lapres wine apel

Laporan Resmi Praktikum Mikrobiologi Teknik

PEMBUATAN WINE

Laboratorium Mikrobiologi TeknikJurusan Teknik Kimia FTI-ITS

1


LAPORAN RESMI

PEMBUATAN WINE

I. Tujuan

Mempelajari proses fermentasi glukosa menjadi ethanol oleh yeast

(fermipan).

II. Data Pengamatan

No Yang diamati pH ∑ cell/ml (dengan

counting chamber)

Absorbansi (O.D.) pada

λ1 (dengan

Spectrophotometer)

1 Media 4 - 0,098

2 Starter 4 15.916.666 0,982

3 Fermentor pada t=0 4 2.333.333 0,1236

4 Fermentor pada

t=12

4 2.783.333 0,203

5 Fermentor pada

t=24

4 3.166.666 0,159

6 Fermentor pada

t=36

4 4.166.666 0,1071

7 Fermentor pada

t=48

3 3.033.333 0,158

Pengamatan pada t=0 jam

Bau = seperti adonan roti

Rasa = sedikit asam

Kadar Ethanol = -63,4 %


2


Pengamatan pada jam ke-12 jam

Bau = seperti bau tape

Rasa = tanpa rasa

Kadar Ethanol = 4,57 %


Bau = seperti tape campur tuak

Rasa = sedikit pahit



Bau = seperti tape campur tuak

Rasa = sedikit pahit



Bau = bau tuak

Rasa = asam


III. Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari proses fermentasi glukosa dari

sari apel menjadi ethanol oleh yeast (fermipan). Perlu diketahui pengertian

dari fermentasi adalah perubahan struktur kimia dari bahan-bahan organik

dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai

biokatalis. Dalam percobaan ini sebelum fermentasi bakteri dibiakkan dalam

starter terlebih dahulu. Tujuannya adalah supaya mikroba dapat beradaptasi

dengan media. Media dan starter adalah sari apel murni tanpa bahan

tambahan lain. Kadar glukosa dalam apel adalah 2,4 gr/100 gr.

(http://www.wikipedia.org)


3


Starter disimpan dalam inkubator selama 3 jam, tujuannya ialah untuk

mengoptimalkan pertumbuhan bakteri.

Percobaan ini menggunakan fermipan yang mengandung bakteri

Saccharomyces cerevisiae yang bersifat fakultatif anaerobik. Pada kondisi

aerobik sebagai akseptor elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik

adalah oksigen. Pemanfaatan pada keadaan ini menghasilkan penambahan

biomassa sel dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

C6H12O6 CO2 + H2O + biomassa sel

Pada kondisi anaerobik, Saccharomyces cerevisiae menggunakan senyawa

organik sebagai akseptor terakhir pada jalur reaksi bioenergetik. Dalam hal

ini yang digunakan glukosa dari substrat dengan hasil akhir perombakan

berupa alkohol (ethanol), aldehid, asam organik, dan fussel oil. Reaksi yang

terjadi ialah :

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + produk samping

Pada percobaan ini digunakan glukosa sebagai substrat utama. Hal ini

disebabkan struktur model glukosa yang sederhana sehimgga mudah

digunakan oleh Saccharomyces cerevisiae.

(http://www.che.itb.ac.id)

Dalam percobaan pembuatan wine ini sari buah dipanaskan sebanyak dua

kali, proses ini disebut pasteurisasi. Tujuannya ialah untuk sterilisasi, yaitu

membunuh mikroba-mikroba yang mungkin telah terlebih dahulu

mengkotaminasi sari buah yang dalam hal ini adalah sari buah apel.

( http://www.google.com)

Dari persamaan reaksi diatas, dapat diketahui bahwa fermentasi

menghasilkan CO2, adanya CO2 dapat dideteksi dari endapan yang terbentuk

dalam air kapur. Menurut reaksi :

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2

Air kapur endapan air kapur

Dalam percobaan yang telah dilakukan, terbentuk endapan tipis pada air

kapur, hal ini membuktikan bahwa fermentasi dari percobaan ini juga

menghasilkan CO2. Jumlah sel mikroba pada starter adalah 15.916.66 sel/ml

dengan OD 0,982. Jumlah sel menurun drastis setelah starter dicampur


4

http://www.che.itb.ac.id/


dengan media sehingga jumlah sel dalam fermentor pada t=0 adalah

2.333.333 sel/ml. Namun jumlah bakteri dalam proses fermentasi terus

bertambah. Pada pengamatan jam ke-0 dan jam ke-36 mengalami kenaikkan

jumlah sel. Hal ini dapat terjadi karena pada jam ke-0 bakteri memasuki fase

adaptasi, untuk menyesuaikan dengan substrat dan kondisi lingkungan

disekitarnya. Pada fase ini juga berlangsung seleksi, hanya mikroba yang

dapat mencerna nutrisi dalam medium untuk pertumbuhannnya itulah yang

bertahan hidup. Lamanya fase ini bervariasi, dapat cepat atau lambat

bergantung dari kecepatan penyesuaian dengan lingkungan disekitarnya.

