FERMENTASI ALKOHOLIS PADA SUBSTRAT MUSA BRACHYCARPA Disusun oleh: A Prima Kristijarti Susiana Prasetyo Chandra Imelda LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2004/2005
FERMENTASI ALKOHOLIS PADA SUBSTRAT MUSA BRACHYCARPA
Disusun oleh: A Prima Kristijarti Susiana Prasetyo
Chandra Imelda
LEM BAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2004/2005
Fermentasi Alkoholis pada Substrat Musa brachycarpa
A. Prima Kristijarti, S.Si Susiana Prasetyo, ST
Chandra Imelda
LEMBAGA PENELITIAN UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
2005
KATA PENGANTAR
Laporan penelitian ini ditujukan sebagai kajian awal untuk meningkatkan nilai tambah
dari pisang klutuk (Musa bracycarpa) yang banyak tumbuh di negara lndon�sia. Proses
fermentasi alkoholis yang dilakukan hanya merupakan salah satu cara pemanfaatannya.
Juga adanya pemanfaatan dari ragi roti maupun ragi pasar/tape, sehingga masyarakat
dapat melakukan fermentasi ini tanpa menggunakan kultur murni yang mahal harganya.
Penulis berharap dengan penelitian ini dapat memberi masukkan pada masyarakat
bahwa salah satu cara meningkatkan daya jual pisang klutuk dengan melakukan fermentasi
sendiri.
Terima kasih ingin penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. lgn. Suharto APU, para
teknisi sehingga terselesainya laporan penelitian ini.
Akhir kata, penulis akan menerima dengan senang hati segala masukkan yang
ditujukan guna pe.rbaikkan laporan ini
Penulis
1
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISi
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
INTI SARI
BAB l . PENDAHULUAN
1 . 1 Latar Belakang
1 .2 ldentifikasi Masalah Penelitian
1 .3 Premis
1 .4 Hipotesis
1 .5 Tujuan Penelitian
1 .6 Manfaat Penelitian
1 . 7 Lokasi Penelitian
BAB I I . TINJAUAN PUSTAKA
2 . 1 Pisang
2.2 Khamir
2.3 Saccharomyces cereviseae
2.4 Ragi
2.5 Nutrisi
DAFTAR ISi
2.6 Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme
2.7 Fermentasi
2.8 Substrat Fermentasi Sari Buah
BAB I l l . METODE PENELITIAN
3 . 1 Alat dan Bahan
3. 1 . 1 Alat
3. 1 .2 Bahan
3.2 Proses Fermentasi
3.3 Analisis Hasil Penelitian
3.3. 1 Kadar Alkohol secara Kuantitatif (Metode Conway)
3.3.2 Kadar Keasaman Total ( % asam tartarat)
3.3.3 Kadar Keasaman Volatil ( % asam asetat)
3.3.4 Kadar Gula secara Kuantitatif
ii
iv
v
vi
1
1
2
2
2
2
2
3
4
4
5
5
6
7
8
1 0
1 0
1 0
1 1
1 2
1 2
1 2
ii
BAB IV. HASI L DAN PEMBAHASAN
4.1 Kurva tumbuh Saccharomyces cereviseae
4.2 Kadar alkohol terhadap jumlah starter dalam substrat
4.3 Penurunan ni la i pH terhadap jumlah starter dalam substrat
4.4 Fermentasi dengan variasi inokulum
4.4. 1 Fermentasi dengan menggunakan inokulum Saccharomyces
.cereviseae
4.4.2 Fermentasi dengan menggunakan inokulum ragi roti
4.4.3 Fermentasi dengan menggunakan inokulum ragi pasar
4.4.4 Perolehan alkohol terhadap rasio substrat dan jenis inokulum
4.5 Fermentasi dengan variasi temperatur dengan inokulum Saccharomyces
cereviseae
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
20
4 .5.1 Pengaruh temperatur terhadap kadar gula reduksi dan perolehan 22
alkohol
4.5.2 Pengaruh temperatur terhadap total asam dan pH fermentasi 24
BAB V. KESIMPULAN 27
DAFTAR PUSTAKA 28
LAMPI RAN 29
111
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 I Kandungan nutrisi pisang 13
iv
DAFTAR GAMBAR
Gam bar 4. 1 Kurva pertumbuhan inokulum 1 4
Gambar 4 .2 Kadar alkohol terhadap jumlah starter dan jenis inokulum 1 5
Gambar"'l.3 Penurunan Nilai pH terhadap jumlah starter dan jen is inokulum 1 7
Gam bar 4.4 Kond is i akh ir fermentas i menggunakan inokulum Saccharomyces 1 8
cereviseae
Gambar 4.5 Kond is i akhir fermentas i menggunakan inokulum rag i rot i 1 9
Gambar 4 .6 Kond is i akhir fermentas i menggunakan inokulum ragi pasar 20
Gambar 4.7 Kadar alkohol terhadap ras io substrat dan jen is inokulum 21
Gambar 4.8 Kadar alkohol terhadap jen is inokulum dan ras io substrat 21
Gambar 4.9 Kadar gula reduks i akh ir fermentas i M braycarpa dengan 23
Saccharomyces cereviseae
Gambar 4. 1 0 Kadar alkohol akh ir fermentas i M braycarpa dengan 23
Saccharomyces cereviseae
Gam bar 4 . 1 1 Kadar tota l asa m akh ir fermentasi M braycarpa dengan 24
Saccharomyces cereviseae
Gambar 4. 1 2 N ilai p H akhir fermentas i M braycarpa den gan Saccharomyces 25
cereviseae
v
INT/SARI
Pisang merupakan tanaman yang banyak tumbuh di Indonesia, untuk menuingkatkan nilai tambah dari pisang khususnya pisang klutuk (Musa bracycarpa) adalah dengan proses fermentasi a/koho/is. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh jenis ragi yang mengandung Saccharomyces cereviceae serta melihat pengaruh rasio substrat (pisang:air) terhadap proses fermentasi. Metode yang digunakan ada/ah fermentasi a/koholis-dengan menvariasikan jenis inokulum, jumlah starter, rasio substrat serta temperatur fermentasi. Hasi/ yang dipero/eh menunjukkan bahwa pisang klutuk (Musa bracycarpa) dapat digunakan sebagai substrat fermentasi karena kandungan glukosanya cukup tinggi. Saccharomyces cereviceae yang terdapat pada kultur murni, ragi roti maupun ragi pasar dapat berperan sebagai inokulum da/am proses fermantasi. Tetapi hasi/ yang paling baik pada ragi roti, ha/ ini karena adanya nutrisi tambahan dalan ragi sehingga khamir pertumbuhannya /ebih baik sehingga dihasi/kan a/koho/ /ebih banyak dengan rasio substrat 1: 1. Jumlah starter Saccharomyces cereviceae yang paling baik adalah 5% karena bi/a starter berlebih akan terjadi fermentasi /anjut, alkohol akan diubah menjadi senyawa lain diantaranya adalah asam. Temperatur fermentasi dengan inokulum Saccharomyces cereviceae ada/ah 35oC, karena merupakan temperatur optimum dari pertumbuhan khamir tersebut.
Vl
Fermentasi Alkoholis pada Substrat Musa brachycarpa
1.1. Latar Belakang
BAB I
PENDAHULUAN
Tanaman pisang banyak tumbuh pada daerah beriklim tropis termasuk
Indonesia dan mempunyai arti yang cukup penting. Indonesia merupakan Negara
penghasil pisang 50% dari seluruh pisang di Asia, menurut laporan FAO. Produksi
pisang Indonesia sebesar 1 9?.5826 ton di tahun 1 981 . Dari seluruh pisang yang
dipanen hanya sekitar 90% sampai ditangan konsumen, sisanya rusak sebelum
dikonsumsi (BPS, 1 98 1 ).
Di dalam buah pisang kandungan karbohidratnya cukup tinggi yaitu sekitar
27% (Munadjim , 1 988) yang sebagian besar akan berubah menjadi gula pada proses
pematangan. Berdasarkan kandungan nutrinya, prospek penggunaan buah pisang
sebagai bahan baku industri fermentasi cukup baik (loesecke, 1 950). Menggunakan
buah pisang sebagai bahan baku fermentasi akan menghindarkan buah pisang dari
kerusakan dan meningkatkan nilai jualnya.
