## BIOETANOL DARI KULIT NANAS DENGAN VARIASI MASSA SACCHAROMYCES CEREVICEAE DAN WAKTU FERMENTASI

## BIOETHANOL FROM PINEAPPLE PEEL WITH SACCHAROMYCES CEREVICEAE MASS AND FERMENTATION TIME VARIATION
Harimbi Setyawati, Nanik Astuti Rahman Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Jalan Bendungan Sigura-gura No. 2 Malang email: arimbisetya@yahoo.co.id, nanik_ar29@yahoo.com

## ABSTRAK
Sebagai limbah dari buah nanas, kulit  buah nanas  masih mengandung  karbohidrat dan  gula  yang  cukup  tinggi. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  bioetanol  dari  kulit buah nanas dengan variasi dari penambahan massa Saccharomyces cereviceae dan waktu fermentas.  Variabel  yang  digunakan  adalah  perubahan  massa  Saccaromyces  cereviceae 20, 30, dan 40 gram,  pH fermentasi 4 dan 5, dan waktu  fermentasi 2 ,4, 6, 8, dan10 hari. Dari analisis yang dilakukan terhadap hasil penelitian diperoleh hasil: kadar glukosa awal sari  kulit  nanas  8,5325%,  kadar  glukosa  tertinggi  dari  fermentasi  adalah  8,4275%,  pada penambahan 30 g  Saccaromyces cerevisiae dan waktu fermentasi 2 hari. Kadar bioetanol tertinggi  yang  diperoleh  3,965%  pada  penambahan  30  g  Saccaromyces  cerevisiae  dan waktu fermentasi 10 hari. Simpulan dari penelitian ini adalah penambahan Saccaromyces cerevisiae dan waktu fermentasi  berpengaruh terhadap kualitas bioetanol yang dihasilkan dari sari kulit nanas.
Kata kunci : bio etanol, saccharomyces cereviceae, kulit nanas

## ABSTRACT
As a waste from pineapple, pineapple peel still contains high carbohydrate and glu- cose. The aim of this study was to made bioethanol from pineapple peel with variation from Saccharomyces  cereviceae  mass  addition  and  fermentation  time  variation.  The  variables used  are  Saccaromyces  cereviceae  mass  20,  30,  40  grams,  fermentation  pH  4  and  5,and the length of  fermentation time 2, 4, 6, 8, and 10 days. The analysis of the obtained results showed:  the  initial  glucose level of  pineapple  peel extract  8.5325%,    the highest levels  of glucose from fermentation was 8.4275%, at the addition of 30 grams Saccaromyces cerevi- siae,  length  of  fermentation  time  was  2  days,  and  the  highest  levels  of  bioethanol  was 3.965%, it was acquired on the addition of 30  grams  Saccaromyces cerevisiae and length of fermentation time 10 days. The conclusion of this study is the addition of Saccaromyces cerevisiae  and  the  length  of  fermentation  time  give  a  significant    effect  on    the  bioetanol produced from pineapple peel extract.
Key words: bioethanol,  saccharomyces cereviceae,  pineapple peel

## PENDAHULUAN
Pada  industri  pengolahan  nanas,  perlu  diper- hitungkan  kemungkinan  pemanfaatan  kulitnya. Selain menjadi alternatif pemanfaatan limbah indus- tri,  usaha  pemanfaatan  kulit  nanas  dapat  membe-
rikan  nilai  tambah    (Murniati.  2006).  Secara ekonomi kulit nanas masih bermanfaat untuk diolah menjadi pupuk dan pakan ternak.
Berdasarkan  kandungan  nutriennya,  ternyata kulit buah nanas  mengandung  karbohidrat dan gula yang  cukup  tinggi.  Menurut  Wijana,  dkk  (1991)
kulit nanas mengandung 81,72 % air, 20,87 % serat kasar,  17,53  %  karbohidrat,  4,41  %  protein  dan 13,65  %  gula  reduksi.  Mengingat  kandungan karbohidrat  dan  gula  yang  cukup  tinggi  tersebut maka  kulit  nanas  memungkinkan  untuk  diman- faatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia, salah  satunya  adalah  bioetanol  melalui  proses fermentasi.
