pengaruh konsentrasi starter saccharomyces cerevisiae …

i

PENGARUH KONSENTRASI STARTER Saccharomyces cerevisiae DAN

WAKTU FERMENTASI UMBI SUWEG (Amorphophallus paeoniifolius

(Dennst.) Nicolson) TERHADAP KADAR ALKOHOL DAN UJI NYALA

API (FLASH POINT) SEDERHANA SEBAGAI BAHAN BAKAR NABATI

(BBN)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Biologi

Oleh:

Ryta Tri Pratiwi

NIM: 141434005

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

ii


iii


iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan,

dan bertekunlah dalam doa (Roma 12: 12)

Karya ini ku persembahkan untuk :

Tuhan yang selalu menemani setiap langkahku

Kedua orang tuaku atas cintanya kasih dan dukungannya

Keluarga tercinta atas segala dukungan dan kasih sayangnya

Kepada sahabat serta teman-teman yang selalu memberi semangat dan membantu dalam segala hal

Kepada keluarga besar Pendidikan Biologi Sanata Dharma yang selalu aku banggakan


v


vi


vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberi

berkat, semangat, harapan baru, rahmat dan cinta kasih yang berlimpah di dalam

penulisan skripsi ini hingga skripsi dapat terselesaikan dengan baik

Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi mahasiswa

Pendidikan Biologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta sebelum dinyatakan

lulus sebagai Sarjana Pendidikan. Dalam pelaksanaan dan penulisan skripsi ini,

tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, baik berupa materi, bimbingan, kerja sama

serta dukungan moril. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

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

Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

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

Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas

Sanata Dharma.

3. Ignatius Yulius Kristio Budiasmoro, S.Si., M.Si. selaku Dosen Pembimbing

yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran, memberikan

masukan, pengarahan, serta perbaikan-perbaikan dalam penyusunan skripsi.

4. Seluruh Dosen dan Tenaga Kependidikan Pendidikan Biologi, Universitas

Sanata Dharma, Yogyakarta yang telah memberikan ilmu, wawasan dan

pengetahuan yang banyak bermanfaat bagi penulis.

5. Kedua orang tuaku Sukardi dan Marsudiasih yang telah mendidik,

memberikan kasih dan saying, semangat serta memberikan dukungan

berupa morik dan materil sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan

menyelesaikan skripsi ini dengan baik..

6. Kakak-kakakku tersayang dan Seluruh keluarga besar yang telah

menyemangati, memotivasi dan mendoakan penulis.

7. Yunus Angga Vantosa, yang telah menemani, menghibur, menyemangati

dan memberikan motivasi bagi penulis.


viii

8. Sahabat-sahabat tersayang Astiti, Resti, Anggun, Tri, Dista, Tanti, dan

Nogo yang selalu mendukung, menyemangati dan membantu dalam

pelaksanaan penelitian sampai penyelesaian naskah skripsi ini.

9. Teman-teman yang selalu memberi motivasi, menghibur dan menyemangati

dalam penyelesaian skripsi ini.

10. Teman-teman keluarga besar Pendidikan Biologi angkatan 2014 yang telah

menjadi teman seperjuangan dalam menempuh pendidikan untuk

mendapatkan sarjana.

11. Keluarga besar Pusat Studi Lingkungan USD yang telah memberikan

motivasi, ilmu serta mengijikan penulis melakukan penelitian disana.

12. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

dan tidak dapat disebutkan semuanya.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini

dan jauh dari kesempurnaan akibat keterbatasan yang dimiliki oleh penulis. Segala

kritik dan saran yang membangun skripsi ini sangat dibutuhkan penulis. Semoga

skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Yogyakarta, 7 Juni 2018

Ryta Tri Pratiwi


ix

Pengaruh Konsentrasi Starter Saccharomyces cerevisiae dan Waktu

Fermentasi Umbi Suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson)

Terhadap Kadar Alkohol dan Uji Nyala Api (Flash Point) Sederhana sebagai

Bahan Bakar Nabati (BBN)

Ryta Tri Pratiwi

141434005

Abstrak

Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui

dan penggunaanya semakin meningkat, sehingga perlu adanya subtitusi dengan

bahan bakar nabati (BBN) agar mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. BBN

dapat berasal dari sumber hayati yang mengandung pati, glukosa dan selulosa

melalui proses fermentasi. Salah satu bahan yang dapat digunakan yaitu umbi

suweg karena memiliki 15,7/100 g karbohidrat, mudah dikembangbiakan, tidak

membutuhkan perawatan secara kontinyu dan jarang dikonsumsi karena

mengandung kalsium oksalat yang menyebabkan rasa gatal pada lidah. BBN dibuat

dengan fermentasi umbi suweg menggunakan khamir Saccharomyces cerevisiae.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kosentrasi Saccharomyces

cerevisiae dan waktu fermentasi terhadap kadar alkohol serta uji flash point

sederhana dari umbi suweg Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson.

Penelitian ini merupakan jenis penelitian eksperimental murni dengan metode

desain faktorial yang melibatkan dua faktor yaitu konsentrasi khamir

Saccharomyces cerevisiae 10% dan 15% dan waktu fermentasi 6 dan 12 hari. Data

dianalisis statistik menggunkan Ms. Excel 2016 dengan gambar Scatter.

Hasil uji kadar alkohol tertinggi pada konsentrasi 15% dan waktu fermentasi

12 hari yaitu 78,66%. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kadar alkohol. Kadar alkohol yang

semakin tinggi menyebabkan nilai uji titik nyala (flash point) yang semakin rendah.

Produksi alkohol umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson

yang dapat menghasilkan kadar alkohol tinggi membutuhkan konsentrasi

Saccharomyces cerevisiae antara 13-14 % dan lama waktu fermentasi 9–10 hari.

Kata Kunci: Bahan Bakar Nabati (BNN), Alkohol, Umbi Suweg Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson, konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae, lama waktu fermentasi, uji flash point sederhana.


x

The Influence of the Concentration of Saccharomyces cerevisiae and

Fermentation Length on Alcohol Content and Simple Flash Point Test from

Elephant Foot Yam Tubers (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson)

as a Biofuel

Ryta Tri Pratiwi

141434005

Abstract

Fossil fuels are a source of energy that can’t be renewed and its use is

increasing. So there is a need for substitution with biofuels to reduce the use of

fossil fuels. This ingredient can be derived from biological sources containing

starch, glucose and cellulose through a fermentation process. One of the

ingredients that can be used is Elephant Foot Yam tuber because it has 15,7 g/100

g carbohidrat, is easy to be breeding, doesn’t need constinuous treatment and is

rarely consumed because it contains calsium oxalate which cause itching on the

tongue. Utilization of Elephant Foot Yam tubers as subtitution of fossil fuels by

using Saccharomyces cerevisiae yeast. The aims of the research was to know the

influence of Saccharomyces cerevisiae concentration and fermentation length on

alcohol content and simple flash point test of Elephant Foot Yam tubers

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson).

The type of this research is pure experimental reasearch with factorial

design method which involves two factors that is concentration of Saccharomyces

cerevisiae yeast with 10% and 15% and fermentation length with 6 days and 12

days.

The highest test of alcohol content at concentration 15% and fermentation

length has a significant effect on alcohol content. Higher level of alcohol cause the

value of the flash point test is getting lower. Production of alcohol from Elephant

Foot Yam tubers (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson) that can

produce high levels of alcohol require a concentration of Saccharomyces cerevisiae

between 6%–10% and fermentation length 10–15 days.

Keywords: biofuels, alcohol, Elephant Foot Yam tubers (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson), Saccharomyces cerevisiae

cencentration, fermentation length, simple flash point test


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................ v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ............ vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

ABSTRAK .............................................................................................................ix

ABSTRACT . ...........................................................................................................x

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

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

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xv

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

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

B. Rumusan Masalah ........................................................................................ 5

C. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 5

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

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

A. Suweg ........................................................................................................... 8

B. Mikroorganisme dalam Fermentasi Alkohol ............................................. 11

C. Fermentasi .................................................................................................. 16

D. Alkohol sebagai Bioetanol yang Terdenaturasi menjadi Gasohol ............. 19

E. Destilasi ...................................................................................................... 23

F. Hasil Penelitian yang Relevan ................................................................... 27

G. Kerangka Berpikir ..................................................................................... 29

H. Hipotesis Penelitian .................................................................................... 32

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 33

A. Jenis Penelitian dan Rancangan Penelitian ................................................ 33

B. Variabel Penelitian ..................................................................................... 34

C. Batasan Penelitian ...................................................................................... 34


xii

D. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 35

E. Alat dan Bahan Penelitian .......................................................................... 35

F. Cara Kerja .................................................................................................. 36

G. Pengumpulan dan Penggolahan Data ......................................................... 44

H. Rancangan Pemanfaaran Hasil Penelitian dalam Pembelajaran ................ 44

BAB VI HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................... 45

A. Pengumpulan Bahan................................................................................... 45

B. Pembuatan Starter ...................................................................................... 46

C. Pembuatan dan Pelaksanaan Penelitian Umbi Suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson) menjadi alkohol ................................... 47

D. pH Alkohol Sebelum dan Sesudah Fermentasi .......................................... 52

E. Hasil Uji Kadar Alkohol ........................................................................... 55

F. Hasil Uji Perhitungan Statistik Pengaruh Konsentrasi dan Waktu

fermentasi Terhadap Kadar Alkohol .......................................................... 60

G. Hasil Optimasi Produksi Alkohol dengan Faktor Konsentrasi

Saccharomyces cerevisiae dan Waktu Fermentasi .................................... 62

H. Hasil Uji Etanol .......................................................................................... 64

I. Hasil Uji Nyala Api (Flash Point) Sederhana............................................ 67

J. Keterbatasan dalam Penelitian ................................................................... 72

BAB V IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN PADA PEMBELAJARAN

DI SEKOLAH ...................................................................................................... 73

BAB VI PENUTUP .............................................................................................. 75

A. Kesimpulan ................................................................................................ 75

B. Saran ........................................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 77

LAMPIRAN .......................................................................................................... 81


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tananaman Suweg dan Bagian-bagiannya ..................................... 10

Gambar 2.2 Saccharomyces cerevisiae ............................................................... 14

Gambar 2.3 Pertumbuhan Saccharomyces Cerevisiae Waktu Inklubasi Vs Log

Jumlah Sel pada Medium Yeast Pepton Dextrose (YPD) .............. 16

Gambar 2.4 Destilasi Konvensional .................................................................... 24

Gambar 2.5 Destilasi Fraksionasi ....................................................................... 25

Gambar 2.6 Destilasi Uap ................................................................................... 26

Gambar 2.7 Destilasi Vakum .............................................................................. 27

Gambar 2.8 Penelitian yang Relevan dan Keterbaruan Penelitian ..................... 29

Gambar 2.9 Kerangka Berpikir ........................................................................... 31

Gambar 4.1 Tanaman Suweg dan Umbi Suweg ................................................. 46

Gambar 4.2 Starter dari Ragi Roti dan Tape serta Starter dengan Yeast Cair.... 47

Gambar 4.3 Proses Pengkukusan dan slurry Umbi Suweg ................................. 49

Gambar 4.4 Proses Fermentasi Alkohol Umbi Suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson) .................................................. 50

Gambar 4.5 Proses Destilasi dan Cairan Hasil Destilasi .................................... 52

Gambar 4.6 Hasil Uji Kadar Alkohol ................................................................. 55

Gambar 4.7 Pengaruh Konsentrasi dan Waktu Waktu fermentasi Terhadap

Kadar Alkohol ............................................................................... 60

Gambar 4.8 Optimasi Produksi Alkohol dengan Faktor Konsentrasi ................ 63

Gambar 4.9 Gas Kromatografi Etanol Propanol Sampel P2 ............................... 64

Gambar 4.10 Hasil Pembakaran Sampel pada Suhu yang Berbeda-beda ............. 68

Gambar 4.11 Sisa Produk Setelah Pembakaran .................................................... 71


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Zat Gizi dalam 100 g Umbi Suweg ..................................................... 15

Tabel 2.2 Spesifikasi Standar Bioetanol Terdenaturasi untuk Gasohol ............... 21

Tabel 3.1 Desain Penelitian Konsentrasi Sacccharomyces cerevisiae dan Waktu

Fermentasi .......................................................................................... 33

Tabel 4.1 Hasil Pengujian pH Sebelum dan Sesudah Fermentasi ...................... 53

Tabel 4.2 Hasil Kadar Etanol Sampel P2 ............................................................ 65

Tabel 4.3 Hasil Uji Etanol ................................................................................... 65


xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Penelitian ...................................................................... 81

Lampiran 2 Hasil Uji Gas Kromatografi ................................................................ 85

Lampiran 3 Perhitungan Statistika Desain Faktorial ............................................. 86

Lampiran 4 Silabus ................................................................................................ 89

Lampiran 5 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ................................................... 93

Lampiran 6. Lembar Kerja Siswa I dan Rubrik Penilaian ................................... 114

Lampiran 7. Format Penyusunan Makalah dan Rubrik Penilaian........................ 118

Lampiran 8. Lembar Kerja Siswa II dan Rubrik Penilaian .................................. 119

Lampiran 9. Panduan Praktikum dan Rubrik Penilaian Laporan Tertulis ........... 121

Lampiran 10. Kisi-kisi Soal Ulangan Harian ....................................................... 128

Lampiran 11. Soal Ulangan Harian ...................................................................... 130

Lampiran 12. Kunci Jawaban Ulangan Harian .................................................... 133

Lampiran 13. Panduan Penilaian Soal Ulangan Harian ....................................... 136

Lampiran 14. Panduan Penilaian Akhir Aspek Kognitif ..................................... 139

Lampiran 15. Instrumen Penilaian dan Rubrik Penilaian Afektif ........................ 140

Lampiran 16. Lembar Penilaian dan Rubrik Observasi Keterampilan

Praktikum ..................................................................................... 142

Lampiran 17. Instrumen Penilaian dan Rubrik Kemampuan Presentasi.............. 144


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring dengan kemajuan zaman dan teknologi menyebabkan

peningkatan kebutuhan energi untuk aktivitas kehidupan manusia. Dalam

segala aktivitas dan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari kini manusia

tidak lepas dari sarana transportasi, pembangkit listrik dan industri yang

hampir semuanya menggunakan energi berupa bahan bakar minyak (BBM).

Hal ini berakibat pada peningkatan konsumsi bahan bakar minyak (BBM).

Sumber energi ini berbahan bakar fosil yang berasal dari minyak bumi, gas

bumi dan batu bara yang sifatnya tidak dapat diperbaharui. Kebutuhan energi

dari BBM di berbagai belahan dunia dalam beberapa tahun terakhir semakin

meningkat tajam baik di negara maju maupun di negara berkembang

termasuk di Indonesia.

Permasalahan energi dalam dua dekade terakhir terlihat adanya

peningkatan penggunaan BBM yang cukup signifikan. Secara global, terjadi

pergeseran pengelolaan energi dunia dan adanya komitmen internasional

untuk menggurangi emisi gas karbondioksida (CO2) dengan mensubtitusi

menggunakan bahan bakar nabati (BBN). Berdasarkan laporan International

Energy Agency (IEA) diprediksikan bahwa 2050 bahan bakar nabati (BNN)

dapat menurunkan kebutuhan bahan bakar minyak bumi sebanyak 20-40%.

(Anonim, 2013). Oleh karena itu pemerintah telah mengeluarkan Peraturan


2

Presiden Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2016 tetang Kebijakan Energi

Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti

BBM yaitu dengan mensubtitusi menjadi Bahan Bakar Nabati (BBN).

Kegiatan tersebut diikuti dengan instruksi Presiden Nomor 1 tahun 2006 yang

mengintruksikan kepada menteri, gubernur, dan bupati atau walikota untuk

mengambil langkah-langkah melaksanakan percepatan penyediaan dan

pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuel) sebagai bahan bakar lain. Secara

spesifik pemerintah melalui Menteri ESDM Nomor 32 tahun 2008 telah

mengatur agar penyediaan bahan bakar dari fosil wajib memiliki kandungan

BNN.

BBN saat ini tengah gencar-gencarnya dikembangankan salah satunya

adalah alkohol. Penggunaan alkohol sebagai bahan bakar sebenarnya bukan

hal baru lagi sebagai bahan bakar karena beberapa industri telah

menggunakannya, sehingga pada saat ini banyak sekali yang menggunakan

etanol berbahan baku dari sumber hayati berasal dari gula sederhana, pati dan

selulosa melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme (Endah

dkk., 2007). Alkohol dapat digunakan sebagai bahan bakar dengan

mencampurkan dengan bensin umunya dikenal sebagai gasohol. Gasohol

minimal mengandung 10 % alkohol. Dengan menggunakan bahan bakar

gasohol maka gas buangan CO2 dan timbal beracun lebih sedikit. Oleh karena

itu pemerintah menargetkan bahan bakar minyak dengan alkohol bisa

mencapai 1,8 juta kiloliter produksi alkohol secara nasional (Anonim, (2006)

dalam Piarah, (2011)).


3

Bahan Bakar Nabati (BNN) dapat dihasilkan dari proses fermentasi

yang mengandung selulosa, sukrosa, glukosa, maupun fruktosa. Kandungan

tersebut dapat diperoleh dari umbi-umbian seperti ubi jalar serta ubi kayu,

sagu, jagung, limbah organik seperti kulit pisang, kulit nanas dan sebagainya

(Albert dkk., 2015).

Suweg merupakan sejenis umbi yang menjadi komoditas pangan lokal

di Indonesia yang kaya akan pati. Umbi suweg memiliki kulit luar berwarna

merah kecokelatan, bergetah, teksturnya kasar, terdapat bekas pertumbuhan

akar, dan daging umbinya berwarna putih keruh. Getah dari kulit maupun dari

daging umbi suweg dapat menimbulkan rasa gatal karena disebabkan oleh

adanya zat kimia yang disebut kalsium oksalat (CaC2O4) (Arisoesilaningsih,

2009). Suweg umumnya dapat tumbuh liar di daerah yang lembab dan

terlindungi dari sinar matahari. Tanaman ini banyak ditemukan di hutan dan

merupakan salah satu jenis umbi-umbian yang dapat hidup tanpa pemeliharan

dan perawatan secara kontinyu (Noer, 2011).

Pemanfaatan suweg dalam kehidupan sehari- hari hanya sekedar untuk

di konsumsi oleh masyarakat. Suweg mengandung getah yang menyebabkan

timbulnya rasa gatal yang disebabkan oleh kalsium oksalat yang berbentuk

raphide (jarum halus) yang tidak terbungkus atau dikelilingi oleh semacam

getah, sehingga dapat melakukan kontak langsung dengan lidah, bibir, dan

langit-langit mulut ketika dikunyah. Hal ini menyebabkan suweg jarang

dilirik untuk dikonsumsi karena perlu adanya pelakuan kusus seperti

perendaman yang lama, dan pemasakan yang intensif (Arisoesilaningsih,


4

2009). Dengan pemanfaatan umbi suweg yang masih sangat kurang maka

perlu meningkatkan pemanfaatannya agar menghasilkan nilai yang lebih

tinggi. Menurut Pitojo (2007), kandungan gizi dari 100 g umbi suweg yaitu

karbohidrat seberat 15,7 g. Oleh karena itu, dengan kandungan karbohidrat

yang cukup tinggi maka melalui proses fermentasi dapat dijadikan sebagai

alkohol.

Fermentasi merupakan proses metabolisme perubahan kimia dalam

substrat/ bahan organik karena aktivitas enzim yang dihasilkan oleh jazad

renik seperti bakteri, jamur dan khamir. Biasanya khamir yang digunakan

yaitu Saccharomyces cerevisiae. Apabila bahan dasarnya berupa pati yang

berupa karbohidrat kemudian akan dihidrolisis menjadi glukosa untuk

kemudian difermentasi (Elvri, 2006). Menurut Sari (2009) waktu yang

dibutuhkan Saccharomyces cerevisiae dalam proses fermentasi adalah 2-12

hari agar hasil kadar alkoholnya lebih tinggi.

Qomarudin dan Marsudi (2014), telah melakukan penelitian berjudul

“Eksperimen Pembuatan Bioetanol Berbahan Baku Umbi Suweg

(Amorphophallus campanulatus) Sebagai Bahan Bakar Alternatif”. Dalam

penelitiannya menggunakan Saccharomyces cerevisiae berupa ragi tape

dengan jumlah 4, 6, 8 dan 10 g serta waktu fermentasi 1, 2, 3 dan 4 hari

dengan parameter penelitian yaitu etanol, flash point, pour point, vikositas,

dan density. Pada penelitian ini, yang digunakan peneliti sebagai refrensi

yaitu umbi suweg sebagai subtrat bahan bakar dan hasil flash point sebagai

patokan proses pengujian flash point secara sederhana namun, dalam


5

penelitian ini metode yang digunakan berbeda yaitu dengan menggunakan

jenis Saccharomyces cerevisiae yang lebih banyak, berupa ragi roti, ragi tape

dan yeast cair yang dibuat sebagai starter, tujuannya yaitu untuk

meningkatkan kadar alkohol yang dihasilkan. Selain itu, dalam penelitian ini

menggunakan waktu fermentasi yang lebih lama relatif lebih lama agar

menghasilkan kadar alkohol lebih tinggi. Penelitian ini juga tidak hanya

menggukur kadar etanol, tetapi mengukur kadar alkohol karena etanol

merupakan salah satu jenis dari alkohol yang juga dapat dijadikan sebagai

bahan bakar. Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini

menggambil judul “Pengaruh Konsentrasi Starter Saccharomyces cerevisiae

dan Waktu Fermentasi Umbi Suweg (Amorphophallus paeoniifolius

(Dennst.) Terhadap Kadar Alkohol dan Uji Nyala Api (Flash Point)

Sederhana Nicolson) sebagai Bahan Bakar Nabati (BBN)”.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan yaitu:

1. Bagaimana pengaruh perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

terhadap kadar alkohol pada produksi Bahan Bakar Nabati (BBN) yang

dihasilkan dari proses fermentasi umbi suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson?

2. Bagaimana pengaruh waktu proses fermentasi terhadap kadar alkohol

pada produksi Bahan Bakar Nabati (BBN) yang dihasilkan dari proses


6

fermentasi umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson?

3. Berapa konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

yang dapat menghasilkan kadar alkohol tertinggi?

4. Berapa produksi alkohol hasil optimasi dari fermentasi umbi suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson dengan pengaruh

faktor konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi ?

5. Bagaimana pengaruh konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi terhadap uji titik nyala (flash point) secara sederhana ?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini antara lain :

1. Mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

terhadap kadar alkohol pada produksi Bahan Bakar Nabati (BBN) yang

dihasilkan dari proses fermentasi umbi suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson

2. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar alkohol pada

produksi Bahan Bakar Nabati (BBN) yang dihasilkan dari proses

fermentasi umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson

3. Mengetahui konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

yang dapat menghasilkan kadar alkohol paling tinggi


7

4. Mengetahui produksi optimal alkohol dari proses optimasi fermentasi

umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson dengan

pengaruh faktor konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi

5. Mengetahui pengaruh konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi terhadap uji titik nyala (Flash Point) sederhana

D. Manfaat Penelitian

Beberapa manfaat yang ingin dicapai oleh peneliti adalah sebagai berikut :

1. Bagi Masyarakat

Dapat memberikan informasi kepada masyarakat mengenai potensi dan

pemanfaatan dari umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson sebagai bahan baku pembuatan Bahan Bakar Nabati (BBN)

yang dapat menggantikan bahan bakar fosil mahal dengan Bahan Bakar

Nabati (BBN) yang lebih ramah lingkungan.

2. Bagi Peneliti

Menambah pengetahuan terkait dengan pembuatan Bahan Bakar Nabati

(BBN) dari umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson dengan metode secara sederhana dan bahan baku yang mudah

dijumpai.

3. Bagi Pengembangan Pengetahuan

Sebagai sumber referensi dalam pembuatan Bahan Bakar Nabati (BBN)

dengan pemanfaatan sumber daya alam.


8

4. Bagi Dunia Pendidikan

Penelitian ini dapat dijadikan sebagai sumber referensi untuk

memperluas pengetahuan dan wawasan peserta didik terhadap

pemanfaatan mikroorganisme dalam bidang bioteknologi sebagai bahan

bakar nabati.


9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Suweg

Suweg memiliki merupakan salah satu jenis bunga bangkai. Tanaman

ini tersebar di Malaysia, Filipina, dan Indonesia. Sebutan suweg berasal dari

masyarakat Jawa dan Sunda, sedangkan di daerah Madura disebut sobek.

Tanaman suweg mampu tumbuh didataran rendah sampai dataran tinggi baik

di daerah tropis maupun subtropis dengan udara yang hangat dan lembab.

Tanaman ini dapat tumbuh liar tanpa adanya pembudidayaan dan perawatan

khusus. Suweg dapat hidup menaun dan bertahan lama di lahan. Ukuran umbi

suweg ini merupakan salah satu umbi dengan ukuran terbesar di Indonesia,

dengan besar tergantung dari usia umbinya. Pada usia 4 tahun umbi tanaman

suweg mencapai 11 kg (Pitojo, 2007). Ukuran umbi suweg bisa mencapai

diameter lebar 40 cm. Bentuknya bundar agak pipih dengan diameter tinggi

umbi mencapai 30 cm. Seluruh permukaan kulit suweg penuh dengan bintil-

bintil dan tonjolan yang merupakan anak umbi dan tunas. Sedangkan

dibagian tengah-tengah lingkaran umbi terletak tunas utamanya

(Arisoesilaningsih, 2009).

