fermentasi kinetika_rency gista anindya_11.70.0031_universitas soegijapranata
TRANSCRIPT
Acara I
KINETIKA FERMENTASI DALAM
PRODUKSI MINUMAN VINEGAR
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
TEKNOLOGI FERMENTASI
Disusun oleh :
Nama : Rency Gista Anindya
NIM : 11.70.0031
Kelompok A1
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2014
1
1. HASIL PENGAMATAN
1.1. Hasil Pengamatan Kinetika Fermentasi
Hasil pengamatan kinetika fermentasi sari apel yang ditambahkan Saccharomyces cereviceae terhadap jumlah sel, nilai OD (Optical
Density), pH, dan total asam dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengamatan Kinetika Fermentasi
Kelompok Perlakuan WaktuƩ MO tiap petak Rata-rata/ Ʃ MO
tiap petak
Rata-rata/ Ʃ
MO tiap ccOD (nm) pH Total Asam
1 2 3 4
A1Sari Apel +
S. cerevisiae
N0 11 9 15 10 11,25 4,5.107 0,52922,9
025,34
N24 41 25 18 22 26,5 10,6.107 0,26832,8
823,80
N48 53 57 62 51 55,75 22,3.107 0,55542,9
723,42
N72 60 86 82 92 80 32.107 1,04763,1
819,20
N96 208 172 244 180 201 80,4.107 1,47082,9
119,58
A2 Sari Apel + N0 26 23 22 28 24,75 9,9.107 1,0417 2,9 25,43
1
2
S. cerevisiae
5
N24 26 24 22 25 19,25 7,7.107 0,67792,8
821,31
N48 29 40 39 82 47,5 1,9.108 0,84743,0
121,69
N72 24 118 106 104 105,5 4,22.108 0,87233,1
622,08
N96 140 189 145 118 148 5,92.108 1,41373,0
720,16
A3Sari Apel +
S. cerevisiae
N0 14 17 15 14 15 6.107 0,82412,9
025,15
N24 22 50 50 56 44,5 1,78.108 0,22172,8
723,61
N48 110 122 119 117 117 4,68.108 1,00592,9
919,20
N72 112 103 112 104 107,75 4,31.108 1,28913,1
220,16
N96 84 62 68 74 72 2,88.108 0,93423,1
120,16
A4 Sari Apel + N0 8 10 20 12 12,5 5.107 0,7778 2,9 24,96
3
S. cerevisiae
6
N24 43 50 50 32 43,75 1,75.108 0,79772,8
821,12
N48 99 82 98 100 94,75 3,79.108 1,09843,0
428,80
N72 108 101 92 98 99,75 3,99.108 0,96303,2
129,76
N96 115 117 111 112 113,75 4,55.108 1,17213,2
419,20
A5Sari Apel +
S. cerevisiae
N0 23 20 21 19 20,75 8,3.107 0,91692,9
323,42
N24 42 46 52 56 49 1,96.108 0,71962,8
822,08
N48 71 78 82 74 76,25 3,05.108 0,61733,0
430,72
N72 82 103 106 115 101,5 4,06.108 1,45403,2
622,08
N96 131 207 125 154 154,25 6,17.108 1,24873,2
120,16
Keterangan : = jumlah; OD = optical density (absorbansi)
4
Dari tabel hasil pengamatan diatas dapat diketahui pada kelompok A1 sampai A5 menggunakan sari apel yang ditambahkan yeast
Saccharomyces cereviceae yang dilakukan pengamatan dari hari ke-1 (N0) sampai hari ke-5 (N96) memiliki hasil yang berbeda-beda baik
dalam jumlah sel/cc, nilai OD, pH, dan total asam. Pada N0, dari kelompok A1 sampai kelompok A5 menghasilkan jumlah sel/cc yang
5
berbeda-beda, akan tetapi jumlah sel yang dihasilkan sedikit. Pada nilai OD, kelompok
A2 menghasilkan nilai OD tertinggi yaitu 1,0417 sedangkan nilai OD terendah adalah
0,5292 pada kelompok A1. Pada nilai pH, rata-rata nilai pH yang dihasilkan semua
kelompok tidak berbeda nyata yaitu sekitar pH 2,9. Sedangkan total asam yang
dihasilkan pada semua kelompok juga tidak jauh berbeda, yaitu berkisar antara 23 – 25
mg/l. Pada pengamatan hari ke-2 (N24), rata-rata jumlah sel/cc meningkat pada semua
kelompok, nilai OD yang dihasilkan menurun pada kelompok A1, A2, A3, dan A5
tetapi pada kelompok A4 justru meningkat, demikian pula pada nilai pH dan total asam
yang dihasilkan pada semua kelompok menurun. Pada pengamatan hari ke-3 (N48), rata-
rata jumlah sel/cc meningkat pada semua kelompok, nilai OD dan nilai pH yang
dihasilkan meningkat pada semua kelompok apabila dibandingkan dengan pengamatan
hari ke-2, total asam yang dihasilkan kelompok A1 dan A3 menurun, akan tetapi pada
kelompok A2, A4, dan A5 meningkat. Pada pengamatan hari ke-4 (N72), rata-rata
jumlah sel/cc meningkat pada semua kelompok, nilai OD pada kelompok A1, A2, A3,
dan A5 meningkat dan pada kelompok A4 justru menurun, nilai pH yang dihasilkan
meningkat pada semua kelompok, total asam yang dihasilkan kelompok A1 dan A5
menurun, tetapi pada kelompok A2, A3, dan A4 meningkat. Pada pengamatan hari ke-5
(N96), rata-rata jumlah sel/cc yang dihasilkan meningkat pada semua kelompok, nilai
OD yang dihasilkan pada kelompok A1, A2, dan A4 meningkat tetapi pada kelompok
A3 dan A5 menurun, nilai pH yang dihasilkan semua kelompok menurun kecuali pada
kelompok A4, total asam pada kelompok A1 meningkat, kelompok A2, A4, dan A5
mengalami penurunan, dan pada kelompok A3 menghasilkan total asam yang sama
dengan total asam pada pengamatan hari ke-4.