Bioetanol dihasilkan dari gula yang merupakan  hasil  aktivitas  fermentasi  sel  khamir. Khamir  yang  baik  digunakan  untuk  menghasilkan bioetanol  adalah  dari  genus Saccharomyces . Saccharomyces cerevisiae menghasilkan  enzim zimase  dan  invertase.  Enzim  zimase  berfungsi sebagai  pemecah  sukrosa  menjadi  monosakarida (glukosa dan fruktosa). Enzim invertase selanjutnya mengubah glukosa menjadi bioetanol (Judoamidjojo dkk,  1992).  Kriteria  pemilihan  khamir  untuk produksi bioetanol adalah mempunyai laju fermentasi  dan  laju  pertumbuhan  cepat,  perolehan bioetanol  banyak,  tahan  terhadap  konsentrasi bioetanol  dan  glukosa  tinggi,  tahan  terhadap konsentrasi  garam  tinggi,  pH  optimum  fermentasi rendah,  temperatur  optimum  fermentasi  sekitar  25- 30 o C.
Faktor  yang  dapat  mempengaruhi  jumlah bioetanol  yang  dihasilkan  dari  fermentasi  adalah mikroorganisme dan media yang digunakan (Astuty, 1991). Selain itu hal yang perlu diperhatikan selama fermentasi  adalah  pemilihan  khamir,  konsentrasi gula, keasaman, ada tidaknya oksigen dan suhu dari perasan buah. Pemilihan sel khamir didasarkan pada jenis  karbohidrat  yang  digunakan,  sebagai  medium untuk  memproduksi  alkohol  dari  pati  dan  gula digunakan Saccharomyces  cerevisiae .  Suhu  yang baik  untuk  proses  fermentasi  berkisar  antara  25-30
° C.  Derajat  keasaman  (pH)  optimum  untuk  proses fermentasi  sama  dengan  pH  optimum  untuk  proses pertumbuhan khamir yaitu pH 4,0-4,5.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  lebih meningkatkan  potensi  limbah  kulit  nanas  sebagai bahan  baku  bioetanol  dengan  penambahan Saacha- romyces  cereviceae dan  waktu  fermentasi  terhadap bioetanol yang dihasilkan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  secara  eksperimen dengan  rancangan  perlakuan  hingga  didapatkan substrat  sari  kulit  nanas  yang  siap  diolah  menjadi bioetanol  dengan  proses  fermentasi.  Setelah  itu substrat  ditambah  dengan Saacharomyces  cerevi- ceae pada  berbagai  peubah  dan  dilakukan  proses fermentasi.  Hasil  dari  proses  fermentasi  dianalisis kadar  glukosa  sisa  dan  kadar  bioetanolnya  dengan GC.
Sari  kulit  nanas  dianalisis  kadar  glukosanya, kemudian  ditambahkan  air  (1:2)  dan  disterilisasi. Proses  fermentasi  dikerjakan  pada  suhu  25-30 0 C,
pH  4-5,  dan  ditambah  urea.  Selanjutnya  dilakukan proses  distilasi  pada  suhu  78 0 C,  dan  dianalisis  ka- dar bioetanol yang diperoleh.

## HASIL  DAN  PEMBAHASAN
Substrat  yang  disiapkan  sebelum  dilakukan proses  fermentasi  diukur  kadar  glukosanya.  Hasil pengukuran  menunjukkan  bahwa  kadar  glukosa yang  ada  pada  sari  kulit  nanas  sebesar  8,53%. Glukosa  yang  ada  ini  kemudian  dilanjutkan  dengan proses fermentasi untuk menghasilkan bioetanol.
