kinetika hanna r 12.70.0147 c4

22
Acara I KINETIKA FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGAR LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI FERMENTASI Disusun oleh: Hanna Ratnadya 12.70.0147 C4 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Upload: james-gomez

Post on 06-Nov-2015

219 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

pengujian fermentasi sari apel dengan haemocytometer, total asam, pH, dan absorbansi

TRANSCRIPT

KINETIKA FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGAR

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMTEKNOLOGI FERMENTASI

Disusun oleh:Hanna Ratnadya12.70.0147C4

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2015Acara I

1. HASIL PENGAMATAN

Pada praktikum kinetika fermentasi didalam produksi minuman vinegar dilakukan pengamatan selama 5 hari yang meliputijumlahmikroorganisme yang tumbuh, optical density, pH, dan total asam. Hasil pengamatan tersebut tersaji dalamTabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengamatan Kinetika Fermentasi didalam Produksi Minuman VinegarKelompokPerlakuanWaktumo tiap petakRata- Ratamo tiap petakRata- Ratamo tiap ccOD(nm)pHTotal Asam(mg/l)

1234

C1Sari ApelN0548522104x10-70,14643,387,68

+N48487077496124,4x10-70,54853,269,98

S.cereviseaeN72508375486425,6x10-70,74513,2311,52

N96799372888333,2x10-70,95523,1912,09

N12015315516012014758,8x10-71,54143,0912,48

C2Sari ApelN021182817218,4x10-70,15473,5411,52

+N48304335443815,2x10-70,58013,3711,52

S.cereviseaeN72547068566224,8x10-70,52543,3111,90

N96596362686325,2x10-70,62003,2111,90

N1209810488949638,4x10-71,43913,1111,52

C3Sari ApelN022252318228,8x10-70,18493,5211,90

+N48506056625722,8x10-70,50223,3912,48

S.cereviseaeN72706855676526x10-70,64033,2812,67

N96248164166140179,571,8x10-70,72863,1913,44

N12065671118481,7532,7x10-71,59113,3313,06

C4Sari ApelN01921232020,758,3x10-70,15163,5513,82

+N48544547344518x10-70,64813,3112,67

S.cereviseaeN72768079737730x10-70,51753,2511,52

N9610596121133113,7545,2x10-70,64633,2211,71

N120987211010796,7538,7x10-71,02293,1910,94

C5Sari ApelN0722105114,4x10-70,18873,487,68

+N48483034323614,4x10-70,37773,208,23

S.cereviseaeN723844362836,514,6x10-70,73033,1812,56

N965045385246,2518,5x10-70,76023,2711,90

N120258232182172212,585x10-71,01513,4011,52

2. PEMBAHASAN

Praktikum yang dilakukan kali ini yaitu mengamati kinetika fermentasi dalam produksi minuman vinegar. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sari buah apel malang. Sari buah apel kemudian difermentasi dengan menggunakan biakan yeast. Lalu dilihat kinetika fermentasi selama 5 hari yang meliputi tingkat kepadatan sel, total asam, pH, dan absorbansi.

Fermentasi menurut Winarno et al (1980) merupakan kegiatan untuk menghasilkan CO2 dan alkohol dari pemecahan gula dari aktivitas mikroorganisme. Substrat yang biasa digunakan oleh mikroorganisme untuk bermetabolisme adalah substrat yang kaya akan kandungan karbon dan nitrogen. Mikroorganisme akan menggunakan terlebih dahulu substrat yang memiliki sumber karbon, setelah sumber karbon habis, mikroorganisme akan menggunakan nitrogen untuk melakukan metabolisme. Hasil akhir fermentasi bisa dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain jenis mikroorganisme yang digunakan, jenis substrat yang digunakan, dan proses metabolisme mikroorganisme (Winarno et al, 1980).