Suweg memiliki bunga dengan aroma yang tidak sedap dan menyengat.

Tanaman suweg tampak seperti sebatang tonggak dengan sedikit daun.

Suweg mampu hidup selama satu musim dengan satu umbi


10

yang berada didalam tanah. Berikut ini merupakan klasifikasi tanaman

suweg:

Kingdom : Plantae

Filum : Magnoliophyta

Devisi : Spermatophyta

Subdevisi : Angiospermae

Kelas : Monocotildonae

Ordo : Alismatales

Genus : Amorphopallus

Spesies : Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson, (Yadu,

2012).

Berikut ini gambar tanaman suweg dan bagian-bagiannya dapat dilihat

pada gambar 2.1

a)

b)

c)


11

d)

e)

Gambar 2.1 a) Tanaman Suweg

b) Permukaan Atas Daun

c) Permukaan Bawah Daun

d) Batang Tanaman Suweg

e) Umbi Suweg

Sumber: Dokumen Pribadi

Umbi suweg termasuk umbi batang yang merupakan perubahan dari

batang yang memiliki fungsi sebagai penyimpan cadangan makanan berupa

karbohidrat. Bagian teratas umbi suweg biasanya berada sekitar 10-15 cm di

bawah tanah. Umbi suweg terdiri atas kulit dan daging umbi. Bagian kulit

luar suweg merupakan lapisan kutikula yang berfungsi melindungi daging

umbi. Pada kulit suweg melekat beberapa organ tanaman dibawah tanah yaitu

tunas tanaman, tunas akar, akar aktif, dan akar mati. Kulit bagian luar umbi

yang mengelupas akan mengeluarkan getah licin yang mengandung kalsium

osalat sehingga menimbulkan rasa gatal. Umbi suweg memiliki daging yang

berwarna putih kemerah-merahan dan terasa licin serta berlendir (Pitojo,

2007).

Timbulnya rasa gatal pada suweg disebabkan oleh adanya kalsium

oksalat berbentuk raphide (jarum halus) yang tidak terbungkus dan dikelilingi


12

oleh getah sehingga dapat melakukan kontak langsung. Kandungan kalsium

oksalat dapat dikurangi dengan perlakuan perendaman dan juga pemanasan

(Arisoesilaningsih, 2009).

Menurut Pitojo (2007), Zat gizi yang terkandung dalam 100 g umbi

suweg dapat dilihat pada Tabel 2.1:

Tabel 2.1 Zat Gizi dalam 100 g Umbi Suweg

Zat Gizi Jumlah

Kalori (kal) 6,9

Protein (g) 1,0

Lemak (g) 0,1

Karbohidrat (g) 15,7

Kalsium (mg) 62

Fosfor (mg) 41

Besi (mg) 4,2

Vitamin A (SI) -

Vitamin B1 (mg) 0,07

Vitamin C (mg) 5

Air (g) 82,0

Bahan yang dapat dimakan (%) 86

Sumber: DepKes RI dalam Pitojo (2007)

B. Mikroorganisme dalam Fermentasi Alkohol

Mikroorgnisme berperan penting untuk mengubah substrat menjadi

alkohol melalui proses fermentasi. Mikroorganisme ini yang digunakan

dalam proses fermentasi ini dapat berupa jamur maupun bakteri. Ada

beberapa karakteristik mikroorganisme yang digunakan dalam proses

fermentasi yaitu antara lain mempunyai kemampuan tumbuh dan


13

berkembangbiak dengan cepat dalam substrat yang sesuai, dapat

menghasilkan enzim dengan cepat dan dapat mengubah glukosa menjadi

alkohol, mempunyai daya tahan dalam lingkungan kadar alkohol yang relatif

tinggi serta tahan pada mikrobia lain. Umumnya metode yang sering

digunakan adalah dengan menggunakan yeast. Yeast sendiri merupakan

mikroorganisme eukariotik yang diklasifikasi dalam fungi. Dalam proses

fermentasi paling umum dan paling dikenal menggunakan Saccharomyces

cerevisiae. Namun species lain yang dapat digunakan dalam proses

pembuatan bioethanol yaitu Pachysolen tannophilus, Candica shehatae,

Zymomonas mobilis, Clostridium thermocellum, Candica brassicae, Mucor

indicus dan Pichia stipitis (Susilo dkk., 2017).

Mikroorganisme yang digunakan dalam fermentasi etanol ini adalah

Saccharomyces cerevisiae. Keistimewaan Saccharomyces cerevisiae antara

lain memiliki daya fermentasi yang tinggi, selektivitas yang tinggi dalam

menghasilkan produk, dapat menguraikan berbagai jenis gula, tahan terhadap

etanol yang tinggi yaitu antara 9-10% volume, tahan terhadap kadar glukosa

tinggi 14-25 ˚Brix, dan akmumulasi produk samping rendah (Prescott (1990)

dalam Septriani, 2005). Selain itu, Saccharomyces cerevisiae sangat mudah

di jumpai dalam bentuk ragi roti dan ragi tape yang tersebar di pasaran.

Saccharomyces cerevisiae merupakan fungi uniseluler yang berbentuk

oval termasuk golongan khamir. Reproduksinya dilakukkan dengan cara

pertunasan multipolar atau melalui pembentukan akospora (Fardiaz, 1992).

Saccharomyces cerevisiae memiliki karakteristik yaitu sel berbentuk silindris


14

dengan ukuran 5-20 mikron lebih besar dari bakteri, bereproduksi secara

vegetatif dengan pertunanasan, dinding sel lebih kuat dari bakteri, dapat hidup

dalam keadaan aerob maupun anaerob, tidak melakukan fotosintesis serta

pertumbuhannya lebih cepat dibandingkan dengan alga dan ganggang

(Buclkle, dkk., 2007).

Saccharomyces cerevisiae adalah salah satu khamir yang memiliki daya

konversi gula menjadi etanol sangat tinggi. Mikrobia ini biasanya dikenal

dengan baker’s yeast dan metabolismenya telah dipelajari dengan baik.

Produksi utamnya adalah etanol, CO2 dan H2O sedangkan produk lain

diproduksi dalam jumlah sedikit. Saccharomyces cerevisiae memerlukan

suhu 30 ˚C dan pH 4,0- 4,5 agar dapat tumbuh dengan baik. Selama proses

fermentasi akan menimbulkan panas maka perlu adanya pendinginan agar

suhu tidak meningkat dan fermentasi tidak terhambat (Khodijah, 2015).

Berikut ini merupakan klasfikasi Saccharomyces cerevisiae menurut

Dwidjoseputro (2005) adalah sebagai berikut:

Kindom : Fungi

Filum : Ascomycota

Kelas : Saccharomycetes

Ordo : Endomycetales

Famili : Saccharomycetaceae

Genus : Saccharomyces

Species : Saccharomyces cerevisiae


15

Berikut ini gambar Saccharomyces cerevisiae dapat dilihat pada

gambar 2.2

Gambar 2.2 Saccharomyces cerevisiae

Sumber : www.iaszology.com

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan Saccharomyces

cerevisiae antara lain (Nester, et al, 2001):

1. Nutrien

Nutrien yang dibutuhkan yaitu nitrogen yang berguna untuk sintesis

protein yang didapatkan dari ion ammonium, sedangkan beberapa dapat

menggunakan nitrat dan nitrit yang didapat dari penambahan pupuk yang

mengandung ZA, urea, pepton dll. Kemudian sumber karbon, hidrogen

dan oksigen terdapat pada karbohidrat, sulfur dari sulfat di medium.

Untuk pertumbuhan sintetik dibutuhkan unsur kelumit berupa boron,

coper, zink, mangan, besi, iodium dan molibdenum.

2. Keasaman (pH)

Untuk fermentasi alkoholis, memerlukan keadaan kondisi media

petumbuhan antara pH 4-5.

3. Suhu

Suhu optimum untuk pengembangbiakan Saccharomyces cerevisiae

yaitu 30 ̊C.


16

4. Udara

Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerob. Namun udara

dibutuhkan dalam pembibitan sebelum fermentasi untuk

pengembangbiakan sel yeast.

Saccharomyces cerevisiae pada umumnya melakukan proses

reproduksi dengan cara pertunasan multipolar atau melalui pembentukan

askospora. Aksospora terbentuk setelah terjadi konjugasi atau berasal dari sel

diploid. Waktu yang diperlukan untuk bereproduksi menghasilkan dua sel

anakan atau waktu generasi tidak selalu tepat bergantung pada factor dalam

medium, spesies umur dan lingkungannya, (Tortora et al, 2002). Yeast yang

dimasukkan ke dalam media baru umumnya perlu adanya penyesuaian diri

sehingga tidak akan langsung berkembang biak, tetapi akan memerlukan

waktu penyesuaian. Berikut ini gambar kurva pertumbuhan yeast menurut

Blazejak et al, (2002) dapat dilihat pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Pertumbuhan Saccharomyces Cerevisiae Waktu Inklubasi Vs

Log Jumlah Sel pada Medium Yeast Pepton Dextrose (YPD)

(Blazejak Et Al 2002).


17

C. Fermentasi

Fermentasi berasal dari kata latin fervere yang berarti mendidihkan.

Definisi fermentasi kemudian semakin meluas menjadi semua proses yang

melibatkan mikroorganisme untuk menghasilkan suatu produk yang disebut

metabolit primer dan sekunder dalam lingkungan yang dikendalikan. Istilah

fermentasi berkembang lagi menjadi seluruh perombakan senyawa organik

yang dilakukkan oleh mikroorganisme (Jannah, 2010).

Proses fermentasi berlangsung melalui aktivitas mikroorganisme

penyebab fermentasi pada substrat sesuai. Terjadinya proses fermentasi ini

dapat menyebabkan perubahan pada substrat dari yang kondisinya keras

menjadi lebih lunak. Pada awalnya yang disebut fermentasi adalah

pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Namun, banyak proses fermentasi

yang tidak selalu melibatkan substrat gula tetapi juga dapat menghasilkan

alkohol dan CO2 (Winarno, 2004).

Secara ringkas seluruh rangkaian reaksi yang terjadi adalah hidrolisis

pati atau polisakrida menjadi maltose (disakarida) kemudian dihidrolisis

menjadi glukosa dan karbondioksida oleh Saccharomyces cereviceae. Reaksi

perubahan pati menjadi alkohol pada saat fermentasi yaitu:

(C6H10O5)n n(C12H22O11)

Pati maltosa

C12H22O11 + H2O 2C6H12O6

Maltosa Air Glukosa

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP

Glukosa Saccharomyces cereviceae Etanol


18

Pati merupakan media utama yang dipecah dalam proses fermentasi.

Polisakarida akan dipecah terlebih dahulu menjadi gula sederhana untuk

selanjutnya di fermentasi. Pada tahap pertama, fermentasi glukosa akan

membentuk asam piruvat melalui jalur glikolisis atau jalur Embden-

Meyerhoff-Panas (EMP). Jalur EMP terdiri dalam beberapa tahap yang

masing-masing dikatalis dengan bantuan enzim. Pada tahap kedua asam

piruvat akan diubah menjadi produk yang spesifik diantaranya adalah alkohol

(Fardiaz, 1992).

Proses fermentasi alkohol dengan substrat pati terjadi dalam duat

tahapan yaitu tahap sakarifikasi dan fermentasi. Sebelum tahap sakarifikasi,

pati mengalami tahap likuifikasi dengan penambahan air, enzim dan panas.

Enzim yang digunakan pada tahap ini adalah enzim amilase yang akan

menghidrolisi pati sehingga menghasilkan glukosa, maltose, dan

moltodekstrin. Selanjutnya pati akan mengalami sakarifikasi oleh enzim

glukoamilase dan glukosa akan dipecah menjadi lebih kompleks. Tahap

sakarifikasi dilakukkan pada suhu 50-60 ̊C (Syakuiah, 2015).

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi antara lain yaitu :

a. Mikroorganisme

Mikroorganisme berfungsi untuk menguaraikan pati atau senyawa-

senyawa polisakarida menjadi alkohol yaitu jenis Khamir. Khamir yang

paling banyak digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae, (Saroso,

1998).


19

b. Media

Media dalam fermentasi sebaiknya steril dan mengandung nutrisi seperti

unsur C dari karbohirat, unsur N dan P dari pupuk, dan mineral-mineral

serta vitamin lainnya. Nutrisi ini akan digunakan mikroorganisme dalam

melakukan aktivitas dan perkembangbiakan (Saroso, 1998).

c. Suhu

Suhu optimal dalam pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae dan

aktivitasnya adalah 27-32 ̊C. Apabila suhu di atas optimum makan akan

mengakibatkan protein dan enzim dalam sel mengalami denaturasi yang

menyebabkan terhentinya proses metabolisme (Hidayat, dkk., 2010).

d. pH

pH media dalam fermentasi menentukan kehidupan khamir, maka perlu

adanya pH yang sesuai yaitu 4-6 (Saroso, 1998).

e. Konsentrasi Ragi

Secara umum konsentrasi ragi mulai dari 1 % b/v. Jika konsentrasi ragi

yang diberikan kurang dari kadar optimal maka dapat menurunkan

kecepatan fermentasi glukosa menjadi alkohol sehingga kadar alkohol

yang dihasilkan dalam jumlah sedikit (Setiawati, dkk., 2013).

f. Waktu

Waktu yang dibutuhkan dalam proses fermentasi adalah 2-12 hari. Jika

waktu fermentasi terlalu cepat maka Saccharomyces cerevisiae akan

menghasilkan alkohol dalam jumlah sedikit. Sebaliknya jika proses


20

fermentasi terlalu lama maka Saccharomyces cerevisiae akan mati dan

alkohol tidak maksimal (Sari, 2009).

D. Alkohol sebagai Bietanol yang Terdenaturasi menjadi Gasohol

Alkohol merupakan suatu senyawa kimia yang mengandung gugus-OH

yang terikat pada atom karbon dan atom hydrogen dana tau atom karbon lain.

Rumus kimia alkohol umumnya CnH2n+1OH. Alkohol dapat dibagi ke dalam

beberapa kelompok tergantung posisi gugus –OH dalam rantai atom-atom

karbonnya. Kelompok alkohol antara lain alkohol primer, sekunder dan

tersier (Dewi, 2011).

Alkohol merupakan senyawa organik yang memiliki gugus hidroksil

yang terikat pada atom karbon dari alkil atau gugus alkil yang tersubtitusi,

contohnya adalah methanol, etanol, propanol, butanol, isopropyl dan

sebagainya. Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antara molekul-

molekulnya maupun dengan air. Hal ini dapat mengakibatkan titik didih

maupun kelarutan alkohol dalam air cukup tinggi. Titik didih alkohol semakin

meningkat seiring dengan meningkatnya panjang gugus akil, banyak cabang

dan banyak gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon, (Pudjaatmaka,

1982).

Bioetanol merupakan cairan biokimia yang berasal dari fermentasi gula

bersumber karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme (Sarwendah, 2007).

Etanol sering disebut juga dengan etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut

atau alkohol. Etanol merupakan cairan yang mudah terbakar, menguap, tidak


21

berwarna, tembus cahaya dan merupakan alkohol yang paling sering

digunakan dalam kehidupan sehari- hari. Etanol termasuk rantai tunggal

dengan rumus kimia C2H5OH dan rumus empiris C2H5O atau sering disebut

juga dengan EtOH dengan Et singkatan dari gugus etil C2H5. Etanol yang

berasal dari bahan baku tanaman disebut dengan Bioetanol (Dewi, 2011).

Bioetanol merupakan salah satu jenis biofuel yang berasal dari

penggelolaan tumbuh- tumbuhan berbentuk bahan bakar cair. Bioetanol

merupakan etanol yang dihasilkan melalui fermentasi glukosa yang

dilanjutkan dengan proses destilasi. Pada proses destilasi dapat menghasilkan

kadar etanol 95 % dan untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu

dimurnikan hingga mencapai kadar 99% yang disebut dengan fuel grade

ethanol (FGE). Umumnya proses pemurnian menggunakan prinsip dehidrasi

dengan metode Molecular Seive, untuk memisahkan air dari senyawa etanol

(Vivandra, 2009).

Gasohol merupakan bahan bakar hasil bercampur dengan bensin

dengan alkohol. Gasohol minimal mengandung 10 % alkohol. Dengan

menggunakan bahan bakar gasohol maka gas buangan CO2 lebih sedikit dan

timbal beracun. Kemudian mesin yang menggunakan gasohol menimbulkan

kompresi yang lebih tinggi daripada mesin dengan memakai gasoline murni.

Oleh karena itu pemerintah menargetkan bahan bakar minyak dengan alkohol

bisa mencapai 1,8 juta kiloliter produksi alkohol secara nasional (Anonim,

(2006) dalam Piarah, (2011)).


22

Spesifikasi standar bioethanol terdenaturasi untuk gasohol dapat dilihat

pada table 2.2

Tabel 2.2 Spesifikasi Standar Bioetanol Terdenaturasi untuk Gasohol

No Parameter Uji Satuan,

Min/Maks

Persyaratan a)

1 Kadar Etanol %-v, min.

99,5 (setelah denaturasi

dengan denatorium

benzoate)

94,0 (setelah denaturasi

dengan hidrokarbon)

2 Kadar Metanol %-v, maks. 0,5

3 Kadar Air %-v, maks. 0,7

4 Kadar Denaturan

Hidrokarbon

%-v 2 – 5

5 Denatonium Benzoat mg/l 4 – 10

6 Kadar Tembaga (Cu) mg/kg,

maks

0,1

7 Keasaman sebagai

asam asetat

mg/l, maks 30

8 Tampakan Jernih dan terang, tidak

ada endapan dan kotoran

9 Kadar ion klorida

(CI-)

mg/l, maks 20

10 Kandungan belerang

(S)

mg/l, maks 50

11 Kadae getah purwa

dicuci (washed gum)

mg/100ml,

maks

5,0

a) Jika tidak diberikan catatan khusus; nilai batasan (spesifikasi yang

tertera adalah nilai untuk bioethanol yang sudah didenaturasi dan akan

dicampurkan ke dalam bensin pada kadar sampai dengan 10%-v.

b) FGE umumnya memiliki berat jenis dalam rentang 0,7936 – 0,7961

pada kondisi 15,56/15,456 ̊C, atau hidrometri yang sudah sangat lazim

ditetapkan di dalam iindustri alkohol.

Sumber: Badan Standar Nasional (BSN), 2012

Berdasarkan kadar alkoholnya, etanol dibagi menjadi tiga grade yaitu:

1. Grade industri dengan kadar alkohol 90-94 %

2. Netral dengan kadar alkohol 96-99,5 %, umumnya digunakan untuk

minuman keras atau bahan baku farmasi


23

3. Grade bahan bakar dengan kadar alkohol di atas 99,5 %

Berdasarkan jenis dan manfaatnya, menurut Hambili dkk. (2007)

etanol di golongkan menjadi tiga golongan yaitu:

1. Etanol Teknis yaitu etanol dengan kadar 92-94 % (v/v) dan memilki

kadar minyak fusel (campuran senyawa alkohol tingkat tinggi) antara 15-

30 mg/L. Etanol ini biasa digunakan dalam produksi obat-obatan, bahan

pelarut organik, dan bahan baku spritus.

2. Etanol Prima yaitu etanol mutu tinggi dengan kadar 96-96,5 % (v/v).

Etanol ini sering disebut dengan etanol murni dengan kadar fusel yang

sangat rendah yaitu 40mg/L. Biasanya etanol ini digunakan untuk

minuman keras mutu tinggi, industri farmasi dan industri kosmetik.

3. Etanol absolut yaitu etanol dengan kadar yang sangat tinggi yaitu 99,5 %

(v/v) yang digunakan dalam industri bahan bakar.

Bioetanol dikenal sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan karena

bersih dari emisi pencemar. Bioetanol memiliki karakteristik antara lain

sebagai berikut:

1. Mampu menurunkan tingkat opaciti asap, emisi partikulat, emisi CO

dan CO2 yang dapat membahayakan kesehatan

2. Mirip dengan bensin sehingga tidak perlu memodifikasi bensin

3. Tidak memiliki kandungan timbal

4. Pembakaran lebih sempurna jika dibandingkan dengan bahan bakar

minyak (BBM) (Yakinudin, 2010).


24

E. Destilasi

Destilasi adalah proses pemisahan komponen-komponen yang mudah

menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya. Uap yang

dikeluarkan dari campuran tersebut disebut dengah uap bebas yang mengalir

ke kondensor cairan yang keluar dari kondensor disebut destilat sedangkan

cairan yang tidak keluar disebut residu. Prinsip proses destilat adalah

memisahkan suatu campuran berdasarkan titik didihnya (Jhonprimen, dkk.

2012).

Menurut GG Brown (1987) dalam Hadi (2012), destilasi adalah suatu

metode yang digunaakan untuk pemisahan suatu komponen dari

campurannya menggunakan panas sebagai tenaga pemisah berdasarkan

perbedaan titik didih masing-masing komponennya. Proses pemisahan dalam

destilasi memiliki tiga langkah dasar yaitu:

1. Proses penguapan atau penambahan panas dalam larutan yang dipisahkan

2. Proses pembentukan fase seimbang

3. Proses pemisahan kedua fase seimbang

Ada bermacam-macam jenis destilasi, antara lain adalah sebagai

berikut (Arsyat, 2001):

1. Destilasi Sederhana (Konvensional)

Destilasi ini merupakan salah satu cara pemurnian zat cair yang

tercemar oleh zat padat atau zat cair lain dengan memanaskan dan

menguapkan sebagian cairan naik sampe mengembun di dinding

kondensor, sehingga zat pengotor akan tinggal sebagai residu. Prinsip


25

kerjanya yaitu akan menguapkan komponen yang memilki titik didih

rendah terlebih dahulu. Selain perbedaan titik didih juga perbedaan

kevolatilan yaitu kecenderungan sebuah subtansi menjadi gas. Aplikasi

destilasi sederhana biasa digunakan memisahkan campuran air dan

alkohol.

Gambar 2.4 Destilasi Konvensional

Sumber: Walangare, dkk. 2013

2. Destilasi fraksionasi

Destilasi fraksionasi atau destilasi bertingkat yaitu proses untuk

memisahkan dua atau lebih komponen-komponen cair dari suatu larutan

berdasarkan titik didihnya. Proses destilasi ini digunakan untuk komponen

yang memiliki titik didih berdeketan dengan perbedaan titik didihnya

kurang dari 20˚C dan bekerja pada tekanan atmosfer yang rendah. Pada


26

dasarnya destilasi fraksionasi sama dengan destilasi sederhana, hanya saja

memiliki kondensor yang lebih banyak sehingga mampu memisahkan dua

komponen berdasarkan titik didih yang berdekatan. Pada proses ini akan

didapatkan substan kimia yang lebih murni, karena melewati banyak

kondensor. Alat destilasi ini biasa digunakan pada industri minyak mentah,

untuk memisahakan komponen dalam minyak mentah.

Gambar 2.5 Destilasi Fraksionasi


3. Destilasi Uap

Destilasi uap digunakan untuk memisahkan campuran senyawa-

senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200˚C atau lebih. Destilasi

jenis ini dapat menguapkan senyawa-senyawa mendekati suhu 100 ˚C

dalam tekan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Prinsip

dasar destilasi uap adalah mendestilasi senyawa dibawah titik didih dari


27

masing-masing senyawa. Prinsip kerja dari destilasi uap adalah memaskan

campuran, uap dari campuran akan naik keatas menuju ke kondensor dan

masuk ke labu destilat. Aplikasi dari destilasi uap biasa digunakan dalam

mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak sitrtus dari lemon/

jeruk dan ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.

Gambar 2.6 Destilasi Uap


4. Destilasi vakum

Destilasi vakum merupakan destilasi yang dilakukkan dengan

menguapkan cairan pada titik didih rendah. Tujuannya adalah untuk

menurunkan titik didih cairan dan volatilitas relatif meningkat saat tekanan

diturunkan. Umumnya destilasi ini digunakan jika senyawa yang ingin di

destilasi tidak stabil, dengan pengertian tidak terdekomposisi sebelum atau

mendeketai titik didih campuran yang memiliki titik didih di atas 150˚C.

Metode destilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih


28

rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen

yang menguap tidak dapat dikonsensi oleh air.

Gambar 2.7 Destilasi Vakum

Sumber: www.AlibabaLaboratory.com

F. Hasil Penelitian yang Relevan

Penelitian yang dilakukkan oleh Qomarudin dan Marsudi (2014)

dengan judul “Eksperimen Pembuatan Bioetanol Berbahan Baku Umbi

Suweg (Amorphophallus campanulatus) Sebagai Bahan Bakar Alternatif”.

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui durasi waktu, dan jumlah ragi

saat proses fermentasi bioethanol yang tepat agar menghasilkan kadar etanol

yang optimal. Penelitian ini menggunakan saccharomyces cerevisiae (ragi

tape) dengan variasi 4 g, 6 g, 8 g dan 10 g dan waktu fermentasi 1, 2, 3 dan 4

hari. Hasil penelitian mendapatkan perbandingan parameter yang optimal


http://www.alibabalaboratory.com/

29

yaitu jumlah umbi suweg 250 g, jumlah air 500 ml, jumlah ragi 6 g dan waktu

fermentasi 4 hari menghasilkan kadar etanol 26 %. Dan uji karakteristik

bioetanol dari umbi suweg ini yaitu didapatkan nilai kalori 2892 Kal/kg, flash

point 18˚C, pour point < -70˚C, vikositas 5 cPs, dan density 0,82032 g/cm3.

