Jurnal Teknik Kimia Vol. 27, No. 2, 2021, 61-67
e-ISSN: 2721-4885 DOI: https://doi.org/10.36706/jtk.v27i1.809
Online at http://ejournal.ft.unsri.ac.id/index.php/jtk
Pembuatan bioetanol dari umbi ganyong ( canna discolor ) dengan metode solid state fermentation (SSF)
Production bioethanol from canna tubers (canna discolor) with solid state fermentation (SSF) method
Emi Erawati 1* , Cindy Amelia Sari 1
1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos I, Pabelan, Kartasura, Surakarta 57102
* Email: emi.erawati@ums.ac.id

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

## Abstract
Canna tubers are food plant nutritious which is have highy nutrition. The research objectives were to determine the production of bioethanol from canna tubers and to investigate the Michaelis Menten constant for producing bioethanol  from  canna  tubers  in  pH  variations  using  the  SSF  method.  Canna  tubers  were  washed  with  water, peeled, and grated. From the results of the grated squeezed and heated in a pan with a temperature of 100 o C for ±  30  minutes.  Canna  tuber  porridge  was  cooled  to  continue  the  fermentation  process.  Canna  tuber  pulp, Saccharomyces cerevisiae, NPK, urea, and starter volume were added as much as 250 mL, 10 g, 5 g , 5 g, and 200  mL  respectively.  Canna  tuber  porridge  was  inputted  to  fermentation  storage  and  closed  to  avoid  direct contact with the air. The samples were analyzed in pH of 4, 4.5, and 5 and a fermentation time of 0, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, and 17 days. Based  on the research results, the  water content, crude fiber, and starch contained in canna tubers were 10,10%, 40,17%, and 0,35%, in that order. The highest glucose level in this study was 8.2% at 0 day fermentation time and a pH 5. On the other hand the highest bioethanol content was 46,08% at pH of 4 and  in  the  fermentation  time  of  17  days.  The  most  suitable  fermentation  reaction  kinetics  model  is  the Lineweaver and Burk at pH of 5 with K m of 94.26 g/L.day, V max of 30.66 g/L, and R 2 value of 0.98. Keywords: bioethanol, canna tubers, fermentation, glucose, reaction kinetics

## 1.   PENDAHULUAN
Proses pembuatan bioetanol melalui fermentasi yang berasal dari lignoselulosa, glukosa, dan  pati  (Abimanyu  et  al.,  2019).  Produksi bioetanol  dibuat  dari  bahan  pati  melalui  proses penghancuran  pati  menjadi  glukosa  dengan  proses enzimatis.  Kemudian  diproses  menjadi  etanol menggunakan mikroorganisme yaitu Saccharomyces cerevisiae (Abimanyu et al., 2019). Saccharomyces  cerevisiae bisa memproduksi alkohol  dalam  jumlah  besar  dengan  kadar  alkohol yang  tinggi  (12-18  %  abv)  dan  difermentasi  pada suhu 4-32 (Bahri et al., 2018).
Ganyong ( Canna discolor ) merupakan tanaman  yang  masih diminati oleh  masyarakat dan termasuk  jenis  umbi-umbian.  Umbi  ini  memiliki kandungan  karbohidrat  dengan  kadar  88,2  %  yaitu baik  dikonsumsi  tubuh  sehingga  potensial  untuk dijadikan  bahan  baku  bioetanol.  Proses  mengubah pati  ganyong  menjadi  pati  resisten  bertujuan menurunkan  daya  cerna  pati  yang  terkandung dalam ganyong (Putri & Dyna, 2019).
Fermentasi  adalah  proses  yang  berlangsung karena  katalisator  biokimia,  yaitu  enzim  yang dihasilkan  oleh  mikroba.  Faktor-faktor  yang mempengaruhi  proses  fermentasi  adalah  keasaman (pH),  mikroba,  suhu,  oksigen,  dan  makanan (Sriyana & Nasita, 2019). Bahan baku utama untuk pembuatan  bioetanol  adalah  tebu  dan  tanaman mengandung  tepung  lainnya  seperti  jagung, gandum, gula bit, sorgum, dan umbi-umbian (Shun et al., 2019).
Salah  satu  kemajuan  terpenting  dalam  proses produksi bioetanol adalah pengembangan sakarifikasi dan fermentasi simultan (SSF)  (Astolfi et  al.,  2019).  Sakarifikasi  dan  fermentasi  simultan memiliki  banyak  keuntungan  salah  satunya  dapat mengurangi  waktu  tambahan  yang  diperlukan selama  produksi  etanol  (Moshi  et  al.,  2016).  SSF melibatkan  hidrolisis  simultan  selulosa  menjadi glukosa  dengan  konversi  langsung  menjadi  etanol oleh  mikroba  (Chohan  et  al.,  2020).  Glukosa  yang dihasilkan  selama  sakarifikasi  kation  secara simultan  diasimilasi  oleh  ragi  untuk  menghindari penumpukan dari tekanan osmotik yang cenderung menghambat fermentasi (Moshi et al., 2016).
Konstanta  Michaelis  Menten  adalah  bentuk persamaan  yang  menggambarkan  laju  reaksi enzimatis,  dengan  menghubungkan  laju  reaksi dengan  konsentrasi  substrat.  Reaksi  enzimatis dalam  persamaan  ini  melibatkan  reaksi  reversibel dimana  enzim  (E)  berikatan  dengan  substrat  (S) untuk  membentuk  persamaan  kompleks  (ES)  dan melepaskan  produk  (P)  serta  enzim  bebas  yang tidak  dapat  diubah.  Persamaan  Michaelis  Menten
dapat  dituliskan  sebagai  berikut  (Tomczak  & Węglarz-Tomczak, 2019).
𝐸 + 𝑆 𝑘 𝑓 ↔ 𝑘 𝑟 𝐸𝑆 𝑘𝑐𝑎𝑡 →   𝐸 + 𝑃
(1)
Keterangan : E = Enzim S = Substrat P = Produk
ES = Kompleks Enzim Substrat K f = Tetapan Kesetimbangan Reaksi
Pembentukan ES
kr = Tetapan Kesetimbangan Reaksi
Penguraian ES kcat  = Tetapan Kesetimbangan Reaksi Katalitik Konstanta Michaelis Menten adalah
konsentrasi substrat dengan laju reaksinya setengah  dari  tingkat  maksimum  yang  termasuk dalam  persamaan  reaksi  apabila  suatu  variabel bertambah,  maka  yang  lainnya  akan  berkurang maupun  sebaliknya  dari  afinitas  substrat  untuk enzim.  Semakin  kecil  nilai  K m ,  maka  semakin tinggi afinitas suatu substrat (Tomczak & Węglarz- Tomczak, 2019). fungsi nilai K m adalah menunjukan  afinitas  enzim  terhadap  substrat., sedangkan  untuk  V maks adalah  menunjukan  jumlah substrat (Puspitasari et al., 2019). Tujuan penelitian ini  adalah  untuk  mengetahui  pembuatan  bioetanol dari  umbi  ganyong  dan  mengetahui  harga Konstanta  Michaelis  Menten  pada  pembuatan bioetanol  dari  umbi  ganyong  dengan  variasi  pH menggunakan  metode solid  state  fermentation (SSF).

