Muhammad Ardhi WIldan
Teknik Kimia UISI
Ardhi
Ardhi
Selasa, 25 Januari 2011
BIO ETHANOL DARI KULIT SINGKONG
Singkong, Alternatif Glukosa
KADAR NUTRISI
KADAR NUTRISI
(Kandungan Nutrisi Pada Singkong Per 100 gram)
KALORI 146 kal
AIR 62500 mg
PHOSPOR 40 mg
KARBOHIDRAT 34000 mg
KALSIUM 33 mg
VITAMIN C 30 mg
PROTEIN 1200 mg
BESI 0,7 mg
LEMAK 300 mg
VITAMIN B1 0,06 mg
BERAT DAPAT DIMAKAN 75000 mg
Fermentasi
Etanol untuk kegunaan konsumsi manusia (seperti
minuman beralkohol
) dan kegunaan bahan bakar diproduksi dengan cara fermentasi. Spesies
ragi
tertentu (misalnya
Saccharomyces cerevisiae
) mencerna
gula
dan menghasilkan etanol dan
karbon dioksida
:
C
6
H
12
O
6
→ 2 CH
3
CH
2
OH + 2
CO
2
.
Proses membiakkan ragi untuk mendapatkan alkohol disebut sebagai
fermentasi
. Konsentrasi etanol yang tinggi akan beracun bagi ragi. Pada jenis ragi yang paling toleran terhadap etanol, ragi tersebut hanya dapat bertahan pada lingkungan 15% etanol berdasarkan volume.
[21]
Untuk menghasilkan etanol dari bahan-bahan pati, misalnya
serealia
,
pati
tersebut haruslah diubah terlebih dahulu menjadi gula. Dalam pembuatan
bir
, ini dapat dilakukan dengan merendam biji gandum dalam air dan membiarkannya berkecambah. Biji gandum yang beru berkecambah tersebut akan menghasilkan enzim
amilase
. Biji kecambah gandum ditumbuk, dan amilase yang ada akan mengubah pati menjadi gula.
Untuk etanol bahan bakar, hidrolisis pati menjadi glukosa dapat dilakukan dengan lebih cepat menggunakan asam sulfat encer, menambahkan fungi penghasil amilase, atapun kombinasi dua cara tersebut
Singkong
Kerajaan:
Plantae
Divisi:
Magnoliophyta
Kelas:
Magnoliopsida
Ordo:
Malpighiales
Famili:
Euphorbiaceae
Upafamili:
Crotonoideae
Bangsa:
Manihoteae
Genus:
Manihot
Spesies:
M. esculenta
Nama binomial
Manihot esculenta
Crantz
Singkong
, yang juga dikenal sebagai
ketela pohon
atau
ubi kayu, adalah
pohon
tahunan tropika dan subtropika dari keluarga
Euphorbiaceae
.
Umbinya
dikenal luas sebagai
makanan pokok
penghasil
karbohidrat
dan
daunnya
sebagai
sayuran
.
Deskripsi
Umbi singkong siap dijual.
Memiliki nama latin
manihot utilissima
. Merupakan umbi atau akar pohon yang panjang dengan fisik rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan panjang 50-80 cm, tergantung dari jenis singkong yang ditanam. Daging umbinya berwarna putih atau kekuning-kuningan. Umbi singkong tidak tahan simpan meskipun ditempatkan di lemari pendingin. Gejala kerusakan ditandai dengan keluarnya warna biru gelap akibat terbentuknya
asam sianida
yang bersifat
racun
bagi manusia.
Umbi singkong merupakan
sumber energi
yang kaya karbohidrat namun sangat miskin protein. Sumber
protein
yang bagus justru terdapat pada daun singkong karena mengandung
asam amino
metionin
.
Sejarah dan pengaruh ekonomi
Jenis singkong
Manihot esculenta
pertama kali dikenal di
Amerika Selatan
kemudian dikembangkan pada masa pra-sejarah di
Brasil
dan
Paraguay
. Bentuk-bentuk modern dari spesies yang telah dibudidayakan dapat ditemukan bertumbuh liar di Brasil selatan. Meskipun spesies
Manihot
yang liar ada banyak, semua varitas
M. esculenta
dapat dibudidayakan.
Produksi singkong dunia diperkirakan mencapai 184 juta ton pada tahun 2002. Sebagian besar produksi dihasilkan di Afrika 99,1 juta ton dan 33,2 juta ton di
Amerika Latin
dan
Kepulauan Karibia
.