Dalam penelitian ini yang digunakan oleh peneliti sebagai sumber referensi

yaitu penggunaan umbi suweg sebagai bahan bakar nabati dan juga patokan

hasil uji nyala (flash point) dengan memodifikasi metode yang dan jenis yeast

digunakan.

Wardani dan Pertiwi (2013) melakukan penelitian berjudul “Produksi

Etanol dari Tetes Tebu oleh Saccharomyces cerevisae Pembentuk Flok

(NRRL-Y265), dalam penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan

konsentrasi penambahan inokulum Saccharomyces cerevisae pembentuk flok

dan konsentrasi penambahan inokulum etanol yang maksimal. Konsentrasi

Saccharomyces cerevisae yang digunakan dalam penelitian ini sebanyak 5%,

10 % dan 15 % (v/v) yang di inokulumkan pada medium tetes tebu hasil

pretreatment dengan kandungan gula 10%, 20%, dan 25 % (v/v) pada pH 5.

Etanol tertinggi didapatkan pada kondisi konsentrasi inokulum 10% (v/v)

dan konsentrasi sumber gula 15 % 9 b/v) yaitu sebesar 8,792 % (b/v) dengan

yield etanol sebesar 65 %. Dari penelitian ini yang digunakan sebagai

referensi oleh peneliti yaitu konsentrasi inokulum Saccharomyces cerevisae

yang digunakan dengan memodifikasi menjadi 10 % dan 15 %.

Berikut ini merupakan ini gambar kerangka penelitian yang relevan dan

keterbaruan penelitian dapat dilihat pada gambar 2.7:


30

Gambar 2.7 Penelitian yang Relevan dan Keterbaruan Penelitian

Penelitian 1

Qomarudin dan Marsudi (2014)

Untuk mengetahui durasi waktu

dan jumlah ragi saat proses

fermentasi umbi suweg untuk

menghasilkan etanol optimal

• Variasi ragi 4, 6, 8, 10 g

Saccharomyces cerevisiae

(ragi tape)

• Waktu fermentasi 2, 3, 4

hari

Umbi suweg dapat menghasilkan

kadar etanol tertinggi pada jumlah

ragi 6 g dan lama feremtasi 4 hari

dengan etanol 26% dan flash point

18 °C.

Penelitian 2

Wardani dan Pertiwi (2013)

Untuk mendapatkan konsentrasi

penambahan inokulum


pembentuk flok dan konsentrasi

penambahan inokulum etanol

yang maksimal

• Konsentrasi


5, 10 dan 15 %

• Kandungan gula 10, 20,

25 % tetes tebu

Kadar etanol tertinggi didapatkan

pada konsentrasi 10% dan kadar

gula 15 % dengan etanol 65%.

Keterbaruan penelitian

• Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi starter

Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi umbi suweg

terhadap kadar alkohol, dan flash point sederhana, mengetahui

konsentrasi dan waktu fermentasi yang dapat menghasilkan kadar

alkohol tertinggi dan optimal.

• Konsentrasi starter Saccharomyces cerevisiae yang digunakan 10%

dan 15 %

• Waktu Fermentasi 6 dan 12 %

• Parameter yang di uji kadar alkohol dan flash point sederhana


31

G. Kerangka Berfikir

Kebutuhan manusia dalam kehidupan sehari-hari terhadap energi

semakin meningkat. Segala bentuk aktivitas manusia mulai dari transportasi,

pembangkit listrik, dan industri hampir semuanya membutuhkan energi.

Energi yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari berupa bahan bakar

minyak (BBM) yang berbahan dasar fosil yang berasal dari minyak bumi, gas

bumi dan batu bara yang bersifatnya tidak dapat diperbaharui. Penggunaan

BBM secara terus menerus karena tidak dapat diperbaharui menyebabkan

semakin krisisnya bahan bakar fosil. Oleh karena itu, untuk mengantisipasi

krisisnya BBM, perlu adanya pengembangan sumber energy alteranatif

berupa Bahan Bakar Nabati (BBN). BBN berasal dari gula sederhana, pati

dan selulosa melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme.

Suweg Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson merupakan

sejenis umbi yang menjadi komoditas lokal di Indonesia yang memiliki

kandungan karbohidrat sebasar. 15,7 g dari 100 g umbi suweg, suweg juga

sangat mudah untuk dibudidayakan dengan menggunakan tunas pada

umbinya, serta perawatannya sangat mudah. Hal ini, sangat cocok untuk

digunakan sebagai bahan bakar nabati (BNN). Dalam pembuatan BBN

diperlukan adanya mikroorganisme yang berperan untuk mengubah

karbohidrat menjadi alkohol melalui proses fermentasi. Mikroorganisme

yang digunakan dalam proses fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae.

Saccharomyces cerevisiae memiliki daya fermentasi yang tinggi, selektifitas

yang tinggi dalam menghasilkan produk, dapat menguraikan berbagai jenis


32

gula dan tahan terhadap etanol yang tinggi serta gula yang tinggi. Peneliti

menggunakan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae yang berbeda-beda

yaitu 10 % dan 15 %. Waktu fermentasi yang digunakan dalam penelitian ini

yaitu 6 hari dan 12 hari. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae yang

beragam digunakan untuk mengetahui berapa konsentrasi yang tepat untuk

menghasilkan kadar alkohol yang optimal. Waktu fermentasi berguna juga

untuk mengetahui waktu Saccharomyces cerevisiae dapat menghasilkan

kadar alkohol paling optimal. Adapun kerangka berpikir peneliti secara

sederhana dapat dilihat pada gambar dapat dilihat pada gambar 2.9:


33

Gambar 2.9 Kerangka Berpikir

Meningkatnya konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM)

bersumber Fosil

Ketersedian

sumber energi

semakin

berkurang

Bahan Bakar Nabati

(BBN)

Umbi Suweg

kaya akan

karbohidrat

Bahan

Bakar Non

Fosil

Kandungan karbohidrat umbi Suweg Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson dapat di jadikan sebagai

subtrat untuk produksi Bahan Bakar Nabati (BBN)

Waktu fermentasi

6 hari dan 12 hari

Fermentasi

Glukosa (C6H

12O

6) + Saccharomyces cerevisiae)

Destilasi

Uji Flash Point (Titik Nyala)

Variasi konsentrasi ragi

Saccharomyces

cerevisiae 10% dan

15%

Alkohol


34

H. Hipotesisis Penelitian

Hipotesis dalam penelitian ini adalah:

1. Perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson

berpengaruh secara signifikan terhadap kadar alkohol pada produksi

Bahan Bakar Nabati (BBN).

2. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi umbi

suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson yang sesuai

dapat menghasilkan kadar alkohol tinggi dan menghasilkan kadar

alkohol yang optimal.

3. Perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermermentasi umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson berpengaruh secara signifikan terhadap hasil uji nyala api

(Flash Point) secara sederhana.


35

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian dan Rancangan Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukkan merupakan penelitian desain faktorial

dengan 2 faktor pada 2 level pengamatan. Faktor yang digunakan dalam

penelitian ini yaitu faktor konsentrasi ragi Saccharomyces cerevisiae dan

waktu fermentasi. Konsentrasi ragi Saccharomyces cerevisiae dibagi

menjadi dua level yaitu konsentrasi rendah dengan 10 % ragi dan konsentrasi

tinggi dengan 15 % ragi. Waktu fermentasi dibagi juga dalam 2 level yaitu

level rendah waktu fermentasi 6 hari dan level tinggi waktu fermentasi 12

hari.

Pemberian konsentrasi Saccharomyces cerevisiae, waktu fermentasi

dan jumlah umbi suweg untuk perlakuannya dapat dilihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Desain Penelitian Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan

Waktu Fermentasi

Waktu Fermentasi

Konsentrasi


6 hari 12 hari

10 % P1 P2

15 % P3 P4


36

B. Variabel Penelitian

1. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian adalah konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae yang ditambahkan pada fermentasi umbi suweg dan waktu

fermentasi. Variabel bebas dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae : 10 % dan 15 %

b. Waktu fermentasi : 6 hari dan 12 hari

2. Variabel Terikat

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah kadar alkohol dan titik nyala

(flash point), yang dihasilkan dari proses fermentasi umbi suweg

Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson.

3. Variabel Kontrol

Variabel kontrol dalam penelitian ini yaitu 2 kg bubur (slurry) umbi

suweg Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson.

Saccharomyces cerevisiae dan toples plastik.

C. Batasan Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini, agar pembahasan masalah lebih terarah, maka di

sususun batasan masalah sebagai berikut:

1. Jenis umbi suweg yang digunakan adalah dari tanaman suweg

Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson diambil dari tanaman

suweg yang sudah layu atau hampir mati dengan ciri-ciri memiliki batang

berbintil kecil-kecil, batang sudah berwarna kuning kecoklatan, batang


37

memiliki bercak putih, daun berwarna kuning, daun merunduk dan

batangnya sudah hampir ambruk. Umbi suweg diperoleh dari pekarangan

peneliti yaitu di Muneng, Tirtohargo, Kretek, Bantul, Yogyakarta.

2. Parameter dalam penelitian ini adalah kadar alkohol dan uji nyala api

(flash point) sederhana.

3. Starter yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae dari beberapa

jenis yaitu ragi roti merk Fermipan, ragi tape, dan yeast cair merk Spirit

Ferm.

4. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae yang digunakan yaitu 10 % dan

15 %.

5. Waktu fermentasi alkohol sebagai bahan bakar nabati (BNN) adalah 6

hari dan 12 hari.

D. Alat dan Bahan Penelitian

1) Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah alat gas

kromatografi merek Shimadzu GC-2010, seperangkat alat destilasi

frakonisasi (Statip dan penjepit, kolom destilasi, labu destilas dan

heating mantle), alkohol meter (gravimetric), alat uji glikosa

(refaktometer merk Hanna HI 96813), erlemenmeyer, termometer

raksa, termometer ruang, labu pengenceran, gelas ukur, pump pipet,

pipet tetes, gelas beker, timbangan digital, ember, baskom, kompor,

panci, blender, sarung tangan, sendok, pengaduk, toples kaca, toples

plastic, pisau, selang plastik warna putih, karet, kain saring, botol kaca

bekas minuman, tutup botol besi dan korek api.


38

2) Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah umbi suweg

Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson, Saccharomyces

cerevisiae dari ragi tape dan ragi roti merk Fermipan, Yeast cair merk

Spirit Ferm, pisang ambon, nanas, tepung beras, pH indikator universal,

alumunium foil, kertas label, plastisin, akuades, gula pasir dan sabun

pembersih.

E. Cara Kerja

Pelaksanaan penelitian dilaksanakan pada bulan Maret- April 2018.

Proses persiapan dan penelitian dilakukkan di Pusat Studi Lingkungan (PSL),

Soropadan, Yogyakarta dan pengujian titik nyala (Flash Point) sederhana

Laboratorioum Biologi, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Kampus III Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penelitian ini pengerjaan terdiri dari beberapa tahap yaitu, persiapan,

pembuatan starter, persiapan umbi suweg dan fermentasi, destilasi, pengujian

alkohol, pengujian titik nyala dan pengujian gas kromatografi etanol. Berikut

ini langkah kerja dari setiap tahap:

1. Tahap Persiapan

a. Alat dan bahan yang dibutuhkan di data dan dipersiapkan.

b. Alat perabotan rumah tangga dicuci dan dengan sabun serta dibilas

dengan air mengalir.


39

c. Toples dan selang setelah dicuci dan detox untuk mengurangi

kontaminasi jamur dan bakteri yang tidak diinginkan.

2. Tahap Pembuatan Starter

a. Starter 1

1) Bahan-bahan ditimbang seperti gula seberat 150 g, tepung beras

200 g, Saccharomyces cerevisiae dari ragi tape dan ragi roti

masing-masing sebanyak 7,5 g dan pisang ambon sebanyak 100

g.

2) Pisang ambon sebanyak 100 g diblender hingga halus.

3) Gula, tepung beras, dan pisang di rebus dengan air sebanyak 500

ml hingga berubah menjadi putih kekuningan sehingga siap

dijadikan substrat.

4) Substrat dimasukkan ke dalam toples dan ditutup dengan

menggunakan kain saring yang dibagian pinggirnya diikat karet

agar rapat.

5) Substrat ditunggu hingga dingin, setelah dingin hingga suhu

30 ̊C, 15 g ragi dimasukkan ke dalam substrat kemudian di aduk

hingga rata.

6) Starter di inkubasi pada suhu 30 ̊C selama 4 hari.

b. Starter 2

1) Nanas ditambahkan gula pasir sebanyak 24 sendok makan,

kemudian diblender hingga menjadi jus.


40

2) Jus nanas diukur hingga 600 ml, lalu dimasukkan ke dalam botol

3) Jus nanas tambahkan 60 ml yeast Saccharomyces cerevisiae cair

merk Spirit Ferm, kemudian ditutup dan dikocok hingga rata.

4) Starter diinkubasi selama 1 hari.

3. Tahap persiapan umbi suweg dan tahap fermentasi

Tahap ini membutuhkan bahan yaitu 4kg umbi suweg yang sudah

dikukus, 4 liter air dan gula pasir ± 2 kg. Air yang digunakan dibagi ke

dalam dua tahap yaitu 3 liter untuk pembelenderan dan 1 liter untuk

mengencerkan gula. Berikut ini tahap persiapan umbi suweg dan tahap

fermentasinya:

a. Umbi suweg dikupas dan dipotong kecil kemudian dicuci hingga

bersih kemudian dikukus untuk skarifikasi selama 2 jam.

b. Umbi suweg yang sudah dikukus kemudian ditimbang sebanyak 4

kg, lalu dihaluskan blender dengan penambahan air sebanyak 3 liter

hingga membentuk slurry (bubur).

c. Slurry (bubur) umbi suweg diukur kadar glukosa menggunakan

refractometer, kemudian ditambahkan gula pasir yang diencerkan

dengan air sebanyak 1 liter hingga kadar glukosanya 25 brix tetapi

penambahan gula yang diencerkan sedikit demi sedikit agar tidak

melebihi kadar glukosa yang diinginkan.

d. Slurry (bubur) ditimbang sebanyak 2 kg dimasukkan ke dalam

toples 4. Kemudian ditutup dengan kain dan ditunggu hingga dingin.


41

e. Starter atau inokulum di timbang 1:1 starter 1 dan starter 2 sesuai

dengan konsentrasi yaitu 10 % dan 15 % dari berat media atau bubur

(slurry) umbi suweg.

f. Inokulum dimasukkan ke dalam toples berisi slurry (bubur) umbi

suweg sesuai dengan perlakuan secara aseptis dan diukur pHnya

menggunakan pH indikator universal.

g. Slurry (bubur) yang telah dicampur inokulum ditutup menggunakan

tutup toples yang bagian atasnya dilubangi sesuai ukuran selang.

h. Selang dimasukkan ke dalam toples lalu ditutup dan dilapisi dengan

plastisin, sedangkan ujung lain dimasukkan ke dalam botol plastik

yang berisi air agar tidak terjadi kontak langsung dengan udara saat

fermentasi berlangsung.

i. Fermentasi dilakukkan selama 6 dan 12 hari. Setelah usianya sesuai

maka proses fermentasi harus dihentikan.

j. Sebelum masuk ke tahap destilasi, proses fermentasi yang sudah

selesai kemudian diukur pH menggunaakan pH indikator universal.

k. Hasil fermentasi diambil filtratnya dengan cara menyaring

menggunakan penyaring dan kain saring yang sudah dicuci bersih

hingga filtratnya habis, kemudian masuk ke tahap destilasi.

4. Tahap Destilasi

a. Filtrat dari hasil fermentsai diukur sebanyak 450 ml dan kemudian

dimasukkan ke dalam labu destilasi.


42

b. Alat destilasi dirangkai dan labu destilasi dipanaskan di healting

mantle. Destilasi pada suhu 80-90 ˚C hingga menguap pada kolom

destilasi dan mengalir melewati selang serta masuk ke tabung

erlenmeyer yang di atasnya ditutup dengan alumunium foil agar

cairan alkohol yang dihasilkan tidak menguap.

c. Kolom destilasi diselimuti dengan alumunium foil untuk menjaga

suhu agar tetap stabil dan uap tetep naik dan mengalir.

d. Proses destilasi berakhir ditandai dengan tidak adanya lagi cairan

yang menetes ke dalam erlenmeyer. Untuk menyamakan perlakuan

proses fermentasi berlangsung 3 jam, karena setiap destilasi sekitar

3 jam sudah tidak ada lagi uap yang keluar.

e. Hasil uap yang keluar ditampung ke dalam tabung erlenmeyer

kemudian diuji kadar alkohol dan titik nyala (flash point) secara

sederhana.

5. Tahap Pengujian Alkohol

Pengujian alkohol dilakukkan dengan menggunakan gravimetric

atau alkohol meter. Hasil dari destilasi tidak menghasilkan 100 ml

alkohol sehingga perlu adanya pengenceran menggunakan akuades

dengan takaran 1:1. Gravimetric agar dapat digunakan memerlukan 100

ml larutan supaya semua bagiannya dapat tercelup. Cara pengujian

alkohol yaitu:

a. Akuades di tuang ke dalam gelas ukur 100 ml.


43

b. Gravimetric atau alkohol meter dimasukkan ke dalam gelas ukur

berisi akuades dan dilihat angkanya sesuai yang ditunjukkan dari

garis bawah yang mengambang di atas permukaan air. Uji akuades

ini digunakan sebagai nilai patokan awal kadar alkohol. Apabila

hasil pengujian akuades tidak menunjukkan nilai 0, maka perlu

adanya pengurangan hasil pengujian alkohol dengan pengujian hasil

akuades.

c. Akuades di ukur sebanyak 50 ml, masukan ke dalam labu

pengenceran 100 ml.

d. Alkohol dari hasil destilasi diukur sebanyak 50 ml, dimasukkan ke

dalam labu pengenceran berisi akuades.

e. Campuran akuades dan cairan alkohol dalam labu pengenceran

dikocok hingga rata.

f. Campuran akuades dan alkohol dimasukkan ke dalam labu ukur 100

ml.

g. Gravimetric/ alkohol meter dimasukkan ke dalam gelas ukur dan

angkanya sesuai yang ditunjukkan dari garis bawah yang

mengambang di atas permukaan air.

h. Hasil angka yang ditunjukkan dari uji alkohol kemudian dikurangi

dengan hasil angka pengujian akuades. Kemudian angka

perhitungan alkohol murni dikalikan 2 agar terkonversi menjadi %,

karena perbandingan alkohol dan akuades 1:1.


44

6. Tahap Pengujian Titik Nyala

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukkan oleh Qomarudin dan

Marsudi (2014) dengan judul “Eksperimen Pembuatan Bioetanol

Berbahan Baku Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus) Sebagai

Bahan Bakar Alternatif” mampu menghasilkan kadar bioetanol dengan

flash point 18 ̊C. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukkan uji

flash point secara sederhana yaitu dengan menguji membakar hasil

Bahan Bakar Nabati (BBN) yang dihasilkan setelah proses destilasi pada

4 kondisi yaitu pada suhu ruang 30˚C, suhu ruang AC 18 ̊C, suhu kulkas

3 dan suhu Frezzer -3 ̊ C. Pengujian ini dilakukkan dengan menguji BBN

hasil destilasi murni sebanyak 2 ml pada setiap suhu.

a. Pengujian titik nyala pada suhu ruangan

1) Suhu ruangan diukur menggunakan termometer ruangan.

2) BBN dari hasil destilasi diambil dengan pipet tetes sebanyak 2

ml dan dimasukkan ke dalam botol flakon yang ditutup rapat.

3) BBN yang telah dimasukkan kedalam botol flakon kemudian

diletakan pada suhu ruang, selama 1 jam.

4) BBN setelah diletakan pada suhu ruang diukur suhunya

menggunakan termometer.

5) BBN dituang ke dalam tutup botol “You C 100” yang karetnya

sudah dilepas.

6) Api dinyalakan dan diamati BBN dapat menyala atau tidaknya

dan waktu menyala, pada suhu ruangan tersebut.


45

b. Pengujian titik nyala pada suhu ruangan AC

1) Suhu AC dikontrol hingga 18 ̊C, diukur menggunakan

termometer untuk membuktikan suhu pada ruangan tersebut.




diletakan pada suhu AC, selama 1 jam.

4) BBN setelah diletakan pada suhu AC diukur suhunya



sudah dilepas.



c. Pengujian titik nyala pada suhu setelah dimasukkan kulkas

1) Suhu kulkas di ukur dengan menggunkan termometer.




diletakan pada suhu kulkas, selama 1 jam.

4) BBN setelah diletakan pada suhu kulkas diukur suhunya



46


sudah dilepas.



d. Pengujian titik nyala pada suhu setelah dimasukkan Frezzer kulkas

1) Suhu Frezzer di kulkas di ukur dengan menggunkan

termometer.




diletakan pada suhu Frezzer, selama 1 jam.

4) BBN setelah diletakan pada suhu AC diukur suhunya



sudah dilepas.





7. Tahap Pengujian Gas Kromatografi Etanol

Pengujian gas kromatografi etanol dilakukkan oleh Laboratorium

Organik FMIPA UGM. Pengujian ini dengan memberikan beberapa ml

BBN hasil destilasi murni.


47

F. Pengumpulan dan Pengolahan Data

Data hasil pengujian alkohol dan titik nyala bahan bakar nabati (BBN)

kemudian dianalisis menggunakan teknik statistik desain faktorial dengan

persamaan Y= B0 + B1 X1 + B2 X2 + B12 X1 X2 untuk mengetahui ada tidaknya

pengaruh Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi terhadap kadar

alkohol yang dihasilkan dari proses pembuatan bahan bakar nabati (BBN)

dari umbi suweg dan untuk mengetahui kadar alkohol optimal dari kedua

faktor yaitu konsentrasi dan waktu fermentasi. Hasil uji kadar alkohol

dimasukkan ke dalam persamaan kemudian dimasukkan ke dalam gambar

scatter menggunakan program Ms. Excel 2016.

G. Rancangan Pemanfaatan Hasil Penelitian dalam Pembelajaran

Hasil penelitian ini akan dijadikan peneliti sebagai acauan ataupun

referensi ketika akan menjadi tenaga pendidik. Hasil dari penelitian ini dapat

di aplikasikan pada mata pelajaran Biologi SMA kelas XII semester 2 pada

materi Bioteknologi dan dapat diterapkan sebagai praktikum pembuatan

Bahan Bakar Nabati (BBN) atau energi alternatif.


48

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengumpulan Bahan

Umbi suweg yang digunakan pada penelitian diambil dari tanaman

suweg yang sudah layu/ hampir mati dengan ciri-ciri memiliki batang

berbintil kecil-kecil, batang sudah berwarna kuning kecokelatan, batang

memiliki bercak putih, daun berwarna kuning, daun merunduk dan batangnya

sudah hampir ambruk. Kemudian umbi dibersihakkan dari tanah-tanah dan

disimpan di suhu yang tidak terlalu lembab sampai digunakan untuk

penelitian.

Umbi suweg diperoleh dari satu tanaman yang memiliki ukuran umbi

yang besar, dengan maksud untuk meminimalkan variabel pengacau yakni

perbedaan kandungan pati/ amilum yang dikarenakan usia tanaman suweg

yang berbeda, sehingga dapat diperoleh keseragamanan pati untuk

menghasilkan kadar alkohol. Umbi suweg diperoleh dari pekarangan penulis

yang beralamat di Muneng RT 04, Tirtohargo Kretek Bantul Yogyakarta.

Pengambilan dilakukkan pada tanggal 3 Maret 2018, yang pada saat itu

tanaman suweg yang diambil umbinya sudah berwarna kuning yang

menandakan bahwa umbi suweg sudah siap panen. Umbi suweg yang

digunakan dalam penelitian ini memiliki berat 5,5 kg berat basah dengan

kondisi masih utuh dan segar. Tanaman suweg dan umbi suweg dapat dilihat

pada gambar 4.1


49

a)

b)

Gambar 4.1 a) Tanaman Suweg Amorphophallus paeoniifolius

(Dennst.) Nicolson;

b) Umbi Suweg Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson

B. Pembuatan Starter

Penelitian ini diawali dengan pembuatan dua starter yaitu dengan yeast

yang mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk ragi roti

merk Fermipan dan ragi tape dan yeast cair merk Spirit Ferm. Tujuan

pencampuran dua starter ini adalah untuk meningkatkan kinerja dari yeast

dalam bentuk ragi roti dan ragi tape. Hal ini dikarenakan pada awal

pembuatan starter pertama, proses fermentasinya sangat lambat dan

perubahan pada starter sangat lambat. Oleh karena itu kemudian membuat

starter baru dengan bahan yeast cair. Kemudian kedua yeast ini dalam proses

fermentasi dicampurkan dengan perbandingan 1:1 starter 1 dan 2 sesuai

dengan konsentrasi yaitu 10 dan 15 %.


50

Starter pertama yaitu dibuat dengan bahan 200 g tepung beras + 150 g

gula + 7,5 g Saccharomyces cerevisiae dari ragi tape + 7,5 g Saccharomyces

cerevisiae dari ragi roti + 100 g pisang ambon. Tahapan dalam pembuatan

starter yaitu menimbang bahan, menghancurkan pisang ambon, pemanasan

semua bahan, penambahan ragi roti dan ragi tape, dan proses fermentasi.