## 2.   METODOLOGI PENELITIAN

## Alat Penelitian
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  ayakan  berukuran  60+80  mesh,  cawan porselen, cawan petri, gelas arloji, gelas beker 250 mL, hotplate (IKA  C-MAG  HS  7),  labu  leher  3, penangas air, piknometer 10 mL, refraktometer brix gula, termometer, dan wadah fermentasi.

## Bahan Penelitian
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  umbi  ganyong, Saccharomyces  cerevisiae , Fehling A, Fehling B, HCL 5 % (E-Merck), H 2 SO 4 95  %  (E-Merck),  indikator methyl  blue ,  etanol 95 % (E-Merck), NaOH 5 % (E-Merck), n-heksana (E-Merck),  urea,  NPK  (16-16-16  Mutiara)  dengan kadar N 16%, P 2 O 3 16%, K 20 16%, K 2 SO 4 10 % (E- Merck),  dan defoamer/ polydimethylsiloxane  (PT Gapura Mas Persada).
Prosedur Penelitian
Umbi  ganyong  sebanyak  1  kg  dicuci  bersih dengan  air  dikupas  kulitnya,  kemudian  diparut. Dari  hasil  parutan  1  kg  diperas  dan  dipanaskan dalam panci dengan suhu 100 o C selama ± 30 menit. Bubur umbi ganyong didinginkan untuk dilanjutkan  proses  fermentasi  (Utomo  &  Palupi, 2013).

## Fermentasi
Bubur  umbi  ganyong  diambil  sebanyak  250 mL  dan  ditambahkan Saccharomyces  cerevisiae sebanyak 10 g, NPK sebanyak 5 g, urea sebanyak 5 g,  dan  volume  starter  200  mL.  Kemudian  ditutup dengan  tutup  stoples  penutup  wadah  fermentasi agar  tidak  terjadi  kontak  langsung  dengan  udara. Hasil fermentasi disimpan pada suhu kamar selama 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, dan 17 hari. Variasikan pada pH 4; 4,5; 5 (Utomo & Palupi, 2013).