Kadar  glukosa  setelah  proses  fermentasi mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya waktu  fermentasi  (Tabel  1).  Hal  ini  karena  glukosa sudah diubah menjadi bioetanol. Perubahan glukosa menjadi  bioetanol  sangat  dipengaruhi  oleh  enzim invertasi  dari Saccaromyces  cerevisiae. Pada penambahan Saccaromyces  cerevisiae 30  gram dengan  waktu  fermentasi  selama  2  hari  didapatkan kadar glukosa sisa terbanyak, dan kadar glukosanya semakin  menurun  pada  perlakuan  penambahan massa Saccaromyces  cerevisiae 20  gram  dengan waktu fermentasi selama 10 hari.
Berubahnya  glukosa  menjadi  bioetanol terjadi  karena  kinerja  enzim  invertase  dari Saccaromyces cerevisiae , dimana kinerja dari enzim ini  akan  mengalami  penurunan  apabila  terdapat jumlah  glukosa  yang  terlalu  tinggi,  seperti  yang terlihat  pada  Tabel  1,  bioetanol  yang  dihasilkan paling  kecil    yaitu  0.793  %  terjadi  ketika  kadar glukosa tinggi yaitu 8,4275%.
Menurut  Roukas  (1996),  penurunan  bioeta- nol  terjadi  pada  konsentrasi  glukosa  berlebih sebagai  efek  inhibisi  substrat  dan  produk.  Konsen- trasi substrat yang terlalu tinggi mengurangi jumlah oksigen  terlarut,  walaupun  dalam  jumlah  yang sedikit,   oksigen tetap dibutuhkan  dalam fermentasi oleh Saccaromyces  cerevisiae untuk  menjaga kehidupan dalam konsentrasi  sel tinggi  (Hepworth, 2005,  Nowak,  2000,  Tao  dkk.  2005)  Menurut Admianta  (2001),  semakin  lama  proses  fermentasi, dan  semakin  banyak  dosis  ragi Saccaromyces cereviceae yang  diberikan  maka  kadar  bioetanol semakin  meningkat.  Semakin  lama  waktu  fermen- tasi maka mikroba berkembang biak dan jumlahnya bertambah  sehingga  kemampuan  untuk  memecah glukosa  yang  ada  menjadi  alkohol  semakin  besar. Menurut  Roukas (1996),  penurunan  bioetanol terja- di  pada  konsentrasi  glukosa  berlebih  sebagai  efek inhibisi  substrat  dan  produk.  Konsentrasi  substrat yang  terlalu  tinggi  mengurangi  jumlah  oksigen terlarut,  walaupun  dalam  jumlah  yang  sedikit, oksigen  tetap  dibutuhkan  dalam  fermentasi  oleh Saccaromyces  cerevisiae untuk  menjaga  kehidupan dalam  konsentrasi  sel  tinggi    (Hepworth,  2005; Nowak,  2000;  Tao  dkk.  2005)  Menurut  Admianta (2001),  semakin  lama  proses  fermentasi,  dan semakin banyak dosis ragi Saccaromyces cereviceae
yang  diberikan  maka  kadar  alkohol  semakin meningkat.  Semakin  lama  waktu  fermentasi  maka jumlah mikroba semakin menurun, dan akan menuju ke  fase  kematian  karena  alkohol  yang  dihasilkan semakin  banyak  dan  nutrient  yang  ada  sebagai makanan  mikroba  semakin  menurun  (Kunaepah. 2008). Gambar 1 menunjukkan bahwa kadar bioeta- nol  tertinggi  3.965%  didapatkan  pada  perlakuan waktu  fermentasi  selama  10  hari  dan  penambahan massa Saccaromyces cereviceae sebanyak  30  gram. Menurut  Asngad  dkk  (2011),  semakin  lama  proses fermentasi  dan  semakin  banyak  dosis  ragi  yang diberikan maka kadar bioetanol semakin meningkat. Kadar  etanol  yang  tertinggi  pada  waktu  fermentasi 10 hari karena adanya aktivitas khamir Saccaromy- ces  cerevisiae yang  bekerja  secara  optimal  serta kegiatan enzimatis yang tidak terhambat.
