Laboratorium Biokimia PanganEnzim II (Yeast Fermentation)

I PENDAHULUAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Latar Belakang Percobaan, (2) Tujuan Percobaan, (3) Prinsip Percobaan, dan (4) Reaksi Percobaan.

1.1 Latar Belakang PercobaanProses fermentasi sering didefinisikan sebagai proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara anaerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat dipecah dalam proses fermentasi terutama adalah karbohidrat, sedangkan asam amino hanya dapat difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu (Fardiaz, 1992).Fermentasi glukosa pada prinsipnya terdiri dari dua tahap yaitu yang pertama pemecahan rantai karbon dari glukosa dan pelepasan paling sedikit dua pasang atom hidrogen,menghasilkan senyawa karbon lainnya yang lebih teroksidasi daripada glukosa. Kemudian yang kedua senyawa yang teroksidasi tersebut direduksi kembali oleh atom hidrogen yang dilepaskan dalam tahap pertama, membentuk senyawa-senyawa lain sebagai hasil fermentasi. Reaksi oksidasi tidak dapat berlangsung tanpa reaksi reduksi yang seimbang. Oleh karena itu, jumlah atom hidrogen yang dilepaskan dalam tahap pertama fermentasi selalu seimbang dengan jumlah yang digunakan dalam tahap kedua (Fardiaz, 1992).

Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. (Anonim, 2014).1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari yeast fermentation adalah untuk mengetahui adanya aktifitas enzim pada proses fermentasi ragi.

1.3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari yeast fermentation yaitu berdasarkan pada fermentasi anaerob sehingga menghasilkan alkohol.1.4 Reaksi Percobaan

Gambar 1. Reaksi Percobaan Yeast FermentationII METODE PERCOBAAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Bahan yang Digunakan, (2) Pereaksi yang Digunakan, (3) Alat yang Digunakan, dan (4) Metode Percobaan.

2.1 Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam Yeast Fermentation adalah ekstrak daun pepaya, nanas, tauge, ragi, larutan gula, dan air kelapa.2.2 Pereaksi yang Digunakan

Pereaksi yang digunakan dalam Yeast Fermentation ini adalah (NH4)3PO4.2.3 Alat yang Digunakan

Alat yang digunakan dalam Yeast Fermentation adalah labu erlenmeyer, leher angsa, blender dan penangas air.

2.4 Metode Percobaan

Nanas, tauge, gula, air masing-masing

diblender

Pasteurisasi, T : 70C, t : 15 menit

+ (NH4)3PO4 dan ragi, kemudian tutup dengan kapas

Timbang berat awal

Inkubasi pada suhu 30C-35Cselama 7 hari lalu timbangGambar 2. Metode Percobaan Yeast FermentationIII HASIL PENGAMATAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Hasil Pengamatan, dan (2) Pembahasan.

3.1 Hasil PengamatanTabel 1. Hasil Pengamatan Yeast FermentationSampelBeratKeterangan

0 Hari2 Hari4 Hari6 Hari

Ekstrak daun pepaya662 gram657 gram656 gram656 gramTerjadi fermentasi

Nanas673 gram658 gram656 gram656 gramTerjadi fermentasi

Sumber : Hasil : Putri dan Yolanda, Kelompok F, Meja 11, 2014. Gambar 3. Hasil Pengamatan Yeast Fermentation

3.2 PembahasanFermentasi alkohol merupakan salah satu proses katabolisme (katabolisme anaerob) karena katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa yang komplek menjadi senyawa yang lebih sederhana (Satrio, 2011).

Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi Kimia:C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP(Anonim, 2014).

Jenis-jenis fermentasi ada tiga macam, yaituyang perama fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras (Anonim, 2014).Kemudian yang ketiga yaitu fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat. Glukosa dipecah manjadi 2 molekul asam piruvat melalui glikolisis , membentuk 2 ATP dan 2 NADH. (Anonim,2014).Lalu yang terakhir adalah fernentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob (Anonim, 2014).

Fermentasi yang dilakukan dalam praktikum ini adalah fermentasi alkohol, yang merupakan fermentasi anaerob, dimana glukosa menjadi etanol dan karbondioksida.

Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi diantaranya asam, suhu, garam, oksigen, mikroorganisme dan alkohol.

