4
1. HASIL PENGAMATANHasil pengamatan kinetika fermentasi dalam
produksi minuman vinegar dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengamatan kinetika fermentasi dalam produksi
minuman vinegarKelPerlakuanWaktumo tiap petakRata-rata mo
tiap petakRata-rata mo
tiap ccODpHTotal Asam
(mg/ml)
1234
C1Sari apelN024172522228,8x107-0,09123,3415,36
N24118112768998,7539,5x1070,08983,3713,44
N48190200175180186,2574,5x1071,40553,3212,67
N7284113949195,538,2x1070,03893,3113,44
N969911594103102,7541,1x1071,35883,4415,36
C2Sari apelN0118112768998,753,95 0,08133,3213,44
N241121181281061164,64 0,77163,2214,4
N48188210192161187,757,51 0,85343,3715,168
N721721761831851797,16 0,06583,3118,24
N96149121195169158,56,34 1,92653,3411,52
C3Sari apelN019020017518012,154,9x1070,03153,3418,816
N2418821019216129,751,19x1081,13813,2216,32
N48556811512791,253,65 x1080,73233,4314,4
N72176158166172124,254,97 x108-0,17713,3111,52
N961271288895138,55,54 x1081,91773,3912,672
C4Sari apelN05565707165,2526,1x1070,45303,3014,21
N2461104877982,7533,1 x1070,68473,2413,44
N4817615816617216867,2 x1070,91593,4012,48
N72123142129172141,556,6 x107-0,18213,3313,44
N9699110103130110,544,2 x1071,70393,4612,48
C5Sari apelN02123273025,2510,1 x107-0,02163,2815,36
N2414912119516987,7535,1 x1071,35113,2010,56
N48131165140118109,543,8 x1071,04113,3214,4
N7299110103130133,553,4 x1070,15503,332,69
N96221258284293264105,6 x1072,14253,4611,52
Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa perlakuan untuk setiap
kelompok sama yaitu perlakuan sari apel. Waktu pengamatan yang
digunakan selama 5 hari, hari pertama dianggap sebagai No dan
sampai hari kelima yaitu N96. Jumlah mikroorganisme yang didapat
dari No sampai N96 sebagian besar mengalami kenaikan kemudian
penurunan jumlah untuk masing-masing kelompok. Hal ini dapat
dilihat dari rata-rata mikroorganisme tiap petak dan rata-rata
mikroorganisme tiap cc. Untuk kelompok C1 rata-rata mikroorganisme
tiap petak terbesar pada N48 sebanyak 186,25 lalu pada N96 hanya
sebanyak 102,75. Rata-rata mikroorganisme tiap cc pada N48 sebesar
74,5 x 107 lalu pada N96 hanya sebesar 41,1 x 107 dan OD yang
dihasilkan pada N48 sebesar 1,4055 lalu pada N96 hanya sebesar
1,3588. Sedangkan pH paling rendah pada N72 sebesar 3,31 lalu pada
N48 didapat total asam terendah yaitu 12,67 mg/ml. Untuk kelompok
C2 rata-rata mikroorganisme tiap petak terbesar pada N48 sebanyak
187,75 lalu pada N96 hanya sebanyak 158,5. Rata-rata mikroorganisme
tiap cc pada N48 sebesar 7,51 x 108 lalu pada N96 hanya sebesar
6,34 x 108 dan OD yang dihasilkan pada N48 sebesar 0,8534 lalu pada
N96 hanya sebesar 1,9265. Sedangkan pH paling rendah pada N24
sebesar 3,22 lalu pada N96 didapat total asam terendah yaitu 11,52
mg/ml. Untuk kelompok C3 rata-rata mikroorganisme tiap petak
terbesar pada N96 sebanyak 138,5. Rata-rata mikroorganisme tiap cc
pada N96 sebesar 5,54 x 108 dan OD yang dihasilkan pada N96 sebesar
1,9177. Sedangkan pH paling rendah pada N24 sebesar 3,22 lalu pada
N72 didapat total asam terendah yaitu 11,52 mg/ml. Untuk kelompok
C4 rata-rata mikroorganisme tiap petak terbesar pada N48 sebanyak
168 lalu pada N96 hanya sebanyak 110,5. Rata-rata mikroorganisme
tiap cc pada N48 sebesar 67,2 x 107 lalu pada N96 hanya sebesar
44,2 x 107 dan OD yang dihasilkan pada N48 sebesar 0,9159 lalu pada
N96 sebesar 1,7039. Sedangkan pH paling rendah pada N24 sebesar
3,24 lalu pada N48 dan N96 didapat total asam terendah yaitu 12,48
mg/ml. Untuk kelompok C5 rata-rata mikroorganisme tiap petak
terbesar pada N96 sebanyak 264. Rata-rata mikroorganisme tiap cc
pada N96 sebesar 105,6 x 107 dan OD yang dihasilkan pada N96
sebesar 2,1425. Sedangkan pH paling rendah pada N24 sebesar 3,20
lalu pada N72 didapat total asam terendah yaitu 2,69mg/ml.Mengenai
pengaruh waktu terhadap rata-rata jumlah mikroba/cc, pengaruh waktu
terhadap OD, hubungan antara rata-rata jumlah mikroba/cc dengan OD,
jumlah sel dengan pH, serta jumlah sel dan total asam dapat dilihat
pada grafik berikut ini.
