Destilasi Alkohol dari Tape

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK

PEMISAHAN ALKOHOL PADA AIR TAPAI KETAN DENGAN ALAT DESTILASI SEDERHANA

 

Oleh

ALI PANCA

KIMIA 3-A

1110096000028

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2011

PEMISAHAN ALKOHOL PADA AIR TAPAI KETAN DENGAN ALAT DESTILASI SEDERHANA

Oleh : Ali Panca, Kimia 3-A, 1110096000028, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

ABSTRAK

Tapai (sering dieja sebagai tape) adalah salah satu makanan tradisional Indonesia yang dihasilkan dari proses peragian (fermentasi) bahan pangan berkarbohidrat, Tapai hasil fermentasi dari S. cerevisiae umumnya berbentuk semi-cair, berasa manis keasaman, mengandung alkohol, dan memiliki tekstur lengket. Etanol dapat diproduksi secara petrokimia melalui hidrasi etilena ataupun secara biologis melalaui fermentasigula dengan ragi. Proses membiakkan ragi untuk mendapatkan alkohol disebut sebagai fermentasi. Alat destilasi sederhana ( alat – alat yang dibuat dari perabotan rumah tangga) biasa mendestilat kandungan alkohol dalam tapai ketan. Dari hasil percobaan diatas, alkohol yang didapatkan dari air tapai ketan yang didestilasi dari alat destilasi sederhana yaitu 20 ml dari 200 ml dan kadar alkohol yang dihasilkan  sebesar 10%.

Kata kunci : Alkohol, Tapai Ketan, Fermentasi, Destilasi

PENDAHULUAN

            Tapai (sering dieja sebagai tape) adalah salah satu makanan tradisional Indonesia yang dihasilkan dari proses peragian (fermentasi) bahan pangan berkarbohidrat, seperti singkong dan ketan. Tapai bisa dibuat dari singkong (ubi kayu) dan hasilnya dinamakan tapai singkong. Bila dibuat dari ketan hitam maupun ketan putih, hasilnya disebut "tapai pulut" atau "tapai ketan".Dalam proses fermentasi tapai, digunakan beberapa jenis mikroorganisme seperti Saccharomyces cerevisiae, Rhizopus oryzae, Endomycopsis burtonii, Mucor sp., Candida utilis, Saccharomycopsis fibuligera, Pediococcus sp., dan lain-lain. Tapai hasil fermentasi dari S. cerevisiae umumnya berbentuk semi-cair, berasa manis keasaman, mengandung alkohol, dan memiliki tekstur lengket^. Umumnya, tapai diproduksi oleh industri kecil dan menengah sebagai kudapan atau hidangan pencuci mulut.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan kadar alkohol (etanol) yang terkandung dalam air tape ketan hitam melalui proses destilasi uap.  Berikut adalah kadar etanol yang diperoleh berdasarkan pengukuran dengan menggunakan kit yang diperoleh dari Boehring Mannheim:
kadar etanol (%) pada 0 jam fermentasi tidak terdeteksi, setelah 5 jam fermentasi kadar alkoholnya 0.165%, setelah 15 jam 0.391%,  setelah 24 jam 1.762%, setelah 36 jam 2.754%,  setelah 48 jam 2.707%  setelah 60 jam 3.380%  .  Alkohol (etanol) adalah cairan transparan, tidak berwarna, cairan yang mudah bergerak, mudah menguap, dapat bercampur dengan air, eter, dan kloroform, diperoleh melalui fermentasi karbohidrat dari ragi. Alkohol biasanya diartikan sebagai etil alkohol (CH₃CH₂OH/ C₂H₅OH), mempunyai densitas 0,78506 g/ml pada 25°C, titik didih yaitu 78,4°C, tidak berwarna, dan mempunyai bau serta rasa yang spesifik. Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua.

Etanol dapat diproduksi secara petrokimia melalui hidrasi etilena ataupun secara biologis melalaui fermentasigula dengan ragi. Etanol untuk kegunaan konsumsi manusia (seperti minuman beralkohol) dan kegunaan bahan bakar diproduksi dengan cara fermentasi. Spesies ragi tertentu (misalnya Saccharomyces cerevisiae) mencernagula dan menghasilkan etanol dan karbon dioksida:

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂.

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.

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.

Alkohol juga terjadi dalam proses peragian beras ketan yang menghasilkan produk tape. Ketan (atau beras ketan), berwarna hitam, tidak transparan, seluruh atau hampir seluruh patinya merupakan amilopektin. Proses pembuatan tape ketan melibatkan peran mikroba dalam bentuk ragi. Ragi adalah suatu inokulum padat yang mengandung berbagai jenis kapang, khamir, dan bakteri yang berfungsi sebagai starter dalam fermentasi tape. Ragi juga dapat diartikan sebagai zat pembentuk kalor atau panas yang terjadi pada pembuatan tape, karena diolah dari bahan-bahan yang mengandung panas atau setidak-tidaknya dapat menimbulkan panas pada tubuh makhluk hidup.