Dalam pembuatan starter ini dilakukkan fermentasi selama 4 hari. Starter

kedua yaitu dengan bahan 600 ml jus nanas + 24 sendok makan gula + 60 ml

yeast cair. Tahapan dalam pembuatan starter ini yaitu menimbang bahan,

memblender nanas, penambahan yeast cair, dan proses fermentasi. Proses

fermentasi ini dilakukkan selama 1 hari. Berikut ini gambar kedua starter

dapat dilihat pada gambar 4.2

a)

b)

Gambar 4.2 a. Starter Menggunakan Ragi Roti dan Ragi Tape;

b. Starter Dengan Menggunakan Yeast Cair


51

C. Pembuatan dan Pelaksanaan Penelitian Umbi Suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson) menjadi alkohol

Pembuatan alkohol ini dilakukkan dengan proses lama proses

fermentasi dan konsentrasi starter yang berbeda dengan parameter yang di uji

adalah kadar alkohol. Metode dalam pengolahan umbi suweg menjadi alkohol

meliputi proses pengupasan, pemotongan, pengukusan, pemblenderan,

fermentasi, destilasi dan pengujian alkohol. Sampel umbi suweg dikupas

kulitnya untuk diambil bagian umbinya dan untuk mengurangi kotoran yang

dapat menyebabkan kontaminasi. Setelah proses pengupasan, umbi suweg

dipotong-potong kecil, hal ini berguna untuk mempercepat pengukusan.

Tahap selanjutnya adalah pengukukusan umbi suweg. Pengukusan

dilakukkan selama 2 jam, proses ini bertujuan untuk skarifikasi umbi suweg

agar mempermudah mikrobia untuk berkembang biak dan mengurangi

kontaminasi mikrobia yang tidak diinginkan. Selamjutnya adalah tahap

menimbang umbi suweg dan air 1:1 b/v yaitu sebanyak 4 kg dan air sebanyak

4 liter, air ini digunakan dalam dua tahap yaitu 3 liter untuk pemblenderan

umbi suweg dan 1 liter untuk mengencerkan gula. Umbi suweg yang sudah

ditimbang selanjutnya diblender. Pembelenderan umbi suweg ini ditambah

dengan air sebanyak 3 liter hingga membentuk slurry atau bubur. Proses

pemblenderan ini bertujuan juga untuk scarifikasi dan memperkecil media

agar mudah diubah oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi alkohol. Kadar

brix slurry umbi suweg awalnya adalah 5,7 brix sedangkan standar brix

media untuk proses fermentasi adalah 25 brix, sehingga untuk mencampai


52

kadar brix tersebut perlu ditambahkan gula pasar sebanyak ± 2 kg yang

diencerkan dengan 1 liter air. Namun pengenceran dan penambahan gula ini

dilakukkan secara bertahap dan dicek kadar glukosanya secara kontinyu agar

tidak melebihi batas kadar glukosa yang diharapkan, sehingga

Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh pada media yang sesuai.

a)

b)

Gambar 4.3 a) Proses Pengukukusan Umbi Suweg;

b) Gambar Slurry Umbi Suweg

Slurry umbi suweg kemudian dimasukkan ke dalam toples sebanyak

2 liter. Kemudian ditambahkan dengan kedua starter 1:1 starter 1 dan 2

kemudian dicampurkan ke dalam slurry umbi suweg sesuai dengan

konsentrasi masing-masing perlakuan yaitu 10 % dan 15% v/v dalam 2 liter

slurry. Selama proses fermentasi berlangsung dilakukkan proses

penggojokan toples sehari sekali untuk mengindari adanya kontaminasi

jamur. Proses fermentasi sampel berlangsung selama 6 hari dan 12 hari

sesuai dengan perlakuan. Pembuatan alkohol dari umbi Suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson) menggunakan

Saccharomyces cerevisiae sebagai mikroorganisme fermentor.


53

Pada saat proses fermentasi berlangsung harus dipertahankan pada

kondisi anaerob (tanpa oksigen/ udara), karena adanya oksigen dapat

menyebabkan oksidasi alkohol yang terbentuk menjadi asam asetat. Proses

fermentasi aerob ini menghasilkan gas karobondioksida (CO2), berupa

gelembung yang keluar pada dari selang yang ditampung dalam botol berisi

air dan yang membuat tutup toples menggembung. Karobondioksida (CO2)

perlu untuk dikeluarkan dengan cara penggojokan dan menekan tutup toples

supaya tidak mengganggu pertumbuhan mikrobia saat proses fermentasi

berlangsung.

Gambar 4.4 Proses Fermentasi Alkohol Umbi Suweg (Amorphophallus

paeoniifolius (Dennst.) Nicolson)

Pertumbuhannya Saccharomyces cerevisiae memerlukan media dan

kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangannya.

Dalam penelitian ini menggunakan tambahan gula sebagai nutrisi untuk

mempercepat pertumbuhan mikroobia dan kondisi keasaaman pada pH 5

dan fermentasi berlangsung di dalam toples yang diletakan di dalam

ruangan. Saccharomyces cerevisiae dapat mengubah slurry dari umbi

suweg menjadi lebih lunak/ cair. Perubahan ini terjadi karena pati umbi

(polisakarida) diubah menjadi maltose (disakarida) kemudian dihidrolisis


54

menjadi glukosa dan karbondioksida oleh Saccharomyces cerevisiae

melalui proses fermentasi, (Fardiaz, 1992). Menurut Frazier dan Westhoff

(2002) dalam Rahim (2009) Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh

minimum pada suhu 25-30˚C dan maksimum pada suhu 35-47˚C. Reaksi

yang terjasi saat proses fermentasi adalah sebagai berikut :

pH = 4-5

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

Saccharomyces cereviceae

Saccharomyces cerevisiae terdapat enzim zimase dan invertase.

Enzyme zimase sebagai katalis untuk memecah sukrosa menjadi glukosa

dan fruktosa, kemudian akan bereaksi dengan enzim invertase yang

mengubah gula sederhana menjadi alkohol saat proses fermentasi

berlangsung (Azizah, dkk, 2012).

Proses selanjutnya setelah tahap fermentasi yaitu penyaringan,

penyaringan ini bertujuan untuk menghilangkan ampas dari sisa fermentasi.

Proses ini dilakukkan dalam dua tahap yaitu tahap pertama dengan

menggunakan penyaring dan tahap kedua menggunakan kain. Hal ini

berguna untuk menghasilkan cairan yang encer dan mempercepat proses

destilasi. Tahap selanjutnya adalah tahap destilasi. Menurut GG Brown

(1987) dalam Hadi (2012), destilasi adalah suatu metode yang digunakan

untuk pemisahan suatu komponen dari campurannya menggunakan panas

sebagai tenaga pemisah berdasarkan perbedaan titik didih masing-masing


55

komponennya. Hal ini berguna untuk memisahkan alkohol dari cairan hasil

fermentasi yang lain.

Model destilasi yang digunakan pada penelitian ini yaitu destilasi

fraksionasi. Menurut Arsyat (2001) proses destilasi ini digunakan untuk

komponen yang memiliki titik didih berdeketan dengan perbedaan titik

didihnya kurang dari 20˚C dan bekerja pada tekanan atmosfer yang rendah.

Pada dasarnya destilasi fraksionasi sama dengan destiasi sederhana, hanya

saja memiliki kondensor yang lebih banyak sehingga mampu memisahkan

dua komponen berdasarkan titik didih yang berdekatan. Waktu yang

diperlukan untuk melakukan destilasi yaitu selama 3 jam hingga tidak ada

lagi uap yang menetes. Proses destilasi ini dilakukkan di tempat terbuka,

sehingga untuk menjaga kestabilan suhu agar destilasi tetap berjalan maka,

kolom destilasi di selimuti dengan alumunium foil dan uap tetap dapat naik

ke kolom paling atas dan mengalir.

a)

b)

Gambar 4.5 a) Proses destilasi

b) Cairan hasil destilasi


56

D. pH Sebelum dan Sesudah Fermentasi

Berikut ini adalah nilai pH proses pembuatan alkohol dari umbi suweg

dengan perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi. Nilai pH dari proses pembentukan alkohol umbi suweg sebelum

dan sesudah fementasi dapat di lihat pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil Pengujian pH Sebelum dan Sesudah Fermentasi

No Perlakuan PH

Sebelum Sesudah

1 P1 5 4

2 P2 5 4

3 P3 5 4

4 P4 5 4

Keterangan:

P1 : Perlakuan penambahan 10% Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari


fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari

Peneliti melakukan pengukuran pH pada bubur atau slurry mengunakan

kertas indikator pH. Pengukuran menggunakan kertas indikator/ kertas

lakmus dilakukkan dengan mencelupkan ke dalam slurry selama kisaran 1

menit agar nilai pH yang dihasilkan lebih akurat. Nilai pH merupakan

indikator penting dalam proses fementasi karena akan menentukan kehidupan

khamir. Sehingga perlu adanya pengukuran pH untuk memastikan bahwa

khamir Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh pada substrat dengan kisaran


57

pH yang sesuai agar produksi alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi

dapat maksimal. Penurunan pH juga juga berguna untuk menghambat

tumbuhnya mikroorganisme yang tidak diinginkan yang dapat menyebakan

kontaminasi. Menurut Saroso (1998) dalam proses fermentasi yang

berlangsung pH yang sesuai yaitu 4-6.

Berdasarkan hasil pengukuran dari tabel 4.1 di atas, menunjukkan

bahwa terjadi penurunan kadar pH dari semua pelakuan pembuatan alkohol

tersebut. pH awal dari proses fermentasi dibuat sama yaitu dengan pH 5 tanpa

adanya penambahan cairan asam, setelah fermentasi berakhir sampel

menunjukkan adanya penurunan kadar pH menjadi 4. Hal ini menunjukkan

tidak adanya perbedaan penurunan pH dari perbedaan konsentrasi maupun

perbedaan waktu fermentasi. Menurut N. Azizah dkk (2012) menyatakan

bahwa penurunan kadar pH saat proses fermentasi alkohol dikarenakan

terbentuknya alkohol yang bersifat asam sehingga akan mempengaruhi

tingkat keasaman dari substrat yang dihasilkan, sehingga semakin banyak

alkohol yang dihasilkan maka pH substrat akan semakin rendah.

Penurun pH disebabkan oleh hasil fermentasi berupa alkohol dan

Karbondioksida (CO2) serta hasil metabolisme dari khamir Saccharomyces

cerevisiae. Karbondioksida (CO2) yang terbentuk akan bereaksi dengan air

(H2O) membentuk H2CO3 sebagai reaksi karbonisasi yang ditandai dengan

terbentuknya gelembung-gelembung berupa gas. H2CO3 ini memiliki sifat

asam sehingga menyebabkan keadaan di sekitarnya memilkik pH yang

rendah. Selain itu adanya metabolit sekunder dari fermentasi berupa asam-


58

asam organik juga menyebabkan nilai pH menurun. Adanya oksigen juga

akan mengoksidasi alkohol menjadi asam laktat sehingga pH medium

menjadi menurun, (Hawusiwa, dkk 2015). Oksigen ini tidak boleh ada dalam

pembuatan alkohol, karena substrat berupa glukosa seharusnya dikonversi

menjadi alkohol akan dikonversi menjadi asam, terutama asam organik

(Amata, I Wayan dan A. A. M. Dewi Anggraeni. 2013)

E. Hasil Uji Kadar Alkohol

Data yang ditunjukkan dibawah ini merupakan hasil pengukuran kadar

alkohol yang diperoleh dari cairan proses destilasi. Pengujian kadar alkohol

dilakukkan dengan pengukuran menggunakan alkohol meter dengan

pengenceran 1:1 hasil destilasi dengan akuades agar mendapatkan 100 ml

cairan saat proses pengukuran menggunakan alkohol meter. Pengenceran ini

dilakukkan karena hasil destilasi murni tidak mencapai 100 ml dan alkohol

meter kurang akurat jika mengukur cairan yang kurang dari 100 ml dan alat

gravimetric tidak dapat tercelup cairan ke semua bagian alat.. Hasil uji kadar

alkohol dapat di lihat pada gambar 4.6:


59

Gambar 4.6 Hasil Uji Kadar Alkohol

Keterangan


fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari


fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari

Berdasarkan gambar 4.6 yang merupakan hasil pengukuran kadar

alkohol menggunakan gravimetri atau alkohol meter. Dapat di lihat terdapat

perbedaan kadar hasil alkohol yang bervariasi karena pengaruh konsentrasi

dan waktu fermentasi. Berikut ini hasil kadar alkohol dari berbagai sampel

yaitu sampel P1 penambahan 10% Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi 6 hari menghasilkan kadar alkohol 74 %. Sampel P2 dengan

74

78.67

76.67

75.33

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

6 12

Kad

ar A

lko

ho

l (%

)

Waktu (hari)

Uji Kadar Alkohol

konsentrasi 10 % konsentrasi 15 %

P4

P1

P2

P3


60

penambahan 10% Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi 12 hari

mendapatkan kadar alkohol sebanyak 78,67 %. Sampel P3 dengan


mendapatkan kadar alkohol 76,67 %. Serta sampel P4 dengan penambahan

15% Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi 12 hari mendapatkan

kadar alkohol 75,33 %. Dari gambar di atas, sampel menghasilkan kadar

alkohol paling tinggi yaitu dengan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

sebanyak 10 % dan waktu fermentasi selama 12 hari dengan kadar alkohol

78,67 %.

Semakin lama proses fermentasi dapat menyebabkan mikrobia tidak

lagi dapat hidup, hal ini dikarenakan tingginya kadar alkohol yang dapat

menghambat pertumbuhan mikrobia. Dengan terhambatnya kerja mikrobia

sebagai fementor akan menyebabkan mikrobia akan menuju ke fase kematian

sehingga tidak ada lagi yang menghasilkan alkohol serta menghasilkan

senyawa asam asetat sehingga dapat menurunkan kadar alkohol (Sari, 2009).

Pada gambar 4.6 juga dapat dilihat bahwa sampel P1 dengan


menghasilkan kadar alkohol 74 %. Sampel ini merupakan sampel dengan

level konsentrasi rendah dan lama ferermentasi rendah menghasilkan kadar

alkohol dalam jumlah sedikit. Hal ini dikarenakan dengan inokulum yang

rendah, membutuhkan waktu fermentasi yang juga lebih lama agar dapat

menghasilkan kadar alkohol lebih tinggi. Agbogho, dkk (2007) dalam

Wardani dan Fenty (2013) menyatakan bahwa penambahan inokulum dengan


61

konsentrasi rendah menyebabkan laju fermentasi menjadi lambat, tetapi dapat

mengasilkan etanol yang lebih tinggi karena mikroorganisme dapat

memperbayak sel. Sel dapat mengkonversi gula menjadi alkohol secara

perlahan, sehingga sewaktu fermentasi tidak akan terjadi akumulasi alkohol

yang dapat menyebabkan kematian sel dan menghasilkan alkohol hingga

akhir fermentasi. Sehingga pada sampel P2 dengan konsentrasi yang sama

yaitu dengan penambahan 10% Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi 12 hari mendapatkan kadar alkohol 78,67 %.

Sampel P1 dan P2 ini dengan konsentrasi yang sama yaitu 10%

Saccharomyces cerevisiae namun dengan waktu fermentasi yang berbeda

yaitu 6 hari dan 12 hari menghasilkan kadar alkohol yang berbeda. Semakin

waktu fermentasi menghasilkan kadar alkohol yang tinggi, yaitu dimiliki oleh

sampel P2 dengan konsentrasi alkohol 78,67 %. Pada proses fermentasi

pembuatan alkohol di pengaruhi oleh waktu fermentasi yakni semakin waktu

fermentasi jumlah mikrobia semakin banyak dan produksi alkohol semakin

meningkat (Sari, 2009).

Sampel P3 dengan penambahan 15% Saccharomyces cerevisiae dan

waktu fermentasi 6 hari mendapatkan kadar alkohol sebanyak 76,67 % lebih

banyak jika dibandingkan dengan sampel P1 yang memiliki waktu fermentasi

sama yaitu 6 hari tetapi dengan penambahan konsentrasi 10%

Saccharomyces cerevisiae menghasilkan kadar alkohol 74 %. Hal ini

menunjukkan bahwa konsentrasi Saccharomyces cerevisiae mempengaruhi

terbentuknya kadar alkohol dari proses fermentasi. Mukhtar dkk (2010)


62

dalam Wardani dan Fenty (2013) menyatakan bahwa konsentrasi alkohol

semakin meningkat dengan semakin banyaknya konsentrasi inokulum yang

ditambahkan.

Sampel P3 dengan penambahan 15% Saccharomyces cerevisiae dan

waktu fermentasi 6 hari dibandingkan dengan sampel P4 yang memiliki

konsentrasi yang sama yaitu dengan penambahan 15% Saccharomyces

cerevisiae tetapi dengan waktu fermentasi yang lebih lama yaitu 12 hari

mendapatkan kadar alkohol P3 lebih tinggi dari P4 yaitu 76,67 % dan

75,33%. Mukhtar, dkk (2010) dalam Wardani dan Fenty (2013) menyatakan

bahwa pembuatan alkohol, inokulasi yang terlalu tinggi dapat menyebakan

proses melemah lebih cepat dan menurunkan viabilitas sel setelah fase

pertumbuhan. Kondisi pertumbuhan dan metabolisme pada populasi sel yang

tinggi dapat mengganggu akses nutrisi, keterbatasan ruang dan interaksi antar

sel yang menyebakan terhentinya produksi alkohol. Namun semakin lama

proses fermentasi dapat menyebabkan mikrobia tidak lagi dapat hidup, hal ini

dikarenakan tingginya kadar alkohol yang dapat menghambat pertumbuhan

mikrobia. Dengan terhambatnya kerja mikrobia sebagai fementor akan

menyebabkan mikrobia akan menuju ke fase kematian sehingga tidak ada lagi

yang menghasilkan alkohol serta mengasilkan senyawa asam asetat sehingga

dapat menurunkan kadar alkohol (Sari, 2009).

Menurut Said (1987) dalam Wusnah (2016). Pertumbuhan

mikroorganisme terbagi dalam 3 fase yaitu, fase awal, fase eksponensial dan

fase stationer. Fase awal merupakan periode adaptasi yakni sejak inokulasi


63

pada medium. Pada fase ini massa sel dapat berubah tanpa adanya perubahan

jumlah sel. Selanjutnya yaitu fase eksponesial, yaitu terjadi perubahan sangat

cepat pada jumlah sel. Selanjutnya tahap stationer yaitu keadaan pada saat

laju pertumbuhan mendekati nol. Proses penguraian glukosa menjadi alkohol

terjadi pada tahap eksponensial, dikarenakan mikrobia tumbuh dengan sangat

pesat pada fase tersebut sehingga proses penguaraian glukosa semakin cepat

dan mulai berhenti saat nutrient/subrat habis. Kondisi ini tergantung terhadap

konsentrasi nutrient yang ada. Ketika kondisi nutrient mulai habis, maka

perubahan mikroorganisme juga terhenti.

F. Hasil Uji Perhitungan Statistik Pengaruh konsentrasi dan Waktu Waktu

fermentasi Terhadap Kadar Alkohol

Hasil pengujian desain faktorial diperoleh persamaan Y = 31,51 -

10,284 X1 - 1,558333333 X2 + 0,2003333333 X1X2. Dimana Y merupakan

respon alkohol, X1 adalah konsentrasi Saccharomyces cerevisiae, X2 adalah

waktu fermentasi dan X1X2 adalah interaksi konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae dan waktu fermentasi. Berdasarkan persamaan tersebut kemudian

dimasukkan data dan dibuat gambar sccater menggunakan Ms Excel 2016

untuk mengetahui pengaruh konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi terhadap kadar alkohol dari umbi suweg. Berikut ini gambar

gambar pengaruh konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi terhadap kadar alkohol dapat dilihat pada gambar 4.7


64

Gambar 4.7 Pengaruh Konsentrasi dan Waktu fermentasi Terhadap Kadar

Alkohol

Pada gambar 4.7 dapat dilihat adanya pengaruh kadar alkohol sejalan

dengan peningkatan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu

fermentasi. Jika dilihat dari faktor determinasi (R2) masing-masing memiliki

nilai R2 sebesar 0,9978 untuk konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan

waktu fermentasi. Hal tersebut menunjukkan bahwa Saccharomyces

cerevisiae dan waktu fermentasi sama-sama memiliki pengaruh yang besar

bagi kadar alkohol umbi suweg. Baik konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

maupun waktu fermentasi masing-masing memiliki efek 99,78 % dan sisanya

0,22% dipengaruhi oleh variable lainnya. Sehingga dapat dikatakan bahwa

konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi sama-sama

mempengaruh kadar alkohol dari proses fermentasi umbi suweg.

Menurut Mahendra (2014) waktu fermentasi yang lebih lama

memberikan kesempatan mikrobia untuk melakukan penguraian lebih banyak

y = -0.1342x + 0.6575R² = 0.9978

y = -0.1342x - 3.3425R² = 0.9978

4

6

8

10

12

14

16

18

-115 -105 -95 -85 -75 -65

Pengaruh Konsentrasi dan Waktu fermentasi Terhadap Kadar Alkohol

Lama fermentasi

Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

Linear (Lama fermentasi)

Linear (Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae)


65

dan produksi alkohol akan semakin meningkat. Peningkatan kadar alkohol ini

dikarenakan adanya konsentrasi inokulum dan waktu fermentasi yang sesuai.

Proses fermentasi umumnya menggunakan Saccharomyces cerevisiae karena

mampu menghidrolisis pati atau polisakarida menjadi maltose (disakarida)

kemudian dihidrolisis menjadi glukosa dan karbondioksida secara cepat dan

efisien. Polisakarida akan dipecah terlebih dahulu menjadi gula sederhana

untuk selanjutnya di fermentasi. Pada tahap pertama, fermentasi glukosa akan

membentuk asam piruvat melalui jalur glikolisis atau jalur Embden-

Meyerhoff-Panas (EMP). Jalur EMP terdiri dalam beberapa tahap yang

masing-masing dikatalis dengan bantuan enzim. Pada tahap kedua asam

piruvat akan diubah menjadi produk yang spesifik diantaranya adalah alkohol

(Fardiaz, 1992).

G. Hasil Optimasi Produksi Alkohol dengan Faktor Konsentrasi

Saccharomyces cerevisiae dan Waktu Fermentasi

Hasil pengujian desain faktorial diperoleh persamaan Y = 31,51 -

10,284 X1 - 1,558333333 X2 + 0,2003333333 X1X2. Dimana Y merupakan

respon alkohol, X1 adalah konsentrasi Saccharomyces cerevisiae, X2 adalah

waktu fermentasi dan X1X2 adalah interaksi konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae dan waktu fermentasi. Berdasarkan persamaan tersebut kemudian

data hasil pengukuran alkohol dimasukkan ke dalam persamaan dan dibuat

gambar dengan bentuk Scatter menggunakan untuk mengetahui optimasi

produksi alkohol dengan faktor konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan


66

waktu fermentasi dari umbi suweg. Berikut ini merupakan gambar optimasi

produksi alkohol dengan faktor konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan

waktu fermentasi dari umbi suweg dapat dilihat pada gambar 4.8:

Gambar 4.8 Optimasi Produksi Alkohol dengan Faktor Konsentrasi

Saccharomyces cerevisiae dan Waktu Fermentasi dari Umbi

Suweg

Berdasarkan gambar 4.8 dapat dilihat konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae dan waktu fermentasi memberikan pengaruh terhadap

pembentukan kadar alkohol yang dihasilkan pada alkohol dari umbi suweg.

Konsentrasi dan waktu fermentasi saling mempengaruhi satu sama lain

untuk menghasilkan kadar alkohol. Hal ini juga ditunjukan dari hasil

persamaan desain faktorial yang diperoleh yaitu memilki interaksi (X1X2)

konsentrasi Saccharomyces cerevisae (X1) dan waktu fermentasi (X2) yang

cukup besar yaitu 0,2003333333.


67

Hasil kadar alkohol yang optimal didapatkan apabila konsentrasi

Saccharomyces cerevisae semakin banyak dan waktu fermentasi semakin

lama. Semakin banyak konsentrasi dan semakin waktu fermentasi akan

menghasilkan kadar alkohol tinggi. Berdasarkan Wijaya (2011) kadar

alkohol yang telah di tetapkan Dewan Standarisasi Nasional (DSN) telah

menetapkan Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk bioethanol atau

biofuel yaitu minimal 94- 99,5 %. Dari gambar 4.8 dapat di lihat bahwa

untuk menghasilkan kadar alkohol optimal sesuai SNI, maka memerlukan

konsentrasi saccharomyces cerevisiae antara 13-14 % dan waktu

fermentasi 9-10 hari.