Mula-mula sari apel Malang sebanyak 250 ml di ditempatkan dalam botol kemudian ditutup dengan plastik dan diiket lalu disterilisasi. Sterilisasi dilakukan untuk membunuh mikroorganisme kontaminan yang tidak diinginkan selama proses fermentasi (Potter & Hotchkiss, 1995). Setelah dilakukan sterilisasi, sari apel malang didinginkan terlebih dahulu agar biakan yeast tidak mati karena yeast digunakan adalah S. Cerevisiae dimana yeat ini tidak tahan panas (Muljohardo, 1988). Kemudian setelah didiginkan, ditambahkan sebanyak 30 ml biakan yeast secara aseptis. Perlakuan yang aseptis ini bertujuan agar selama proses fermentasi tidak terjadi kontaminasi sehingga selama proses fermentasi hanya tumbuh satu spesies (Hadioetomo, 1993). Setelah dilakukan inokulasi selanjutnya sari apel malang di inkubasi selama 5 hari pada suhu ruang (25-30C) karena pada suhu ruang ini khamir akan tumbuh secara optimum (Fardiaz, 1992). Inkubasi dilakukan sambil diberi perlakuan shaker atau penggoyangan. Pemberian perlakuan shaker bertujuan untuk mencegah terhambatnya kecepatan transfer oksigen dan meningkatkan kecepatan aliran udara. Selain itu, tujuan dari shaker yaitu untuk menghomogenkan sari apel malang dengan sel mikroorganisme (Said, 1987). Selama 5 hari dan setiap 24 jam dilakukan pengambilan sampel sebanyak 30 ml secara aseptis untuk diuji tingkat kepadatan S. Cerevisiae, total asam, pH, dan absorbansinya.

Dalam praktikum fermentasi sari buah apel malang, mikroorganisme yang digunakan adalah yeast. Spesies yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae karena dengan bantuan mikroorganisme ini glukosa dalam buah apel dapat dipecah menjadi alkohol dan CO2. Kandungan alkohol pada cider sekitar 6,5% hingga 8% (Rahman, 1992).

2.1 Pengukuran biomassa dengan haemocytometerPengukuran tingkat kepadatan Saccharomyces cerevisiae dilakukan dengan menggunakan alat haemocytometer. Mula-mula sampel diteteskan keatas haemocytometer kemudian ditutup dengan penutup preparat. Sampel yang berada di atas haemocytometer tidak boleh membentuk gelembung karena akan menyulitkan perhitungan. Haemocytometer merupakan alat yang digunakan untuk menghitung jumlah mikroorganisme di bawah mikroskop dengan bantuan petak-petak kecil (Hadioetomo, 1993). Haemocytometer terdiri dari sembilan kotak yang terpisahkan oleh 3 garis. Didalam sembilan kotak tersebut terdapat 16 kotak kecil. Cara penghitungan sel-selnya yaitu dengan menghitung sel-sel khamir di dalam empat kotak besar berdekatan (Atlas, 1984). Rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dapat diketahui dengan merata-rata jumlah mikroorganisme pada kotak 4x4 yang telah ditentukan. Sedangkan untuk menentukan setiap cc nya didapatkan dengan membagi rata-rata per jumlah mikroorganisme tiap petak dengan volume petak. Nilai rata-rata per jumlah mikroorganisme tiap petak sebanding dengan nilai rata-rata per jumlah mikroorganisme tiap cc. Pengukuran jumlah mikroorganisme ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana fermentasi dapat menghasilkan etanol dari hasil reduksi gula sari apel malang.

Berdasarkan tabel 1, diketahui bahwa semaki lama waktu fermentasi, jumlah sel/cc semakin banyak. Jumlah sel akan meningkat dengan semakin lama waktu fermentasi, akan tetapi pada waktu tertentu akan mengalami penurunan karena pertumbuhannya maksimal (Pigeau et al, 2007). Pada waktu tertentu jumlah sel akan menurun karena pertumbuhannya menurun karena pertumbuhannya telah maksimal, yaitu pada fase stasioner. Peningkatan yeast akan terjadi ada jam ke 24-48. Pada jam ke 48, peprtumbuhan yeast berada pada fase eksponensial dimana jumlah yeast akan meningkat sangat tinggi. Tapi dengan meningkatnya jumlah yeast, maka semakin banyak pula konsumsi karbon oleh yeast. Karena jumlah gula yang terbatas, maka yeast akan kehilangan kemampuan dalam memfermentasi dan mengalami fase stasional karena keterbatasan substrat. Kemudian yeast akan mati karena habisnya sumber makanan (Triwahyuni et al, 2012).

2.2 Penentuan OD (Optical Density)Pengukuran jumlah mikroorganisme juga dapat dilakukan dengan mengukur optical density dengan menggunakan spektrofotometer. Panjang gelombang yang digunakan perlu diperhatikan dan disesuaikan dengan kemampuan zat yang diuji (Ewing, 1976). Panjang gelombang yang digunakan dalam pengukuran jumlah mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae ini adalah 660 nm.