Fermentasi alkoholis adalah proses penguraian karbohidrat secara enzimatis
menghasilkan etanol dan C02 tanpa menggunakan oksigen. Pada fermentasi ini
merupakan kerja enzim yang dihasi lkan oleh khamir Saccharomyces cereviceae.
1.2. ldentifikasi Masalah Penelitian
Dalam penelitian ini identifikasi masalah dalam proses fermentasi alkoholis dengan
substrat Musa brachycarpa adalah :
Sejauhmana pengaruh kadar substrat dari Musa brachycarpa dengan air.
Sejauhmana pengaruh jenis inokulum dari Saccharomyces cereviceae , ragi
roti dan ragi pasar untuk proses ferrnentasi.
Sejauhmana pengaruh jumlah starter dan temperatur selama proses
ferrnentasi.
1
1.3. Premis
1. Pisang pada umumnya mengandung karbohidrat 27% [Winton, 1935].
2 . Kadar gula yang baik untuk awal fermentasi adalah 16% [Yang, 1953].
3. Starter yang ditambahkan pada sari buah 2 - 5% [Fraizer, 1967].
4. _ Laju fermentasi optimum S. cereviceae pada temperatur 40°C [White and
Munns, 1951].
5. Anggur pisang dapat dibuat dengan menggunakan starter ragi murni , ragi roti
[Tuerah, 1994; Milone, 1988; Rinawati 1984], ragi pasar/tape [Alamsyah dan
Sahidu, 1981]
6. Berbagai jenis pisang [Maryani, 1982], pisang ambon dan raja cere [Milone,
1988] dapat dibuat anggur.
1.4. Hipotesis
1. Kandungan gula pada pisang klutuk (Musa brachycarpa) dapat menjadi
sumber karbon pada proses fermentasi.
2. Semua bentuk ragi yang mengandung S. cereviceae dapat berpengaruh
terhadap proses fermentasi.
3. Rasia substrat , jumlah starter dan temperatur fermentasi berpengaruh
terhadap proses fermentasi.
1.5. Tujuan Penelitian
1. Mempelajari pengaruh jenis ragi yang mengandung S. cereviceae terhadap
proses fermentasi dengan substrat pisang klutuk (Musa brachycarpa).
2. Mempelajari pengaruh rasio substrat (pisang : air) terhadap proses
fermentasi.
1.6. Manfaat Penelitian
Meningkatkan nilai tambah dari pisang klutuk (Musa brachycarpa).
1.7. Lokasi Penelitian
Laboratorium Mikrobiologi jurusan Teknik Kimia UNPAR
2
2.1. Pisang
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pisang merupakan tanaman daerah tropis dan banayak tumbuh di I ndonesia.
Pisang bukan merupakan tumbuhan sejati, dan dapat tumbuh subur pada tanah
yang banyak humus <:Ian berkapur, dengan curah hujan optimal 1 520 - 3800
mm/tahun (Simmonds, 1 966). Tanah ideal untuk pertumbuhannya yang mempunyai
kisaran pH 4,5 - 7 ,5 (Ochse et a l . , 1 961 ) .
Komponen utama buah pisang adalah karbohidrat dan air, dan kandungan
nutrisi lainnya dapat di l ihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.1. Kandungan nutrisi pisang
Komposisi
Air % 74,8
Karbohidrat % 23
Protein % 0.2
Lemak % 1 .2
Kalsium (Ca) ppm 8
Phosphor (P) ppm 28
Besi (Fe) ppm 0.6
Vitamin A ppm 430
Thiamin ppm 0.9
Riboflavin ppm 0.06
Niacin ppm 0.06
Asam askorbat 10
Kalori ppm 99
(Sumber: "The Wise Encyloped1a of Cookery", Wm. H. Wise & Co. Inc, NY)
3
2.2. Khamir
Khamir adalah mikroorganisme bersel tunggal dengan ukuran antara 5-1 0
mikron dan terdiri dari air, nitrogen, protein dan asam amino, l ipida, karbohidrat,
vitamin dan beberapa jenis mineral. Khamir diklasifikasikan menurut genus dan
speciesnya berdasarkan dari morfologi , fisiologi, biokimia dan sifat genetisnya
(Kurtzman, 1 990).
Khamir yang banyak dikenal dan digunakan dalam industri fermentasi
alkoholis adalah Saccharomyces cereviseae (Pelczar, 1 986) . Keberadaan khamir
dalam pembuatan wine sangatlah penting karena khamir merupakan pelaku utama
dalam fermentasi alkoholik. Dari seluruh jumlah species khamir hanya sekitar 1 5 -
20 species yang berhubungan dengan pembuatan anggur. Khamir yang digunakan
untuk pembuatan anggur harus tahan terhadap kadar gula dan alkohol yang tinggi
sehingga dapat dihasilkan alkohol yang maksimum (Humpreys, 1 978) .
2.3. Saccharomyces cereviseae
Saccharomyces merupakan sel berbentuk oval, bulat atau memanjang atau
pseudomiselium, berkembang biak secara aseksual dengan budding (pembentukan
tunas). Pada kondisi tertentu dapat melakukan perkembangbiakan seksual dengan
membentuk askospora. Askospora-askospora ini ada di dalam kantung yang d isebut
dengan askus.
Saccharomyces cereviseae banyak digunakan dalam industri makanan,
pembuatan wine, alkohol, g l iserol, dan enzim invertase. Untuk pembuatan alkohol,
anggur (wine) banyak d igunakan Saccharomyces cereviseae var ellipsoids.
Sedangkan untuk pembuatan bir ·dipakai Saccharomyces carlsbergensis. Karena
kemampuannya melakukan fermentasi laktosa, Saccharomyces rouxii dan
Saccharomyces mellis digunakan dalam industri susu.
Saccharomyces cereviseae var ellipsoids pada medium yang tepat untuk
pertumbuhannya akan membentuk alkohol yang tinggi yaitu sekitar 1 6% dalam
media bukan sirup dan 1 8% dalam media sirup (Amerine and Cruess, 1 967). Khamir
ini merupakan galur yang menghasilkan etanol paling tinggi dan menghasilkan asam
volatil yang rendah (Ferreira, 1 959).
4
2.4. Ragi
Ragi merupakan Saccharomyces cereviseae yang dibiakan dan ditumbuhkan
dalam media serealia tertentu atau bahan lain yang sesuai, dalam keadaan saniter,
dikeringkan dan mempunyai kemampuan meragikan. Ragi ini sudah mulai diproduksi
dalam skala yang cukup besar, dikenal sebagai ragi pasar dan ragi roti.
__ Populasi campuran yang terdapat pada ragi pasar adalah khamir dari genus
Aspergil/us, Saccharomyces, Candida dan Hasenu/a, serta dari bakteri Acetobacter.
Mikroorganisme-mikroorganisme tersebut hidup secara sinergetik, Aspergillus dapat
memecah pati, sedangkan Saccharomyces, Candida dan Hasenula
dapatmenguraikan gula menjadi alkohol dan bermacam-macam zat lainnya.
Sedangkan Acetobacter akan menguraikan alkohol menjadi asam cuka
(Dwijoseputro, 1984 ) .
Ragi roti lebih murni populasinya dibandingkan dengan ragi pasar,
mikroorganisme utama yang terdapat pada ragi roti adalah Saccharomyces
cereviseae . Khamir roti (baker yeast) diproduksi dengan cara membiakkan kultur
murni Saccharomyces cereviseae pada tetes tebu dengan memberikan biotin,
thiamin dan garam-garam ammonium. Khamir roti dalam bentuk cake yang
dibungkus dengan kertas li l in atau foil dan disimpan pada suhu 4°C sebelum
digunakan dan mempunyai daya tahan hanya 10 hari (Reed and Peppler, 1973).
Saat ini khamir roti dapat d iperoleh dalam bentuk kering (active dry yeast) yang
dikemas dengan alumunium foil dan kantung polietilen sehingga dapat disimpan
pada suhu ruang selama 1 8 bulan (Ayres, 1980).
2.5. Nutrisi
Dalam pertumbuhannya khamir memerlui<an oksigen, carbon, nitrogen,
m ineral dan vitamin serta kondisi lingkungan (pH dan temperatur) yang tepat.