Waktu  fermentasi  berpengaruh terhadap  hasil karena  semakin  lama  waktu  fermentasi  akan meningkatkan kadar bioetanol. Namun bila fermentasi  terlalu  lama  nutrisi  dalam  substrat  akan habis  dan    khamir Saccaromyces  cerevisiae tidak lagi  dapat  memfermentasi  bahan.  Pada  perlakuan penambahan  40  g Saccaromyces  cerevisiae, dan waktu fermen-tasi 10 hari diperoleh kadar bioetanol 3,873% lebih rendah dibandingkan penambahan 30g Saccaro-myces cerevisiae diperoleh kadar bioetanol 3,965%.  Hal  ini  dikarenakan  jumlah  nutrisi    yang tersedia  tidak  sebanding  dengan  dengan  jumlah
Saccaro-myces  cerevisiae yang  lebih  banyak, sehingga Saccharomyces  cereviceae kekurangan makanan yang mengakibatkan kinerja Saccharomyces cerevi-ceae
menurun dan mengakibatkan  kadar  bioetanol  yang  dihasilkan akan menurun juga.
Pada  penelitian  ini,  kadar  bioetanol  yang dihasilkan  belum  maksimal,  hal  ini  disebabkan proses  distilasi  yang  dilakukan  kurang  maksimal. Pada  saat  mengontrol  suhu  larutan  dalam  labu distilasi  jika  tidak  dilakukan  dengan  tepat  maka bioetanol  yang  bersifat  volatile  akan  mudah menguap  sehingga  banyak  bioetanol  yang  hilang selama proses distilasi.
Gambar  1.  Hubungan  Waktu  Fermentasi  dengan Kadar Bioetanol yang dihasilkan
Tabel 1 . Data Hasil Fermentasi Destilasi pada λ 540 nm 4 1,197 4,5 0,9754 6,0025 3,338 6 0,935 4,5 0,9752 4,6925 3,810 8 0,865 5 0,9735 4,3425 3,831 10 0,713 5 0,9716 3,5825 3,886 4 1,315 4,5 0,9771 6,5925 3,454 6 1,240 4,5 0,9762 6,2175 3,771 8 1,183 4,5 0,9744 5,9325 3,932 10 1,018 4,5 0,9715 5,1075 3,965 4 1,307 4,5 0,9752 6,5525 3,728 6 1,036 4,5 0,9742 5,1975 3,778 8 0,944 5 0,9722 4,7375 3,832 10 0,848 5 0,9722 4,2575 3,873

## SIMPULAN
Kulit  buah  Nanas  dapat ditingkatkan potensi- nya  menjadi  bioetanol.  Penambahan  yeast Saccaro- myces  cerevisiae dan waktu fermentasi berpengaruh terhadap kualitas bioetanol yang dihasilkan dari kulit buah nanas. Kadar bioetanol tertinggi diperoleh pada penambahan Saccaromyces  cerevisiae 30  g  dan waktu fermentasi 10 hari sebesar 3,965%.

## DAFTAR PUSTAKA
Admianta, Noer Z dan Fitrianida. (2001). “Pengaruh Jumlah  Yeast  Terhadap  Kadar  Alkohol  Pada Fermentasi  Kulit  Nanas  dengan  Menggunakan Fermentor”. Teknik Kimia ITN Malang.