Singkong ditanam secara komersial di wilayah Indonesia (waktu itu
Hindia Belanda
) pada sekitar tahun 1810
[1]
, setelah sebelumnya diperkenalkan orang
Portugis
pada abad ke-16 ke Nusantara dari
Brasil
.
Proses pembuatan
Umbi akar singkong banyak mengandung
glukosa
dan dapat dimakan mentah. Rasanya sedikit manis, ada pula yang pahit tergantung pada kandungan racun
glukosida
yang dapat membentuk
asam sianida
. Umbi yang rasanya manis menghasilkan paling sedikit 20 mg HCN per kilogram umbi akar yang masih segar, dan 50 kali lebih banyak pada umbi yang rasanya pahit. Pada jenis singkong yang manis, proses pemasakan sangat diperlukan untuk menurunkan kadar racunnya. Dari umbi ini dapat pula dibuat
tepung
tapioka
.
Penggunaan
Dimasak dengan berbagai cara, singkong banyak digunakan pada berbagai macam masakan. Direbus untuk menggantikan kentang, dan pelengkap masakan. Tepung singkong dapat digunakan untuk mengganti tepung gandum, baik untuk pengidap alergi.
Kadar gizi
Kandungan gizi singkong per 100 gram meliputi:
§
Kalori 121 kal
§
Air 62,50 gram
§
Fosfor 40,00 gram
§
Karbohidrat 34,00 gram
§
Kalsium 33,00 miligram
§
Vitamin C 0,00 miligram
§
Protein 1,20 gram
§
Besi 0,70 miligram
§
Lemak 0,30 gram
§
Vitamin B1 0,01 miligram
Fermentasi
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Fermentasi sedang berlangsung.
Fermentasi
adalah proses produksi energi dalam
sel
dalam keadaan
anaerobik
(tanpa
oksigen
). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk
respirasi anaerobik
, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai
respirasi
dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah
etanol
,
asam laktat
, dan
hidrogen
. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti
asam butirat
dan
aseton
.
Ragi
dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan
etanol
dalam
bir
,
anggur
dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam
otot
mamalia
selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.
Sejarah
Ahli Kimia
Perancis
,
Louis Pasteur
adalah seorang
zymologist
pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara".
Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan,
"Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan..... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benar-benar tidak tahu"
.
Ahli kimia
Jerman
, Eduard Buchner, pemenang
Nobel
Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai
zymase
.
Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan
bir
) di
Denmark
semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan
brewing
(cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya
biologi molekular
.
Fermentasi ada tiga, yaitu :
1. Fermentasi alkohol
Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi Kimia:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
2. Fermentasi asam laktat
Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat
Di dalam sel otot asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat.
3 Fermentasi asam cuka
Merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.
Reaksi
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat,
glukosa
(C
6
H
12
O
6
) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan
etanol
(2C
2
H
5
OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.
Persamaan Reaksi Kimia
C
6
H
12
O
6
→ 2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)
Dijabarkan sebagai
Gula (glukosa,
fruktosa, atau
sukrosa) →
Alkohol
(etanol) +
Karbon dioksida
+ Energi (ATP)
Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur
glikolisis
, yang merupakan bagian dari tahap awal
respirasi aerobik
pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.
Sumber energi dalam kondisi anaerobik
Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.
Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih
highly-oxidized
) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan
oxidative phosphorylation
, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan
respirasi aerobik
.
"Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada
oxidative phosphorylation
. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit.
Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi
piruvat
ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi
nicotinamide adenine dinucleotide
(NAD
+
), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik.
Ragi
atau
fermen
merupakan zat yang menyebabkan
fermentasi
. Ragi biasanya mengandung
mikroorganisme
yang melakukan fermentasi dan media biakan bagi mikroorganisme tersebut. Media biakan ini dapat berbentuk butiran-butiran kecil atau cairan nutrien. Ragi umumnya digunakan dalam industri makanan untuk membuat makanan dan minuman hasil fermentasi seperti
acar
,
tempe
,
tape
,
roti
, dan
bir
.
Mikroorganisme yang digunakan di dalam ragi umumnya terdiri atas berbagai
bakteri
dan
fungi
(
khamir
dan
kapang
), yaitu
Rhizopus
,
Aspergillus
,
Mucor
,
Amylomyces
,
Endomycopsis
,
Saccharomyces
,
Hansenula anomala
,
,
Lactobacillus
,
Acetobacter
, dan sebagainya.
Postingan Lebih Baru
Beranda
Langganan:
Postingan (Atom)