Sumber Karbon ( C )
Sumber C yang digunakan tergantung dari jenis produk yang diharapkan
pada proses fermentasi, u mumnya adalah gula (glukosa, fruktosa atau sukrosa).
Sumber Nitrogen ( N )
Nitrogen diperlukan untuk membentuk sel-sel dan bereproduksi. Khamir
memerlukan nitrogen dalam bentuk yang mudah dicerna dan digunakan misalnya
garam N H/ dan N03-. Sumber nitrogen seperti ini biasanya berasal dari asam amino
seperti asam aspartat dan asam g lutamat.
5
Mineral
Fungsi mineral yang ditambahkan dalam medium biasanya berkaitan sebagai
activator enzim, penstabil struktur protein, pigmen dalam sel khamir.
Oksigen
Oksigen molekular dibutuhkan sebagai akseptor elektron terminal pada
senyawa C (karbon) secara aerobik.
Vitamin
Vitamin berfungsi sebagai katalis atau biasanya merupakan bagian penting
koenzim. Khamir biasanya membutuhkan vitamin : tiamin (81 ), riboflavin (82),
piridoxin, biotin, 812 , niasin, mesoinositol , dan lain-lain. Penambahan vitamin dapat
memperkaya khamir, karena khamir dapat mengakumulasikan vitamin ini (terutama
8 kompleks) di dalam sel.
2.6. Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme
Dalam proses fermentasi akan terjadi kenaikan jumlah sel dari
mikroorganisme di dalam substrat. Pertumbuhan ini mengikuti pola yang khas bagi
setiap mikroorganisme pada kultur batch. Pertumbuhannya dapat dikelompokan
dalam fasa lag, fasa exponensial , fasa stationer dan fasa kematian.
Pengukuran pertumbuhan secara kuantitatif dapat d ilihat dalam bentuk kurva
pertumbuhan yang menunjukkan jumlah biomassa terhadap waktu. Kurva
pertumbuhan biasanya merupakan gambaran dari fasa pertumbuhan secara
bertahap sejak awal hingga akhir siklus kehidupannya.
Dalam siklus pertumbuhannya mikroorganisme akan mengalami fasa lag, di
mana pada fasa ini mikroorganisme menyesuaikan diri denga_n lingkungannya.
Bentuk kurva pada fasa ini cenderung mendatar.
Memasukki fasa pertumbuhan dipercepat mikroorganisme mulai membelah
diri dan melakukan aktivitas metabolisme dan bentuk kurva mulai kelihatan
menanjak. Kondisi ini sangat bergantung pada faktor lingkungan dan nutrisi dari
medium pertumbuhan.
Fasa eksponensial atau disebut dengan logaritmik, mikroorganisme akan
meningkat dengan cepat tetapi konstan, massa sel menjadi dua kali lebih banyak,
aktivitas mikroorganisme konstan.
6
Log number
of living cell
or turbidity
lag
stationary
Time (usually in hours)
I The Growth Curve j Gambar 3. 1 . Kurva Tumbuh Mikroorganisme
Keterangan : a. Fasa lag b. Fasa pertumbuhan dipercepat e. Fasa !Jtationer c. Fasa logaritmik f. Fasa kematian dipercepat d. Fasa pertumbuhan diperlambat g. Fasa kematian logaritmik
Pada fasa pertumbuhan diperlambat laju pertumbuhannya mulai menurun
karena jumlah nutrien yang mulai berkurang dan jumlah mikroorganisme pada
medium mulai jenuh.
Fasa stationer, bentuk kurva mendatar karena jumlah nutrien yang ada sudah
berkurang menyebabkan jumlah mikroorganisme yang mati sama dengan jumlah
mikroorganisme yang hidup.
Pada fasa kematian dipercepat jumlah mikroorganisme yang mati melebihi
jumlah mikroorganisme yang hidup. Kurva perumbuhannya akan cenderung
menurun.
Fasa terakhir dari kurva pertumbuhan dalah fasa kematian. Pada Fasa ini
terjadi penurunan j umlah mikroorganisme sangat tinggi, karena jumlah nutrisi yang
sudah habis dan faktor-faktor l ingkungan sudah tidak mendukung pertumbuhan.
2. 7. Fermentasi
Fermentasi adalah suatu proses metabolisme secara enzimatis penguraian
karbohidrat menjadi etanol dan karbodioksida, tanpa melibatkan oksigen
(Wirahadikusumah, 1 985) .
7
Prinsip dari fermentasi a lkoholis adalah konversi gula menjadi alkohol.
Berdasarkan jumlah oksigen yang tersedia pada medium, konversi glukosa dapat
dibedakan menjadi:
Oksidasi sempurna:
Oksigen tersedia dalam jumlah yang berlebih, sehingga semua molekul g lukosa
akan habis terkonversi. Reaksi yang terjadi :
CsH120s + 6 02 -7 6 C02 + 6 H20 + 674 kalori
Oksidasi parsial :
Oksigen yang tersedia mencukupi untuk mengkonversi seluruhnya.
CsH1206 + 4,5 02 -7 3 (COOHh + 3 H20 + 493 kalori
Dekomposisi anaerob:
Tidak terdapat oksigen sama sekali , molekul-molekul glukosa akan terdekomposisi
menjadi : asam laktat, etanol dan asam asetat.
CsH120s -7 2 CH5CHOCOOH + 22,5 kalori
CsH120s -7 2 C2HsOH -t- 2 C02 + 22,0 kalori
CsH120s -7 3 CH3COOH + 1 5 ,0 kalori
Proses fermentasi anaerob secara kimia telah dirumuskan oleh Gay Lussac
tahun 1 81 0:
CsH120s -7 2 C2HsOH + 2 C02
Menurut persamaan diatas, g lukosa akan dikonversikan menjadi etanol dan gas C02.
Tetapi kenyataannya hanya sebagian dari glukosa akan dipakai oleh khamir untuk
aktivitas pertumbuhannya (Amerine and Cruess, 1 967).
Sukrosa mula-mula kan dihidrolisa menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim
invertrase (Neuberg and Robert, 1 959), selanjutnya akan diubah menjadi alkohol
karena aktivitas beberapa enzim. Enzim-enzim tersebuta adalah heksokinase, fosfo
fruktokinase, aldolase, gl iseraldehid 3-fosfat dehidrogenase dan lain-lain.
2.8. Substrat Fermentasi Sari Buah
Kandungan gula dalam sari buah/substrat cair mempengaruhi kecepatan
fermentasi dan mutu dari anggur buah. Pada kadar gula yang tinggi akan
menghambat proses fermentasi, karena glukosa dapat bersifat menjadi katabolit
repressor. (Dunn, Furukawa and Heinzle, 1 983).
Pada awal fermentasi kadar gula yang baik adalah 1 6% (Yang 1 953) dan
1 2% ( Prescott and Dunn 1 959), gula dalam substrat akan mempercepat
8
pertumbuhan sel khamir. Bila gula sudah habis, dapat ditambahkan lagi untuk
memperoleh kandungan alkohol yang cukup tinggi (Yang, 1 953) .
Sari buah yang mengandung 1 7 - 20 % gula, akan mempercepat fermentasi
glukosa daripada fruktosa (Amerine and Cruess 1 967). Kadar gula 20 -25 %, gula
akan terfermentasi dengan kecepatan yang sama. Kandungan gula optimum untuk
mendapatkan kecepatan fermentasi maksimum sangat rendah yaitu 1 - 2 %, tetapi
untuk-menghasilkan kadar alkohol yang tinggi diperlukan gula yang lebih banyak.
Gula yang ada dalam substrat akan dikonversikan menjadi etanol dan
sebagian untuk aktivitas dari sel khamir. Ciri fisik yang menunjukkan adanya aktivitas
dari sel khamir adalah terbentuknya gelembung gas C02 dipermukaan substrat
setelah 24 jam diinkubasi.
Proses lanjut dari fermentasi ini adalah pemurnian, dimana sel khamir akan
dipisahkan dengan sari buah hasil fermentasi. Kemudian sari buah tersebut diperam
(proses pematangan) sehingga akan diperoleh citarasa (flavour) yang diinginkan.
9
3.1. Alat dan bahan
3.1.1. Alat
BAB Ill
METODE PENELITIAN
Alat-alat yang dipergunakan dalam proses fermentasi adalah labu bundar
datar, leher angsa, gelas kimia besar, Erlenmeyer, pipet, ose loop, Bunsen serta alat
alat untuk analisis.