Berdasarkan hasil pengamatan, dapat diketahui bahwa optical density tiap kelompok semakin meningkat ketika waktu fermentasi semakin lama. Meningkatnya absorbansi ini menjunjukkan bahwa semakin banyak jumlah sel. Hal ini didukung oleh pernyataan Pelezar & Chan (1976) dimana jumlah sinar yang dihambat akan berbanding lurus denagn massa sel yang ada, sehingga semakin banyak jumlah sel maka sinar yang dihamburkan akan semakin banyak. Namun pada kelompok C2 dan C4 mengalami fluktuasi. Kesalahan ini mungkin dikarenakan adanya pengotor pada larutan. Pengotor bisa saja didapat dari ampas apel yang tertinggal sehingga akan menghalangi sinar yang masuk. Selain itu kuvet yang tergores, adanya gelembung udara dalam larutan, dan panjang gelombang yang tidak sesuai juga bisa menjadi salah satu faktor kesalahan pada saat pengukuran absorbansi (Pomeranz & Meloan, 1994).

Dari data tabel dapat dilihat pula bahwa semakin lama waktu fermentasi, semakin tinggi Odnya. Hal ini dikarenakan semakin lama waktu fermentasi, maka jumlah sel akan semakin banyak. Namun berbeda dengan kelompok C2 dan C4 mengalami fluktuasi. Kesalahan ini mungkin dikarenakan adanya pengotor pada larutan. Pengotor bisa saja didapat dari ampas apel yang tertinggal sehingga akan menghalangi sinar yang masuk. Selain itu kuvet yang tergores, adanya gelembung udara dalam larutan, dan panjang gelombang yang tidak sesuai juga bisa menjadi salah satu faktor kesalahan pada saat pengukuran absorbansi (Pomeranz & Meloan, 1994). Hasil pengamatan yang tidak sesuai ini juga dimungkinkan karena perlakuan shaker yang tidak sempurna sehingga transfer oksigen terhambat dan pertumbuhan yeast tidak optimal (Rahman, 1992).

2.3 Pengukuran pH minuman vinegarAnalisis ini dilakukan dengan mengambil larutan sampel sabanyak 10 ml yang kemudian ke dalam beaker glass. Selanjutnya pH sampel cider apel malang diukur dengan menggunakan pH meter dan hasil dari setiap kelompok dicatat dan dibandingkan.

Dari data hasil pengamatan dapat diketahui bahwa rata-rata semakin meningkatnya jumlah sel mikroba, maka nilai pH juga akan meningkat. Tapi menurut Escalante et al (2012), nilai pH tidak dipengaruhi oleh jumlah mikroorganisme yang tumbuh selama fermentasi. Jika jumlah mikroorganisme menurun atau meningkat, pH larutan tidak akan berubah.

2.4 Penentuan Total Asam di Dalam Sampel Cider Apel selama FermentasiMula-mula 10 ml sampel cider apel diambil dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N. Titrasi dilakukan dengan indikator PP hingga larutan sampel berubah warna menjadi kecoklatan. Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi akan digunakan untuk mengetahui total asam selama fermentasi dengan memasukkan data tersebut ke dalam rumus berikut:Total asam (mg/ml) =

Penggunan NaOH 0,1N juga telah sesuai dengan pernyataan Petrucci & Suminar (1987) bahwa titrasi dilakukan dengan larutan standar berupa basa atau asam kuat yang telah diketahui konsentrasinya. Menurut Solomon (1983) indikator PP akan mengalami perubahan warna dari colorless / tidak berwarna pada kondisi asam atau netral, menjadi kecoklatan di kondisi basa di saat titik akhir titrasi.

Berdasarkan tabel hasil pengamatan dapat dilihat bahwa total asam akan meningkat ketika jumlah biomassa meningkat. Hal ini dikarenakan karena selama proses fermentasi yeast akan menghasilkan asams. Selama proses fermentasi berlangsung, Saccharomyces cerevisiae akan menghasilkan beberapa senyawa asam (Escalante et al, 2012). Senyawa yang terdapat dalam cider yaitu asam asetat dan asam suksinat. Senyawa utama yang dihasilkan adalah alkohol. Senyawa alkohol dan senyawa asam memberikan kontribusi dalam pembentukan aroma.3. KESIMPULAN

