Optimalisasi Kuantitas dan Kualitas Produksi Yoghurt dan Cuka

dengan Katalisator Audiosonik

Oleh :

Rizal Pahlevi, Amd.A.K

A. LATAR BELAKANG

Latar belakang dari metoda pengembangan ini adalah penulis berpendapat

bahwa jika bunyi ultrasonik bisa digunakan sebagai pemercepat proses fermentasi

maka begitupun dengan bunyi audiosonik dapat pula digunakan sebagai

katalisator dalam proses fermentasi untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas

pada pembuatan yoghurt dan cuka karena keduanya merupakan gelombang

longitudinal.Tujuan pembuatan karya ilmiah ini adalah untuk meningkatkan

kreativitas di kota Magelang supaya menjadi pelopor yang dapat memproduksi

suatu produk dengan kualitas internasional dengan biaya murah dalam

produksinya.

B.MAKSUD DAN TUJUAN

Dengan pengembangan metode fermentasi ini diharapkan proses

fermentasi menjadi lebih efektif dan efisien. Ide pembuatan karya ilmiah ini ialah

dari sebuah teknologi yang berasal dari Jepang dalam memproses suatu larutan

gula menjadi alkohol dengan pemercepat dalam proses produksinya yaitu

menggunakan ultrasonik sehingga penulis berinisiatif mengganti katalisator yang

berupa ultrasonik dengan katalisator audiosonik.

Untuk mewujudkan karya ini penulis mengumpulkan beberapa literatur

yang mendukung bagaimana cara mempercepat proses fermentasi. Dari literatur

yang penulis dapatkan diperoleh hasil eksperimen yang membuktikan bahwa

gelombang audiosonik dapat digunakan untuk mempercepat proses fermentasi

sebagai pengganti dari gelombang ultrasonik akan tetapi percobaan ini dilakukan

pada produk yang berbeda yaitu pembuatan alkohol dari kulit pisang.

C. MANFAAT

Teknik ini bermanfaat untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas produk

hasil fermentasi sekitar 30 %.

D.SPESIFIKASI TEKNIK

Dalam proses pembuatannya, terjadi reaksi kimia sebagai berikut :

Karbohidrat >>> Disakarida >>> Monosakarida (Glukosa, Fruktosa dan

Galaktosa)

C6H12O6 >>> C2H5OH + CO2

C2H5OH + O2 >>> CH3COOH + H2O

Sehingga dapat disimpulkan bahwa proses fermentasi merupakan proses

pemecahan senyawa kompleks rantai panjang karbon menjadi senyawa rantai

karbon lebih pendek yaitu perubahan polisakarida menjadi monosakarida

dilanjutkan dengan proses perubahan zat gula menjadi alkanol.

Terdapat 2 perbedaan antara proses fermentasi alkohol dan cuka , yang

pertama yaitu pada proses pembuatannya, dalam proses pembuatan alkohol

larutan fermentasi harus dalam keadaan diaduk dan endapan diatas larutan harus

dihilangkan, Sedangkan pada proses fermentasi cuka endapan diatas larutan

dibiarkan, yang kedua yaitu pada fermentasi alkohol diusahakan tidak ada

oksigen yang ikut bereaksi ke larutan fermentasi, sedangkan pada fermentasi

cuka diharuskan adanya gas oksigen yang ikut bereaksi ke dalam reaktan.

Adapun indikasi bahwa proses fermentasi telah sempurna diantaranya

sebagai berikut :

1.Gelembung udara CO2 sudah tidak terbentuk.

2.Cairan sampel berubah warna total.

3.Terpisah antara cairan dan ampas.

