## OPTIMASI WAKTU FERMENTASI DAN KONSENTRASI YEAST PADA PROSES PEMBUATAN ETANOL DARI NIRA TEBU SEBAGAI BAHAN BAKU OBAT KIMIA
Rohmatun Nafi’ah 1 , Susan Primadevi 2 1,2 Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Cendekia Utama Kudus nafistikescenut@gmail.com

## ABSTRAK
Nira dari tebu merupakan hasil pemerasan tebu yang mempunyai kandungan gula tinggi. Penelitian  ini  mempunyai  tujuan  untuk  mengetahui  waktu  fermentasi  yang  optimal  dan besarnya  konsentrasi yeast yang  diperlukan  untuk  pembuatan  etanol  yang  digunakan sebagai  bahan  baku  obat.  Proses  pembuatan  etanol  melalui  4  tahap,  yaitu  Preparasi sampel , hidrolisis, fermentasi, dan destilasi. Pada tahap fermentasi yeast yang digunakan adalah  dengan  variasi  jumlah yeast (1,2,3,4  dan  5  gram)  dan  penambahan  urea  sebagai nutrisi sebanyak 1 gram. Variasi waktu dilakukan selama 2 dan 6 hari dengan volume nira sebanyak 5 Liter. Selanjutnya dilakukan analisis kadar etanol menggunakan kromatografi Gas.  Berdasarkan  hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  kadar  etanol  yang  didapatkan mengalami  kenaikan  pada  konsentrasi yeast 1  sampai  3  gram,  akan  tetapi  pada konsentrasi  4  dan  5  gram  mengalami  penurunan  kadar.  Hal  ini  disebabkan  pada konsentrasi yeast 1  sampai  3  gram  sedang  mengalami  pertumbuhan  (berkembang  biak), sehingga dapat mengkonversi gula menjadi etanol secara efektif. Sedangkan penambahan konsentrasi yeast yang  semakin  besar  menghasilkan  jumlah  kadar  etanol  yang  menurun, hai ini disebabkan Saccharomyces Cerevisiae yang semakin banyak justru menggunakan nutrisi  untuk  bertahan  hidup  dari  pada  menggunakannya  untuk  mengubah  gula  menjadi etanol.  Variasi  waktu  yang  dilakukan  selama  2  dan  6 hari  menunjukkan  bahwa  semakin lama  waktu  yang  digunakan  untuk  fermentasi  maka  semakin  tinggi  jumlah  kadar  persen etanol  yang    diperoleh,  karena  semakin  banyak  kesempatan yeast mengkonversi  nira menjadi etanol.
Kata Kunci : Waktu Fermentasi, Konsentrasi Yeast, Nira Tebu, Etanol

## ABSTRACT
The  sap  from  sugar  cane  is  the  result  of  extortion tenu  which  has  a  high  sugar  content. This  study  aims  to  determine  the  optimal  fermentation  time  and  the  amount  of  yeast concentration needed to make ethanol used as a raw material for medicine. The process of  making  ethanol  through  4  stages,  namely  pretreatment,  hydrolysis, fermentation,  and distillation. At the stage of yeast fermentation used is the variation in the amount of yeast (1,2,3,4 and 5 grams) and the addition of urea as nutrients as much as 1 gram. The time variation  is  done  for  2  and  6  days  with  5  liters  of  roomie  volume.  Then  ethanol  levels were analyzed using Gas Chromatography. Based on the results of the study showed that the  ethanol  levels  obtained  increased  at  a  concentration  of  yeast  1  to  3  grams,  but  at concentrations  of  4  and  5  grams  decreased  levels.  This  is  due  to  the  concentration  of yeast  1  to  3  grams  is  experiencing  growth  (breed),  so  it  can  convert  sugar  into  ethanol effectively.  Whereas  the  greater  addition  of  yeast  concentration  results  in  a  decreased amount  of  ethanol  content,  this  is  due  to  the  increasingly  greater  Saccharomyces Cerevisiae  which  uses  nutrients  to  survive  rather  than  using  them  to  convert  sugar  to ethanol. The time variation done for 2 and 6 days shows that the longer the time used for
Cendekia Journal of Pharmacy STIKES Cendekia Utama Kudus
fermentation,  the  higher  the  percentage  of  ethanol  content  obtained,  because  the  more chance yeast converts roomie into ethanol.
Keywords: Fermentation Time, Yeast Concentration, Sugar Cane Roomie, Ethanol