1.2. Grafik Kinetika Fermentasi
Untuk mengetahui hubungan antara jumlah sel, waktu, pH, OD, dan total asam maka
dapat dianalisa menggunakan grafik.
1.2.1. Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan Waktu
Untuk mengetahui jumlah sel dihitung menggunakan Haemocytometer. Pengamatan
dengan haemocytometer dilakukan pada N0, N24, N48, N72, dan N96 dan kemudian dibuat
6
grafik
pertumbuhan yeast selama fermentasi untuk bisa membandingkan. Dari hasil praktikum,
grafik yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Dari grafik diatas dapat diketahui pada kelompok A1 menghasilkan jumlah sel yang
semakin banyak dari pengamatan N0 sampai N96. Pada kelompok A2, jumlah sel dari N0
ke N24 menurun, akan tetapi pada N48 sampai N96 meningkat. Pada kelompok A3, jumlah
sel meningkat pada N0 sampai N48 dan pada N72 sampai N96 mengalami penurunan. Pada
kelompok A4, jumlah sel meningkat dari pengamatan N0 dampai N96. Pada kelompok
A5, jumlah sel meningkat pada N0 sampai N96.
1.2.2. Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan Total Asam
N0 N24 N48 N72 N960
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan Waktu
A1A2A3A4A5
Waktu
Jum
lah
Sel
7
Dari grafik
diatas
diketahui bahwa total asam pada kelompok A1 menghasilkan total asam yang semakin
menurun dari pengamatan N0 sampai N72, akan tetapi pada N96 justru mengalami
peningkatan total asam. Pada kelompok A2, terjadi peningkatan dan penurunan jumlah
total asam dari pengamatan N0 sampai pengamatan N96. Pada kelompok A3, mengalami
hal serupa dengan A1, yaitu terjadi penurunan pada pengamatan N0 sampai N48.
Sedangkan kelompok A4 dan A5 juga terjadi penurunan dan peningkatan jumlah total
asam seperti kelompok A2.
1.2.3. Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan pH
Untuk mengetahui hubungan antara jumlah sel dengan pH dapat dilihat pada grafik
dibawah ini.
18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.0000
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan To-tal Asam
A1A2A3A4A5
Total Asam
Jum
lah
Sel
8
Dari
grafik hubungan antara jumlah sel/cc dengan pH diatas dilihat bahwa semakin
meningkat jumlah sel yang dihasilkan maka pH yang dihasilkan juga akan meningkat.
Akan tetapi dapat dilihat pada grafik, juga terdapat hasil jumlah sel meningkat tetapi
nilai pH justru mengalami penurunan. Jadi peningkatan maupun penurunan jumlah sel
menghasilkan nilai pH yang tidak menentu juga.
1.2.4. Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan OD
2.85 2.9 2.95 3 3.05 3.1 3.15 3.2 3.25 3.30
100000000
200000000
300000000
400000000
500000000
600000000
700000000
800000000
900000000Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan pH
A1A2A3A4A5
pH
Jum
lah
Sel
9
Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa peningkatan jumlah sel akan seiring dengan
peningkatan nilai OD. Akan tetapi pada beberapa kelompok ada yang menghasilkan
penurunan nilai OD meskipun jumlah sel meningkat. Seperti pada kelompok A1, jumlah
sel meningkat dengan peningkatan nilai OD yaitu 1,4708 nm.