## Analisis  Kadar  Bioetanol  dengan  Metode  Berat Jenis
Piknometer  10  mL    kosong  yang  telah  dicuci dengan  aquades  kemudian  dikeringkan  dengan kompresor  ditimbang  sebagai  berat  piknometer kosong  (c).  Kemudian  piknometer  diberi  aquades sampai  penuh  dan  catat  sebagai  berat  piknometer dan  aquades  (b,  gram).  Setelah  itu  piknometer dimasukkan  larutan  hasil  fermentasi  sampai  penuh dan catat sebagai berat piknometer hasil fermentasi (a,  gram).  Rumus  perhitungan  berat  jenis  untuk menentukan kadar bioetanol (AOAC, 1990):
Berat Jenis Sampel = 𝑎 − 𝑐
𝑏 − 𝑐 (2)

## Analisis  Kadar  Glukosa  dengan  Metode  Indeks Bias
Pengukuran kadar glukosa dilakukan dengan mengoleskan 2-3 tetes sampel larutan hasil sebelum fermentasi  dan  setelah  proses  fermentasi  dengan alat refraktometer (Husna et al., 2020).
Analisis Kadar Air dengan Metode Pengeringan ( Thermogravimetri ) Tahapan pertama adalah cawan petri dikeringkan  dalam  oven  dengan  suhu  konstan sebesar  105 o C  selama  1  jam  dan  didesikator selama  10  menit  kemudian  ditimbang  dan  catat sebagai berat cawan petri kosong (A, gram). Umbi ganyong  mentah  dipotong  kecil-kecil,  dihaluskan dengan  blender  dan  diayak  dengan  menggunakan ayakan 60+80 mesh. Kemudian pati umbi ganyong ditimbang  seberat  3  g  dengan  menggunakan  kaca arloji (B, gram). Setelah itu cawan petri yang telah berisi  pati  umbi  ganyong  dikeringkan  dalam  oven dengan  suhu  105 o C  selama  2  jam,  didinginkan selama  10  menit,  lalu  ditimbang  hingga  diperoleh berat konstan (C, gram). Penentuan kadar air dapat dihitung  dengan rumus (AOAC, 1984).
Kadar Air = (𝐴 + 𝐵)
𝐶 −  𝐶 𝑥 100%
(3)
Analisis Kadar Pati dengan Metode Luff Schoorl
Pati  umbi  ganyong  ditimbang  sebanyak  5  g dan dimasukkan dalam gelas beker 250 mL. 50 mL aquades  ditambahkan  dan  diaduk  selama  1  jam, disaring dengan menggunakan kertas saring, dicuci dengan  aquades  sampai  volume  filtrat  250  mL. Kertas saring dicuci sebanyak 5 kali menggunakan 10  mL  eter  dan  150  mL  alkohol  95  %.  Residu dalam kertas saring dimasukkan dakam erlenmeyer dan dicuci dengan 200 mL aquades.
25  %  v/v  ditambahkan  sebanyak  20  mL  dan ditutup  dengan  karet  erlenmeyer.  Panaskan  selama 2,5  jam  hingga  mendidih.  Tunggu  dingin  dan ditambahkan larutan NaOH 45 % b/v sampai pH ± 7,5.  Fehling  A  dan  Fehling  B  dimasukkan  dalam erlenmeyer  250  mL.  Panaskan  hingga  mendidih dan  dititrasi  dengan  ditambahkan  5  tetes  indikator methyl  blue sampai  terjadi  warna  biru.  Titrasi dihentikan  jika  warna  larutan  sudah  berwarna jernih  dan  terbentuk  endapan  merah  bata  pada dasar  erlenmeyer.  Timbang  residu  sebagai  berat glukosa  dengan  dikalikan  faktor  0,9  sebagai  berat kadar pati (Sudarmaji et al., 1984).

## Analisis  Kadar  Serat  Kasar  dengan  Metode Gravimetri
Umbi  ganyong  ditimbang  sebanyak  4  g  (C, gram),  dihaluskan  dengan  ayakan  60+80  mesh. Ekstraksi menggunakan soxhlet untuk menghilangkan minyak dalam umbi ganyong. Hasil ekstraksi dimasukkan ke dalam erlenmeyer 600 mL dengan  ditambahkan  3  tetes defoamer, 200  mL larutan  H 2 SO 4 dan  didihkan  selama  30  menit dengan  ditutup  pendinginan  balik.  Residu  disaring dengan  kertas  saring  yang  telah  ditimbang  (B, gram) dan dicuci menggunakan aquades yang telah dididihkan.
Setelah  itu  pindahkan  residu  ke  dalam erlenmeyer  dengan  menggunakan  spatula  dan  cuci kertas  saring  dengan  NaOH  45  %  b/v  yang  telah dididihhkan  sebanyak  200  mL.  Kemudian  larutan dipanaskan  pendingin  balik  selama  30  menit  dan saring  dengan  menggunakan  kertas  saring.  Kertas saring  dicuci  dengan  25  mL  larutan  K 2 SO 4 10  %, aquades  mendidih,  dan  15  mL  alkohol  95  %. setelah  itu  masukkan  kertas  saring  yang  berisi sampel ke dalam oven dengan suhu konstan 105 o C dan  didesikator  selama  10  menit  hingga  mencapai berat  konstan  (A,  gram).  Penentuan  kadar  serat kasar  dapat  dihitung  dengan  rumus  (Sudarmaji  et al., 1984).
Kadar Serat Kasar = ( 𝐴− 𝐵 𝐶 ) 𝑥 100%
(4)