3.1.2. Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah pisang klutuk (Musa brachycarpa),
khamir (Saccharomyces cereviseae), serta bahan-bahan untuk analisis.
3.2. Proses fermentasi
1 . Buah pisang dikupas kulitnya dan dipotong kecil - kecil .
2. Dimasukkan ke dalam panci email dan ditambahkan air 1 - 1 0 kali berat
buah. Larutan d imasak hingga mendidih selama 1 O - 1 5 menit. Kemudian
disaring dan cairan diambil sebanyak ± 1 000 ml .
3 . 5 - 10 % beraUvolume gula pasir/sukrosa ditambahkan.
4. J uga diberi ekstrak taoge sebanyak 2,5% dari volume cairan buah yang akan
difermentasi .
5. pH cairan dia!ur antara 4,5 - 5,0 dengan menggunakan larutan HCI encer.
6. 900 m l cairan buah d imasukkan ke dalam labu bundar d atar dan sisanya
± 1 00 ml dan masukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml untuk proses
pembuatan starter.
7. Cara pembuatan starter:
a. 50 ml cairan buah di inokulasi secara aseptik dengan biakan murni
Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoids.
b. Diinkubasi selama 24 - 48 jam.
c. Setelah 24 -48 jam, jika timbul gelembung gas C02 berarti starter telah
aktif.
10
8. Starter dimasukkan ke dalam labu bundar datar secara aseptik dan tutup
dengan leber angsa yang sebag ian te l a h d i isi dengan a i r atau sam
kuat sehingga tercipta suasana anaerob.
9. Sampel di inkubasi selama 1 minggu.
3.3. Analisis hasil penelitian
Hasil penelitian akan dianalisis kadar alkohol secara kuantitatif dengan
menggunakan metode Conway, Kadar Keasaman Total (berdasarkan % asam
tartarat ), Kadar Keasaman Volatil (berdasarkan % asam asetat) , serta Kadar Gula
secara Kuantitatif dengan reagen Nelson.
3.3.1. Kadar Alkohol secara Kuantitatif : (Metode Conway)
Analisa alkohol dilakukan dengan cara spektrofotometri menggunakan alat
conway unit. Dalam menentukan kadar alkohol perlu dibuat standar alkohol sebagai
berikut:
- Pembuatan kurva standar.
Larutan alkohol standar dengan masing-masing kadar 0,3 ; 0,2 ; 0, 1 75 ; 0, 1 5 ;
0, 1 25 ; 0, 1 ; 0,075 ; 0,05 ; 0,025 % volume alkohol. Alkohol yang digunakan adalah
alkohol murni (99,5%). Conway unit dalarn keadaan bersih dan kering, kemudian
bagian penutup pinggirnya diolesi dengan vaselin. Selanjutnya reagen kalium
dikromat 1 ml dimasukkan dalam ruang A, dan reagen kalium karbonat 1 ml
dimasukkan dalam ruang B. Larutan alkohol standar sebanyak 1 ml dimasukkan
dalam ruang C. Kemudian cepat ditutup, conway unit tersebut digoyang perlahan
agar larutan pada ruang B dan C bercampur. Kemudian diinkubasikan selama 2 jam
pada suhu 30°C.
Setelah diinkubasi, larutan di ruang A diambil dan diencerkan sampai 1 0 ml.
Kemudian dianalisa dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 480 nm.
- Analisa kadar alkohol.
Prosedur yang di lakukan sama seperti prosedur pembuatan kurva standar.
Tetapi larutan standar diga nti dengan larutan sampel dan diletakkan pada ruang· c.
11
3.3.2. Kadar Keasaman Total (berdasarkan % asam tartarat )
1 . 1 0 ml cairan diambil dari sari buah atau tape yang telah difermentasi,
tambahkan 1 0 ml akuades dan 5 tetes fenolftalein 1 %.
2. Dikocok dan titrasi dengan NaOH 0, 1 N hingga timbul wama mer�h muda.
3. Dihitung kadar keasaman total dengan rumus sebagai berikut :
ml NaOH x Normalitas NaOH x 7,5
% as. tartarat =
volume sampel
3.3.3. Kadar Keasaman Volatil (berdasarkan % asam asetat) :
1. Berdasarkan titrasi di atas dihitung kadar keasaman volatil dengan rumus
sebagai berikut :
ml NaOH x Normalitas NaOH x 6
% as. asetat =
volume sampel
3.3.4. Kadar Gula secara Kuantitatif
Penyiapan Kurva Standar
1 . Larutan awal g lukosa standar ( 1 0 mg glukosa anhidrat / 1 00 m l ).
2. Dari larutan g lukosa standar tersebut dilakukan 6 pengenceran sehingga
diperoleh larutan g lukosa dengan konsentrasi : 2, 4 , 6, 8 dan 1 0 mg I 1 00
ml .
3 . Dis iapkan 7 tabung reaksi yang bers ih , masing-masing diisi dengan 1
ml l arutan glukosa standar tersebut diatas. Satu tabung diisi 1 ml air suling
sebagai blanko.
4. Ke da lam masing-masing tabung d itambahkan 1 m l reagensia Nelson,
dan panaskan semua tabung pada penangas air mendidih selama 20 menit.
5. Semua tabung dan segera didinginkan bersama-sama dalam gelas piala
yang berisi air dingin sehingga suhu tabung mencapai 25°C .
6. Setelah dingin tambahkan 1 ml reagensia Arsenomolybdat. Kocok sampai
semua endapan Cu20 larut kembali.
12
7. Setelah semua endapan Cu20 larut sempurna, tambahkan 7 m l a ir sul ing .
d ikocok sampai homogen.
8 . Tera OD masing-masing larutan tersebut pada panjang gelombang 540 nm.
9. Dibuat kurva standar yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi
glukosa dan OD.
Penentuan Gula Reduksi Pada Contoh
• Larutan contoh yang mempunyai kadar gula reduksi sekitar 2 - 8 mg I 1 00 ml .
Perlu diperhatikan bahwa larutan contoh in i harus jernih, o leh karena itu bila
dijumpai larutan contoh yang keruh atau berwarna maka perlu di lakukan
penjernihan terlebih dahulu dengan menggunakan bubur Aluminium
hidroksida.
• Pipet 1 ml larutan contoh yang jernih tersebut ke dalam tabung reaksi yang
bersih.
• Ditambahkan 1 m l reagensia Nelson dan selanjutnya d iperlakuka n
seperti pad a penyiapan kurva standar diatas.
• Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan OD larutan contoh dan
kurva standar larutan g lukosa.
13
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Kurva tumbuh Saccharomyces cereviseae
Dari hasil pengamatan kurva tumbuh kultur murni Saccharomyces
cereviseae, ragi roti serta ragi pasar diperoleh data seperti dalam grafik berikut :
� ----------------------------- ·
1.2
1 Q) 0 t: cu
.0 J... 0 en
.0 ex:
0.2
0
Kurva pertumbuhan mikroba
0 N � ID 00 0 0 0 0 0 ...- N C0 � LO
jam ke-
--+- S. cereviceae
-Ragi roti
Ragi pasar
Gambar 4. 1 . Kurva Pertumbuhan lnokulum
Dari seluruh percobaan fase adaptasi akan berlangsung sampai jam ke 8,
pada fase ini m ikroba akan menyesuaikan diri dengan lingkungan baru untuk
pertumbuhannya.
Kemudian dengan bertambahnya jumlah mikroba, g rafik akan naik masuk ke
fase logaritmik. Pada fase ini jumlah mikroba memasukki fasa pertum buhan
dipercepat, mikroba mulai membelah diri dengan cepat dan konstan serta melakukan
aktifitas metabolisme. Dengan mengkonsumsi sumber nutrisi yang ada di dalam
substrat. Hal ini d ipengaruhi oleh faktor l ingkungan dan nutrisi .
Mulai jam ke 1 1 jumlah mikroba semakin banyak tetapi nutrisi yang ada
dalam substrat sudah berkurang. Hal ini menyebabkan pertumbuhan melambat dan
mulai terjadi kematian dari mikroba. Karena jumlah sel yang membelah sama banyak
dengan jumlah sel yang mati, maka grafik akan terlihat cenderung konstan.