Lamanya fase adaptasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya :

1. Medium dan lingkungan pertumbuhan sel dalam medium dan lingkungan

pertumbuhan sama seperti medium dan lingkungan sebelumnya, mungkin

tidak diperlukan waktu adaptasi. Tetapi jika nutrien yang tersedia dan

kondisi lingkungan yang baru sangat berbeda dengan yang sebelumnya,

diperlukan waktu penyesuaian untuk mensintesis enzim-enzim yang

dibutuhkan untuk metabolisme.

2. Jumlah inokulum, jumlah awal sel yang semakin tinggi akan mempercepat

fase adaptasi.

Beberapa jam setelahnya(jam ke-0 keatas) terjadi pertumbuhan

awal, yaitu sel mulai membelah. Pada jam ke-0 jumlah sel dengan metode

counting chamber sebanyak 2.333.333 sel/ml dan O.D sebesar 0,1236. Lalu

pada jam ke-12 mengalami fase pertumbuhan awal dimana sel mulai

membelah dengan kecepatan yang rendah. Pada jam ke-12 ini jumlah sel

dengan metode counting chamber sebanyak 2.783.333 sel/ml dan O.D

sebesar 0,203. Lalu pada jam ke-24 jumlah sel dengan metode counting

chamber sebanyak 3.166.666 sel/ml dan O.D sebesar 0,159. Lalu pada jam

ke-36 mengalami fase pertumbuhan logaritmik di mana kecepatan

pertumbuhan sel bakteri paling tinggi di antara selang waktu lainnya, hal ini

bisa dilihat berdasarkan grafik jumlah sel vs waktu. Pada jam ke-36 ini

jumlah sel dengan metode counting chamber sebanyak 4.166.666 sel/ml

dan O.D sebesar 0,1071.


5


Lalu pada jam ke-48 mengalami fase menuju kematian dan fase kematian,

dimana pada fase ini sebagaian populasi jasad renik mulai mengalami

kematian karena nutrien dalam medium sudah berkurang dan energi

cadangan dalam sel juga banyak yang berkurang. Pada jam ke-48 ini jumlah

sel dengan metode counting chamber sebanyak 3.033.333 sel/ml dan O.D

sebesar 0,158.

IV. Jawaban Pertanyaan

1. Perubahan glukosa menjadi ethanol oleh yeast sebenarnya dilakukan oleh

aktifitas enzim-enzim yang terdapat di dalam yeast. Dapatkan skema siklus


6


glikolisis dari literatur yang menjelaskan hal ini. Sebutkan dengan lengkap

literatur yang saudara pakai (Judul, pengarang, penerbit, tahun, dll)!

Jawab : Karbohidrat

Glukose

Asam suksinat Asam asetat+

Asam format Hidrogen+

Asam propionat+ Karbon diokside

Karbon diokside Asam laktat

Asetilmetil karbinol Asam piruvat Asetaldehide

2,3-Butilen glikol Etil alkohol

Asam oksaloasetat+Asetil KoA+CO2 Asetil KoA

Asam asetat

Ke siklus asam trikarboksilat Asam asetoasetat

Aseton Asam butirat

Asam β-hidroksibutirat

Isopropil alkohol Butil alkohol

Sumber : Pelczar, J. Michael. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta:

UI Press.

2. Dari siklus glikolisis, sebutkan enzim apa saja yang berperan di dalam

fermentasi glukosa menjadi ethanol!

Jawab :

- Invertase : enzim yang mengubah sukrosa menjadi glukosa

- Zymase : enzim yang mengubah glukosa menjadi ethanol

- Amilase : enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi

maltosa (disakarida), menurut reaksi :

2(C6H10O5)n + nH2O nC12H22O11

- Maltase : enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa

C12H22O11 + H2O 2C6H12O6

- Sukrase : enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan

fruktosa


7


- Laktase : enzim yang mengubah laktosa menjadi glukosa dan galktosa

3. Produk apa saja yang mungkin terbentuk selama proses fermentasi glukosa

menjadi ethanol?

Jawab :

Peristiwa perubahan:

Glukosa glukosa-6-fosfat Fruktosa 1,6 difosfat 3 fosfogliseral

dehid (PGAL) / Triosa fosfat Asam pirvat Ethanol.

Jadi hasil dari glikolisis :

- 2 molekul asam piruvat

- 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi

- 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa

- 2 molekul CO2

- Serta mengeluarkan energi sebesar +31,2 kkal

4. Jelaskan fungsi dari starter! Apa beda proses yang ada pada pembuatan

starter dibanding dengan proses fermentasi? Apa yang terjadi jika tidak

digunakan starter?

Jawab : Starter berfungsi untuk menyiapkan mikroba pada kondisi optimum

(maximum growth phase) sebelum dicampurka ke dalam media. Bedanya

adalah pada starter, mikroba hanya disiapkan untuk mencapai kondisi

optimum pertumbuhannya saja, tidak sampai menghasilkan produk dalam

jumlah besar (produk yang dihasilkan kecil jumlahnya dan dapat diabaikan).