## LATAR BELAKANG
Proses  fermentasi  dari  nira  tebu  akan  berpotensi  menghasilkan  etanol, karena  memiliki  kandungan  gula  yang  tinggi.  Untuk  mendapatkan yield etanol yang  optimum,  maka  perlu  dikaji  pengaruh  waktu  optimal  untuk  fermentasi  dan banyaknya  konsentrasi yeast yang  diperlukan  untuk  menghasilkan  etanol  yang baik  (Sugiyanti,  2007).  Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  (Nafi’ah  dan Primadevi, 2019) menunjukkan bahwa kadar etanol tertinggi dihasilkan oleh nira tebu  dengan  konsentrasi yeast terbesar  dengan  waktu  selama  6  hari.  Namun penelitian  ini  hanya  menggunakan yeast pada  proses  fermentasi  tanpa menambahkan  nutrisi  sehingga  kadar  etanolnya  masih  kecil.  Penelitian selanjutnya  akan  ditambahkan  urea  sebagai  nutrisi,  agar  mendapatkan  kadar etanol yang lebih baik.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  waktu  optimal,  konsentrasi optimal,  serta  menghasilkan  kadar  etanol  yang  optimal  pada  proses  pembuatan etanol dari nira tebu sebagai bahan baku obat kimia dengan metode fermentasi.
Urgensi  penelitian  ini  yaitu  dengan  pemanfaatan  limbah  tebu  untuk membuat bahan baku obat yang dapat dijadikan sebagai bahan untukpemngembangan  di  bidang  farmasi  dengan  hasil  yang  optimal,  sehingga penelitian ini layak untuk diteliti.

## BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Alat dalam penelitian ini adalah penggiling tebu, saringan, diligen kapasitas 5  liter, panci,  vial, botol coklat, seperangkat alat destilasi, gelas ukur, timbangan analitik,  corong  kaca,  pH  meter,  alcohol  meter,  Brix,  thermometer,  dan Kromatografi Gas.
Bahan dalam  penelitian  ini  adalah  tebu, yeast ,  urea,  aquades,  aluminium foil, etanol murni (sebagai larutan standart).
Prosedur Penelitian melalui beberapa tahap sebagai berikut:
 Preparasi Sampel
Sampel  tebu  dicuci  dan  dibersihkan  terlebih  dahulu,  kemudian  dilakukan penggilingan untuk diambil niranya.
 Hidrolisis Sampel Nira tebu sebanyak 25 liter dipanaskan di dalam panci pada suhu 80°C selama ± 1 jam dan diaduk sampai mendidih.
 Fermentasi Nira tebu yang sudah didihkan kemudian didinginkan. Setelah dingin diambil 5
Liter dimasukkan diligen untuk proses fermentasi dengan ditambahkan masing- masing dengan variasi (1,2,3,4, dan 5 gram). Kemudian masing-masing variasi ditambahkan urea sebanyak 1 gram, lalu diaduk sampai rata. Tahap ini adalah tahap  sakarifikasi  bahan.  Semua  diligen  fermentasi  ditutup  rapat  agar  tidak terkontaminasi, sedangkan yeast akan menguraikan glukosa menjadi etanol. Selanjutnya  dilakukan  variasi  waktu  yaitu  2  dan  6  hari.  Kemudian  nira  hasil fermentasi  dimasukkan  kedalam  botol  coklat  untuk  dilakukan  analisis  kadar gula dan dicek pH.
 Destilasi
Nira hasil fermentasi selanjutnya ditaruh ke dalam labu destilasi dan dilakukan destilasi padasuhu 70-80°C. Ketika semua nira sudah terdestilasi menghasilkan
etanol, maka dihentikan dan destilat dimasukkan ke dalam botol atau vial yang ditutup rapat.
 Analisis Kadar Sampel Etanol yang dihasilkan dari proses destilasi, selanjutnya dianalisis kadar etanol menggunakan Kromatografi Gas Simadzu 2010.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, hasil penelitian menunjukkan bahwa  penambahan yeast pada  proses  fermentasi  berpengaruh  terhadap  kadar etanol  yang  dihasilkan.  Kadar  etanol  dari  hasil  analisa  menggunakan Kromatografi Gas menghasilkan kromatogram etanol standart, hal ini dapat dilihat pada  tabel  1.  Sedangkan  pada  tabel  2  menunjukkan  bahwa  kadar  etanol  yang dihasilkan pada proses fermentasi selama 6 hari dengan variasi konsentrasi Yeast (1,2,3,4,  dan  5  gram)  dengan  penambahan  urea  masing-masing  1  gram.  Untuk kadar  etanol  dengan  menggunakan  variasi  konsentrasi Yeast tanpa  penambahan urea selama 6 hari fermentasi disajikan pada tabel 3
Analisa  kadar  etanol  menggunakan  Kromatografi  Gas,  untuk  mengetahui ada  tidaknya  etanol  hasil  fermentasi  nira.  Hasil  kromatogram  menunjukkan adanya  puncak  yang  muncul  pada  waktu  retensi  tertentu,  menunjukkan  adanya etanol.  Apabila  waktu  retensi  senyawa  yang  dihasilkan  hampir  sama  dengan waktu retensi standar etanol menunjukkan bahwa senyawa yang dihasilkan adalah etanol.  Luas  area  etanol  pada  kromaogram  setara  dengan  kadar  etanol  yang dihasilkan selama proses fermentasi. Hal ini dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Kromatogram Standar Etanol
Tabel 1. Kadar Etanol dan Luas Area Etanol
Waktu Retensi(menit) Luas Area Kadar Etanol (%) 2,716 115254,68410 96%
Etanol yang digunakan sebagai standar memiliki kadar sebesar 96%. Pada gambar 1 dan tabel 1 bahwa puncak etanol akan muncul pada waktu retensi 2,716 menit. Luas area puncak etanol sebesar 115254,68410.
Tabel 2. Konsentrasi Etanol pada Variasi Konsentrasi Yeast/Ragi Selama 6 Hari dengan
Penambahan Urea Konsentrasi Yeast (gram) Waktu Retensi(menit) Luas Area Kadar Etanol(%) 1 2,789 376,65751 0,31 2 2,767 5465,15992 4,55 3 2,769 6445,05708 5,37 4 2,774 4845,33908 4,04 5 2,769 1965,55483 1,64
Gambar 2. Grafik Pengaruh Konsentrasi Yeast dan Penambahan Urea
Berdasarkan  gambar  2  terlihat  bahwa  kadar  etanol  mengalami  kenaikan pada konsentrasi yeast 1 gram sampai 3 gram namun mengalami penurunan pada konsentrasi  4  gram  dan  5  gram.  Hal  ini  disebabkan  pada  konsentrasi  1  gram sampai 3 gram yeast mengalami pertumbuhan (berkembang biak) sehingga dapat mengkonversi  gula  menjadi  etanol  secara  efektif.  Sedangkan  penambahan konsentrasi  yeast  yang  semakin  besar  menunjukkan  hasil  kadar  etanol  menurun, hal  ini  disebabkan Saccharomyces  cerevisiae yang  semakin  banyak  justru  yang menggunakan  nutrisi  untuk  bertahan  hidup  dari  pada  menggunakannya  untuk mengubah gula menjadi etanol.
Tabel 3. Konsentrasi Etanol pada Variasi Konsentrasi Yeast/Ragi Selama 6 Hari tanpa
Penambahan Urea Konsentrasi Yeast (gram) Waktu Retensi(menit) Luas Area Kadar Etanol(%) 1 2,795 24,96207 0,0208 2 2,785 10,24768 0,0085 3 2,790 19.50716 0,0162 4 2,781 5,86483 0,0049 5 2,784 6,22029 0,0052
0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 Ka d ar Et an o l (% ) Konsentrasi Yeast (gram)
Gambar 3. Grafik Pengaruh Konsentrasi Yeast Tanpa Penambahan Urea
Berdasarkan  Gambar  3  menunjukkan  bahwa  kadar  etanol  yang  optimum adalah  pada  penambahan  konsentrasi yeast 1  gram  sampai  3  gram.  Sedangkan pada konsentrasi yeast 2 gram sampai 5 gram, kadar etanol mengalami penurunan. Kenaikan dan penurunan yang tidak teratur disebabkan karena selama reaksi tidak ada  penambahan  urea.  Pada  proses  fermentasi  urea  berperan  sebagai  sumber nutrisi  bagi  pertumbuhan  yeast,  sehingga  tanpa  penambahan  urea  menyebabkan yeast mengambil  nutrisi  dari  nira.  Hal  ini  mengakibatkan  nira  yang  dikonversi menjadi etanol menjadi berkurang.

