol-.

Pertanyaan Diskusi:

1. Apa itu bioetanol? Jelaskan karakteristiknya sesuai dengan yang dipaparkan

pada artikel di atas!

2. Sebut dan jelaskan tahap-tahap pembuatan bioetanol yang ada dalam artikel!

3. Bahan apa sajakah yang dapat digunakan sebagai substrat pembuatan

bioetanol?

4. Apa tujuan dilakukannya hidrolisis dan fermentasi seperti yang ada pada

artikel di atas?


https://regional.kompas.com/read/2017/08/01/15471321/dari-buah-bintaro-mahasiswa-malang-buat-bioetanol-

https://regional.kompas.com/read/2017/08/01/15471321/dari-buah-bintaro-mahasiswa-malang-buat-bioetanol-

87

LEMBAR KERJA SISWA 2

A. Judul : Pembuatan Bioetanol dari U. lactuca Menggunakan

Ragi Roti dan Ragi Tape

B. Tujuan

1. Melalui kegiatan praktikum siswa mampu membuat bioetanol

menggunakan ragi roti dan ragi tape.

2. Siswa mampu menganalisis hasil pengamatan dan menyusunnya dalam

bentuk laporan kelompok.

C. Alat dan Bahan

Alat:

Erlenmeyer 250 ml, gelas beaker 500 ml, shaker, timbangan analitik, spatula,

botol fermentor steril, api bunsen, autoklaf, selang untuk fermentor, pipet

tetes, indikator universal, kertas label, kamera.

Bahan:

Tepung makroalga, ragi komersil merk Fermipan, ragi tape, gula pasir,

aquades, kapas, plastisin, tisu, sumbat, sarung tangan, masker, aluminium foil,

urea, NPK, HCl 1% dan NaOH 10%.

D. Cara Kerja

1. Siapkan alat dan bahan pada meja praktikum masing-masing.

2. Timbanglah tepung makroalga sebanyak 20 gram menggunakan

timbangan analitik. Masukkan ke dalam erlenmeyer ukuran 250 ml.

3. Masukan 200 ml HCl 1% ke dalam erlenmeyer lalu tutup menggunakan

aluminium foil. Kemudian dilakukan proses hidrolisis asam dengan

memanaskan seluruh media di dalam autoklaf pada suhu 121℃ selama

masing-masing 15, 30, dan 45 menit sesuai dengan perlakuan.

4. Setelah media dingin, atur pH sampai 4-5 dengan menambahkan NaOH

10%. Cek pH menggunakan indikator universal. Kemudian, masukkan

nutrisi berupa urea dan NPK masing-masing sebanyak 0,8 gram dan 0,10


88

gram ke dalam setiap media. Sterilkan media dalam autoklaf pada suhu

121℃ selama 10 menit. Dinginkan.

5. Sambil menunggu proses pendinginan media, larutkan 25 gram gula pasir

dalam 250 ml akuades steril. Buat substrat sebanyak 2 buah untuk ragi

roti dan ragi tape.

6. Timbang 12,5 gram ragi roti dan 12,5 gram ragi tape lalu masukkan

masing-masing ragi pada erlenmeyer 250 ml yang telah berisi substrat

berupa gula pasir secara aseptis lalu diaduk sampai homogen.

7. Masukkan masing-masing 10 ml inokulum ragi roti dan ragi tape pada

setiap media. Dishaker selama 10 menit hingga homogen. Tutup

menggunakan tutup botol yang telah diberi selang lalu lapisi

menggunakan plastisin untuk menghindari udara masuk selama proses

fermentasi berlangsung.

8. Masukkan ujung selang yang lain ke dalam gelas beker berisi akuades

untuk menghindari kontak langsung dengan udara. Fermentasikan selama

3 hari pada suhu ruang.

9. Setelah masa fermentasi selesai, hasil fermentasi disaring menggunakan

kain saring. Hasil penyaringan kemudian didistilasi.

10. Pengujian kadar etanol dilakukan dengan menggunakan termometer

alkohol.

11. Catat hasil uji kadar etanol pada tabel yang telah disediakan.

E. Hasil

No Lama Waktu

Hidrolisis

Kadar Etanol Keterangan

(bau, pH, dll)

1

2

3


89

F. Pembahasan

1. Apa tujuan hidrolisis menggunakan asam?

2. Bagaimana reaksi yang terjadi selama proses fermentasi?

3. Apa peranan ragi roti dan ragi tape dalam proses fermentasi?

4. Apa saja indikator terjadinya proses fermentasi?

5. Bagaimana waktu hidrolisis memengaruhi kadar etanol yang dihasilkan

makroalga U. lactuca?