METODE PENELITIAN

Waktu dan Lokasi Penelitian

Pembuatan Tapai Ketan dilakukan di rumah Ali Pancap pada hari Selasa, 22 November 2011. Penelitian jadar alcohol dilaksanakan pada hari Jumat, 25 November 2011 di Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Alat dan Bahan

Pembuatan Tape ketan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi beras ketan hitam, ragi, dan aquades. Alat yang digunakan adalah alat desilasi uap sederhana, kompor gas, wadah ketan, panci, dandang dan daun jambu. 

Penentuan Kadar Alkohol

            Bahan yang digunakan adalah air hasil destilat, larutan K₂Cr₂O₇ dan larutan H₂SO₄ pekat. Alat yang digunakan adalah alat destilasi uap sederhana, alumunium foil, tabung reaksi dan beaker glass 50 ml.

Tahapan Penelitian dan Cara Kerja

Pembuatan Tape Ketan

Beras ketan hitam sebanyak 1 liter dicuci dan direndam dalam panci selama 10 menit, beras ketan kemudian dikukus selama kurang lebih 90 menit sehingga menjadi lunak dan lengket. Beras ketan tersebut didinginkan, dan selanjutnya ditaburi ragi dengan perbandingan 1 liter ketan: 1 butir ragi (1 butir = 5 gram), lalu disimpan dalam panci yang atasnya ditutup rapat dengan daun jambu air dan dibiarkan untuk fermentasi pada suhu kamar 40°C dan 50°C, dan mendiamkannya selama tiga malam hingga terbentuk tape. Kemudian diukur kadar alkoholnya pada air tape tersebut.

Penentuan kadar Alkohol

            Cairan tape ketan didistilasi dengan menggunakan alat destilasi uap. Destilasi dilakukan dengan teko air yang dibuat secara sederhana. Keadaan kondensor dari alat destilasi itu harus sempurna agar mendapatkan destilat dalam hal ini yaitu alcohol (etanol) yang sempurna). Alkohol ditentukan kadarnya dengan K₂Cr₂O₇ dalam suasana asam dengan penambahan H₂SO_4, serta dengan reaksi uji nyala.

ANALISIS DATA

Data yang dihasilkan dalam percobaan ini yaitu, dari 200 mL air tapai yang didestilasi menghasilkan 20 mL alkohol.

Kadar alkohol yang dihasilkan dari air tape ketan adalah

%Kadar Alkohol = Volume akhir  x 100 % =

                                 volume awal

                            =    20  mL  x 100 % = 10 %

                                  200 mL

Jadi, kadar alkohol yang dihasilkan adalah 10%.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan Tapai Ketan

Pada pembuatan tape, sebelum difermentasi, beras ketan masih berbentuk seperti beras pada umumnya. Namun setelah mengalami fermentasi, beras ketan tersebut mengalami perubahan bentuk dan menghasilkan air yang mengandung alkohol serta menimbulkan rasa asam dan manis. Kondisi tersebut disebabkan karena pada beras ketan diberikan ragi yang merupakan mikroorganisme yang berfungsi mengubah glukosa menjadi alkohol dan menghasilkan air. Sebelum dikukus, beras ketan direndam selama 10 menit untuk menambah ketan supaya tidak terlalu keras. Oleh karena itu, pada saat sesudah fermentasi, ketan menjadi lunak. Ketan tidak boleh terkena air, jika sudah diberi ragi, karena akan mematikan ragi (bakteri) sehingga proses fermentasi tidak berjalan sempurna. Ketan juga diletakkan atau disimpan dalam tempat yang kedap udara dalam hal ini tapai yang sudah diberi ragi ditutup rapat dalam panci dengan meletakkan daun jambu air diatasnya. Karena jika terkena oksigen, proses fermentasi juga akan gagal.

            Ketan yang merupakan karbohidrat diubah oleh ragi menjadi alkohol dan air. Dengan adanya alkohol, tape ketan bersifat manis dan agak asam. Tape membutuhkan amilosa, amilum, dan karbohidrat kompleks, derajat keasaman (pH5-6) dan suhu yang tepat dan kadar air. Karena fermentasi pada ketan, beras dibutuhkan kadar air yang cukup untuk ragi agar bisa hidup. Oleh karena itu, beras ketan harus dikukus. Banyaknya ragi yang digunakan disesuaikan dengan jumlah beras ketan. Bila terlalu banyak akan mempercepat proses fermentasi dan menyebabkan rasa tape menjadi pengar, bila terlalu sedikit dapat menyebabkan tape yang terbentuk tidak manis. Fermentasi yang terjadi yaitu perubahan pati menjadi gula, dan oleh ragi gula dirubah menjadi alkohol, sehingga ketan menjadi berair dan manis serta menimbulkan bau alkohol. Proses fermentasi yang terjadi pada tapai tersebut adalah :

2(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → n C₁₂H₂₂O₁₁

Amilum/patiamilase maltosa

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

Maltosa maltase glukosa

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + CO₂

Glukosa alkohol

Kadar Alkohol

Hasil penelitian menunjukkan adanya perbedaan hasil nyata dengan tape ketan yang dihasilkan. Dalam hal ini, alat destilasi uap yang digunaan untuk menentukan kadar alkohol dalam air ketan menggunakan alat destilasi sederhana, dimana dibuat dari teko air listrik. Teko digunakan sebagai wadah penempatan air tape yang akan didestilasi. Kemudian air tape dituang ke dalam teko sebanyak 200 ml yang sebelumnya air tape yang dihasilkan dari proses pembuatan tape sebanyak 500 ml. Kemudian ditunggu sampai air tetesan keluar dari selang yang berada di dalam alat destilasi.