1.2.5. Grafik Hubungan OD dengan Waktu
Dari grafik hubungan antara OD dengan waktu diatas dapat diketahui bahwa semakin
lama waktu fermentasi, maka akan menghasilkan nilai OD yang semakin tinggi. Akan
tetapi pada N0 ke N24, nilai OD yang dihasilkan cenderung menurun. Kemudian pada
N48 akan mengalami peningkatan nilai OD lagi. Pada kelompok A1, A2, dan A4
N0 N24 N48 N72 N960.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
1.0000
1.2000
1.4000
1.6000
Grafik Hubungan OD dengan Waktu
A1A2A3A4A5
Waktu
OD
10
menghasilkan nilai OD terbesar ketika mencapai N96, sedangkan kelompok A3 dan A5
menghasilkan nilai OD terbesar pada N72. Untuk nilai OD terendah pada kelompok A1,
A2, dan A3 yaitu pada N24, kemudian OD terendah pada kelompok A4 ketika N0, dan
OD terendah pada kelompok A5 ketika N48.
2.
PEMBAHASAN
Fermentasi adalah proses metabolisme yang menghasilkan produk dai pemecahan
substrat organik yang berfungsi sebagai donor atau akseptor hidrogen (Schlegel &
Schmidt, 1994). Fermentasi merupakan proses dimana karbohidrat dioksidasi dengan
cara melepas energi dimana penerima elektron tidak terdapat didalamnya. Fermentasi
menyebabkan perubahan sifat bahan pangan yang disebabkan karena pemecahan
kandungan yang ada dalam bahan pangan tersebut seperti buah atau sari buah apabila
difermentasi akan menghasilkan rasa dan bau alkohol, sigkong dan ketan apabila
difermentasi menjadi tape akan menghasilkan alkohol, susu menjadi asam dan lain
sebagainya. Semakin lama fermentasi dan semakin banyak glukosa yang ditambahkan
akan menyebabkan semakin banyaknya mikroorganisme yang tumbuh, sehingga
mikroorganisme akan menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder yang
semakin banyak pula (Winarno et al., 1984).
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi fermentasi yaitu jenis mikroorganisme yang
digunakan dalam fermentasi, substrat, suhu, pH, dan ketersediaan oksigen (Kunaepah,
2008). Substrat merupakan media yang digunakan untuk fermentasi yang mengandung
nutrien yang dibutuhkan mikroorganisme untuk berkembangbiak. Nutrisi yang
dibutuhkan yaitu sumber karbon yang dapat digunakan sebagai medium fermentasi
yaitu serealia, pati, glukosa, laktosa, dan sukrosa. Selain karbon, nitrogen juga
diperlukan seperti asam amino, protein, nitrat, dan sisa fermentasi. Substrat digunakan
11
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.00000
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Hubungan Jumlah Sel dengan OD
A1
A2
A3
A4
A5
OD
Jum
lah
Sel
12
untuk memenuhi pertumbuhan sel, pembentukan produk fermentasi dan dapat
berpengaruh pada pH yang dihasilkan. Suhu fermentasi dapat mempengaruhi lamanya
fermentasi. Berdasarkan jurnal “The Effect of Fermentation Temperature on the Growth
Kinetics of Wine Yeast Species” (Canbas et al., 2007), kinetika pertumbuhan sel
Saccharomyces cereviceae dapat dipengaruhi oleh suhu, dimana Saccharomyces
cereviceae akan dapat hidup lebih lama pada suhu 25oC jika dibandingkan apabila hidup
pada suhu 18oC. Apabila suhu meningkat, maka kecepatan pertumbuhan dan
perombakan sumber karbon akan meningkat. Akan tetapi, apabila pertumbuhan sel
dilakukan pada suhu diatas 27oC, sel yeast tidak dapat tumbuh dengan baik. Sedangkan
menurut Kumalasari (2011), suhu optimal untuk pertumbuhan Saccharomyces
cereviceae yaitu 30-35oC. Apabila suhu terlalu rendah, fermentasi akan berjalan lambat,
tetapi apabila suhu terlalu tinggi, yeast akan mati. Berdasarkan jurnal “Kinetics Studies
on Ethanol Production from Banana Peel Waste Using Mutant Strain of Saccharomyces
cereviceae” (Saravanan et al., 2007), pertumbuhan yeast dapat dipengaruhi oleh suhu
dan pH. Produksi etanol akan meningkat apabila berada pada suhu 33oC, apabila suhu
lebih dari 33oC jumlah etanol akan menurun. Hal ini disebabkan karena aktivitas dan
pertumbuhan sel terhambat pada suhu lebih dari 33oC. pH yang terbaik dalam
fermentasi yeast untuk menghasilkan alkohol adalah pH 4,5. Apabila pH lebih atau
kurang dari 4,5 akan menyebabkan produksi alkohol berkurang.
pH atau derajat keasaman dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme selama
fermentasi. Untuk pertumbuhan Saccharomyces cereviceae optimal pada pH 3,5 - 6,5,
karena pada kondisi basa tidak dapat tumbuh (Roukas, 1994). Oksigen secara tidak
langsung juga dapat mempengaruhi lamanya fermentasi. Pada Saccharomyces
cereviceae dapat tumbuh pada kondisi aerob, namun untuk fermentasi alkohol lebih
baik dalam kondisi anaerob. Pada kondisi aerob, Saccharomyces cereviceae dapat
menghidrolisi gula menjadi air dan CO2, sedangkan dalam keadaan anaerob, gula dapat
diubah menjadi alkohol dan CO2 (Kunaepah, 2008).