G. Kesimpulan


90

SOAL LATIHAN INDIVIDU

1. Mengapa mikroorganisme sering digunakan dalam proses bioteknologi?

2. Jelaskan perbedaan bioteknologi konvensional dan modern.

3. Jelaskan keuntungan digunakannya teknik kultur jaringan dalam

memperbanyak tumbuhan.

4. Jelaskan implikasi dari bioteknologi dalam kehidupan manusia.

5. Jelaskan peranan bioteknologi dalam bidang pengelolaan lingkungan.

PEDOMAN PENILAIAN LATIHAN SOAL

Nomor

Soal

Kunci Jawaban Skor

1 Mikroorganisme sering digunakan dalam bioteknologi karena:

perkembangbiakkan mikroorganisme relatif

sangat cepat;

sifat dasar dari mikroorganisme relatif mudah

dimodifikasi, yakni dengan teknik rekayasa

genetik;

mikroorganisme dapat memproses bahan baku

lebih cepat dibandingkan yang dilakukan hewan

maupun tumbuhan sehingga mampu

mempercepat proses produksi.

10

2 Bioteknologi konvensional menggunakan penerapan-

penerapan biologi, biokimia, dan rekayasa dalam tingkat yang

terbatas. Sementara itu, bioteknologi modern telah

menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi dan terarah

sehingga hasilnya dapat dikendalikan dengan baik.

10

3 Dapat dilakukan di lahan yang sempit.

Bibit tumbuhan dapat diperoleh dalam jumlah yang banyak

dalam waktu yang singkat.

Bibit tumbuhan yang didapat dari teknik kultur jaringan

mempunyai sifat yang seragam dan sama dengan induk

tumbuhannya.

10


91

4 Bioteknologi memiliki beberapa dampak terhadap

kehidupan. Sebagai contoh, ketergantungan petani

pada pembelian bibit unggul transgenik yang

biasanya steril, kematian organisme nontarget akibat

memakan tanaman transgenik yang tahan hama, dan

perdebatan yang terus berlanjut mengenai kloning.

10

5 Misalnya dapat diaplikasikan dalam penanganan pencemaran

limbah minyak mentah dan pembuatan bioetanol. 10

Nilai yang diperoleh: Jumlah skor

Jumlah skor maksimum

x 100


92

Lampiran 4

INSTRUMEN PENILAIAN HASIL BELAJAR

LEMBAR PENGAMATAN ASPEK KOGNITIF (LKS 1)

No Aspek yang dinilai Rubrik Poin

1 Mengetahui definisi

bioetanol.

- Menjelaskan definisi bioetanol dengan

tepat.

- Menyebutkan karakteristik bioetanol

sesuai yang ada di artikel.

10

2 Mampu menjelaskan

tahap pembuatan

bioetanol.

- Tahap pembuatan bioetanol dijelaskan

secara lengkap dan sistematis.

10

- Tahap pembuatan bioetanol dijelaskan

secara lengkap tetapi tidak sistematis 7

3 Mengetahui substrat yang

dapat digunakan untuk

produksi bioetanol.

- Substrat disebutkan dengan lengkap 10

- Substrat disebutkan kurang lengkap 6

4 Mengetahui tujuan

hidrolisis dan fermentasi

pada proses pembuatan

bioetanol.

- Menjelaskan tujuan hidrolisis dan

fermentasi dengan lengkap. 10

- Menjelaskan tujuan salah satu aspek saja

(hidrolisis/fermentasi) dengan lengkap. 5

- Menjelaskan tujuan salah satu aspek saja

(hidrolisis/fermentasi) namun kurang

lengkap.

3



LEMBAR PENILAIAN ASPEK KOGNITIF (LKS 1)

No. Nama Siswa Skor

1

2

dst

x 100


93

LEMBAR PENILAIAN ASPEK KOGNITIF (LATIHAN SOAL)

No. Nama Siswa Skor

1

2

dst

LEMBAR PENGAMATAN ASPEK AFEKTIF

No. Aspek yang diamati Poin

1 Kedisiplinan

Hadir tepat waktu di kelas sebelum pelajaran dimulai

Tidak menggunakan hape di luar waktu yang diperbolehkan

Tidak membuat keributan saat pelajaran berlangsung

Tidak keluar kelas tanpa alasan yang jelas saat kelas berlangsung

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

2 Kejujuran

Tidak menyontek saat mengerjakkan ulangan harian.