Jika tidak diberi starter, proses fermentasi akan berlangsung lebih lama

karena mikroba masih belum beradaptasi dengan lingkungan pada media

sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menjalankan reaksi.

5. Mengapa pH pada proses fermentasi sangat penting? Jika pH selama proses

fermentasi dibiarkan (tidak dikontrol), bagaimana kecenderungan

perubahannya menurut siklus glikolisis yang ada (apakah cenderung naik

atau turun)? Bandingkan dengan hasil yang saudara dapatkan!

Jawab :

- Beberapa genus mikroba ada yang dapat hidup pada pH asam yang tinggi

atau rendah. Kadar asam ini dapat berasal dari proses fermentasi itu sendiri

atau sengaja ditambahkan. Dengan adanya lingkungan yang asam pada pH


8


tertentu, diharapkan hanya akan ada satu jenis mikroba saja yang akan

berkembang (tumbuh dominan)

- Cenderung turun, karena kita menggunakan substrat buah mangga yang

relatif asam, secingga siklus glikolisisnya cenderung turun.

6. Setiap proses yang melibatkan mikroorganisme memiliki pH optimum dan

temperatur (T) optimum. Jelaskan mengapa pH atau T di bawah atau di atas

nilai optimum ini berakibat buruk pada proses fermentasi?

Jawab :

Jika pH berada di bawah atau di atas nilai pH optimum maka proses

fermentasi akanberlangsung lambat dan tidak sempurna, sedangkan jika

suhu lebih tinggi atau lebih rendah dari suhu optimum maka aktivitas

bakteri akan terhambat sehingga proses fermentasi juga akan berlangsung

lambat.

7. Apakah mungkin menggunakan berat fermentor sebagai cara untuk

menentukan kadar ethanol? Mengapa hal itu tidak dilakukan?

Jawab :

Kadar alkohol ditentukan dari kadar glukosa yang ada. Pada bakteri, tidak

dapat diketahui berapa jumlah enzim yang dihasilkan, selama ada enzim

maka reaksi fermentasi perubahan glukosa menjadi ethanol akan terjadi.

Sedangkan enzim hanya berfungsi sebagai biokatalisator yang hanya

berpengaruh pada laju reaksi pembentukan ethanol, tidak berpengaruh pada

besarnya ethanol yang dihasilkan.

8. Bandingkan kedua kurva pertumbuhan yang saudara dapatkan (pada 2.d.4).

Tentukan perbedaannya!

Jawab : Pada grafik jumlah sel vs waktu, kurva terus naik untuk t=0-36 jam.

Puncak kurva terjadi pada t=36 jam, setelah itu mengalami penurunan

yang cukup tajam pada t-48 jam. Sedangkan pada grafik OD vs waktu,

puncak kurva didapat pada t=12 jam, setelah itu menurun dan kembali

naik pada t=48 jam.

9. Bandingkan kurva pertumbuhan cell, buatlah konsep penentuan :

- Doubling time (g)

- Growth rate constant maximum (µmax)


9


Jawab :

Waktu generasi (g) adalah waktu yang diperlukan sel didalam suatu

populasi untuk membelah diri. Pada umumnya berlangsung konstan

dan relatif singkat (menit).

Apabila jumlah sel awal = X0, jumlah sel dalam populasi dapat

dinyatakan sebagai berikut :

Xt = X0 * 2n

log Nt = log N0 + n log2 log Xt – log X0 n =

log 2 log 3.033.333 – log 2.333.333

n = log 2

n = 0,378g = t/ng=126,8125

Selama fase eksponensial akan dicapai kecepatan pertumbuhan maksimum (max). kecepatan pertumbuhan maksimum sangat spesifik untuk masing-masing jenis mikrobia. Misal aspegillus nidulans mempunyai max = 0,36;ethylomonas methyanolytica max = 0,56

= (ln xt - ln xo)0.301.t

= 0,018519/jam

V. Kesimpulan

Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan dan perbandingan

dengan literatur dapat disimpulkan bahwa :

1. Fermentasi glukosa menjadi ethanol menghasilkan ethanol yang dapat

diukur dan dibuktikan dengan terbentuknya produk sampingan yaitu gas

CO2 yang mengeruhkan air kapur.

2. Kadar ethanol dalam larutan adalah 2,628 % w/w.

3. Puncak pertumbuhan mikroba terjadi pada t = 36 jam.

4. Puncak produksi ethanol terjadi pada t = 24 dan 36 jam.


10


5. Nilai OD maksimum terjadi t= 12 jam.

6. Setelah 36 jam mikroba mulai memasuki fase penurunan jumlah sel.

Daftar Pustaka

Pelczar,J. Michael dan E.C.S. Chan.2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi.

Jakarta : UI Press.

http://en.wikipedia.org/wiki

http://www.che.itb.ac.id

http://www.google.co.id


11

http://www.google.co.id/

http://www.che.itb.ac.id/

http://en.wikipedia.org/wiki

lapres wine apel

Documents