Gambar 1. Hubungan Pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan
Waktu
Dari grafik hubungan antara waktu dan jumlah sel dapat dilihat
bahwa sebagian besar grafik mengalami kenaikan kemudian mengalami
penurunan. Grafik yang mengalami peningkatan tertinggi adalah milik
kelompok C5 yang ditunjukkan dengan warna biru muda. Sedangkan
grafik yang mengalami kenaikan paling kecil adalah kelompok C4.
Grafik yang mengalami penurunan terbesar didapat oleh kelompok C1
yang ditandai dengan grafik warna biru tua. Pada kelompok C2 dapat
dilihat bahwa grafik mengalami fase yang sedikit stagnan, hal ini
dapat disimpulkan bahwa pada fase tersebut mikroorganisme mengalami
fase stasionernya.
Gambar 2. Hubungan Konsentrasi Sel Biomassa (OD) dan WaktuDari
grafik hubungan antara waktu dan nilai OD dapat dilihat bahwa
sebagian besar grafik mengalami fluktuasi. Grafik yang mengalami
peningkatan pada N48 kemudian mengalami penurunan pada N72 lalu
terjadi peningkatan lagi. Yang mengalami peningkatan tertinggi
adalah kelompok C2 dan C5.
Gambar 3. Hubungan Pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan
Konsentrasi Sel Biomassa (OD)
Dari grafik hubungan antara nilai OD dan jumlah sel per cc dapat
dilihat bahwa sebagian besar grafik mengalami fluktuasi. Grafik
yang menghasilkan jumlah sel tertinggi adalah kelompok C5 dengan
nilai OD yang mendekati 2,5.
Gambar 4. Hubungan pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan pH
Dari grafik hubungan antara jumlah sel dan pH dapat dilihat
bahwa sebagian besar grafik mengalami fluktuasi. Grafik yang
menghasilkan jumlah sel tertinggi adalah kelompok C5 dengan pH yang
mendekati 3,45.
Gambar 5. Hubungan Pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan Total
Asam
Dari grafik hubungan antara jumlah sel dan total asam dapat
dilihat bahwa sebagian besar grafik mengalami fluktuasi. Grafik
yang menghasilkan jumlah sel tertinggi adalah kelompok C5 dengan
total asam yang mendekati angka sekitar 13 mg/ml. 2. PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan untuk memproduksi
minuman vinegar dari bahan dasar sari buah melalui proses
fermentasi, dalam praktikum ini menggunakan sari apel. Namun
sebelum membahas laebih jauh mengenai hasil praktikum, ada baiknya
kita mengenal berbagai teori yang mendukung dalam praktikum kali
ini. Winarno et al. (1980) menjelaskan bahwa fermentasi adalah
suatu proses metabolit dimana karbohidrat dan campuran yang
terdapat di dalamnya dioksidasi oleh aktivitas mikroorganisme yang
menggunakan substrat organik, sehingga akan melepas energi dimana
penerima elektron eksternal tidak hadir. Sebagai akibat pemecahan
kandungan bahan - bahan pangan tersebut, fermentasi akan
menyebabkan perubahan sifat bahan pangan. Menurut Rahman (1992),
fermentasi alkohol dipengaruhi oleh karakteristik mikroorganisme.
Terutama aktivitas enzimnya, kemampuannya menguraikan bahan
karbohidrat, kebutuhannya akan senyawa sumber karbon dan sumber
nitrogen, dan kemampuannya memecah gula dengan oksidasi
parsial.
Khamir, secara khusus dengan genus Saccharomyces digunakan untuk
memproduksi berbagai macam tipe minuman beralkohol. Pemilihan
Saccharomyces cerevisiae sendiri dikarenakan kemampuannya dalam
memecah bahan pangan berkarbohidrat tinggi menjadi alkohol dan CO2.
Proses ini diketahui sebagai fermentasi alkohol karena proses
terjadi secara anaerob atau tanpa oksigen (Gaman & Sherrington,
1994). S. cerevisiae akan tumbuh baik pada keadaan aerob tetapi
akan melakukan fermentasi gula jauh lebih cepat pada keadaan
anaerob (Winarno et al., 1980). Pada percobaan kinetika fermentasi
yang dilakukan ini, bahan baku yang digunakan adalah sari buah
apel. Hal ini tak lepas dari pernyataan Said, (1987) dimana sari
buah apel dapat digunakan sebagai substrat bagi pertumbuhan
Saccharomyces cereviceae karena mikroorganisme manapun termasuk
Saccharomyces cereviceae dapat menggunakan substrat apapun untuk
media pertumbuhannya, asalakan dalam substrat tersebut terkandung
karbon. Saccharomyces cereviceae dapat menfermentasi glukosa dalam
buah apel dari hasil pemecahan pati, menghasilkan alkohol dan CO2.