Tidak menyontek saat mengerjakan PR atau tugas individu

1 2 3 4

1 2 3 4

3 Sopan Santun

Menghormati guru dan sesama teman sekelas.

Tidak mengganggu teman saat diskusi berlangsung

Menghargai pendapat teman lain.

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

4 Tanggung Jawab

Berupaya sungguh-sungguh dalam mengerjakan tugas.

Bertanggung jawab dalam kelompok

1 2 3 4

1 2 3 4

5 Keaktifan

Aktif dalam mengemukakan pendapat

Aktif bertanya dan menjawab pertanyaan

Antusias dalam mengikuti pelajaran.

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

TOTAL

Keterangan:

1 : Kurang

2 : Cukup

3 : Baik

4 : Sangat baik

Rubrik Penilaian

A : jika total poin 46 – 60

B : jika total poin 31 – 45

C : jika total poin 15 – 30


94

LEMBAR PENILAIAN AFEKTIF

No Nama

Siswa

Aspek yang diamati (Total Poin) Total

Seluruh

Poin

Nilai Kedisiplinan Kejujuran Sopan

santun

Tanggung

jawab

Keaktifan

1

2

3

dst

LEMBAR PENGAMATAN ASPEK KETRAMPILAN

No Aspek yang dinilai Poin

1 2 3 4

1 Menyiapkan alat dan bahan lengkap pada saat

praktikum.

2 Mampu menggunakan alat praktikum dengan tepat.

3 Melakukan praktikum sesuai dengan cara kerja.

4 Menyusun data hasil praktikum dengan lengkap dan

tepat berdasarkan yang tercantum pada LKS.

5 Mengumpulkan LKS lengkap dan tepat waktu

6 Membersihkan kembali alat dan meja praktikum.

7 Mengembalikan bahan dan alat-alat praktikum pada

tempatnya.

Keterangan:

1 : Kurang

2 : Cukup

3 : Baik

4 : Sangat baik

Rubrik Penilaian

A : jika total poin 22 – 28

B : jika totalpoin 15 – 21

C : jika total poin 7 - 14

LEMBAR PENILAIAN PENGAMATAN KETRAMPILAN

No. Nama Siswa

Aspek yang diamati Total

Poin Nilai

1 2 3 4 5 6 7

1

2

dst


95

FORMAT LAPORAN PRAKTIKUM TERTULIS

A. Acara Praktikum (Judul, hari/tanggal, tempat, waktu) : 5

B. Tujuan Praktikum : 5

C. Dasar Teori : 15

D. Alat, Bahan, Cara kerja : 10

E. Hasil Pengamatan : 15

F. Pembahasan : 30

G. Kesimpulan : 10

H. Daftar Pustaka : 5

I. Lampiran : 5

RUBRIK PENILAIAN LAPORAN PRAKTIKUM

Aspek yang

dinilai

Kriteria Skor

A. Acara

Praktikum

Menuliskan judul kegiatan sesuai dengan materi

praktikum, tanggal, tempat, dan waktu praktikum

dengan lengkap dan tepat.

5

Menuliskan judul kegiatan sesuai dengan materi

praktikum, tetapi penulisan salah satu komponen

tanggal/tempat/waktu praktikum tidak tepat/lengkap.

3

Menuliskan judul kegiatan tidak sesuai dengan materi

praktikum, serta penulisan salah satu komponen

tanggal/tempat/waktu praktikum tidak tepat/lengkap.

2

Menuliskan judul kegiatan tidak sesuai dengan materi

praktikum, serta penulisan komponen

tanggal/tempat/waktu praktikum tepat namun tidak

lengkap.

1

B. Tujuan

Praktikum

Menuliskan tujuan praktikum dengan lengkap dan

tepat.

5

Menuliskan tujuan praktikum dengan lengkap namun

ada komponen yang penulisannya kurang tepat.

3

Menuliskan tujuan praktikum dengan tepat namun

tidak lengkap.