Asngad,  Aminah  dan  Suparti.  (2011).  “Lama Fermentasi  dan Dosis Ragi  yang Berbeda pada Fermentasi  Gaplek  Ketela  Pohon  (Manihot
No Penambahan Sacccaromyces cereviceae (g) Hari ke A pH Akhir Berat jenis Kadar glukosa sisa (%) Kadar Ethanol (%) 1 20 2 1,229 4 0,9767 6,1625 0,991 2 30 2 1,682 4,5 0,9772 8,4275 0,793 3 40 2 1,525 4 0,9753 7,6425 0,983
utilissima,  Pohl)  Varietas  Mukibat  Terhadap Kadar    Glukosa    dan    Bioetanol”.  Tersedia pada: http://eprints.ums.ac.id/1385/1/1._ANAH_ASN GAD.pdf .
Astuty  ED.  (1991).  ”Fermentasi  Etanol  Kulit  Buah Pisang”. UGM, Yogyakarta. Judoamidjojo  M,  Abdul  AD,  Endang  GS.  (1992). ”Teknologi  Fermentasi”.  Jakarta:  Rajawali- Press.
Kunaepah,  Uun.  (2008).  “Pengaruh  Lama  Konsen- trasi  dan  Konsentrasi  Glukosa  Terhadap Aktivitas Antibakteri, Polifenol Total dan Mutu Kimia Kefir Susu Kacang Merah”. Tersedia pa- da:http://pdfsearchpro.com/pengaruh  lama  fer- mentasi  dan  konsentrasi  glukosa  terhadap- pdf.html (April 2011).
Murniati,  Endyah.  (2006).  “Sang  Nanas  bersisik Manis di Lidah’. Percetakan SIC: Surabaya. Nowak J.  (2000). “ Bioetanol Yield and Productivity of  Zymomonas  mobilis  in  Various  Fermenta- tion  Methods”, Electronic  Journal  of  Polish Agricultural  Universities ,  Vol.  3,  No.  2,  seri Food Science and Technology.
Ristiani, Juwita dkk. (2008). “Sintesis Bioetanol dari Sari  Kulit  Nanas  (Ananas  comosus  L.  Merr) Sebagai Pengganti Bahan Bakar Cair”.  Terse- dia  pada:  http://www.docstoc.com/docs/20822 552/%  E  2%  80%  9  C  Sintesis-Etanol–dari Sari-Kulit-Nanas-Ananas-comosus-L. (November 2010).
Rizani  KZ.  (2000).  “Pengaruh  Konsentrasi  Gula Reduksi dan Inokulum ( Saccharomyces cerevi- siae )  pada  Proses  Fermentasi  Sari  Kulit  Nanas ( Ananas  comosus L.  Merr)  untuk  Produksi Etanol”.  Skripsi,  Jurusan  Biologi.  Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam, Universtas Brawijaya, Malang.
Roukas T. (1996), “ Continuous Bioetanol Production  from  Nonsterilized  Carob  Pod Extract by Immobilized Saccharomyces cerevisiae  on  Mineral  Kissiris  Using  A  Two- reactor System ”, Journal Applied  Biochemistry and Biotechnolo-gy, Vol. 59, No. 3.
Tao  F,  Miao  JY,  Shi  GY,  and  Zhang  KC.  (2003). “Bioetanol  Fermentation  by  an  Acid  tolerant Zymomonas mobilis under Nonsterilized Condition”. Process Biochemistry, Elsevier, 40,
183-187. Thammasat  Int  J  Sc  Tech.  (2001).  “Mesophilic  and Thermophilic Anaerobic Digestion of
Pineapple  Cannery  Wastes”.  Tersedia  Pada: http:// www-.tijsat.tu.ac.th/issues/2001/ no2/2001 Vol 6 _-No 2.PDF (2011).
Wijana  S,  Kumalaningsih  A,  Setyowati  U,  Efendi dan  Hidayat  N.  (1991).  “Optimalisasi  Penam- bahan Tepung Kulit Nanas dan Proses Fermen- tasi  pada  Pakan  Ternak  terhadap  Peningkatan Kualitas Nutrisi”. ARMP (Deptan). Universitas Brawijaya. Malang.