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Kandungan Umbi Ganyong
Berdasarkan hasil penelitian mengenai analisis  terhadap  kadar  air,  kadar  pati,  dan  kadar serat  kasar  berturut-turut  didapatkan  hasil  sebesar 10,10  %,  40,17  %,  dan  0,35  %. Pati  ganyong memiliki  warna  putih  kecoklatan  dengan tekstur halus . Menurut (Purwaningsih et al., 2013) kadar  air  pada  tepung  ganyong  putih  sebesar 10,09  %  sedangkan  untuk  tepung  ganyong  merah sebesar  10,79  %.  Tujuan  pengeringan  tepung ganyong adalah untuk mengurangi kadar air sampai dengan  batas  tertentu  yang  disebabkan  oleh aktivitas enzim.
Tinggi rendahnya kadar pati dipengaruhi oleh tingkat  kemurnian  pati  saat  proses  berlangsung, karena  umbi  ganyong  memiliki  serat  dan  terdapat kotoran  tanah  pada  sela  ruas.  Semakin  banyak kotoran  yang  tercampur  dalam  proses,  maka semakin  rendah  kadar  pati  yang  dihasilkan  dalam satuan  berat.  Pada  umumnya  kadar  pati  tepung ganyong  sebesar  40,18%.  Kadar  pati  tepung ganyong  yang  ditanam  pada  lahan  perkarangan sebesar  70,36  -  71,08%.  Dalam  penelitian  ini diperoleh  kadar  pati  sebesar  40,17%  dengan  kadar serat kasar sebesar 0,35%. Semakin tua umur umbi ganyong  maka  semakin  kecil  kadar  pati  dan semakin  besar  kadar  serat  kasar  yang  dihasilkan (Purwaningsih et al., 2013).
Menurut  (Smith,  1982)  pati  yang  memiliki kadar  amilosa  tinggi  mempunyai  hubungan  ikatan hidrogen lebih besar dan membutuhkan lebih besar energi  untuk proses gelantinisasi. Kandungan  yang ada  dalam  kadar  serat  kasar  terdiri  dari  selulosa, sedikit lignin, dan  hemi selulosa. Dalam penelitian (Purwaningsih  et  al.,  2013)  kadar  serat  kasar  yang dihasilkan  berkisar  antara  5,12  -  5,24%.  Pada penelitian ini diperoleh kadar pati sebesar 40,17%. Semakin  tua  umur  umbi  ganyong  maka  semakin kecil  kadar  pati  dan  terjadi  proses  perubahan  dari pati menjadi serat.

## Pengaruh  pH  dan  Lama  Fermentasi  Terhadap Kadar Bioetanol
Bioetanol adalah jenis alkohol yang dihasilkan  dari  lignoselulosa  seperti  limbah pertanian,  kayu,  dan  tanaman  yang  mengandung pati  dan  karbohidrat  yang  kemudian  diubah menjadi glukosa yang larut dalam air (Chittibabu et al.,  2011).  Bioetanol  dalam  penelitian  ini menggunakan  fermentasi  dari  umbi  ganyong (Canna  edulis  kerr) dengan  mikroba  pembantu yaitu ragi tape. Ragi tape memiliki kandungan dari populasi  campuran  spesies  genus Aspergillus, Saccharomyces,  Candida,  Hansenulla, dan  bakteri Acetobacter (Oktaviana et al., 2015).
Berdasarkan  hasil  penelitian,  didapatkan kadar  bioetanol  dengan  cara  mengukur  berat  jenis sampel,  setelah  itu  menghitung  kadar  bioetanol dengan tabel kadar etanol menurut ( Perry & Green,
1999 ). Gambar  1  merupakan  kadar  bioetanol
dengan  variasi  pH  terhadap  lama  fermentasi  pada percobaan ini.
Gambar 1. Pengaruh pH dan lama fermentasi terhadap kadar bioetanol dengan temperatur 25 o C
Berdasarkan  gambar  dapat  dilihat  kadar bioetanol  yang  dihasilkan  dengan  lama  fermentasi mengalami  peningkatan.  Hasil  tertinggi  kadar bioetanol  dalam  penelitian  ini  adalah  sebesar 46,08% dengan lama fermentasi 17 hari dengan pH 4. Nilai kadar bioetanol semakin meningkat seiring dengan  meningkatnya  nilai  pH.  Kecenderungan hubungan  antara  pH  sangat  mempengaruhi  besar kecilnya  kadar  bioetanol  yang  dihasilkan.  Hal tersebut dikarenakan semakin lama waktu fermentasi,  maka  mikroba  akan  mengalami  kontak yang  lebih  lama  dengan  substrat  yang  nantinya akan  mengubah  substrat  menjadi  bioetanol. Bioetanol  yang  dihasilkan  akan  lebih  tinggi  dari waktu  fermentasi  sebelumnya  (Samphao  et  al., 2018).