H. Hasil Uji Etanol

Berikut ini merupakan hasil uji gas kromatografi dari hasil uji kadar

alkohol yang paling tinggi yaitu dari sampel P2 penambahan 10%

Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi 12 hari. Proses pengujian

gas kromatografi digunakan untuk menentukan kadar etanol yang terkadung

daro alkohol. Pengujian ini dilakukkan oleh Laboratorium Organik FMIPA

UGM dengan alat gas kromatografi merk Shimadzu GC-2010. Berikut ini

merupakan gambar gas kromatografi dari uji kadar etanol dapat dilihat pada

gambar 4.9:


68

Gambar 4.9 Gas Kromatografi Sampel P2

Gambar 4.9 menunjukkan bahwa sampel P2 dari hasil pengujian gas

kromatografi mengandung adanya etanol dan propanol. Dapat dilihat gambar

yang meningkat pertama atau graris pertama menunjukkan adanya

kandungan etanol dan garis ke dua menunjukkan adanya kandungan

propanol. Dari gambar tersebut menunjukkan bahwa alkohol mengandung

berbagai macam jenis ikatan etil, antara lain etanol dan propanol. Propanol

yang terlihat dari hasil uji gas kromatografi ini dapat berasal dari peralatan

yang digunakan untuk destilasi maupun proses fermentasi seperti selang,

alumunium foil saat berekasi dengan panas. Berikut ini merupakan tabel hasil

uji kadar etanol yang terdapat dalam kandungan alkohol dari sampel P2 yang

dari gambar gas kromatografi dapat dilihat pada tabel 4.2:


69

Tabel 4.2 Hasil Kadar Etanol Sampel P2

Nama

Sampel

Area

Ethanol

Area

Propanol Area Count

Konsentrasi

(%)

Pengenceran

4x

sampel

P2 364681 313220 1.16429666 23.19 92.77

Berdasarkan hasil uji gas kromatografi tabel 4.2 di atas digunakan untuk

menentukan di dapatkan sampel P2 mengandung 23,19 % etanol. Sehingga

dari hasil uji tersebut dapat digunakan untuk menentukan kadar etanol dari

sampel yang lain berdasarkan kadar alkohol yang telah di hitung

menggunakan gravimetric atau alkohol meter yang dapat dilihat pada gambar

4.1. Dari hasil gambar gambar kadar akohol dan hasil uji etanol sampel P2

kemudian dikonversi dan menghasilkan kadar etanol semua sampel yang

dapat dilihat pada tabel 4.3 dibawah ini:

Tabel 4.3 Hasil Uji Etanol

Sampel Alkohol Kadar Etanol

P1 74 % 21,81 %

P2 78,67 % 23,19 %

P3 76,67 % 22,60 %

P4 75,33 % 22,20 %

Keterangan:


fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari


fermentasi 6 hari


fermentasi 12 hari


70

Dari hasil tabel 4.3 hasil uji kadar etanol dapat dilihat bahwa P1

menggandung 21,81 % Etanol, P2 mengandung 23,19% etanol, P3

mengandung 22,60 % etanol dan P4 mengandung 22,20 % etanol. Sampel P2

memiliki kandungan etanol paling tinggi daripada sampel yang lain. Hal ini

dikarenakan kadar alkohol yang dimiliki sampel P2 juga lebih besar kadar

alkoholnya dibandingkan sampel lain yaitu 23,19 % etanol. Dari keseluruhan

sampel menghasilkan kadar etanol yang tidak terlalu besar. Hal ini

dikarenakan dalam alkohol tidak hanya terdiri dari etanol saja, sehingga

selebihnya selain etanol juga mengandung senyawa lain. Alkohol yaitu

senyawa organik yang memiliki gugus hidroksil yang terikat pada atom

karbon dari alkil atau gugus alkil yang tersubtitusi, antara lain methanol,

etanol, propanol, butanol, isopropil dan sebagainya, (Pudjaatmaka, 1982).

Rendahnya kadar etanol yang dihasilkan dalam proses fermentasi ini

juga dipengaruhi oleh kelemahan Saccharomyces cerevisiae yang tidak

mampu menggubah gula galaktosa menjadi etanol. Menurut Judoamidjojo et

al. (1992) dalam Azizah, dkk. (2012), Saccharomyces cerevisiae

menghasilkan mampu mengasilkan enzim zymase dan intertase yang dapat

menghasilkan etanol dengan mengkonversi gula selama proses fermentasi.

Gula akan diubah menjadi bentuk paling sederhana oleh invertase baru

kemudian gula sederhana di konversi menjadi etanol dengan adanya enzim

zymase. Saccharomyces cerevisiae mampu mengubah gula sederhana

menjadi etanol namun tidak mampu mengkonversi galaktosa menjadi etanol.


71

Dari hasil uji etanol dari tabel , dapat dilihat bahwa kadar etanol yang

dihasilkan dari proses fermentasi umbi suweg masih sangat rendah. Sehingga

kurang cocok digunakan sebagai gasohol karena berdasarkan spesifikasi

standar bioethanol terdenaturasi untuk gasosol harus mengandung minimal

99,5 % (setelah denaturasi dengan denatorium benzoate) atau 94,0% (setelah

denaturasi dengan hidrokarbon) Badan Standar Nasional (BSN), (2012).

I. Hasil Uji Nyala api (Flash Point) Sederhana

Uji nyala api sederhana ini dilakukkan dengan meletakan bahan bakar

nabati (BNN) pada berbagai macam suhu yaitu pada suhu ruang, suhu AC,

suhu kulkas dan suhu frezzer. Proses percobaan ini dilakukkan dengan sangat

sederhana yaitu dengan menuang 2 ml sampel BBN setelah didiamkan pada

botol flakon dan ditutup rapat yang diletakan pada suhu yang berbeda-beda

selama 1 jam sebelum dibakar. Proses meletakan larutan selama 1 jam

sebelum dibakar berguna untuk menstabilkan suhu larutan agar sesuai dengan

suhu peletakannya. Sampel BBN kemudian dituang ke dalam tutup botol besi

dan dinyalakan menggunakan korek api. Berikut ini merupakan gambar nyala

api dari hasil pembakaran beberapa sampel dapat dilihat pada gambar 4.6:


72

a)

b)

c)

d)

Gambar 4.10 a) Nyala Api Sampel P2 pada Suhu Ruang AC

b) Nyala Api Sampel P2 pada Suhu Kulkas

c) Nyala Api Sampel P2 pada Suhu Freezer

d) Nyala Api Sampel P2 pada Suhu Ruang

Dari gambar 4.6 menunjukkan bahwa muncul api pada saat proses

pembakaran yaitu warna biru pada bagian bawah sedangkan pada bagian atas

api berwarna kemarahan. Warna api ini mengindikasikan komponen yang

terbakar pada bahan bakar nabati (BNN). Menurut Turn (2002) dalam

Pratama, dkk (2013), api merupakan penyebaran panas berkelanjutan yang

dilakukkan dengan sendirinya pada zona pembakakaran yang terlokalisasi

pada kecepatan yang sangat tinggi. Warna api pembakaran menandakan

komponen-komponen yang terbakar pada bahan bakar. Proses pembakaran

akan menimbulkan api apabila ada tiga unsur yaitu bahan, oksigen dan energi,

Api biru menandakan terbakarnya alkohol dan api terbentuk stabil, sedangkan

api kemerahan menandakan adanya pembakaran yang tidak sempurna dan

menghasilkan api yang tidak stabil. Warna api yang kemerahan ini

diakibatkan karena adanya air yang teruapkan. Pada daerah warna kemerahan


73

disebut dengan daerah non-stoikiometri yaitu pada daerah ini rasio campuran

antara bahan bakar dan udara kurang dari 1 (ɸ ˂ 1) akibat adanya radiasi

karbon yakni jelaga yang mengakibatkan kecilnya kesempatan bahan bakar

dan udara berperan sebagai oksidator untuk bertemu.

Berikut ini hasil uji nyala api (Flash Point) secara sederhana dari hasil

destilasi proses pembuatan alkohol dapat di lihat pada tabel 4.4

Tabel 4.4 Hasil Uji Nyala Api (Flash Point) Sederhana

Sampel Suhu

Lama

pembakaran Sisa Produk

Ruangan Larutan

P1

(74 %

Alkohol)

Ruangan 30˚C 24 ˚C 4,15 menit Ada

AC 22 ˚C 18 ˚C 3,57 menit Ada

Kulkas 3 ˚C 13 ˚C 3,06 menit Ada

Frezzer -3 ˚C 10 ˚C 3,04 menit Ada

P2

(78,67%

Alkohol)

Ruangan 30˚C 24 ˚C 1,26 menit Tidak ada

AC 22 ˚C 18 ˚C 1,25 menit Tidak ada

Kulkas 3 ˚C 13 ˚C 1,19 menit Tidak ada

Freezer -3 ˚C 10 ˚C 1,14 menit Tidak ada

P3

(76,67 %

Alkohol)

Ruangan 30˚C 24 ˚C 2,14 menit Tidak ada

AC 22 ˚C 18 ˚C 2,11 menit Tidak ada

Kulkas 3 ˚C 13 ˚C 1,47 menit Tidak ada

Freezer -3 ˚C 10 ˚C 1,02 menit Tidak ada

P4

(75,33 %

Alkohol)

Ruangan 30˚C 24 ˚C 3,56 menit Ada

AC 22 ˚C 18 ˚C 2,50 menit Ada

Kulkas 3 ˚C 13 ˚C 2,47 menit Ada

Freezer -3 ˚C 10 ˚C 2,32 menit Ada

Flash point atau uji nyala adalah suhu terendah larutan minyak dalam

campuran dengan udara akan menyala apabila terkena percikan api. Dari tabel

4.4 dapat lihat bahwa semua sampel dapat menyala pada semua suhu baik

pada suhu ruang 30˚C, suhu AC 22 ˚C, suhu kulkas 3 ˚C dan suhu freezer

-3 ̊ C. Dengan demikian dapat di jadikan sebagai bahan bakar yang tahan pada


74

saat kondisi lingkungan dengan suhu rendah. Berdasarkan hasil penelitian

yang dilakukkan oleh Qomarudin dan Marsudi (2014) dengan judul

“Eksperimen Pembuatan Bioetanol Berbahan Baku Umbi Suweg

(Amorphophallus campanulatus) Sebagai Bahan Bakar Alternatif” mampu

menghasilkan kadar bioethanol dengan flash point 18 ̊C. Semakin tinggi

kadar etanol maka semakin kecil pula nilai flash point nya. Dengan demikian

Sampel P2 yang memiliki kadar etanol paling tinggi yaitu 23,19 % memiliki

nilai flash point paling rendah dibandingkan sampel yang lain.

Pada tabel juga dapat dilihat bahwa semakin rendah suhu, maka waktu

api menyala semakin singkat. Kondisi ini berlaku bagi semua sampel seperti

yang dapat dilihat pada tabel. Hal ini dapat dikarenakan semakin rendah suhu

maka alkohol akan semakin menguap lebih cepat, sehingga proses

pembakaran berlangsung lebih cepat. Dari keseluruhan sampel, yang

memiliki waktu paling lama saat pembakaran yaitu pada sampel P1 dengan

perlakuan penambahan 10% Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

6 hari dengan kadar alkohol paling rendah dibandingkan sampel yang lain.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin rendah kadar alkohol yang

dihasilkan maka semakin waktu saat proses pembakaran karena campuran

larutan lain mampu mengikat alkohol lebih banyak sehingga dapat membakar

lebih lama.

Hasil tabel 4.4 juga terlihat bahwa sampel P1 dan P4 menghasilkan sisa

produk berupa cairan berwarna putih keruh. Cairan ini dihasilkan setelah

proses pembakaran berakhir, sehingga tidak semua sampel yang dibakar


75

dapat terbakar. Sisa pembakaran ini merupakan campuran air yang tidak

dapat terbakar ataupun larutan lain. Hal ini dibuktikan dengan adanya

percikan-percikan pada saat pembakaran akan berakhir. Sisa dari larutan ini

berwarna putih susu, berikut ini gambar sisa produk setelah proses

pembakaran dapat dilihat pada gambar 4.11

Gambar 4.11 Sisa Produk Setelah Pembakaran

J. Keterbatasan dalam Penelitian

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukkan masih terdapat

kekurangan dan keterbatasan, di antaranya adalah:

1. Peneliti mengukur kadar alkohol mengunakan gravimetric atau alkohol

meter tetapi dalam penelitian ini tidak murni menguji hasil destilasi saja,

melainkan dengan pengenceran karena alkohol yang dihasilkan dari

proses fermentasi tidak cukup bila di uji murni dengan hasil destilat.

Sehingga agar pengukuran kadar alkohol lebih akurat maka perlu

memperbanyak hasil destilasi dengan cara memperbanyak subrat yang

digunakan dalam proses fermentasi.


76

2. Pengujian uji nyala api (Flash Point) hanya dilakukkan secara sederhana,

dan kurang menunjukkan hasil yang akurat, oleh karena itu perlu

dilakukkan uji flash point di laboratorium menggunakan strandar ASTM.

3. Pengujian uji nyala api (Flash Point) dalam penelitian ini hanya berfokus

pada dapat tidaknya hasil destilasi/ alkohol menyala, sehingga peneliti

tidak mengukur sisa produk/ cairan setelah pembakaran. Hal ini berguna

untuk mengetahui seberapa banyak campuran dari alkohol yang tidak

mudah terbakar.


77

BAB V

IMPLEMENTASI HASIL PENELITIAN UNTUK PEMBELAJARAN

Hasil Penelitian “Pengaruh Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan

Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Alkohol Dan Uji Nyala Api (Flash Point)

Sederhana dari Umbi Suweg (Amorphophallus Paeoniifolius (Dennst.) Nicolson)

Sebagai Bahan Bakar Nabati (BBN)” dapat menjadi pengetahuan baru dalam dunia

pendidikan sebagai referensi dalam upaya pemanfaatan sumber daya alam sebagai

bahan bakar. Hal ini dapat diaplikasikan dalam pembelajaran pada materi

Bioteknologi kelas XII semester 2. Pembelajaran ini akan dirancang supaya peserta

didik dapat melakukan percobaan berkaitan dengan pemanfaatan umbi suweg

sebagai bahan bakar.

Acuan kurikulum yang digunakan dalam pembelajaran terkait dengan

penelitian ini menggunakan kurikulum 2013. Dengan Kompetensi Dasar (KD) yang

digunakan yaitu:

3.10

Menganalisis prinsip-prinsip Bioteknologi dan Penerapannya sebgai

upaya peningkatan kesejahteraan manusia

4.10 Menyajikan laporan hasil percobaan penerapan prinsip-prinsip

Bioteknologi konvensional berdasarkan scientific method

Berdasarkan KD 3.10 dan 4.10 di atas dapat dibuat indikator pembelajaran

sebagai berikut:


78

3.10.1

3.10.2

3.10.3

3.10.4

3.10.5

3.10.6

4.10.1

4.10.2

Menjelaskan pengertian Bioteknologi

Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi

Menjelaskan tentang perbedaan bioteknologi konvensional dan

bioteknologi dan modern

Menyusun makalah tentang produk-produk bioteknologi di

pasaran

Menjelaskan manfaat bioteknologi dalam berbagai bidang

Menganalisis dampak positif dan negatif bioteknologi

dalam berbagai bidang

Melaksanakan percobaan salah satu produk bioteknologi

konvensional

Menyusun laporan tertulis mengenai hasil pembuatan

produk bioteknologi konvensional

Melalui kegiatan pembelajaran siswa diajak untuk merencanakan dan

melakukan percobaan dengan melakukan praktikum agar siswa lebih memahami

materi. Kegiatan praktikum ini dilakukkan saat jam pembelajaran dan juga diluar

jam pembelajaran sebagai pendalaman materi, namun tetap terintegrasi dengan

teori. Dengan bimbingan guru siswa akan melakukan eksperimen tentang produk

bioteknologi konvensional dalam bidang sumber energi untuk menghasilkan bahan

bakar alternatif sebagai penerapan prinsip-prinsip bioteknologi konvensional untuk

menghasilkan produk dan mengevaluasi produk yang dihasilkan. Kegiatan

pembelajaran seperti terlampir pada silabus yang dapat dilihat pada lampiran 4 dan

Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) seperti terlampir pada lampiran 5.


79

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkana hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:

1. Perbedaan konsentrasi Saccharomyces cerevisiae memberikan pengaruh

signifikan terhadap kadar alkohol pada produksi Bahan Bakar Nabati

(BBN) yang dihasilkan dari proses fermentasi umbi suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson sebesar 99,78%.

2. Waktu fermentasi memberikan pengaruh signifikan terhadap kadar

alkohol pada produksi Bahan Bakar Nabati (BBN) yang dihasilkan dari

proses fermentasi umbi suweg (Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Nicolson sebesar 99,78%.

3. Kadar alkohol paling tinggi diperoleh dari Konsentrasi Saccharomyces

cerevisiae 10 % dan waktu fermentasi 12 hari umbi suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson menghasilkan

78,66% alkohol.

4. Produksi optimal alkohol dari proses optimasi fermentasi umbi suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson membutuhkan

konsentrasi Saccharomyces cerevisiae antara 13-14 % dan waktu

fermentasi 9-10 hari.

5. Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae dan waktu fermentasi

memberikan pengaruh terhadap uji titik nyala (flash point), kadar alkohol


80

semakin tinggi maka nilai uji titik nyala (flash point) semakin rendah

ditandai dengan semakin cepat waktu pembakaran dan tidak

menghasilkan sisa produk pembakaran.

B. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, terdapat beberapa saran sebagai

berikut:

1. Substrat dalam proses fermentasi diperbanyak untuk menghasilkan hasil

destilat berupa alkohol yang lebih banyak sehingga dapat mengukur

kadar alkohol secara murni tanpa pengenceran agar lebih akurat.

2. Penelitian lanjutan dapat menguji menggunakan uji nyala api (Flash

Point) di laboratorium sesuai dengan standar ASTM agar hasil lebih

akurat.

3. Penelitian lanjutan dapat menguji dengan mengukur volume sisa

pembakaran untuk mengetahui berapa banyak campuran yang tidak

dapat terbakar.


81

Daftar Pustaka

Albert, Mora Idiawati, dan Rudiyansyah. 2015. Pembuatan Bioetanol

Menggunakan Zymomonas mobilis dari Limbah Tongkol Jagung. Jurnal

Sains. Vol. 3, No. 2.

Amata, I Wayan dan A. A. M. Dewi Anggraeni. 2013. Rekayasa Bioproses

Produksi Bioetanol Dari Umbi Kayu dengan Teknik Ko-Kultur Ragi Tape

dan Saccharomyces cerevisiae. Jurnal PS Teknologi Pertanian. Vol 7, No.2.

Anonim. 2013. Konfersi Pers Workshop Pengembangan Bioenergi Nasional. di

unduh melalui

http://www.litbang.pertanian.go.id/press/one/34/pdf/Pengembangan%20Bio

energi%20Nasional.pdf pada tanggal 6 Maret 2018.

Arissoesilaningsih. 2009. Suweg (Amorphophallus campanulatus BI) Jenis, Syarat

Tumbuh, Budidaya dan Standar Mutu Ekspornya. Balai Penelitian Tanaman

Rempah dan Obat (BALITTRO). Bogor.

Arsyat, N., M. 2001. Kamus Kimia. Jakarta: PT Gedia Pustaka Utama.

Azizah, N., A. N. Al-Baarri, dan S. Mulyani. 2012. Pengaruh Waktu fermentasi

Terhadap Kadar Alkohol, pH dan Produksi Gas pada Prosese Fermentasi

Bioetanol dari Whey dengan Subtitusi Kulit Nanas. Jurnal Aplikasi Teknologi

Pangan. Vol. 1, No.2.

Badan Standar Nasional. 2012. Bioetanol Terdenaturasi untuk Gasohol. Jakarta.

SNI 7390:2012

Blazejak, S., Duzkiewicz-Reinhard, W., Gniewosz, M., Rostkowska-Demner, E.,

Domurad, E. 2002. The Study of Saccharomyces cerevisiae Brewery Yeast

Strain Capacity of Binding With Magnesium In Dynamic Conditions.

Electric. Jurnal of Polish Agricultural Universitas.

http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue2/food/art-03.html Diakses pada

februari 2018.

Buckle, K.A, R.A. Edwards, G.H. Fleet, M. Wotton. 2007. Ilmu Pangan.

Penerjemah, Hari Purnomo dan Andiono. Jakarta: UI Press.

Dewi, A.M. 2011. Producition of Biofuel Ethanol From Pretreated Seagrass by

using Saccharomyces cerevisiae. Skripsi. Jurusan Biologi. FMIPA ITS.

Surabaya.

Dwijoseputro. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.

Endah R.D., Sperisa, D., Nur, A., Paryanto, M. 2017. Pengaruh Kondisi Fermentasi

terhadap Yield Etanol pada Pembuatan Bioetanol dari Pati Garut. Jurusan

Teknik Kimia Fakultas Teknik. Online pada


http://www.litbang.pertanian.go.id/press/one/34/pdf/Pengembangan%20Bioenergi%20Nasional.pdf

http://www.litbang.pertanian.go.id/press/one/34/pdf/Pengembangan%20Bioenergi%20Nasional.pdf

82

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/gem/article/viewFile/17610/17

525 diakses pada Februari 2018. Universitas Sebelas Maret.

Elevri, Putra A., Surya, R. P. 2006. Produksi Etanol Menggunakan Saccharomyces

cerevisiae yang Diamobilisasi dengan Agar Batang. Jurnal Teknik.Vol.1, No

2. Akta Kumindo.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan. Jakarta: Gedia Pustaka Utama.

Hadi, Syaiful. 2012. Pengambilan Minyak Atsiri Bunga Cengkeh (Clove Oil)

Menggunakan pelarut n-Heksana dan Benzana. Jurnal Bahan Alam

Terbarukan. Vol. 1, No. 2. Universitas Negeri Semarang.

Hambili, E., Mudjalipah, S., Tambunan, A.H., Pattiwiri, A.W., Hendroko, R. 2007.

Teknologi Bioenergi. JakartaPT Agromedia Pustaka.

Hidayat, Tri Ambar. 2010. Pertumbuhan Etanol dari Nira (Nypa Fruticans Wurmb)

Dengan proses Fermentasi. Skripsi. Fakultas Farmasi. Universitas

Muhamadyah Purwokerto. Purwokerto.

Hawusiwa, Eko S., Wardani, Agustin K., dan Ningtyas, Dian W. 2015. Pengaruh

konsentrasi pasta singkong (Manihot Esculenta) dan Waktu fermentasi pada

Proses Pembuatan Minuman Wine Singkong. Jurnal Pangan dan

Agroindustri. Vol. 3, No. 1.

Jannah, Asyeni Miftahul. 2010. Proses Fermentasi Hidrosilat Jerami Padi Untuk

Menghasilkan Bioethanol. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya. Vol.

17, No. 1. Sumatra.

Jhonprimen, H.S., Andreas Turnip dan M. Hatta Dahlan. 2012. Pengaruh massa

ragi, jenis ragi dan waktu fermentasi pada bioethanol biji duren. Jurnal Teknik

Kimia. Vol. 18, No. 2. Universitas Sriwijaya.

Khodijah, Siti dan Abtokhi, Ahmad. 2015. Analisis pengaruh presentase ragi

(Saccharomyces cerevisiae) dan waktu pada proses fermentasi dalam

pemanfaatan duckweed (Lemna minor) sebagai bioethanol. Jurnal Teknik

Fisiska UIN Maliki Malang. Vol. 17, No. 2. Malang

Mahendra, Virgiawan Aditya. 2014. Produksi Etanol dari Umbi Suweg

(Amporphopallus campanulatus BI) sebagai Sumber Energi Alternatif.

Skripsi. Universitas Negeri Semarang.

Nester, E.W., Anderson, D.G., Roberts, C.E.Jr., Pearsall, N.M., Nester, M.T. 2001.

Microbiology A Human Perspective. New York: Mc Graw Hill Companies

Inc.

Noer, M.R. 2011. Suweg, Umbi-umbian berpotensi yang belum popular. Jakarta:

Kompasiana.




83

Piarah, Wahyu H., Zuryati Djafar dan Andi Mangkau. 2011. Analisis Penggunaan

Gasohol dari Limbah Kulit Pisang terhadap Presestasi Mesin Motor Bahan

Bakar Bensin. Jurnal Tekni Mesin. Vol. 2, No.1. Universitas Hassanudin.

Pitojo, Setijo. 2007. Suweg. Yogyakarta: Kanisius.

Pratama, Adithia Yanuar, Andi Sanata dan Hary Sutjahjono. 2013. Analisis

Pengaruh Variasi Grade Bioetanol Terhadap Temperatur Nyala Api dan

Unjuk Kerja Pada Kompor Bioetanol Tanpa Sumbu Tipe Top Burner. Jurnal

Rotor. Vol. 6, No. 1.

Pudjaatmaka, A. Hadyana. 1982. Kimia Organik 1. Jakarta. Erlangga.

Qomarudin, Ach dan Marsudi. 2014. Eksperimen Pembuatan Bioetanol Berbahan

Baku Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus) Sebagai Bahan Bakar

Alternatif. Jural Teknik Mesin. Vol. 3, No.2. Universitas Negeri Surabaya

Rahim, A. Dicka. 2009. Produksi Etanol oleh Saccharomyces cerevisiae var

Ellipsoideus dari Sirup Dekstrin Pati Sagu (Metroxylon sp.) Menggunakan

Metode Aerasi Penuh dan Aerasi Dihentikan. Skripsi. Instititut Pertanian

Bogor.

Sari, Ni Ketut. 2009. Produksi Bioetanol dari rumput gajah secara kimia. Jurnal

Teknik Kimia. Vol. 4, No. 1.

Saroso, H. 1998. Pemanfaatan kulit pisang dengan cara fermentasi untuk

pembuatan alkohol. Jurnal Teknik Kimia. Vol. 3, No 2. .Politeknik Brawijaya.