Gambar Contoh Perlakuan Sampel 1

Sampel A

Sampel B

Sampel C

Gambar Contoh Perlakuan Sampel 2

Tanpa Musik

19000 Hz

(50 %)

19000 Hz

(90%)

Gambar Pengaturan Frekuensi 1

Gambar Contoh Perlakuan Sampel 3

Alat dan bahan yang diperlukan:

1. Toples 3(tiga) buah

2. Headset 1 buah

3. MP3 1 buah

4. Ragi 1 buah

5. Kulit pisang yang sudah diblender dan dipilih

Pertama kali yang dilakukan adalah membuat starter denagn cara

memfermentasi dahulu kulit pisang yang sudah diblender pad toples yang ditulisi

starter dengan catatan endapan diatas opermukaan cairan starter diambil dan

tidak perlu diaduk. Kemudian membuat cuka dengan langkah berikut:

1. Blender kulit pisang untuk disikan ke dua toples yang masing-masing

ditulisi A dan B. Kemudian setelah toples diisi kulit pisang yang sudah

diblender penulis encerkan masing-masing hingga 2/3 tinggi toples.

2. Siapkan tutup ke dua toples, masing-masing tutup diberi lubang untuk

selang CO2 dan untuk tutup yang toples A ditambah lubang untuk

headset.

3. Masukkan starter dan ragi ke masing-masing toples lalu tutup dengan

rapat.diamkan selama kurang lebih 3 hari.

Untuk menyempurnakan hasil fermentasi sampel di dihidrolisis dengan

HCl 10%, berikut ini gambaran perbandingan fermentasi dengan musik dan tidak

:

2/3 h

Keterangan :

Wadah merah = produk fermentasi dengan musik.

Wadah biru = produk fermentsi tanpa music

Parameter Spesifikasi

Musik > 7000 Hz

Sampel Kulit pisang

Penghidrolisis HCl 10 %

Speaker 5 Watt untuk wadah 1 Liter

Tabel Spesifikasi dan Perameter 1

Dari percobaan diatas akan diperoleh hasil yang berbeda,pada toples A

akan diperoleh cuka yang lebih jernih daripada toples B. Hal ini membuktikan

toples yang tidak diberi headset atau gelombang bunyi akan membutuhkan waktu

lebih lama untuk memfermentasikan seluruh kuklit pisang menjadi cuka

sedangkan yang diberi headset atau gelombang bunyi akan lebih cepat

memfermentsasi kulit pisang menjadi cuka indikasinya ditandai dengan

terbentuknya gelembung CO2 lebih cepat pada toples A dibandingkan toples B.

Ada beberapa teknik pengujian kualitas cuka, sebagai berikut:

1. Terbentuknya endapan diatas permukaan cairan fermentasi lebih banyak

pada toples A hal ini menandakan konsentrasi cuka yang dihasilkan lebih

besar. Alat yang dapat digunakan untuk menganalisis konsentrasi cuka

adalah HPLC dan GC.

2. Residu yang dihasilkan oleh toples A lebih sedikit daripada toples B. Hal

ini terlihat pada kejernihan larutan pada toples A dibandingkan toples B

dan juga dapat di ukur dengan alat GC.

Secara eksperimen penulis telah melakukan pengaruh audiosonik dalam

mempercepat fermentasi pada produk yang berbeda yaitu pada pembuatan

alkohol dengan ragi saccharomyces c., percobaan ini telah dilakukan di

laboratorium Akademi Kimia Bogor(2009), dengan hasil larutan fermentasi pada

botol yang diberi audiosonik lebih jernih dibandingkan dengan larutan hasil

fermentasi tanpa audiosonik, hal ini dapat diuji secara analisis kimia kualitatif

dengan tabung reaksi.Untuk hasil kuantitatif dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Sampel Persen alkohol sebelum destilasi

Produk dengan audiosonik 3,1 %

Produk tanpa audiosonik 2,5%

Tabel 1.Hasil produk fermentasi sebelum destilasi(Akademi Kimia Bogor (2009))

Setelah didestilasi hasilnya terlihat jelas perbedaan secara analisis

kuantitatifnya dengan hasil sebagai berikut :

Sampel Persen alkohol setelah 5 kali

penyulingan

Produk dengan audiosonik 70,90 %

Produk tanpa audiosonik 60,03%

Tabel 2. Hasil produk fermentasi setelah disuling (Akademi Kimia Bogor (2009))

Untuk tahap pengujian kedua, penulis memasukkan kedua sampel di atas

ke dalam sistem injeksi Gas Chromatography Akademi Kimia Bogor dengan

hasil bahwa 'peak' zat pengotor pada produk dengan audisonik lebih sedikit

bahkan pada pengujian secara duplo 'peak' pengotor tidak ada dibandingkan

dengan produk tanpa audiosonik.Dalam literatur yang penulis dapatkan, hal di

atas dapat terjadi karena proses fermentasi dengan bantuan energi gelombang

pada umumnya akan menghasilkan gelembung berukuran mikro yang memiliki

muatan parsial yang kuat jika dengan gelombang ultrasonik dan muatan parsial

lemah jika dengan audiosonik.