Pada praktikum kinetika fermentasi dalam produksi minuman vinegar ini menggunakan
bahan dasar sari apel yang ditambahkan dengan yeast Saccharomyces cereviceae tanpa
penambahan gula atau disebut juga dengan cider. Cider adalah minuman beralkohol
13
yang memiliki kadar alkohol rendah yang dapat dihasilkan dari fermentasi sari buah
yang mengandung pati dengan atau tanpa penambahan gula oleh sel khamir (Ranganna,
1978). Hampir semua jenis buah dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan cider
dengan jumlah gula yang mencukupi. Varietas buah juga dapat mempengaruhi cider
yang dihasilkan. (Realita & Debby, 2010). Dalam proses fermentasi, glukosa dalam
buah apel dan hasil pemecahan pati akan menghasilkan alkahol dan CO2 dengan bantuan
yeast Saccharomyces cereviceae. Selain itu, warna substrat yang dihasilkan juga
menjadi lebih keruh (Rahman, 1992). Spesies Saccharomyces sering digunakan dalam
fermentasi karena bersifat fermentatif. Saccharomyces cereviceae dapat melakukan
respirasi dengan adanya oksigen, yaitu mengoksidasi gula menjadi karbondioksida dan
air. Berdasarkan jurnal “Kinetic Studies on Alcoholic Fermentation Under Substrate
Inhibition Conditions Using a Bioreactor with Stirred Bed of Immobilized Yeast Cells”
(Galaction et al., 2010), proses fermentasi dapat dilakukan dengan menggunakan
Saccharomyces cereviceae yang telah diimobilisasi dengan menggunakan bioreaktor
yang dilengkapi dengan stirred bed. Dari hasil imobilisasi sel yang diperoleh,
peningkatan produksi etanol akan terjadi seiring dengan pengurangan jumlah substrat,
dimana pertumbuhan sel akan berkurang seiring dengan substrat yang berkurang.
Berdasarkan jurnal (Jameel et al., 2011), Saccharomyces cereviceae merupakan salah
satu mikroorganisme yang dapat menghasilkan etanol. Semakin lama waktu yang
digunakan untuk fermentasi, maka etanol akan mengalami peningkatan. Etanol ini
dihasilkan dari perombakan glukosa oleh yeast, sehingga semakin lama keberadaan
yeast maka jumlah sel akan semakin sedikit karena substrat yang digunakan selama
fermentasi sudah habis. Pada penelitian ini, Saccharomyces cereviceae digunakan untuk
mendapatkan bioetanol dengan menggunakan bioreaktor.
Proses fermentasi yang menggunakan Saccharomyces cereviceae akan terbentuk
endapan putih didasar tabung sehingga menimbulkan kekeruhan yang disebabkan
karena sel menyebar pada seluruh bagian dari medium pada tabung reaksi (Fardiaz,
1992). Menurut Judoamidjojo et al. (1992), Saccharomyces cereviceae menghasilkan
etanol dari fermentasi gula. Gula diubah menjadi gula sederhana oleh enzim invertase
yang kemudian dikonversi menjadi etanol dengan adanya enzim zymase. Kedua enzim
tersebut dihasilkan dari Saccharomyces cereviceae itu sendiri. Saccharomyces
14
cereviceae lebih mudah beradaptasi dengan substrat yang mengandung glukosa
daripada galaktosa (Rubio & Texeira, 2005).
Jumlah sel pada larutan cider dapat diketahui dengan dua cara, yaitu metode
turbidimetri dan meotde Counting Chamber. Pada metode turbidimetri, penentuan
massa sel dilakukan dengan menggunakan tingkat kekeruhan dari alrutan dan dianalisi
menggunakan spektrofotometer. Intensitas cahaya yang ditransmisikan dan diabsorbansi
ditentukan berdasarkan hukum Lambert-Beer. Persentase transmitansi (%T) merupakan
rasio intensitas yang diteruskan (I) dengan intensitas cahaya mula-mula (I0). Semakin
keruh suspensi maka akan semakin kecil persentase transmitansinya. Secara matematis
Hukum Lambert-Beer yaitu :
A = log (I0/It) = – log(I0/It) = – log T = abc
(Fardiaz, 1992).
Sedangkan dalam penentuan jumlah sel dengan metode Counting Chamber dapat
dilakukan dengan menggunakan Haemocytometer yang merupakan alat untuk
menghitung sel secara cepat dan digunakan untuk konsentrasi sel yang rendah.