## Pengaruh  pH  dan  Lama  Fermentasi  Terhadap Kadar Glukosa
Gambar  2  merupakan  kadar  glukosa  dengan variasi  pH  terhadap  lama  fermentasi  0,  3,  5,  7,  9, 11, 13, 15, dan 17 hari.
Gambar 2. Pengaruh pH dan lama fermentasi terhadap kadar glukosa  dengan temperatur 25 o C
Nilai  kadar  glukosa  dalam  percobaan  ini mengalami  penurunan  dari  8,2%  ke  3%.  Hal  ini menunjukkan glukosa pada pembuatan bubur umbi ganyong  mencapai  hasil optimum pada  hari  ke 17. Hasil  tertinggi  kadar  glukosa  dalam  penelitian  ini dengan  lama  fermentasi  0  hari,  pada  pH  5  dengan
0 10 20 30 40 50 0 10 20 Ka d a r B io et a n o l (% ) Lama Fermentasi (hari) pH 4 pH 4,5 pH 5 0 2 4 6 8 10 0 10 20 Ka d a r Gl u k o sa ( % ) Lama Fermentasi (hari) pH 4 pH 4,5 pH 5
kadar  glukosa  sebesar  8,2%.  Hal  ini  disebabkan semakin  lama  waktu  fermentasi  maka  semakin kecil  kadar  glukosa  yang  dihasilkan  karena  gula yang  terkandung  akan  mengalami  penurunan selama proses fermentasi.