Penggunaan sari buah untuk memproduksi minuman beralkohol sudah
umum digunakan. Sari buah merupakan campuran dari gula, khususnya
fruktosa, glukosa, dan sukrosa, oligosakarida dan polisakarida
(golongan pati) bersama-sama dengan komponen nitrogen, pectin
terlarut, vitamin C, mineral, sejumlah besar alcohol, aldehid,
keton, ester, asam lemak dan hidrokarbon (Arthey & Ashurst,
1998). Produksi minuman beralkohol melalui proses fermentasi
alkohol, yaitu konversi gula menjadi alkohol melalui aktivitas
enzim mikroba. Mikroorganisme, secara khusus khamir dengan genus
Saccharomyces, suasana anaerob mampu memicu mikroorganisme tersebut
untuk mengkonversi glukosa menjadi etil alkohol dan karbondioksida
serta beberapa ester (Fardiaz, 1992). Untuk kualitas dari produk
akhir nantinya akan ditentukan dari kandungan substansi volatil
yang terdapat pada buah. (Davidek et al., 1990). Sedangkan
pemilihan Sacharomyces creviceae sebagai yeast dalam proses
fermentasi ini juda didukung oleh Okunowo et.al. (2007) dalam
jurnal penelitian mereka dengan judul Quantitation Of Alcohols In
Orange Wine Fermented By Four Strains Of Yeast. Dalam jurnal
tersebut dimana dilakukan penelitian menggunakan kromatografi gas
cair (Gas liquid chromatography/ GLC) untuk mengidentifikasi jenis
dari alcohol yang berada dalam wine yang diproduksi dari jus jeruk
yang difermentasi, digunakan 4 jenis strain yeast sebagai
mikroorganisme fermentasi. Keempat strain tersebut adalah
Saccharomyces cerevisiae (diisolasikan dari yam), S.cerevisiae
(dari molasses gula), Saccharomyces carlsbergensis (dari molasses
gula) dan S. cerevisiae var. ellipsoideus (dari jus jeruk).
Sehingga dapat dikatakan bahwa Sacharomyces cereviceae cukup sesuai
untuk digunakan dalam memfermentasi substrat sari buah.Pada
praktikum ini, pertama-tama sebanyak 250 ml media pertumbuhan yang
telah disterilisasi (sari apel) dimasukkan ke dalam erlenmeyer.
Setelah itu dilakukan proses pasteurisasi pada suhu 80oC selama 30
menit. Jay (2000) mengatakan bahwa pasteurisasi adalah perlakuan
panas yang diberikan pada bahan baku dengan suhu di bawah titik
didih, dengan tujuan untuk mengawetkan bahan pangan yang tidak
tahan suhu tinggi. Pasteurisasi tidak mematikan semua
mikroorganisme, tetapi hanya yang bersifat patogen dan tidak
membentuk spora. Pemilihan buah apel sebagai bahan pembuat media
pertumbuhan juga tak lepas dari pendapat Rahman, (1992) yang
mengatakan bahwa pada apel terdapat kandungan gula yang cukup
tinggi dimana gula dapat digunakan sebagai substrat bagi
mikroorganisme untuk tumbuh, dan karena gula juga yang nantinya
akan dipecah menjadi alkohol dan gas CO2 dalam proses fermentasi.
Selain itu, menurut pendapat Muljohardjo (1988), sari buah yang
dipanaskan terlebih dahulu untuk mematikan mikroorganisme
kontaminan, baru kemudian dinokulasikan suatu kultur murni khamir.
Teori ini membantu menjelaskan mengapa pemanasan (pasteurisasi)
diperlukan dalam praktikum ini.
Gambar 6 Proses Pasteurisasi Sari ApelSetelah itu, sebanyak 30
ml biakan yeast diambil dan dimasukkan ke dalam media pertumbuhan
secara aseptis. Langkah selanjutnya adalah media diambil 10 ml
untuk penentutan total asam dan pengujian pH. 30 ml untuk mengukur
absorbansi dan diambil dengan pipet ukur untuk mengukur jumlah sel
dengan menggunakan haemocytometer. Setelah itu ditutup dengan
alumunium foil. Setelah diambil, media yang tersisa diinkubasi pada
suhu ruang (25-30oC) selama 5 hari dan setiap 24 jam inkubasi
diberi perlakuan pengadukan dengan shaker dan melakukan pengujian
yang sama dengan hari ke-0. Sehingga nantinya akan dilakukan
pengamatan sebanyak 5 kali yang meliputi pengamatan hari ke-0 (N0),
hari ke-1 (N24), hari ke-2 (N48), hari ke-3 (N72), dan hari ke-4
(N96).
Perlu diingat bahwa semua tahapan dalam percobaan ini harus
dilakukan secara asepsis. Terutama ketika memindahkan kultur, maka
harus dilakukan dalam suasana aseptis, yaitu seluruh prosesnya
dilakukan di dekat api (bunsen). Selain itu, tangan dan peralatan
terlebih dahulu disterilkan dengan alkohol (kadarnya minimal 70%)
karena kontak langsung dengan permukaan atau tangan yang tercemar
dapat menyebabkan kontaminasi oleh mikroorganisme dari luar. Hal
ini sangat penting dilakukan, agar dapat menghindari kontaminasi
akbiat tersentuhnya media atau permukaan tabung bagian dalam oleh
benda yang tidak steril. (Hadioetomo, 1993). Sedangkan penutupan
dengan alumunium foil juga ditujukan untuk menjaga keaseptisan
sampel. Hal ini dilakukan mengingat pendapat Desrosier &
Desrosier (1978) yang mengatakan bahwa selama proses fermentasi,
fermentor tidak boleh kontak langsung dengan udara luar dimana sari
buah tidak boleh terkena udara, karena jika terkena udara, maka
dapat menyebabkan mikroorganisme masuk ke dalam fermentor. Selain
untuk menghindari kontaminasi dari mikroorganisme kontaminan,
inkubasi juga dilakukan dengan tujuan untuk menjaga kondisi
anaerob. Kondisi anaerob ini penting, hal ini disebabkan karena
fermentasi alkohol hanya dapat berlangsung dalam keadaan anaerob.