Haemocytometer digunakan untuk menghitung jumlah suspensi sel dengan
meletakkannya diatas tempat objek. Perbedaan antara penentuan sel dengan
Hemocytometer dan dengan absoransi adalah penentuan sel dengan Haemocytometer
merupakan penentuan jumlah sel secara langsung, sedangkan penentuan jumlah sel
yang menggunakan absorbansi merupakan penentuan jumlah sel secara tidak langsung
(Chen, 2011).
Dalam praktikum ini akan dilakukan pengukuran biomassa dengan Haemocytometer,
penentuan total asam selama fermentasi, pengukuran pH minuman vinegar, serta
penentuan hubungan absorbansi dengan kepadatan sel. Hal pertama yang dilakukan
untuk mengetahui biomassa sel adalah dengan membuat cider apel terlebih dahulu.
Untuk membuat cider apel, buah apel dihancurkan menggunakan juicer untuk diambil
sari apel. Sari apel digunakan sebagai media pertumbuhan. Sari apel disterilisasi
kemudian diambil 250 ml dan ditambahkan 30 ml biakan yeast secara aseptis. Lalu
diinkubasi dengan perlakuan shaker pada suhu ruang (25-30oC) selama 5 hari, dan
15
setiap 24 jam dilakukan pengambilan sampel sebanyak 10 ml secara aseptis untuk
mengetahui tingkat pertumbuhan sel yeast. Setelah itu dilakukan uji tingkat kepadatan
Saccharomyces cereviceae (N0) dengan menggunakan alat Haemocytometer. Foto hasil
pengamatan kepadatan sel dengan menggunakan Haemocytometer dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
N0 N24 N48
N72
N96
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa pada hari pertama (N0), terdapat jumlah sel
dalam jumlah yang sedikit. Kemudian pada hari kedua (N24) sampai hari kelima (N96)
terjadi peningkatan jumlah sel. Hal ini dikarenakan mikroorganisme masih
berkembangbiak di dalam substrat cider apel tersebut. Cara perhitungan koloni yaitu
dengan cara mencari tiga garis sejajar pada keempat sisi. Jadi sel yang dihitung adalah
koloni yang masuk ke dalam kotak tersebut.
Kemudian untuk mengetahui hubungan antara jumlah sel selama proses fermentasi
dengan lama waktu yang digunakan untuk fermentasi cider apel ini dapat dilihat pada
grafik dibawah ini.
16
Pada grafik diatas, kelompok A1, A2, A4, dan A5 jumlal sel yang dihasilkan meningkat
seiring dengan lamanya waktu fermentasi. Akan tetapi pada kelompok A3, jumlah sel
meningkat pada N0 sampai N48, kemudian menurun pada N72 dan N96. Dari hasil
praktikum, hanya kelompok A3 yang sesuai dengan teori. Pada pertumbuhan
mikroorganisme, awalnya akan mengalami fase lag yang terjadi dengan cepat setelah
inokulasi dan merupakan masa
penyesuaian sel dengan lingkungan.
Dari grafik diatas, fase lag berada
pada waktu N0 hingga N24. Kemudian
mikroorganisme akan mengalami
fase logaritmik yaitu fase dimana sel
akan membelah dengan cepat.
Kecepatan pertumbuhan pada fase ini dipengaruhi oleh kondisi media tempat tumbuh
seperti pH, kandungan nutrien, ssuhu, dan kelembaban udara. Dari grafik diatas, fase
log berada antara N24 hingga N48. Kemudian mikroorganisme akan mengalami fase
stasioner dimana jumlah sel yang hidup kurang lebih sama dengan jumlah sel yang mati.
Dari grafik diatas, fase stasioner berada antara N48 dan N72. Setelah itu, mikroorganisme
akan masuk ke dalam fase kematian yaitu fase dimana mikroorganisme mengalami
penurunan jumlah (Fardiaz, 1992). Dari grafik diatas, fase kematian ditunjukkan pada
N96. Adanya ketidaksesuaian antara teori dengan hasil praktikum dapat disebabkan
karena ketidatelitian praktikan dalam menghitung jumlah sel, atau dapat disebabkan
karena terjadi kontaminasi pada cider apel. Efektivitas yeast yang berbeda pada setiap
kelompok dapat memungkinkan nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan juga
berbeda sehingga dapat menyebabkan terjadinya perbedaan pertumbuhan.
17
Apabila fermentasi cider ingin diperlambat dapat dilakukan dengan cara mengurangi
biomassa yang ada didalamnya. Berdasarkan jurnal “Slow Fermentation in French Cider
Processing due to Partial Biomass Reduction” (Nogueira, 2008), pengurangan biomassa
dapat dilakukan dengan cara melewatkan cider pada filter. Hal ini bertujuan agar sel
yeast dalam proses fermentasi dapat dikurangi karena dengan pengurangan biomassa
dapat mengontrol proses fermentasi.