Fermentasi merupakan oksidasi anaerobik suatu komponen oleh enzim mikroorganisme untuk menghasilkan energi. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme adalah nutrien dalam substrat, suhu, kelembaban, oksigen dan pH. pH optimum untuk pertumbuhan yeast ialah pada kisaran pH 3,5 6,5 dan pada suhu 28-320C. Perlakuan inkubasi menggunakan shaker bertujuan untuk mensuplai oksigen pada media dan dalam penggunaannya dengan sumber karbon untuk membantu pertumbuhan mikrobia secara aerobik. Pembentukan alkohol dalam proses pertumbuhan yeast dapat mengurangi jumlah biomassa sel. Keenam fase pertumbuhan mikroorganisme adalah lag fase, accelerate fase, log fase, decelerate fase, stationary fase serta death fase. Pertumbuhan yeast yang baik dapat terjadi jika kelembaban relatif mampu dipertahankan dalam kisaran 86 - 90%. Pengamatan kepadatan sel dilakukan dengan haemocytometer, tetapi harus diperhatikan tentang kepekatan sampel yang akan diuji apakah memerlukan pengenceran atau tidak. Cuka apel yang dihasilkan akan meningkat kekeruhannya seiring dengan waktu inkubasi dan menyebabkan hasil OD juga semakin besar. pH yang dihasilkan akan semakin rendah selama 5 hari inkubasi karena jumlah sel yeast semakin banyak yang akan memproduksi metabolit seperti alkohol atau asam organik lainnya.

Semarang, 3 Juli 2014Praktikan,Asisten DosenHanna RatnadyaMetta Meliani(12.70.0147)4. DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, F., Jameel, A.T., Kamarudin, M.H., & Mel, M. (2011). Study of Growth Kinetic and Modeling of Ethanol Production by Saccharomyces cerevisae. African Journal of Biotechnology Vol. 16(81), pp. 18842-18846. Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.

Atlas, R. M. (1984). Microbiology Fundamental and Applications. Mac Millard Publishing Company. New York.

Braddy, et al. (1999). Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi 5 Jilid 1. Binarupa Aksara. Jakarta.

Cappuccino, J.G. & N. Sherman. (1983). Microbiology a Laboratory Manual. Addison - Wesley Publishing Company, Inc. Canada.

Clark, Jim. (2007). Hukum Beer-Lambert. http://www.chem-istry. org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_serapan_ultraviolettampak__uvvis_/hukum_beer_lambert/ Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.

Ebbing, G. W. (1976). Instrumental Methods of Chemichal Analysis. Mc Grow Hill Book Company. USA.

Ewing, G. W. (1982). Instrumental Methods of Chemical Analysis. Mc Grow Hill Book Company. USA.

Fatimah, Lia, F., & Rahmasari, L. (2013). Kinetika Fermentasi Alkohol Dari Buah Salak. Jurnal Teknik Kimia USU, Article in press. Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.

Hadioetomo, R. S. (1993). Mikobiologi Dasar dalam Praktek, Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. P. T. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Kwartiningsih, E dan Ln. Nuning S.M. (2005). Fermentasi Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar. Ekuilibrium 4(1) : 8-12.

Matz, SA. (1992). Bakery Technology and Engineering, 3th edition. Van Nostrand Reinhold. New York.

Pelezar, M.J. and Chan, E.C.S. 1976. Turbidimetric Measurement of Plant Cell Culture Growth. Massachussets : MIT.

Petrucci, R.H. dan Suminar. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Rahman, A. (1992). Teknologi Fermentasi. Penerbit Arcan. Jakarta.Said, G. (1987). Bioindustri Penerapan Teknologi Fermentasi.Mediyatama Sarana Perkasa.Jakarta.

Sharma, J.L. & S. Caralli. (1998). A Dictionary of Food & Nutritions. CBS Publishers & Distributors. New Delhi.

Shuler, L.M. (1989). Bioprocess Engineering Basic Concepts. Prentice Hall international Incorporation. London.

Stanburry, P. F. & Whitaker. ( 1984 ). Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press. New York.

Sudarmadji,S., Bambang H. & Suhardi. (1984). Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan & Pertanian. Liberty. Yogyakarta.

Utami, R., Andriani, MAM., Putri, Z.A. (2010). Kinetika Fermentasi Yoghurt Yang Diperkaya Ubi Jalar (Ipomea batatas). Caraka Tani XXV No.1 Maret 2010. Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.

Volk, W.A. & M F. Wheeler. (1990). Mikrobiologi Dasar. Erlangga. Jakarta.

Vucuruvic, V.M., Razmovski, R.N.,& Popov, S.D. (2009). Ethanol Production Using Saccharomyces cereviceae Cells Immobilised On Corn Stem Ground Tissue. Journal of Industrial dan Aricultural No 116, 315322. Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.

Winarno, F. G. (1984). Pengantar Teknologi Pangan. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Winarno, F. G. ; S. Fardiaz & D. Fardiaz. (1980). Pengantar Teknologi Pertanian. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Yuliana, N. (2008). Kinetika Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat Isolat T5 Yang Berasal Dari Tempoyak. Jurnal Teknologi Industri dan Hasil Pertanian Volume 13, No. 2. Diakses pada tanggal 30 Juni 2014.