Mekanisme yang terjadi pada proses fermentasi dengan menggunakan

katalis audiosonik adalah reaktan yang diterpa oleh energi gelombang secara

simultan dalam suatu wadah, maka tegangan permukaan cairan akan meningkat

sehingga terjadi sedikit kenaikan suhu yang mengakibatkan endapan, zat

pengotor dan residu sebagian besar terurai menjadi kation-anion atau bentuk lain

yang masih bisa digunakan oleh ragi untuk proses pembelahan sel, kemudian

energi gelombang juga mengaktifkan pergerakan neutrino untuk memecah

senyawa pengotor yang berbentuk garam biasa maupun garam kompleks menjadi

kation-anion yang dapat digunakan ragi untuk fermentasi, hal inilah yang

mengakibatkan senyawa pengotor pada produk fermentasi dengan audiosonik

menjadi lebih sedikit bahkan tidak ada, dalam kata lain mekanisme ini dapat

meningkatkan kualitas produk hasil fermentasi.

Dengan demikian, akan terkumpul banyak muatan parsial yang mengisi

sistem larutan sehingga mendesak gelembung berukuran biasa menjadi

gelembung mikro.Bukti ilmiah yang mendukung pernyataan bahwa neutrino

dapat memecah senyawa menjadi kation-anion adalah terdapat pada percobaan

detektor Superkamiokande di Jepang dan detektor SNO di Kanada.Kedua

detektor tersebut juga membuktikan secara tidak langsung bahwa energi

gelombang audiosonik dapat mengaktifkan neutrino untuk bereaksi dengan

senyawa di sekitarnya, hal ini terbukti bahwa jumlah neutrino di siang hari

(dengan kuantitas bunyi yang banyak) lebih kecil dibandingkan malam hari

(dengan kuantitas bunyi lebih sedikit)(Hyperphysic.edu).

Kemudian, mekanisme selanjutnya yaitu energi gelombang dapat menambah

kecepatan pembelahan sel dengan cara merasuk ke dalam sel dan mengubah

bintik lemak yang terdapat pada sel ragi menjadi asam lemak dan gliserol yang

digunakan untuk sumber tambahan energi pembelahan sel.Penelitian lebih lanjut

membuktikan bahwa energi gelombang ini dapat mempercepat reaksi daur ulang

DNA dan RNA dalam pembelahan sel(pharmainfo.net).Dengan bertambahnya

kecepatan pembelahan sel pada ragi, maka ragi yang memfermentasikan sakarida

akan lebih banyak jumlahnya sehingga dihasilkan konsentrasi produk yang lebih

besar, maka mekanisme ini dapat meningkatkan kuantitas produk yang

dihasilkan.

Oleh karena itu, penulis berinisiatif bahwa teknik fermentasi inipun dapat

diterapkan pada proses fermentasi cuka dan yoghurt bahkan dapat diterapkan

juga pada proses pembuatan roti yang menggunakan ragi dalam adonannya,

dengan landasan bahwa energi gelombang dapat meningkatkan kualitas produk

segala jenis fermentasi dengan mekanisme memecah zat pengotor menjadi zat

yang masih dapat diproses ragi dan dapat meningkatkan kuantitas produk segala

jenis fermentasi dengan mekanisme mempercepat proses pembelahan sel pada

ragi sehingga jumlah ragi yang memfermentasikan reaktan menjadi lebih banyak

akibatnya jumlah produk fermentasi yang dihasilkan menjadi lebih banyak.

E.KEUNGGULAN

Keunggulan pada teknik ini adalah proses fermentasi menjadi lebih cepat

dengan biaya terjangkau serta kualitas produk yang dihasilkan lebih baik.Adapun

keunggulan dari konsep pendahulu yaitu percobaan seorang ilmuwan Amerika

pada pertumbuhan kecambah dengan ultrasonic tanpa bertujuan menghasilkan

sebuah produk.