Dalam penentuan total asam selama fermentasi dilakukan dengan menggunakan metode
titrasi. Sebanyak 10 ml sampel ditambah 3 tetes indikator PP dan dititrasi dengan NaOH
0,1N. Titik akhir titrasi yaitu apabila larutan sampel berubah warna menjadi merah
muda. Penentuan total asam dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Total asam =
ml NaOH x Normalitas NaOH x 19210 ml sampel
Kemudian setelah mengetahui total asamnya, dilakukan analisis hubungan total biomasa
dan kadar asamnya.
Pada grafik hubungan jumlah sel dengan total asam diatas dapat diketahui bahwa
adanya peningkatan jumlah sel selama fermentasi mengakibatkan total asam semakin
rendah. Hasil ini tidak sesuai dengan teori, seharusnya selama proses fermentasi akan
meningkatkan nilai pH yang dihasilkan karena adanya kandungan alkohol pada cider,
dan semakin tinggi pH maka total asam yang dihasilkan akan semakin rendah. Total
asam yang semakin rendah akan menurunkan jumlah sel karena substrat yang
15.000 20.000 25.000 30.000 35.0000
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan Total Asam
A1A2A3A4A5
Total Asam
Jum
lah
Sel
18
digunakan sebagai media pertumbuhan yeast semakin berkurang karena terjadi
peningkatan jumlah alkohol (Galaction et al., 2010). Pada semua kelompok terjadi
peningkatan dan penurunan pada total asam ketika dihasilkan jumlah sel yang semakin
banyak. Kesalahan yang terjadi ketika pengujian dapat disebabkan karena praktikan
kurang teliti dalam menentukan titik akhir titrasi sehingga akan mempengaruhi total
asam yang dihasilkan.
Pada pengukuran pH, sampel diambil sebanyak 10 ml kemudian diukur pH sampel
menggunakan pH meter. Kemudian dari hasil yang diperoleh dibuat grafik antara pH
dengan jumlah sel.
Pada grafik hubungan jumlah sel dengan pH diatas dihasilkan peningkatan dan
penurunan nilai pH yang dihasilkan. Pada saat proses fermentasi berlangsung,
Saccharomyces cereviceae akan mengalami percepatan pertumbuhan pada N24 dan N48
sehingga akan meningkatkan nilai pH akibat dari semakin banyak alkohol yang
dihasilkan. Pada proses fermentasi N96, jumlah sel akan mengalami penurunan karena
substrat yang digunakan sebagai media pertumbuhan semakin sedikit akibat produksi
alkohol yang semakin banyak. Kandungan alkohol yang tinggi dapat menyebabkan
yeast mati. Dari hasil praktikum pada kelompok A3 dibuktikan bahwa pada pH yang
tinggi akan membunuh sel mikroorganisme yang dihasilkan sehingga jumlah sel akan
mengalami penurunan. Sedangkan pada kelompok lain terjadi peningkatan dan
penurunan nilai pH yang seiring dengan meningkatnya jumlah sel yang dihasilkan.
Kesalahan ini dapat disebabkan karena pengukuran pH menggunakan pH meter kurang
teliti.
2.85 2.9 2.95 3 3.05 3.1 3.15 3.2 3.25 3.30
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan pH
A1A2A3A4A5
pH
Jum
lah
Sel
19
Untuk mengetahui hubungan antara absorbansi dengan kepadatan sel, sebanyak 30 ml
sampel diambil dan kemudian dilakukan penentuan OD dengan menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang 660 nm. Pengamatan ini dilakukan selama 5
hari. Nilai OD yang dihasilkan dicatat, dan dibandingkan dengan hasil pengamatan
kepadatan sel. Kemudian dibuat grafik yang menunjukkan hubungan OD dengan
kepadatan sel, serta grafik yang menunjukkan hubungan OD dengan waktu fermentasi.
Dari grafik hubungan OD dengan waktu diatas, semakin lama waktu fermentasi, maka
akan menghasilkan nilai OD yang semakin tinggi. Akan tetapi pada N0 ke N24, nilai OD
yang dihasilkan cenderung menurun. Kemudian pada N48 akan mengalami peningkatan
nilai OD lagi. Pada kelompok A1, A2, dan A4 menghasilkan nilai OD terbesar ketika
mencapai N96, sedangkan kelompok A3 dan A5 menghasilkan nilai OD terbesar pada
N72. Untuk nilai OD terendah pada kelompok A1, A2, dan A3 yaitu pada N24, kemudian
OD terendah pada kelompok A4 ketika N0, dan OD terendah pada kelompok A5 ketika
N48. Menurut teori Pelezar & Chan (1976), semakin banyak massa sel yang ada dalam
suspensi maka sinar yang dihamburkan akan semakin banyak. Apabila sinar yang
dihamburkan semakin banyak, OD akan menjadi semakin kecil (Fardiaz, 1992). Dari
grafik diatas, seharusnya OD akan semakin meningkat seiring dengan berjalannya
waktu (dari N0 dampai N24), yang artinya bahwa sinar yang dihamburkan semakin lama
menjadi semakin sedikit. Berkurangnya sinar yang dihamburkan dapat disebabkan
karena aktivitas Saccharomyces cereviceae untuk mengubah gula menjadi alkohol dan
N0 N24 N48 N72 N960.00000.20000.40000.60000.80001.00001.20001.40001.6000
Grafik Hubungan OD dengan Waktu
A1A2A3A4A5
Waktu
OD
20
beberapa metabolit lain semakin lama semakin berkurang sehingga larutan tidak
bertambah keruh. Setelah melewati puncak, OD akan mengalami penurunan yang
disebabkan karena volume cider dan jumlah sel semakin berkurang akibat pengambilan
sampel. Berdasarkan jurnal “Concentration Effect of Riesling Icewine Juice on Yeast
Performance and Wine Acidity”, puncak konsentrasi sel menjadi lebih rendah dan
tingkat pertumbuhan menjadi lambat karena konsentrasi meningkat (Pigeau et al.,
2007). Apabila konsentrasi sel berkurang maka pertumbuhan menjadi lambat. OD akan
kembali naik setelah melewat N48 (semua kelompok mengalami kenaikan, kecuali
kelompok A4). Seharusnya OD semakin berkurang karena memasuki fase kematian.