Uji yeast fermentation ini digunakan nanas untuk menghasilkan enzim protease dan ekstrak daun pepaya untuk menghasilkan enzim papain. Enzim tersebut merupakan salah satu enzim protease yang berfungsi untuk mengubah protein di tauge menjadi asam amino, karena mikroorganisme tidak dapat mengambil nutrisi dan protein yang sifatnya kompleks sehingga harus diubah terlebih dahulu menjadi asam amino. Tauge sebagai sumber protein dan sumber nutrisi, ragi untuk mengubah glukosa menjadi alkohol dan CO2, (NH4)3PO4 sebagai sumber nitrogen dan fosfat, dan larutan gula untuk media pertumbuhan ragi dan sumber nutrisi karbohidrat, serta substrat untuk diuraikan. Dalam metode ini dilakukan pasteurisasi yaitu untuk mengurangi mikroorganisme patogen yang dapat menghambat pertumbuhan ragi, pasteurisasi dilakukan pada suhu 70C, tetapi enzim bromelin tidak mengalami denaturasi hal ini disebabkan karena suhu optimum enzim bromelin adalah 60C-80C, serta enzim proteolitik yang terdapat dalam buah-buahan lebih tahan terhadap panas. Setelah itu didinginkan terlebih dahulu dengan air mengalir agar suhu menurun dan tidak menyebabkan ragi menjadi mati. Ragi ditambahkan setelah proses pasteurisasi karena jika ragi ditambahkan di awal maka ragi akan mati ketika proses pasteurisasi karena suhu optimum ragi adalah 37C-38C. Kemudian digunakan leher angsa yang fungsinya meminimalisir kontak dengan udara luar yang terdapat kontaminan, sehingga kontaminan tidak masuk. Dalam leher angsa dimasukan H2SO4 6N yang fungsinya agar tidak terjadi oksidasi, selain itu agar udara tidak bisa masuk karena kerapatan H2SO4 yang tinggi. Digunakan kapas dan solasi agar kedap udara karena fermentasi yang dilakukan adalah fermentasi anaerob.Pasteurisasi adalah proses pemanasan pada suhu dan waktu tertentu dimana semua patogen yang berbahaya bagi manusia akan terbunuh. Pasteurisasi dapat dilakukan pada suhu yang relatif rendah dalam waktu yang relatif lama, yaitu 65C selama 30 menit, atau pada suhu tinggi dalam waktu singkat 72C selama 15 detik. Proses pasteurisasi membunuh sel vegetatif bakteri, sedangkan sporanya masih bertahan (Fardiaz, 1992).Sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak (Fardiaz, 1992).

Perbedaan sterilisasi dengan pasteurisasi yaitu pada proses pasteurisasi hanya membunuh sel vegetatif bakteri, sedangkan sporanya masih bertahan, sedangkan pada proses sterilisasi dapat membunuh sel vegetatif bakteri dan sporanya. Strelisisasi dilakukan pada suhu 121C.

Bromelin adalah enzim protease yang ditemukan dalam nanas (Ananas comosus) yang termasuk dalam keluarga tanaman Bromeliaceae. Bromelin terutama ditemukan di bagian batang nanas. Strukturnya terutama terdiri dari protease sistein. Bromelin juga mengandung amilase, selulase, asam fosfatase, dan asam peroksidase dalam jumlah yang sangat kecil. Enzim ini memiliki kemampuan menguraikan struktur kompleks protein sehingga lebih mudah diserap tubuh (Anonim, 2014).Fungsi enzim bromelin bagi kesehatan diantaranya, bromelain efisien menjaga kesehatan jantung karena mengurangi pembentukan abnormal bekuan darah dan terjadinya plak di arteri. Bromelain memiliki sifat anti-koagulan yang membantu mengurangi pembentukan gumpalan darah beku dalam pembuluh darah sehingga mengurangi risiko penyakit jantung. Karena kemampuannya memecah protein, bromelain berguna memecah protein dalam jaringan yang bengkak sehingga mengurangi kejang otot. Karena sifat analgesik dan anti-inflamasi, bromelain bermanfaat untuk pasien rematik. Enzim ini meningkatkan penyerapan sulfur dan glukosamin yang penting untuk memperbaiki sendi (Anonim, 2014).

Sifat enzim bromelin diantaranya memiliki temperatur optimalnya yaitu 50-80C, dan memiliki pH optimum 4,5-5,5 (Anonim, 2011).