Karena fermentasi alkohol adalah proses anaerobik dari dekomposisi
heksosa maka akan menghasilkan etanol dan CO2. Menurut Said (1987),
pengadukan menggunakan shaker mempunyai tujuan untuk memberikan
oksigen pada media dan membantu pertumbuhan yeast secara aerobik.
Stanburry &Whitaker (1984), juga menambahkan dua fungsi utama
pengadukan adalah menurunkan ukuran gelembung udara dan
mempertahankan kondisi lingkungan yang stabil di dalam erlenmeyer
saat proses fermentasi. Fungsi tambahan pengadukan adalah untuk
menjaga homogenitas sel mikroba pada media nutrient. Arpah (1993)
menjelaskan bahwa nantinya, proses fermentasi yang terjadi ini
meliputi 2 tahap, yaitu fermentasi utama dimana terjadi pengubahan
gula oleh khamir menjadi alkohol, CO2 dan kalori; serta fermentasi
lanjutan dimana terjadi proses peragian sisa ekstrak dari peragian
utama, menyempurnakan dan mematangkan rasa dan aroma, menjenuhkan
kadar O2, serta menjernihkan warna yang dihasilkan.
Gambar 7 Proses Pengadukan Menggunakan Shaker1.1. Pengukuran
Biomassa dengan HaemocytometerPercobaan yang pertama setelah
pembuatan sari apel adalah pengukuran biomassa menggunakan metode
haemocytometer dengan tujuan untuk mengetahui kinetika fermentasi
dalam produksi cider apel dari hari ke-0 hingga hari ke-5. Menurut
Chen & Pei (2011), haemocytometer memiliki dua bagian ruang
dimana setiap ruangnya memiliki garis mikroskopis yang sudah
tergores di permukaan kacanya. Dengna ketelitiannya yang tinggi,
haemocytometer akan membantu dalam perhitungan jumlah sel atau
biomassa. Garis mikroskopis pada haemocytometer sendiri membagi
bagian haemocytometer dalam 9 kotak besar yang dibatasi dengan 3
garis disetiap sisinya dan di dalam kotak tersebut terdapat kotak
kecil yang dibatasi dengan 1 garis sebanyak 16 buah. Jumlah sel
yang dihitung nantinya hanya yang terdapat dalam 4 kotak besar yang
saling berdekatan. Berikut adalah gambar dari plat Haemocytometer
dan kotak yang menunjukkan tampilan Haemocytometer ketika diamati
dibawah mikroskop.
Gambar 8 Plat Haemocytometer
Gambar 9 Kotak Pengamatan HaemocytometerProses pengamatan
sendiri diawali dengan cara meneteskan sari apel pada plat
haemocytometer kemudian ditutup dengan kaca preparat dan diletakkan
pada mikroskop. Jumlah yeast yang terdapat dalam media dihitung
dengan menggunakan bantuan handcounter. Jumlah biomassa yang
dihitung merupakan biomassa yang terletak pada empat kotak di
bagian tengah plat haemocytometer dan dibatasi dengan tiga garis
pada keempat sisinya. Jumlah sel yang terhitung pada keempat kotak
pada haemocytometer selanjutnya dicatat dan dirata-rata. Pada
praktikum ini, jika garis haemocytometer tidak terlihat dengan
jelas karena sari apel terlalu keruh maka perlu dilakukan
pengenceran. Pengenceran dilakukan dengan cara mengambil 1 ml
sampel kemudian dilarutkan dengan 9 ml aquades dan di-vortex.
Jumlah sel yang terhitung dari hasil pengenceran kemudian dikalikan
dengan 10. Fardiaz, (1992) menjelaskan bahwa pengenceran dilakukan
untuk mempermudah penghitungan jumlah mikroorganisme. Sedangkan
proses vortex yang dilakukan setiap pengenceran bertujuan untuk
menghomogenkan kultur dan aquades dalam tabung reaksi.
Saat dilihat menggunakan mikroskop, yeast terlihat berbentuk
bulat dan dapat tumbuh sebagai sel tunggal maupun berpasangan.
Berdasarkan teori yang diungkapkan oleh Matz (1992), dikatakan jika
yeast dapat tumbuh sebagai sel tunggal atau terkadang berpasangan.
Sehingga dapat dikatakan hasil pengamatan yang diperoleh sudah
benar. Selama proses pertumbuhannya, akan dihasilkan enzim yang
nantinya akan menghidrolisa disakarida. Dalam percobaan ini,
kandungan disakarida bisa didapatkan pada kandungan gula dalam sari
apel. Pada sampel sari apel setelah beberapa hari fermentasi muncul
bau alkohol. Hal ini sesuai dengan teori Arpah (1993) yang
menjelaskan bahwa nantinya, pada proses fermentasi akan terjadi
pengubahan gula oleh khamir menjadi alkohol, CO2 dan kalori.
Sehingga benar bila bau dari cider apel juga berubah dari hari ke
hari.
Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa perlakuan untuk waktu
pengamatan yang digunakan selama 5 hari, hari pertama dianggap
sebagai N0 dan sampai hari kelima yaitu N96. Jumlah mikroorganisme
yang didapat dari N0 sampai N96 sebagian besar mengalami kenaikan
kemudian penurunan jumlah untuk masing-masing kelompok. Hal ini
dapat dilihat dari rata-rata mikroorganisme tiap petak dan
rata-rata mikroorganisme tiap cc. Rata-rata jumlah mikroba/cc akan
meningkat dibandingkan hari ke-0 (N0) hingga hari tertentu dan
kemudian mengalami penurunan, walaupun terdapat juga perbedaan yang
didapat pada C3 dan C5 yang justru terus mengalami peningkatan
hingga hari terakhir. Menurut Campelo & Isabel (2004),
peningkatan jumlah mikroba/cc dari hari ke-0 ini sebenarnya
menunjukkan adanya pertumbuhan sel yeast. Pertumbuhan ini dapat
terjadi karena adanya nutrien yang dapat dimanfaatkan untuk tumbuh
dan juga kondisi kultur yang aerob. Selain itu, proses inkubasi
yang dilakukan juga turut menstimulasi pertumbuhan sel.