Kesalahan mungkin dapat terjadi karena kuvet yang digunakan kurang bersih, karena
kuvet yang kotor dapat diakibatkan karena kuvet digunakan secara bergantian untuk
pengukuran lainnya. Selain itu, kesalahan ini juga dapat disebabkan karena penempatan
kuvet yang tidak tepat dan adanya gelembung dalam larutan yang dapat menyebabkan
kesalahan pembacaan pada spektrofotometer.
Kemudian hubungan jumlah sel dengan OD, yaitu semakin banyak massa sel yang
terdapat dalam suspensi, maka akan semakin banyak sinar yang dihamburkan yang
berarti OD akan semakin tinggi (Fardiaz, 1992). Dari hasil yang diperoleh, semakin
banyak jumlah sel maka nilai OD semakin meningkat karena semakin banyak sinar
yang dihamburkan. Akan tetapi pada semua kelompok menghasilkan nilai OD yang
turun dan naik meskiupn jumlah sel meningkat. Berarti hal ini tidak sesuai dengan teori
yang ada. Kesalahan ini mungkin dapat disebabkan karena kesalahan praktikan dalam
menghitung jumlah sel. Selain itu juga dapat disebabkan karena kesalahan pembacaan
spektrofotometer.
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.00000
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan OD
A1A2A3
OD
Jum
lah
Sel
3. KESIMPULAN
Cider diperoleh
melalui fermentasi sari buah
atau bauh lainnya yang
mengandung pati dengan atau
tanpa penambahan gula oleh
sel khamir.
Cider merupakan
minuman dengan kadar alkohol yang rendah.
Fermentasi dengan menggunakan Saccharomyces cereviceae menghasilkan
karbondioksida dan etanol.
Pertumbuhan massa sel dapat dihitung menggunakan metode Haemocytometer.
Nilai OD berbanding lurus dengan jumlah sel.
Hubungan jumlah sel dengan waktu yaitu, jumlah sel akan meningkat pada N0
sampai N48 kemudian jumlah sel akan menurun pada N72 sampai N96.
Total asam yang semakin rendah akan menurunkan jumlah sel karena substrat yang
digunakan sebagai media pertumbuhan yeast semakin berkurang karena terjadi
peningkatan jumlah alkohol.
Semakin banyak jumlah sel (semakin cepat pertumbuhan), maka akan
mengakibatkan pH meningkat yang menyebabkan alkohol meningkat dan
menyebabkan sel yeast akan mati.
OD akan mengalami penurunan yang disebabkan karena volume cider dan jumlah sel
semakin berkurang akibat pengambilan sampel.
Semakin banyak massa sel yang terdapat dalam suspensi, maka akan semakin banyak
sinar yang dihamburkan yang berarti OD akan semakin tinggi.
Semarang, 24 Mei 2014Praktikan, Asisten dosen,
- Andriani Cintya A.- Meilisa Lelyana D.- Stella Mariss H.
21
N0 N24 N48 N72 N960
100000000200000000300000000400000000500000000600000000700000000800000000900000000
Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan Waktu
A1A2A3A4A5
Waktu
Jum
lah
Sel
22
Rency Gista Anindya11.70.0031
4. DAFTAR PUSTAKA
Canbas, Ahmet., Aysun Sener and M.Umit Unal. 2007. The Effect of Fermentation Temperature on the Growth Kinetics of Wine Yeast Species. Turk J Agric for 31, 349-354.
Chen, Yu-wei. 2011. Automatic Cell Counting for Haemocytometers Through Image Processing. National Chung-Cheng University. Taiwan.