14
Sampai pada jam ke 40 jumlah mikroba akan cenderung menurun karena
jumlah nutrisi di dalam substrat akan habis dan mikroba mengalami lisis sehingga
akan meracuni mikroba yang masih hidup.
Keadaan ini berlaku hampir sama pada inokulum murni , ragi roti maupun ragi
pasar. Hanya terlihat pada ragi roti agak lebih tinggi sedikit dari yang la_innya. Hal ini
dimungkinkan karena adanya kandungan mineral lain pada ragi roti sehingga lebih
meningkatkan jumlah mikroba pada fase stationer. Walaupun setelah memasukki
fase kematian jumlah mikrobanya lebih banyak yang mati.
4.2. Kadar Alkohol terhadap jumlah starter dalam substrat
Dalam menentukan kadar starter substrat, jenis inokulum yang digunakan
adalah Saccharomyces cereviceae, ragi roti fermipan serta ragi tape/pasar tanpa
label . Jumiah inokulum yang digunakan 2,5% , 5% dan 7,5%.
Starter dibuat dengan menggunakan substrat dari buah pisang klutuk sebagai
medium. Hal ini untuk mempersingkat waktu adaptasi atau fase lag pada substrat
yang sebenarnya.
0 .c 0 --+- S. cere"1ceae � iii ---- Ragi roti ... C'G "C Ragi pasar C'G
0.4 �
0.2
0
2 3
jumlah starter
Keterangan Jumlah starter: 1 . 2,5% 2. 5% 3. 7,5%
Gambar 4.2. Kadar alkohol terhadap jumlah starter dan jenis inokulum
15
Dari hasil percobaan diperoleh hasil yang beragam, hal ini dapat terjadi
karena jenis starter yang digunakan mempunyai komposisi yang berbeda.
Pada hasil percobaan dengan menggunakan starter Saccharomyces
cereviceae, kadar alkohol paling tinggi pada jumlah starter 7,5% yaitu 1 ,06 %. Starter
ini merupakan kultur mumi, bila dil ihat dari grafik dengan panambahan_jumlah starter
akan meningkatkan perolehan alkohol. Karena dengan meningkatnya jumlah sel
yang ditambahkan akan meningkatkan sel untuk mengubah g lukosa menjadi alkohol.
Pada hasil percobaan dengan menggunakan starter ragi roti fermipan, kadar
a lkohol pada jumlah substrat 2,5% tidak mencukupi untuk mengubah glukosa
menjadi alkohol secara maksimal. Sedangkan pada jumlah starter 5%, jumlah sel
yang mengubah glukosa menjadi alkohol cukup baik yaitu 1 , 27%. Tetapi bila jumlah
starter ditambah, akan terjadi persaingan diantara sel dalam menggunakan
nutrisinya, sehingga akan cepat terbentuk alkohol. Proses fermentasi tidak berhenti
akan terjadi fermentasi lanjut bila alkohol cepat terbentuk akan diubah oleh mikroba
lain yang terkandung di dalam ragi roti sehingga akan menurunkan kadar alkohol.
Biasanya alkohol tersebut akan diubah menjadi bentuk lain yaitu asam.
Sedangkan pada jenis inokulum menggunakan ragi pasar perolehan alkohol
tertinggi pada jumlah starter 2 ,5% yaitu 1 ,27%. Kemudian dengan bertambahnya
jumlah inokulum jumlah perolehan alkohol akan semakin menurun. Hal ini
disebabkan pada ragi pasar, Saccharomyces cereviceae bukan mikroba yang paling
dominan. Diantaranya terdapat khamir dari genus Aspergil/us, Saccharomyces,
Candida dan Hasenula, serta dari bakteri Acetobacter. Diawal fermentasi
Saccharomyces cereviceae akan bertindak sebagai mikroba dominan tetapi
fermentasi lanjut akan terjadi oleh mikroba lainnya sehingga akan dihasilkan
senyawa lain hasil peruraian atau pembentukan dari alkohol. Mikroorganisme
mikroorganisme tersebut hidup secara sinergetik, Aspergillus dapat memecah pati,
sedangkan Saccharomyces, Candida dan Hasenu/a dapat menguraikan gula
menjadi alkohol dan bermacam-macam zat lainnya. Sedangkan Acetobacter akan
menguraikan alkohol menjadi asam cuka (Dwijoseputro, 1 984).
4.3. Penurunan Nilai pH terhadap Jumlah Starter dalam Substrat
Dari hasil percobaan dapat dilihat pula adanya penurunan nilai pH pada
setiap jumlah starter yang ditambahkan. Hal ini terjadi karena adanya fennentasi
lanjut yang disebabkan oleh bakteri kelompok acetobacter, yang banyak terdapat di
udara bebas.
16
Pada inokulum Saccharomyces cereviceae dan ragi roti yang kandungan
khamirnya paling dominan selisih penurunan pHnya cukup besar yaitu 0,36 dan 0,35.
Sedangkan pada ragi pasar yang kandungan mikrobanya bermacam-macam,
mengalami sedikit perubahan nilai pH yaitu 0, 1 6 saja. Hal ini bukan berarti asam
yang dihasilkan sedikit, tetapi kemungkinan terbentuk asam kecil, tetapi terbentuk
senyawa lain.
0.4 ,----�-------,..-,,...--,....,..,-,---__,,...,.,.......,,.._,
0. 35 -l-,:�-::-"���5fl������=s;,�-.:s:�1 � 0.3
nJ
c: c: nJ c: ::J ... ::J c: Q) Cl.
0.1
0. 05 -!--'---.:..,.�c-"-;�;,:=..:..;�-=-���:,,,;.:..��,_:;; 0 -1------------�------�
1 2 3
jumlah starter
Keterangan Jumlah starter: 1. 2,5% 2. 5% 3. 7,5%
-+--- S. cere\iiceae
---- Ragi roti
Ragi pasar
Garn bar 4.3. Penurunan nilai pH terhadap jumlah starter dan jenis inokulum
4.4. Fermentasi dengan variasi inokulum
Fermentasi di lakukan dengan menvariasi jenis inokulum yang berbeda.
l noku!um tersebut adalah inokulum murni Sacchnromyces cereviceae, ragi roti yang
ada di pasaran dengari merek dagang fermipan, serta ragi pasar atau dikenal
dengan ragi tape tanpa merek.
4.4.1. Fermentasi menggunakan inokulum Saccharomyces cereviceae
Menggunakan inokulum murni Saccharomyces cereviceae pada rasio
substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 ·: 1 ; 1 :2 dan 1 :4. lnoku!um yang
digunakan benar-benar hanya terdiri dari 1 species khamir yaitu Saccharomyces
cereviceae.
17
2
Rasia s ubstrat pisang : air
Keterangan rasio substrat: 1. 1: 1 2. 1:2 3. 1:4
3
-+- kenaikkan total as am
-a- perubahan gula reduksi
pH akhir
-----x- Kadar alkohol akhir
Garn bar 4.4. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum
Saccharomyces cereviceae.
Dari grafik terlihat adanya selisih kenaikan jumlah total asam, makin besar
pengenceran maka selisih kenaikan total asamnya meningkat, walaupun pada rasio
1 :2 dan 1 :4 adalah sama yaitu 0,78. Hal ini terlihat juga dari menurunnya nilai pH
dalam substrat, makin besar rasio substrat makin rendah nilai pHnya. Makin banyak
asam yang dihasilkan pH akan semakin rendah.
Jiika dil ihat dari penurunan g lukosa (gula reduksi), pada grafik hampir tidak
ada penurunan yaitu 0.05 mg/L. Hal ini dikarenakan cadangan sukrosa dalam
substrat diubah bentuknya menjadi glukosa. Sehingga walaupun glukosa diubah
menjadi alkohol, kadar glukosa dalam substrat tetap.
Dari perolehan alkohol rasio substrat 1 : 1 dan 1 :2 menghasilkan alkohol
1 0,58%, dengan makin tingginya tingkat pengenceran yaitu rasio substrat pisang air
1 :4 kadar perolehan alkohol akan semakin rendah yaitu 0,84%. Karena substrat,
dalam hal ini glukosa yang akan di ubah menjadi alkohol hanya sedikit.