Air tetesan tersebut berasal dari uap yang berubah menjadi cair dan kemudian mengalir melewati kondensor dan tetesan tersebut menetes yang dialiri kedalam beaker glass untuk menampung air hasil destilat yang ditutup dengan alumunium agar air hasil destilat tidak menguap. Setelah beberapa lama, kemudian alkohol hasil destilat yang dihasilkan sebanyak 20 ml.

Lalu alcohol hasil destilasi dicek kadarnya. Beberapa tetes 2 ml alcohol ditambah dengan larutan K₂Cr₂O₇ lalu ditambahkan dengan H₂SO₄ pekat yang menghasilkan larutan sedikit berwarna bening agak kehijauan. Ini membuktikan bahwa kadar alkohol primer yang dihasilkan dari penelitian ini hanya sedikit dan masih banyak mengandung air sehingga warna larutan yang dihasilkan adalah bening agak sedikit kehijauan. Selanjutnya alcohol diuji dengan reaksi uji nyala. Beberapa tetes alcohol hasil destilasi diteteskan keatas alumunium foil yang diletakkan pada cawan petri, alcohol tersebut lalu dibakar dengan api terbentuk nyala api berwarna biru. Hal ini menunjukkan bahwa hasil destilasi tersebut positif mengandung alcohol. Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa kadar alkohol yang dihasilkan adalah sebesar 10% menurut teori kadar alcohol yang didapatkan dari hasil destilasi tapai yang didiamkan selama tiga hari yaitu 3.380%. Bearti hasil destilasi percobaan masih banyak mengandung air, ini juga yang menyebabkan pada saat direaksikan dengan K₂Cr₂O₇ dalam suasana asam hanya terjadi perubahan warna hijau yang terlalu muda. Kesalahan ini terjadi dikarenakan karena alat destilasi yang kurang sempurna dan keadaan kondensornya yang tidak berfungsi secara baik.

KESIMPULAN DAN SARAN

            Dari hasil percobaan diatas, alkohol yang didapatkan dari air tapai ketan yang didestilasi dari alat destilasi sederhana yaitu 20 ml dari 200 ml dan kadar alkohol yang dihasilkan  sebesar 10%. Hasil destilasi ini bukan alkohol murni tetapi masih mengandung air. Alcohol yang didapatkan dari hasil destilasi berwarna bening, berbau aromatik.

            Dari hasil percobaan seharusnya dalam mendestilasi air tapai menjadi alkohol ditambahkan sedikit garam agar mendapatkan alkohol murni dari hasil destilasi tersebut. Dan kondisi dari alat destilasi termasuk kondensornya harus dalam kondisi yang sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Astawan, J.K. 1991. Muhr Brem Berm Ketan yang Dibuat Dan Dua Macam Ragi dan   

              Diperam Dalam Beberapa Wadah, Tesis Pasca Sarjana, IPB, Bogor.

Kasmidjo, R.B. 1999. Pembuatan dan Pemanf aatan Ragi. Pusat Antar Universitas Pangan             

              dan Gizi, Universitas Gajah Mada.Yogyakarta.

Kuswanto, K.R. 1994. Food Fermentation of Cassava In Indonesia, Application and Conhol

               of Microorganism In Asia, Proceedings af The International Workrhop On

               Application and Control of Microorganism In Asia,  Science and Technology   

               Agency, RIKEN, Japan Intemational Science and Technology Exchange Cenhe.

Purwantari, S.E., Ari, S. dan Ratna.S. 2004. Fementasi I Ganyong (Canna edulis Ker.) untuk   

                 Produksi Etanol oleh Aspergillus dan Zymomonas mobilis. J. Bioteknologi   

                 1(2):43-47.

Sulistyawan, R.D.T. 2002. Mufu Tape 4  Macam Beras Ketan. Fak. Biologi. Univ. Atma Jaya

                 Yogyakarta.

Wahyuningsih, S.S., Mursyanti, E. dan Kianto, A. 2004. Pola Pemunbuhan dan Produksi   

                 Amilase Bacillus amyloliguefaciens pada Subshat Pati Jagung dengan Variasi pH  

                 dan Waktu Inkubasi. Biota M (2) :84-91.

Wiyono, E.M.S. 2005. Fermentmi Nira Siwalan oleh Saccharomyces cervisiae Dengan  

                 Variasi Kadar Sukrosa Dan Sari Kacang Hijau. Fak. Biologi Univ. Atma Jaya

                 Yogyakarta.

Winata, L. 1989. Pembuatan Ragi Tape Dengan Menggunakan Berbagai Jenis Substrat,

                  Fatemeta, IPB, Bogor.