Gambar 10 Hasil Pengamatan Jumlah Sel dengan
HaemocytometerSetelah mengalami peningkatan jumlah mikroba/cc,
beberapa kemudian hari jumlah sel/cc mengalami penurunan. Hal ini
dapat disebabkan karena proses fermentasi yang terjadi menghasilkan
metabolit sekunder yang ternyata dapat bersifat toksik bagi yeast
itu sendiri. (Herrero et al., 2006). Ditambahkan menurut Van Hoek
(1998) fermentasi yang menghasilkan alkohol biasanya tidak
diinginkan karena dapat mengurangi hasil jumlah biomassa. Selain
itu, penurunan jumlah yeast dapat disebabkan karena habisnya
substrat yang digunakan oleh yeast untuk tumbuh. Jika substrat
habis maka yeast tidak mendapatkan nutrien lagi dan menyebabkan
yeast tersebut mati. Hal ini menjelaskan kenapa terdapat penurunan
jumlah mikroba setelah beberapa hari pengamatan. Sedangkan
kesalahan yang mungkin terjadi sperti justru terjadi peningkatan
scara terus menerus dapat disebabkan karena adanya kesalahan dalam
pengamatan. Kesalahan ini dapat disebabkan karena saat meneteskan
sampel ke haemocytometer terbentuk gelembung, kesalahan menghitung
jumlah sel, atau kesalahan saat pengenceran.
Selain itu, jika melihat hasil penelitian yang telah dilakukan
oleh Nogueira et ail. (2008), dengan judul Effect of Alcoholic
Fermentation in the Content of Phenolic Compounds in Cider
Processing, dimana disitu dilakukan fermentasi cider apel dengan
Saccharomyces uvarum, didapatkan hasil bahwa kandungan phenol pada
sari apel juga mempengaruhi hasil fermentasi. Semakin tinggi
kandungan phenol pada sari apel maka alkohol yang dihasilkan dari
proses fermentasi akan semakin kecil. Selain itu ada pula
kemungkinan bahwa alkohol yang dihasilkan juga dipengaruhi oleh
interaksi dengan dinding sel yeast. Dalam kasus ini, karena
kandungan alkohol semakin kecil, maka bisa dikatakan kandungan
asamnya akan meningkat, sehingga mampu membentuk lingkungan yang
tepat untuk mikroorganisme melakukan fermentasi. Dengan begitu,
jumlah sel mikroorganisme yang teranalisa juga akan semakin
meningkat.Dikatakan menurut Stanburry & Whitaker (1984), angka
pertumbuhan suatu mikroorganisme per satuan waktu disimbolkan
sebagai kecepatan pertumbuhan spesifik mikroorganisme (specific
growth rate). Kecepatan pertumbuhan spesifik mikroorganisme
tersebut dapat dihitung menggunakan rumus:
ln Xt= ln X0 + ( t
dengan ketentuan:Xt = jumlah mikroorganisme yang muncul setelah
waktu t,
X0- = jumlah mikroorganisme mula - mula
t= waktu inkubasi (jam)
(= kecepatan pertumbuhan spesifik mikroorganisme
1.2. Pengukuran Optival Density (OD) dengan
SpektrofotometriDalam pratikum kali ini juga dilakukan percobaan
mengenai hubungan antara konsentrasi sel (biomassa) dengan
absorbansi yang dinyatakan dalam suatu persamaan. Dimana persamaan
ini ditentukan dari grafik antara konsentrasi sel dengan nilai
absorbansinya. Dalam pratikum kali ini, percobaan diawali dengan
mengambil 30mL sampel sari buah kedalam beaker glass baru kemudian
diukur absorbansinya dengan panjang gelombang 660 nm. Pemilihan
panjang gelombang ini sebenarnya berdasarkan pada jenis sampel yang
akan diukur, sehingga bukan tidak mungkin pada percobaan ini
digunakan panjang gelombang yang lebih besar atau lebih kecil.
Namun jika menilik metode penelitian Arifin et al (2004) dalam
jurnal Kinetika Pertumbuhan Saccharomyces Cerevisiae Pada Berbagai
Sumber Nitrogen: Studi Regulasi Pada Metabolisme Nitrogen, disitu
dikatakan bahwa untuk mengukur aktivitas yeast pada sampel yang
telah diinokulasi dengan yeast Saccharomyces cereviceae, pengukuran
ODnya akan lebih efektif bila digunakan panjang gelombang 660 nm.
Kemudian nilai OD yang diperoleh dibandingkan dengan data rata-rata
mo tiap cc. Menurut Wang (2004), konsentrasi biomassa dihitung pada
absorbansi 600 nm karena absorbansi tersebut yang paling sesuai
untuk mengukur aktivitas Sacharomyces cereviceae. Kemudian model
yang digunakan untuk menghitung konsentrasi sel adalah
dx / dt = m X (1- X / Xm)
dimana m adalah laju pertumbuhan spesifik maksimum yeast pada
kondisi fermentasi. Dengan kondisi sebagai berikut
t = 0, X = X0 , S = S0 , P = 0Hasil pengukuran OD ini nantinya
akan digunakan untuk mendukung kebenaran dari percobaan sebelumnya.