4.4.2. Fermentasi menggunakan inokulum Ragi roti
Menggunakan inokulum Ragi roti, mikroba yang paling dominan adalah
khamir Saccharomyces cereviceae. Walaupun tidak menutup kemungkinan ada
18
mikroba lain yang ikut di dalam substrat kering pada ragi tersebut. lnokulum ini
d iberikan pada rasio substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 : 1 ; 1 :2 dan 1 :4 .
4.5
1 .5 --1---.,.-,.;--=-...,�--T.T.;��::-::S-���T::'i-i�
1 --i-=-=.:;;:-�������������
0.5 -+-:-T'--'--'...,.-�-'-c-�-:':---'-r---'=,--¥'7"...,..,,.,����-,,i 0 -i-.:�--=-lllli='===r=====�=====r========ai--=-��
2 3
Pasio substrat pisang : air
Keterangan rasio substrat: 1. 1:1 2. 1:2 3. 1:4
--+-- Kenaikan total asam
---- Perubahan gula reduksi
pH akhir
�-Kadar alkohol akhir
Gambar 4.5. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum Ragi mti.
Dari grafik terlihat adanya selisih penurunan jumlah total asam, pada rasio
substrat 1 :2 selisih jumlah total asamnya menurun menjadi 0,93. Dan pada rasio
substrat 1 :4 selisih jumlah total asamnya meningkat menjadi 1 ,07.
Jiika dil ihat dari penurunan g lukosa (gula reduksi), pada grafik tidak ada
penurunan yaitu 0 ,05 mg/L. Hal ini juga dikarenakan cadangan sukrosa dalam
substrat diubah bentuknya menjadi g lukosa. Sehingga walaupun glukosa diubah
menjadi alkohol, kadar g lukosa dalam substrat tetap.
Dari perolehan alkohol pada rasio substrat 1 : 1 dan 1 :2 adalah 1 ,27% ,
dengan makin tingginya tingkat pengenceran yaitu rasio substrat pisang air 1 :4 kadar
perlohen alkohol akan semakin rendah yaitu 1 ,06%.
4.4.3. Fermentasi menggunakan inokulum Ragi pasar
Ragi pasar banyak digunakan untuk membuat tape singkong maupun tape
ketan . Dari hasil fermentasinya akan dihasilkan selain alkohol juga senyawa
senyawa lain diantaranya adalah asam. Pada percobaan ini ragi pasar dijadikan
inokulum pada rasio substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 : 1 ; 1 :2 dan 1 :4.
19
4.5 4 - .,
o.5 -LLt==::.====�==:=£::=�t:-J 0 -+----'--======r======!<'=====;=====<""-'--'--l
2 3
Rasio substrat pisang: air
Keterangan rasio substrat: 1. 1 :1 2. 1:2 3. 1:4
--+- Kenaikan total as am
--.- Perubahan gula reduksi
pH akhir
---x- Kadar alkohol akh ir
Garn bar 4.6. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum Ragi pasar.
Dari perubahan kenaikan total asam, makin tinggi rasio substrat makin besar
kenaikkannya. Pada rasio 1: 1 kenaikan 0,57% sedangkan pada rasio 1 :2 dan 1 :4
kenaikkannya lebih tinggi yaitu 0,78%. Makin tinggi pengenceran asam yang
terbentuk akan makin banyak. Demikian pula dengan nilai pH akan semakin tinggi
dengan bertambahnya asam yang terbentuk. pH larutan akan meningkat yaitu 3,6 ;
3,7 dan 3,9 pada rasio substrat 1 :4
Perubahan kadar g lukosapun tidak begitu terlihat karena adanya peruraian
sukrosa yang ditambahkan diawa! fermentasi menjadi glukosa. Sehingga kandungan
glukosa diakhir fermentasi cenderung tetap.
Perolehan alkohol akhirpun akan menurun pada rasio substrat 1 :4 yaitu
0 ,84%. Sedangkan pada pada rasio 1 :1dan 1 :2 adalah 1 ,06%.
4.4.4. Perolehan Alkohol terhadap Rasio Substrat dan Jenis lnokulum
Dari hasil percobaan dapat kita l ihat pada grafik perolehan akohol terhadap
rasio substrat pisang : air dengan jenis inokulum yang ditambahkan. Pada rasio
substrat makin besar alkohol yang dihasilkan semakin kecil yang akan menyebabkan
glukosa dalam substrat akan semakin encer/sedikit sehingga glukosa yang akan
diubah menjadi alkohol jug a sedikit. Hal ini berlaku . pada semua jenis inokulum
cenderung terjadi penurunan kadar alkohol dengan makin tingginya pengenceran.
20
1.4
1.2
� e..... 1
0 s::. -+- S. cere..;ceae 0 .lo: cu
- Ragi roti .
Ragi pasar
2 3
Rasio substrat pisang : air
Keterangan rasio substrat: 1. 1:1 2. 1:2 3. 1:4
Gambar 4.7. Kadar alkohol terhadap rasio substrat dan jenis inokulum.
� -+- Rasio substrat 1: 1
-Rasio substrat 1:2
0 s::. 0. 8 0 .lo: cu .... C'G
Rasio substrat 1 :4 "C C'G
::.:::
1 2 3
Jenis inokulum
Keterangan Jenis inokulum: 1. S. cereviceae 2. Ragi roti 3. Ragi pasar
Gambar 4.8. Kadar alkohol terhadap jenis inokulum dan rasio substrat.
Bila kita lihat dari jenis inokulum yang ditambahkan, penggunaan ragi roti
menghasilkan perolehan alkohol paling tinggi. Hal ini dapat disebabkan karena pada
bubuk ragi roti (fermipan) selain terdapat Saccharomyces cereviceae ditambahkan
nutrisi tambahan di dalamnya. Tujuan dari ditambahkan nutrisi tersebut adalah agar
21
khamir tersebut masih tetap aktif pada saat digunakan. Dengan adanya nutrisi
tambahan tersebut khamir dapat menghasilkan alkohol lebih tinggi daripada biakan
murni Saccharomyces cereviceae dan ragi pasar. Dari g rafik terihat pada ragi roti
lebih tinggi daripada yang lainnya untuk setiap variasi rasio substrat (pisang : air).
4.5. Fermentasi dengan variasi
Saccharomyces cereviceae
temperatur dangan inokulum
Fermentasi dilakukan dengan menvariasi temperatur yang berbeda. Temperatur
yang digunakan adalah 25, 30, 35, dan 40°C, jadi fermentor diletakkan dalam suatu
inkubator dan diatur suhunya. l nokulum yang digunakan adalah biakkan murni
Saccharomyces cereviceae.
4.5.1. Pengaruh temperatur terhadap kadar gula reduksi dan perolehan
alkohol
Gula reduksi (glukosa) dibutuhkan oleh sel khamir Saccharomyces
cereviceae sebagai sumber karbon. Sehingga sel tersebut dapat memperbanyak diri
dan bila keadaan anaerob (tidak ada oksigen) dapat merubah g lukosa menjadi
alkohol dengan sistem enzim di da lam sel khamir.
Kadar glukosa awal akan mempengaruhi perolehan alkohol hasil fermentasi.
Makin tinggi kadar glukossa dalam buah, kemungkinan a lkohol yang dihasilkan akan
semakin tinggi. Apabila kadar g lukosa awal terlalu tinggi , akan mempengaruhi proses
fermentasi karena akan terjadi yang disebut dengan g lukosa efek. J ika g lukossa
tinggi tekanan_ osmosis di dalam larutanpun akan tinggi daripada di dalam sel.
Sehingga cairan yang ada di dalam sel khamir akan cenderung keluar dari sel, hal ini
mengakibatkan sel mengkerut dan mati. Oleh sebab itu perlu dijaga agar kadar
g lukosa di dalam larutan tidak berlebih .
Penambahan sukrosa dalam percobaan in i di lakukan yaitu 0, 1 67 gr/ml
sebagai cadangan karbon selama proses fermentasi. Jumlah starter yang
ditambahkan juga mempengaruhi proses fermentasi. Semakin banyak starter yang
ditam bahkan dalam sari buah, m aka semakin banyakdan semakin cepat sel khamir
yang akan mengubah g lukosa menjadi a lkohol.