## Penentuan Kinetika Fermentasi
Konstanta  Michaelis  Menten  adalah  bentuk persamaan  yang  menggambarkan  laju  reaksi enzimatis,  dengan  menghubungkan  laju  reaksi dengan  konsentrasi  substrat.  Penentuan  dalam menentukan  kinetika  reaksi  didasarkan  atas  plot grafik  hubungan  konsentrasi  substrat  [S]  dan aktivitas  enzim  [V]  untuk  mencari  V maks dan  K m (Tomczak & Węglarz-Tomczak, 2019).
Persamaan Lineweaver and Burk Penentuan kinetika reaksi fermentasi menggunakan  metode Lineweaver  and  Burk dari persamaan  Michaelis  Menten  yang  menyatakan hubungan  aktivitas  enzim  [V]  dan  konsentrasi substrat  [S].  Metode  ini  digunakan  untuk menghitung  harga  Konstanta  Michaelis  Menten (K m )  dan  kecepatan  reaksi  maksimum  (V maks ) dengan membuat plot grafik hubungan antara 1/[V] dan  1/[S].  Gambar  3  merupakan  hubungan  antara 1/[S]  dan  1/[V]  dengan  variasi  pH  untuk  kadar glukosa  terhadap  kadar  bioetanol  menggunakan metode Lineweaver and Burk.
Gambar 3. Hubungan  antara  1/[S]  dan  1/[V] dengan  variasi  pH  untuk  kadar glukosa terhadap kadar bioetanol
V maks dan K m didapatkan persamaan linear pada grafik.  Tabel  1  adalah  data  V maks dan  K m dengan variasi  pH  untuk  kadar  glukosa  terhadap  kadar bioetanol  menggunakan  metode Lineweaver  and Burk.
Tabel 1. V maks dan K m dengan variasipH untuk kadar glukosaterhadap kadar bioetanol pH V maks K m R (L.hari/g) (L.hari/g) 4 84,75 31,94 0,80 4,5 93,46 26,21 0,70 5 147,06 28,66 0,32
Berdasarkan Tabel 1, variasi pH 4 menghasilkan  nilai  K m lebih  tinggi  dibandingkan nilai K m pada variasi pH 4,5 dan 5 dengan nilai K m 31,94  L.hari/g  dan  kecepatan  maksimum  84,75 L.hari/g.  hari.  Hal  ini  dikarenakan  semakin  tinggi nilai  K m yang  dihasilkan,  maka  semakin  lambat kecepatan enzim untuk membentuk bioetanol. Hasil penelitian  (Mardawati  et  al.,  2019)  dengan persamaan Lineweaver  and  Burk dalam  produksi sirup glukosa dari pati jagung dengan nilai K m 0,86 g/g  dan  kecepatan  maksimum  1,33x10 -3 g/g/menit. Semakin  kecil  nilai  K m yang  dihasilkan,  maka semakin tinggi afinitas enzim terhadap substrat.
Persamaan Eadie Hofstee Penentuan kinetika reaksi fermentasi menggunakan metode Eadie Hofstee dari persamaan  Michaelis  Menten  berhubungan  dengan aktivitas  enzim  [V]  dan  konsentrasi  substrat  [S]. Metode  ini  digunakan  untuk  menghitung  harga Konstanta  Michaelis  Menten  (K m )  dan  kecepatan reaksi  maksimum  (V maks )  dengan  membuat  plot grafik hubungan antara  [V] dan [V]/[S].  Gambar  4 merupakan  hubungan  antara  [V]  dan  [V]/[S] dengan  variasi  pH  4,  4,5,  5  pada  kadar  glukosa terhadap  kadar  bioetanol  menggunakan  metode Eadie Hofstee.
Gambar 4. Hubungan antara [V]/[S] dan [V] dengan  variasi  pH  untuk  kadar glukosa terhadap kadar bioetanol
V maks dan K m didapatkan persamaan linear pada grafik.  Tabel  2  adalah  data  V maks dan  K m dengan variasi  pH  untuk  kadar  glukosa  terhadap  kadar bioetanol menggunakan metode EadieHofstee.
Tabel  2. V maks dan  K m dengan  variasi  pH  untuk kadar glukosaterhadap kadar
bioetanol pH V maks K m R (g/L.hari) (g/L.hari) 4 94,26 30,66 0,98 4,5 105,65 24,69 0,96 5 168,68 28,85 0,76
y *= -0,376x + 0,011 R² = 0,7958 y** = -0,280x + 0,010 R² = 0,700 y*** = -0,194x + 0,006
R² = 0,321 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 1 /[ V ] (L .h a ri /g ) 1/[S] (L. hari/g) pH 4 pH 4,5 pH 5 y* = 30,66x + 94,26 R² = 0,979
y** = 24,69x + 105,6
R² = 0,961 y*** = 26,85x + 168,6 R² = 0,755 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 5 10 15 [V ] (g /L .h a ri ) [V]/[S] (g/L.hari) pH 4 pH 4,5 pH 5
Berdasarkan Tabel 2, variasi pH 4 menghasilkan  nilai  K m lebih  tinggi  dibandingkan nilai K m pada variasi pH 4,5 dan 5 dengan nilai K m 30,66  g/L.hari  dan  kecepatan  maksimum  94,264 g/L.  hari.  Hal  ini  dikarenakan  semakin  tinggi  nilai K m yang  dihasilkan,  maka  semakin  lambat kecepatan  enzim  untuk  membentuk  bioetanol. Penelitian  (Risdianto  &  Wirawan,  2018)  dalam proses biorefining  pulp kimia  menggunakan persamaan Eadie  Hofstee menghasilkan  nilai  K m sebesar  0,2141  dan  kecepatan  maksimum  0,0013 mM/min.  Semakin  tinggi  konsentrasi  substrat, maka  dalam  membentuk  kompleks  antara  enzim dan substrat akan semakin banyak.
Persamaan Hanes Penentuan kinetika reaksi fermentasi menggunakan  metode Hanes dari  persamaan Michaelis  Menten  berhubungan  dengan  aktivitas enzim [V] dan konsentrasi substrat [S]. Metode ini digunakan  untuk  menghitung  harga  Konstanta Michaelis  Menten  (K m )  dan  kecepatan  reaksi maksimum  (V maks )  dengan  membuat  plot  grafik hubungan  antara  [S]  dan  [S]/[V].  Gambar  5 merupakan hubungan antara [S] dan [S]/[V] dengan variasi  pH  untuk  kadar  glukosa  terhadap  kadar bioetanol menggunakan metode Hanes.
Gambar 5. Hubungan  antara  1/[S]  dan  1/[V] dengan  variasi  pH  untuk  kadar glukosa terhadap kadar bioetanol
V maks dan  K m didapatkan  persamaan  linear pada  grafik.  Tabel  3  adalah  data  V maks dan  K m dengan  variasi  pH  untuk  kadar  glukosa  terhadap kadar bioetanol menggunakan metode Hanes.
Tabel 3. V maks dan K m dengan variasi  pH untuk kadar glukosa terhadap kadar bioetanol
pH V maks K m R (g/L.hari) (g/L.hari) 4 78,13 33,61 0,90 4,5 81,3 28,05 0,85 5 121,95 34,24 0,61 Berdasarkan Tabel 3, variasi pH 5 menghasilkan  nilai  K m lebih  tinggi  dibandingkan
nilai K m pada variasi pH 4 dan 4,5 dengan nilai K m 34,2439  g/L.hari  dan  kecepatan  maksimum 121,9512  g/L.hari.  Hal  ini  dikarenakan  semakin tinggi  nilai  K m yang  dihasilkan,  maka  semakin lambat kecepatan enzim untuk membentuk bioetanol. Penelitian (Risdianto et al., 2019) dalam aplikasi lakase pada proses refining pulp menggunakan persamaan Hanes menghasilkan nilai K m 0,2069  dan  kecepatan  maksimum  0,0013 mM/min.  Nilai  K m dan  kecepatan  maksimum digunakan  untuk  mengetahui  kinetika  reaksi  suatu enzim  dan  sebagai  informasi  dasar  dalam menggunakan enzim.