Sehingga bila hasil pengamatan OD dihubungkan dengan jumlah sel dan
kemudian digambarkan dengan kurva, hasilnya adalah sebagai
berikut:
Gambar 11 Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan ODUntuk memudahkan
pembacaan grafik tersebut, maka diambil parameter kunci yaitu hasil
percobaan C3 (dilambangkan dengan garis hijau) dan C5 (dilambangkan
dengan garis biru muda). Kemudian hasil tersebut dibandingkan
dengan hasil pengamtan jumlah mikroba pada percobaan sebelumnya,
sehingga terlihat bahwa hubungan jumlah sel ddan OD yang didapat
adalah sebanding, dimana diketahui pada percobaan penghitungan
jumlah sel mikroba, hasil yang didapat adalah dari hari ke-0 hingga
ke-5, jumlah sel terus mengalami peningkatan. Hal tersebut juga
digambarkan dalam grafik ini. Hal ini dibuktikan melalui teori dari
Gaman & Sherrington (1994), bahwa konsentrasi sel sebanding
lurus dengan nilai absorbansinya. Sehingga hasi percobaan ini,
dimana grafik menunjukkan semakin tinggi OD, maka semakin tinggi
konsentrasi selnya sudah benar dan sesuai teori yang ada. Masih
menurut Gaman & Sherrington, dijelaskan bahwa prinsip dari
analisa spektrofotometrik yaitu semakin keruh suatu larutan, maka
nilai absorbansinya juga akan semakin tinggi karena semakin sedikit
jumlah sinar yang diteruskan. Saccharomyces cereviceae akan memecah
bahan pangan berkarbohidrat tinggi menjadi alkohol dan CO2. Gula
yang dipecah berasal dari substrat yang digunakan untuk pertumbuhan
(dalam hal ini adalah sari apel). Hal ini sesuai teori yang
menyatakan bahwa khamir memiliki sekumpulan enzim yang berperanan
pada fermentasi senyawa gula, seperti glukosa menjadi etanol (etil
alkohol) dan karbondioksida. Jika oksigen dalam kondisi yang
berlebihan, sel khamir akan melakukan respirasi secara aerobik.
Dapat disimpulkan pula dari hasil pengamatan yang diperoleh, secara
umum pada N0 sampai N96 pertumbuhan yeast mengalami kenaikan tapi
ada juga yang mengalami penurunan jumlah koloni/cc sebelum
didapatkan hasil rata - rata. Penurunan jumlah koloni/cc terjadi
antara N96 sampai N96, hal ini dikarenakan dalam proses fermentasi
minuman alkohol ini digunakan sistem batch, dimana sistem batch
atau kultur terbatas yaitu sistem kultur tertutup yang berisi
nutrient dalam jumlah terbatas artinya tidak terjadi penambahan
media atau substrat baru selama inkubasi. Padahal dalam
pertumbuhannya yeast membutuhkan cukup banyak nutrient. Bila jumlah
substrat menurun maka pertumbuhan yang semula berjalan cepat hingga
titik optimal, akan menurun sehingga nilai jumlah mikroba/cc pun
juga menurun. Selain itu menurut Fardiaz (1992), semakin baik
nutrisi di dalam substrat tempat tumbuhnya, pertumbuhan sel akan
semakin cepat dan ukuran sel semakin besar. Jika suatu jasad renik
dipindahkan dalam suatu medium, mula - mula akan mengalami fase
adaptasi (belum terjadi pembelahan sel karena beberapa enzim
mungkin belum disintesis) karena jasad renik tersebut harus
menyesuaikan dengan substrat dan kondisi lingkungan di sekitarnya
terlebih dahulu. Lamanya fase ini bervariasi, tergantung kecepatan
penyesuaian dengan lingkungan sekitarnya.1.3. Penentuan Total Asam
selama FermentasiPercobaan selanjutnya adalah mengukur kandungan
total asam dan pH selama fermentasi, dimana diketahui bahwa kedua
nialai tersebut berkaitan dengan peningkatan jumlah mikroorganisme.
Menurut Koroleva (1991), meningkatnya jumlah mikroorganisme akan
menyebabkan meningkatnya aktivitas metabolism, sehingga produksi
asam semakin meningkat. Dengan peningkatan produksi asam tentunya
pH pada produk akhir akan semakin rendah.Dari hasil percobaan yang
dilakukan, diketahui bahwa hasil percobaan menunjukkan bahwa
peningkatan jumlah mikroorganisme berbanding lurus dengan total
asam yang dihasilkan. Namun pada beberapa titik pengamatan, tidak
ditemukan kesesuaian total kandungan asam dengan hasil pengukuran
pH. Hal ini terlihat dari peningkatan dan penurunan pH tiap
kelompok tidak menentu seiring dengan peningkatan jumlah sel/cc.