Sarwendah. 2007. Bioetanol. Jakarta: Gedia.

Septriani, Elizabeth E. 2005. Isolasi dan Identifikasi Saccharomyces cerevisiae

yang diperoleh dari PG-PS Maduksimo Yogyakarta yang digunakan dalam

Proses Fermentasi Alkohol. Skripsi. Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta.

Setiawati, Diah Restu, Ananastasia R. Sinaga dan Tri Kurnia D. 2013. Proses

pembuatan bioethanol dari kulit pisang kapok. Jurnal Teknik Kimia. Vol. 19,

No. 1.

Susilo, Bambang, Retno Damayanti dan Ni’matul Izza. 2017. Teknik Bioenergi.

Malang: UB Press.

Syakuiah, Isna. 2015. Pengaruh Waktu Fermentasi dan Persentase Starter pada Nira

Aren (Arenga pinnata) Terhadap Bioetanol yang dihasilkan. Jurnal Teknik

Kimia. Vol.14, No. 2.

Tortora, G.J., Funke, B.R, Case, C. I. 2002. Microbiology an Introdiction. Pearson

Education Inc.

Vivandra, 2009. Bioethanol gel ubi jalar produk inovatif sebagai sumber energi

alternative pada sector rumah tangga. Institut Teknik Bogor.


84

Walangare, K. B. A, A. S. M Lumenta, J. O. Wuwung dan B. A. Sugiarso. 2013.

Rancangan Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air Minum dengan

Proses Destilasi Sederhana Menggunakan Pemanas Elektrik. E-Jurnal Teknik

Elektro dan Komputer. diakses dari

https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdankom/article/viewFile/1786/14

04 pada tanggal 24 Mei 2018. UNSRAT. Manado.

Wardani, Agustin K., dan Fenty N. Eka Pertiwi. 2013. Produksi Etanol dari Tetes

Tebu oleh Saccharomyces cerevisiae Pembentuk Flok (NRRL-Y 265). Jurnal

Teknologi Hasil Peranian. Vol. 33, No. 2.

Wijaya, Karna. 2011. Bioetanol sekala UMKM dan Home Insudtri. Pusat Energi

Universitas Gajah Mada. diakseh dari https://pse.ugm.ac.id/bioetanol-sekala-

umkm-dan-home-industry/, pada tanggal 8 Juni 2018.

Winarno, F.G. 2004. Enzim Pangan. Jakarta. Gedia Pustaka Utama.

Wusnah, Samsul Bahri dan Dwi Hartono. 2016. Proses Pembuatan Bioetanol dari

Kulit Pisang Kepok (Mussa acuminate B.C) secara Fermentasi. Jurnal Teknik

Kimia Unimal. Vol. 5, No. 1.

Yadu, N. Dey., S. Okta., N. Srikanth., M. Jamal and M. Wanjari. 2012. A

Phyropharmacological review on an important medicinal plant

Amorphopallus paeoniifolius. AYU.. Vol. 33, No. 1.

Yakinudin. 2010. Etanol dan Fungsi sebagai Bahan Bakar. Jakarta: PT Fuel Word.




https://pse.ugm.ac.id/bioetanol-sekala-umkm-dan-home-industry/

https://pse.ugm.ac.id/bioetanol-sekala-umkm-dan-home-industry/

85

LAMPIRAN


86

Lampiran 1. Dokumentasi Penelitian

Proses Pembuatan

Starter

Starter dari Ragi Roti

dan Ragi Tape

Starter Yeast Cair

Umbi Suweg

Proses Pengkukusan

Umbi Suweg

Proses Penimbangan Umbi

Suweg

Proses Pemblenderan

Umbi Suweg

Proses Pencampuran

Gula dan Slurry Umbi

Suweg

Pengukuran kadar ˚Brix


87

Proses Penimbangan

Umbi Suweg sebelum di

Fermentasi

Proses Penimbangan

Starter 1 (Ragi tape dan

Ragi Roti)

Proses Penimbangan

Starter 2 (Yeast Cair Merk

Spirit Frem)

pH Sebelum Fermentasi

Proses Fermentasi

Proses Penyaringan

Proses Penyaringan

Menggunakan Kain

pH Setelah Fermentasi

Proses Destilasi


88

\

Proses Destilasi dengan

menutup kolom destilasi

dengan alumunium foil

Cairan Hasil Destilasi

Penyimpanan Hasil

Destilasi

Proses Fermentasi

Setelah 6 Hari

Proses Pengukuran

Kadar Alkohol dengan

Gravimetri

Proses Pengukuran

Alkohol sebelum di

Sesuaikan dengan Suhu

Proses Penyimpanan

Sampel di Freezer

Proses Pengukuran

Suhu Larutan

Proses Pengukuran Suhu

Ruang


89

Alat untuk Uji Gas

Kromatografi di

Laboratorium Kimia

Organik

Hasil Pembakaran

Sampel

Sisa Hasil Pembakaran


90

Lampiran 2. Hasil Uji Gas Kromatografi


91

Lampiran 3. Perhitungan Statistika Desain Faktorial

Berdasarkan desain faktorial dengan dua level dan dua faktor, maka berlaku

persamaan umum.

Y = B0 + B1 X1 + B2 X2 + B12 X1 X2

Keterangan:

Y = Respon hasil atau sifat yang diamati

X1 = level Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae

X2 = level waktu fermentasi

X1X2 = level Konsentrasi Saccharomyces cerevisiae x level waktu

fermentasi (interaksi)

B0, B1, B2, B12 = Koefisien, dapat dihitug dari percobaan

B0 = rata-rata hasil semua percobaan

B0, B1, B2, B12 dapat dihitung berdasarkan persamaan di atas secara subtitusi dan

eliminasi dengan memasukan nilai 1 dan 2 sesuai dengan jumlah

bahan yang diteliti. Persamaan digunakan untuk melihat respon

dari penelitian

Perhitungan desain fakctorial terhadap kadar alkohol

Formula

Konsentrasi

Saccharomyces

cerevisiae

Waktu

fermentasi Interaksi

Kadar

Alkohol

(%)

1 – – + 74

A – + – 78,67

B + – – 76,67

Ab + + + 75,33

74 (1) = B0 + 10 B1 + 6 B2 + B12 (10 × 6)

= B0 + 10 B1 + 6 B2 + 60 B12

78,67 (a) = B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 (15 × 6)

= B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 90

76,67 (b) = B0 + 10 B1 + 12 B2 + B12 (10 × 12 )

= B0 + 10 B1 + 12 B2 + B12 120

75,33 (ab) = B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 (15 × 12 )

= B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 180


92

Eliminasi 1 dan b

74 = B0 + 10 B1 + 6 B2 + 60 B12

76,67 = B0 + 10 B1 + 12 B2 + 120 B12

–2,67 = – 6 B2 – 60 B12 ……………(I)

Eliminasi a dan ab

78,67 = B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 90

75,33 = B0 + 15 B1 + 12 B2 + B12 180

3,34 = – 6 B2 – 90 B12 ………….(II)

Eliminasi I dan II

–2,67 = – 6 B2 – 60 B12

3,34 = – 6 B2 – 90 B12

–6,01 = – 30 B12

B12 = −6,01

−30

B12 = 0,2003333333

Subtitusi B12 ke I

–2,67 = – 6 B2 – 60 B12

–2,67 = – 6 B2 – 60 (0,2003333333)

–2,67 = – 6 B2 – 12,02

–2,67 + 12,02 = – 6 B2

9,35 = – 6 B2

B2 = 9,35

6

B2 = – 1,558333333


93

Eliminasi 1 dan a

74 = B0 + 10 B1 + 6 B2 + 60 B12

78,67 = B0 + 15 B1 + 12 B2 + 90 B12

–4,67 = – 5 B1 + 12 B2 – 30 B12 ……………(III)

Subtitusi B12 ke III

–4,67 = – 5 B1 + 12 B2 – 30 B12

–4,67 = – 5 B1 + 12 B2 – 30 (–1,558333333)

–4,67 = – 5 B1 + 12 B2 – 46,74999999

–4,67 = – 5 B1 + 12 B2 + 46,74999999

–4,67 – 46,74999999 = – 5 B1

51,41999999 = – 5 B1

B1 = −51,41999999

−5

B1 = – 10,284

Subtitusi B1, B2, B12 ke 1

74 = B0 + 10 B1 + 6 B2 + 60 B12

74 = B0 + 10 (–10,284) + 6 (–1,558333333) + 60 (0,2003333333)

74 = B0 + 102,84 – 9,349999998 + 12,02

74 = B0 + 105,51

B0 = 105,51-74

B0 = 31,51

Y = B0 + B1 X1 + B2 X2 + B12 X1 X2

Y = 31,51 – 10,284 X1 – 1,558333333 X2 + 0,2003333333 X1X2


94

Lampiran 4. Silabus

SILABUS

Satuan Pendidikan : SMA

Mata Pelajaran : BIOLOGI

Kelas : XII MIA PEMINATAN dan XII IIS LINTAS MINAT

Semester : 2 (Genap)

Tahun Ajaran : 2017/2018

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 menunjukkan 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, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu

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

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

untuk memecahkan masalah

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

sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan


95

Kompetensi Dasar Materi Pokok Pembelajaran Penilaian Alokasi

Waktu Sumber Belajar

BIOTEKNOLOGI

1.1. Mengagumi keteraturan

dan kompleksitas ciptaan

Tuhan tentang struktur

dan fungsi DNA, gen dan

kromosom dalam

pembentukan dan

pewarisan sifat serta

pengaturan proses pada

mahluk hidup.

Bioteknologi

Pengertian

Bioteknologi

Perkembangan

Bioteknologi

Bioteknologi

Konventional dan

Bioteknologi

Modern

Produk

Bioteknologi

Konvensional dan

Bioteknologi

Modern

Dampak

pemanfaatan

produk

Bioteknologi di

masyarakat

Mengamati

Mengkaji referensi tentang

produk Bioteknologi

Mengamati video/ gambar

tentang produk bioteknologi

Menanya

Apa pengertian

bioteknologi?

Bagaimana perkembangan

Bioteknologi

Bagaimana cara

menghasilkan produk

bioteknologi?

Mengumpulkan Data

(Eksperimen/ Eksplorasi)

Mendeskripsikan tentang

arti, prinsip dasar dan jenis-

jenis Bioteknologi

Mengindentifikasi dan

membandingkan produk

bioteknologi yang beredar

Tugas

Membuat

makalah

tentang

produk-

produk

bioteknologi

di pasaran

Observasi

Sikap saat

proses

pembelajaran

Sikap ilmiah

saat diskusi

Sikap saat

presentasi

Sikap saat

praktikum

Portofolio

Laporan

tertulis

3 x 2 JP Wijayanti, dkk.

2013. Biologi

untuk Siswa

SMA/MA Kelas

XII. Yrama

Widya. Bandung.

Campbell et al.

2003. Biologi.

Jilid I. Erlangga.

Jakarta.

Irmaningtyas.

2013. Biologi

untuk SMA/MA

kelas XII

berdasarkan

Kurikulum 2013.

Jakarta.

Erlangga.

Internet Biologi

Online

1.2. Menyadari dan

mengagumi pola pikir

ilmiah dalam kemampuan

mengamati bioproses.

1.3. Peka dan peduli terhadap

permasalahan lingkungan

hidup, menjaga dan

menyayangi lingkungan

sebagai manisfestasi

pengamalan ajaran agama

yang dianutnya

2.1. Berperilaku ilmiah: teliti,

tekun, jujur terhadap data

dan fakta, disiplin,

tanggung jawab, dan


96



peduli dalam observasi

dan eksperimen, berani

dan santun dalam

mengajukan pertanyaan

dan berargumentasi,

peduli lingkungan,

gotong royong,

bekerjasama, cinta damai,

berpendapat secara

ilmiah dan kritis,

responsif dan proaktif

dalam dalam setiap

tindakan dan dalam

melakukan pengamatan

dan percobaan di dalam

kelas/ laboratorium

maupun di luar kelas/

laboratorium.

di masyarakat berdasarkan

jenis-jenis bioteknologi

konvensional dan modern

Melakukan percobaan

fermentasi alkohol

menggunakan


dan menyusun laporan

Mengasosiasikan

Membuat kesimpulan

tentang prinsp dasar

bioteknologi

Menyusun laporan

percobaan dan pembuatan

bahan bakar nabati sebagai

energi alternatif

Mengolah data dan

membuat laporan hasil

pengumpulan informasi

tentang proses pembuatan

bahan bakar nabati sebagai

energi alternatif

tentang

percobaan

(format dan

isi laporan)

.

Tes Tertulis

Ulangan

Harian

2.2. Peduli terhadap

keselamatan diri dan

lingkungan dengan

menerapkan prinsip

keselamatan kerja saat

melakukan kegiatan

pengamatan dan

percobaan di


97



laboratorium dan di

lingkungan sekitar

Membuat kesimpulan hasil

diskusi tentang dampak

bioteknologi.

Mengkomunikasikan

Memaparkan hasil diskusi

tentang prinsip

bioteknologi

Memaparkan tentang

dampak bioteknologi dalam

kehidupan sehari-hari

Hasil pengumpulan

informasi tentang

pemanfaatan bioteknologi

dalam kehidupan

3.10.

Menganalisis prinsip-

prinsip Bioteknologi dan

Penerapannya sebgai

upaya peningkatan

kesejahteraan manusia

4.10.

Menyajikan laporan hasil

percobaan penerapan

prinsip-prinsip

Bioteknologi

konvensional

berdasarkan scientific

method

Yogyakarta, 28 Desember 2017

Guru Mata Pelajaran

Ryta Tri Pratiwi

141434005


98

Lampiran 5 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

TAHUN PELAJARAN 2017/2018

Satuan Pendidikan : SMA

Mata Pelajaran : Biologi

Kelas/ Semester : XII MIA Peminatan dan XII IIS Lintas Minat/ 2 (Genap)

Materi Pokok : Bioteknologi

Alokasi Waktu : 6 JP x 45 menit (3 Pertemuan)

A. Kompetensi Inti

KI 1 dan KI 2

Kompetensi Sikap Spiritual yaitu, “Menghayati dan mengamalkan ajaran agama

yang dianutnya”. Kompetensi Sikap Sosial yaitu, “Menghayati dan

mengamalkan perilaku jujur, disiplin, santun, peduli (gotong royong, kerjasama,

toleran, damai), bertanggung jawab, responsif, dan proaktif dalam berinteraksi

secara efektif sesuai dengan perkembangan anak di lingkungan keluarga, sekolah,

masyarakat, dan lingkungan alam sekitar, bangsa, negara, kawasan regional, dan

kawasan internasional”.

KI 3 KI 4

Memahami, menerapkan, menganalisis

pengetahuan faktual, konseptual,

prosedural dan metakoknitif pada

tingkat teknis, spesifik, detail, dan

kompleks dalam ilmu pengetahuan,

teknologi, seni, budaya, dan humaniora

dengan wawasan kemanusiaan,

kebangsaan, kenegaraan, dan

peradaban terkait fenomena dan

kejadian pada bidang kerja yang

spesifik untuk memecahkan masalah

Menunjukkan keterampilan menalar,

mengolah, dan menyaji secara: efektif,

kreatif, produktif, kritis, mandiri,

kolaboratif, komunikatif, dan solutif.

Dalam ranah konkret dan abstrak

terkait dengan pengembangan dari

yang dipelajari disekolah, serta mampu

melaksanakan tugas spesifik dibawah

pengawasan lansung.


99

B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi

Kompetensi Dasar (KD) Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)

1.1 Mengagumi keteraturan

dan kompleksitas

ciptaan Tuhan tentang

struktur dan fungsi

DNA, gen dan

kromosom dalam

pembentukan dan

pewarisan sifat serta

pengaturan proses pada

mahluk hidup.

1.1.1 Menunjukkan sikap bersyukur kepada

Tuhan atas ciptaannya yang telah

menciptakan kompleksitas dan

keteraturan ciptaan Tuhan pada struktur

dan fungsi DNA, gen dan kromosom

dalam pembentukan dan pewarisan sifat

serta pengaturan proses pada mahluk

hidup di lingkungan sekitar

1.2 Menyadari dan

mengagumi pola pikir

ilmiah dalam

kemampuan mengamati

bioproses.

1.2.1

1.2.2

Menyadari pentingnya pola pikir ilmiah

pada saat mengamati biopreses selama

melakukan eksperimen di kelas maupun

di laboratorium.

Menyadari menggunakan pola pikir

ilmiah pada saat mengamati biopreses

selama melakukan eksperimen di kelas

maupun di laboratorium.

1.3 Peka dan peduli

terhadap permasalahan

lingkungan hidup,

menjaga dan

menyayangi lingkungan

sebagai manisfestasi

pengamalan ajaran

agama yang dianutnya

1.3.1 Menunjukkan sikap peka dan peduli

terhadap permasalahan lingkungan

hidup, menjaga dan menyayangi

lingkungan sebagai manisfestasi

pengamalan ajaran agama yang

dianutnya

2.1 Berperilaku ilmiah: teliti,

tekun, jujur terhadap

data dan fakta, disiplin,

tanggung jawab, dan

peduli dalam observasi

2.1.1

Menunjukkan sikap ilmiah, teliti, jujur,

disiplin dan tanggung jawab serta peduli

dalam melaksanakan eksperimen di

dalam laboratorium maupun di ruang

kelas.


100


dan eksperimen, berani

dan santun dalam

mengajukan pertanyaan

dan berargumentasi,

peduli lingkungan,

gotong royong,

bekerjasama, cinta

damai, berpendapat

secara ilmiah dan kritis,

responsif dan proaktif

dalam dalam setiap

tindakan dan dalam

melakukan pengamatan

dan percobaan di dalam

kelas/ laboratorium

maupun di luar kelas/

laboratorium.

2.1.2

2.1.3

Menunjukkan sikap berani dan santun

dalam berpendapat secara kritis serta

responsif dan proaktif dalam setiap

tindakan saat melakukan eksperimen

maupun diskusi di kelas.

Mementingkan kerjasama kelompok

dalam melakukan diskusi dan

pengamatan kelompok.

2.2 Peduli terhadap

keselamatan diri dan

lingkungan dengan

menerapkan prinsip

keselamatan kerja saat

melakukan kegiatan

pengamatan dan

percobaan di

laboratorium dan di

lingkungan sekitar.

2.2.1

2.22

Menunjukkan sikap dan perilaku

bertanggung jawab sesuai dengan prinsp

keselamatan saat melakukan kegiatan

pengamatan dan percobaan di

laboratorium dan di lingkungan sekitar.

Melakukan kegiatan praktikum

bioteknologi dengan memperhatikan

prinsip keselamatan kerja

dilaboratorium.

3.10 Menganalisis prinsip-

prinsip Bioteknologi

dan Penerapannya

sebagai upaya

3.10.1

3.10.2

Menjelaskan pengertian Bioteknologi

Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi

Menjelaskan tentang perbedaan

bioteknologi konvensional dan



101


peningkatan

kesejahteraan manusia

3.10.3

3.10.4

3.10.5

Menyusun makalah tentang produk-

produk bioteknologi di pasaran

Menjelaskan manfaat bioteknologi


Menganalisis dampak positif dan negatif

bioteknologi dalam berbagai bidang

4.10 Menyajikan laporan

hasil percobaan

penerapan prinsip-

prinsip Bioteknologi

konvensional

berdasarkan scientific

method

4.10.1

4.10.2

Melaksanakan percobaan salah satu

produk bioteknologi konvensional

Menyusun laporan tertulis mengenai

hasil pembuatan produk bioteknologi

konvensional

C. Tujuan Pembelajaran

Melalui pendekatan pembelajaran kontekstual dan saintifik dengan model

pembelajaran Discovery Learning, peserta didik dapat menghayati dan mengamalkan

ajaran agama yang dianutnya serta mengamalkan perilaku jujur, disiplin, santun,

peduli, bertanggungjawab, responsif dan proaktif dalam mempelajari Bioproses pada

makhluk hidup sehingga mampu:

Menunjukkan sikap bersyukur kepada Tuhan yang telah menciptakan

kompleksitas dan keteraturan ciptaan Tuhan pada struktur dan fungsi DNA, gen

dan kromosom dalam pembentukan dan pewarisan sifat serta pengaturan proses

pada mahluk hidup di lingkungan sekitar.

Menunjukkan sikap peka dan peduli terhadap permasalahan lingkungan hidup,

menjaga dan menyayangi lingkungan sebagai manisfestasi pengamalan ajaran

agama yang dianutnya.

Menunjukkan sikap ilmiah, teliti, jujur, disiplin dan tanggungjawab serta peduli

dalam melaksanakan eksperimen di dalam laboratorium maupun di ruang kelas.

Melalui diskusi kelompok, studi literature dan pengamatan dari PPT guru dan buku

Biologi pegangan siswa, peserta didik mampu:

Menjelaskan pengertian dan prinsip-prinsip bioteknologi


102

Menjelaskan sejarah perkembangan bioteknologi

Melalui kegiatan pengamatan gambar dan video produk-produk bioteknologi, peserta

didik mampu:

Menjelaskan macam-macam bioteknologi

Menjelaskan tentang perbedaan bioteknologi konvensional dan bioteknologi

modern

Melalui kegiatan diskusi kelompok, siswa mampu:

Menganalisis dampak negatif pemanfaatan bioteknologi

Menunjukkan sikap berani dan santun dalam berpendapat secara kritis serta

responsif dan proaktif dalam setiap tindakan saat melakukan eksperimen

maupun diskusi di kelas.

Mementingkan kerjasama kelompok dalam melakukan diskusi dan pengamatan

kelompok.

Melalui kegiatan observasi produk hasil fermentasi di lingkungan sekitar sekolah dan

rumah, peserta didik mampu:

Menyusun makalah tentang produk-produk bioteknologi di pasaran

Menjelaskan manfaat bioteknologi dalam berbagai bidang

Melalui kegiatan praktikum pembuatan bahan bakar nabati dari umbi suweg, peserta

didik mampu:

Menyadari pentingnya pola pikir ilmiah pada saat mengamati bioproses selama

melakukan eksperimen di kelas maupun di laboratorium.

Menyadari menggunakan pola pikir ilmiah pada saat mengamati bioproses

selama melakukan eksperimen di kelas maupun di laboratorium.

Menunjukkan sikap dan perilaku bertanggungjawab sesuai dengan prinsip

keselamatan saat melakukan kegiatan pengamatan dan percobaan di

laboratorium dan di lingkungan sekitar.

Melaksanakan percobaan salah satu produk bioteknologi konvensional

Menyusun laporan tertulis mengenai hasil pembuatan produk bioteknologi

konvensional

Melakukan kegiatan praktikum bioteknologi dengan memperhatikan prinsip

keselamatan kerja di laboratorium.


103

D. Materi Pembelajaran

Konseptual :

1. Ilmu-ilmu yang digunakan dalam bioteknologi

2. Pengertian dan prinsip bioteknologi

Faktual:

1. Sejarah Bioteknologi

2. Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi

3. Penerapan bioteknologi dalam berbagai bidang

4. Dampak postif dan dampak negatif bioteknologi

Prosedural :

1. Melakukan percobaan penerapan bioteknologi konvensional

Metakognitif :

1. Menyajikan makalah tentang produk hasil fermentasi di lingkungan sekitar dan

mikrobia yang berperan

2. Menyajikan laporan hasil percobaan dan analisis kaitan antara bioproses pada

mikroorganisme dari produk bioteknologi konvensional

E. Pendekatan, Metode, dan Model Pembelajaran

Pendekatan Pembelajaran : Kontekstual dan Saintifik

Model Pembelajaran : Discovery Learning

Metode Pembelajaran : Diskusi kelompok, presentasi, tanya jawab,

observasi, penugasan dan eksperimen

F. Media Pembelajaran

1. Media

a. Lembar Kerja Siswa

b. Powerpoint

c. Foto/ gambar/ video hasil bioteknologi dan cara pembuatan suatu produk

hasil bioteknologi

2. Alat dan Bahan

a. Alat tulis

b. Whiteboard

c. Laptop

d. Laboraturium biologi dan sarananya


104

e. LCD

f. Alat destilasi

g. Umbi Suweg

G. Sumber Belajar

1. Buku Biologi Kelas XII

Irnaningtyas. 2013. Biologi untuk SMA/MA Kelas XII Berdasarkan Kurikulum

2013. Jakarta: Erlangga.

Wijayanti, dkk. 2013. Biologi untuk Siswa SMA/MA Kelas XII. Bandung:Yrama

Widya.

2. Buku Biologi Penunjang yang Relevan

Campbell et al. 2003. Biologi. Jilid I. Jakarta: Erlangga

3. Media Cetak/Elektronik

Biomagz

Jurnal Online

4. LKS

Campbell et al. 2003. Biologi. Jilid I. Jakarta: Erlangga

Irnaningtyas. 2013. Biologi untuk SMA/MA Kelas XII Berdasarkan Kurikulum

2013. Jakarta: Erlangga.

5. Lingkungan Sekolah dan Lingkungan Rumah

Produk hasil aplikasi bioteknologi

6. Internet

www.youtube.com

www.biology.org

H. Langkah- Langkah Pembelajaran

Pertemuan I (2 JP x 45 menit) : Pengertian Bioteknologi, Prinsip dasar Bioteknologi

dan Macam-macam Bioteknologi

Kegiatan Deskripsi Alokasi

Waktu

Pendahuluan Guru mengecek kesiapan fisik kelas sebelum

belajar (misalnya kebersihan kelas, kerapian

berpakaian, posisi tempat duduk berkelompok,

10 menit


http://www.youtube.com/

105


Waktu

dll) mengucapkan salam, meminta ketua kelas

untuk memimpin doa sebelum kegiatan

pembelajaran dimulai dan mengabsen kehadiran.