22
0.07 -
0.06 -
0. 01 -1---��_;__;::.::.....:......:_;.:;..,;.;....::..:::,�...;..i,;�
0-1---'--"-'--'--......:.C,.-'----'----,-__.;...-------'--"--.-'--�'--'-'-'----I
2 3 4
temperatur fermentasi
--+-2,5%
----s%
7,5%
Gambar 4.9. Kadar gula reduksi akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan
inokulum S. cereviceae
0.2 .----::....,.-;-,,...,,--;:-c::--::--;-=-::-;-�:-;--.,,,,......,.,..-,=�====::-;;:::;;;:-:--=:--:::�
0. 18 -f---'-,-.....;��::.;=.�_:._.;:,.,-��-o--:::-7l;'i:cii�:.!-i:'r='O. 16 -i-:-s-�· .-=......:=,-;'-'-"-�"�.::__::�=�-"-=7-:F�
1 2 3
terhperatur fbrinentasi
Keterangan : 1 . Temperatur 25°C 2. Temperatur 30°C 3. Temperatur 35°C 4. Temperatur 40°C
4
--+-2,5%
----5%
7,5%
Gambar 4. 1 0. Kadar alkohol akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan inokulum S.
cereviceae
Temperatur juga mempengaruhi proses fermentasi. Saccharomyces
cereviceae mempunyai temperatur optimum untuk pertumbuhannya sekitar 30 -
37°C. Dari hasil percobaan pada temperatur optimum g lukosa yang dikonsumsi
paling banyak. Sehingga m eninggalkan glukosa paling rendah. Pada temperatur
23
35°C dengan variasi jumlah starter yang ditambahkan 2,5 ; 5 dan 7,5 % adalah 0,03;
0,04 dan 0,03 mg/ml .
Perolehan kadar alkohol diakhir fermentasi juga dipengaruhi temperatur
fermentasi. Dari grafik dapat dil ihat bahwa pada suhu 35°C, terjadi perolehan
alkohol paling tinggi dengan variasi panambahan jumlah starter 2,5 ; .5 dan 7,5 %
adalah 0, 1 5 ; 0, 1 5 dan 0, 1 9%. Dari grafik jug a diketahui bahwa dengan jumlah
starter teringgi menghasilkan perolehan alkohol tertinggi pula.
4.5.2. Pengaruh temperatur terhadap total asam dan pH fermentasi.
Temperatur fermentasi dan jumlah inokulum yang ditambahkan akan
mempengaruhi total asam yang dihasilkan selama proses fermentasi dan kenaikkan
nilai pH dalam substrat.
-+- 2,5%
----- 5%
7,5%
2 3 4
tem pera tur fermenta si
Gambar 4. 1 1 . Kadar total asam akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan inokulum
S. cereviceae
Total asam yang dihasilkan selama proses fermentasi merupakan produk
samping hasil fermentasi berupa asam asetat, sitrat, laktat, suksinat, malat dan
piruvat. Perbedaan kandungan total asam di akhir fermentasi menunjukkan asam
asam organik yang dihasilkan.
24
-+- 2,5%
--- 5°(0
7 ,5%
2 3 4
te m pe ra tur fermentasi
Keterangan : 1. Temperatur 25°C 2. Temperatur 30°C 3. Temperatur 35°C 4. Temperatur 40°C
Gambar 4. 1 2 . Nilai pH akhir fermentasi Musa brar,ycarpa dengan inokulum
S. cereviceae
Peningkatan temperatur fermentasi mempengaruhi peningkatan total asam
pada juamlah starter yang sama . Pada temperatur yang lebih tinggi fermentasi
anggur pisang menghasilkan total asam yang relatif lebih bany<lk daripada yang
difermentasi pada tempetarur yang lebih rendah. Kecenderungan persen total asam
yang tinggi ada pada temperatur fermentasi 35°C, yaitu pada jumlah starter 2 ,5 ; 5
dan 7,5 % adalah 0,27 ; 0,23 dan 0,28. Persen total asam pada temperatur
fermentasi 40°C lebih rendah, karena adanya aktifitas pertumbuhan sel yang kurang
baik, karena bukan merupakan temperatur optimum. Sesuai dengan literatur bahwa
temperatur optimum Saccharomyces cereviceae adalah 30 - 37°C (Prescot and
Dunn, 1 959). Bi la proses fermentasi berjalan dengan baik maka alkohol yang akan
dihasilkanpun menjadi banyak, juga hasil samping dari proses fermentasi tersebut.
Perbedaan pada nilai- pH substrat juga terjadi karena asam organik yang
dihasilkan. Juga kemungkinan adanya kontaminasi oleh bakteri Acetobacter, yang
sangat berperan pada proses fermentasi lanjut yang mengubah alkohol menjadi
asam asetat.
Hasil pengamatan nilai pH pada temperatur ferinentasi 40°C nilainya paling
tinggi pada semua variasi jumlah inokulum yang ditambahkan. Hal ini menunjukkan
bahwa tidak ada bakteri kontaminan yang ikut berada di dalam substrat. Karena
25
bakteri pembentuk asam asetat akan cenderung hidup pada nilai pH yang rendah.
Seperti terlihat pada grafik pada suhu 40°C nilai pH pada jumlah stater 2,5 ; 5 dan
7,5 % adalah 5, 1 ; 4,6 clan 4 ,6.
26
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan fermentasi alkoholis pada substrat Musa· brachycarpa
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1 . Pisang klutuk (Musa brachycarpa) dapat digunakan sebagai substrat
fermentasi alkoholis karena mengandung glukosa sebagai sumber karbon.
2. S. cereviceae , ragi roti (fermipan) dan ragi pasar (tape) dapat berperan
sebagai inokulum fermentasi alkoholis. Tetapi yang menghasilkan perolehan
alkohol paling banyak menggunakan ragi roti fermipan dan rasio substrat 1 : 1 .
3 . Jumlah starter S. cereviceae yang digunakan berpengaruh dalam proses
fermentasi dalam percobaan ini jumlah starter yang paling banyak
menghasilkan perolehan alkohol adalah 5%.
4. Temperatur fermentasi dengan mengunakan inokulum S. cereviceae yang
paling banyak menghasilkan perolehan alkohol adalah temperatur 35°C.
27
DAFTAR PUSTAKA
Armerine, MA and Cruess, WV. , 1 967, The Technology of Wine Making, 3rd ed . John Wiley an Sons Inc. , NY.
Ayers, JC. , Mundt, JO and Sadine, WE, 1 980, Microbiology of Food, WH Freeman and Co, SF. . .
BPS, 1 981 , Buku Statistik Indonesia 1978/1979, Jakarta. Ounh� IJ . , Furukawa, K and Heinzle, E . , 1 983, Influence of Oxygen on the Growth
of S. cereviceae in Continuous Culture, Biotechnology Bioengineering. Dwijoseputro, 1 984, Dasar-dasar Mikrobiologi, Djambatan, Malang. Ferreira , 1 959, The Yeast, Am. J . Enol. Vitic. 1 0, AH Rose and JS Harisson ed,
Academic press, London. Frazier, WC dan Westhoff, DC, 1 978, Food and Microbiology, 3rd ed, McGraw Hil l
Book Co Inc, NY. Humpreys, TW and Steward, GG. , 1 978, Alkoholic Beverage, Food and Beverage
Micology, The AVI Pub Co Inc. , westport, Connecticut. Loesecke, H, 1 950, Bananas, lnterscience Pb, NY. Maryani, A. , 1 986, Aktifitas Fermentasi Alkohol dengan Ragi Roti Termobilis,
skripsi, Fateta, IPB. Ochse, JJ., Soule, MJ. , Dijkman, MJ and Wehlburg , C., 1 961 , Tropical and
Subtropical Agricultur-e, The Mac Mil lan Co, NY. Pelczar, J r. , Chan, ECS and Krieg, NR, 1 986, Microbiology, 5th ed. , McGraw Hill
Book Co Inc, Singapore. Prescott, Sc and Dunn, CG. , 1 959, Industrial Microbiology, 3rd ed. , McGraw Hil l
Book Co Inc. , NY. Rinawati, HS. , 1 984, Mempelajari Pengaruh Jenis Starter, Suhu dan Lama
Pemeraman terhadap Mutu Anggur Buah Pisang (M. paradisiaca), skripsi, Fateta, IPB.