F.PENERAPAN PADA MASYARAKAT

Manfaat teknik fermentasi ini bagi publik ialah meningkatkan mutu pada

produk olahan hasil fermentasi seperti yoghurt, cuka, roti dan alkohol sehingga

meningkatkan daya saing bagi industri-industri di Indonesia dalam

mempromosikan produknya ke jajaran Internasional yang dapat mendukung

program pemerintah dalam rangka meningkatkan mutu hasil produksi bangsa

Indonesia.Kemudian, secara otomatis menambah lahan pekerjaan dan

meningkatkan taraf hidup masyarakat Magelang pada khususnya.

BIAYA

ITEM HARGA KETERANGAN

Paket MP3 Rp 25.000,00

Botol/wadah Bekas Rp 2.000,00

Ragi Rp 2.000,00 Sampel Kulit Pisang

Listrik Rp 500,00 / hari Fermentasi berlangsung

sempurna 2 – 7 hari

(tergantung produk

fermentasi)

Pekerja Rp 10.000,00 / hari Fermentasi berlangsung

sempurna 2 – 7 hari

TOTAL Rp 44.750,00 1,5 hari fermentasi cuka

dengan musik

Penjualan Cuka kemasan 50 mL x 20 buah = Rp 2.000 x 20

= Rp 40.000,00

Untuk penerapan pada Industri, berikut rumusan dan bagan yang dapat

diaplikasikan :

(

)

Keterangan :

Px = Sisa pengotor sampel fermentasi (Molaritas)

Po = Jumlah pengotor awal (Molaritas)

Vo = Volume tangki yang terisi sampel (Liter)

Vx = Volume tangki kosong (Liter)

x = Ulangan proses

1/3 h

Keterangan :

= Fermentasi dengan audiosonik 19000 Hz

= Fermentasi dengan audiosonik 7000 Hz

= Hasil

G. PROSPEK PENGEMBANGAN

Sebagai pengembangan, ada baiknya dikaji pengaruh histon pada proses

fermentasi dan pengembangan teknik fermentasi dengan multi proses.Dapat

disimpulkan bahwa gelombang audiosonik yang frekuensinya 20-20.000 Hz

dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi semua produk olahan

fermentasi pada umumnya serta pada cuka dan yoghurt pada khususnya.Metoda

ini dapat diterapkan oleh pabrik susu Chimory, Yakult dan pabrik-pabrik roti

dalam proses produksinya.

DAFTAR PUSTAKA

-.De Jong N, Ten Cate F. New ultrasound contrast agents and

technological innovations, Ultrasonics 1996, 34, 587-590.

-Frinking PK, Bouakaz A. Ultrasound contrast imaging: current and new

potential methods, Ultrasound in Medicine and Biology 2000, 26, 965-

975.

-Klibnov AL, Hughes M. Targeting and ultrasound imaging of

microbubble-based contrast agents, Magnetic Resonance Materials in

Physics 1999, 8, 177-184.

-Thomas MS. Towards a targeted surfactant stabilized ultrasound contrast

agent Master thesis, Drexel University, 2002.

-Tickener EG, Rasnor NS. Adv. Bioeng., 1978, 101-103.

-Zagzebski J. Essentials of ultrasound physics, Mosby, ST. Louis, 1996.

-hyperphysics.edu

-Institutekimia.wordpress.com

-Pharmainfo.net

-wikipedia.com

PROFIL PESERTA

Rizal Pahlevi, Amd.A.K., Amd.Kom.

Berprofesi sebagai penulis karya ilmiyah di berbagai blog, tentor Kimia

tetap kelompok belajar SMANSA (SMA 1 Magelang (Odias Cs.)),tentor fisika

dan matematika di bimbel-bimbel lokal serta maintenance komputer.Lulusan dari

Akademi Kimia Bogor dan Diploma Komputer di Tanjung Pinang Tahun

2009.Alamat di Kwayuhan-Magelang.Nomor kontak yang bisa dihubungi 0856

0216 5639.