Mengondisikan suasana belajar yang

menyenangkan (menanyakan kabar, dll)

Memotivasi siswa dengan menunjukkan

beberapa produk bioteknologi (Keju dan

Yoghurt). Mendorong peserta didik untuk

bertanya tentang produk yang dibawa guru.

Kemudian guru bertanya:

a. Apakah kalian pernah memakan-makanan ini?

b. Bagaimana rasanya?

c. Apa bahan dasar dari keduanya?

d. Sadarkah kalian bahwa kedua produk ini

berasal dari bahan dasar yang sama tetapi

menghasilkan produk yang berbeda, dengan

cita rasa, tekstur yang berbeda pula?

Menyampaikan materi pokok pada siswa serta

rencana kegiatan berupa: model pembelajaran

yang akan dilaksanakan pembelajaran

kooperaktif learning dengan metode

pembelajaran diskusi kelompok, presentasi,

tanya jawab, observasi, penugasan dan

eksperimen dan alokasi waktu yang disepakati

untuk melaksanakan pembelajaran.

Guru menyampaikan tujuan pembelajaran.

PKK

(Religius)

Literasi

Inti Discovery Learning

1. Stimulation (memberi stimulus)

Guru menampilkan gambar/foto berbagai

macam produk bioteknologi

75 menit


106


Waktu

a. Siswa mengamati gambar produk

bioteknologi dengan seksama yang

ditampilkan pada slide presentasi.

b. Siswa memberikan tanggapan mengenai

hal yang terjadi pada gambar.

c. Siswa menganalisis gambar yang

ditampilkan.

Peserta didik didorong untuk menanggapi

gambar yang disajikan berhubungan dengan

Pengertian, prinsip dasar, dan macam-macam

bioteknologi

2. Problem Statement (mengidentifikasi

masalah)

Peserta didik didorong oleh guru untuk

mengindentiifikasi permasalahan dengan

cara berkelompok dan mendiskusikan LKS

berkaitan dengan:

a. Pengertian bioteknologi

b. Prinsip dasar bioteknologi

c. Macam-macam bioteknologi

d. Perbedaan jenis-jenis bioteknologi

Guru membagi siswa menjadi beberapa

kelompok yang terdiri dari 3-4 siswa dan

setiap siswa diberikan LKS

Siswa secara berkelompok diminta

mengajukan pertanyaan apabila ada yang

kurang dimengerti saat mengerjakan LKS

3. Data Collecting (mengumpulkan data)

Peserta didik mengumpulkan data dari

diskusi dan mengkaji pustaka di dalam

kelompok, meliputi:

4C + PKK

Literasi


107


Waktu

Pengertian bioteknologi

Prinsip dasar bioteknologi

Macam-macam bioteknologi

Perbedaan jenis-jenis bioteknologi

4. Data Processing (mengolah data)

Peserta didik menganalisis data hasil diskusi

kelompok sesuai dengan LKS yang diberikan

oleh guru dan bekerja dengan teliti, disiplin,

jujur dan tanggungjawab dalam mendapatkan

data

5. Verification (memverifikasi)

Guru meminta beberapa kelompok untuk

menyampaikan hasil diskusi di depan kelas.

Sehingga peserta didik dapat

membandingkan hasil diskusi antar

kelompok tentang perbedaan:

Pengertian Bioteknologi




Kelompok lain dapat mengajukan

pertanyaan kepada kelompok yang

presentasi, memperbaiki dan memberi

masukan. Sedangkan kelompok yang

presentasi di depan kelas dapat menerima

masukan dari kelompok lain, sehingga dapat

saling menghargai perbedaan pendapat yang

muncul saat berdiskusi.

6. Generalization (menyimpulkan)

Peserta didik menyimpulkam hasil diskusi

pada kegiatan pembelajaran tentang:

HOTS+

Berpikir

Kritis

HOTS


108


Waktu





Penutup Guru memberikan penekanan hasil diskusi

sebagai kesimpulan tentang:





Guru bertanya secara acak kepada peserta didik

tentang materi yang telah dipelajari

Guru memberi kesempatan kepada siswa untuk

memberikan komentar dan saran secara acak

sebagai refleksi tentang nilai-nilai yang dapat

diambil serta perbaikan untuk pertemuan yang

akan datang (dikondisikan dengan sisa waktu

pelajaran).

Guru memberikan apresiasi kepada siswa yang

aktif dalam pembelajaran

Guru memberikan tugas kepada siswa untuk

membuat makalah tentang produk bioteknologi

yang ada lingkungan sekitar siswa yang berupa

gambar/foto hasil produk bioteknologi, bahan

dasar, mikrorganisme yang berperan dalam

pembuatan produk dan proses pembuatannya

secara singkat minimal 10 produk.

10 menit


109

Pertemuan II (2 JP x 45 menit) : Manfaat Bioteknologi dalam Berbagai Bidang dan

Dampang Postif serta Dampak Negatif Bioteknologi


Waktu









Guru menanyakan kembali materi pada

pertemuan sebelumnya.

Guru meminta siswa untuk mengumpulkan tugas

membuat makalah mengenai produk

bioteknologi dan mikroorganisme yang berperan

pada pertemuan sebelumnya di meja guru.

Guru menyampaikan judul materi yang akan

dipelajari yaitu tentang manfaat bioteknologi

dan dampak positif dan negatif bioteknologi.


Guru memberikan apersepsi kepada siswa:

Pernahkah kalian ikut imunisasi?

Apa yang dilakukkan saat imunisasi?

Taukah kalian bahwa imunisasi salah

satunya adalah memberikan vaksin, dan

vaksin merupakan aplikasi bioteknologi

dalam bidang kesehatan?

Apakah dalam bidang lain terdapat aplikasi

bioteknologi juga?

10 menit

PKK

(Religius)

Inti Discovery Learning 75 menit


110


Waktu


Guru menampilkan gambar macam-macam

produk bioteknologi dari berbagai bidang

Siswa mengamati gambar produk

bioteknologi dengan seksama yang

ditampilkan pada slide presentasi.

Siswa memberikan tanggapan mengenai

produk tersebut

Mikroorganisme apa yang berperan

dalam produk hasil aplikasi bioteknologi

Bagaimana cara pembuatannya

Termasuk ke dalam jenis bioteknologi

apa produk-produk tersebut?

Peserta didik didorong untuk menanggapi

gambar yang disajikan berhubungan dengan

aplikasi bioteknologi diberbagai bidang dan

dampak positif dan negatif dari bioteknologi.

Guru menampilkan video menganai proses

kloning pada domba dolly

Guru meminta siswa untuk

memperhatikan video dengan seksama

Guru meminta siswa untuk menanggapi

video tersebut

2. Problem Statement (mengidentifikasi

masalah)

Peserta didik didorong oleh guru untuk

mengindentiifikasi dan mengumpulkan data

pengamatan video mengkloning domba dolly

dengan permasalahan seperti:

Bagaimana tahap mengkloning domba

dolly?

Literasi


111


Waktu

Mikroorganisme apa yang digunakan

dalam mengkloning domba dolly?

Termasuk ke dalam jenis bioteknologi apa

proses mengkloning domba dolly?


Guru meminta siswa untuk berkelompok

3-4 orang dan membagikan LKS kepada

siswa

Peserta didik mengumpulkan data dari

pengamatan video dan mengkaji pustaka

berdasarkan LKS yang disajikan oleh guru,

meliputi:

Proses kloning domba dolly

Perananan dan manfaat biotenologi


Dampak positif dan negatif

bioteknologi

5. Data Processing (mengolah data)

Peserta didik menganalisis data hasil diskusi

kelompok sesuai dengan LKS yang diberikan

oleh guru dan bekerja dengan teliti, disiplin,

jujur dan tanggung jawab dalam mendapatkan

data.


Guru meminta beberapa kelompok untuk

menyampaikan hasil diskusi di depan kelas.

Sehingga peserta didik dapat

membandingkan hasil diskusi antar

kelompok tentang perbedaan:

Proses kloning domba dolly

Peranan dan manfaat bioteknologi

4C + PKK

HOTS +

Berpikir

Kritis


112


Waktu

Dampak poditif dan negatif bioteknologi






masukan dari kelompok lain, sehingga dapat

saling menghargai perbedaan pendapat yang

muncul saat berdiskusi.


Peserta didik menyimpulkam hasil diskusi

pada kegiatan pembelajaran tentang:

Peranan bioteknologi dalam berbagai

bidang

Dampak positif dan negatif bioteknologi

HOTS

Penutup Guru memberikan penekanan hasil diskusi

sebagai kesimpulan tentang:

Peranan bioteknologi dalam berbagai

bidang

Dampak positif dan negatif bioteknologi


tentang materi yang telah dipelajari




diambil serta perbaikan untuk pertemuan yang

akan datang (dikondisikan dengan sisa waktu

pelajaran).



10 menit


113


Waktu

Guru memberikan jurnal penelitian “Pengaruh

Konsentrasi Starter Saccharomyces cerevisiae

dan Waktu Fermentasi Umbi Suweg

(Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.)

Terhadap Kadar Alkohol dan Uji Nyala Api

(Flash Point) Sederhana Nicolson) sebagai

Bahan Bakar Nabati (BBN)” sebagai referensi

praktikum pembuatan bahan bakar nabati

sederhana.

Guru meminta siswa untuk membentuk

kelompok 3-4 orang dan menyiapkan alat dan

bahan yang digunakan dalam projek penelitian

berkelompok mengenai pembuatan bahan

alkohol sebagai bakar nabati.

Guru menutup pembelajaran

Pertemuan III (2 JP x 45 menit) : Fermentasi Alkohol Sebagai Bahan Bakar Nabati


Waktu









Guru mengecek kesiapan siswa dengan bertanya:

10 menit

PKK

(Religius)


114


Waktu

Apakah setiap kelompok sudah

mempersiapkan alat dan bahan yang akan

digunakan untuk praktikum?

Apakah siswa sudah menyiapkan rebusan

umbi suweg yang direbus selama 2 jam?

apakah siswa sudah mempelajari jurnal yang

diberikan pada pertemuan sebelumnya?

Apa saja tahapan dalam pembuatan bahan

bakar?

Guru menyampaikan judul praktikum pada hari

ini yaitu fermentasi alkohol sebagai bahan bakar

nabati


Inti Discovery Learning


Guru meminta siswa duduk dan

mempersiapkan diri berkelompok sesuai

dengan kelompok yang telah dibentuk

Guru membagi panduan praktikum kepada

masing-masing siswa

Guru menjelaskan langkah-langkah

praktikum yang harus dilakukkan oleh

siswa pada saat praktikum

Guru meminta perwakilan siswa

mengambil alat dan bahan yang telah

disiapkan oleh guru

2. Problem statement (mengidentifikasi

masalah)

Siswa diminta untuk mencermati point-point

pembahasan pada panduan praktikum dan siswa

75 menit

Literasi


115


Waktu

diminta menanyakan hal-hal yang belum

dipahami kepada guru


Siswa melakukan praktikum secara

berkelompok 3-4 orang, sehingga dapat

bekerja dengan teliti, displin, dan tanggung

jawab untuk mendapatkan data.

Guru mengawasi siswa dalam

melaksanakan praktikum

Siswa diminta berdiskusi dengan anggota

kelompoknya apabila ada hal-hal yang

kurang jelas atau bisa bertanya kepada

guru

4. Data Prisessing (mengolah data)

Siswa mencatat hal-hal penting yang terjadi

dalam pelaksanaan praktikum secara

berkelompok.

Siswa secara membuat laporan hasil analisa

sementara yang telah dilakukkan melalui

kegiatan praktikum.


Guru meminta salah satu kelompok untuk

mempresentasikan hasil laporan sementara

praktikum.

Siswa secara berkelompok diminta untuk

membandingkan hasil analisis dengan

kelompok yang lain.





4C + PKK

Literasi


116


Waktu


masukan dari kelompok lain, sehingga

dapat saling menghargai perbedaan

pendapat yang muncul saat berdiskusi.


Peserta didik menyimpulkan hasil analisis

mengenai laporan sementara hasil praktikum.

HOTS

Penutup Guru memberikan penekanan hasil laporan

sementara praktikum


tentang praktikum yang telah dilakukkan




diambil dari praktikum (dikondisikan dengan

sisa waktu pelajaran).



Guru meminta siswa untuk melanjutkan

penelitian diluar jam pembelajaran pada 3 hari

setelah praktikum 6 hari setelah praktikum

dengan pendampingan guru

Guru menanyakan kepada siswa apakah ada

yang masih ingin ditanyakan dari materi

bioteknologi?

Guru memberitahukan bahwa pertemuan

selanjutnya akan diadakan ulangan harian

mengenai materi bioteknologi

Guru menutup pembelajaran

10 menit


117

I. Teknik Penilitian

Indikator Jenis

Tagihan Bentuk Instrument

3.10.1

3.10.2

3.10.3

Menjelaskan pengertian

pengertian Bioteknologi

Menjelaskan prinsip dasar

bioteknologi

Menjelaskan tentang perbedaan

bioteknologi konvensional dan


Test

tertulis

Tanya

jawab

Diskusi

Presentasi

Lembar Kerja

Siswa

Lembar Penilaian

presentasi

Lembar penilaian

afektif

Lembar penialian

kognitif

Lembar penilaian

dan rubrik

penilaian aspek

psikomotorik

3.10.4

Menyusun kliping tentang

produk-produk bioteknologi di

pasaran

Observasi Laporan berupa

kliping

Obervasi afektif

(sikap)

3.10.5

3.10.6

Menjelaskan manfaat

bioteknologi dalam berbagai

bidang

Menganalisis dampak positif dan

negatif bioteknologi dalam

berbagai bidang

Test

tertulis

Diskusi

Tanya

jawab

Presentasi

Lembar observasi

Lembar penilaian

afektif

Lembar penilaian

kognitif

4.10.1

4.10.2

4.10.3

Melaksanakan percobaan salah

satu produk bioteknologi

konvensional

Menyusun laporan tertulis

mengenai hasil pembuatan

produk bioteknologi

konvensional

Test

tertulis

Praktikum

Laporan

praktikum

Lembar penilaian

afektif

Lembar penilaian

dan rubrik

penialaian aspek

psikomotorik

(praktikum)

Observasi afektif

(sikap)

Lembar penilaian

produk (laporan

praktikum)

J. Lampiran

1. Lembar Kerja Siswa I (Pengertian, prinsip dasar dan macam-macam

bioteknologi)e

2. Format makalah “produk bioteknologi yang ada di sekitar kita”

3. Lembar Kerja Siswa II (Manfaat bioteknologi dalam berbagai bidang,

dampak positif dan negatif bioteknologi)


118

4. Lembar panduan praktikum

5. Kisi-kisi ulangan harian Bioteknologi

6. Instrumen dan rubrik penilaian

Yogyakarta, 28 Desember 2017

Guru Mata Pelajaran

Ryta Tri Pratiwi

14143400


119

Lampiran 6. Lembar Kerja Siswa I dan Rubrik Penilaian

LEMBAR KERJA SISWA I

Anggota kelompok :

1. 3.

2. 4.

A. Judul : Pengertian, Prinsip Dasar dan Macam-Macam Bioteknologi

B. Tujuan :

1. Siswa mampu menjelaskan pengertian bioteknologi

2. Siswa mampu menjelaskan dasar-dasar bioteknologi

3. Siswa mampu menjelaskan macam-macam bioteknologi modern dan bioteknologi

konvensional

4. Siswa mampu menyebutkan mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan

bioteknologi

C. Alat dan Bahan :

1. Ala Tulis

2. Buku

D. Cara kerja

1. Baca dan amati gambar yang tersedia pada pertanyaan

2. Jawablah pertanyaan dengan tepat dan benar

E. Pertanyaan Diskusi

Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan tepat!

1. Apa pengertian dari bioteknologi? (10)

2. Sebutkan bahan dasar dalam proses pembuatan produk bioteknologi dibawah ini:

(10)

a. b.


120

c. d.

e.

3. Perhatikan gambar di atas!

Sebutkan mikroorganisme yang berperan dalam proses pembuatan produk

bioteknologi di atas! (20)

4. Sebutkan 3 perbedaan bioteknologi modern dan bioteknologi konvensional! (30)


121

RUBRIK PENILAIAN

LEMBAR KERJA SISWA I

Materi : Pengertian, prinsip dasar dan macam-macam bioteknologi

No Soal Keterangan Skor

1 Apa pengertian

bioteknologi

Siswa menjawab pengertian bioteknologi dengan

lengkap

10

Siswa menjawab pengertian bioteknologi dengan

kurang lengkap

5

Siswa tidak menjawab pengertian bioteknologi 0

2 Sebutkan bahan

dasar dalam

proses pembuatan

produk

bioteknologi!

Siswa menyebutkan 5 bahan dasar dari 5 produk

bioteknologi

10


bioteknologi

8


bioteknologi

6


bioteknologi

4


bioteknologi

2

Siswa tidak menyebutkan bahan dasar dari 5

produk bioteknologi

0

3 Sebutkan

mikroorganisme

yang berperan

dalam proses

pembuatan

produk

bioteknologi di

atas

Siswa menyebutkan 5 mikroorganisme yang

berperan dari 5 produk bioteknologi

20


berperan dari 5 produk bioteknologi 16









4 Sebutkan 3

perbedaan

Siswa menyebutkan 3 perbedaan bioteknologi

modern dan konvensional

30


122

No Soal Keterangan Skor

bioteknologi

modern dan

bioteknologi

konvensional



20



10

Siswa tidak menyebutkan perbedaan bioteknologi


0

Skor Maksimal = 70

𝐍𝐈𝐋𝐀𝐈 = skor yang diperoleh

skor maksimal × 100


123

Lampiran 7. Format Penyusunan Makalah dan Rubrik Penilaian

Format Makalah

1. Cover

2. Tabel Produk Bioteknologi (100)

No Nama Produk Gambar Deskripsi

1 Bahan Dasar :

Mikroorganisme :

Proses pembuatan :

2 Bahan Dasar :

Mikroorganisme :

Proses pembuatan :

dst Bahan Dasar :

Mikroorganisme :

Proses pembuatan :

Rubrik Penilaian Makalah

Ketentuan Pemberian Skor Skor

Siswa menyebutkan setiap produk bioteknologi mencakup 5 poin dengan

tepat yaitu:

Nama produk bioteknologi

Gambar produk bioteknologi

Bahan dasar produk bioteknologi

Mikroorganisme dalam pembuatan produk bioteknologi

Proses pembuatan produk bioteknologi

10

Hanya mampu menjawab 4 dari 5 poin yang ditentukan. 8




Tidak ada jawaban yang dijawab dengan tepat. 0

Jumlah Produk Minimal 10

Skor Maksimal 100

𝐍𝐢𝐥𝐚𝐢 = skor yang diperoleh



124

Lampiran 8. Lembar Kerja Siswa II dan Rubrik Penilaian

LEMBAR KERJA SISWA II

Anggota Kelompok:

1. 3.

2. 4.

A. Judul : Manfaat dan dampak Bioteknologi dalam kehidupan

B. Tujuan :

1. Menjelaskan manfaat dan dampak bioteknologi dalam kehidupan

2. Menjelaskan proses fermentasi

3. Menjelaskan proses terjadinya kloning

C. Alat dan Bahan :

1. Ala Tulis

2. Buku

D. Cara kerja

1. Perhatikan video proses kloning domba dolly

2. Baca yang tersedia pada pertanyaan

3. Jawablah pertanyaan dengan tepat dan benar

E. Pertanyaan Diskusi

1. Sebutkan perananan dan manfaat aplikasi bioteknologi dalam berbagai bidang!

(25)

Bidang Aplikasi Manfaat

Pertanian

Kesehatan

Peternakan

Pangan

Industri dan Lingkungan

2. Sebutkan masing-masing 2 contoh dampak negatif dan postif penggunaan aplikasi

bioeknologi dalam kehidupan! (20)

3. Jelaskan secara singkat tahap kloning domba dolly dari video! (30)


125

RUBRIK PENILAIAN

LEMBAR KERJA SISWA II

No Soal Ketentuan Pemberian Skor Skor

1. Sebutkan perananan

dan manfaat aplikasi

bioteknologi dalam

berbagai bidang!

Siswa menyebutkan 5 perananan dan manfaat aplikasi

bioteknologi dalam 5 bidang

25



20



15



10



5

Siswa tidak menyebutkan perananan dan manfaat

aplikasi bioteknologi dalam 5 bidang

0

2 Sebutkan masing-

masing 2 contoh

dampak negatif dan

postif penggunaan

aplikasi bioeknologi

dalam kehidupan!

Siswa menyebutkan masing-masing 2 peranan negatif

dan postif penggunaan aplikasi bioteknologi dalam

kehidupan!

20

Siswa menyebutkan masing-masing 1 peranan negatif

dan postif penggunaan aplikasi bioteknologi dalam

kehidupan!

10

Siswa tidak menyebutkan peranan negatif dan postif

penggunaan aplikasi bioteknologi dalam kehidupan!

0

3 Jelaskan secara

singkat poses

kloning domba dolly

Siswa menjawab proses fermentasi kloning domba

dolly dengan lengkap

20

Siswa menjawab proses kloning domba dolly dengan

kurang lengkap

10

Siswa tidak menjawab proses kloning domba dolly 0

Skor Maksimal = 65




126

Lampiran 9. Panduan Praktikum dan Rubrik Penilaian Laporan Tertulis

PANDUAN PRAKTIKUM

A. Judul : Fermentasi alkohol dengan menggunakan Saccharomyces cereviseae

B. Tujuan :

1. Siswa dapat melakukan percobaan fermentasi alkohol dengan menggunakan

Saccharomyces cereviseae

2. Siswa dapat menganalisis hasil percobaan fermentasi alkohol dengan

menggunakan Saccharomyces cerevisiae

C. Alat dan Bahan :

Alat Bahan

1. Blender

2. Toples

3. Selang

4. Gelas Ukur

5. Termometer

6. Pengaduk

7. Timbangan digital

8. Kain saring

9. Saringan

10. Pisau

11. Panci

12. Alat destilasi

13. Alkohol meter

14. Refaktometer

1. Suweg

2. Saccharomyces cerevisiae

3. Pisang ambon

4. Gula

5. Air

6. Akuades

7. pH indikator

8. Tepung Beras

9. Nanas

D. Cara kerja

a. Pembuatan Starter

1. Bahan-bahan di timbang seperti gula seberat 150 g, tepung beras 200 g,

Saccharomyces cerevisiae dari ragi tape dan ragi roti masing-masing

sebanyak 7,5 g dan pisang ambon sebanyak 100 g

2. Pisang ambon sebanyak 100 g di blender hingga halus


127

3. Gula, tepung beras, dan pisang di rebus dengan air sebanyak 500 ml hingga

air berubah menjadi agak bening sehingga siap dijadikan substrat

4. Sebelum dimatikan, dihitung kadar gula hingga 25 brix

5. Subtrat dimasukkan ke dalam toples dan di tutup dengan rapat

menggunakan kain saring

6. Subtrat ditunggu hingga dingin, setelah dingin hingga suhu 30 ̊C, 15 g ragi

dimasukkan ke dalam substrat kemudian di aduk hingga rata

7. Satrter di inklubasi pada suhu 30 ̊C selama 72 jam

b. Proses pembuatan alkohol.

1. Umbi Suweg dikupas dan dicuci dengan bersih

2. Umbi suweg dipotong kecil-kecil dan dikukus selama 2 jam

3. Umbi suweg ditimbang seberat 1 kg dan diblender dengan penambahan air

sebanyak 1 Liter hingga menjadi slurry (bubur)

4. Gula dimasukkan ke dalam slurry (bubur) sebanyak ±2 kg atau hingga kadar

gula 25 brix menggunakan refaktometer

5. Slurry (bubur) umbi suweg ditimbang seberat 0,5 kg dimasukkan ke dalam

toples sebanyak 4 toples dan ditunggu dingin hingga suhu 30˚C

6. Starter ditimbang sebanyak 10 % dan 15 % dari 0,5 kg slurry (bubur) yaitu

50 g dan 75 g starter

7. Starter dimasukkan ke dalam slurry (bubur) dan di aduk hingga rata dan

ukur pH menggunakan pH indikator hingga pH 5

8. Tutup toples dengan bagian atas yang sudah dilubangi dan selang

dimasukkan lewat lubang dan diberi plastisin pada sekitarnya agar rapat

9. Ujung selang lain dimaskan ke dalam wadah berisi air kemudian di

fermentasi selama 3 hari dan 6 hari

10. Setelah masa fermentasi selesai, hasil fermetasi disaring

11. Hasil saringan kemudian di destilasi hingga tidak ada uap yang menetes

dengan suhu dibawah 90 ˚C

12. Hasil destilat diuji dengan alkohol meter dan dicatat hasil pengukuran

alkoholnya

c. Proses pengujian nyala api sederhana

1. Alkohol dituang ke dalam botol flkon sebanyak 2 ml dan ditutup rapat

2. Alkohol diletakan di suhu Ruangan, AC, Kulkas dan Frezzer selama 10

menit sebelum dibakar


128

3. Suhu ruangan dan larutan sebelum dibakar diukur dengan thermometer

4. Waktu dan warna api diamati serta dicatat pada table

E. Hasil

Tabel hasil pengukuran kadar etanol dari umbi suweg

Konsentrasi

Saccharomyces cerevisiae Waktu Fermentasi Kadar alkohol

10 % 3 hari

6 hari

15 % 3 hari

6 hari

Tabel hasil uji nyala sedehana alkohol dari umbi suweg

Suhu Dapat tidaknya menyala Warna api

Suhu ruangan (20-30˚C)

Suhu ruangan AC (18˚C)

Suhu kulkas (± 10˚C)

Suhu Freezer (< 10 ˚C)

F. Pertanyaan pembahasan

1. Apa fungsi Saccharomyces cerevisiae dalam proses pembuatan alkohol?

2. Bagaimana pengaruh konsentrasi terhadap kadar alkohol?

3. Bagaimana pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar alkohol?

4. Jelaskan proses fermetasi yang terjadi dalam pembuatan alkohol dari umbi

suweg!