Seperti terlihat pada grafik berikut, terutama pada hasil percobaan
C5:
Gambar 12 Hubungan Jumlah Sel dengan Total Asam
Terlihat pada grafik tersebut ketika jumlah mikroba lebih
sedikit, total asam yang terkandung justru lebih banyak. Kesalahan
ini menurut Damtew et.al. (2012) dapat disebabkan karena akumulasi
alkohol dalam kultur yeast menyebabkan menurunnya laju fermentasi
sehingga menyebabkan jumlah mikroorganisme berkurang dan
menyebabkan total asam meningkat. Kesalahan lain adalah
ditemukannya data dimana saat jumlah sel/cc lebih rendah memilik pH
lebih rendah kemudian pH meningkat saat jumlah sel/cc lebih tinggi.
Seharusnya jika pH sudah meningkat maka tidak bisa menurun lagi
karena sudah terjadi akumulasi alkohol. Kesalahan ini disebabkan
karena pada saat sampel diukur menggunakan pH meter, tidak menunggu
hasil yang tertera di pH meter hingga stabil sehingga menyebabkan
data pH yang ada tidak sesuai dengan teori.Namun hal tersebut belum
sepenuhnya salah bila kandungan asam yang terukur disini adalah
asam asetat. Hal ini merujuk pada teori yang dikatakan oleh
Kwartiningsih & Nuning (2005) pada penelitiannya yang berjudul
Fermentasi Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar, dijelaskan bahwa
seiring meningkatnya kemampuan metabolisme sel yeast, maka
kandungan asam asetat akan meningkat. Akan tetapi hal ini idak lama
karena semakin lama asam asetat memiliki kecenderungan mengalami
oksidasi menjadi karbondioksida dan air. Oleh sebab itu bila dari
hasil pengamatan yang dilakukan ditemui data dengan nilai total
asam yang meningkat pada awalnya, namun lama kelamaan mengalami
penurunan kembali maka kemungkinan besar kadar asam yang terukur
tersebut adalah kadar asam dari kandungan asam asetat.
.Menurut Hayes (1995), ada beberapa faktor yang penting bagi
pertumbuhan yeast ini antara lain:
nutrisi, di mana senyawa hidrogen, nitrogen, sulfur dan fosfat,
serta elemen dalam jumlah kecil semacam besi, magnesium, potasium
dan kalsium sudah terpenuhi pada media.
suhu, yaitu dengan suhu penyimpanan yang tepat pada suhu
ruang.
kelembaban, di mana untuk kebutuhan air, fungi atau jamur lebih
sedikit membutuhkan air daripada bakteri.
Oksigen, beberapa mikroorganisme membutuhkan oksigen untuk
tumbuh, tetapi ada juga mikroorganisme yang tidak membutuhkan
oksigen. Untuk mikroorganisme ini, oksigen dianggap toksik oleh
mereka.
pH, di mana semua mikroorganisme mempunyai pH optimum agar
mereka dapat tumbuh dengan baik. Beberapa bakteri tumbuh pada pH
6,8 - 7,5 sedangkan sisanya pada pH rendah yaitu 4 6. Yeast
Saccharomyces cereviceae akan berkembang atau pertumbuhannya akan
optimal pada kondisi pH 3,5 6,5 (optimal pada pH 4,5). Yeast ini
tidak dapat tumbuh pada kondisi basa atau pH tinggi. Berdasarkan
penelitian Wang et.al. yang dilakukan pada 2004 dengan judul
Fermentation Kinetics of Different Sugars by Apple Wine Yeast
Saccharomyces cerevisiae, dikatakan pula bahwa wine apel merupakan
minuman hasil fermentasi yang terbuat dari apel segar atau
konsentrat jus apel dengan strain yeast yang digunakan adalah
Saccharomyces cerevisiae strain CCTCC M201022. Untuk mengetahui
efek dari gula tunggal pada fermentasi yeast, digunakakan medium
sintetis yang mensimulasikan konsentrat jus apel dengan pH diatur
pada 3.5. Sehingga benar bahwa rentang pH optimal untuk pertumbuhan
yeast tersebut berkisar antar 3,5-5,5.3. KESIMPULAN Fermentasi
alkohol terjadi secara anaerob. Minuman beralkohol didapat melalui
proses fermentasi alkohol dengan konversi gula yang terdapat dalam
bahan / substrat melalui enzim mikroba.
Saccharomyces cereviceae digunakan dalam fermentasi karena
mempunyai kemampuan memecah karbohidrat menjadi alkohol dan CO2.
Suhu optimum untuk pertumbuhan khamir pada umumnya 25-30 (C.
Haemacytometer digunakan untuk menghitung jumlah sel. Perlakuan
shaker menyebabkan terjadinya aerasi dan agitasi. Penurunan jumlah
yeast dapat dikarenakan terbentuknya alkohol dalam jumlah banyak,
nutrisi habis serta yeast masih berada dalam kondisi adaptasi.
Semakin tingginya nilai absorbansi maka akan semakin meningkat
pula konsentrasi sel.
Semakin banyak jumlah sel maka nilai OD semakin besar.
Semakin banyak jumlah sel maka tingkat keasaman semakin
besar.
Semakin besar nilai keasaman, maka nilai pH akan semakin
rendah.
pH optimum untuk pertumbuhan yeast adalah 4,5.
Semarang, 15 Juni 2014
Praktikan,
Asisten Dosen
- Andriani Cintya S.
- Chrysentia Archinitta L. M.
- Katharina Nerissa A. A.
- Meilisa Lelyana D.
Irnanda Arif Dharmawan
- Stella Mariss H.
11.70.0072/C1
4. DAFTAR PUSTAKAArifin et al. (2004). Kinetika pertumbuhan
Saccharomyces cerevisiae pada berbagai sumber nitrogen: Studi
regulasi pada metabolisme nitrogen. SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA
DAN PROSES. Semarang. [Diunduh Sabtu 14 Juni 2014]Arpah, M. (1993).