## 4.   KESIMPULAN
Perbedaan pH yang digunakan dalam penelitian  ini  memliki  pengaruh  terhadap  kadar glukosa dan kadar bioetanol yang dihasilkan. Hasil tertinggi kadar bioetanol pada pH 4 sebesar 46,08% dengan  lama  fermentasi  17  hari.  Semakin  lama waktu  fermentasi  maka  semakin  tinggi  kadar bioetanol  yang  dihasilkan.  Kadar  glukosa  yang tertinggi  diperoleh  sebesar  8,2%  dalam  waktu fermentasi 0 hari dengan pH 5.
Kadar  air,  serat  kasar,  dan  pati  dalam penelitian  umbi  ganyong  berturut-turut  adalah 10,10%,  40,17%,  dan  0,35%.  Kinetika  reaksi fermentasi  yang  lebih  sesuaiadalah  persamaan Hanes pada pH 5 dengan K m sebesar 34,24 g/L.hari dan nilai V maks sebesar 121,95 g/L.hari.

## DAFTAR PUSTAKA
Abimanyu, P. R., Kartika, R., & Sitorus, S. (2019). Pembuatan  Etanol  dari  Umbi  Talas  ( Colocasia  esculenta  [  L  ]  Schott  )  dengan Penambahan Gelatin Sebagai Sumber
Nitrogen  Saccharomyces  Cerevisiae. Jurnal
Atomik , 04 (2), 73–77.
AOAC, A. of O. A. C. (1984). Official Methods of Analysis oh the AOAC. AOAC International. Gaithersburg,
United States. https://doi.org/10.20961/jthp.v13i1.41683
AOAC, A. of O. A. C. (1990). Official Methods of Analysis  Food  Compotition ;  Additivess; Natural Contaminants. 15th Edition . Virginia Usa, 2. http://www.ejournal-
s1.undip.ac.id/index.php/jpbhp%0APENGA RUH
Astolfi,  A.  L.,  Rempel,  A.,  Cavanhi,  V.  A.  F., Alves, M., Deamici, K. M., Colla, L. M., & Costa,  J.  A.  V.  (2019).  Simultaneous Saccharification and Fermentation of Spirulina  sp.  and  Corn  Starch  for  The Production  of  Bioethanol  and  Obtaining Biopeptides with High Antioxidant Activity.
Bioresource Technology , 301 , 1–23. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.1226 98
y* = 0,012x - 0,430
R² = 0,903
y **= 0,012x - 0,345
R² = 0,846 y ***= 0,008x - 0,280 R² = 0,611 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 50 100 [S ]/ [V ] (g /L .h a ri ) [S] (g/L.hari) pH 4 pH 4,5
pH 5
Bahri,  S.,  Aji,  A.,  &  Yani,  F.  (2018).  Pembuatan Bioetanol  dari  Kulit  Pisang  Kepok  dengan Cara  Fermentasi  menggunakan  Ragi  Roti. Jurnal  Teknologi  Kimia  Unimal , 7 (2),  85– 100.
Chittibabu, S., Rajendran, K., & Santhanmuthu, M.
(2011).  Optimization  of  Microwave  Assisted Alkali Pretreatment and Enzymatic Hydrolysis  of  Banana  Pseudostem  for Bioethanol  Production. 2nd  International Conference  on  Environmental  Science  and Technology IPCBEE .
Chohan,  N.  A.,  Aruwajoye,  G.  S.,  Sukai,  S.  Y.,  &
Kana, E. B. G. (2020). Valorisation of Potato Peel Wastes for Bioethanol Production using Simultaneous  Sacchari  Fi  Cation  and Fermentation :  Process  Optimization  and Kinetic Assessment. Renewable Energy , 146 , 1031–1040. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.042
Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan  Hortikultura Provinsi  Jawa  Tengah.  (2016). Statistik Tanaman Pangan Jawa Tengah 2015 . Husna, I. S. H., Santoso, H., & Lisminingsih, R. D. (2020). Perbandingan Kadar Gula Nektar dan Kadar  Madu  yang  Dihasilkan  Oleh  Lebah  ( Apis  mellifera  )  di  Pusat  Perlebahan  Kota Batu. Jurnal Ilmiah Sains Alami , 2 (2), 39–44. Mardawati,  E.,  Harahap,  B.  M.,  Andoyo,  R., Wulandari,  N.,  &  Rahmah,  D.  M.  (2019). Karakterisasi Produk Dan Pemodelan Kinetika  Enzimatik  Αlfa-Amilase  Pada Produksi  Sirup  Glukosa  Dari  Pati  Jagung (Zea  Mays). Jurnal  Industri  Pertanian , 1 (1), 11–20. http://journal.unpad.ac.id/justin/article/view/2 1548/10373