Fardiaz, S. 1992. Mikroorganisme Pangan 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Galaction, Anca-Irina., Anca-Marcela Lupasteanu and Dan Cascaval. 2010. Kinetic Studies on Alcoholic Fermentation Under Substrate Inhibition Conditions Using a Bioreactor with Stirred Bed of Immobilized Yeast Cells. The open Systems Biology Journal,3,9-20.
Jameel, Ahmad Tariq., Farah Ahmad, Mohd Hider Kamarudin, and Maizirwan Mei. 2011. Study of Growth Kinetic and Modeling of Ethanol Production by Saccharomyces cereviseae. African Journal of Biotechnology Vol 16(81).
Judoamidjojo, M., A. A. Darwis, dan E. G. Sa’id. 1992. Teknologi Fermentasi. Edisi 1. Rajawali Press, Jakarta.
Kumalasari, I. J. 2011. Pengaruh Variasi Suhu Inkubasi terhadap Kadar Etanol Hasil Fermentasi Kulit dan Bonggol Nanas (Ananas sativus). Skripsi. Universitas Muhammadiyah Semarang, Semarang.
Kunaepah, U. 2008. Pengaruh Lama Fermentasi dan Konsentrasi Glukosa terhadap Aktivitas Antibakteri, Polifenol Total dan Mutu Kimia Kefir Susu Kacang Merah. Tesis. Universitas Diponegoro, Semarang.
Nogueira, A., J.M.Le Quere, P.Gestin, A.Michel, G.Wosiacki and J.F.Drilleau. 2008. Slow Fermentation in French Cider Processing due to Partial Biomass Reduction. J.Inst.Brew.114(2),102-110.
Pelezar, Michael J. & Chan. E.C.S. 1976. Turbidimetric Measurement of Plant Cell Culture Growth. Massachussets : MIT
Pigeau, G. M.; E. Bozza; K. Kaiser & D. L. Inglis. 2007. Concentration Effect of Riesling Icewine Juice on Yeast Performance and Wine Acidity. Journal of Applied Microbiology ISSN 1364-5072.
23
24
Rahman, A. 1992. Teknologi Fermentasi. Penerbit Arcan. Jakarta.
Ranganna. 1978. Analysis of Fruit and Vegetable Product. The AVI Publ. Co. Inc.
Realita, Tita dan M. Sumanti, Debby. 2010. Teknologi Fermentasi. Widya Padjajaran. Bandung
Roukas, T. 1994. Continuous Ethanol Productions From Carob Pod Extract By Immobilized Saccharomyces Cerevisiae In A Packed Bed Reactor. J Chem Technology Biotecnhol. 59:387‐393.
Rubio dan M. A. Texeira. 2005. Comparative Analiysis Of The Gal Genetic Switch Between Not-So-Distant Cousins: Saccharomyces Cerevisiae Versus Kluyveromyces Lactis. FEMS Yeast Res. 5:1115-1128.
Saravanan, V., K. Manikandan, T. Viruthagiri. 2008. Kinetics Studies on Ethanol Production from Banana Peel Wate Using Mutant Strain of Saccharomyces cereviceae. Indian Journal of Biotechnology Vol 7, pp 83 – 88.
Schlegel, H.G. & K, Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Winarno, F.G., S. Fardiaz dan D. Fardiaz. 1984. Pengantar Teknologi Pangan. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
5. LAMPIRAN
5.1. Perhitungan
Kelompok A1
Total asam =
ml NaOH x Normalitas NaOH x 19210 ml sampel
N0 =
13,2 x 0,1 x 19210 = 25,344 mg/ml
N24 =
12,4 x 0,1 x 19210 = 23,808 mg/ml
N48 =
12,2 x 0,1 x 19210 = 23,424 mg/ml
N72 =
10 x 0,1 x 19210 = 19,2 mg/ml
N96 =
10,2 x 0,1 x 19210 = 19,584 mg/ml
Jumlah sel/cc =
1Volume petak
x rata− rata jumlah m. o tiap petak
Volume petak = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,01 mm
= 0,00025 mm3
= 0,00000025 cc
= 2,5 . 10-7 cc
N0 Rata-rata m.o tiap petak =
11 + 9 +15 + 104 = 11,25
Jumlah sel/cc =
12,5 .10-7
x 11,25= 4,5 . 107
N24 Rata-rata m.o tiap petak =
41 + 25 +18 + 224 = 26,5
25
26
Jumlah sel/cc =
12,5 .10-7
x 26,5= 10,6 . 107
N48 Rata-rata m.o tiap petak =
53 + 57 +62 + 514 = 55,75
Jumlah sel/cc =
12,5 .10-7
x 55,75= 22,3 . 107
N72 Rata-rata m.o tiap petak =
60 + 86 +82 + 924 = 80
Jumlah sel/cc =
12,5 .10-7
x 80= 32 . 107
N96 Rata-rata m.o tiap petak =
208 + 172 +244 + 1804 = 201
Jumlah sel/cc =
12,5 .10-7
x 201= 80,4 . 107
5.2. Jurnal
5.3. Laporan Sementara