2

C. Dasar Teori Menuliskan dasar teori dengan lengkap, sistematis,

dan mencantumkan sumber yang jelas.

15

Menuliskan dasar teori dengan lengkap, sistematis,

namun tidak mencantumkan keseluruhan sumber

12


96

dengan jelas.

Menuliskan dasar teori dengan lengkap namun tidak

sistematis dan tidak mencantumkan keseluruhan

sumber dengan jelas.

10

Menuliskan dasar teori kurang lengkap namun

sistematis dan mencantumkan sumber yang jelas.

8

Menuliskan dasar teori namun kurang sesuai dengan

materi praktikum serta mencantumkan sumber yang

jelas.

5

D. Alat, Bahan,

dan Cara

kerja

Menuliskan alat, bahan, dan cara kerja dengan lengkap

dan tepat.

10

Menuliskan alat, bahan, dan cara kerja dengan tepat

namun tidak lengkap.

8

Menuliskan alat, bahan, dan cara kerja dengan lengkap

namun tidak tepat.

5

Menuliskan alat dan bahan dengan lengkap dan tepat,

namun cara kerja tidak tepat.

3

E. Hasil

Pengamatan

Menuliskan data hasil pengamatan dengan lengkap,

jelas, dan sistematis.

15

Menuliskan data hasil pengamatan dengan lengkap

dan jelas namun tidak sistematis.

12

Menuliskan data hasil pengamatan namun kurang

lengkap. Tetapi dijabarkan dengan jelas, dan

sistematis.

9

Menuliskan data hasil pengamatan namun kurang

lengkap, jelas, dan tidak sistematis.

6

Menuliskan data hasil pengamatan tidak lengkap,

kurang jelas, dan tidak sistematis.

3

F. Pembahasan Menuliskan pembahasan dengan lengkap dan tepat,

sesuai dengan poin-poin pembahasan pada LKS serta

mengaitkan dengan dasar teori.

30

Menuliskan pembahasan dengan tepat dan mengaitkan

dengan dasar teori, namun tidak menjawab seluruh

poin-poin pembahasan pada LKS.

25

Menuliskan pembahasan dengan lengkap dan tepat,

sesuai dengan poin-poin pembahasan pada LKS

namun tidak mengaitkan dengan dasar teori.

20

Menuliskan pembahasan dengan lengkap namun

kurang sesuai dengan poin-poin pembahasan pada

LKS serta tidak mengaitkan dengan dasar teori.

15

Menuliskan pembahasan namun tidak seluruhnya

sesuai dengan poin-poin pembahasan pada LKS.

10

Menuliskan pembahasan namun tidak sesuai dengan

poin-poin pembahasan pada LKS.

5


97

G. Kesimpulan Menuliskan kesimpulan dengan tepat dan jelas sesuai

dengan tujuan praktikum.

10

Menuliskan kesimpulan dengan jelas namun kurang

sesuai dengan tujuan praktikum.

7

Menuliskan kesimpulan namun tidak tepat sesuai

dengan tujuan praktikum.

3

H. Daftar

Pustaka

Menuliskan daftar pustaka dengan benar, sesuai

dengan yang dicantumkan pada dasar teori, serta

berasal dari sumber terpercaya yang meliputi minimal

3 referensi dari buku dan internet.

5

Menuliskan daftar pustaka sesuai dengan yang

dicantumkan pada dasar teori, serta berasal dari

sumber terpercaya yang meliputi minimal 3 referensi

dari buku dan internet, namun tidak sesuai dengan

aturan penulisan daftar pustaka.

3

Menuliskan daftar pustaka dengan benar, sesuai

dengan yang dicantumkan pada dasar teori, namun

tidak berasal dari sumber terpercaya serta hanya

terdapat kurang dari 3 referensi.

2

Menuliskan daftar pustaka namun tidak sesuai dengan

yang dicantumkan pada dasar teori, serta tidak berasal

dari sumber terpercaya dan hanya terdapat kurang dari

3 referensi.

1

I. Lampiran Mencantumkan lampiran yang jelas, disertai

keterangan.

5

Mencantumkan lampiran yang jelas, namun tidak

disertai keterangan.

3

Mencantumkan lampiran yang tidak sesuai dengan

praktikum.