Secara umum yang dimaksud dengan papain adalah salah satu enzim proteolitik yang dihasilkan dari isolasi penyadapan getah buah pepaya (Carica papaya, L.).Enzim papain berasal dari buah pepaya, sedangkan kandungan tertinggi papain terdapat pada buah pepaya muda. Lebih dari lima puluh jenis asam amino terkandung dalam getah buah pepaya muda, antara lain asam aspartat, treonin, serin, asam glutamat, prolin, glisin, alanin, valine, isoleusin, leusin, tirosin, fenilalanin, histidin, lysine, arginin, triptop han, dan sistein.Dalam getah pepaya yang masih muda terdapat tiga jenis enzim, yaitu enzim papain, kimopapain dan lisozim. Enzim papain dan kimopapain ini mempunyai kemampuan menguraikan ikatan-ikatan dalam molekul protein, sehingga protein terurai menjadi polipeptida dan dipeptida. Keistimewaan enzim papain dalam hal ini adalah mempunyai kestabilan yang baik pada larutan yang mempunyai pH 5.0, memiliki keaktifan sintetik serta daya tahan panas yang lebih tinggi dari enzim lain, Disamping itu, enzim papain memiliki kemampuan membentuk protein baru atau senyawa yang menyerupai protein disebut dengan plastein dari hasil hidrolisis protein (Ramadhan, 2011).Fungsi papain yaitu dapat digunakan dalam industri pengolahan daging. Daging dari hewan tua pun dapat menjadi lunak jika menggunakan papain.selain itu papain dapat digunakan sebagai bahan penghancur sisa atau buangan hasil industri pengalengan ikan menjadi bubur ikan atau konsentrat protein hewani. Daya memecahkan molekul protein yang dimiliki papain dapat ditingkatkan lebih jauh menjadi kegiatan hidrolisis protein. Hal ini sering digunakan pada pembuatan pepton dan asam-asam amino. Pepton dan asam amino diperlukan pada penelitian mikrobiologi dan industri (Anonim, 2012).Enzim papain memiliki pH optimum adalah 6-7. Papain relatif tahan terhadap panas dengan suhu optimum 60C-70C.

Enzim bromelin tahan terhadap panas karena memiliki suhu optimum 50-80C, sehingga saat dipasteurisasi pada suhu 70C enzim bromelin tidak rusak.

Dalam metode ini setelah dilakukan pasteurisasi harus didinginkan terlebih dahulu sampai hangat-hangat kuku, hal ini untuk menurunkan suhu agar ragi tidak mati ketika dimasukkan, karena suhu optimum ragi adalah 37C-38C. Ragi ditambahkan setelah proses pasteurisasi karena jika ragi ditambahkan di awal sebelum proses pasteurisasi maka ragi akan mati ketika proses pasteurisasi karena suhu yang panas.