Simmonds, NW. , 1 966. , Bananas, 2"d ed. , Longman Group Limited, London Tuerah, JM. , 1 994, Pembuatan Anggur Aroma Pisang dari Pisang Ambon (M.
sapientum) dan Pisang Batu ( M. brachycarpa) Menggunakan S. cereviceae, tesis Prog Magister Kimia, ITB.
White J & Munns, OJ. , 1 95 1 , Inst Brew. Winton, AL. , 1 935, The Banana Structure & Composition of Foods, vol 2 , John
Wiley&Sons I nc, NY. Yang , HY. , 1 953. , Fruit Wines Requiaities for Succesful Fermantation,
Agricu ltural and Food Chemistry, Vol . 1 .
28
LAM PI RAN
Data kurva standar
K t d urva s an ar gu a
C gula g r/mol
0.2000
0.1 500 · - 0.1 000
0.0500
0.0250
0.0125
0.0100
0.0050 0.0025
0.0000
Kurva standar alkohol
C alkohol % v/v
0.300
0.200
0. 1 75
0. 1 50
0.125 0. 1 00
0.075 0.050
0.025 0
%T %A
26 0.585
26 0.585
28 0.5528
30 0.5229
33 0.4815
35 0.4559
36 0.4437
41 0.3872 45 0.3468
82 0.0862
%T %A 94 0.0269
95 0.0223
96 0.0177
96 0.0177
97 0.0132
97 0.0132
98 0.0088 99 0.0044
99 0.0044
1 00 0
29
Data kurva tumbuh inokulum
jam s. ragi ke- cereviceae raQi roti pasar
% T A % T A % T A 0 98 0.009 97 0.013 97 0.0 13 1 98 0.009 97 0.013 96 0.0 18 2 98 0.009 96 0.0 18 96 0.01 8 3... 97 0.0 13 96 0.018 96 0.0 18 4 97 0.0 13 96 0.01 8 96 0.01 8 5 96 0.01 8 96 0.018 95 0.022 6 96 0.0 18 96 0.018 95 0.022 7 95 0.022 96 0.018 95 0.022 8 94 0.027 95 0.022 94 0.027 9 90 0.046 83 0 .081 84 0.076
1 0 61 0.21 5 53 0.276 51 0.292 1 5 12 0.921 1 3 0.886 13 0.886 20 1 1 0.959 1 0 1 1 1 0.959 25 12 0.921 10 I 1 1 0.959 30 12 0.921 10 1 1 1 0.959 35 12 0.921 1 0 1 1 1 0.959 40 12 0.921 1 0 1 1 1 0.959 45 12 0.921 12 0.921 12 0.921 50 12 0.921 16 0.796 13 0.886
Data perolehan alkohol hari ke 7 dengan variasi jumlah starter dan jenis inokulum
Alkohol hari ke 7 starter 2.5 5 7.E
Sc 0.84 0.84 1 .06
R roti 1 .06 1 .27 1 .06
R pasar 1 .27 1 .06 1 .06
Data penurunan nilai pH hari ke-0 dan hari ke-7 dengan variasi jumlah starter dan
jenis inokulum
pH
Sc R roti R pasar
Hari ke- 0 7 0 7 0 7 2.5 4.53 4.2 4. 1 5 4.09 4. 1 5 3.98
5 4.43 4.17 4. 1 8 3.92 4. 1 7 3.97 7.5 4.43 4.07 4.31 3.96 4 . 16 4
30
Data fermentasi menggunakan variasi inokulum
S. Cereviceae %
Substrat hari
(1 : 1 ) 1
3
5 · - 7
(1 : 2) 1
3
5
7
(1 : 4) 1
3 5
7
Ragi Roti %
Substrat hari
(1 : 1 ) 1
3 5
7
(1 : 2) 1
3 5 7
(1 : 4) 1
3 5 7
Ragi pasar %
Substrat hari (1 : 1 ) 1
3
5 7
(1 : 2) 1
3
5
7
(1 : 4) 1
3 •' 5
7
o/o asam
1 7.81
1 9.95 22.09 23.51
1 4.96
20.66
22.09
22.8
1 0.69
1 6.39 1 7.81
1 8.53
% asam
45.6
53.44
57.71
57
38.48
47.74 5 1 .3
47.74
37.76 44.89
47.74
48.45
o/o asam
39.9
46.31
49.88
5 1 .3 39.9
44.89
47.74
49.16
34.2
40.61
44.89
46.31
Gula red oH 0.06 4.6
0.06 4.5
0.05 4.4
0.05 4.3
0.06 4.6
0.06 4.2
0.05 4.2
0.05 4.0
0.07 4.7
0.07 4.4
0.06 4.1
0.06 4.0
Gula red pH 0.08 4.1
0.06 4.1
0.05 4.1
0.05 4.0
0.09 4.3
0.06 3.9 0.05 3.8
0.05 3.8
0.09 4.2
0.07 3.7
0.05 3.7
0.05 3.6
Gula red pH 0.08 4.0
0.06 3.9
0.05 3.7
0.05 3.6
0.07 4.0
0.05 3.9
0.04 3.8
0.04 3.7
0.08 4.3
0.05 3.9
0.04 3.9
0.04 3.9
Alkohol
4.2
6.31
8.44
1 0.58
4.2
8.44
8.44
1 0.58 · -
4.2
6.31 8.44
8.44
. . .
Aiko ho I 6.31
8.44
1 2.73
12.73
4.2
8.44 1 0.58
12.73
6.31 8.44
1 0.58 1 0.58
A�kohol
8.44 1 0.58
1 0.58
1 0.58 6.31
8.44
12.73
1 2.73
6.31
8.44
1 0.58
1 2.73
3 1
Data fermentasi dengan variasi suhu
Rasio substrat Pisang : a ir = 1 :4 Suhu fermentasi 25 C
starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol 2.50% 1 0. 1 3 0.08 4.4 0.02
3 0 . 14 0.08 4.2 0.04 5 0. 16 0.07 4.2 0.08
- 7 0. 1 8 0.05 4.3 0.08 5% 1 0.14 0.09 4.4 0.04
3 0 . 17 0 .09 4.1 0 . 1 1 5 0.21 0.07 4.2 0.1 1 7 0.21 0.05 4.2 0 . 13
7.50% 1 0. 1 5 0.09 4.4 0.06 3 0. 19 0.08 4 0. 1 3
5 0.21 0.07 4 0.13 7 0.23 0.03 4.2 0. 1 5
30 c starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol
2.50% 1 0.14 0.09 4.6 0.04 3 0. 1 5 0.08 4.2 0.06
5 0. 1 9 0 .06 4.3 0.08 7 0. 1 9 0.04 4.2 0.1 1
5% 1 0 . 15 0 . 1 0 4.1 0.06
3 0 . 18 0.07 4.3 0.1 1
5 0.21 0.05 4.2 0. 13
7 0.23 0.04 4.2 0. 1 5 7.50% 1 0. 16 0.09 4.3 0.06
3 0. 1 7 0.08 4.1 0 . 13 5 0.21 0.06 4.2 0 . 15 7 0.25 0.03 4.1 0. 1 7
35 c starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol
2.50% 1 0. 16 0.08 4.5 0.04
3 0.21 0 .08 4.4 0.08
5 0.22 0.05 4.2 0. 1 3 7 0.23 0.04 4.1 0. 1 5
5% 1 0.21 0.09 4.4 0.06
3 0.25 0.08 4.2 0.1 1
5 0.27 0.05 4.1 0.15 7 0.27 0.03 4.1 0 . 15
7.50% 1 0 . 19 0.09 4.3 0.06 3 0.25 0.08 4.2 0. 1 1 5 0.27 0.05 4.3 0 .15
7 0.28 0.03 4.1 0 . 19
32
40 c starter hari ke % asam Gula red eH Alkohol
2.50% 1 0.08 0.07 5.5 0.04 3 0. 1 3 0.07 5.2 0.04
5 0 .16 0.07 5.2 0.08
7 0. 19 0.07 5.1 0.08 5% 1
•P
0.1 1 0.07 5.2 0.04 3 0. 1 7 0.07 4.8 0.08
.
5 0. 19 0.07 4.6 0.1 1 7 0.21 0.07 4.6 0.1 1
7.50% 1 0 . 1 1 0.07 5.4 0.04 3 0.1 7 0.07 5 0.08 5 0.21 0.07 4.9 0.08 7 0.21 0.06 4.6 0. 1 3
33