1



LEMBAR PENILAIAN LAPORAN PRAKTIKUM

No. Nama Siswa Aspek yang dinilai

Skor A B C D E F G H I

1

2

3

dst

.

x 100


98

Lampiran 5


99

Lampiran 6

UJI STATISTIK

Descriptive Statistics

N Mean Std. Deviation Minimum Maximum

Kadar_Etanol 12 9,3717 3,48041 4,38 13,50

One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

Kadar_Etanol

N 12

Normal Parametersa,b

Mean 9,3717

Std.

Deviation 3,48041

Most Extreme

Differences

Absolute ,230

Positive ,157

Negative -,230

Kolmogorov-Smirnov Z ,795

Asymp. Sig. (2-tailed) ,552

a. Test distribution is Normal.

b. Calculated from data.


100

Oneway Anova

Descriptives

Kadar_Etanol

N Mean Std. Deviation Std. Error 95% Confidence Interval for Mean Minimum

Lower Bound Upper Bound

15 3 4,5500 ,19975 ,11533 4,0538 5,0462 4,38

30 3 8,1467 ,35233 ,20342 7,2714 9,0219 7,82

45 3 11,6233 ,17214 ,09939 11,1957 12,0510 11,50

60 3 13,1667 ,31262 ,18049 12,3901 13,9433 12,88

Total 12 9,3717 3,48041 1,00471 7,1603 11,5830 4,38

Test of Homogeneity of Variances

Kadar_Etanol

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,592 3 8 ,637

ANOVA

Kadar_Etanol

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 132,663 3 44,221 607,016 ,000

Within Groups ,583 8 ,073

Total 133,246 11


101

Post Hoc Tests

Multiple Comparisons

Dependent Variable: Kadar_Etanol

Tukey HSD

(I) Waktu_Hidrolisis (J) Waktu_Hidrolisis Mean Difference

(I-J)

Std. Error Sig. 99% Confidence

Interval

Lower Bound

15

30 -3,59667* ,22038 ,000 -4,5634

45 -7,07333* ,22038 ,000 -8,0401

60 -8,61667* ,22038 ,000 -9,5834

30

15 3,59667* ,22038 ,000 2,6299

45 -3,47667* ,22038 ,000 -4,4434

60 -5,02000* ,22038 ,000 -5,9868

45

15 7,07333* ,22038 ,000 6,1066

30 3,47667* ,22038 ,000 2,5099

60 -1,54333* ,22038 ,001 -2,5101

60

15 8,61667* ,22038 ,000 7,6499

30 5,02000* ,22038 ,000 4,0532

45 1,54333* ,22038 ,001 ,5766

Multiple Comparisons

Dependent Variable: Kadar_Etanol

Tukey HSD

(I) Waktu_Hidrolisis (J) Waktu_Hidrolisis 99% Confidence Interval

Upper Bound

15

30 -2,6299*

45 -6,1066*

60 -7,6499*

30

15 4,5634*

45 -2,5099*

60 -4,0532*

45

15 8,0401*

30 4,4434*

60 -,5766*

60

15 9,5834*

30 5,9868*

45 2,5101*

*. The mean difference is significant at the 0.01 level.


102

Lampiran 7

DOKUMENTASI PENELITIAN

Foto 1. Makroalga kering Foto 2. Perlakuan awal Makroalga dicuci

Foto 3. Tepung makroalga hasil blender Foto 4. Bahan hidrolisis asam serta nutrisi

mikroba

Foto 5. Homogenisasi inokulum ragi Foto 6. Pengukuran pH

menggunakan indikator

universal


103

Foto 7. Menshaker substrat yang telah

diberi mikroba

Foto 9. Terdapat gelembung selama

proses fermentasi

Foto 11. Proses distilasi Foto 12. Hasil distilasi (destilat)

Foto 8. Proses Fermentasi

Foto 10. Alat dan bahan uji

gula pereduksi secara kualitatif

secara

kualitatif


104

Foto 13. Sampel A sebelum uji Fehling Foto 14. Sampel A setelah uji Fehling

Foto 15. Sampel C sebelum uji Fehling Foto 16. Sampel C setelah uji Fehling

Foto 17. Sampel D sebelum uji Fehling Foto 18. Sampel D sesudah uji Fehling


105

Foto 19. Sampel B sebelum uji Fehling Foto 20. Sampel B setelah uji Fehling


Documents

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS ASAM TERHADAP KADAR ETANOL …