Sel khamir yang termasuk jenis Saccharomyces mungkin berbentuk bulat, oval, atau memanjang, dan mungkin membentuk pseudomiselium. Reproduksi khamir ini dilakukan dengan cara pertunasan multipolar, atau melalui pembentukan askospora. Spesies yang paling umum digunakan dalam industri makanan adalah Saccharomyces cerevisiae, misalnya dalam pembuatan roti dan produksi alkohol, anggur, brem, gliserol dan enzim invertase. Saccharomyces cerevisiae adalah galur yang memproduksi alkohol dalam jumlah tinggi sehingga sering digunakan dalam produksi alkohol, anggur dan minuman keras (Fardiaz, 1992).Saccharaomyces cerevisiae adalah nama spesies yang termasuk dalam khamir berbentuk oval. Saccharomyces cerevisiae mempunyai mikrostruktur yang terdiri dari kapsul, dinding se,l dinding sel khamir pada sel-sel yang muda sangat tipis, namun semakin lama semakin menebal seiring dengan waktu. Pada dinding sel terdapat struktur yang disebut bekas lahir (bekas yang timbul dari pembentukan oleh sel induk) dan bekas tunas (bekas yang timbul akibat pembentukan anak sel). Setiap sel hanya dapat memiliki satu bekas lahir, namun bisa membentuk banyak bekas tunas. Saccharomyces cerevisiae dapat membentuk 9 sampai 43 tunas dengan rata-rata 24 tunas per sel, dan paling banyak lahir pada kedua ujung sel yang memanjang, membran sitoplasma, nukleus, vakuola, mitokondria, globula lipid Saccharomyces cerevisiae mengandung lipid dalam jumlah sangat sedikit. Lipid ini disimpan dalam bentuk globula yang dapat dilihat dengan mikroskop setelah diberi pewarna lemak seperti Hitam Sudan atau merah sudan, dan sitoplasma. (Anonim, 2013).Saccharomyces cerevisiae berkembang biak dengan cara berikut: pertunasan multipolar, dimana tunas muncul dari sekitar ujung sel. Pembelahan tunas, yaitu gabungan antara pertunasan dan pembelahan. Pada proses ini mula-mula terbentuk tunas, tetapi tempat melekatnya tunas pada sel induk relatif besar, kemudian terbentuk septa yang memisahkan tunas dari induk selnya. Pada Saccharomyces, areal tempat melekatnya tunas pada induk sedemikian kecilnya sehingga seolah tidak pernah terbentuk septa (tidak dapat dilihat oleh mikroskop biasa). Pembentukan askospora. Pada khamir diploid seperti Saccharomyces cerevisiae, meiosis dapat terjadi langsung dari sel vegetatif. Spora berbentuk bulat atau oval dengan permukaan halus (Anonim,2013).Saccharomyces cerevisiae berfungsi dalam pembuatan roti dan bir, karena Saccharomyces bersifat fermentatif (melakukan fermentasi, yaitu memecah glukosa menjadi karbon dioksida dan alkohol) kuat. Namun, dengan adanya oksigen, Saccharomyces juga dapat melakukan respirasi yaitu mengoksidasi gula menjadi karbondioksida dan air (Anonim,2013).Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil berat labu A pada hari kedua turun sebesar 5 gram dan pada hari keempat turun sebesar 1 gram, namun pada hari keenam berat labu A tidak mengalami penurunan. Sedangkan berat labu B pada hari kedua turun sebesar 15 gram, dan pada hari keempat turun sebesar 2 gram, namun seperti pada labu A berat labu B pada hari keenam tidak mengalami penurunan. Hal tersebut dapat disebabkan karena kurang anaerobnya erlenmeyer, sehingga proses fermentasi tidak berjalan sempurna dan berat tidak mengalami penurunan. Hasil mengalami penurunan karena pada proses fermentasi ini glukosa dengan bantuan ragi akan menghasilkan etanol dan CO2. CO2 yang dihasilkan akan menguap sehingga berat akan berkurang.IV KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Kesimpulan dan (2) Saran.

1.1 KesimpulanBerdasarkan percobaan Yeast Fermentation yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa berat labu A pada hari kedua turun sebesar 5 gram dan pada hari keempat turun sebesar 1 gram, namun pada hari keenam berat labu A tidak mengalami penurunan. Sedangkan berat labu B pada hari kedua turun sebesar 15 gram, dan pada hari keempat turun sebesar 2 gram, namun seperti pada labu A berat labu B pada hari keenam tidak mengalami penurunan. Hal tersebut dapat disebabkan karena kurang anaerobnya erlenmeyer, sehingga proses fermentasi tidak berjalan sempurna dan berat tidak mengalami penurunan.4.2 SaranPraktikan harus berhati-hati dalam menggunakan pipet, jangan menggunakan pipet yang sama untuk sampel yang berbeda, dan lebih teliti serta lebih memahami prosedur percobaan agar tidak terjadi kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011, Bromelin, http://id.wikipedia.org/wiki/Bromelin. Diakses: 2 Mei 2014.Anonim, 2012, Enzim Papain Dari Pepaya, http://www.warintek.ristek.go.id/pangan_kesehatan/pangan/ipb/Enzim%20papain%20dari%20pepaya.pdf. Diakses: 1 Mei 2014.

Anonim, 2013, Saccharomyces cerevisiae, http://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiae. Diakses: 2 Mei 2014.Anonim, 2014, Fermentasi, http://id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi. Diakses: 30 April 2014.Anonim, 2014, Apa Enzim Bromelin? 12 Manfaat & 4 Efek Samping Bromelin, http://www.amazine.co/23983/apa-enzim-bromelain-12-manfaat-4-efek-samping-bromelain/. Diakses: 1 Mei 2014.Fardiaz, Srikandi., 1992, Mikrobiologi Pangan 1, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.Ramadhan, El Nino., 2011, Enzim Papain Dari Pepaya, http://ag1992.blogspot.com/2011/07/enzim-papain-dari-pepaya.html. Diakses: 1 Mei 2014.Satrio, Aji., 2011, Proses Fermentasi Alkohol, http://satriomakalahskripsiproposal.blogspot.com/2011/11/proses-fermentasi-alkohol.html. Diakses: 30 April 2014.Poedjiadi, Anna., 2005, Dasar-dasar Biokimia, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.

Winarno F.G., 2004, Kimia Pangan dan Gizi, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.