Pengawasan Mutu Pangan. Tarsito. Bandung.Arthey, D. & P. R.
Ashurst. (1998). Friut Processing. Blackie Academic &
Professional. London.Campelo, A.F and Isabel, B. (2004).
Fermentative Capacity of Bakers Yeast Exposed to Hyperbaric
Stress.Chen, Yu-Wei and Pei-Ju Chiang. (2011). Automatic Cell
Counting for Hemocytometers through Image Processing. World Academy
of Science, Engineering and Technology 58.
Damtew, W.; S. A. Emire & A. B. Aber. (2012). Evaluation of
Growth Kinetics and Biomass Yield Efficiency of Industrial Yeast
Strains. Archives of Applied Science Research, 2012, 4
(5):1938-1948. Davidek, J.; Jan Valisek; & Jan Pokorny. (1990).
Chemical Changes During Food Processing. Elsevier.
Amsterdam.Desrosier, N. W. & J. N. Desrosier. (1978). The
Technology of Food Preservation. AVI Publishing co, Inc.
Connecticut.
Fardiaz, S. ( 1992 ). Mikrobiologi Pangan I. PT Gramedia Pustaka
Utama. Jakarta. Fermentation by Saccharomyces cerevisiae. Gaman, P.
M. & K. B. Sherrington. (1994). Ilmu Pangan. Gadjah Mada
University Press. Yogyakarta.Hadioetomo, R. S. (1993). Mikobiologi
Dasar dalam Praktek, Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. PT
Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Hayes, P. R (1995). Food Microbiology and Hygiene. Chapman and
Hall. Great Britain. Herrero, M., Garcia, L. A., and Diaz, M.
(2006). Volatile Compounds in Cider: Inoculation Time and
Fermentation Temperature Effects. Jay, J. M. (1986). Modern Food
Microbiology. Van Nostrand Reinhold. New York.
Koroleva, N.S. 1991. Products prepared with lactic acid bacteria
and yeast. Dalam: R. K. Robinson (Editor). Theurapeutics of
Fermented Milks. Elsevier Applied Science, London and New York.
Kwartiningsih, Endang & Nuning Sri Mulyati. 2005. Fermentasi
Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar.pdf [Diunduh Minggu 15 juni
2014]
Matz, SA. (1992). Bakery Technology and Engineering, 3th
edition. Van Nostrand Reinhold. New York.Muljohardjo, M. (1988).
Teknologi Pengawetan Pangan Edisi ketiga. Penerbit Universitas
Indonesia Press. Jakarta.
Nogueira, Alessandro; Sylvain Guyot; Nathalie Marnet; Jean
Michel Lequere; Jean-Francois Drilleau; & Gilvan Wosiacki.
(2008). Effect of Alcoholic Fermentation in the Content of Phenolic
Compounds in Cider Processing..pdf. [Diunduh Sabtu 14 Juni
2014]
Okunowo, Wahab Oluwanisola and Osuntoki, Akinniyi Adediran.
2007. Quantitation of alcohols in orange wine fermented by four
strains of yeast. Department of Biochemistry, College of Medicine,
University of Lagos. P.M.B. 9603. Lagos. Nigeria. [Diunduh Sabtu 14
Juni 2014]Rahman, A. ( 1992 ). Teknologi Fermentasi. Penerbit
Arcan. Jakarta.
Said, E. G. (1987). Bioindustri. PT Mediyatama Sarana Perkasa.
Jakarta.
Stanburry, P.F. & Whitaker. (1984). Principles of
Fermentation Technology. Pergamon Press. New York.
Van Hoek. (1998). Effect of Spesific Growth Rate on Fermentative
Capacity of BakersYeast. Appl Environ Microbiol. 64(11): 42264233.
Wang D.,Y. Xu, J. Hu1 and G. Zhao. 2004. Fermentation Kinetics of
Different Sugars by Apple Wine Yeast Saccharomyces cerevisiae.
Journal Of The Institute Of Brewing. The Institute & Guild of
Brewing. [Diunduh Sabtu 14 Juni 2014]Winarno, F. G.; S. Fardiaz
& D. Fardiaz. (1980). Pengantar Teknologi Pangan. PT. Gramedia
Pustaka Utama. Jakarta.5. LAMPIRAN
5.1. Perhitungan
Kelompok C1
Hari ke-0
Rata rata Mo tiap petak= Rata rata Mo tiap cc= Total asam = Hari
ke-1
Rata rata Mo tiap petak= Rata rata Mo tiap cc= Total asam = Hari
ke-2
Rata rata Mo tiap petak= Rata rata Mo tiap cc= Total asam = Hari
ke-3
Rata rata Mo tiap petak= Rata rata Mo tiap cc= Total asam = Hari
ke-4
Rata rata Mo tiap petak= Rata rata Mo tiap cc= Total asam = 5.2.
Abstrak Jurnal
~ Terlampir ~
5.3. Laporan Sementara
~ Terlampir ~
5.4. Report Hasil Pengecekan Plagiasi (Viper)~ Terlampir ~
KINETIKA FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGARLAPORAN RESMI
PRAKTIKUM TEKNOLOGI FERMENTASIDisusun oleh:
Irnanda Arif Dharmawn
NIM : 11.70.0072
Kelompok C1
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG2014
N48
N96
N72
N24
N0
N24
N0
1