5. Bagaimana hasil uji nyala sederdahana dari alkohol yang didapatkan?


129

Format Laporan Tertulis

A. Acara Praktikum (5)

Judul

Hari/Tanggal

Tempat

Waktu

B. Tujuan Praktikum (5)

C. Dasar Teori (15)

D. Alat, Bahan, dan Cara Kerja (10)

E. Hasil Pengamatan (15)

F. Pembahasan (30)

G. Kesimpulan (10)

H. Daftar Pustaka (5)

I. Lampiran (5)

Skor Maksimal = 100




130

Rubrik Penilaian Laporan Tertulis

Aspek yang dinilai Ketentuan pemberian Skor Skor

A. Acara

Praktikum

Acara Praktikum :

Judul Praktikum

Hari/Tanggal praktikum

Tempat dilaksanakannya praktikum

Waktu praktikum

5

Memuat tiga aspek dari yang telah ditentukan 3

Memuat dua aspek dari yang telah diitentukan 2

Memuat satu aspek yang telah ditentuntak 1

Tidak menulis aspek yang telah ditentukan 0

B. Tujuan Menyebutkan tujuan praktikum:

1. Siswa dapat melakukan percobaan fermentasi

alkohol dengan menggunakan Saccharomyces

cereviseae

2. Siswa dapat menganalisis hasil percobaan

fermentasi alkohol dengan menggunakan


5

Menyebutkkan satu tujuan praktikum 2

Tidak menyebutkan tujuan praktikum 0

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

sistematis, dan menuliskan sumbernya

15

Menuliskan dasar teori dengan lengkap, jelas, dan

sistematis namun tidak menuliskan sumbernya

12

Menuliskan dasar teori lengkap, namun tidak sistematis 9

Menuliskan dasar teori sesuai dengan topik namun tidak

lengkap

6

Menuliskan dasar teori namun tidak sesuai dengan topik

praktikum

3

Tidak menuliskan dasar teori

0


131


D. Alat, Bahan

dan cara kerja

Menuliskan alat dan bahan serta cara kerja dengan

lengkap sesuai dengan praktikum

10

Menuliskan alat dan bahan serta cara kerja namun tidak

lengkap sesuai dengan praktikum

8

Menuliskan alat dan bahan seta cara kerja namun tidak

sesuai dengan praktikum

6

Menuliskan alat dan bahan namun cara kerja tidak

didituliskan namun sesuai dengan praktikum

4

Menuliskan alat dan bahan namun cara kerja tidak

dituliskan dan tidak sesuai dengan praktikum

2

Tidak menuliskan alat dan bahan sesta cara kerja

praktikum

0

E. Hasil

Pengamatan

Menuliskan data pada tabel sesuai hasil pengamatan

yang dilakukkan pada kegiatan praktikum secara

lengkap

15

Menuliskan data hasil pengamatan pada tabel namun

hanya salah satu tabel sesuai dengan yang dilakukkan

pada kegiatan praktikum

8

Tidak menuliskan hasil pengamatan pada tabel 0

F. Pembahasan Menuliskan pembahasan dengan lengakap, jelas,

disertai dengan dasar teori yang kuat dan sesuai dengan

point pembahasan

30

Menuliskan pembahasan dengan lengakap, jelas, namun

tidak disertai dengan dasar teori yang kuat dan sesuai

dengan point pembahasan

25

Menuliskan pembahasan dengan lengakap, jelas,

disertai dengan dasar teori dan sesuai dengan point

pembahasan

20

Menuliskan pembahan sesuai dengan point-point

pembahasan namun tidak lengkap, tidak jelas dan tidak

disertai dasar teori

15


132


Menulisakan pembahasan namun tidak sesui dengan

point pemabahsaan

10

Tidak menuliskan point pembahasan 0

G. Kesimpulan Menuliskan kesimpulan dengan lengkap, jelas dan

singkat sesuai degan tujuan praktikum

10

Menuliskan kesimpulan namun tidak menjawab tujuan

praktikum

7

Menuliskan kesimpulan menjawab tujuan praktikum

namun tidak lengkap

5

Tidak menuliskan kesimpulan 0

H. Daftar Pustaka Menuliskan daftar pustaka dari smber terpercaya

minimal 3 dan sesuai dengan dasar teori yang dituliskam

5

Menuliskan daftar pustaka dari smber terpercaya


4

Menuliskan daftar pustaka dari smber terpercaya


3

Menuliskan daftar pustaka dengan lengkap namun

banyak mengambil sumber yang tidak terpercaya seperti

dari blog

2

Tidak menuliskan daftar pustaka 0

I. Lampiran Mencantumkan lampiran disertai dengan keterangan 5

Mencantumkan lampiran tidak disertai keterangan 3

Tidak mencantumkan lampiran 1

Skor Maksimal = 100




133

Lampiran 10. Kisi-kisi Soal Ulangan Harian

Kisi-Kisi Soal Ulangan Harian

Indikator Soal No

Soal

Kunci

Jawaban Bentuk Soal

C1 C2 C3 C4 C5 C6

Menjelaskan pengertian bioteknologi 1 Terlampir Uraian

Menjelaskan perkembangan bioteknologi 1 A Pilihan ganda

2 B Pilihan ganda

Menjelaskan tentang fermentasi 3 C Pilihan ganda

9 D Pilihan ganda

Menjelaskan perbedaan bioteknologi

konvensional dan modern

4 E Pilihan ganda

5 A Pilihan ganda

6 D Pilihan ganda

2 Terlampir Uraian

3 Terlampir Uraian

Manfaat dan penerapan bioteknologi

7 C Pilihan ganda

8 B Pilihan ganda

10 B Pilihan ganda

4 Terlampir Uraian


134

Indikator Soal No

Soal

Kunci

Jawaban Bentuk Soal

C1 C2 C3 C4 C5 C6

Mengevaluasi prosedur dalam percobaan

fan penerapan prinsip-prinsip bioteknologi

konvensional

5 Terlampir Uraian


135

Lampiran 11. Soal Ulangan Harian

ULANGAN HARIAN II

BIOLOGI- BIOTEKNOLOGI Kelas XII MIA Peminatan

Hari, Tanggal : Kamis, 27 Februari 2018 Tahun Ajaran 2017/2018

A. Pilihan Ganda

Pilihlah salah satu jawbaan yang tepat!

1. Ahli yang dikenal sebagai bapak bioteknologi adalah...

a. Louis Pasteur

b. Antoni Van Leuwenhoek

c. Edward Janner

d. Darwin

e. Geogor Mendel

2. Pekembangan bioteknologi modern dimulai sejak ditemukannya...

a. DNA rekombinan

b. Struktur DNA

c. Bakteri vector

d. Vaksin

e. Penggandaan DNA

3. Fermentasi merupakan pemecahan senyawa organik oleh mikrobia yang

berlangsung pada keadaan...

a. Suhu tinggi

b. Suhu rendah

c. anaerob

d. aerob

e. Kedap suara

4. Perhatikan beberapa pernyataan mengenai bahan baku dan mikroorganisme

dalam proses pembuatan biotenologi dibawah ini!

1) Singkong menjadi tape menggunakan Rhizopus dan Saccharomyces

cereviseae

2) Susu menjadi keju menggunakan Streptococcus thermophillus dan

Lactobacius bulgarius

3) Kedelai menjadi tempe Rhizopus Oligosporus dan Rhizopus oryzae


136

4) Air kelapa menjadi nata de coco menggunakan Saccharomyces cerevisiae

5) Kedelai menjadi kecap menggunakan Aspergillus wentii

Pernyataan yang benar adalah....

a. 1, 2, 3

b. 1, 2, 4

c. 1, 3, 5

d. 2, 3, 4

e. 2, 3, 5

5. Perhatikan gambar di bawaj ini!

Perembuhan pada proses pembuatan produk siatas memanfaatkan jamur

saccharomyces cerevisiae yang mempunyai kemampuan mengubah….

a. Amilum menjadi gula

b. Gula menjadi alkohol

c. Gula menjadi alkohol

d. Gula menjadi etanol

e. Gula mejadi asam piruvat

6. Mikroorganisme yang diguankan dalam teknologi protein sel tunggal adalah….

a. Acetobacter sp.

b. Bacillus sp.

c. Streptococus

d. Spirulina sp.

e. Saccharomyces cerevisiae

7. Penerapan bioteknologi untuk mendapatkan bibit unggul akan menyebabkan….

a. Menurunnya kualitas lingkungan

b. Menurunkan kualitas produk pertanian

c. Meningkatkannya keragaman genetic

d. Mengingkatkan jenis hama

e. Menurunkan jenis hama


137

8. Berikut ini pemanfaatan rekayasa genetika untuk meningkatkan kualitas

kesehatan manusia, kecuali….

a. Interferon

b. Insulin

c. Antibiotik

d. Antibody monoclonal

e. Terapi gen sel sumsum tulang belakang

9. Proses berlangsungnya fermentasi alkohol diawali dengan….

a. Perubahan asam asetat menjadi piruvat dan H2O

b. Perubahan asam asetat menjadi piruvat dan CO2

c. Perubahan asam piruvat menjadi asam laktat dan O2

d. Perubahan asam piruvat menjadi asam asetat dan CO2

e. Perubahan asam piruvat menjadi asam asetat dan H2O

10. Tenik memperoleh antibodi monoclonal dalam skala besar yang diguanakan

untuk penggobatan sel kanker dapat dilakukkan dengan cara….

a. Teknik hibridoma

b. Totipotensi sel

c. Teknologi plasmid

d. Transplantasi gen

e. Transplantasi inti sel

B. Uraian

Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat!

1. Jelaskan pengertian bioteknologi! (10)

2. Sebutkan 5 contoh bioteknologi yang berupa bahan dasar, produk yang

dihasilkan beserta mikroorganisme yang berperan dalam proses pembuatan

bioteknologi tersebut! (25)

3. Jelaskan minimal 3 perbedaan bioteknologi konvensional dan bioteknologi

modern! (20)

4. Sebutkan 3 dampak negatif dan postif adanya bioteknologi! (15)

5. Jelaskan tahap-tahap pembuatan alkohol dari umbi suweg! (30)


138

Lampiran 12. Kunci Jawaban Ulangan Harian

KUNCI JAWABAN ULANGAN HARIAN

A. Pilihan Ganda

1. A

2. B

3. C

4. E

5. C

6. D

7. C

8. B

9. D

10. A

B. Uraian

1. Bioteknologi adalah metode yang melibatkan mikroorganisme hidup seperti

jamur, bakteri, kapang, khamir untuk menghasilkan barang dan jasa yang

bermanfaat bagi kehidupan.

2. Contoh produk bioteknologi konvensional

Bahan dasar Produk Mikroorganisme

Kedelai Kecap Aspergillus wentii

Kedelai tempe Rhizopus oryzae/ Rhizopus Oligosporus

Susu Yogurt Streptococus thermophiles dan

lactobacillus bulgaricu

Susu Keju Lacetobacilus casei

Air kelapa Nata de coco Acetobacter xyillinum

Singkong Tapai Saccharomyces cerevisiae

Oncom Kacang tanah Neurospora crassa

3. Perbedaan Bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern

No Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern

1 Sudah ada sejak ribuan tahun

lalu

Baru diperkenalkan pada tahun 1917

2 Menggunakan teknologi

sederhana

Menggunakan teknologi rekayasa

genetika

3 Biaya relative murah Biaya relatif mahal


139

No Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern

4 Memerlukan waktu relative

lama

Memerlukan waktu relative singkat

5 Tidak mampu membuat sifat

organisme yang baru

Bias membuat organisme yang

bersifat baru

6 Diproduksi dalam jumlah relatif

sedikit

Diproduksi secara masal

4. Dampak bioteknologi

Dampak negatif :

a. Rusaknya ekosistem

b. Berkurannya plasma nuftah

c. Tanah menjadi tidak subur

Dampak positif:

a. Tanaman hasil rekayasa genetika resisten terhadap hama sehingga

menggurangi pencemaran

b. Memajukan perekonomian

c. Dapat membuat bibit dengan kualitas unggul dalam waktu singkat

5. Tahap pembuatan alkohol dari suweg

a. Pembuatan Starter

Bahan-bahan di timbang seperti gula seberat 150 g, tepung beras 200 g,

Saccharomyces cerevisiae dari ragi tape dan ragi roti masing-masing

sebanyak 7,5 g dan pisang ambon sebanyak 100 g

Pisang ambon sebanyak 100 g di blender hingga halus

Gula, tepung beras, dan pisang di rebus dengan air sebanyak 500 ml

hingga air berubah menjadi agak bening sehingga siap dijadikan substrat

Sebelum dimatikan, dihitung kadar gula hingga 25 brix

Subtrat dimasukkan ke dalam toples dan di tutup dengan rapat

menggunakan kain saring

Subtrat ditunggu hingga dingin, setelah dingin hingga suhu 30 ̊C, 15 g

ragi dimasukkan ke dalam substrat kemudian di aduk hingga rata

Satrter di inklubasi pada suhu 30 ̊C selama 72 jam


140

b. Proses pembuatan alkohol.

Umbi Suweg dikupas dan dicuci dengan bersih

Umbi suweg dipotong kecil-kecil dan dikukus selama 2 jam

Umbi suweg ditimbang seberat 1 kg dan diblender dengan penambahan

air sebanyak 1 Liter hingga menjadi slurry (bubur)

Gula dimasukkan ke dalam slurry (bubur) sebanyak ±2 kg atau hingga

kadar gula 25 brix menggunakan refaktometer

Slurry (bubur) umbi suweg ditimbang seberat 0,5 kg dimasukkan ke

dalam toples sebanyak 4 toples dan ditunggu dingin hingga suhu 30˚C

Starter ditimbang sebanyak 10 % dan 15 % dari 0,5 kg slurry (bubur)

yaitu 50 g dan 75 g starter

Starter dimasukkan ke dalam slurry (bubur) dan di aduk hingga rata dan

ukur pH menggunakan pH indikator hingga pH 5

Tutup toples dengan bagian atas yang sudah dilubangi dan selang

dimasukkan lewat lubang dan diberi plastisin pada sekitarnya agar rapat

Ujung selang lain dimaskan ke dalam wadah berisi air kemudian di

fermentasi selama 3 hari dan 6 hari

Setelah masa fermentasi selesai, hasil fermetasi disaring

Hasil saringan kemudian di destilasi hingga tidak ada uap menetes

dengan suhu dibawah 90 ˚C

Hasil destilat diuji flash pointnya pada berbagai macam suhu


141

Lampiran 13. Panduan Penilaian Soal Ulangan Harian

Panduan Penilaian Soal Ulangan Harian

A. Pilihan Ganda

Keterangan Skor

Siswa menjawab benar 1

Siswa menjawab salah 0

Skor total = 10

B. Uraian

No Soal Ketentuan Skor

1 Jelaskan

pengertian

bioteknologi!

Siswa menjawab pengertian bioteknologi

dengan lengkap

10

Siswa menjawab pengertian bioteknologi

dengan kurang lengkap

5

Siswa tidak menjawab pengertian bioteknologi 0

2 Sebutkan 5 contoh

bioteknologi yang

berupa bahan

dasar, produk

yang dihasilkan

beserta

mikroorganisme

yang berperan

dalam proses

pembuatan

bioteknologi

tersebut!

Siswa menyebutkan 5 bahan dasar, produk

yang dihasilkan dan mikroorganisme yang


25




20




15




10




5


142


Siswa tidak menyebutkan bahan dasar, produk

yang dihasil dan mikroorganisme yang

berperan dalam bioteknologi

0

Siswa menyebutkan 1 bahan dasar 1

siswa menyebutkan 1 bahan dasar dan 1 produk

hasil

3

Siswa menyebutkan 1 bahan dasar, produk dan

mikroorganisme yang berperan dengan benar

5

3 Jelaskan minimal

3 perbedaan

bioteknologi

konvensional dan

bioteknologi

modern!

Siswa menjelaskan 3 dari 3 perbedaan

bioteknologi konvensional dan bioteknologi

modern dengan benar

20



modern dari 3 dengan benar

12



modern dari 3 dengan benar

5

Siswa tidak menjelaskan perbedaan


modren

0

4 Sebutkan 3

dampak negatif

dan postif adanya

bioteknologi!

Siswa menyebutkan 3 dari 3 dampak negatif dan

positif adanya bioteknologi dengan tepat

15

Siswa hanya menjelaskan 3 dampak negatif

bioteknologi modern/ bioteknologi

konvensional

7,5



10



5

Siswa tidak menjelaskan dampak negatif dan

positif adanya bioteknologi

0


143


5 Jelaskan tahap-

tahap pembuatan

alkohol dari umbi

suweg!

Siswa menjelaskan cara kerja pembuatan

alkohol dari umbi suweg dengan urut, dan benar

meliputi proses pembuatan starter dan proses

fermentasi

25



tetapi hanya proses pembuatan starter

10



tetapi hanya proses proses fermentasi

15


alkohol dari umbi suweg dengan urut tetapi

kurang lengkap

15

Siswa tidak menjelaskan proses pembuatan

alkohol dari umbi suweg

0

Total Total = 90

Skor Maksimal = 100




144

Lampiran 14. Panduan Penilaian Akhir Aspek Kognitif

Panduan Penilaian Akhir Aspek Kognitif

No Nama

Siswa

Nilai Nilai

Akhir Ket LKS

I

LKS

II Makalah

Laporan

Praktikum

Ulangan

Harian

1

2

3

4

5

Dst

Keterangan:

LKS I = 10 %

LKS II = 10 %

Kliping = 15%

Laporan Praktikum = 25 %

Ulangan Harian = 40 %

Nilai Akhir = 10% (LKS I) + 10 % (LKS II) + 15 % (Makalah) + 25 % (Laporan) + 40

% (Ulangan Harian)


145

Lampiran 15. Instrumen Penilaian dan Rubrik Penilaian Afektif

Instrumen Penilaian Afektif

Materi : Bioteknologi

Kelas : XII MIA Peminatan

Petunjuk penilaian :

Lembar ini diisi oleh Guru untuk menilai sikap siswa. Berilah skor pada kolom aspek

penilaian sesuai deskripsi yang ditentukan.

No Nama

Indikator Jumlah

Skor Nilai

Proaktif Jujur Teliti Tanggung

jawab Disiplin

1

2

3

4

5

Dst

Rubrik Penilaian Afektif

Indikator Aspek Skor

Proaktif Siswa mampu:

- Bertanya kepada guru jika terdapat materi/ langkah kerja yang

kurang dimengerti

- Menjawab pertanyaan guru

- Berani mengemukakan pendapat

3

Jika salah satu aspek tidak terpenuhi 2

Jika ada dua aspek yang tidak terpenuhi 1

Jika tidak ada aspek yang terpenuhi 0

Jujur Siswa jujur saat ulangan maupun saat praktikum (tidak

mencontek, membuat laoran berdasarkan data, dan tidak

memanipulasi data

3


146

Indikator Aspek Skor




Teliti Siswa teliti dalam bekerja didalam praktikum dan menganalisis

data (menggunakan alat dan bahan saat praktikum dengan benar)

3




Tanggung

Jawab

Siswa memiliki sikap tanggung jawab dalam kegiatan

pembelajaran (tepat waktu saat mengumpulkan tugas) dan dalam

praktikum (membawa alat dan bahan, membersihakan dan

mengemabalikan alat pada tempatnya) dan mengumpulkan

laporan tepat waktu

3




Disiplin Siswa disiplin dalam melakukan pengamatan, taat terhadap

peraturan (datang tepat waktu, berpakaian rapi dan memakai jas

laboratorium)

3




Skor Maksimal : 15



Kriteria penilaian Afektif

Rentang Nilai Kriteria

≥ 75 A

66 - 74 B

56 – 65 C

50 – 55 D

≤ 50 E


147

Lampiran 16. Lembar Penilaian dan Rubrik Observasi Keterampilan Praktikum

Lembar penilaian observasi keterampilan praktikum

Materi : Bioteknologi

Kelas : XII MIA Peminatan


Lembar ini diisi oleh Guru untuk menilai sikap siswa. Berilah skor pada kolom aspek

penilaian sesuai deskripsi yang ditentukan.

No. Nama Siswa Aspek yang dinilai

Skor Nilai Ket. 1 2 3 4 5

1.

2.

3.

4.

5.

dst

Rubrik Penilaian Praktikum

No. Aspek yang

Dinilai Skor Keterangan

1.

Penyiapan alat

dan bahan

sebelum dan

sesudah

kegiatan

4

Menyiapkan alat dan bahan dengan rapi dan lengkap

serta mengembalikannya dalam keadaan lengkap

dan baik.

3


serta mengembalikannya dengan lengkap tetapi

keadaannya kurang baik.

2


tetapi tidak mengembalikannya dalam keadaan

lengkap dan baik.

1

Menyiapkan alat dan bahan namun tidak rapi dan

kurang lengkap serta mengembalikannya dalam

keadaan tidak lengkap dan tidak baik.

2.

Melakukan

tahapan

pembuatan

4 Tahapan yang dilakukkan sistematis sesuai dengan

prosedurnya

3

Tahapan yang dilakukkan sistematis sesuai dengan

prosedurnya, tetapi kurang menerapkan prinsip

keselamatan kerja

2 Tahapan yang dilakukkan berurutan, tetapi tidak

menerapkan prinsip keselamatan kerja

1 Tahapan yang dilakukkan tidak berurutan


148

3.

Merangkai alat

dan bahan

dengan benar

dan

memperhatikan

keselamatan

kerja

4 Rangkaian alat titrasi benar, rapi, dan

memperhatikan keselamatan kerja

3 Rangkaian alat titrasi benar, rapi, tetapi tidak

memperhatikan keselamatan kerja

2 Rangkaian alat titrasi benar tetapi tidak rapi, dan

tidak memperhatikan keselamatan kerja

1 Tidak dapat merangkai alat titrasi dengan benar

4.

Melakukan uji

produk dengan

benar

4

Melakukan uji produk dengan benar, teliti, sesuai

dengan prosedur dan memperhatikan keselamatan

kerja

3

Melakukan uji produk tetapi kurang teliti, namun

sesuai dengan prosedur dan memperhatikan

keselamatan kerja

2 Melakukan uji produk sesuai dengan prosedur tetapi

tidak memperhatikan keselamatan kerja

1 Melakukan uji produk tetapi tidak teliti dan tidak

sesuai dengan prosedur kerja

Keterangan :

Kriteria penilaian Skor

Sangat Baik 4

Baik 3

Cukup baik 2

Kurang 1

Skor Maksimal : 16




149

Lampiran 17. Instrumen Penilaian dan Rubrik Kemampuan Presentasi

LEMBAR PENILAIAN KEMAMPUAN PRESENTASI


Lembar ini diisi oleh Pendidik untuk menilai tugas kelompok. Berilah tanda check list (√) pada kolom skor sesuai deskripsi yang ditentukan.

No. Nama Siswa

Aspek yang dinilai

Skor

total Nilai Ket.

Sistematika

penyampaian

materi

Penggunaan

bahasa

Informasi

Didukung

oleh Fakta

Argumentasi

Jelas

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

dst


150

Rubrik Penilaian Presentasi

No Aspek yang dinilai Skor Keterangan

1. Sistematika

penyampaian materi

4

Materi dibuat dalam bentuk powerpoint

Powerpoint disusun sistematis sesuai materi

Setiap slide dapat terbaca dengan jelas

Isi materi dibuat ringkas dan berbobot

3 Terdapat 1 kriteria sistematika penyampaian

materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi

2 Terdapat 2 kriteria sistematika penyampaian

materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi

1

Terdapat lebih dari 2 kriteria sistematika

penyampaian materi dari skor 4 yang tidak

terpenuhi

2. Penggunaan Bahasa

4 Penyampaian materi presentasi dengan bahasa

baku lebih dari 80% dan struktur kalimat efektif


baku lebih dari 80%


baku 50% - 70%


baku kurang dari 50%

3. Informasi Didukung

oleh Fakta

4 Informasi didukung fakta 80% - 100%



1 Tidak ada fakta pendukung

4. Jawaban Atas

Pertanyaan

4 Menjawab tetapi tidak tuntas

3 Menjawab dengan jelas dan tepat

2 Menjawab dengan jelas, tepat, dan sistematis

1 Menjawab dengan tepat, sistematis, dan

analisisnya jelas

Skor Maksimal : 16

𝐍𝐈𝐋𝐀𝐈 = 𝑠kor yang diperoleh



pengaruh konsentrasi starter saccharomyces cerevisiae …

Documents