Moshi, A. P., Hosea, K. M. M., Elisante, E., Mamo,
G.,  Önnby,  L.,  &  Nges,  I.  A.  (2016).
Production of Raw Starch-Degrading Enzyme  by  Aspergillus  Sp.  and  its  use  in Conversion  of  Inedible  Wild  Cassava  Flour to  Bioethanol. Journal  of  Bioscience  and Bioengineering . https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2015.09.001 Oktaviana, A. Y., Suherman, D., & Sulistyowati, E. (2015).  Pengaruh  Ragi  Tape  terhadap  pH, Bakteri  Asam  Laktat  dan  Laktosa  Yogurt.
Jurnal Sain Peternakan Indonesia . https://doi.org/10.31186/jspi.id.10.1.22-31
Perry,  R.  H.,  &  Green,  D.  W.  (1999).  Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 7th Edition. New York, McGraw-Hill. In McGraw-Hill . Prasetyo,  Y.  P.  D.  (2019).  Analisis  Kinerja  Nyala Api  Bioethanol  dari  Umbi  Ganyong  (Canna edulis kerr). JTM , 07 (01), 73–78.
Purwaningsih,  H.,  Irawati,  &  Riefna.  (2013). Karakteristik  Fisiko  Kimia  Tepung  Ganyong
Sebagai  Pangan  Alternatif  Pengganti  Beras. Seminar  Hasil  Penelitian  Tanaman  Aneka Kacang Dan Umbi 2013 .
Putri,  V.  D.,  &  Dyna,  F.  (2019).  Standarisasi Ganyong  (Canna  edulis  Kerr)  Sebagai Pangan  Alternatif  Pasien  Diabetes  Mellitus. Jurnal Katalisator , 4 (2), 111–118.
Risdianto,  H.,  &  Wirawan,  S.  K.  (2018).  Studi Kinetika  Lakase  untuk  Proses  Biorefining Pulp  Kimia. Prosiding  Seminar  Nasional Teknik  Kimia  “Kejuangan”  Pengembangan Teknologi  Kimia  Untuk  Pengolahan  Sumber Daya Alam Indonesia , 1–4.
Risdianto,  H.,  Wirawan,  S.  K.,  &  Sugesty,  S.
(2019). Aplikasi Lakase pada Proses Refining Pulp. Jurnal Selulosa , 9 (2), 65–74. https://doi.org/10.25269/jsel.v9i02.274
Samphao,  A.,  Butmee,  P.,  Saejueng,  P.,  Pukahuta, C.,  Švorc,  Ľ.,  &  Kalcher,  K.  (2018). Monitoring  of  Glucose  and  Ethanol  During Wine Fermentation by Bienzymatic Biosensor. Journal  of  Electroanalytical Chemistry . https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.03.05 2
Shun,  J.,  Phapugrangkul,  P.,  Keong,  C.,  Lai,  Z., Hafizi, M., Bakar, A., & Murugan, P. (2019). Biocatalysis  and  Agricultural  Biotechnology Banana  Frond  Juice  as  Novel  Fermentation Substrate  for  Bioethanol  Production  by Saccharomyces  Cerevisiae. Biocatalysis  and Agricultural  Biotechnology , 21 ,  101293. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101293 Smith,  P.  .  (1982).  Starch  Derivatives  and  Their uses  in  Foods.  Dalam  G.M.A.  Van  Beynum and  J.A.  Rolls  (Eds)  Food  Carbohydrate. 1982. AVI.  Publ.  Co.  Inc.  Westport. Connecticut .
Sriyana,  H.  Y.,  &  Nasita,  U.  (2019).  Karakteristik Bioetanol  Hasil  Fermentasi  Kulit  Singkong. Jurnal Inovasi Teknik Kimia , 4 (2), 1–5.
Sudarmaji,  S.,  Haryono,  B.,  &  Suhardi.  (1984).
Prosedur  Analisa  untuk  Bahan  Makanan  dan Pertanian. Edisi ke 3. Liberty, Yogyakarta .
Utomo,  W.,  &  Palupi,  A.  E.  (2013).  Pengaruh Penambahan  Pupuk  NPK  Pada  Fermentasi Umbi  Ganyong  (  Canna  Edulis  Kerr  )  untuk Menghasilkan  Bioetanol  sebagai  Extender Premium. JTM , 02 (02), 8–15. Wangpor, J., Prayoonyong, P., Sakdaronnarong, C., Sungpet,  A.,  &  Jonglertjunya,  W.  (2017). Bioethanol  Production  from  Cassava  Starch by Enzymatic  Hydrolysis , Fermentation and Ex-Situ  Nanofiltration. Energy  Procedia , 138 , 883–888. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.116