## Tabel 4. Konsentrasi Etanol pada Variasi Waktu Fermentasi
Konsentrasi Yeast (gram) Waktu Fermentasi 2 hari Waktu Fermentasi 6 hari Waktu Retensi (menit) Luas Area Kadar Etanol (%) Waktu Retensi (menit) Luas Area Kadar Etanol (%) 1 2,784 44,90818 0,037 2,789 376,65751 0,31 2 2,780 80,79900 0,067 2,767 5465,15992 4,55 3 2,786 15,98634 0,013 2,769 6445,05708 5,37 4 2,793 8,33084 0,0069 2,774 4845,33908 4,04 5 2,793 6,96516 0,0058 2,769 1965,55483 1,64
Berdasarkan  tabel  4  menunjukkan  bahwa  kadar  etanol  dengan  variasi waktu  2  dan  6  hari  menunjukkan  bahwa  semakin  lama  waktu  yang  digunakan untuk proses fermentasi maka semakin besar kadar persen etanol yang diperoleh, hal  ini  dikarenakan  semakin  banyak  kesempatan yeast dalam  mengkonversi  nira menjadi etanol.

## SIMPULAN DAN SARAN Simpulan
Simpulan pada penelitian ini adalah:
1. Waktu optimum  yang diperlukan untuk  menghasilkan kadar etanol optimum pada proses fermentasi adalah 6 hari.
2. Konsentrasi yeast yang  optimum  untuk  menghasilkan  kadar  etanol  optimum pada  proses  fermentasi  adalah  3  gram  dengan  penambahan  urea  sebanyak  1 gram.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0 1 2 3 4 5 6 Ka d ar Et an o l (% ) Konsentrasi Yeast (gram)
3. Kadar  etanol  yang  dihasilkan  dengan  menggunakan  waktu  fermentasi  dan konsentrai yeast yang optimum adalah sebesar 5,37%.

## Saran
Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  dengan  menggunakan  modifikasi fermentor,  penambahan  sumber  nutrisi  pertumbuhan yeast dan  dilakukan  aerasi selama reaksi, untuk menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kami  sampaikan  kepada  Ketua  LPPM  STIKES  Cendekia Utama  Kudus,  Laboratorium  Kimia  Farmasi  STIKES  Cendekia  Utama  Kudus, Laboratorium FMIPA UNNES yang telah mendukung penyelenggaraan penelitian ini.  Terima  kasih  kepada  LLDIKTI  Wilayah  VI  yang  telah  memberikah  Dana Hibah  Penelitian  Dosen  Pemula.  Penelitian  ini  tidak  dapat  terlaksana  tanpa dukungan berbagai pihak.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Pemurnian Nira di Pabrik Gula. Akses 22 Februari 2012. Makasar. Dimanto,S. 2006.Fermentasi Anaerob. Kompas. Akses tanggal 21 Februari 2011. Makasar.
Eka,  P.,  Halim,  A.,  2009.  Pembuatan  Bioethanol  dari  Nira  Siwalan  Secara Fermentasi Fase Cair Menggunakan Fermipan.
Hidayat, N.M.C., Suhartini. 2006. Mikrobiologi Industri. Andi. Jakarta. Nafi’ah,  R.  dan  Primadevi,  S.,  2019.  Pembuatan  Etanol  Dari  Nira  Tebu  De ngan Metode Fermentasi. Cendekia Journal of Pharmacy, 3(1), pp.32-36. Sriyanti.  2003.  Studi  Komparatif  Kadar  Gula  dan  Alkohol  Pada  Tape  Singkong dengan  Varietas  yang  Berbeda.  FKIP  Jurusan  Biologi.  Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Sugiyarti.  2007.  Pengaruh  Waktu  Fermentasi  dan  Dosis  Ragi  Terhadap  Kadar Alkohol Pada Fermentasi Sari Umbi Ketela Pohon ( Manihotutilissima Pohl) Varietas  Randu.  Fakultas  Keguruan  dan  Ilmu  Pendidikan  Jurusan  Biologi. Surakarta: UMS.
Utama  Wahyu  B.,  Rudi  Kartika,  Erwin  Akkar.  2016.  Pembuatan  Bioetanol melalui  Fermentasi  Nira  Tebu  ( Saccharum  Offinarum) Menggunakan Saccharomyces  Cerevisiae dengan  penambahan  Vitamin  B  Kompleks SebagaiNutrisi Fermentasi. Jurnal Kimia Mulawarman. 13 (2).
Warsito.  2005.  Proses  pembuatan  Etanol.  Suara  Merdeka.  Akses  tanggal  17 November 2012.